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KR102667945B1 - 표시장치 - Google Patents

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KR102667945B1
KR102667945B1 KR1020180170856A KR20180170856A KR102667945B1 KR 102667945 B1 KR102667945 B1 KR 102667945B1 KR 1020180170856 A KR1020180170856 A KR 1020180170856A KR 20180170856 A KR20180170856 A KR 20180170856A KR 102667945 B1 KR102667945 B1 KR 102667945B1
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Abstract

본 발명의 표시장치는 터치패널과; 상기 터치패널 하부에 위치하고, 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 터치패널 하부에 위치하고, 상부 전극과 하부 전극 및 압전층을 포함하는 압전 소자와; 상기 압전 소자에 연결된 정류 회로를 포함한다.
이에 따라, 터치에 의한 기계적 에너지를 전기 에너지로 전환하여 사용함으로써, 표시장치의 전력 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

표시장치{Display Device}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히, 압전 소자를 가지는 표시장치에 관한 것이다.
평판표시장치 중 하나인 전계발광 표시장치(Electroluminescent Display Device)는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 비해 시야각 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 및 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
또한, 전계발광 표시장치는 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며, 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용 온도 범위도 넓으며, 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
이러한 전계발광 표시장치는 다양한 장치에 적용되어 사용되는데, 특히, 스마트폰이나 멀티미디어장치 또는 태블릿PC와 같은 휴대용 기기에 널리 적용되고 있다. 그런데, 이러한 휴대용 기기는 배터리를 통해 전원을 공급하므로, 전원 공급에 제한이 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 전력 효율을 향상시킬 수 있는 표시장치를 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 표시장치는 터치패널과; 상기 터치패널 하부에 위치하고, 영상을 표시하는 표시패널과; 상기 터치패널 하부에 위치하고, 상부 전극과 하부 전극 및 압전층을 포함하는 압전 소자와; 상기 압전 소자에 연결된 정류 회로를 포함한다.
상기 압전 소자는 상기 터치패널과 상기 표시패널 사이에 위치한다.
상기 압전층은 압전 폴리머를 포함한다.
상기 압전 폴리머는 PVDF(polyvinylidene fluoride)나, P(VDF-TrFE)(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), P(VDF-TrFE-CFE), P(VDF-TrFE-CTFE), 탄소나노튜브(carbon nanotube)가 도핑된 PVDF, 또는 phosphazene계 고분자일 수 있다.
상기 표시패널은 표시영역과 비표시영역이 정의된 기판과, 상기 기판 상부의 표시영역에 형성된 박막트랜지스터 및 발광다이오드를 포함하고, 상기 정류회로는 상기 기판 상부의 비표시영역에 형성된다.
상기 정류회로는 양극과 음극, P형 반도체 및 N형 반도체를 포함하고, 상기 양극과 음극은 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극 또는 소스 및 드레인 전극과 동일층에 동일물질로 이루어지고, 상기 P형 반도체와 상기 N형 반도체 중 하나는 상기 박막트랜지스터의 반도체층과 동일층에 동일물질로 이루어진다.
상기 표시패널은 상기 터치패널과 상기 압전 소자 사이에 위치할 수 있다.
상기 압전 소자는 상기 표시패널과 상기 하부 전극 사이에 베이스 필름을 더 포함하고, 상기 정류 회로는 상기 베이스 필름 상에 형성된다.
상기 압전층은 압전 폴리머나, 압전 세라믹, 또는 압전 세라믹과 고분자를 포함하는 유무기 복합체일 수 있다.
상기 압전 소자는 상기 하부 전극 하부의 제1 버퍼층과 상기 상부 전극 상부의 제2 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 터치패널 하부에 압전 소자를 구성함으로써, 터치에 의한 기계적 에너지를 전기 에너지로 전환하여 사용할 수 있다. 이에 따라, 표시장치의 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
이때, 압전 소자를 커버 윈도우에 가깝게 배치함으로써, 터치에 의한 변형을 보다 많이 발생시켜 효율을 높일 수 있다
또한, 압전 소자를 영상이 표시되지 않는 표시패널 하부에 배치함으로써, 표시장치의 휘도를 극대화할 수 있으며, 압전 재료에 대한 선택의 폭을 넓힐 수 있다.
한편, 압전 소자를 필름 형태로 구현함으로써, 다양하게 적용이 가능하도록 할 수 있으며, 정류 회로를 압전 소자의 베이스 필름 상에 구성하여 배터리와의 연결을 용이하게 하고 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정류 회로의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정류 회로의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 소자를 포함하는 표시장치의 개략적인 단면도로, 도 4의 V-V'선에 대응한다.
도 6과 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 소자의 전극 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
<제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과, 압전 소자(200), 터치패널(300), 편광판(400), 그리고 커버 윈도우(500)를 포함한다.
여기서, 표시패널(100)은 전계발광 표시패널일 수 있다. 보다 상세하게, 표시패널(100)은 기판(110) 상에 형성된 발광다이오드(De)와 발광다이오드(De) 상부의 봉지층(encapsulation layer: 190)을 포함할 수 있다. 발광다이오드(De)는 제1 전극(160)과 제2 전극(180) 그리고 제1 및 제2 전극(160, 180) 사이의 발광층(170)을 포함한다.
그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 표시패널(100)은 액정 커패시터를 포함하는 액정 표시패널일 수도 있다.
