KR102289934B1 - 터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 관련된 표시 장치는 기판, 기판 위의 제1 영역에 위치하는 화소 구동 회로, 화소 구동 회로 위에 위치하는 밀봉층, 밀봉층 상에 형성되고 터치 감지 센서를 포함하는 터치 감지층 및 기판 위의 제2 영역에 위치하고, 화소 구동 회로와 함께 형성되며, 터치 감지 센서와 연결되어 터치 감지 센서로 신호를 인가하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 구동층을 포함한다.

Description

터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치{DISPLAY DEVICE INCLUDING TOUCH DETECTING SENSOR}

본 발명은 터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 표시 장치는 전기장 생성 전극과 전기 광학 활성층(electro-optical active layer)을 포함한다. 예를 들어 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다. 전기장 생성 전극은 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자에 연결되어 데이터 신호를 인가받을 수 있고, 전기 광학 활성층은 이러한 데이터 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.

이러한 표시 장치의 표시판은 무겁고 파손되기 쉬운 유리 기판을 사용하는 경우 그 휴대성 및 대화면 표시에 한계가 있다. 따라서 근래에는 중량이 가볍고 충격에 강할 뿐만 아니라 가요성(flexible)인 플라스틱 기판을 표시판의 기판으로 사용하는 플렉서블 표시 장치(flexible display device)가 활발히 개발되고 있다.

최근 이러한 표시 장치는 영상을 표시하는 기능 이외에 사용자와의 상호 작용이 가능한 터치 감지 기능을 포함할 수 있다. 터치 감지 기능은 사용자가 화면 위에 손가락이나 터치 펜(touch pen) 등을 접근하거나 접촉하여 문자를 쓰거나 그림을 그리는 경우 표시 장치가 화면에 가한 압력, 전하, 빛 등의 변화를 감지함으로써 물체가 화면에 접근하거나 접촉하였는지 여부 및 그 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아내는 것이다. 표시 장치는 이러한 접촉 정보에 기초하여 영상 신호를 입력 받고 영상을 표시할 수 있다.

이러한 터치 감지 기능은 터치 감지 센서를 통해 구현될 수 있다. 터치 감지 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식에 따라 분류될 수 있다.

예를 들어, 저항막 방식의 터치 감지 센서의 경우 서로 마주하여 이격되어 있는 두 전극이 외부 물체에 의한 압력에 의해 서로 접촉될 수 있다. 두 전극이 서로 접촉되면 그 위치에서의 저항 변화에 따른 전압 변화를 인지하여 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다.

정전 용량 방식의 터치 감지 센서는 감지 신호를 전달할 수 있는 복수의 감지 전극으로 이루어진 감지 축전기를 포함하고, 손가락과 같은 도전체가 터치 감지 센서에 접근할 때 발생하는 감지 축전기의 충전 정전 용량(capacitance)의 변화 또는 충전 전하량의 변화를 감지하여 접촉 여부와 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다. 정전 용량식 터치 감지 센서는 접촉 감지 영역에 배치되어 있는 복수의 터치 전극 및 터치 전극과 연결되어 있는 신호 전달 배선을 포함한다. 신호 전달 배선은 터치 전극에 감지 입력 신호를 전달하거나 터치에 따라 생성된 터치 전극의 감지 출력 신호를 감지 신호 제어부에 전달할 수 있다.

플렉서블 표시 장치의 경우 터치 감지 센서는 별도의 터치 패널 내에 형성되어 플렉서블 표시 장치 위에 부착(add-on cell type)되고 있다.

표시 장치 위에 터치 패널을 부착하는 경우 터치 패널을 제작하고 터치 패널을 표시 장치 위에 부착하는 공정이 추가되어 수율이 저하되고 원가 상승한다. 또한 터치 패널을 표시 장치 위에 부착하여 고정하기 위해 터치 패널과 표시 장치 사이 또는 터치 패널 상부에 점착층이 위치하는데, 이에 의해 표시 장치의 두께가 증가하게 된다. 또한 부착된 터치 패널에 의해 투과율이 저하되고 반사율이 증가할 수 있으며 헤이즈(haze)가 증가할 수 있다. 또한 표시 장치의 외부에 부착된 터치 패널의 터치 감지 센서를 구성하는 금속 전극의 부식으로 인해 배선이 끊길 수 있다. 또한 이러한 여러 가지 이유에 의해 터치 패널이 부착된 플렉서블 표시 장치의 벤딩(bending)시 내구성이 떨어져 불량이 발생할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로 터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치의 제조 공정을 단순화 하며 원가를 절감하는 것이다. 또한 터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치의 두께를 줄이고 광특성을 향상하며, 터치 감지 센서에 습기 등의 불순물이 침투하는 것을 방지하여 터치 감지 센서의 불량을 줄이고 플렉서블 표시 장치의 벤딩시 내구성을 높이는 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 관련된 표시 장치는 기판, 기판 위의 제1 영역에 위치하는 화소 구동 회로, 화소 구동 회로 위에 위치하는 밀봉층, 밀봉층 상에 형성되고 터치 감지 센서를 포함하는 터치 감지층 및 기판 위의 제2 영역에 위치하고, 화소 구동 회로와 함께 형성되며, 터치 감지 센서와 연결되어 터치 감지 센서로 신호를 인가하는 터치 구동 회로를 포함하는 터치 구동층을 포함한다.

터치 감지 센서는 동일한 층에 위치하는 복수의 터치 전극을 포함할 수 있다.

터치 구동 회로는 복수의 트랜지스터를 포함하며, 복수의 트랜지스터는 화소 구동 회로에 포함되는 트랜지스터와 함께 형성되는 표시 장치.

터치 구동층은 터치 전극과 연결되어 있는 터치 배선을 더 포함하고, 터치 배선의 끝부분은 패드부를 형성할 수 있다.

복수의 터치 전극은 서로 분리되어 있으며 서로 중첩하지 않고 교호적으로 배치되어 있는 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극을 포함하고, 제1 방향으로 배열된 복수의 제1 터치 전극은 복수의 제1 연결부에 의해 서로 연결되고, 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배열된 복수의 제2 터치 전극은 복수의 제2 연결부에 의해 서로 연결될 수 있다.

제1 연결부와 제2 연결부 사이에 위치하며 제1 연결부와 제2 연결부를 절연하는 절연막을 더 포함할 수 있다.

제1 연결부는 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치하고 제1 터치 전극과 일체화되어 있고, 제2 연결부는 제2 터치 전극과 다른 층에 위치할 수 있다.

제2 연결부는 절연막 위에 위치할 수 있다.

터치 전극과 동일한 층으로 형성되는 컨택(contact) 배선을 통해, 터치 전극과 터치 구동 회로가 연결되고, 터치 전극과 터치 배선이 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 관련된 표시 장치 제조방법은 기판 위의 제1 영역에 화소 구동 회로와 기판 위의 제2 영역에 터치 구동 회로를 형성하는 단계, 제1 영역에 밀봉층을 형성하는 단계 및 밀봉층 상에 터치 구동부와 연결되는 터치 감지 센서를 포함하는 터치 감지층을 형성하는 단계를 포함한다.

