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KR102140235B1 - 표시 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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KR102140235B1
KR102140235B1 KR1020130062727A KR20130062727A KR102140235B1 KR 102140235 B1 KR102140235 B1 KR 102140235B1 KR 1020130062727 A KR1020130062727 A KR 1020130062727A KR 20130062727 A KR20130062727 A KR 20130062727A KR 102140235 B1 KR102140235 B1 KR 102140235B1
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KR
South Korea
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substrate
sensor
layer
electrode
sensing
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KR1020130062727A
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KR20140141843A (ko
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남희
김범식
권준일
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Priority to US14/044,201 priority patent/US9519370B2/en
Priority to TW102147784A priority patent/TWI634647B/zh
Priority to CN201410014259.1A priority patent/CN104216555B/zh
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Abstract

표시 장치 및 이의 구동 방법이 제공된다.
일례로, 표시 장치는 기판 상에 정의되는 복수의 화소; 및 상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하는 센서를 포함한다.

Description

표시 장치 및 이의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 표시 장치(display device)는 크게 발광형과 수광형으로 분류할 수 있다. 발광형으로는 플라즈마 표시 장치(plasma display device) 및 전계 발광 표시 장치(electro luminescent device) 등이 있다. 수광형으로는 액정 표시 장치(liquid crystal display) 등이 있다. 이 중에서 전계 발광 표시 장치는 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시 장치로서 주목을 받고 있다. 이러한 전계 발광 표시 장치는 발광층을 형성하는 물질에 따라서 무기 발광 표시 장치와 유기 발광 표시 장치로 구분된다.
최근에 표시 장치는 사용자의 손가락이나 펜을 이용한 접촉에 의한 입력 신호를 이용하여 화면 제어 기능을 수행하게 할 수 있는 센서를 별도로 부착하여 제조되고 있다. 이러한 센서로는 사용자의 손가락이나 펜으로 압력을 가해 상부 전극층과 하부 전극층이 접촉되면 전기적 신호가 발생하여 위치를 인식하는 저항(resistive) 방식의 센서, 사용자의 손가락에서 발생하는 정전기를 감지해 구동하는 정전용량(capacitive) 방식의 센서 등이 있다.
한편, 표시 장치는 무겁고 파손되기 쉬운 유리 기판을 사용할 경우 휴대성 및 대화면 표시에 한계에 있다. 이에 따라, 최근에는 중량이 가볍고 내구성을 가질 뿐 아니라 플라스틱과 같은 플렉시블 기판을 사용하는 플렉시블 표시 장치가 개발되고 있다.
그런데, 종래에 사용했던 센서로는 입력 신호로 이용될 수 있는 사용자의 손가락 또는 펜의 접촉에 의한 압력이 플렉시블 표시 장치에 가해지는 것에 대한 센싱이 가능하나, 또다른 입력 신호로 이용될 수 있는 플렉시블 표시 장치의 휨에 대한 센싱이 어려울 수 있다.
또한, 종래에 사용했던 센서가 플렉시블 표시 장치에 적용되는 경우 플렉시블 표시 장치에 별도로 부착되어야 하기 때문에, 제조 비용 및 제조 공정이 증가될 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판의 휨 및 기판에 가해지는 압력을 센싱할 수 있으며 제조 비용 및 제조 공정을 줄일 수 있는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 기판의 휨 및 기판에 가해지는 압력을 센싱할 수 있으며 제조 비용 및 제조 공정을 줄일 수 있는 표시 장치의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판 상에 정의되는 복수의 화소; 및 상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하는 센서를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 기판 상에 정의되는 복수의 화소; 상기 각 화소의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 채널 영역과 상기 채널 영역의 양측에 위치하는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층, 상기 채널 영역의 상부에 형성되는 게이트 전극, 상기 소스 영역과 연결되는 소스 전극, 및 상기 드레인 영역에 연결되는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 및 상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하며, 상기 활성층과 동일한 층에 형성되는 변형층, 상기 게이트 전극과 동일한 층에 형성되며 상기 변형층의 일측과 연결되는 구동 전극, 및 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 동일한 층에 형성되며 상기 변형층의 타측과 연결되는 센싱 전극을 포함하는 센서를 구비한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 기판 상에 정의되는 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하는 센서를 이용하여 센싱 전압을 측정하는 단계; 상기 센싱 전압이 기준 전압과 상이한지 판단하는 단계; 및 상기 센싱 전압이 기준 전압과 상이한 것으로 판단되면 상기 기판의 휨 또는 상기 기판에 압력이 발생된 것으로 감지하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화소의 내부에 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되는 센서와, 기판의 하부에 배치되는 보호 필름을 구비함으로써, 기판의 휨 및 기판에 가해지는 압력을 센싱할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판의 휨 및 기판에 가해지는 압력을 입력 신호로 하여 표시 장치의 여러 동작을 수행하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 센서를 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터의 형성시 함께 형성하여 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정을 추가시키지 않으므로, 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정에 대한 제조 공정 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소 배열을 보여주는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 센서의 다른 배열을 보여주는 구성도이다.
도 3은 도 1의 복수의 화소 중 한 화소의 회로도이다.
도 4는 도 3의 'A' 부분과 대응되는 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 기판이 휘어지는 경우 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 도 4의 기판에 압력이 가해지는 경우 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 도 4와 대응되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 도 7과 대응되는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9는 도 4와 대응되는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소 배열을 보여주는 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 센서의 다른 배열을 보여주는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 기판(110) 상에 복수의 화소(P)와, 센서(S)를 포함한다.
복수의 화소(P)는 기판(110) 상에 제1 방향(D1)을 따라 배열되는 복수의 게이트 라인(GL1, GL2, ..., GLn)(n은 자연수)과, 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2) 따라 배열되는 복수의 데이터 라인(DL1 ,DL2, ..., DLm)(m은 자연수)에 의해 정의될 수 있다. 복수의 화소(P)는 외부로부터 공급되는 전원 신호, 게이트 구동부(미도시)로부터 복수의 게이트 라인(GL1, GL2, ..., GLn)을 통해 공급되는 게이트 신호 및 데이터 구동부(미도시)로부터 복수의 데이터 라인(DL1, DL2, ..., DLm)을 통해 공급되는 데이터 신호에 의해 영상을 표시할 수 있다.
