KR20120076065A - 터치타입 유기전계 발광소자 - Google Patents

터치타입 유기전계 발광소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며, 각 화소영역에 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제 1 전극과 유기 발광층과 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극으로 이루어진 유기전계 발광 다이오드가 구비된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 외측면에 형성된 터치센서와; 상기 제 2 기판의 비표시영역에 상기 터치센서와 연결되며 형성된 다수의 터치 패드전극과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 비표시영역에 상기 표시영역을 두루며 상기 터치 패드전극과 교차하는 형태로 형성된 프릿패턴을 포함하며, 상기 다수의 각 터치 패드전극은 저저항 금속물질로 이루어진 제 1 패드전극과 상기 제 1 패드전극을 노출시키는 절연층을 개재하여 상기 제 1 패드전극과 접촉하는 투명 도전성 물질로 이루어진 제 2 패드전극으로 이루어지며, 상기 프릿패턴과 중첩되는 부분에는 상기 제 1 패드전극이 제거되어 상기 제 2 패드전극만이 구비된 것이 특징인 터치타입 유기전계 발광소자를 제공한다.

Description

터치타입 유기전계 발광소자{Touch type organic electro luminescent device}
본 발명은 유기전계 발광소자(organic electro luminescent device)에 관한 것이며, 특히 프릿 인캡슐레이셔 구조에서의 레이저 웰딩에 의한 손상을 최소화할 수 있는 터치타입 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
이러한 유기전계 발광소자는 TV, 휴대폰, PDA 등 다양한 응용제품에 이용되고 있다.
한편, 근래에 들어서는 개인 휴대가 가능한 휴대폰, PDA 또는 노트북 등에서 터치센서가 내장되어 화면을 터치하여 동작할 수 있는 기능을 갖는 제품이 출시되어 사용자의 많은 관심을 끌고 있다.
이러한 추세에 편승하여 다양한 응용제품에 표시소자로서 이용되고 있는 유기전계 발광소자에 있어서도 터치기능을 갖도록 하기 위해 최근 다양한 시도가 진행되고 있다.
일례로 상부발광 방식의 유기전계 발광소자에 있어 온 셀 타입 별도의 터치센서가 내장된 터치센서 내장 패널 즉 터치스크린을 부착하여 터치 기능을 부여하고 있다.
터치스크린은 영상을 표시하는 출력수단으로 사용되는 동시에, 표시된 영상의 특정부위를 터치하여 사용자의 명령을 입력 받는 입력수단으로 사용되는 것으로, 위치정보 검출방식에 따라 감압방식, 정전방식, 적외선방식, 초음파방식 등으로 구분될 수 있다.
즉, 사용자가 유기전계 발광소자의 표시영역에 표시되는 영상을 보면서 터치스크린을 터치하면, 터치스크린은 해당 부위의 위치정보를 검출하고 검출된 위치정보를 영상의 위치정보와 비교하여 사용자의 명령을 인식할 수 있다.
하지만 이러한 온 셀 타입으로 터치센서 내장 패널을 유기전계 발광소자의 표면에 부착하는 경우, 두께가 증가하고 무거워지므로 표시장치의 경량 박형의 추세에 역행하는 결과를 초래하고 있다.
따라서 최근에는 유기전계 발광 다이오드와 어레이 소자가 구비된 제 1 기판과 대향하는 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판을 터치스크린으로 이용함으로써 경량박형의 터치타입 유기전계 발광소자를 구현하고 있다.
종래의 터치타입 유기전계 발광소자는 어레이 소자와 유기전계 발광다이오드가 구성된 제 1 기판과, 터치센서가 구비된 제 2 기판이 서로 대향되게 배치되어 있다.
상기 제 1 기판에 있어서는 표시영역과, 상기 표시영역 외측으로 비표시영역이 정의되고 있으며, 상기 표시영역에는 게이트 배선과 데이터 배선에 의해 포획되는 영역이라 정의되는 다수의 화소영역이 구비되고 있으며, 상기 데이터 배선과 나란하게 전원배선이 구비되고 있다. 이러한 다수의 각 화소영역에는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 형성되어 있고, 상기 구동 박막트랜지스터와 연결되며 제 1 전극이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1 전극 상부에는 적(Red), 녹(Green), 청(Blue)색을 발광하는 발광물질패턴을 포함하는 유기 발광층이 형성되어 있고, 유기 발광층 상부에는 전면에 제 2 전극이 형성되어 있다.