표시패널(100) 상부에는 압전 소자(200)가 위치한다. 압전 소자(200)는 제1 버퍼층(210)과, 하부 전극(220), 압전층(230), 상부 전극(240), 그리고 제2 버퍼층(250)을 포함한다.
제1 및 제2 버퍼층(210, 250)은 투명한 절연물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 및 제2 버퍼층(210, 250)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 및 제2 버퍼층(210, 250)은 포토 아크릴과 같은 유기절연물질로 형성될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
하부 전극(220) 및 상부 전극(240)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 하부 전극(220) 및 상부 전극(240)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
압전층(230)은 외부의 기계적 에너지에 의해 재료의 변형이 발생함에 따라 전기에너지를 생성하는 압전 재료(piezoelectric material)로 이루어진다. 이러한 압전 재료는 투명성을 가지는 압전 폴리머일 수 있다.
일례로, 압전 폴리머는 PVDF(polyvinylidene fluoride)나, P(VDF-TrFE)(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), P(VDF-TrFE-CFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorofluoroethylene), P(VDF-TrFE-CTFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorotrifluoroethylene), 탄소나노튜브(carbon nanotube)가 도핑된 PVDF, 또는 phosphazene계 고분자일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 여기서, phosphazene계 고분자로는 Poly bis(trifluoroethoxy) phosphazene이 사용될 수 있다.
다음, 압전 소자(200) 상부에는 터치패널(300)이 배치된다. 터치패널(300)은 송신 배선 및 수신 배선을 독립적으로 형성하고 터치에 따른 송신 배선 및 수신 배선 사이의 커패시턴스의 변화를 검출하는 상호정전용량(mutual capacitance) 방식일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
터치패널(300) 상부에는 편광판(400)이 배치될 수 있다. 편광판(400)은 선편광자와 사분파장판으로 구성되어 선편광을 원편광으로 바꾸고 원편광을 선편광으로 바꾸는 원편광판일 수 있다. 이러한 편광판(400)은 외부 광이 표시패널(100)에서 반사되어 출력되는 것을 차단함으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있다.
다음, 편광판(400) 상부에는 커버 윈도우(500)가 위치한다. 커버 윈도우(500)는 표시패널(100)을 외부 충격으로부터 보호하며, 접착층(도시하지 않음)을 통해 표시패널(100) 상부, 보다 상세하게는, 편광판(400)에 부착될 수 있다. 커버 윈도우(500)는 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치에서는 표시패널(100)과 터치패널(300) 사이에 압전 소자(200)를 구성하여 터치에 의한 외력으로부터 전기에너지를 생성하며, 생성된 전기 에너지를 배터리의 충전에 이용함으로써 에너지를 재생산하는 에너지 하베스팅(energy harvesting) 소자를 구현할 수 있다.
이러한 압전 소자(200)는 에너지 하베스팅 효율 향상을 위해 커버 윈도우(500)에 가깝게 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 압전 소자(200)에서 생성된 전기 에너지를 배터리에 저장하기 위해 정류 회로(rectifying circuit)가 필요하며, 이러한 정류 회로를 도 2와 도 3에 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정류 회로의 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 정류 회로의 개략적인 평면도이다.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정류 회로는 4개의 다이오드를 연결한 브리지 회로일 수 있다. 이러한 입력(input) 단자가 압전 소자(200)에 연결되고, 출력(output) 단자가 배터리에 연결되어, 압전 소자(200)로부터의 교류 입력을 직류 출력으로 변경한다.
이러한 정류 회로에서 다이오드의 P형 반도체 및/또는 N형 반도체는 표시패널(100)의 반도체층과 동일 공정을 통해 형성되고, 양극과 음극은 표시패널(100)의 게이트 배선 또는 데이터 배선과 동일 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도로, 도 1을 참조하여 함께 설명한다.
도 1과 도 4에 도시한 바와 같이, 표시패널(100)의 기판(110) 상에 영상이 표시되는 표시영역(A1)과 표시영역(A1)을 둘러싸는 비표시영역(A2)이 정의된다.
기판(110) 상의 표시영역(A1)에는 제1 방향을 따라 다수의 게이트 배선(GL)이 형성되고, 제2 방향을 따라 다수의 데이터 배선(DL)이 형성된다. 또한, 도시하지 않았지만, 기판(110) 상의 표시영역(A1)에는 각 화소영역마다 하나 이상의 박막트랜지스터와 커패시터 및 발광다이오드(De)가 형성되고, 이들을 덮는 봉지층(190)이 형성된다.
한편, 기판(110) 상의 비표시영역(A2) 중 제1 구역에는 게이트 구동부(610)가 구비되고, 게이트 배선(GL)은 게이트 구동부(610)와 연결되어 스캔 신호를 전달 받는다. 게이트 구동부(610)는 구성요소가 표시영역(A1)의 소자와 동일 공정을 통해 형성되는 게이트-인-패널(gate-in-panel: GIP) 방식으로 구성될 수 있다.
또한, 기판(110) 상의 비표시영역(A2) 중 제2 구역에는 데이터 구동부(630)가 부착되며, 데이터 배선(DL)은 데이터 구동부(630)에 연결되어 데이터 신호를 전달 받는다.
이어, 표시패널(100) 상부에는 압전 소자(200)가 위치한다. 압전 소자(200)는 하부 전극(220)과 상부 전극(240), 그리고 하부 전극(220)과 상부 전극(240) 사이의 압전층(230)을 포함한다.
여기서, 압전층(230)은 하부 전극(220) 및 상부 전극(240)에 대응하는 면적을 가질 수 있다.