센서(S)는 복수의 화소(P) 중 적어도 하나의 내부에 형성된다. 센서(S)는 기판(110)의 휨 및 사용자의 손가락이나 펜에 의해 기판(110)에 가해지는 압력을 센싱할 수 있다. 센서(S)는 도 1에서 각 화소(P)에 형성되는 것으로 도시되었으나, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 화소(P) 중 적어도 두개의 화소(P)를 포함하는 그룹별로 한 개씩 형성될 수 있다.
다음은 복수의 화소(P) 중 센서(S)가 형성된 한 화소(P)의 회로에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 복수의 화소 중 한 화소의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 한 화소(P)는 예를 들면 제1 게이트 라인(GL1)과 제1 데이터 라인(DL1)과 연결되며, 스위칭 트랜지스터(ST), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(Cst), 발광 다이오드(LD) 및 센서(S)를 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(ST)는 박막 트랜지스터로 구현될 수 있으며, 제1 게이트 라인(GL1)에 연결되는 게이트 전극과, 제1 데이터 라인(DL1)에 연결되는 소스 전극과, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 연결되는 드레인 전극을 포함할 수 있다. 스위칭 트랜지스터(ST)는 제1 게이트 라인(GL1)을 통해 공급되는 게이트 신호에 응답하여 제1 데이터 라인(DL1)을 통해 공급되는 데이터 신호에 대응하는 전압을 구동 트랜지스터(DT)에 인가한다.
구동 트랜지스터(DT)는 박막 트랜지스터로 구현될 수 있으며, 스위칭 트랜지스터(ST)의 드레인 전극에 연결되는 게이트 전극과, 제1 전원(Vdd)에 연결되는 소스 전극과, 발광 다이오드(LD)의 애노드 전극(화소 전극)에 연결되는 드레인 전극을 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 자신의 게이트 전극에 인가되는 전압에 대응하는 전류를 발광 다이오드(LD)로 공급한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 제1 전원(Vdd) 사이에 접속된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 인가되는 전압을 충전한다.
발광 다이오드(LD)는 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 단자에 연결되는 애노드 전극(화소 전극)과, 제2 전원(Vss)에 연결되는 캐소드 전극(공통 전극)을 포함할 수 있다. 발광 다이오드(LD)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 전류에 대응하여 빛을 방출하여 영상을 표시한다.
센서(S)는 구동 라인(Tx)에 연결되는 구동 전극과, 센싱 라인(Rx)과 연결되는 센싱 전극과, 구동 전극과 센싱 전극 사이에 연결되는 변형층을 포함할 수 있다. 센서(S)는 변형층의 저항 변화에 따라 달라지는 센싱 전극의 센싱 전압을 통해 기판(도 1의 110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력이 발생됨을 센싱할 수 있다. 센서(S)의 센싱 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
다음은 구동 트랜지스터(DT), 발광 다이오드(LD) 및 센서(S)가 포함된 표시 장치(100)의 단면 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 도 3의 'A' 부분과 대응되는 표시 장치의 단면도이고, 도 5는 도 4의 기판이 휘어지는 경우 표시 장치의 단면도이고, 도 6은 도 4의 기판에 압력이 가해지는 경우 표시 장치의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 표시 장치(100)는 구체적으로 기판(110), 버퍼층(111), 활성층(120), 변형층(130), 게이트 절연막(140), 게이트 전극(150), 구동 전극(160), 층간 절연막(170), 소스 전극(180), 드레인 전극(190), 센싱 전극(200), 패시베이션층(210), 평탄화층(220), 화소 전극(230), 화소 정의막(240), 발광층(250), 공통 전극(260), 봉지막(270) 및 보호 필름(280)을 포함하는 단면 구조를 가질 수 있다. 본 발명에서, 표시 장치(100)는 플렉시블 발광 표시 장치로 구현되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
기판(110)은 플라스틱, 예를 들어 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 및 폴리이미드 등으로 형성되는 플렉시블 기판일 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 버퍼층(111)은 기판(110)으로부터 발생하는 불순물 또는 외부로부터 유입되는 수분이 상부층으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 버퍼층(111)은 적어도 하나의 무기막, 적어도 하나의 유기막, 또는 이들이 조합되어 적층된 적층막을 포함할 수 있다.
활성층(120)은 채널 영역(122)과, 채널 영역(122)의 양측에 위치하는 소스 영역(124) 및 드레인 영역(126)을 포함할 수 있다. 활성층(120)은 실리콘, 예를 들어 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘으로 형성될 수 있으며, 소스 영역(124) 및 드레인 영역(126)에는 p형 또는 n형 불순물이 도핑될 수 있다.
변형층(130)은 활성층(120)과 동일한 층에 형성되고, 소스 영역(124) 또는 드레인 영역(126)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 변형층(130)은 실리콘으로 형성되며, p형 또는 n형 불순물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 변현층(130)은 활성층(120)의 형성시 함께 형성될 수 있다. 변형층(130)은 실리콘으로 형성되어 유연성을 가지므로, 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력에 대해 형상이 변형될 수 있다. 변형층(130)의 형상이 바뀌면 변형층(130)의 저항이 변할 수 있다.
게이트 절연막(140)은 활성층(120)과 변형층(130)을 덮도록 기판(110) 상에 형성된다. 게이트 절연막(140)은 게이트 전극(150)과 활성층(120)을 전기적으로 절연한다. 게이트 절연막(140)은 절연 물질, 예를 들어 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 또는 금속 산화물 등으로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(150)은 게이트 절연막(140) 상에 형성될 수 있다. 게이트 전극(150)은 채널 영역(122)의 상부, 즉 게이트 절연막(140) 상에서 채널 영역(122)과 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 게이트 전극(150)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다.
