KR102218780B1 - 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치 - Google Patents

터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치 Download PDF

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Abstract

터치 스크린 패널 및 및 터치 스크린 일체형 표시 장치가 제공된다. 터치 스크린 패널은 기판, 제1 라인 전극, 복수의 제1 세그먼트(segment) 전극, 제2 라인 전극, 복수의 제2 세그먼트 전극 및 복수의 연결 전극을 포함한다. 제1 라인 전극은 기판 상에서 제1 메쉬 패턴으로 배치된다. 제1 세그먼트 전극은 제1 라인 전극과 각각 연결된다. 제2 라인 전극은 기판 상에서 제2 메쉬 패턴으로 배치되고, 제1 라인 전극과 교차하는 교차 영역에서 서로 분리된다. 제2 세그먼트 전극은 제2 라인 전극과 각각 연결된다. 연결 전극은 교차 영역에서 분리된 제2 라인 전극을 서로 연결한다. 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 저저항 금속으로 형성된 것을 특징으로 한다. 터치 스크린 패널에서 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 각각 저저항 금속으로 형성되므로, 터치 전극의 저항은 낮아질 수 있으며, 이에, RC-딜레이는 낮아질 수 있다. 또한, 제1 세그먼트 전극과 제1 라인 전극 그리고 제2 세그먼트 전극과 제2 라인 전극 각각이 하나의 커다란 전극 면으로 기능하므로, 터치 스크린 패널은 향상된 터치 감도를 유지할 수 있다.

Description

터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치{TOUCH SCREEN PANEL AND TOUCH SCREEN INTEGRATED DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현저하게 감소된 RC-딜레이(RC-delay), 우수한 시인성과 터치 감도 및 플렉서빌리티를 갖는 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 사용자의 표시 장치에 대한 터치 입력을 감지하는 장치로서, 스마트폰, 태블릿 PC 등의 개인 휴대 장치를 비롯하여 공공시설의 표시 장치와 스마트 TV 등의 대형 표시 장치에 널리 활용되고 있다.
일반적인 터치 스크린 패널은 패널 형태로 형성되어 표시 장치의 스크린 상부에 부착된다. 이 경우, 터치 스크린 패널이 별도의 패널 형태로 표시 장치의 스크린 외면에 부착되기 때문에 표시 장치의 전체 두께가 증가되고, 증가된 두께로 인해 표시 장치의 시인성이 저하될 우려가 있다는 단점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 터치 스크린 패널이 표시 장치에 일체화된 인-셀(In-Cell) 방식의 터치 스크린 일체형 표시 장치가 개발되고 있다. 그러나, 인-셀 방식의 터치 스크린 일체형 표시 장치는 터치 스크린 패널의 두께가 매우 얇으므로, 여러 문제들을 갖는다.
도 1은 종래의 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 터치 스크린 패널(100)은 서로 상이한 방향으로 연장되는 복수의 제1 터치 전극(130)과 제2 터치 전극(140) 및 제1 터치 전극(130)과 제2 터치 전극(140)이 서로 교차하는 영역에서 서로 분리된 제1 터치 전극(130)을 연결시키는 연결 전극(170)을 포함한다.
표시 장치의 시인성 저하를 방지하기 위해 제1 터치 전극(130) 및 제2 터치 전극(140)은 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 다만, ITO와 같은 투명 도전성 물질로 형성된 터치 전극은 금속으로 형성된 터치 전극에 비해 저항이 높으므로, 터치 스크린 패널(100)의 RC-딜레이가 높아지는 문제가 발생한다. 또한, ITO와 같은 투명 도전성 물질은 금속에 비해 플랙서빌리티(flexibility)가 상대적으로 낮아 플랙서블 표시 장치에 적용하는데 한계가 있다. 한편, 터치 스크린 패널(100)의 두께가 얇아짐에 따라 기생 커패시턴스가 증가되어 RC-딜레이는 더 높아지게 되므로, 투명 도전성 물질로 형성된 터치 전극을 사용하는 인-셀 방식의 터치 스크린 일체형 표시 장치를 박형화하는 것은 상당히 어렵다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 제1 터치 전극(130) 또는 제2 터치 전극(140)을 메쉬 패턴의 금속 전극으로 대체하는 기술이 개발되었다. 그러나, 메쉬 패턴의 금속 전극은 면 형태의 투명 도전성 물질로 형성된 전극에 비해 터치 감지 성능이 떨어지므로, 터치 스크린 패널의 터치 감도가 저하된다. 또한, 금속 물질 자체의 반사성 때문에 메쉬 패턴의 금속 전극이 미세하게 시인되는 모아레(moire)현상이 발생하여, 광학적 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
1. 터치 스크린 패널 및 그의 제조 방법 (한국특허출원번호 제 10-2011-0128123호)
본 발명의 발명자들은 상술한 RC-딜레이 문제, 시인성 저하 문제, 감지 성능의 저하 문제 및 플렉서빌리티 저하 문제가 투명 전극 및 금속 전극 각각의 특성에 의해 발생됨을 인식하고, 상술한 문제들을 해결하기 위해 새로운 전극 형상 및 전극 배열 구조를 갖는 터치 스크린 패널 및 이를 이용하는 터치 스크린 일체형 표시 장치를 발명하였다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 낮은 RC-딜레이를 갖는 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 시인성이 향상된 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 향상된 플렉서빌리티를 갖는 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 감지 성능이 향상된 터치 스크린 패널 및 터치 스크린 일체형 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널이 제공된다. 터치 스크린 패널은 기판, 제1 라인 전극, 복수의 제1 세그먼트(segment) 전극, 제2 라인 전극, 복수의 제2 세그먼트 전극 및 복수의 연결 전극을 포함한다. 제1 라인 전극은 기판 상에서 제1 메쉬 패턴으로 배치된다. 제1 세그먼트 전극은 제1 라인 전극과 각각 연결된다. 제2 라인 전극은 기판 상에서 제2 메쉬 패턴으로 배치되고, 제1 라인 전극과 교차하는 교차 영역에서 서로 분리된다. 제2 세그먼트 전극은 제2 라인 전극과 각각 연결된다. 연결 전극은 교차 영역에서 분리된 제2 라인 전극을 서로 연결한다. 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 저저항 금속으로 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널에서 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 각각 저저항 금속으로 형성되므로, 터치 전극의 저항은 낮아질 수 있으며, 이에, RC-딜레이는 낮아질 수 있다. 