그리고, 전술한 구성요소가 구비된 상기 제 1 기판에 대응하여 인캡슐레이션을 위해 제 2 기판이 대향하고 있으며, 상기 제 1 및 제 2 기판의 상기 표시영역 외측으로 비표시영역에는 상기 표시영역을 테두리하며 프릿패턴이 구비됨으로써 상기 두 기판이 합착됨으로써 패널상태를 유지하고 있다.
하지만, 전술한 구성을 갖는 종래의 터치타입 유기전계 발광소자는 터치센서를 구비한 상기 제 2 기판과 상기 어레이 소자 및 유기전계 발광 다이오드를 구비한 제 1 기판을 프릿패턴을 개재하여 합착하는 단계에서 다량의 불량이 발생하고 있는 실정이다.
조금 더 합착 단계에서 발생하는 불량에 대해 설명한다.
도 1(종래의 터치타입 유기전계 발광소자 제조 단계 중 레이저 빔 조사에 의한 프릿패턴의 웰딩을 실시하는 단계에 대해 단면도)에 도시한 바와같이, 프릿(frit)을 상기 제 1 기판(10)과 제 2 기판(70) 사이의 비표시영역에 시린지 등을 이용하여 라인 형태로 도포하여 프릿패턴(97)을 형성한 후, 상기 제 1 및 제 2 기판(10, 70)의 합착한 상태에서 상기 제 2 기판(70)의 상부에서 프릿패턴(97)에 대해 레이저 빔을 조사를 통한 레이저 웰딩을 실시하여 상기 프릿패턴(97)을 경화시킴으로써 터치타입 유기전계 발광소자(1)를 완성하고 있다.
하지만, 상기 프리패턴(97)이 형성된 부분에는 도 2(터치센서가 구비된 제 2 기판에 있어 프릿패턴과 중첩되는 패드부에 대한 평면도)에 도시한 바와같이, 상기 제 2 기판(70) 상부에 구비된 제 1 및 제 2 센싱전극(미도시) 등과 연결된 불투명한 저저항 금속물질 및 도전성 물질로 이루어진 다수의 패드전극(72)이 일정간격 이격하며 구비되고 있다.
이러한 구성을 갖는 다수의 패드전극(72)은 레이저 빔이 조사되면 가열됨으로써 끊김 등이 발생하며, 레이저 빔이 제 1 기판(도 1의 10) 상에 구비된 프릿패턴(97)으로 도달하는 것을 방해함과 동시에 반시킴으로서 상기 프릿패턴(97)에의 웰딩이 되지 않는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 레이저 빔 조사에 의한 프릿패턴의 웰딩이 원활히 이루어질 수 있는 터치타입 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 유기전계 발광소자는, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며, 각 화소영역에 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제 1 전극과 유기 발광층과 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극으로 이루어진 유기전계 발광 다이오드가 구비된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 외측면에 형성된 터치센서와; 상기 제 2 기판의 비표시영역에 상기 터치센서와 연결되며 형성된 다수의 터치 패드전극과; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 비표시영역에 상기 표시영역을 둘러싸며 상기 터치 패드전극과 교차하는 형태로 형성된 프릿패턴을 포함하며, 상기 다수의 각 터치 패드전극은 저저항 금속물질로 이루어진 제 1 패드전극과 상기 제 1 패드전극을 노출시키는 절연층을 개재하여 상기 제 1 패드전극과 접촉하는 투명 도전성 물질로 이루어진 제 2 패드전극으로 이루어지며, 상기 프릿패턴과 중첩되는 부분에는 상기 제 1 패드전극이 제거되어 상기 제 2 패드전극만이 구비된 것이 특징이다.