하부 전극(220)과 상부 전극(240)은 실질적으로 동일한 면적을 가지며, 하부 전극(220)과 상부 전극(240)의 면적은 표시영역(A1) 보다 크다. 이에 따라, 하부 전극(220)과 상부 전극(240)은 표시영역(A1)뿐만 아니라 비표시영역(A2)의 일부에도 위치한다. 하부 전극(220)과 상부 전극(240)의 각각은 비표시영역(A2)에서 돌출부를 가질 수 있다. 하부 전극(220)의 돌출부와 상부 전극(240)의 돌출부는 서로 이격되어 위치하며, 비표시영역(A2)에 형성되는 정류 회로(260)와 연결된다. 이러한 정류 회로(260)는 도 2와 도 3의 구성을 가진다.
여기서, 정류 회로(260)가 기판(110)의 좌측 상단에 대응하는 비표시영역(A2)에 형성되는 것으로 도시하였으나, 정류 회로(260)의 위치는 이에 제한되지 않는다. 정류 회로(260)는 비표시영역(A2)의 어느 위치에라도 형성될 수 있다. 일례로, 정류 회로(260)는 비표시영역(A2)에 대응하는 기판(110)의 우측 상단이나 우측 하단 또는 좌측 하단에 형성될 수도 있다.
하부 전극(220) 하부에는 제1 버퍼층(210)이 형성되고, 상부 전극(240) 상부에는 제2 버퍼층(250)이 형성된다. 제2 버퍼층(250)은 하부 및 상부 전극(220, 240)보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 또한, 제1 버퍼층(210)은 제2 버퍼층(250)과 동일한 면적을 가질 수 있다.
다음, 압전 소자(200) 상부에는 터치패널(300)이 위치한다. 터치패널(300)은 표시영역(A1)에 형성된 송신 배선과 수신 배선을 포함한다. 여기서 송신 배선과 수신 배선은 교차하여 상호 커패시터(mutual capacitor)를 형성한다. 이러한 송신 배선은 제1 방향을 따라 연결된 다수의 송신 전극(332)으로 구성되고, 수신 배선은 제2 방향을 따라 연결된 다수의 수신 전극(334)으로 구성된다. 각 송신 전극(332) 및 각 수신 전극(334)은 마름모 모양을 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 터치패널(300)은 비표시영역(A2)에 형성된 제1 라우팅 배선(331)과 제2 라우팅 배선(333)을 포함한다. 제1 라우팅 배선(331)은 송신 배선과 연결되고, 제2 라우팅 배선(333)은 수신 배선과 연결된다.
이러한 제1 및 제2 라우팅 배선(331, 333)은, 기판(110) 상의 비표시영역(A2) 중 제3 구역에 부착되는 터치 구동부(640)와 연결된다. 따라서, 제1 라우팅 배선(331)은 터치 구동부(640)로부터 터치구동전압을 송신 배선으로 전달하고, 제2 라우팅 배선(333)은 수신 배선으로부터의 터치감지전압을 터치 구동부(640)로 전달한다.
한편, 터치패널(300) 상부에는 편광판(400)과 커버 윈도우(500)가 위치할 수 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치에서는 사용자의 터치가 수행될 경우, 상호 커패시터의 정전용량이 변하게 되어 터치감지전압이 달라지게 되고, 터치 구동부(640)는 터치감지전압을 분석하여 터치지점을 검출한다.
또한, 사용자의 터치에 의해 압전 소자(200)에 힘이 가해지게 되는데, 이로 인해 압전 재료의 기계적 변동에 따라 분극(polarization)의 변화가 발생하며, 이에 따라 전위차가 생겨 전기 에너지가 생성된다. 이러한 전기 에너지는 정류 회로(260)를 통해 배터리(도시하지 않음)에 저장된다. 따라서, 터치에 의한 기계적 에너지를 전기 에너지로 전환하여 사용함으로써, 표시장치의 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 압전 소자를 포함하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 구성에 대해 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 소자를 포함하는 표시장치의 개략적인 단면도로, 도 4의 V-V'선에 대응한다. 여기서, 표시패널로 전계발광 표시패널이 적용된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100)과, 압전 소자(200), 터치패널(300), 편광판(400), 그리고 커버 윈도우(500)를 포함한다.
보다 상세하게, 표시패널(100)의 기판(110) 상에는 다수의 화소영역을 포함하고 영상이 표시되는 표시영역(A1)과 표시영역(A1)을 둘러싸는 비표시영역(A2)이 정의된다.
기판(110) 상부의 표시영역(A1)에는 각 화소영역에 대응하여 패터닝된 반도체층(122)이 형성된다. 기판(110)은 유리기판이나 플라스틱기판일 수 있다. 일례로, 플라스틱 기판으로 폴리이미드가 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
반도체층(122)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 반도체층(122)의 양 가장자리에는 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
한편, 기판(110)과 반도체층(122) 사이에는 버퍼층(도시하지 않음)이 더 형성될 수도 있다. 버퍼층은 산화실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기물질로 형성될 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
반도체층(122) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(130)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(132)이 반도체층(122)의 중앙에 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(130) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 제1 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 게이트 배선은 제1 방향을 따라 연장되고, 제1 커패시터 전극은 게이트 전극(132)에 연결된다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에서는 게이트 절연막(130)이 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(130)은 게이트 전극(132)과 동일한 모양으로 패턴될 수도 있다.