또한, 제1 세그먼트 전극과 제1 라인 전극 그리고 제2 세그먼트 전극과 제2 라인 전극 각각이 하나의 커다란 전극 면으로 기능하므로, 터치 스크린 패널은 향상된 터치 감도를 유지할 수 있다. 한편, 세그먼트 전극 사이에서 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 휘어질 수 있으므로, 터치 스크린 패널의 플렉서빌리티가 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 각각 저저항 금속으로 형성되고, 제1 세그먼트 전극 및 제2 세그먼트 전극은 각각 투명 도전성 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 터치 스크린 패널은 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스를 더 포함한다. 컬러 필터층은 기판 상에 배치되고, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 각각 포함하는 복수의 컬러 필터부를 갖는다. 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터는 순차적으로 배치된다. 블랙 매트릭스는 컬러 필터층 상에 배치되고, 메쉬 패턴으로 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 각각 블랙 매트릭스와 중첩되고, 블랙 매트릭스의 메쉬 패턴은 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터 사이의 경계 및 복수의 컬러 필터부 경계에 각각 대응하도록 배치된다. 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴은 컬러 필터부의 경계에 대응하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 터치 스크린 패널은 제1 브랜치(branch) 전극 및 제2 브랜치 전극을 포함한다. 제1 브랜치 전극은 제1 라인 전극에서 연장되고, 제1 세그먼트 전극과 전기적으로 연결된다. 제2 브랜치 전극은 제2 라인 전극에서 연장되고, 제2 세그먼트 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 브랜치 전극 및 제2 브랜치 전극은 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터 사이의 경계에 각각 대응하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 전극은 복수의 컬리 필터부 경계에 대응하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 전극은 적색 컬리 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터의 경계에 각각 대응하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 터치 스크린 패널은 오버 코팅층을 더 포함한다. 오버 코팅층은 제1 라인 전극, 제2 라인 전극, 제1 세그먼트 전극 및 제2 세그먼트 전극을 덮으며, 제2 라인 전극의 일부를 노출시키는 복수의 컨택홀을 포함한다. 연결 전극은 컨택홀을 통해 교차 영역에서 분리된 제2 라인 전극을 서로 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 터치 스크린 패널은 편광판을 더 포함한다. 편광판은 기판 하부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치가 제공된다. 터치 스크린 일체형 표시 장치는 하부 기판, 상부 기판, 제1 라인 전극, 복수의 제1 세그먼트(segment) 전극, 제2 라인 전극, 복수의 제2 세그먼트 전극 및 복수의 연결 전극을 포함한다. 하부 기판은 복수의 서브-화소를 각각 갖는 복수의 화소를 포함한다. 상부 기판은 하부 기판에 대향한다. 제1 라인 전극은 상부 기판 하부에서 제1 메쉬 패턴으로 배치된다. 제1 세그먼트 전극은 제1 라인 전극과 각각 연결된다. 제2 라인 전극은 상부 기판 하부에서 제2 메쉬 패턴으로 배치되고, 제1 라인 전극과 교차하는 교차 영역에서 서로 분리된다. 제2 세그먼트 전극은 제2 라인 전극과 각각 연결된다. 연결 전극은 교차 영역에서 분리된 제2 라인 전극을 서로 연결한다. 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 저저항 금속으로 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치는 저저항 금속으로 형성된 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극을 포함하므로, 터치 전극의 저항이 낮아질 수 있다. 또한, 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 복수의 세그먼트 전극들 사이에서 휘어질 수 있으므로, 터치 스크린 일체형 표시 장치는 플렉서빌리티가 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 터치 스크린 일체형 표시 장치는 뱅크층 및 블랙 매트릭스를 더 포함한다. 뱅크층은 복수의 화소를 구분하는 제1 부분 및 복수의 서브 화소를 구분하는 제2 부분을 갖는다. 블랙 매트릭스는 뱅크층의 제1 부분 및 제2 부분에 각각 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 각각 블랙 매트릭스 하부에서 뱅크층의 제1 부분과 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 라인 전극 및 제2 라인 전극은 각각 블랙 매트릭스 하부에서 뱅크층의 제2 부분과 더 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 전극은 블랙 매트릭스 하부에서 뱅크층의 제1 부분과 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 전극은 블랙매트릭스 하부에서 뱅크층의 제2 부분과 더 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 터치 스크린 일체형 표시 장치는 컬러 필터층을 더 포함한다. 컬러 필터층은 상부 기판 하부에 배치되고, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함하는 복수의 컬러 필터부를 갖는다. 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터는 순차적으로 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 서브 화소 각각은 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터 각각에 중첩되고, 복수의 화소 각각은 컬러 필터부 각각에 중첩된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 터치 스크린 일체형 표시 장치는 상부 기판 상부에 배치되는 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상부 기판 및 하부 기판은 각각 플랙서빌리티(flexibility)를 갖는 기판인 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 저저항을 갖는 라인 전극을 포함하므로, 터치 전극의 저항이 낮아지고, RC-딜레이는 현저하게 낮아질 수 있다.