화소 구동 회로 및 터치 구동 회로를 형성하는 단계는, 기판 상에 액티브 층을 형성하는 단계, 액티브 층 상에 게이트 전극을 형성하는 단계, 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하고, 게이트 절연막에 컨택홀을 형성한 후, 액티브 층에 컨택하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 소스 전극 및 드레인 전극 상에 유기 절연층을 형성하는 단계 및 제1 영역의 유기 절연층에 컨택홀을 형성한 후, 화소 전극을 형성하고, 제2 영역의 유기 절연층에 컨택홀을 형성한 후, 제1 컨택 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

터치 감지층을 형성하는 단계는 제1 방향으로 제1 터치 전극을 형성하는 단계, 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되고 제2 연결부에 의해 서로 연결되는 제2 터치 전극을 형성하는 단계 및 인접한 제1 터치 전극을 연결하는 제1 연결부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

제1 연결부를 형성하는 단계는 제1 연결부와 제2 연결부 사이에 위치하며 제1 연결부와 제2 연결부를 절연하는 절연막을 형성하는 단계 및 인접한 제1 터치 전극 각각에 양 끝이 컨택되는 제1 연결부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

터치 감지층을 형성하는 단계는 제1 터치 전극과 터치 구동 회로를 연결하는 제1 컨택 배선을 함께 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 관련된 표시 장치 구동방법은 복수의 화소 및 복수의 화소에 연결되는 복수의 구동 신호선을 포함하는 표시부과 표시부 상에 형성되고, 복수의 구동 신호선 중 적어도 하나와 중첩하는 터치 전극을 복수로 포함하는 터치 감지부를 포함하는 표시 장치의 구동방법에 있어서, 적어도 하나의 구동 신호선에 구동 신호를 인가하는 단계 및 구동 신호가 인가되는 구동 신호선에 중첩된 터치 전극을 제외한 터치 전극들로 구동 신호를 인가하는 단계를 포함한다.

적어도 하나의 구동 신호선에 구동 신호가 인가되지 않으면, 적어도 하나의 구동 신호선과 중첩하는 터치 전극에 구동 신호를 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 표시 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에 따르면 터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치의 제조 공정을 단순화하며 원가를 절감할 수 있다.

터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치의 두께를 줄이고 광특성을 향상할 수 있다.

터치 감지 센서에 습기 등의 불순물이 침투하는 것을 방지하여 터치 감지 센서의 불량을 줄이고 플렉서블 표시 장치의 벤딩시 내구성을 높일 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직일 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 터치 감지 센서를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 화소 및 터치 감지 센서를 A-A'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 화소 및 터치 감지 센서를 B-B'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시한 터치 감지 센서의 일부의 확대도이다.
도 7는 도 6에 도시한 터치 감지 센서를 C-C'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 베이스 필름 위 또는 아래에 터치 감지 센서를 형성하는 제조 공정을 순서대로 나타낸 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 스캔 신호선과 제1 터치 전극을 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 터치 감지 센서를 도시한 평면도이다.
도 16는 본 발명의 다른 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 화소 및 터치 감지 센서를 D-D'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

이제 본 발명의 일 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 제조 방법, 플렉서블 표시 장치의 구동 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.

먼저, 기판 상의 표시 영역 및 주변 영역에 액티브층을 형성(S10)한다. 구체적으로, 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 투명한 절연성 기판으로 형성된 기판 상에 액티브층을 형성한다.

일례로, 액티브층은 기판 상에 비정질 실리콘층을 형성하고, 비정질 실리콘층을 폴리 실리콘층으로 형성한 후, 제1 마스크를 이용해 폴리 실리콘층을 패터닝하여 폴리 실리콘층으로부터 액티브층을 형성할 수 있다.

다음, 액티브층 상에 게이트 전극을 형성(S20)한다. 구체적으로, 액티브층 상에 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극을 형성한다.

일례로, 게이트 전극은 액티브층 상에 절연층을 형성하고, 절연층 상에 게이트 전극층을 형성한 후, 제2 마스크를 이용해 게이트 전극층을 패터닝하여 게이트 전극층으로부터 게이트 전극을 형성할 수 있다.

이후, 게이트 전극을 마스크로서 이용하여 액티브층에 불순물을 주입함으로써, 액티브층에 채널 영역, 소스 영역, 드레인 영역을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 게이트 전극은 표시 영역 및 주변 영역에 형성될 수 있다.

다음, 게이트 전극 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성(S30)한다.

구체적으로, 게이트 전극 상에 액티브층의 소스 영역 및 드레인 영역 각각에 접속된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성한다.

일례로, 소스 전극 및 드레인 전극은 게이트 전극 상에 절연층을 형성하고, 제3 마스크를 이용해 액티브층의 소스 영역 및 드레인 영역 각각을 노출하는 컨택홀을 형성한 후, 컨택홀이 형성된 절연층 상에 소스 드레인 전극층을 형성하고, 제4 마스크를 이용해 소스 드레인 전극층을 패터닝하여 소스 드레인 전극층으로부터 소스 전극 및 드레인 전극 각각을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 소스 전극 및 드레인 전극은 표시 영역 및 주변 영역에 형성될 수 있다.

상술한 공정에 의해, 액티브층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 제조된다. 구체적으로, 표시 영역에 배치되는 화소를 구성하는 박막 트랜지스터 및 주변 영역에 배치되는 TX 구동부(414)를 구성하는 박막 트랜지스터가 제조될 수 있다.

한편, 주변 영역의 제2 터치 배선(421)은 소스 전극 및 드레인 전극이 형성될 때, 함께 형성된다. 예를 들어, 주변 영역에 형성된 절연층 상에 소스 드레인 전극층을 형성하고, 제4 마스크를 이용해 소스 드레인 전극층을 패터닝하여 소스 드레인 전극층으로부터 제2 터치 배선(421)을 형성할 수 있다.

그리고, 소스 전극 및 드레인 전극 상에 층간 절연부 및 화소 정의부를 포함하는 유기 절연층을 형성한다. 구체적으로, 소스 전극 및 드레인 전극 상에, 드레인 전극을 노출하는 컨택홀을 포함하는 층간 절연부 및 각각이 컨택홀을 사이에 두고 층간 절연부로부터 돌출되어 상호 이격된 복수의 화소 정의부를 포함하는 유기 절연층을 형성한다. 즉, 화소 정의부 및 층간 절연부는 일체로 형성된다.

일례로, 컨택홀을 포함하는 층간 절연부 및 화소 정의부를 포함하는 유기 절연층은 감광 물질을 포함하는 유기층을 소스 전극 및 드레인 전극 상에 형성하고, 후에 형성될 컨택홀, 층간 절연부, 화소 정의부 각각에 대응하여 서로 다른 투과율을 가지는 하프톤 마스크(halftone mask)인 제5 마스크를 이용해 유기층을 노광한 후, 노광된 유기층을 현상함으로써, 형성될 수 있다.