구동 전극(160)은 게이트 전극(150)과 동일한 층에 형성되며, 게이트 전극(150)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 구동 전극(160)은 게이트 전극(120)의 형성시 함께 형성될 수 있다. 구동 전극(160)은 변형층(130)의 저항 변화에 따른 센싱 전극(200)의 센싱 전압을 측정하기 위해 도 3의 구동 라인(Tx)으로부터 일정 전압이 인가되는 전극일 수 있다.
층간 절연막(170)은 게이트 전극(150)과 구동 전극(160)을 덮도록 게이트 절연막(140) 상에 형성될 수 있다. 층간 절연막(170)은 실리콘 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 층간 절연막(170)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 탄질화물, 실리콘 산탄화물 등을 포함할 수 있다. 층간 절연막(170)은 소스 전극(180)과 드레인 전극(190)으로부터 게이트 전극(150)을 절연시키는 역할을 수행할 수 있다.
소스 전극(180)과 드레인 전극(190)은 층간 절연막(170) 상에 형성될 수 있다. 소스 전극(180)은 활성층(120)의 소스 영역(124)과 연결되도록 층간 절연막(170)과 게이트 절연막(140)을 관통하며, 드레인 전극(190)은 드레인 영역(126)과 연결되도록 층간 절연막(170)과 게이트 절연막(140)을 관통한다. 소스 전극(180) 및 드레인 전극(190)은 각기 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 소스 전극(180) 및 드레인 전극(190)은 각기 알루미늄, 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물, 은, 은을 함유하는 합금, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 구리, 구리를 함유하는 합금, 니켈, 크롬, 크롬 질화물, 몰리브데늄, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄, 티타늄 질화물, 백금, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 네오디뮴, 스칸듐, 스트론튬 루테늄 산화물, 아연 산화물, 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 갈륨 산화물, 인듐 아연 산화물 등으로 이루어질 수 있다.
센싱 전극(200)은 소스 전극(180) 또는 드레인 전극(190)과 동일한 층에 형성되며, 소스 전극(180) 또는 드레인 전극(190)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센싱 전극(200)은 소스 전극(180) 또는 드레인 전극(190)의 형성시 함께 형성될 수 있다. 센싱 전극(200)은 변형층(130)의 저항에 따른 센싱 전압을 측정하기 위해 도 3의 센싱 라인(Rx)과 연결되는 전극일 수 있다.
패시베이션층(210)은 소스 전극(180), 드레인 전극(190) 및 센싱 전극(200)을 덮도록 층간 절연막(170) 상에 형성될 수 있다. 패시베이션층(210)은 유기 물질 또는 무기 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 패시베이션층(210)은 포토레지스트, 아크릴계 폴리머, 폴리이미드계 폴리머, 폴리아미드계 폴리머, 실록산계 폴리머, 감광성 아크릴 카르복실기를 포함하는 폴리머, 노볼락 수지, 알칼리 가용성 수지, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 산탄화물, 실리콘 탄질화물, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 하프늄, 지르코늄, 티타늄, 탄탈륨, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 마그네슘 산화물, 아연 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 패시베이션층(210)은 평탄화층(220)의 형성 물질, 두께 등에 따라 생략될 수도 있다.
평탄화층(220)은 패시베이션층(210) 상에 형성될 수 있다. 평탄화층(220)의 표면은 평평할 수 있다. 평탄화층(220)은 기판(110)의 상부를 평탄하게 할 수 있다. 평탄화층(220)은 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 평탄화층(220)은 유기 물질, 예컨대, 폴리 이미드로 이루어질 수 있다.
화소 전극(230)은 평탄화층(220) 상에 형성될 수 있으며, 드레인 전극(190)에 연결될 수 있다. 화소 전극(230)은 드레인 전극(190)에 인가된 신호를 받아 발광층(250)으로 정공을 제공하는 애노드 전극일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 화소 전극(230)은 드레인 전극(190)에 인가된 신호를 받아 발광층(250)으로 전자를 제공하는 캐소드 전극일 수 있다. 화소 전극(230)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 화소 전극(230)은 알루미늄, 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물, 은, 은을 함유하는 합금, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 구리, 구리를 함유하는 합금, 니켈, 크롬, 크롬 질화물, 몰리브데늄, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄, 티타늄 질화물, 백금, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 네오디뮴, 스칸듐, 스트론튬 루테늄 산화물, 아연 산화물, 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 갈륨 산화물, 인듐 아연 산화물 등으로 이루어질 수 있다.
화소 정의막(240)은 평탄화층(220) 상에 형성되며 화소 전극(230)을 노출하도록 개구부를 포함할 수 있다. 화소 정의막(240)은 절연 물질, 예컨데 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아마이드(poly amaide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지 등으로부터 선택된 적어도 하나의 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 또 다른 예로, 화소 정의막(240)은 실리콘 질화물 등과 같은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수도 있다.
발광층(250)은 화소 정의막(240)의 개구부를 통해 노출되는 화소 전극(230) 상에 형성된다. 발광층(250)은 화소 전극(230)에서 제공되는 정공과 공통 전극(270)에서 제공되는 전자를 재결합시켜 빛을 방출한다. 보다 상세히 설명하면, 발광층(250)에 정공 및 전자가 제공되면 정공 및 전자가 결합하여 엑시톤을 형성하고, 이러한 엑시톤이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어지면서 빛을 방출시킨다. 발광층(250)은 화소별로 적색의 광을 방출하는 적색 발광층, 녹색의 광을 방출하는 녹색 발광층 및 청색의 광을 방출하는 청색 발광층으로 구현될 수 있다. 발광층(250)은 Se 또는 Zn 등을 포함하는 무기물이나, 저분자 또는 고분자 유기물로 형성될 수 있다. 한편, 본 발명에서는 표시 장치(100)가 발광층(250)을 포함하여 발광 표시 장치로 구현되는 것을 도시하였으나, 발광층(250) 대신 액정층을 포함하는 경우 액정 표시 장치로 구현될 수도 있다.