본 발명은 블랙 매트릭스와 중첩하는 라인 전극을 포함하므로, 라인 전극은 외부에서 시인되지 않으며, 모아레 현상은 최소화될 수 있다.
본 발명은 플렉서빌리티가 좋은 금속의 라인 전극을 포함하므로, 향상된 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에서 복수의 세그먼트 전극은 라인 전극과 연결되어 하나의 커다란 전극 면으로 기능하므로, 라인 전극의 단점이 보완되고, 향상된 터치 감도는 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 종래의 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4a는 도 3의 W 영역에 대한 확대 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 IVb-IVb' 라인에 대한 단면도이다.
도 5a는 도 3의 X 영역에 대한 확대 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 Vb-Vb' 라인에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제1 브랜치 전극 및 제2 브랜치 전극을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 연결 전극을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
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.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 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.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 터치 스크린 패널(200)은 기판(210), 컬러 필터층(220), 블랙 매트릭스(230), 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244), 제1 세그먼트 전극(252), 제2 세그먼트 전극(254), 오버 코팅층(260) 및 연결 전극(270)을 포함한다. 이하에서는, 터치 스크린 패널(200)이 정전 용량 방식의 터치 스크린 패널인 것으로 설명한다. 도 2에서는 설명의 편의를 위해 블랙 매트릭스(230)를 포함하는 터치 스크린 패널(200)을 도시하였다. 또한, 도 2에서는 블랙 매트릭스(230), 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244), 컬러 필터(220), 제1 세그먼트 전극(252) 및 제2 세그먼트 전극(254)의 두께 및 폭을 개략화하여 도시하였다.
도 2를 참조하면, 블랙 매트릭스(230)는 기판(210) 상에서 매쉬 패턴으로 배치된다. 제1 라인 전극(242)은 기판(210) 상에서 제1 메쉬 패턴으로 배치된다. 제2 라인 전극(244)은 기판(210) 상에서 제2 메쉬 패턴으로 배치된다. 제1 세그먼트 전극(252) 및 제2 세그먼트 전극(254)은 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244) 상에 배치된다. 오버 코팅층(260)은 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244), 제1 세그먼트 전극(252) 및 제2 세그먼트 전극(254)을 덮는다. 오버 코팅층(260)은 복수의 컨택홀(261)을 포함하고, 연결 전극(270)은 오버 코팅층(260) 상에서 컨택홀(261) 사이에 배치된다.
기판(210), 컬러 필터층(220), 블랙 매트릭스(230), 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244), 제1 세그먼트 전극(252), 제2 세그먼트 전극(254), 오버 코팅층(260) 및 연결 전극(270)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 3 내지 도 5b를 함께 참조한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 3에는 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244), 제1 세그먼트 전극(252), 제2 세그먼트 전극(254) 및 연결 전극(270)만이 도시되어 있다. 도 3을 참조하여 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244), 제1 세그먼트 전극(252), 제2 세그먼트 전극(254) 및 연결 전극(270)을 상세히 설명한다.
제1 라인 전극(242)은 제1 메쉬 패턴으로 배치된다. 제1 메쉬 패턴으로 배치된 제1 라인 전극(242)은 특정 형상에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제1 라인 전극(242)의 외곽을 따라 정의된 영역은 복수의 마름모 형상일 수 있다. 도 3에서는, 마름모 형상에 대응하는 제1 라인 전극(242)의 일부가 도시되어 있다.
제1 라인 전극(242)은 저저항 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 라인 전극(242)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 은(Ag)과 같이 저항이 낮은 금속으로 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 종래의 터치 스크린 패널은 투명 도전성 물질로 형성된 투명 터치 전극을 포함하며, 투명 도전성 물질은 저항이 상대적으로 높아 RC-딜레이가 높다. RC-딜레이는 터치 감지 신호를 지연시켜 터치 스크린 패널의 응답 속도를 느리게 하고, 터치 감도를 떨어트린다. 반면, 본 발명의 제1 라인 전극(242)은 종래의 투명 터치 전극에 비해 현저히 낮은 저항을 가지므로, RC-딜레이를 효과적으로 낮출 수 있고, 터치 스크린 패널(200)의 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 한편, 금속은 높은 플렉서빌리티를 가지므로, 종래의 투명 터치 전극에 비해, 제1 메쉬 패턴으로 배치된 제1 라인 전극(242)은 높은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
제2 라인 전극(244)은 제2 메쉬 패턴으로 배치된다. 예를 들어, 제2 라인 전극(244)의 외곽을 따라 정의된 영역은 복수의 마름모 형상일 수 있다. 도 3에서는, 마름모 형상에 대응하는 제2 라인 전극(244)의 일부가 도시되어 있다.
제2 라인 전극(244)은 저저항 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 라인 전극(244)은 제1 라인 전극(242)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2 라인 전극(244)은 낮은 저항을 가지므로, RC-딜레이를 효과적으로 낮출수 있고, 터치 스크린 패널(200)의 응답 속도를 향상시킬 수 있다. 한편, 금속은 높은 플렉서빌리티를 가지므로, 제2 메쉬 패턴으로 배치된 제2 라인 전극(244)은 높은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
제2 라인 전극(244)은 교차 영역(Y)에서 제1 라인 전극(242)과 교차한다. 제1 라인 전극(242)과 제2 라인 전극(244)은 서로 연결되지 않으며, 전기적으로 분리된다. 따라서, 제2 라인 전극(244)은 교차 영역(Y)에서 서로 분리되고, 제1 라인 전극(242)은 분리된 제2 라인 전극(244) 사이를 통과한다.