게이트 전극(132) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(140)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(140)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 포토 아크릴(photo acryl)이나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(140)은 반도체층(122)의 양측 상면을 노출하는 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)을 가진다. 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 게이트 전극(132)의 양측에 게이트 전극(132)과 이격되어 위치한다. 여기서, 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 게이트 절연막(130) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(130)이 게이트 전극(132)과 동일한 모양으로 패턴될 경우, 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 층간 절연막(140) 내에만 형성된다.
층간 절연막(140) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 소스 및 드레인 전극(142, 144)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(140) 상부에는 제2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(도시하지 않음)과 전원 배선(도시하지 않음) 및 제2 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(142, 144)은 게이트 전극(132)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)을 통해 반도체층(122)의 양측과 접촉한다. 도시하지 않았지만, 데이터 배선은 제2 방향을 따라 연장되고 게이트 배선과 교차하여 각 화소영역을 정의하며, 고전위 전압을 공급하는 전원 배선은 데이터 배선과 이격되어 위치한다. 제2 커패시터 전극은 드레인 전극(144)과 연결되고, 제1 커패시터 전극과 중첩하여 둘 사이의 층간 절연막(140)을 유전체로 스토리지 커패시터를 이룬다. 이와 달리, 제1 커패시터 전극이 드레인 전극(144)과 연결되고, 제2 커패시터 전극이 게이트 전극(132)과 연결될 수도 있다.
한편, 반도체층(122)과, 게이트 전극(132), 그리고 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 박막트랜지스터(T)를 이룬다. 여기서, 박막트랜지스터(T)는 반도체층(122)의 일측, 즉, 반도체층(122)의 상부에 게이트 전극(132)과 소스 및 드레인 전극(142, 144)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 박막트랜지스터(T)는 구동 박막트랜지스터에 해당하며, 구동 박막트랜지스터와 동일한 구조의 스위칭 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 각 화소영역의 기판(110) 상에 더 형성될 수 있다. 이때, 구동 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극(132)은 스위칭 박막트랜지스터의 드레인 전극(도시하지 않음)에 연결되고 구동 박막트랜지스터(T)의 소스 전극(142)은 전원 배선(도시하지 않음)에 연결될 수 있다. 또한, 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극(도시하지 않음)과 소스 전극(도시하지 않음)은 게이트 배선 및 데이터 배선과 각각 연결될 수 있다.
한편, 구동 박막트랜지스터(T)와 동일한 구조를 가지는 하나 이상의 센싱 박막트랜지스터가 각 화소영역의 기판(110) 상에 더 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
소스 및 드레인 전극(142, 144) 상부에는 절연물질로 오버코트층(150)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 오버코트층(150)은 포토 아크릴이나 벤조사이클로부텐과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이러한 오버코트층(150)의 상면은 평탄할 수 있다.
한편, 오버코트층(150) 하부에는 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어진 절연막이 더 형성될 수 있다.
오버코트층(150)은 드레인 전극(144)을 노출하는 드레인 컨택홀(150a)을 가진다. 여기서, 드레인 컨택홀(150a)은 제2 컨택홀(140b)과 이격되어 형성될 수 있다. 이와 달리, 드레인 컨택홀(150a)은 제2 컨택홀(140b) 바로 위에 형성될 수도 있다.
오버코트층(150) 상부에는 비교적 일함수가 높은 도전성 물질로 제1 전극(160)이 형성된다. 제1 전극(160)은 각 화소영역마다 형성되고, 드레인 컨택홀(150a)을 통해 드레인 전극(144)과 접촉한다. 일례로, 제1 전극(160)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치의 전계발광 표시패널(100)은 발광다이오드의 빛이 기판(110)과 반대 방향으로 출력되는 상부 발광 방식(top emission type)일 수 있으며, 이에 따라, 제1 전극(160)은 투명 도전성 물질 하부에 반사율이 높은 금속 물질로 형성되는 반사전극 또는 반사층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금이나 은(Ag)으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 전극(160)은 ITO/APC/ITO나 ITO/Ag/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(160) 상부에는 절연물질로 뱅크(162)가 형성된다. 뱅크(162)는 제1 전극(160)의 가장자리와 중첩하고, 제1 전극(160)의 가장자리를 덮으며, 제1 전극(160)의 중앙부를 노출한다. 이러한 뱅크(162)는 소수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 뱅크(162)는 친수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성되고 소수성 처리될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 한편, 뱅크(162) 하부에는 친수성 특성을 갖는 뱅크가 더 형성될 수도 있다.
다음, 뱅크(162)를 통해 노출된 제1 전극(160) 상부에는 발광층(170)이 형성된다.
도시하지 않았지만, 발광층(170)은 제1 전극(160) 상부로부터 순차적으로 위치하는 제1 전하보조층과, 발광물질층(light-emitting material layer), 그리고 제2 전하보조층을 포함할 수 있다. 발광물질층은 적, 녹, 청색 발광물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이러한 발광물질은 인광화합물 또는 형광화합물과 같은 유기발광물질이거나 양자 점(quantum dot)과 같은 무기발광물질일 수 있다.