다음, 층간 절연부 상에 화소 전극을 형성(S40)한다. 구체적으로, 층간 절연부 상에 컨택홀을 통해 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 형성한다.

일례로, 화소 전극은 층간 절연부 상에 화소 전극층을 형성한 후, 제6 마스크를 이용해 화소 전극층을 패터닝함으로써, 제조될 수 있다.

그리고, 화소 전극층은 주변 영역에서 패터닝되어 제1 컨택 전극으로 제조될 수 있다. 제1 컨택 전극은 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되도록 형성될 수 있다. 이때, 주변 영역의 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 제1 컨택 전극은 이후 형성되는 터치 전극과 연결된 터치 배선과 접속될 수 있다.

다음으로, 표시 영역의 화소 전극 상에 유기 발광층을 형성(S50)한다. 구체적으로, 화소 정의부에 의해 정의된 노출된 화소 전극 상에 유기 발광층을 증착한다.

그리고, 유기 발광층 상에 대향 전극을 형성할 수 있다. 구체적으로, 유기 발광층 상에 원판 형태의 대향 전극을 형성할 수 있다.

상술한 공정에 의해 화소 전극, 유기 발광층 및 대향 전극을 포함하는 유기 발광 소자(OLED)가 형성된다.

이후, 대향 전극 상에 기판과 함께 유기 발광 소자(OLED)를 밀봉하는 박막 봉지층을 형성(S60)한다.

상기의 과정을 통해, 표시 영역에는 화소가 형성되고, 주변 영역에는 터치 전극과 연결되는 배선들과 TX 구동부(414)가 형성될 수 있다.

다음으로, 표시 영역의 박막 봉지층 상에 제1 터치 전극(410)들 및 제2 터치 전극들을 포함하는 터치 전극층을 형성(S70)한다. 제1 터치 전극(410)들은 제1 방향으로 형성되고, 제2 터치 전극들은 제2 방향으로 형성될 수 있다.

제1 터치 전극(410)은 주변 영역의 TX 구동부(414)를 구성하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 터치 배선으로 연결되도록 형성될 수 있다. 제2 터치 전극은 주변 영역의 제2 터치 배선(421)과 연결되도록 형성될 수 있다.

그리고, 표시 영역 및 주변 영역에 밀봉층을 형성할 수 있다. 구체적으로, 표시 영역의 터치 전극층 상부와 주변 영역의 TX 구동부(414) 및 제2 터치 배선 상부에 밀봉층을 더 형성할 수 있다.

다음으로, 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 감지 센서를 포함하는 표시 장치에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 터치 감지 센서를 도시한 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치는 표시판(display panel)(300), 표시판(300)에 연결된 표시 제어부(display controller) 및 터치 제어부(touch controller)(700)를 포함한다.

표시판(300)은 영상을 표시하고 터치를 감지할 수 있다. 표시판(300)은 평면 구조로 볼 때 영상을 표시하는 표시 영역 (display area)(DA)과 표시 영역(DA) 주변의 주변 영역(peripheral area)(PA)을 포함한다.

표시판(300)의 일부 또는 전체 영역은 터치를 감지할 수 있는 터치 활성 영역(touch active area)(TA)일 수 있다. 터치 활성 영역(TA)은 실제로 물체가 표시판(300)에 접근하거나 표시판(300)에 접촉하면 터치를 감지할 수 있는 영역이다. 여기서 접촉이란 사용자의 손과 같은 외부 물체가 표시판(300)에 직접적으로 닿는 경우뿐만 아니라 외부 물체가 표시판(300)에 접근하거나 접근한 상태에서 움직이는(hovering) 경우도 포함한다.

표시 영역(DA)의 대략 전체가 터치 활성 영역(TA)인 예를 도시하나 이에 한정되는 것은 아니다. 주변 영역(PA)의 일부도 터치 활성 영역(TA)으로 이용될 수도 있고, 표시 영역(DA)의 일부만이 터치 활성 영역(TA)을 이룰 수도 있다.

도 2를 참조하면, 표시 영역(DA)에는 복수의 화소(PX) 및 화소(PX)와 연결되어 구동 신호를 전달하는 복수의 표시 신호선(도시하지 않음)이 위치한다.

표시 신호선은 스캔 신호를 전달하는 복수의 스캔 신호선(도시하지 않음) 및 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않음)을 포함한다. 스캔 신호선과 데이터선은 서로 교차하며 뻗을 수 있다. 표시 신호선은 주변 영역(PA)으로 연장되어 패드부(도시하지 않음)를 형성할 수 있다.

복수의 화소(PX)는 대략 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 각 화소(PX)는 게이트선 및 데이터선과 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음) 및 이에 연결된 화소 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.

스위칭 소자는 표시판(300)에 집적되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자일 수 있다. 스위칭 소자는 게이트선이 전달하는 게이트 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 데이터선이 전달하는 데이터 신호를 선택적으로 화소 전극에 전달할 수 있다.

화소(PX)는 화소 전극과 대향하는 대향 전극(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 유기 발광 표시 장치의 경우 화소 전극과 대향 전극 사이에는 발광층이 위치하여 발광 소자를 형성할 수 있다. 대향 전극은 공통 전압을 전달할 수 있다.

색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)는 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있으며, 이들 기본색의 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등의 삼원색 또는 사원색을 들 수 있다.

각 화소(PX)는 각 화소 전극에 대응하는 곳에 위치하며 기본색 중 하나를 나타내는 색필터를 더 포함할 수도 있고, 발광 소자가 포함하는 발광층이 유색의 빛을 발광할 수도 있다.

터치 활성 영역(TA)에는 터치 감지 센서가 위치한다. 터치 감지 센서는 다양한 방식으로 접촉을 감지할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 방식으로 분류될 수 있다.

본 실시 예에서는 정전 용량 방식의 터치 감지 센서를 예로 들어 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 감지 센서는 복수의 터치 전극을 포함하며, 복수의 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)을 포함할 수 있다. 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 있다.

도 3을 참조하면, 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)은 터치 활성 영역(TA)에서 서로 중첩되지 않도록 교호적으로 분산되어 배치될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극(410)은 행 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치되고, 복수의 제2 터치 전극(420)도 열 방향을 따라 각각 복수 개씩 배치될 수 있다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 동일한 층에 위치할 수 있다.

제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420) 각각은 사각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 터치 감지 센서의 감도 향상을 위해 돌출부를 가지는 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

동일한 행 또는 열에 배열된 복수의 제1 터치 전극(410)은 터치 활성 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다. 마찬가지로 동일한 열 또는 행에 배열된 복수의 제2 터치 전극(420)의 적어도 일부는 터치 활성 영역(TA) 내부 또는 외부에서 서로 연결되어 있을 수도 있고 분리되어 있을 수도 있다.