복수의 제1 세그먼트 전극(252) 각각은 제1 라인 전극(242)과 전기적으로 연결된다. 제1 세그먼트 전극(252)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 라인 전극(242)의 일 교차점과 중첩한다. 제1 세그먼트 전극(252)은 실질적으로 균일한 간격으로 배치될 수 있다.
제1 세그먼트 전극(252)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트 전극(252)은 ITO 또는 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제1 세그먼트 전극(252)은 투명성을 가지므로, 터치 스크린 패널(200)이 표시 장치에 적용되었을 때, 터치 스크린 패널(200)은 표시 장치의 시인성을 저하시키지 않을 수 있다.
제1 세그먼트 전극(252)은 전극 면을 갖는다. 복수의 제1 세그먼트 전극(252)은 제1 라인 전극(242)과 각각 연결되어, 하나의 제1 터치 전극으로 기능할 수 있다. 제1 라인 전극(242)은 얇은 금속 라인이므로 터치를 감지하기 위한 전극 면적이 작다. 때문에, 제1 라인 전극(242)만을 터치 전극으로 사용하는 경우, 터치 감지를 위해 필요한 유효 커패시턴스가 매우 작아 터치 스크린 패널의 터치 감도는 감소될 수 있다. 그러나, 제1 세그먼트 전극(252)은 전극 면을 가지므로, 제1 세그먼트 전극(252)은 터치 감지를 위한 유효 커패시턴스를 증가시킨다. 따라서, 터치 스크린 패널(200)의 터치 감도는 향상될 수 있다. 한편, 제1 세그먼트 전극(252)들을 서로 연결하는 제1 라인 전극(242)은 제1 세그먼트 전극(252)들 사이에서 휘어질 수 있으므로, 제1 라인 전극(242)과 제1 세그먼트 전극(252)은 전체적으로 플렉서빌리티를 가질 수 있다. 따라서, 터치 스크린 패널(200)은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
복수의 제2 세그먼트 전극(254)은 각각 제2 라인 전극(244)과 전기적으로 연결된다. 제2 세그먼트 전극(254)은 제2 라인 전극(244)의 일 교차점과 중첩한다. 제2 세그먼트 전극(254)은 실질적으로 균일한 간격으로 배열될 수 있다. 제2 세그먼트 전극(254)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 세그먼트 전극(254)은 제1 세그먼트 전극(252)과 실질적으로 동일한 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 터치 스크린 패널(200)이 표시 장치에 적용되었을 때, 터치 스크린 패널(200)은 표시 장치의 시인성을 저하시키지 않을 수 있다. 제2 세그먼트 전극(254)은 전극 면을 갖는다. 복수의 제2 세그먼트 전극(254)은 제2 라인 전극(244)과 각각 연결되어 하나의 제2 터치 전극으로 기능할 수 있다. 제2 세그먼트 전극(254)은 제2 터치 전극의 전극 면을 증가시키므로, 제2 터치 전극의 유효 커패시턴스는 충분히 증가될 수 있고, 터치 스크린 패널(200)의 터치 감도는 향상될 수 있다. 한편, 제2 세그먼트 전극(254)들을 서로 연결하는 제2 라인 전극(244)은 제2 세그먼트 전극(254)들 사이에서 휘어질 수 있으므로, 제2 라인 전극(244)과 제2 세그먼트 전극(254)은 전체적으로 플렉서빌리티를 가질 수 있다. 따라서, 터치 스크린 패널(200)은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
연결 전극(270)은 교차 영역(Y)에서 제2 라인 전극(244)들을 서로 전기적으로 연결시킨다. 제2 라인 전극(244)은 연결 전극(270)을 통해 서로 연결되어 하나의 터치 전극으로 기능할 수 있다. 연결 전극(270)은 저저항 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 연결 전극(270)은 제2 라인 전극(244)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 제2 터치 전극의 저항은 현저히 낮아지고, RC-딜레이는 낮아질 수 있다. 또한, 금속은 높은 플렉서빌리티를 가지므로, 제2 터치 전극은 높은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
이하에서는 터치 스크린 패널(200)의 다양한 구성요소들에 대한 적층 관계에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 4a 내지 도 5b를 함께 참조한다.
도 4a는 도 3의 W 영역에 대한 확대 평면도이다. 도 4b는 도 4a의 IVb-IVb' 라인에 대한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 기판(210)은 터치 스크린 패널(200)의 구성요소들을 지지한다. 기판(210)은 투명한 절연성 물질로 형성될 수 있고, 예를 들어, 플렉서빌리티(flexiblity)를 갖는 투명 플라스틱으로 형성될 수 있다.
컬러 필터층(220)은 복수의 컬러 필터부(CF1, CF2, CF3, CF4)를 포함한다. 컬러 필터부(CF1, CF2, CF3, CF4) 각각은 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B)를 포함한다. 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B)는 각각 순차적으로 배치된다. 즉, 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B)는 규칙적으로 반복되도록 배치된다.