제1 전하보조층은 정공보조층(hole auxiliary layer)일 수 있으며, 정공보조층은 정공주입층(hole injecting layer: HIL)과 정공수송층(hole transporting layer: HTL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전하보조층은 전자보조층(electron auxiliary layer)일 수 있으며, 전자보조층은 전자주입층(electron injecting layer: EIL)과 전자수송층(electron transporting layer: ETL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
여기서, 발광층(170)은 용액 공정을 통해 형성될 수 있다. 이에 따라, 공정을 단순화하고 대면적 및 고해상도의 표시장치를 제공할 수 있다. 용액 공정으로는 스핀 코팅법이나 잉크젯 프린팅법 또는 스크린 프린팅법이 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이때, 용액이 건조될 때, 뱅크(162)와 인접한 부분에서 용매의 건조 속도는 다른 부분과 다르므로, 뱅크(162)와 인접한 부분에서 발광층(170)은 뱅크(162)에 가까워질수록 그 높이가 높아질 수 있다.
이와 달리, 발광층(170)은 진공 열 증착(vacuum thermal evaporation) 공정을 통해 형성될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
발광층(170) 상부에는 비교적 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어진 제2 전극(180)이 실질적으로 표시영역(A1) 전면에는 형성된다. 여기서, 제2 전극(180)은 알루미늄(aluminum)이나 마그네슘(magnesium), 은(silver) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 이때, 제2 전극(180)은 발광층(170)으로부터의 빛이 투과될 수 있도록 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 이와 달리, 제2 전극(180)은 인듐-갈륨-옥사이드(indium-gallium-oxide: IGO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(160)과 발광층(170) 및 제2 전극(180)은 발광다이오드(De)를 이룬다. 여기서, 제1 전극(160)은 애노드(anode)의 역할을 하고, 제2 전극(180)은 캐소드(cathode)의 역할을 할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시패널(100)은 발광다이오드(De)의 발광층(170)으로부터의 빛이 기판(110)과 반대 방향, 즉, 제2 전극(180)을 통해 외부로 출력되는 상부 발광 방식일 수 있으며, 이러한 상부 발광 방식은 동일 면적의 하부 발광 방식 대비 보다 넓은 발광영역을 가질 수 있으므로, 휘도를 향상시키고 소비 전력을 낮출 수 있다.
이때, 각 화소영역의 발광다이오드(De)는 방출하는 빛의 파장에 따라 마이크로 캐비티 효과에 해당하는 소자 두께를 가질 수 있으며, 이에 따라, 광 효율을 높일 수 있다.
다음, 제2 전극(180) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 봉지층(190)이 형성되어, 외부에서 유입되는 수분이나 산소를 차단함으로써 발광다이오드(De)를 보호한다. 봉지층(190)은 자외선 경화 실런트(UV sealant)나 프릿 실런트(frit sealant)로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 봉지층(190)은 무기막과 유기막이 번갈아 적층된 구조를 가질 수도 있다.
한편, 기판(110) 상의 비표시영역(A2)에는 정류 회로(260)가 형성된다. 정류 회로(260)는 반도체패턴(262)과 양극(264) 및 음극(266)을 포함한다. 여기서, 음극(266)은 노출되어 외부의 배터리(도시하지 않음)에 연결될 수 있다. 이와 달리, 양극(264)이 노출되어 외부의 배터리와 연결될 수도 있다.
반도체패턴(262)은 P형 반도체 영역(262a)과 N형 반도체 영역(262b)으로 이루어지며, 이러한 P형 반도체 영역(262a)과 N형 반도체 영역(262b) 중 하나는 표시영역(A1)의 반도체층(122)과 동일 물질로 동일 공정을 통해 형성될 수 있다. 일례로, P형 반도체 영역(262a)이 반도체층(122)과 동일 물질로 동일 공정을 통해 형성되며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 양극(264)과 음극(266)은 표시영역(A1)의 게이트 전극(132)과 동일 물질로 동일 공정을 통해 형성될 수 있다. 이러한 경우, 게이트 절연막(130)은 P형 반도체 영역(262a)과 N형 반도체 영역(262b)을 노출하는 컨택홀을 가지며, 양극(264)과 음극(266)은 이러한 컨택홀을 통해 P형 반도체 영역(262a) 및 N형 반도체 영역(262b)과 각각 접촉할 수 있다.
이와 달리, 양극(264)과 음극(266)은 표시영역(A1)의 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 동일 물질로 동일 공정을 통해 형성될 수 있다. 이러한 경우, 층간 절절연막(140)은 P형 반도체 영역(262a)과 N형 반도체 영역(262b)을 노출하는 컨택홀을 가지며, 양극(264)과 음극(266)은 이러한 컨택홀을 통해 P형 반도체 영역(262a) 및 N형 반도체 영역(262b)과 각각 접촉할 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 일례로, 양극(264)과 음극(266)은 게이트 전극(122)이나 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 다른 층에 형성될 수 있고, 서로 다른 층에 형성될 수도 있다.
또한, P형 반도체 영역(262a)과 N형 반도체 영역(262b)은 게이트 구동부(도 4의 610)의 구성요소와 동일 물질로 동일 공정을 통해 형성될 수도 있으며, 별도의 공정을 통해 형성될 수도 있다.
다음, 봉지층(190) 상부에는 제1 및 제2 버퍼층(210, 250)과, 하부 전극(220), 상부 전극(240), 그리고 압전층(230)을 포함하는 압전 소자(200)가 형성된다.
보다 상세하게, 봉지층(190) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 제1 버퍼층(210)이 형성된다. 제1 버퍼층(210)은 투명한 절연물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 버퍼층(210)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 버퍼층(210)은 포토 아크릴과 같은 유기절연물질로 형성될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 제1 버퍼층(210)은 비표시영역(A2)에서 양극(264)을 노출하는 컨택홀을 가진다. 이때, 컨택홀은 봉지층(190)과 오버코트층(150) 및 층간 절연막(140) 내에도 형성된다. 또한, 도시하지 않았지만, 제1 버퍼층(210)은 다른 음극이나 양극을 노출하는 컨택홀을 가질 수도 있다.