공통 전극(260)은 발광층(250) 상에 형성될 수 있다. 공통 전극(260)은 발광층(250)으로 전자를 제공하는 캐소드 전일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 공통 전극(260)은 발광층(250)으로 정공을 제공하는 애노드 전일 수 있다. 공통 전극(260)은 화소 전극(230)의 형성물질과 같은 물질로 형성될 수 있다.
봉지막(270)은 공통 전극(260) 상에 형성될 수 있다. 봉지막(270)은 플라스틱, 예를 들어 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리 카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 및 폴리이미드 등으로 형성될 수 있는 플렉시블 봉지막일 수 있다.
보호 필름(280)은 기판(110)의 하부에 배치될 수 있다. 도시하진 않았지만, 보호 필름(280)은 접착제를 이용하여 기판(110)의 하면에 부착될 수 있다. 보호 필름(280)은 탄성 물질, 예를 들어 고무 또는 실리콘 물질로 형성될 수 있다. 이러한 보호 필름(280)은 얇은 두께를 가지며 플렉시블한 기판(110)의 기구 강도를 보강하면서, 기판(110)에 압력이 가해지는 경우 탄성력을 이용하여 변형층(130)의 변형이 잘 이루어지도록 하여 센서(S)의 센싱 동작이 용이하게 이루어지게 할 수 있다.
상기와 같은 표시 장치(100)의 단면 구조에서, 활성층(120), 게이트 전극(150), 소스 전극(180) 및 드레인 전극(190)이 구동 트랜지스터(DT)를 구성할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 발광 다이오드(LD)를 구동시킬 수 있다.
또한, 변형층(130), 구동 전극(160) 및 센싱 전극(200)이 센서(S)를 구성할 수 있다. 센서(S)는 표시 장치(100)의 내부에 형성되어 변형층(130)의 저항 변화에 따라 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 달라지는 전기적 특성 변화를 이용하여 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력을 센싱할 수 있다. 여기서, 센서(S)는 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치될 수 있으며, 센서(S)의 변형층(130), 구동 전극(160) 및 센싱 전극(200) 각각이 구동 트랜지스터(DT)의 활성층(120), 게이트 전극(150) 및 소스 전극(180)(또는 드레인 전극(190)) 각각과 동일한 층에 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 센서(S)를 형성하기 위한 별도의 공정이 추가되지 않는다.
또한, 화소 전극(230), 발광층(240) 및 공통 전극(260)이 발광 다이오드(LD)를 구성할 수 있다. 발광 다이오드(LD)는 구동 트랜지스터(DT)에 의해 구동하여 빛을 방출함으로써 영상을 표시할 수 있다.
다음은 센서(S)의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 도 4의 기판이 휘어지는 경우 표시 장치의 단면도이고, 도 6은 도 4의 기판에 압력이 가해지는 경우 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 사용자의 손가락(FG)에 의해 기판(110)이 휘어지는 경우, 변형층(130)의 형상이 평평한 형태에서 휘어진 형태로 변할 수 있다. 이때, 변형층(130)의 형상이 변화함에 따라 변형층(130)의 저항이 달라질 수 있으며, 이로 인해 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 기준 전압과 달라질 수 있다. 이로부터 기판(110)의 휨이 발생됨을 알 수 있다. 여기서, 상기 기준 전압은 기판(110)이 휘어지지 않고 기판(110)에 압력이 가해지지 않은 경우에서 센싱 전극(200)의 전압일 수 있으며, 미리 실험치를 통해 설정될 수 있다.
예를 들어, 기판(110)이 휘어지지 않고 기판(110)에 압력이 가해지지 않은 경우 변형층(130)의 저항은 100Ω이고, 센싱 전극(200)과 연결되는 센싱 라인(Rx)에 설치되는 저항 소자(미도시)의 저항이 100Ω이며, 구동 라인(Tx)을 통해 구동 전극(160)에 인가되는 전압이 4V일 때 센싱 전극(200)의 전압이 2V일 수 있다. 여기서, 상기 기준 전압은 기판(110)이 휘어지지 않고 기판(110)에 압력이 가해지지 않은 경우에서 센싱 전극(200)의 전압으로서, 2V일 수 있다.
상기 기준 전압이 설정된 가운데, 기판(110)이 휘어지는 경우 변형층(130)의 형상이 변하여 변형층(130)의 저항이 110Ω이고, 센싱 전극(200)과 연결되는 센싱 라인(Rx)에 설치되는 저항 소자의 저항이 100Ω이며, 구동 라인(Tx)을 통해 구동 전극(160)에 인가되는 전압이 4V일 때 센싱 전극(200)의 전압이 약 2.09V일 수 있다. 이와 같이, 기판(110)이 휘어지는 경우 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 2.09V로 기준 전압인 2V와 다르므로, 기준 전압과 다른 센싱 전극(200)의 센싱 전압을 통해 기판(110)의 휘어짐이 발생한지 알 수 있다.
한편 도시하진 않았지만, 센싱 전극(200)의 센싱 전압은 제어부(미도시)에 의해 검출될 수 있으며, 기판(110)의 휨이 발생하여 제어부가 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 기준 전압과 다른 것으로 판단하면 표시 장치(100)의 터치 볼륨 또는 음악 볼륨 등을 조절하게 하는 동작이나, 페이지를 넘기는 동작 등의 동작을 수행하게 할 수 있다. 즉, 기판(110)의 휨은 예를 들어 표시 장치(100)의 터치 볼륨 또는 음악 볼륨 등을 조절하게 하는 동작이나 페이지를 넘기는 동작 등의 입력 신호가 될 수 있다.