예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 동일한 행에 배치된 복수의 제1 터치 전극(410)이 터치 활성 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있는 경우 동일한 열에 배치된 복수의 제2 터치 전극(420)이 터치 활성 영역(TA) 내부에서 서로 연결되어 있을 수 있다.

각 행의 서로 연결된 제1 터치 전극(410)은 제1 컨택 배선(411)을 통해 TX 구동부(414)와 연결되고, 각 열의 서로 연결된 제2 터치 전극(420)은 제2 컨택 배선(421)을 통해 터치 제어부(700)와 연결될 수 있다. 제1 컨택 배선(411)과 제2 컨택 배선(421)은 도 3에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 주변 영역(PA)에 위치할 수 있으나, 이와 달리 터치 활성 영역(TA)에 위치할 수도 있다.

그리고, 제2 컨택 배선(421)은 제2 컨택 전극(191_3)을 통해 제2 터치 배선(423)과 연결되고, 제2 터치 배선(423)의 끝부분은 표시판(300)의 주변 영역(PA)에서 패드부(450)를 형성한다.

제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 표시판(300)으로부터 빛이 투과될 수 있도록 소정의 투과도 이상을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 은 나노 와이어(AgNw) 등의 얇은 금속층, 메탈 메쉬(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 컨택 배선(411)과 제2 컨택 배선(421)은 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)이 포함하는 투명한 도전 물질 또는 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질을 포함할 수 있다.

서로 이웃하는 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 터치 감지 센서로서 기능하는 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성한다. 상호 감지 축전기는 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420) 중 하나를 통해 감지 입력 신호를 입력 받고 외부 물체의 접촉에 의한 전하량 변화를 감지 출력 신호로서 나머지 터치 전극을 통해 출력할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 달리 복수의 제1 터치 전극(410)과 복수의 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 각각 터치 배선(도시하지 않음)을 통해 터치 제어부(700)와 연결될 수도 있다. 이 경우 각 터치 전극은 터치 감지 센서로서 자가 감지 축전기(self sensing capacitance)를 형성할 수 있다. 자가 감지 축전기는 감지 입력 신호를 입력 받아 소정 전하량으로 충전될 수 있고, 손가락 등의 외부 물체의 접촉이 있으면 충전 전하량에 변화가 생겨 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호를 출력할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 표시 제어부(600)는 표시판(300)의 영상 표시 동작을 제어한다.

더 구체적으로, 신호 제어부(600)는 외부로부터 각 화소(PX)의 휘도 정보를 담고 있는 입력 영상 신호 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호를 처리하여 출력 영상 신호로 변환하고 게이트 제어 신호 및 데이터 제어 신호 등의 제어 신호를 생성한다. 신호 제어부(600)는 게이트 제어 신호를 게이트 구동부(도시하지 않음)로 내보내고 데이터 제어 신호와 출력 영상 신호를 데이터 구동부(도시하지 않음)로 내보낸다.

도시하지 않았으나, 데이터 구동부는 데이터 제어 신호에 따라 한 행의 화소(PX)에 대한 출력 영상 신호를 수신하고, 각 출력 영상 신호에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 출력 영상 신호를 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선에 인가한다. 게이트 구동부는 게이트 제어 신호에 따라 게이트 온 전압을 게이트선에 인가하여 게이트선에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다. 화소(PX)에 데이터 전압이 인가되면 화소(PX)는 발광 소자 등의 다양한 광학 변환 소자를 통해 데이터 전압에 대응하는 휘도를 표시할 수 있다.

터치 제어부(700)는 터치 활성 영역에 위치하는 터치 감지 센서와 연결되어 터치 감지 센서의 동작을 제어한다. 터치 제어부(700)는 터치 감지 센서에 감지 입력 신호를 전달하거나 감지 출력 신호를 입력받아 처리할 수 있다. 터치 제어부(700)는 감지 출력 신호를 처리하여 터치 여부 및 터치 위치 등의 터치 정보를 생성할 수 있다.

데이터 구동부, 게이트 구동부 및 표시 제어부(600) 등의 구동 장치는 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와 달리 구동 장치는 표시 신호선 및 스위칭 소자 등과 함께 표시판(300)에 집적될 수도 있다.

터치 제어부(700)도 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막 위에 장착되어 TCP의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판 위에 장착될 수도 있다. 터치 제어부(700)는 표시판(300)의 패드부(450)를 통해 제2 컨택 배선(421)과 연결될 수 있다.

그러면, 앞에서 설명한 도 1 내지 도 3과 함께 도 4 및 도 5을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 구조에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 화소 및 터치 감지 센서를 A-A'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 화소 및 터치 감지 센서를 B-B'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치는 플렉서블 기판을 포함하며, 플렉서블 기판은 다양한 플라스틱, 금속 박막 또는 초박형 유리 등을 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따른 플렉서블 기판은 적어도 하나의 플라스틱 필름을 포함할 수 있다. 플라스틱 필름은 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에테르술폰(PES) 또는 폴리이미드(PI) 등을 포함할 수 있다.

도 4는 플렉서블 기판이 제1 필름(112) 및 제2 필름(113)을 포함하는 예를 도시한다. 예를 들어 제1 필름(112)은 방습력이 강한 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있고, 제2 필름(113)은 베이스 필름(base film)으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다. 제1 필름(112)은 제2 필름(113) 위에 위치한다. 제2 필름(113)은 생략될 수 있다.

제1 필름(112) 위에는 배리어막(barrier layer)(111)이 위치한다. 배리어막(111)은 외부로부터의 불순물이 플렉서블 기판을 통과해 상부로 침투하는 것을 방지할 수 있으며 그 표면은 평탄할 수 있다. 배리어막(111)은 무기막 및 유기막 중 적어도 하나의 막을 포함할 수 있다. 예를 들어 배리어막(111)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 산질화규소(SiOxNy) 등을 포함할 수 있다. 배리어막(111)은 생략될 수도 있다.

표시 영역(DA)의 배리어막(111) 위에는 다수의 박막을 포함하는 표시 소자가 위치하고, 주변 영역(PA)의 배리어막(111) 위에는 다수의 박막을 포함하는 TX 구동부(414) 및 제2 터치 배선(423)이 위치한다.

먼저, 표시 소자는 앞에서 설명한 여러 신호선 및 배선, 그리고 복수의 화소(PX)를 포함한다. 신호선은 스캔 신호를 전달하는 복수의 스캔 신호선과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선을 포함할 수 있다.

표시 소자의 구조의 한 예에 대해 설명하면, 배리어막(111) 위에 복수의 반도체(154b)가 위치한다. 반도체(154b)는 채널 영역(152b)과 채널 영역(152b)의 양 옆에 위치하며 도핑되어 형성된 소스 영역(153b) 및 드레인 영역(155b)을 포함할 수 있다. 반도체(154b)는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.

반도체(154b) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어질 수 있는 게이트 절연막(140)이 위치한다.