제1 버퍼층(210) 상부에는 하부 전극(220)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 하부 전극(220)은 비표시영역(A2)에서 제1 버퍼층(210)의 컨택홀을 통해 양극(254)과 접촉한다. 이러한 하부 전극(220)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 하부 전극(220)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
하부 전극(220) 상부에는 압전층(230)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 압전층(230)은 투명한 압전 폴리머로 이루어지는 것이 바람직하다.
압전층(230) 상부에는 실질적으로 기판(110) 전면에 상부 전극(240)이 형성된다. 상부 전극(240)은 투명한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상부 전극(240)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도시하지 않았지만, 비표시영역(A2)에서 상부 전극(240)은 다른 음극이나 양극을 노출하는 제1 버퍼층(210)의 컨택홀을 통해 다른 음극이나 양극과 접촉할 수 있다.
다음, 상부 전극(240) 상부에는 실질적으로 기판(110) 전면에 제2 버퍼층(250)이 형성된다. 제2 버퍼층(250)은 투명한 절연물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 제2 버퍼층(250)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제2 버퍼층(250)은 포토 아크릴과 같은 유기절연물질로 형성될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제2 버퍼층(250)은 비표시영역(A2)에서 하부 전극(220)과 압전층(230) 및 상부 전극(240)의 측면을 덮으며 제1 버퍼층(210)과 접촉할 수 있다.
다음, 압전 소자(200) 상부에는 터치패널(300)이 배치된다. 터치패널(300)은 송신 전극(332)과 수신 전극(334) 및 브리지(312)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게, 압전 소자(200) 상부의 표시영역(A1)에 브리지(312)가 형성되고, 브리지(312) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에 제1 절연막(320)이 형성된다. 브리지(312)는 금속과 같은 도전 물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 브리지(312)는 투명 도전 물질로 형성될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 절연막(320)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 제1 절연막(320)은 표시영역(A1)에서 브리지(312)의 양단을 노출하는 제1 및 제2 터치 컨택홀(320a, 320b)을 가진다.
제1 절연막(320) 상부의 표시영역(A1)에는 송신 전극(332)과 수신 전극(334)이 형성된다. 송신 전극(332)과 수신 전극(334)은 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 여기서, 송신 전극(332)은 제1 및 제2 터치 컨택홀(320a, 320b)을 통해 브리지(312)와 접촉한다. 이에 따라, 인접한 송신 전극(332)은 브리지(312)를 통해 제1 방향을 따라 연결되어 송신 배선을 구성한다.
한편, 도시하지 않았지만, 수신 전극(334)은 인접한 수신 전극(334)과 연결되어 일체로 형성될 수 있다. 이러한 수신 전극(334)은 제2 방향을 따라 연결되어 수신 배선을 구성한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이와 달리, 인접한 수신 전극(334)은 브리지를 통해 연결되고, 인접한 송신 전극(332)이 일체로 형성될 수도 있다.
송신 전극(332)과 수신 전극(334) 상부에는 제2 절연막(340)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성되어 이들을 덮는다. 제2 절연막(340)은 산화 실리콘(SiO2)나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다.
다음, 터치패널(300) 상부에는 편광판(400)이 배치된다. 편광판(400)은 선편광자와 사분파장판으로 구성되어 선편광을 원편광으로 바꾸고 원편광을 선편광으로 바꾸는 원편광판일 수 있다. 이러한 편광판(400)은 외부 광이 표시패널(100)에서 반사되어 출력되는 것을 차단함으로써 콘트라스트비(contrast ratio)를 향상시킬 수 있다.
또한, 편광판(400) 상부에는 커버 윈도우(500)가 위치한다. 커버 윈도우(500)는 표시패널(100)을 외부 충격으로부터 보호한다. 커버 윈도우(500)는 유리나 플라스틱으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치에서는 표시패널(100)과 터치패널(300) 사이에 압전 소자(200)를 구성함으로써, 터치에 의한 기계적 에너지를 전기 에너지로 전환하여 사용한다.
도 6과 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 소자의 전극 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 압전 소자의 하부 및 상부 전극(220, 240)과 압전층(230) 각각은 기판(110)의 전면에 대해 하나의 패턴으로 구성되고, 기판(110)의 일측에 하나의 정류 회로(260)가 구비될 수 있다.
이와 달리, 도 7에 도시한 바와 같이, 압전 소자의 하부 및 상부 전극(220, 240)의 각각은 제1 내지 제4 패턴(222, 224, 226, 228, 242, 244, 246, 248)으로 나뉘어 구성되고, 압전층(230)은 기판(110)의 전면에 대해 하나의 패턴으로 구성될 수 있다. 또한, 기판(110)의 네 가장자리에 제1 내지 제4 정류 회로(260a, 260b, 260c, 260d)가 구비되어 제1 내지 제4 패턴(222, 224, 226, 228, 242, 244, 246, 248)과 각각 연결될 수 있다. 이러한 도 7의 구성은, 도 6에 비해 터치가 발생된 영역과 정류 회로 간의 거리를 줄일 수 있으므로, 에너지 하베스팅 효율을 높일 수 있다.