도 6을 참조하면, 사용자의 손가락(FG)에 의해 기판(110)에 압력이 가해지는 경우, 변형층(130)의 형상이 평평한 형태에서 휘어진 형태로 변할 수 있다. 이때, 변형층(130)의 형상이 변화함에 따라 변형층(130)의 저항이 달라질 수 있으며, 이로 인해 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 기준 전압과 달라질 수 있다. 이로부터 기판(110)에 압력이 가해짐을 알 수 있다. 또한 기준 전압과 다른 센싱 전극(200)이 포함된 화소 부분에서 기판(110)에 가해지는 압력이 발생됨을 알 수 있어, 기판(110)의 압력이 발생한 위치도 알 수 있다. 여기서, 상기 기준 전압은 기판(110)이 휘어지지 않고 기판(110)에 압력이 가해지지 않은 경우에서 센싱 전극(200)의 전압일 수 있으며, 미리 실험치를 통해 설정될 수 있다.
예를 들어, 기판(110)이 휘어지지 않고 기판(110)에 압력이 가해지지 않은 경우 변형층(130)의 저항은 100Ω이고, 센싱 전극(200)과 연결되는 센싱 라인(Rx)에 설치되는 저항 소자(미도시)의 저항이 100Ω이며, 구동 라인(Tx)을 통해 구동 전극(160)에 인가되는 전압이 4V일 때 센싱 전극(200)의 전압이 2V일 수 있다. 이로부터, 상기 기준 전압은 기판(110)이 휘어지지 않고 기판(110)에 압력이 가해지지 않은 경우에서 센싱 전극(200)의 전압으로서, 2V일 수 있다.
상기 기준 전압이 설정된 가운데, 기판(110)에 압력이 가해진 경우 변형층(130)의 형상이 변화하여 변형층(130)의 저항이 120Ω이고, 센싱 전극(200)과 연결되는 센싱 라인(Rx)에 설치되는 저항 소자의 저항이 100Ω이며, 구동 라인(Tx)을 통해 구동 전극(160)에 인가되는 전압이 4V일 때 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 약 2.18V일 수 있다. 이와 같이, 기판(110)에 압력이 가해지는 경우 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 2.18V로 기준 전압인 2V와 다르므로, 기준 전압과 다른 센싱 전극(200)의 센싱 전압을 통해 기판(110)에 압력이 가해짐이 발생한지 알 수 있다. 또한 기준 전압과 다른 센싱 전극(200)이 포함된 화소 부분에서 기판(110)에 가해지는 압력이 발생됨을 알 수 있어, 기판(110)의 압력이 발생한 위치도 알 수 있다.
한편 도시하진 않았지만, 센싱 전극(200)의 전압은 제어부(미도시)에 의해 검출될 수 있으며, 기판(110)에 압력이 가해져 제어부가 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 기준 전압과 다른 것으로 판단하면 표시 장치(100)의 키보드를 누르는 동작이나, 페이지의 줌-인 또는 줌-아웃하는 동작 등을 수행하게 할 수 있다. 즉, 기판(110)에 가해지는 압력은 예를 들어 표시 장치(100)의 키보드를 누르는 동작이나, 페이지의 줌-인 또는 줌-아웃하는 동작 등의 입력 신호가 될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 화소(P)의 내부에 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되는 센서(S)와, 기판(110)의 하부에 배치되는 보호 필름(280)을 구비함으로써, 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력을 센싱할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력을 입력 신호로 하여 표시 장치의 여러 동작을 수행하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 센서(S)를 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)의 형성시 함께 형성하여 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정을 추가시키지 않으므로, 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정에 대한 제조 공정 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)에 대해 설명하기로 한다.
도 7은 도 4와 대응되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 7에서는 구동 트랜지스터(DT), 발광 다이오드(LD) 및 센서(S11)가 포함된 화소가 복수개로 도시되었다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)는 도 4의 표시 장치(100)와 비교하여 센서(S11)와 보호 필름(380)의 구성만 다를뿐 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)에서는 보호 필름(380)에 대해서만 중점적으로 설명하기로 한다.
센서(S11)는 도 4의 센서(S)와 유사하다. 다만, 센서(S11)는 한 화소의 내부에 두 개의 센서, 즉, 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)를 포함한다. 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)는 한 화소의 내부와 인접한 다른 화소의 내부에서 교대로 위치하도록 배열될 수 있다. 즉, 한 화소의 내부에 포함되는 제2 센서(S12)는 다른 화소의 내부에 포함된 제1 센서(S12)와 인접할 수 있다.
제1 센서(S12)는 도 4의 센서(S)와 동일한 위치에 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2 센서(S13)는 수평 방향에서 제1 센서(S12)와 인접한 위치에 동일한 물질로 형성될 수 있다.
제1 센서(S12)와 제2 센서(S13) 각각의 변형부(130)는 기판(110)의 휨에 대해 동일한 저항 변화를 가질 수 있으며, 이에 따라 기판(110)의 휨이 발생되는 경우 제1 센서(S12)의 센싱 전극(200)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 센싱 전극(200)의 제2 센싱 전압이 동일할 수 있다. 이로부터 기판(110)의 휨이 발생함을 알 수 있다. 한편, 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)가 기판(110)의 휨에 대해 다른 특성을 가지는 경우, 즉 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13) 각각의 변형부(130)가 기판(110)의 휨에 대해 다른 저항 변화를 가지는 경우, 보정을 통해 기판(110)의 휨에 대한 센싱을 할 수 있다.
그리고, 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13) 각각의 변형부(130)는 기판(110)에 가해지는 압력에 대해 서로 다른 저항 변화를 가질 수 있으며, 이에 따라 기판(110)에 압력이 가해지는 경우 제1 센서(S12)의 센싱 전극(200)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 센싱 전극(200)의 제2 센싱 전압이 서로 다를 수 있다. 이로부터 기판(110)에 압력이 가해짐을 알 수 있다. 또한, 제1 센싱 전압과 제2 센싱 전압이 서로 다른 화소 부분에서 기판(110)에 가해지는 압력이 발생됨을 알 수 있어, 기판(110)의 압력이 발생한 위치도 알 수 있다.