이때, 상기 터치센서는 상기 제 2 기판상에 제 1 방향으로 제 1 연결패턴 또는 제 1 센싱배선에 의해 연결된 다수의 제 1 센싱전극과, 상기 제 1 센싱전극 상부에 형성된 상기 절연층과, 상기 절연층 상부로 상기 제 1 센싱전극과 중첩하며 상기 제 2 방향으로 제 2 연결팬턴 또는 제 2 센싱배선에 의해 연결된 다수의 제 2 센싱전극으로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 저저항 금속물질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나이며, 상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)인 것이 바람직하다.
상기 절연층은 상기 제 1 패드전극에 대응하여 이를 노출시키는 다수의 개구를 구비하거나, 또는 상기 제 1 패드전극을 노출시키는 제 1 패드 콘택홀을 구비한 것이 특징이다.
또한, 상기 터치센서 상부에는 상기 제 2 패드전극을 노출시키는 패드 콘택홀을 갖는 보호층이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판의 화소영역 각각의 경계에는 서로 교차하는 게이트 배선과 데이터 배선이 구비되며, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 배치된 전원배선이 구비된 것이 특징이다.
본 발명에 따른 터치타입 유기전계 발광 소자는, 터치센서가 구비되는 제 2 기판의 패드부에 프릿패턴과 중첩하는 부분에는 투명 도전성 물질만으로 이루어진 패드전극이 구비됨으로서 어레이 소자가 구비된 제 1 기판과 터치센서가 구비된 제 2 기판 사이의 비표시영역에 프릿패턴을 도포하고 레이저 빔을 조사하여 프릿의 웰딩 진행 시 레이저 빔이 반사되거나, 또는 패드전극을 손상시키는 일이 발생되지 않는 장점이 있다.
나아가 레이저 웰딩 시 패드전극의 손상이 방지됨으로서 수율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 터치타입 유기전계 발광소자 제조 단계 중 레이저 빔 조사에 의한 프릿패턴의 웰딩을 실시하는 단계에 대해 단면도.
도 2는 터치센서가 구비된 제 2 기판에 있어 프릿패턴과 중첩되는 패드부에 대한 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치인식 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치인식 유기전계 발광소자에 있어 터치센서가 구비된 제 2 기판의 패드부 일부에 대한 평면도.
도 5는 도 4를 절단선 V-V를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 터치타입 유기전계 발광소자의 제 2 기판의 패드부에 대한 단면도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치인식 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치인식 유기전계 발광소자에 있어 터치센서가 구비된 제 2 기판의 패드부 일부에 대한 평면도이며, 도 5는 도 4를 절단선 V-V를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이며, 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역 내에 스위칭 박막트랜지스터가 형성될 영역을 스위칭 영역(미도시), 구동 박막트랜지스터가 형성될 영역을 구동영역(DA)이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(110)과, 터치센서(TS)를 구비한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다.
우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 구비되는 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.
상기 제 1 기판(110) 상부에는 각 화소영역(P) 내의 스위칭 및 구동영역(미도시, DA)에 대응하여 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제 1 영역(113a) 그리고 상기 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다.
이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 반도체(113)층 하부로 상기 제 1 기판(110) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 전면에 형성될 수도 있다.
상기 버퍼층(미도시)은 이의 상부에 구성되는 반도체층(113)의 결정화 시 상기 제 1 기판(110) 자체의 내부로부터 나오는 알카리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이며, 결정화 공정을 진행하지 않는 반도체층을 구비하는 경우 생략될 수 있다.
또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 전면에 게이트 절연막(116)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(116) 위로는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 이룰 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(미도시) 위로 전면에 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)에는 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 형성되어 있다.
한편, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 포함하는 층간절연막(123) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 각 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(미도시)과, 상기 데이터 배선(미도시)과 이격하여 전원배선(미도시)이 형성되고 있다. 이때, 상기 전원배선(미도시)은 상기 게이트 절연막(116) 상부로 상기 게이트 배선(미도시)과 나란하게 이격하며 형성될 수도 있다.