이때, 압전층(230)도 4개로 분할될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
<제2 실시예>
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도로, 제2 실시예는 압전 소자의 위치를 제외하면 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 구성에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100) 상부에 편광판(400)이 배치되고, 편광판(400) 상부에 압전 소자(200)가 배치된다. 압전 소자(200) 상부에는 터치패널(300)이 배치되고, 터치패널(300) 상부에는 커버 윈도우(500)가 배치된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 소자(200)는 편광판(400) 상부에 직접 형성되거나, 터치패널(300) 하부에 직접 형성될 수 있다. 이러한 압전 소자(200)의 압전층(230)은 투명성을 가지는 압전 폴리머로 이루어지는 것이 바람직하다.
일례로, 압전 폴리머는 PVDF(polyvinylidene fluoride)나, P(VDF-TrFE)(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), P(VDF-TrFE-CFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorofluoroethylene), P(VDF-TrFE-CTFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorotrifluoroethylene), 탄소나노튜브(carbon nanotube)가 도핑된 PVDF, 또는 phosphazene계 고분자일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 여기서, phosphazene계 고분자로는 Poly bis(trifluoroethoxy) phosphazene이 사용될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 편광판(400)이 터치 패널(300)과 커버 윈도우(500) 사이에 위치하는 반면, 제2 실시예에서는 편광판(400)이 표시 패널(100)과 압전 소자(200) 사이에 위치한다.
이러한 제2 실시예에 따른 표시장치는, 제1 실시예에 비해 압전 소자(200)가 커버 윈도우(500)에 가깝게 배치되므로 터치에 의한 변형이 많이 발생할 수 있으며, 이에 따라 에너지 하베스팅 효율을 높일 수 있다.
<제3 실시예>
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도로, 제3 실시예는 압전 소자의 위치를 제외하면 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 구성에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100) 상부에 터치패널(300)이 배치되고, 터치패널(300) 상부에 편광판(400)이 배치되며, 편광판(400) 상부에 커버 윈도우(500)가 배치된다. 또한, 표시패널(100) 하부에 압전 소자(200)가 배치된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 소자(200)는 표시패널(100)의 기판(110) 배면에 직접 형성될 수 있다. 이러한 압전 소자(200)는 영상이 표시되지 않는 표시패널(100)의 하부에 위치하므로, 압전 소자(200)의 압전층(230)은 투명성을 가지는 압전 폴리머뿐만 아니라, 불투명한 압전 세라믹이나 불투명한 유무기 복합체로 이루어질 수 있다.
일례로, 압전 폴리머는 PVDF(polyvinylidene fluoride)나, P(VDF-TrFE)(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), P(VDF-TrFE-CFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorofluoroethylene), P(VDF-TrFE-CTFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorotrifluoroethylene), 탄소나노튜브(carbon nanotube)가 도핑된 PVDF, 또는 phosphazene계 고분자일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 여기서, phosphazene계 고분자로는 Poly bis(trifluoroethoxy) phosphazene이 사용될 수 있다.
또한, 압전 세라믹은 PbZrTiO3 (PZT, Lead Zirconium Titanate)이나, Pb(MgNb)-PbZrTiO3, PNN-PT (Pb(NiNb)-PbTiO3), 또는 PLZT (PbLaZrTiO3)일 수 있다. 또는, 압전 세라믹은 BaTiO3 (BTO, barium Titanate)나 KNaNbO3 (KNN, kalium natrium niobate)일 수 있다.
한편, 유무기 복합체는 앞서 언급한 압전 세라믹과 고분자를 포함한다. 여기서, 고분자는 앞서 언급한 압전 폴리머 중 하나일 수 있으며, 에폭시나, 폴리이미드 또는 폴리우레탄과 같은 비압전 고분자일 수도 있다.
이러한 제3 실시예에 따른 표시장치는, 압전 소자(200)가 표시패널(100) 하부에 위치하므로, 표시장치의 휘도를 극대화할 수 있으며, 제1 및 제2 실시예에 비해 압전 재료에 대한 선택의 폭이 넓은 장점이 있다.
<제4 실시예>
도 10 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도로, 제4 실시예는 압전 소자의 위치 및 구성을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 구성에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(100) 상부에 터치패널(300)이 배치되고, 터치패널(300) 상부에 편광판(400)이 배치되며, 편광판(400) 상부에 커버 윈도우(500)가 배치된다. 또한, 표시패널(100) 하부에 압전 소자(200)가 배치된다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 소자(200)는 베이스 필름(270)과, 베이스 필름(270)의 제1 면에 순차적으로 형성된 제1 버퍼층(210)과, 하부 전극(220), 압전층(230), 상부 전극(240), 그리고 제2 버퍼층(250)을 포함한다. 또한, 정류 회로(260)가 베이스 필름(270)의 제1 면에 형성된다. 이때, 정류 회로(260)는 제1 버퍼층(210) 상에 위치하고, 제2 버퍼층(250)이 정류 회로(260)의 일부를 덮을 수 있다.
이러한 압전 소자(200)는 베이스 필름(270)의 제2 면이 표시패널(100)의 기판(110) 배면에 부착된다. 이때, 베이스 필름(270)은 접착제를 통해 기판(100)의 배면에 부착될 수 있다.
한편, 압전 소자(200) 하부에는 배터리(800)가 위치한다.
이러한 압전 소자(200)는 영상이 표시되지 않는 표시패널(100)의 하부에 위치하므로, 압전 소자(200)의 압전층(230)은 투명성을 가지는 압전 폴리머뿐만 아니라, 불투명한 압전 세라믹이나 불투명한 유무기 복합체로 이루어질 수 있다.