블랙 매트릭스(230)는 터치 스크린 패널(200)이 표시 장치에 적용되는 경우 혼색이 발생되는 것을 방지하고, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)에서의 외광 반사를 방지한다. 블랙 매트릭스(230)는 컬러 필터층(220) 상에 메쉬 패턴으로 배치된다. 예를 들어, 블랙 매트릭스는 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B) 사이의 경계 및 컬러 필터부(CF)의 경계에 각각 대응하도록 배치된다. 블랙 매트릭스(230)는 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
오버 코팅층(260)은 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244) 상부를 평탄화하기 위한 절연층이다. 오버 코팅층(260)은 표시 장치의 시인성을 저하시키지 않도록 투명 절연물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 오버 코팅층(260)은 PAC(poly aluminium chloride)와 같은 유기 절연물로 형성될 수 있다.
제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 각각 컬러 필터층(220)의 컬러 필터부(CF1, CF2, CF3, CF4) 경계에 대응하도록 배치된다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 라인 전극(242)은 제1 컬러 필터부(CF1) 및 제2 컬러 필터부(CF2) 사이 경계에 각각 배치된다. 또한, 제2 라인 전극(244)은 제3 컬러 필터부(CF3) 및 제4 컬러 필터부(CF4) 사이 경계에 각각 배치된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 블랙 매트릭스(230)와 중첩된다. 예를 들어, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 블랙 매트릭스(230) 상에 배치된다. 도 4b에서, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 블랙 매트릭스(230) 상에 배치되어 있지만, 사용자는 기판(210)의 하면을 터치한다. 따라서, 사용자의 눈을 기준으로 보면, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 블랙 매트릭스(230)에 의해 가려진다. 일반적으로, 금속은 높은 반사율을 가지므로, 금속의 메쉬 패턴은 외부에서 시인될 수 있다. 그러나, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 블랙 매트릭스(230)에 중첩되므로, 외부에서 시인될 수 없고, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)에 의한 모아레 현상은 발생되지 않는다.
제1 세그먼트 전극(252)은 제1 라인 전극(242)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1 세그먼트 전극(252)의 하면은 제1 라인 전극(242)의 상면과 직접 접한다. 제1 세그먼트 전극(252)은 컬러 필터부(CF1, CF2)를 덮는다. 예를 들어, 제1 세그먼트 전극(252)은 제1 컬러 필터부(CF1) 및 제2 컬러 필터부(CF2)를 덮는다. 상술한 바와 같이, 제1 세그먼트 전극(252)은 투명 도전성 물질로 형성되므로, 제1 세그먼트 전극(252)은 컬러 필터부(CF1, CF2)를 통과한 빛을 투과시킬 수 있다.
제2 세그먼트 전극(254)은 제2 라인 전극(244)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제2 세그먼트 전극(254)의 하면은 제2 라인 전극(244)의 상면과 직접 접한다. 제2 세그먼트 전극(254)은 컬러 필터부(CF3, CF4)를 덮는다. 제2 세그먼트 전극(254)은 투명 도전성 물질로 형성되므로, 제2 세그먼트 전극(254)은 컬러 필터부(CF3, CF4)를 통과한 빛을 투과시킬 수 있다.
도 5a는 도 3의 X 영역에 대한 확대 평면도이다. 도 5b는 도 5a의 Vb-Vb' 라인에 대한 단면도이다. 도 5a 및 도 5b에서, 기판(210), 컬러 필터층(220), 블랙 매트릭스(230), 제1 라인 전극(242a, 242b, 242c), 제2 라인 전극(244a, 244b), 제1 세그먼트 전극(252) 및 제2 세그먼트 전극(254)에 대하여는 상술하였으므로, 중복 설명은 생략한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 오버 코팅층(260)은 제1 라인 전극(242a, 242b, 242c), 제2 라인 전극(244a, 244b), 제1 세그먼트 전극(252) 및 제2 세그먼트 전극(254)을 덮는다. 오버 코팅층(260)은 복수의 컨택홀(261a, 261b)을 포함한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 컨택홀(261a, 261b)은 제1 라인 전극(242)과 제2 라인 전극(244a, 244b)이 서로 교차하는 교차 영역(Y)에 배치되며, 교차 영역(Y)에서 서로 분리된 제2 라인 전극(244a, 244b)의 일부를 노출시킨다. 예를 들어, 제1 컨택홀(261a)은 제2 라인 전극(244a)의 일부를 노출시키고, 제2 컨택홀(261b)는 제2 라인 전극(244b)의 일부를 노출시킨다.
연결 전극(270)은 교차 영역(Y)에서 서로 분리된 제2 라인 전극(244a, 244b)를 서로 연결한다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 연결 전극(270)은 제1 컨택홀(261a)을 통해 제2 라인 전극(244a)과 접하고, 제2 컨택홀(261b)을 통해 제2 라인 전극(244b)과 접한다. 제1 라인 전극(242a, 242b, 242c)은 연결 전극(270)의 하부를 통과한다. 이로써, 제1 라인 전극(242a, 242b, 242c)과 제2 라인 전극(244a, 244b)은 교차 영역(Y)에서 서로 교차할 수 있다.