보호 필름(380)은 기판(110)의 하부에 배치될 수 있다. 도시하진 않았지만, 보호 필름(380)은 접착제를 이용하여 기판(110)의 하면에 부착될 수 있다. 보호 필름(380)은 플라스틱 물질로 형성될 수 있으며, 기판(110)과 같이 플렉시블 특성을 가질 수 있다. 이러한 보호 필름(380)은 얇은 두께를 가지며 플렉시블한 기판(110)의 기구 강도를 보강할 수 있다.
보호 필름(380)은 제1 센서(S12)와 대응되는 영역에 형성되는 제1 부분(381)과, 제2 센서(S13)와 대응되는 영역에 형성되는 제2 부분(382)을 포함할 수 있다. 제1 부분(381)은 플라스틱 물질 중 기판(110)에 가해지는 압력에 대해 제1 변형률을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 제2 부분(382)은 플라스틱 물질 중 기판(110)에 가해지는 압력에 대해 제1 변형률보다 큰 제2 변형률을 가지는 물질로 형성될 수 있다.
제1 부분(381) 및 제2 부분(382)은 기판(110)의 휨이 발생하는 경우 서로 동일한 변형률을 가질 수 있으며, 이에 따라 제1 센서(S12)의 변형층(130)의 저항과 제2 센서(S12)의 변형층(130)의 저항을 서로 동일하게 하여 제1 센서(S12)의 센싱 전극(200)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 센싱 전극(200)의 제2 센싱 전압을 서로 동일하게 할 수 있다.
그리고, 제1 부분(381) 및 제2 부분(382)은 기판(110)에 가해지는 압력에 대해 서로 상이한 변형률을 가짐으로 인해 기판(110)에 압력이 가해지는 경우 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13) 부분이 서로 다른 탄성력을 가지게 하여 제1 센서(S12)의 변형층(130)의 저항과 제2 센서(S12)의 변형층(130)의 저항을 서로 상이하게 함으로써, 제1 센서(S12)의 센싱 전극(200)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 센싱 전극(200)의 제2 센싱 전압을 서로 상이하게 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)는 화소의 내부에 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되는 센서(S11)와, 기판(110)의 하부에 배치되는 보호 필름(380)을 구비함으로써, 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력을 센싱할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)는 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력을 입력 신호로 하여 표시 장치의 여러 동작을 수행하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)는 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)를 포함하는 센서(S11)와, 제1 부분(381)과 제2 부분(382)을 포함하는 보호 필름(380)을 통해, 기판(110)의 휨과 기판(110)에 가해지는 압력을 명확히 구분하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(300)는 센서(S11)를 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)의 형성시 함께 형성하여 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정을 추가시키지 않으므로, 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정에 대한 제조 공정 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
다음은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(400)에 대해 설명하기로 한다.
도 8은 도 7과 대응되는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(400)는 도 7의 표시 장치(300)와 비교하여 보호 필름(480)의 구성만 다를뿐 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(400)에서는 보호 필름(480)에 대해서만 중점적으로 설명하기로 한다.
보호 필름(480)은 기판(110)의 하부에 배치될 수 있다. 도시하진 않았지만, 보호 필름(480)은 접착제를 이용하여 기판(110)의 하면에 부착될 수 있다. 보호 필름(480)은 플라스틱 물질로 형성될 수 있으며, 기판(110)과 같이 플렉시블 특성을 가질 수 있다. 이러한 보호 필름(480)은 얇은 두께를 가지며 플렉시블한 기판(110)의 기구 강도를 보강할 수 있다.
보호 필름(480)은 제1 센서(S12)와 대응되는 영역에 형성되는 제1 부분(481)과, 제2 센서(S13)와 대응되는 영역에 형성되는 제2 부분(482)을 포함할 수 있다. 제1 부분(481)은 제1 두께를 가질 수 있다. 제2 부분(382)은 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가질 수 있다. 여기서, 기판(110)과 제2 부분(482) 사이에 이격 공간이 형성될 수 있다.
제1 부분(481) 및 제2 부분(482)은 기판(110)의 휨이 발생하는 경우 제1 센서(S12)의 변형층(130)의 저항과 제2 센서(S12)의 변형층(130)의 저항을 서로 동일하게 하여 제1 센서(S12)의 센싱 전극(200)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 센싱 전극(200)의 제2 센싱 전압을 서로 동일하게 할 수 있다.
그리고, 제1 부분(481) 및 제2 부분(482)은 기판(110)과 제2 부분(482)의 이격 공간에 의해 기판(110)에 압력이 가해지는 경우 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13) 부분이 서로 다른 탄성력을 가지게 하여 제1 센서(S12)의 변형층(130)의 저항과 제2 센서(S12)의 변형층(130)의 저항을 서로 상이하게 함으로써, 제1 센서(S12)의 센싱 전극(200)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 제2 전극(200)의 센싱 전압을 서로 상이하게 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(400)는 화소의 내부에 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되는 센서(S11)와, 기판(110)의 하부에 배치되는 보호 필름(480)을 구비함으로써, 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력을 센싱할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(400)는 기판(110)의 휨 및 기판(110)에 가해지는 압력을 입력 신호로 하여 표시 장치의 여러 동작을 수행하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(400)는 센서(S11)에 포함되는 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)와, 보호 필름(480)에 포함되는 제1 부분(481)과 제2 부분(482)을 통해, 기판(110)의 휨과 기판(110)에 가해지는 압력을 명확히 구분하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(400)는 센서(S11)를 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)의 형성시 함께 형성하여 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정을 추가시키지 않으므로, 센서를 형성시키기 위한 별도의 공정에 대한 제조 공정 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
다음은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(500)에 대해 설명하기로 한다.