상기 층간절연막(123) 위로 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과, 이들 두 전극(133, 136)과 각각 접촉하는 제 2 영역(113b)을 포함하는 반도체층(113)과, 상기 반도체층(113) 상부에 형성된 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(120)은 각각 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 이룬다. 이때, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 전기적으로 연결되며 형성되고 있다. 상기 전원배선(미도시)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되고 있다.
한편, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 상기 제 2 영역(113b)에 도핑되는 불순물에 따라 p타입 또는 n타입 박막트랜지스터를 이루게 된다. p타입 박막트랜지스터의 경우는 제 2 영역(113b)에 3족의 원소 예를들면 붕소(B)를 도핑함으로써 이루어지게 되며, 캐리어로서 정공이 이용된다.
따라서, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 연결되는 제 1 전극(147)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 타입에 따라 애노드 또는 캐소드 전극의 역할을 하게 되는 것이다. 본 발명의 실시예에 있어서는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 연결된 상기 제 1 전극(147)은 애노드 전극의 역할을 하게 되는 것이 특징이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 터치인식 유기전계 발광소자(101)에 있어서, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 폴리실리콘의 반도체층(113)을 가지며 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 비정질 실리콘의 반도체층을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있다.
상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 그 적층구조는 게이트 전극/게이트 절연막/순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층과/서로 이격하는 소스 및 드레인 전극으로 이루어지게 된다. 이때, 게이트 배선은 상기 게이트 전극이 형성된 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되도록 형성되며, 상기 데이터 배선은 상기 스위칭 박막트랜지스터의 소스 전극이 형성된 층에 상기 소스 전극과 연결되도록 형성되게 된다.
한편, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 위로는 전면에 평탄한 표면을 갖는 보호층(140)이 형성되어 있다.
이때, 상기 보호층(140)에는 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)의 드레인 전극(136)을 각각 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비되고 있으며, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 보호층(140)과 층간절연막(123)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극(120)을 노출시키는 게이트 콘택홀(미도시)이 구비되고 있다.
다음, 상기 드레인 콘택홀(143) 및 게이트 콘택홀(미도시)이 구비된 상기 보호층(140) 상부에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉되며, 각 화소영역(P) 별로 제 1 전극(147)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 1 전극(147)은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지고 있는 것이 특징이며, 유기 발광층(155)으로부터 나온 빛의 광효율을 극대화하기 위해 상기 제 1 전극(147)의 하부에는 반사효율이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 반사판(146)이 구비되고 있다.
도면에 있어서는 상기 반사판(146)은 상기 제 1 전극(147)과 평면적으로 동일한 면적 및 동일한 형태를 가지며 형성됨을 일례로 보이고 있다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 보호층(140) 상부에는 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)과 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극(120)을 각각 노출시키는 드레인 콘택홀(143) 및 게이트 콘택홀(미도시)을 통해 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(136)과 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극(120)과 동시에 접촉하는 드레인 게이트 연결패턴(미도시)이 형성되고 있다.
다음, 상기 제 1 전극(147) 위로 각 화소영역(P)의 경계에는 각 화소영역(P)을 둘러싸는 형태로 상기 제 1 전극(147)의 테두리와 중첩하며 뱅크(150)가 형성되어 있다. 이때, 상기 뱅크(150)는 유기절연물질 예를들면 폴리이미드(poly-imide), 포토아크릴(Photo acryl), 벤조사이클로부텐(BCB) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 특징이다.
상기 뱅크(150)로 둘러싸인 각 화소영역(P)에 있어 상기 제 1 전극(147) 위로는 화이트를 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광층(155)이 형성되고 있으며, 화이트를 발광하는 상기 유기 발광층(155) 위로는 화상을 표시하는 표시영역 전면에 제 2 전극(158)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 2 전극(158)은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg), 마그네슘-은 합금(MgAg) 중 어느 하나의 물질로 이루어지고 있는 것이 특징이다.