연결 전극(270)은 컬러 필터부(CF5, CF6) 각각의 경계를 지나도록 배치된다. 예를 들어, 연결 전극(270)은 제5 컬러 필터부(CF5) 및 제6 컬러 필터부(CF6)의 경계를 지나도록 배치된다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 연결 전극(270)은 블랙 매트릭스(230) 상에 배치된다. 따라서, 연결 전극(270)은 사용자의 눈을 기준으로 볼때, 블랙 매트릭스(230)에 의해 가려진다. 즉, 연결 전극(270)은 외부에서 시인될 수 없고, 연결 전극(270)에 의한 모아레 현상은 발생되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 터치 스크린 패널(200)은 블랙 매트릭스(230)를 포함하지 않고 편광판을 포함할 수도 있다. 편광판은 기판(210) 하부에 배치되어 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)에서 발생될 수 있는 외광 반사 현상을 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널(200)은 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244), 복수의 제1 세그먼트 전극(252) 및 복수의 제2 세그먼트 전극(254)을 포함한다. 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 각각 저저항의 금속으로 형성되므로, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 저항은 낮아질 수 있고, 터치 스크린 패널(200)의 RC-딜레이는 현저하게 낮아질 수 있다. 또한, 제1 세그먼트 전극(252)은 제1 라인 전극(242)과 연결되어 하나의 제1 터치 전극의 전극 면으로 기능하고, 제2 세그먼트 전극(254)은 제2 라인 전극(244)과 연결되어 하나의 제2 터치 전극의 전극 면으로 기능하므로, 터치 감지를 위한 유효 커패시턴스는 증가될 수 있다. 따라서, 터치 스크린 패널(200)은 우수한 터치 감도를 유지할 수 있다. 또한, 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244) 및 연결 전극(270)은 각각 컬러 필터부(CF1, CF2, CF3, CF4, CF5, CF6)의 경계부에 배치되므로, 메쉬 패턴에 의한 모아레 현상은 발생되지 않을 수 있다. 한편, 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극(244) 및 연결 전극(270)은 높은 플렉서빌리티를 갖는 금속으로 형성되므로, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극은 높은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 제1 브랜치 전극 및 제2 브랜치 전극을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 연결 전극을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 터치 스크린 패널은 도 2에 도시된 터치 스크린 패널(200)과 비교하여 제1 브랜치 전극(643) 및 제2 브랜치 전극(645)을 더 포함하고, 연결 전극(770)이 배치되는 위치가 상이할 뿐, 다른 구성요소들은 실질적으로 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
제1 브랜치 전극(643)은 제1 라인 전극(242)에서 연장되고, 제1 세그먼트 전극(252)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1 브랜치 전극(643)의 상면은 제1 세그먼트 전극(252) 하면과 접한다. 제1 브랜치 전극(643)은 도 6에 도시된 바와 같이, 컬러 필터층(220)의 적색 컬러 필터(R1, R2), 녹색 컬러 필터(G1, G2) 및 청색 컬러 필터(B1, B2) 사이의 경계에 대응하도록 각각 배치된다. 예를 들어, 제1 브랜치 전극(643)은 제1 적색 컬리 필터(R1)와 제1 녹색 컬리 필터(G1) 사이의 경계, 제1 녹색 컬러 필터(G1)와 제1 청색 컬러 필터(B1) 사이의 경계, 제2 적색 컬러 필터(R2)와 제2 녹색 컬러 필터(G2) 사이의 경계, 제2 녹색 컬러 필터(G2)와 제2 청색 컬러 필터(B2) 사이의 경계에 각각 배치된다. 또한, 제1 브랜치 전극(643)은 컬러 필터부(CF1, CF2)의 경계에 대응하도록 배치된다. 예를 들어, 제1 브랜치 전극(643)은 제1 컬러 필터부(CF1)의 경계 및 제2 컬러 필터부(CF2)의 경계에 대응하도록 배치된다.
제2 브랜치 전극(645)은 제2 라인 전극(244)에서 연장되고, 제2 세그먼트 전극(254)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제2 브랜치 전극(645)의 상면은 제2 세그먼트 전극(254) 하면과 접한다. 제2 브랜치 전극(645)은 컬러 필터층(220)의 적색 컬러 필터(R3, R4), 녹색 컬러 필터(G3, G4) 및 청색 컬러 필터(B3, B4) 사이의 경계에 대응하도록 각각 배치된다. 또한, 제2 브랜치 전극(645)은 컬러 필터부(CF3, CF4)의 경계에 대응하도록 배치된다.
제1 브랜치 전극(643) 및 제2 브랜치 전극(645)은 저저항 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 브랜치 전극(643) 및 제2 브랜치 전극(645)은 각각 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)과 동일한 금속으로 형성될 수 있다. 이에, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 저항은 더 낮아질 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)은 저항이 낮으므로, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 RC-딜레이를 낮출 수 있다. 다만, 터치 스크린 패널이 매우 얇게 제조되는 경우, 제1 터치 전극 사이의 간격과 제2 터치 전극 사이의 간격은 매우 조밀해지므로, 커패시턴스는 증가할 수 있다. 또한, 터치 스크린 패널이 표시 장치에 일체화되는 경우, 표시 장치의 캐소드(또는 공통 전극)와 제1 및 제2 터치 전극사이에 기생 커패시턴스가 발생될 수 있다. 이에, RC-딜레이는 다시 높아질 수 있다. 제1 브랜치 전극(643) 및 제2 브랜치 전극(745)은 각각 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)에서 연장되므로, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 전체 면적은 증가될 수 있다. 저항은 일반적으로 유효 단면적이 증가할수록 낮아지므로, 제1 브랜치 전극(643) 및 제2 브랜치 전극(635)에 의해 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 전체 저항은 낮아지게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 연결 전극(770)은 교차 영역에서 분리된 제2 라인 전극(244a, 244b)을 서로 연결시킨다. 