도 9는 도 4와 대응되는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(500)는 도 4의 표시 장치(100)와 비교하여 터치 패널(510)을 더 포함하는 점만 다를뿐 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 마스크 조립체(500)에서는 터치 패널(500)에 대해서만 중점적으로 설명하기로 한다.
터치 패널(510)은 공통 전극(260) 상에 형성될 수 있다. 터치 패널(510)은 사용자가 접촉하는 화면상의 위치를 감지하고, 감지된 접촉 위치에 관한 정보를 입력 정보로 하여 표시 장치의 화면 제어 기능 등을 수행할 수 있다. 터치 패널(510)은 저항 방식 및 정전용량 방식을 가지도록 투명 기재와 투명 기재 상에 형성되는 투명 도전막을 포함하여 형성될 수 있다. 여기서, 센서(S)는 터치 패널(510)에 의한 표시 장치의 화면 제어 기능에 더하여 또다른 화면 제어 기능 등을 가능하게 할 수 있으며, 터치 패널(510)의 감지 기능이 저하되는 경우 표시 장치의 화면 제어 기능 등을 보조하는 역할을 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 표시 장치(500)는 화소의 내부에 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되는 센서(S)와, 기판(110)의 하부에 배치되는 보호 필름(280)과, 공통 전극(260) 상에 형성되는 터치 패널(510)을 구비함으로써, 표시 장치의 화면 제어 등 여러 동작을 다양하게 구현하게 할 수 있으며 터치 패널(510)의 화면 제어 기능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음은 도 1 내지 6에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 구동 방법에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 구동 방법은 센싱 전압 측정 단계(S10), 센싱 전압 및 기준 전압 비교 단계(S20), 및 휨 또는 압력 발생 감지 단계(S30)를 포함할 수 있다.
센싱 전압 측정 단계(S10)는 기판상에 제1 방향(D1)으로 배열되는 복수의 게이트 라인(GL1, GL2, ..., GLn)과, 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 배열되는 복수의 데이터 라인(DL1 ,DL2, ..., DLm)에 의해 정의되는 복수의 화소(P) 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 기판(110) 상에 형성되는 박막 트랜지스터, 예를 들어 구동 트랜지스터(DT)와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되는 센서(S)를 이용하여 센싱 전압을 측정하는 단계이다.
상기 센싱 전압은 센서(S)의 구동 전극(160)에 일정 전압을 인가하고 센싱 전극(200)의 전압을 측정함으로써 구해질 수 있다. 한편, 도 7 및 도 8과 같이 센서(S11)가 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)를 포함하는 경우 센싱 전압으로서 제1 센서(S12)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 제2 센싱 전압이 측정될 수 있다.
센싱 전압 및 기준 전압 비교 단계(S20)는 센싱 전압이 기준 전압과 상이한지 판단하는 단계이다. 여기서, 상기 기준 전압은 기판(110)의 휨이 발생하지 않고 기판(110)에 압력이 가해지지 않은 경우 측정된 센싱 전극(200)의 전압일 수 있으며, 미리 실험치를 통해 설정될 수 있다. 한편, 도 7 및 도 8과 같이 센서(S11)가 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)를 포함하는 경우 제1 센서(S12)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 제2 센싱 전압 각각이 기준 전압과 상이한지 판단될 수 있다.
휨 또는 압력 발생 감지 단계(S30)는 센싱 전압과 기준 전압비교 단계(S20)에서 기준 전압과 상이한 것으로 판단되면 기판(110)의 휨 또는 기판(110)에 압력이 발생된 것으로 감지하는 단계이다. 기판(110)의 휨 또는 기판(110)에 압력이 발생되면, 센서(S)의 변형층(130)의 형상이 변형될 수 있으며, 변형된 형상에 따라 변형층(130)의 저항이 변할 수 있다. 이 경우, 센싱 전극(200)의 센싱 전압이 기준 전압과 상이할 수 있다. 한편, 도 7 및 도 8과 같이 센서(S11)가 제1 센서(S12)와 제2 센서(S13)를 포함하는 경우 센싱 전압 및 기준 전압 비교 단계(S20)에서 제1 센서(S12)의 제1 센싱 전압과 제2 센서(S13)의 제2 센싱 전압 모두가 기준 전압과 상이하되, 제1 센싱 전압과 제2 센싱 전압이 동일하면 기판(110)의 휨이 발생된 것으로 감지되며, 제1 센싱 전압과 제2 센싱 전압이 서로 다르면 기판(110)에 압력이 발생된 것으로 감지될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 300, 400, 500: 표시 장치 110: 기판
120: 활성층 130: 변형층
140: 게이트 절연막 150: 게이트 전극
160: 구동 전극 170: 층간 절연막
180: 소스 전극 190: 드레인 전극
200: 센싱 전극 210: 패시베이션층
220: 평탄화층 230: 화소 전극
240: 화소 정의막 250: 발광층
260: 공통 전극 270: 봉지막
280, 380, 480: 보호 필름 510: 터치 패널

Claims (20)

  1. 기판 상에 정의되는 복수의 화소;
    상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터; 및
    상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 상기 박막 트랜지스터에 인접하게 배치되고, 상기 기판의 휨 또는 상기 기판에 가해지는 압력 중 적어도 하나에 대해 저항이 변하는 변형층을 포함하는 센서; 를 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는 복수의 층을 포함하여 이루어지고,
    상기 변형층은 상기 박막 트랜지스터의 상기 복수의 층 중 적어도 하나와 동일한 층에 위치하는 표시 장치.