그리고, 각 화소영역(P)에 순차 적층되며 구비된 상기 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(158)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155) 사이 및 상기 유기 발광층(155)과 제 2 전극(158) 사이에는 각각 상기 유기 발광층(155)의 발광 효율 향상을 위해 다층 구조의 제 1 발광보상층(미도시)과 제 2 발광보상층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
이때, 다층의 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 상기 제 1 전극(147)으로부터 순차 적층되며 정공주입층(hole injection layer)과 정공수송층(hole transporting layer)으로 이루어지며, 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 상기 유기 발광층(155)으로부터 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injection layer)으로 이루어진다. 상기 다층 구조의 제 1 발광보상층(미도시)과 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 상기 표시영역 전면에 판 형태로 형성될 수도 있고, 또는 각 화소영역(P)별로 분리 형성될 수도 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 제 1 기판(110)에 대응하여 상기 유기발광 다이오드로의 산소 및 수분 침투를 방지하기 위한 인캡슐레이션의 역할을 하며, 그 외측면에 터치스크린 구현을 위한 터치센서(TS)를 구비한 제 2 기판(170)이 구비되고 있다.
조금 더 구체적으로 제 2 기판(170)에 구비된 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
상기 제 2 기판(170)의 외측면에는 표시영역에 대응하여 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지며 사각형, 육각형, 마름모 등의 형태를 갖는 다수의 제 1 센싱전극(171)이 구비되고 있다. 이때 상기 제 1 센싱전극(171)은 동일한 행에 형성된 패턴간은 제 1 연결패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결되도록 형성되거나, 또는 제 1 센싱배선(미도시)에 의해 연결되도록 구성되고 있는 것이 특징이다.
상기 제 1 센싱전극(171) 상부에는 표시영역 전면에 절연층(175)이 구비되고 있다.
또한, 상기 절연층(175) 상부에는 투명 도전성 물질로 상기 제 1 센싱전극(171)과 중첩하며 소정의 형태 일례로 사각형, 육각형, 마름모 등의 형태를 가지며 서로 이격하며 다수의 제 2 센싱전극(180)이 형성되고 있다.
이때, 상기 제 2 센싱전극(180)은 동일한 열에 형성된 패턴간은 제 2 연결패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결되거나 또는 제 2 센싱배선(미도시)에 의해 연결되도록 구성되고 있는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 2 센싱전극(180)을 덮으며 제 2 보호층(183)이 형성되고 있다.
전술한 구성을 갖는 제 1 기판과 제 2 기판(170)은 상기 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(170)의 비표시영역을 따라 형성된 프릿패턴(197)에 의해 접착되어 패널 상태를 이룸으로써 본 발명의 실시예에 따른 터치인식 유기전계 발광소자(101)를 이루고 있다.
이때, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 2 기판(110)의 화상을 표시하는 표시영역 외측의 비표시영역에는 상기 제 1 센싱전극(171) 및 제 2 센싱전극(180)과 각각 연결되며 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)과, 투명 도전성 물질로 이루어진 보조 패드전극(190)으로 이루어진 다수의 터치 패드전극(188)이 구비되고 있으며, 이들 각각의 터치 패드전극(188)에 대응하여 연성회로기판(미도시)을 개재하여 X방향 센싱회로(미도시) 및 Y방향 센싱회로(미도시)를 구비한 외부 구동회로기판(미도시)이 실장되고 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 상부발광 방식이 되며, 상기 제 1 및 제 2 센싱전극(171, 180)에 적절한 전압을 인가하면, 서로 중첩하는 이들 두 전극(171, 180) 사이에는 표시영역 전면에 걸쳐 일정한 크기를 갖는 정전용량이 생성된다.
이러한 상태에서, 상기 제 2 기판(170)을 외측면을 바라보며 사용자가 손가락 등을 이용하여 상기 제 2 기판(170)의 외측면을 터치하게 되면, 상기 손가락이 접촉된 부분에서는 서로 중첩하는 제 1 및 제 2 센싱전극(171, 180) 간에 발생된 커패시터의 용량 변화가 발생되며, 이와 연결된 X방향 및 Y방향 센싱회로(미도시)에 의해 터치가 발생된 부분의 위치가 자동적으로 인식되며, 상기 터치인식 유기전계 발광소자(101)는 터치가 발생된 부분에 대응하는 동작을 실시하게 된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 유기전계 발광소자(101)에 있어 가장 특징적인 구성을 갖는 터치 패드전극(188)이 형성된 제 2 기판(170) 상의 패드부(PA)의 구성에 대해 설명한다.