연결 전극(770)은 컬러 필터층(220)의 컬러 필터부(CF5, CF6) 경계에 대응하도록 배치된다. 예를 들어, 제1 연결 전극(770a)은 제5 컬러 필터부(CF5)의 경계를 지나도록 배치되고, 제4 연결 전극(770d)은 제6 컬러 필터부(CF6)의 경계를 지나도록 배치된다. 또한, 연결 전극(770)은 적색 컬러 필터(R5, R6), 녹색 컬러 필터(G5, G6) 및 청색 컬러 필터(B5, B6) 사이의 경계에 대응하도록 각각 배치된다. 예를 들어, 제2 연결 전극(770b)은 제5 적색 컬러 필터(R5)와 제5 녹색 컬러 필터(G5) 사이의 경계에 대응하도록 배치되고, 제3 연결 전극(770c)은 제5 녹색 컬러 필터(G5)와 제5 청색 컬러 필터(B5) 사이의 경계에 대응하도록 배치된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린 패널은 제1 라인 전극(242)에서 연장된 제1 브랜치 전극(643) 및 제2 라인 전극(244)에서 연장된 제2 브랜치 전극(645)을 포함한다. 제1 브랜치 전극(643) 및 제2 라인 전극(244)은 제1 메쉬 패턴 및 제2 메쉬 패턴을 치밀하게 한다. 즉, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 유효 단면적이 증가하므로, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 전체 저항은 낮아질 수 있다. 또한, 연결 전극(770)은 컬러 필터층(220)의 컬러 필터부(CF5, CF6)의 경계는 물론, 컬러 필터층(220)의 적색 컬러 필터(R5, R6), 녹색 컬러 필터(G5, G6) 및 청색 컬러 필터(B5, B6) 사이의 경계에 각각 배치된다. 연결 전극(770)의 배열이 치밀해 지므로, 연결 전극(770)의 유효 단면적은 증가될 수 있다. 이에, 터치 스크린 패널의 전체 저항은 더 감소할 수 있고, 터치 스크린 패널의 RC-딜레이는 현저하게 낮아질 수 있다. 따라서, 터치 스크린 패널은 얇게 제조될 수 있다. 또한, 제1 브랜치 전극(643), 제2 브랜치 전극(645) 및 연결 전극(770)은 블랙 매트릭스(230)에 각각 중첩된다. 이에, 제1 브랜치 전극(643), 제2 브랜치 전극(645) 및 연결 전극(770)에 의한 모아레 현상은 발생되지 않는다. 한편, 제1 브랜치 전극(643), 제2 브랜치 전극(645) 및 연결 전극(770)은 플렉서빌리티가 높은 금속으로 형성되므로, 터치 스크린 패널은 향상된 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 일체형 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8을 참조하면, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)는 하부 기판(890), 뱅크층(880), 상부 기판(210), 컬러 필터층(220), 블랙 매트릭스(230), 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극, 제1 세그먼트 전극(252), 제2 세그먼트 전극 및 연결 전극을 포함한다. 도 8에서는 설명의 편의를 위해 블랙 매트릭스(230)를 포함하는 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)를 도시하였다. 또한, 제1 라인 전극(242) 및 제1 세그먼트 전극(252) 만을 도시하였으며, 제2 라인 전극 및 제2 세그먼트 전극, 연결 전극은 도 1 내지 도 7에서 설명된 제2 라인 전극(244) 및 제2 세그먼트 전극(254), 연결 전극(270)과 실질적으로 동일하다. 한편, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)의 컬러 필터층(220), 블랙 매트릭스(230), 제1 라인 전극(242) 및 제1 세그먼트 전극(252)은 도 1 내지 도 7에서 설명된 컬러 필터층(220), 블랙 매트릭스(230), 제1 라인 전극(242) 및 제1 세그먼트 전극(252)과 실질적으로 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
하부 기판(890)은 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)의 다양한 구성요소들을 지지한다. 하부 기판(890)은 절연 물질로 형성된다. 예를 들어, 하부 기판(890)은 플렉서빌리티를 갖는 절연 물질로 형성될 수 있다.
하부 기판(890)은 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX) 각각은 복수의 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 포함한다. 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)는 적어도 하나의 표시 소자를 포함한다. 예를 들어, 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)는 표시 소자로서 각각 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)는 각각 액정(liquid crystal) 표시 소자를 포함할 수도 있다. 도 8에는 설명의 편의를 위해, 유기 발광 소자를 포함하는 하부 기판(890)이 도시되었다. 하부 기판(890) 상에는 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 제어하는 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)와 연결되어 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 턴-온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)한다.
뱅크층(880)은 하부 기판(890) 상에 배치되고, 화소(PX)를 서로 구분하는 제1 부분(A1) 및 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 서로 구분하는 제2 부분(A2)을 갖는다. 제1 부분(A1)은 화소(PX)의 경계에 대응되며, 제2 부분(A2)은 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)의 사이 경계에 대응된다. 뱅크층(880)은 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 노출하도록 메쉬 패턴으로 배치될 수 있다. 뱅크층(880)은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
블랙 매트릭스(230)는 뱅크층(880) 상부에 배치되며, 뱅크층(880)에 대응하도록 배치된다. 예를 들어, 블랙 매트릭스(230)는 뱅크층(880)의 제1 부분(A1) 및 제2 부분(A2)에 각각 중첩하도록 배치된다. 즉, 블랙 매트릭스(230)은 뱅크층(880)의 매쉬 패턴과 중첩하는 메쉬 패턴으로 배치된다. 따라서, 블랙 매트릭스(230)는 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3) 및 화소(PX)를 각각 노출시킨다.