일례로, 압전 폴리머는 PVDF(polyvinylidene fluoride)나, P(VDF-TrFE)(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), P(VDF-TrFE-CFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorofluoroethylene), P(VDF-TrFE-CTFE)(poly(vinylidene fluoride-co-triluoroethylene-chlorotrifluoroethylene), 탄소나노튜브(carbon nanotube)가 도핑된 PVDF, 또는 phosphazene계 고분자일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 여기서, phosphazene계 고분자로는 Poly bis(trifluoroethoxy) phosphazene이 사용될 수 있다.
또한, 압전 세라믹은 PbZrTiO3 (PZT, Lead Zirconium Titanate)이나, Pb(MgNb)-PbZrTiO3, PNN-PT (Pb(NiNb)-PbTiO3), 또는 PLZT (PbLaZrTiO3)일 수 있다. 또는, 압전 세라믹은 BaTiO3 (BTO, barium Titanate)나 KNaNbO3 (KNN, kalium natrium niobate)일 수 있다.
한편, 유무기 복합체는 앞서 언급한 압전 세라믹과 고분자를 포함한다. 여기서, 고분자는 앞서 언급한 압전 폴리머 중 하나일 수 있으며, 에폭시나, 폴리이미드 또는 폴리우레탄과 같은 비압전 고분자일 수도 있다.
이러한 제4 실시예에 따른 표시장치는, 압전 소자(200)를 필름 형태로 구현하여 다양하게 적용이 가능하며, 정류 회로(260)를 압전 소자(200)의 베이스 필름(270) 상에 구성함으로써 배터리(800)와의 연결을 용이하게 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시패널 110: 기판
160: 제1 전극 170: 발광층
180: 제2 전극 De: 발광다이오드
190: 봉지층 200: 압전 소자
210: 제1 버퍼층 220: 하부 전극
230: 압전층 240: 상부 전극
250: 제2 버퍼층 300: 터치패널
400: 편광판 500: 커버 윈도우

Claims (12)

  1. 터치패널과;
    상기 터치패널 하부에 위치하고, 영상을 표시하는 표시영역과 표시영역 주변의 비표시영역을 포함하는 표시패널과;
    상기 터치패널 하부에 위치하고, 상부 전극과 하부 전극 및 압전층을 포함하는 압전 소자와;
    상기 압전 소자에 연결된 정류 회로
    를 포함하고,
    상기 상부 전극과 상기 하부 전극의 각각은 상기 표시영역에 형성된 상기 터치패널의 전극들의 총 면적보다 큰 면적을 가지는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압전 소자는 상기 터치패널과 상기 표시패널 사이에 위치하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압전층은 압전 폴리머를 포함하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압전 폴리머는 PVDF(polyvinylidene fluoride)나, P(VDF-TrFE)(polyvinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), P(VDF-TrFE-CFE), P(VDF-TrFE-CTFE), 탄소나노튜브(carbon nanotube)가 도핑된 PVDF, 또는 phosphazene계 고분자인 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은 표시영역과 비표시영역이 정의된 기판과, 상기 기판 상부의 표시영역에 형성된 박막트랜지스터 및 발광다이오드를 포함하고,
    상기 정류회로는 상기 기판 상부의 비표시영역에 형성되는 표시장치.
  6. 터치패널과;
    상기 터치패널 하부에 위치하고, 영상을 표시하는 표시패널과;
    상기 터치패널 하부에 위치하고, 상부 전극과 하부 전극 및 압전층을 포함하는 압전 소자와;
    상기 압전 소자에 연결된 정류 회로
    를 포함하고,
    상기 표시패널은 표시영역과 비표시영역이 정의된 기판과, 상기 기판 상부의 표시영역에 형성된 박막트랜지스터 및 발광다이오드를 포함하고,
    상기 정류회로는 상기 기판 상부의 비표시영역에 형성되며,
    상기 정류회로는 양극과 음극, P형 반도체 및 N형 반도체를 포함하고, 상기 양극과 음극은 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극 또는 소스 및 드레인 전극과 동일층에 동일물질로 이루어지고, 상기 P형 반도체와 상기 N형 반도체 중 하나는 상기 박막트랜지스터의 반도체층과 동일층에 동일물질로 이루어지는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은 상기 터치패널과 상기 압전 소자 사이에 위치하는 표시장치.
  8. 터치패널과;
    상기 터치패널 하부에 위치하고, 영상을 표시하는 표시패널과;
    상기 터치패널 하부에 위치하고, 상부 전극과 하부 전극 및 압전층을 포함하는 압전 소자와;
    상기 압전 소자에 연결된 정류 회로
    를 포함하고,
    상기 표시패널은 상기 터치패널과 상기 압전 소자 사이에 위치하며,
    상기 압전 소자는 상기 표시패널과 상기 하부 전극 사이에 베이스 필름을 더 포함하고, 상기 정류 회로는 상기 베이스 필름 상에 형성되는 표시장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 압전층은 압전 폴리머나, 압전 세라믹, 또는 압전 세라믹과 고분자를 포함하는 유무기 복합체인 표시장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 소자는 상기 하부 전극 하부의 제1 버퍼층과 상기 상부 전극 상부의 제2 버퍼층을 더 포함하는 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 압전층은 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 사이에 배치되고, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극 중 하나는 상기 압전층과 상기 터치패널 사이에 위치하는 표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하부 전극과 상기 상부 전극의 각각은 상기 비표시영역에 부분적으로 위치하는 표시장치.
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