도 4와 도 5를 참조하면, 터치센서가 구비된 제 2 기판(170)의 비표시영역 중 패드부(PA)에는 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 패드전극(172)이 일정간격 이격하며 구비되고 있으며, 상기 패드전극(172)과 중첩하며 투명 도전성 물질로 이루어진 보조 패드전극(190)이 구비되고 있다. 이때 상기 각 패드전극(172)은 링크 배선(173)을 통해 표시영역에 구비된 동일한 행 또는 열에 형성된 제 1 센싱전극(도 3의 171) 또는 제 2 센싱전극(도 3의 180)과 연결되고 있다.
이때, 상기 패드부(PA)에는 상기 제 1 기판(도 3의 110)과 제 2 기판(170)을 접착시키기 위해 프릿패턴(197)이 상기 제 2 기판의 내측면에 위치하게 되는데, 이러한 프릿패턴(197)이 형성되는 영역(이하 프릿영역(FA)이라 칭함)에 대해서는 상기 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)이 제거됨으로써 투명 도전성 물질로 이루어진 보조 패드전극(190)만으로 형성되고 있는 것이 특징이다.
제 2 기판(170)에 있어 전술한 바와같이 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)을 프릿영역(FA)에 대해 제거한 것은 프릿패턴(197) 특성상 이를 경화시키기 위해서는 레이저 빔의 조사가 이루어져야 하는데, 상기 레이저 빔은 프릿영역(FA)에 대응하여 상기 제 2 기판(170)의 상부에서 조사된다.
이때, 상기 제 2 기판(170)에 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)이 위치하는 경우 레이저 빔 조사에 의해 녹게 되거나, 또는 레이저 빔을 반사시켜 상기 프릿패턴(197)으로 조사가 이루어지지 않도록 하는 방해요소가 된다.
따라서 이러한 문제를 방지하기 위해 본 발명에 따른 실시예에 있어서는 터치 패드전극(188)이 형성되는 부분을 크게 제 3 영역과 제 4 영역으로 나누어 터치 패드전극(188)의 구조를 달리 형성한 것이 특징이다.
즉, 터치 패드전극(188)이 형성되는 영역 중 프릿패턴(197)이 형성되는 프릿영역(FA)을 포함하는 제 3 영역(A1)에 대응해서는 불투명한 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)을 형성하지 않고, 상기 제 4 영역(A2)에 대응해서만 패드전극(172)을 형성하고, 상기 제 4 영역(A2)에 형성된 상기 절연층(175)에 구비된 다수의 개구(oa)를 통해 노출된 상기 패드전극(172)과 접촉하며 투명 도전성 물질로 이루어진 보조 패드전극(190)만이 형성된 구성을 이루도록 한 것이 특징이다.
이러한 터치 패드전극(188)의 구성에 의해 프릿패턴(197)이 형성되는 프릿영역(FA)에서는 프릿패턴(197)의 경화를 위해 레이저 빔이 조사되더라도 투명 도전성 물질로 이루어진 보조 패드전극(190)을 투과하여 프릿패턴(197)에 90% 이상이 도달함으로써 프릿패턴(197)을 안정적으로 경화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 유기전계 발광소자는 프릿영역(FA)에 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)이 없으므로 레이저 빔의 반사 및 패드전극이 녹아 끊어지는 등의 불량 발생 또한 억제되는 효과를 갖는다.
한편, 도 5를 참조하면, 제 2 기판(170)의 외측면에 구비되는 다수의 터치 패드전극(188)은 패드부(PA) 중 제 4 영역(A2)에 있어 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)과 이의 상부에 대수의 개구를 갖는 형태로 절연층(175)이 구비되고 있으며, 이러한 다수의 개구를 갖는 절연층(175) 상부에 투명 도전성 물질로서 이루어진 보조 패드전극(190)이 상기 다수의 개구(oa)를 통해 상기 패드전극(172)과 접촉하며 제 3 영역(A1)까지 연장 형성된 형태를 이루고 있다.