게이트 절연막(140) 위에는 복수의 스캔 신호선(도시하지 않음) 및 제어 전극(124b)을 포함하는 복수의 게이트 도전체(gate conductor)가 위치한다. 제어 전극(124b)은 반도체(154b)의 일부, 특히 채널 영역(152b)과 중첩할 수 있다.

게이트 절연막(140) 및 게이트 도전체 위에는 제1 보호막(180a)이 위치한다. 제1 보호막(180a) 및 게이트 절연막(140)은 반도체(154b)의 소스 영역(153b)을 드러내는 접촉 구멍(183b), 그리고 드레인 영역(155b)을 드러내는 접촉 구멍(185b)을 포함할 수 있다.

제1 보호막(180a) 위에는 복수의 데이터선(171), 복수의 입력 전극(173b) 및 복수의 출력 전극(175b)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 위치한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 스캔 신호선과 교차할 수 있다. 입력 전극(173b)은 데이터선(171)과 연결되어 있다. 출력 전극(175b)은 섬형일 수 있으며, 데이터선(171)과 분리되어 있다. 입력 전극(173b)과 출력 전극(175b)은 반도체(154b) 위에서 마주한다.

입력 전극(173b) 및 출력 전극(175b)은 각각 접촉 구멍(183b, 185b)을 통해 반도체(154b)의 소스 영역(153b) 및 드레인 영역(155b)과 연결될 수 있다.

제어 전극(124b), 입력 전극(173b) 및 출력 전극(175b)은 반도체(154b)와 함께 구동 박막 트랜지스터(Qd)를 이룬다. 그러나 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 바뀔 수 있다.

데이터 도전체 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 제2 보호막(180b)이 위치할 수 있다. 제2 보호막(180b)은 그 위에 형성될 발광 부재의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄한 표면을 가질 수 있다. 제2 보호막(180b)은 출력 전극(175b)을 드러내는 접촉 구멍(185c)을 가질 수 있다.

제2 보호막(180b) 위에는 복수의 화소 전극(191_1)이 위치한다.

각 화소(PX)의 화소 전극(191_1)은 제2 보호막(180b)의 접촉 구멍(185c)을 통해 출력 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 화소 전극(191_1)은 반투과성 도전 물질 또는 반사성 도전 물질을 포함할 수 있다.

제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191_1)을 드러내는 복수의 개구부를 가지는 화소 정의막(격벽이라고도 함)(360)이 위치할 수 있다. 화소 전극(191_1)을 드러내는 화소 정의막(360)의 개구부는 각 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 정의막(360)은 생략될 수도 있다.

화소 정의막(360) 및 화소 전극(191_1) 위에는 발광 부재(370)가 위치한다. 발광 부재(370)는 차례대로 적층된 제1 유기 공통층(371), 복수의 발광층(373), 그리고 제2 유기 공통층(375)을 포함할 수 있다.

제1 유기 공통층(371)은 예를 들어 차례대로 적층된 정공 주입층(hole injecting layer) 및 정공 수송층(hole transport layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 유기 공통층(371)은 화소(PX)가 배치되어 있는 표시 영역(DA) 전면에 걸쳐 형성될 수도 있고 각 화소(PX) 영역에만 형성될 수도 있다.

발광층(373)은 각각 대응하는 화소(PX)의 화소 전극(191_1) 위에 위치할 수 있다. 발광층(373)은 적색, 녹색 및 청색 등의 기본색의 빛을 고유하게 내는 유기 물질로 만들어질 수도 있고, 서로 다른 색의 빛을 내는 복수의 유기 물질층이 적층된 구조를 가질 수도 있다.

제2 유기 공통층(375)은 예를 들어 차례대로 적층된 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injecting layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 유기 공통층(375)은 화소(PX)가 배치되어 있는 표시 영역(DA) 전면에 걸쳐 형성될 수도 있고 각 화소(PX) 영역에만 형성될 수도 있다.

제1 및 제2 유기 공통층(371, 375)은 발광층(373)의 발광 효율을 향상하기 위한 것으로서 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.

발광 부재(370) 위에는 공통 전압을 전달하는 대향 전극(270)이 위치한다. 대향 전극(270)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 대향 전극(270)은 투명한 도전성 물질로 이루어지거나 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 금속을 얇게 적층하여 형성함으로써 광 투과성을 가지도록 할 수 있다.

각 화소(PX)의 화소 전극(191_1), 발광 부재(370) 및 대향 전극(270)은 발광 소자를 이루며, 화소 전극(191_1) 및 대향 전극(270) 중 하나가 캐소드(cathode)가 되고 나머지 하나가 애노드(anode)가 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치는 발광 부재(370)로부터의 내부광을 위쪽으로 발광하여 영상을 표시하는 전면 발광 방식(top emission type)일 수 있다.

대향 전극(270) 위에는 밀봉층(encapsulation layer)(280)이 위치할 수 있다. 밀봉층(280)은 발광 부재(370) 및 대향 전극(270)을 밀봉(encapsulation)하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다.

밀봉층(280)은 복수의 봉지 박막(encapsulating thin films)을 포함할 수 있다.

그리고, 밀봉층(280) 상에는 제1 방향으로 배열되는 제1 터치 전극(410)들과 제2방향으로 배열되는 제2 터치 전극(420)들이 위치할 수 있다. 제1 터치 전극(410)들은 서로 이격되어 있고, 제1 연결부를 통해 연결될 수 있다.

제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)의 구조에 대해서 도 6 및 도 7을 함께 참조하여 설명한다.

도 6은 도 4에 도시한 터치 감지 센서의 일부의 확대도이고, 도 7는 도 6에 도시한 터치 감지 센서를 C-C'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 6 및 도 7를 참조하면, 각 행에 위치하는 복수의 제1 터치 전극(410)은 제1 연결부(412)를 통해 서로 연결되어 있고, 각 열에 위치하는 복수의 제2 터치 전극(420)은 제2 연결부(422)를 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.

서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)는 제1 터치 전극(410)과 다른 층에 위치할 수 있다. 즉, 제1 터치 전극(410)과 제1 연결부(412)는 서로 분리되어 있을 수 있으며 별도로 패터닝될 수 있다. 제1 터치 전극(410)과 제1 연결부(412)는 직접적인 접촉을 통해 서로 연결될 수 있다.

서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 동일한 층에 위치하고 제2 터치 전극(420)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제2 터치 전극(420)과 제2 연결부(422)는 서로 일체화되어 있을 수 있으며 동시에 패터닝될 수 있다.

제1 연결부(412)와 제2 연결부(422) 사이에는 절연막(430)이 위치하여 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)를 서로 절연시킨다. 절연막(430)은 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 제1 연결부(412)와 제2 연결부(422)의 교차부마다 배치된 복수의 독립된 섬형의 절연체일 수 있다. 절연막(430)은 제1 연결부(412)가 제1 터치 전극(410)과 연결될 수 있도록 제1 터치 전극(410)의 적어도 일부를 드러낼 수 있다.