  2. 기판 상에 정의되는 복수의 화소; 및
    상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하는 센서를 포함하고,
    상기 센서는
    상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력에 대해 저항이 변하는 변형층;
    상기 변형층의 일측에 연결되는 구동 전극; 및
    상기 변형층의 타측에 연결되는 센싱 전극을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 채널 영역과 상기 채널 영역의 양측에 위치하는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층, 상기 활성층의 채널 영역의 상부에 형성되는 게이트 전극, 상기 활성층의 소스 영역과 연결되는 소스 전극 및 상기 활성층의 드레인 영역에 연결되는 드레인 전극을 포함하며,
    상기 변형층은 상기 활성층과 동일한 층에 형성되며, 상기 구동 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 층에 형성되고, 상기 센싱 전극은 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 동일한 층에 형성되는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 활성층은 실리콘으로 형성되며, 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역은 불순물을 포함하며,
    상기 변형층은 상기 소스 영역 또는 상기 드레인 영역과 동일한 물질로 형성되는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 각 화소에 형성되거나, 상기 복수의 화소 중 적어도 두개의 화소를 포함하는 그룹별로 한 개씩 형성되는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기판의 하부에 배치되며 탄성 물질로 형성되는 보호 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 기판 상에 정의되는 복수의 화소; 및
    상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하는 센서를 포함하고,
    상기 센서는 서로 인접한 제1 센서와 제2 센서를 포함하며,
    상기 기판의 하부 중 상기 제1 센서와 대응하는 영역에 형성되며 상기 기판에 가해지는 압력 대해 제1 변형률을 가지는 제1 부분과, 상기 기판의 하부 중 상기 제2 센서와 대응하는 영역에 형성되며 상기 기판에 가해지는 압력 대해 상기 제1 변형률보다 큰 제2 변형률을 가지는 제2 부분을 포함하는 보호 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  8. 기판 상에 정의되는 복수의 화소; 및
    상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하는 센서를 포함하고,
    상기 센서는 서로 인접한 제1 센서와 제2 센서를 포함하며,
    상기 기판의 하부 중 상기 제1 센서와 대응하는 영역에 형성되며 제1 두께를 가지는 제1 부분과, 상기 기판의 하부 중 상기 제2 센서와 대응하는 영역에 형성되며 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가지는 제2 부분을 포함하는 보호 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제2 부분 사이에 이격 공간이 형성되는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은 플라스틱으로 형성된 플렉시블 기판인 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극;
    상기 화소 전극 상에 형성되는 발광층;
    상기 발광층 상에 형성되는 공통 전극; 및
    상기 공통 전극 상에 형성되는 터치 패널을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 기판 상에 정의되는 복수의 화소;
    상기 각 화소의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 채널 영역과 상기 채널 영역의 양측에 위치하는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층, 상기 채널 영역의 상부에 형성되는 게이트 전극, 상기 소스 영역과 연결되는 소스 전극, 및 상기 드레인 영역에 연결되는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 및
    상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하며, 상기 활성층과 동일한 층에 형성되는 변형층, 상기 게이트 전극과 동일한 층에 형성되며 상기 변형층의 일측과 연결되는 구동 전극, 및 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 동일한 층에 형성되며 상기 변형층의 타측과 연결되는 센싱 전극을 포함하는 센서를 구비하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 각 화소에 형성되거나, 상기 복수의 화소 중 적어도 두개의 화소를 포함하는 그룹별로 한 개씩 형성되는 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 기판의 하부에 배치되며 탄성 물질로 형성되는 보호 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 센서는 서로 인접한 제1 센서와 제2 센서를 포함하며,
    상기 기판의 하부 중 상기 제1 센서와 대응하는 영역에 형성되며 상기 기판에 가해지는 압력 대해 제1 변형률을 가지는 제1 부분과, 상기 기판의 하부 중 상기 제2 센서와 대응하는 영역에 형성되며 상기 기판에 가해지는 압력 대해 상기 제1 변형률보다 큰 제2 변형률을 가지는 제2 부분을 포함하는 보호 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 센서는 서로 인접한 제1 센서와 제2 센서를 포함하며,
    상기 기판의 하부 중 상기 제1 센서와 대응하는 영역에 형성되며 제1 두께를 가지는 제1 부분과, 상기 기판의 하부 중 상기 제2 센서와 대응하는 영역에 형성되며 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가지는 제2 부분을 포함하는 보호 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극;
    상기 화소 전극 상에 형성되는 발광층;
    상기 발광층 상에 형성되는 공통 전극; 및
    상기 공통 전극 상에 형성되는 터치 패널을 더 포함하는 표시 장치.
  18. 기판 상에 정의되는 복수의 화소 중 적어도 하나의 내부에 형성되며, 상기 기판 상에 형성되는 박막 트랜지스터와 동일한 수직 레벨에서 인접하게 배치되어 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력을 센싱하는 센서를 이용하여 센싱 전압을 측정하는 단계;
    상기 센싱 전압이 기준 전압과 상이한지 판단하는 단계; 및
    상기 센싱 전압이 기준 전압과 상이한 것으로 판단되면 상기 기판의 휨 또는 상기 기판에 압력이 발생된 것으로 감지하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 기판의 휨 및 상기 기판에 가해지는 압력에 대해 저항이 변하는 변형층과, 상기 변형층의 일측에 연결되는 구동 전극과, 상기 변형층의 타측에 연결되는 센싱 전극을 포함하며,
    상기 센싱 전극의 측정은 상기 구동 전극에 일정 전압을 인가하고 상기 센싱 전극의 전압을 측정하여 구해지는 것을 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 센서는 서로 인접한 제1 센서와 제2 센서를 포함하며,
    상기 센싱 전압을 측정하는 단계에서 상기 센싱 전압으로서 상기 제1 센서의 제1 센싱 전압과 상기 제2 센서의 제2 센싱 전압이 측정되며,
    상기 센싱 전압이 기준 전압과 상이한지 판단하는 단계에서 상기 제1 센싱 전압과 상기 제2 센싱 전압 모두가 상기 기준 전압과 상이하되, 상기 제1 센싱 전압과 상기 제2 센싱 전압이 동일하면 상기 기판의 휨이 발생된 것으로 감지되며, 상기 제1 센싱 전압과 상기 제2 센싱 전압이 서로 다르면 상기 기판에 압력이 발생된 것으로 감지되는 표시 장치의 구동 방법.
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