또한, 상기 보조 패드전극(190) 상부에는 상기 보조 패드전극(190)을 노출시키는 패드 콘택홀(ch)을 구비한 제 2 보호층(183)이 형성되고 있다.
한편, 전술한 구성을 갖는 터치 패드전극(188)은 도 6(본 발명의 실시예의 변형예에 따른 터치타입 유기전계 발광소자의 제 2 기판의 패드부에 대한 단면도)에 도시한 바와같이 변형될 수도 있다.
즉, 제 2 기판(170)의 외측면에 구비되는 다수의 터치 패드전극(188)는 패드부(PA) 중 제 4 영역(A2)에 있어 저저항 금속물질로 이루어진 패드전극(172)과 이의 상부에 상기 패드전극(172)을 노출시키는 제 1 패드 콘택홀(ch1)을 갖는 절연층(175)이 구비되며, 상기 제 1 패드 콘택홀(ch1)을 갖는 절연층(175) 상부에 투명 도전성 물질로서 이루어진 보조 패드전극(190)이 상기 제 1 패드 콘택홀(ch1)을 통해 상기 패드전극(172)과 접촉하며 제 3 영역(A1)까지 연장 형성된 형태를 이루도록 형성될 수도 있다.
110 : 제 2 기판 172 : 패드전극
173 : 패드 링크 배선 188 : 터치 패드전극
190 : 보조 패드전극 197 : 프릿패턴
A1 : 제 3 영역 A2 : 제 4 영역
ch : 패드 콘택홀 oa : (절연층의)개구
FA : 프릿영역 PA : 패드부

Claims (6)

  1. 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며, 각 화소영역에 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제 1 전극과 유기 발광층과 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극으로 이루어진 유기전계 발광 다이오드가 구비된 제 1 기판과;
    상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
    상기 제 2 기판의 외측면에 형성된 터치센서와;
    상기 제 2 기판의 비표시영역에 상기 터치센서와 연결되며 형성된 다수의 터치 패드전극과;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 비표시영역에 상기 표시영역을 둘러싸며 상기 터치 패드전극과 교차하는 형태로 형성된 프릿패턴
    을 포함하며, 상기 다수의 각 터치 패드전극은 저저항 금속물질로 이루어진 제 1 패드전극과 상기 제 1 패드전극을 노출시키는 절연층을 개재하여 상기 제 1 패드전극과 접촉하는 투명 도전성 물질로 이루어진 제 2 패드전극으로 이루어지며, 상기 프릿패턴과 중첩되는 부분에는 상기 제 1 패드전극이 제거되어 상기 제 2 패드전극만이 구비된 것이 특징인 터치타입 유기전계 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치센서는 상기 제 2 기판상에 제 1 방향으로 제 1 연결패턴 또는 제 1 센싱배선에 의해 연결된 다수의 제 1 센싱전극과, 상기 제 1 센싱전극 상부에 형성된 상기 절연층과, 상기 절연층 상부로 상기 제 1 센싱전극과 중첩하며 상기 제 2 방향으로 제 2 연결팬턴 또는 제 2 센싱배선에 의해 연결된 다수의 제 2 센싱전극으로 이루어진 것이 특징인 터치타입 유기전계 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저저항 금속물질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나이며,
    상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)인 것이 특징인 터치타입 유기전계 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 제 1 패드전극에 대응하여 이를 노출시키는 다수의 개구를 구비하거나,
    또는 상기 제 1 패드전극을 노출시키는 제 1 패드 콘택홀을 구비한 것이 특징인 터치타입 유기전계 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치센서 상부에는 상기 제 2 패드전극을 노출시키는 패드 콘택홀을 갖는 보호층이 구비된 터치타입 유기전계 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 화소영역 각각의 경계에는 서로 교차하는 게이트 배선과 데이터 배선이 구비되며, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 배치된 전원배선이 구비된 것이 특징인 터치타입 유기전계 발광소자.
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