절연막(430)은 그 가장자리가 둥글려진 형태를 가질 수도 있고, 다각형일 수도 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면 절연막(430)은 전면적으로 형성되고, 열 방향으로 이웃한 제1 터치 전극(410)의 연결을 위해 제1 터치 전극(410)의 일부 위에 위치하는 절연막(430)이 제거되어 있을 수도 있다.

도 6 및 도 7에 도시한 바와 달리, 서로 이웃한 제1 터치 전극(410) 사이를 연결하는 제1 연결부(412)가 제1 터치 전극(410)과 동일한 층에 위치하며 제1 터치 전극(410)과 일체화되어 있고, 서로 이웃한 제2 터치 전극(420) 사이를 연결하는 제2 연결부(422)는 제2 터치 전극(420)과 다른 층에 위치할 수도 있다.

다음으로, 도 4를 다시 참조하면, TX 구동부(414)는 앞에서 설명한 제1 터치 전극(410)과 연결되고, 적어도 하나의 TX 박막 트랜지스터(Qs)를 포함한다. 도 4에서 하나의 박막 트랜지스터만을 도시하였으나, TX 구동부(414)는 복수의 박막 트랜지스터(Qs)를 포함할 수 있다.

TX 박막 트랜지스터(Qs)의 구조의 한 예에 대해 설명하면, 배리어막(111) 위에 복수의 반도체(154c)가 위치한다. 반도체(154c)는 채널 영역(152c)과 채널 영역(152c)의 양 옆z에 위치하며 도핑되어 형성된 소스 영역(153c) 및 드레인 영역(155c)을 포함할 수 있다. 반도체(154c)는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.

반도체(154c) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어질 수 있는 게이트 절연막(140)이 위치한다.

게이트 절연막(140) 위에는 제어 전극(124c)을 포함하는 복수의 게이트 도전체(gate conductor)가 위치한다. 제어 전극(124c)은 반도체(154c)의 일부, 특히 채널 영역(152c)과 중첩할 수 있다.

게이트 절연막(140) 및 게이트 도전체 위에는 제1 보호막(180a)이 위치한다. 제1 보호막(180a) 및 게이트 절연막(140)은 반도체(154c)의 소스 영역(153c)을 드러내는 접촉 구멍(183c), 그리고 드레인 영역(155c)을 드러내는 접촉 구멍(185d)을 포함할 수 있다.

제1 보호막(180a) 위에는 복수의 입력 전극(173c) 및 복수의 출력 전극(175c)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 위치한다.

입력 전극(173c) 및 출력 전극(175c)은 각각 접촉 구멍(183c, 185d)을 통해 반도체(154c)의 소스 영역(153c) 및 드레인 영역(155c)과 연결될 수 있다.

제어 전극(124c), 입력 전극(173c) 및 출력 전극(175c)은 반도체(154c)와 함께 TX 박막 트랜지스터(Qs)를 이룬다. 그러나 TX 박막 트랜지스터(Qs)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 바뀔 수 있다.

데이터 도전체 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 제2 보호막(180b)이 위치할 수 있다. 제2 보호막(180b)은 단차를 없애고 평탄한 표면을 가질 수 있다. 제2 보호막(180b)은 출력 전극(175c)을 드러내는 접촉 구멍(185e)을 가질 수 있다.

제2 보호막(180b) 위에는 복수의 제1 컨택 전극(191_2)이 위치한다.

복수의 제1 컨택 전극(191_2)은 제2 보호막(180b)의 접촉 구멍(185e)을 통해 출력 전극(175c)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 복수의 제1 컨택 전극(191_2)은 반투과성 도전 물질 또는 반사성 도전 물질을 포함할 수 있다.

그리고, 제1 컨택 전극(191_2) 위에는 제1 터치 전극(410)과 연결되는 제1 컨택 배선(411)이 형성된다.

또한, 도 5를 참조하면, 제2 컨택 배선(421)은 제2 컨택 전극(191_3) 상에 형성된다. 제2 컨택 배선(421)은 제2 터치 전극(420)과 동일한 층에 형성되고, 제2 터치 전극(420)과 연결된다. 그리고, 제2 컨택 전극(191_3)은 제2 터치 배선(423)과 연결되며, 제2 터치 배선(423)의 끝부분은 패드로 형성된다.

제2 컨택 배선(421), 제2 컨택 전극(191_3), 제2 터치 배선(423)의 구조의 한 예에 대해 설명하면, 배리어막(111) 위에 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어질 수 있는 게이트 절연막(140)이 위치한다.

게이트 절연막(140) 위에는 제1 보호막(180a)이 위치한다. 제1 보호막(180a) 및 게이트 절연막(140)은 제2 터치 배선(423)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 위치한다.

데이터 도전체 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 제2 보호막(180b)이 위치할 수 있다. 제2 보호막(180b)은 단차를 없애고 평탄한 표면을 가질 수 있다. 제2 보호막(180b)은 제2 터치 배선(423)을 드러내는 접촉 구멍(185h)을 가질 수 있다.

제2 보호막(180b) 위에는 제2 컨택 전극(191_3)이 위치한다. 복수의 제2 컨택 전극(191_3)은 제2 보호막(180b)의 접촉 구멍(185h)을 통해 제2 터치 배선(432)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 복수의 제2 컨택 전극(191_3)은 반투과성 도전 물질 또는 반사성 도전 물질을 포함할 수 있다.

그리고, 제2 컨택 전극(191_3) 위에는 제2 터치 전극(420)과 연결되는 제2 컨택 배선(421)이 형성된다.

도 4 및 도 5의 표시 영역(DA)에서 도시한 트랜지스터(Qd, Qt)는 화소 구동 회로에 포함되는 서로 다른 트랜지스터의 일 예이다. 그리고, 주변 영역(PA)에 도시한 트랜지스터(Qs)는 TX 구동부(414)에 포함되는 트랜지스터의 일 예이다.

그러면, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 8 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 터치 감지층의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 8 내지 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 베이스 필름 위 또는 아래에 터치 감지 센서를 형성하는 제조 공정을 순서대로 나타낸 평면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 표시 영역(DA)에 대향 전극이 형성되고, 주변 영역(PA)에는 TX 구동부(414), 제2 컨택 전극(191_3) 및 제2 터치 배선(423) 등이 형성될 수 있다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 표시 영역(DA)에 대응하여 밀봉층(280)을 형성한다. 주변 영역(PA)의 TX 구동부(414), 제2 컨택 전극(191_3) 및 제2 터치 배선(423)은 밀봉층(280) 상부에 형성되는 터치 전극들과 연결되어야 하므로, 이를 제외한 표시 영역(DA)에 밀봉층(280)을 형성한다.

다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 밀봉층(280)의 상부에 제1 터치 전극(410)들, 제2 터치 전극(420)들, 제1 컨택 배선(411) 및 제2 컨택 배선(421)을 형성한다. 제1 터치 전극(410)들은 TX 구동부(414)와 제1 컨택 배선(411)으로 연결되고, 제2 터치 전극(420)들은 제2 컨택 전극(191_3)과 제2 컨택 배선(421)으로 연결된다.

제1 터치 전극(410)들과 제1 컨택 배선(411)은 동일한 층에 형성되고, 제2 터치 전극(420)들과 제2 컨택 배선(421)은 동일한 층에 형성될 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 터치 전극들 상에 SiO2 등의 무기 절연 물질이 전면 도포되며, 이 무기 절연 물질은 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 습식 식각 공정으로 제1 터치 전극(410)들을 노출시키는 컨택홀들이 포함된 절연막(430)으로 형성된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 컨택홀이 포함된 절연막(430)이 형성된 제1 터치 전극(410)들 상에 제1 연결부가 형성된다. 하나의 제1 연결부의 양 끝은 서로 다른 제1 터치 전극(410)과 접촉하고, 양 끝의 사이 부분은 섬 형태의 절연막(430)과 접촉하여, 두 개의 제1 터치 전극(410)을 연결하는 브릿지(bridge)형으로 형성될 수 있다. 제1 연결부의 형성에 의해, 제1 터치 전극(410)들이 서로 연결된다.

다음으로, 도 13 및 도 14를 참조하여, 복수의 화소(PX) 및 화소(PX)와 연결되어 구동 신호를 전달하는 복수의 스캔 신호선 및 TX 구동부(414)와 연결된 제1 터치 전극(410)들의 배치에 따른 구동 방법을 설명한다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 스캔 신호선과 제1 터치 전극(410)을 나타낸 예시도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 타이밍도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 스캔 신호선은 제1 터치 전극(410)이 형성된 제1 방향으로 형성될 수 있다. 스캔 신호선을 통해 스캔 구동부(도시하지 않음)로부터 인에이블 레벨의 스캔 신호가 화소로 전달될 수 있다.

스캔 신호는 모든 스캔 신호선에 순차적으로 전달되거나, 일부 스캔 신호선에만 전달될 수도 있다.

TX 구동부(414)는 복수의 스테이지를 포함하고, 각 스테이지는 대응하는 제1 터치 전극(410)으로 TX 구동 신호를 출력할 수 있다. TX 구동부(414)는 터치 제어부와 연결되어, 터치 제어부에서 출력되는 신호에 따라 TX 구동 신호를 출력할 수 있다.

이때, 제1 터치 전극(410)과 스캔 신호선이 중첩하여 형성되므로, 제1 터치 전극(410)으로 전달되는 TX 구동 신호는 중첩되는 스캔 신호선으로 전달되는 스캔 신호에 의해, 노이즈(noise)가 발생될 수 있다.

제1 스캔 신호선 내지 제 3 스캔 신호선(S1~S3)은 제1 TX 구동 신호(TX1) 인가되는 제1 터치 전극(410)과 중첩하고, 제4 스캔 신호선 내지 제6 스캔 신호선(S4~S6)은 제2 TX 구동 신호(TX2)가 인가되는 제2 터치 전극(420)과 중첩할 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제1 스캔 신호선 내지 제 3 스캔 신호선(S1~S3)에 인에이블 레벨의 스캔 신호가 순차적으로 인가되면, 제1 TX 구동 신호(TX1) 인가되는 제1 터치 전극(410)을 제외한 나머지 제1 터치 전극(410)으로 TX 구동 신호가 인가될 수 있다.

그리고, 제4 스캔 신호선 내지 제6 스캔 신호선(S4~S6)에 인에이블 레벨의 스캔 신호가 순차적으로 인가되면, 제2 TX 구동 신호(TX2) 인가되는 제1 터치 전극(410)을 제외한 나머지 제1 터치 전극(410)으로 TX 구동 신호가 인가될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 구동방법에 의하면, 화소로 전달되는 구동 신호에 의해 발생하는 터치 구동 신호의 노이즈를 감소시킬 수 있다.

다음으로, 도 15 및 도 16을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치에 대해 설명한다.

도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 터치 감지 센서를 도시한 평면도이다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 감지 센서는 복수의 터치 전극을 포함하며, 복수의 터치 전극은 복수의 제1 터치 전극(410) 및 복수의 제2 터치 전극(420)을 포함할 수 있다. 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 서로 분리되어 있다.

각 행의 서로 연결된 제1 터치 전극(410)은 제1 터치 배선(413)을 통해 터치 제어부(700)와 연결되고, 각 열의 서로 연결된 제2 터치 전극(420)은 제2 터치 배선(423)을 통해 터치 제어부(700)와 연결될 수 있다. 제1 터치 배선(413)과 제2 터치 배선(423)은 표시판(300)의 주변 영역(PA)에 위치할 수 있으나, 이와 달리 터치 활성 영역(TA)에 위치할 수도 있다.

제1 터치 배선(413)과 제2 터치 배선(423)의 끝부분은 표시판(300)의 주변 영역(PA)에서 패드부(450)를 형성한다.

제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 표시판(300)으로부터 빛이 투과될 수 있도록 소정의 투과도 이상을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 은 나노 와이어(AgNw) 등의 얇은 금속층, 메탈 메쉬(metal mesh), 탄소 나노 튜브(CNT) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 터치 배선(413)과 제2 터치 배선(423)은 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420)이 포함하는 투명한 도전 물질 또는 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 등의 저저항 물질을 포함할 수 있다.

서로 이웃하는 제1 터치 전극(410)과 제2 터치 전극(420)은 터치 감지 센서로서 기능하는 상호 감지 축전기(mutual sensing capacitor)를 형성한다. 상호 감지 축전기는 제1 터치 전극(410) 및 제2 터치 전극(420) 중 하나를 통해 감지 입력 신호를 입력 받고 외부 물체의 접촉에 의한 전하량 변화를 감지 출력 신호로서 나머지 터치 전극을 통해 출력할 수 있다.

그러면, 도 15와 함께 도 16을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플렉서블 표시 장치의 구조에 대해 설명한다.

도 16는 본 발명의 다른 실시 예에 관련된 플렉서블 표시 장치의 화소 및 터치 감지 센서를 D-D'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 16에 도시된 표시 영역(DA)의 화소 구조는 도 4 및 도 5에서의 설명과 동일하므로 생략한다.

주변 영역(PA)의 제1 컨택 배선(411)은 제1 컨택 전극(191_4) 상에 형성된다. 제1 컨택 배선(411)은 제1 터치 전극(410)과 동일한 층에 형성되고, 제1 터치 전극(410)과 연결된다. 그리고, 제1 컨택 전극(191_4)은 제1 터치 배선(413)과 연결되며, 제1 터치 배선(413)의 끝부분은 패드로 형성된다.

제1 컨택 배선(411), 제1 컨택 전극(191_4), 제1 터치 배선(413)의 구조의 한 예에 대해 설명하면, 배리어막(111) 위에 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어질 수 있는 게이트 절연막(140)이 위치한다.

게이트 절연막(140) 위에는 제1 보호막(180a)이 위치한다. 제1 보호막(180a) 및 게이트 절연막(140)은 제1 터치 배선(413)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 위치한다.

데이터 도전체 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 제2 보호막(180b)이 위치할 수 있다. 제2 보호막(180b)은 단차를 없애고 평탄한 표면을 가질 수 있다. 제2 보호막(180b)은 입력 전극(173b)을 드러내는 접촉 구멍(185i)을 가질 수 있다.

제2 보호막(180b) 위에는 복수의 제4 컨택 전극(191_4)이 위치한다. 복수의 제4 컨택 전극(191_4)은 제2 보호막(180b)의 접촉 구멍(185i)을 통해 제1 터치 배선(413)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 복수의 제4 컨택 전극(191_4)은 반투과성 도전 물질 또는 반사성 도전 물질을 포함할 수 있다.

그리고, 제4 컨택 전극(191_4) 위에는 제1 터치 전극(410)과 연결되는 제1 컨택 배선(411)이 형성된다.

본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치 제조방법은 화소 형성 단계에서 주변 영역(PA)에 터치 전극과 연결되는 배선들(413, 424)과 TX 구동부(414)를 함께 형성하여, 표시 장치 제조 공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

111: 배리어막 112: 제1 필름
113: 제2 필름 124b: 제어 전극
140: 게이트 절연막 154b: 반도체
171: 데이터선 180a, 180b: 보호막
191_1: 화소 전극 191_2: 제1 컨택 전극
191_3: 제2 컨택 전극 191_4: 제4 컨택 전극
270: 대향 전극 280: 밀봉층
300: 표시판 360: 화소 정의막
370: 발광 부재 371, 375: 유기 공통층
373: 발광층 410, 420: 터치 전극
411, 421: 터치 배선 412, 422: 연결부
413: TX 구동부 430: 절연막
450: 패드부 600: 표시 제어부
700: 터치 제어부

Claims (16)

1. 표시 영역과 상기 표시 영역 외부의 주변 영역을 포함하는 기판;
   상기 표시 영역에 위치하는 화소 전극;
   상기 표시 영역에 위치하고 상기 화소 전극에 연결된 제1 트랜지스터;
   상기 제1 트랜지스터 위에 위치하는 밀봉층;
   상기 밀봉층 상에 형성되고 복수의 터치 전극을 포함하는 터치 감지 센서를 포함하는 터치 감지층;
   상기 주변 영역에 위치하는 컨택 전극;
   상기 주변 영역에 위치하고, 상기 제1 트랜지스터와 동일한 층에 위치하고, 상기 터치 전극에 연결되어 상기 터치 전극에 터치 구동 신호를 인가하는 제2 트랜지스터; 및
   상기 터치 전극으로부터 연장되어 상기 컨택 전극을 통해 상기 제2 트랜지스터에 연결되어 있는 컨택 배선
   을 포함하는 표시 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 복수의 터치 전극은 서로 분리되어 있으며 서로 중첩하지 않고 교호적으로 배치되어 있는 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극을 포함하고,
   제1 방향으로 배열된 복수의 상기 제1 터치 전극은 복수의 제1 연결부에 의해 서로 연결되고,
   상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배열된 복수의 상기 제2 터치 전극은 복수의 제2 연결부에 의해 서로 연결되는
   표시 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 위치하며 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 절연하는 절연막을 더 포함하는 표시 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 연결부는 상기 제1 터치 전극과 동일한 층에 위치하고 상기 제1 터치 전극과 일체화되어 있고,
   상기 제2 연결부는 상기 제2 터치 전극과 다른 층에 위치하는 표시 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제2 연결부는 상기 절연막 위에 위치하는 표시 장치.
9. 삭제
10. 기판 위의 표시 영역에 제1 트랜지스터와 상기 기판 위의 주변 영역에 제2 트랜지스터를 형성하는 단계 - 상기 주변 영역은 상기 표시 영역의 외부임 - ;
    상기 제1 트랜지스터에 연결된 화소 전극 및 상기 제2 트랜지스터에 연결된 컨택 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 트랜지스터 상에 밀봉층을 형성하는 단계; 및
    상기 밀봉층 상에 상기 제2 트랜지스터와 연결되는 터치 전극 및 상기 터치 전극으로부터 연장되어 상기 컨택 전극을 통해 상기 제2 트랜지스터에 연결되어 있는 컨택 배선을 형성하는 단계;
    를 포함하는 표시 장치 제조방법.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터를 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 액티브 층을 형성하는 단계;
    상기 액티브 층 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하고, 상기 게이트 절연막에 컨택홀을 형성한 후, 상기 액티브 층에 컨택하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 상에 유기 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 표시 영역의 상기 유기 절연층에 컨택홀을 형성한 후, 화소 전극을 형성하고, 상기 주변 영역의 상기 유기 절연층에 컨택홀을 형성한 후, 제1 컨택 전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는 표시 장치 제조방법.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 터치 전극을 형성하는 것은,
    제1 방향으로 제1 터치 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되고 제2 연결부에 의해 서로 연결되는 제2 터치 전극을 형성하는 단계; 및
    인접한 제1 터치 전극을 연결하는 제1 연결부를 형성하는 단계;
    를 포함하는 표시 장치 제조방법.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 연결부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 위치하며 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부를 절연하는 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 인접한 제1 터치 전극 각각에 양 끝이 컨택되는 상기 제1 연결부를 형성하는 단계;
    를 포함하는 표시 장치 제조방법.
14. 삭제
15. 표시 영역과 상기 표시 영역 외부의 주변 영역을 포함하는 기판, 상기 표시 영역에 위치하는 화소 전극, 상기 표시 영역에 위치하고 상기 화소 전극에 연결된 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터 위에 위치하는 밀봉층, 상기 밀봉층 상에 형성되고 복수의 터치 전극을 포함하는 터치 감지 센서를 포함하는 터치 감지층, 상기 주변 영역에 위치하는 컨택 전극, 상기 주변 영역에 위치하고, 상기 제1 트랜지스터와 동일한 층에 위치하고, 상기 터치 전극에 연결되어 상기 터치 전극에 터치 구동 신호를 인가하는 제2 트랜지스터, 및 상기 터치 전극으로부터 연장되어 상기 컨택 전극을 통해 상기 제2 트랜지스터에 연결되어 있는 컨택 배선을 포함하는 표시 장치의 구동방법에 있어서,
    상기 제1 트랜지스터에 연결된 구동 신호선에 구동 신호를 인가하는 단계; 및
    상기 구동 신호가 인가되는 구동 신호선에 중첩된 터치 전극을 제외한 터치 전극들에 연결된 제1 트랜지스터가 구동 신호를 인가하는 단계;
    를 포함하는 표시 장치 구동방법.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 구동 신호선에 구동 신호가 인가되지 않으면, 상기 구동 신호선과 중첩하는 터치 전극에 연결된 제1 트랜지스터가 구동 신호를 인가하는 단계;
    를 더 포함하는 표시 장치 구동방법.

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