제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극은 각각 블랙 매트릭스(230) 하부에 배치되고, 뱅크층(880)의 제1 부분(A1)과 중첩하도록 배치된다. 제1 부분(A1)은 화소(PX)의 경계에 대응된다. 즉, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극은 화소(PX)를 가리지 않는다. 따라서, 화소(PX)는 온전히 노출될 수 있고, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)의 시인성은 향상될 수 있다. 또한, 제1 라인 전극(242)과 제2 라인 전극은 각각 블랙 매트릭스(230) 하부에 배치되므로, 제1 라인 전극(242)과 제2 라인 전극은 외부에서 시인되지 않는다. 따라서, 모아레 현상은 발생되지 않는다.
일 실시예에서, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극은 블랙 매트릭스(230) 하부에서 뱅크층(880)의 제2 부분(A2)에 중첩되도록 더 배치된다. 제2 부분(A2)은 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)들 사이 경계에 각각 대응된다. 즉, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극은 보다 촘촘하게 배치된다. 이 경우, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 전체 면적이 증가되고, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 전체 저항이 감소될 수 있다. 이에, 터치 스크린 패널의 RC-딜레이는 현저하게 감소된다. 또한, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극은 뱅크층(880)의 제2 부분(A2)에 중첩되므로, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극은 화소(PX)와 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 가리지 않는다. 따라서, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)의 시인성은 향상될 수 있다.
연결 전극은 블랙 매트릭스(230) 하부에 배치되고, 뱅크층(880)의 제1 부분(A1)과 중첩하도록 배치된다. 즉, 연결 전극은 화소(PX)의 경계에 대응하도록 배치된다. 일 실시예에서, 연결 전극은 블랙 매트릭스(230) 하부에서 뱅크층(880)의 제2 부분(A2)과 더 중첩하도록 배치된다. 즉, 연결 전극(270)은 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3) 사이의 경계에 대응하도록 배치된다. 연결 전극은 각각 블랙 매트릭스(230) 하부에 배치되므로, 외부에서 시인되지 않는다. 또한, 연결 전극은 화소(PX)의 경계 및 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3) 사이의 경계에 대응하도록 배치되므로, 화소(PX) 및 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 가리지 않는다. 이에, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)의 시인성은 저하되지 않는다.
컬러 필터층(220)은 상부 기판(210) 하부에 배치되고, 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B)를 포함하는 복수의 컬러 필터부를 포함한다. 적색 컬러 필터(R), 녹색 컬러 필터(G) 및 청색 컬러 필터(B)는 각각 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)에 중첩한다. 예를 들어, 적색 컬러 필터(R)는 제1 서브-화소(SPX1)에 중첩하고, 녹색 컬러 필터(G)는 제2 서브-화소(SPX2)에 중첩하며, 청색 컬러 필터(B)는 제3 서브-화소(SPX3)에 중첩한다. 각각의 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)는 컬러 필터(R, G, B)를 통해 특정 색을 표시할 수 있다.
상부 기판(210)은 하부 기판(890)을 덮으며, 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3) 및 박막 트랜지스터(TFT)를 보호한다. 일 실시예에서, 상부 기판(210)은 플렉서빌리티를 가질 수 있다. 예를 들어, 상부 기판(210)은 플렉서빌리티를 갖는 투명 플라스틱 기판일 수 있다.
상술한 바와 같이, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)는 저저항의 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극, 투명한 제1 세그먼트 전극(252) 및 제2 세그먼트 전극을 포함하므로, 향상된 터치 감도를 유지하면서, 제1 터치 전극 및 제2 터치 전극의 저항을 현저하게 낮출 수 있다. 특히, 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극은 각각 블랙 매트릭스(230) 하부에서 뱅크층(880)의 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)에 각각 중첩하므로, 외부에서 시인되지 않으며, 화소(PX) 및 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3)를 가리지 않는다. 따라서, 모아레 현상은 발생되지 않으며, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)는 향상된 시인성을 갖는다. 한편, 제1 라인 전극(242), 제2 라인 전극 및 연결 전극은 각각 서브-화소(SPX1, SPX2, SPX3) 사이 경계에 대응하도록 촘촘하게 배열되므로, RC-딜레이가 충분히 낮아질 수 있다. 이에, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)는 얇게 형성될 수 있으며, 높은 플렉서빌리티를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 터치 스크린 일체형 표시 장치(800)는 블랙 매트릭스(230)를 포함하지 않고 편광판을 포함할 수도 있다. 편광판은 기판(210) 하부에 배치되어 제1 라인 전극(242) 및 제2 라인 전극(244)에서 발생될 수 있는 외광 반사 현상을 억제할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200: 터치 스크린 패널
210: 기판
220: 컬러 필터층
230: 블랙 매트릭스
242: 제1 라인 전극
244: 제2 라인 전극
252: 제1 세그먼트 전극
254: 제2 세그먼트 전극
260: 오버 코팅층
261: 컨택홀
270: 연결 전극
643: 제1 브랜치 전극
645: 제2 브랜치 전극
800: 터치 스크린 일체형 표시 장치
880: 뱅크층
890: 하부 기판
R: 적색 컬러 필터
G: 녹색 컬러 필터
B: 청색 컬러 필터
CF: 컬러 필터부
PX: 화소
SPX1: 제1 서브-화소
SPX2: 제2 서브-화소
SPX3: 제3 서브-화소

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에서 제1 메쉬 패턴으로 배치된 제1 라인 전극;
    상기 제1 라인 전극과 각각 연결되는 복수의 제1 세그먼트(segment) 전극;
    상기 기판 상에서 제2 메쉬 패턴으로 배치되고, 상기 제1 라인 전극과 교차하는 교차 영역에서 서로 분리된 제2 라인 전극;
    상기 제2 라인 전극과 각각 연결되는 복수의 제2 세그먼트 전극; 및
    상기 교차 영역에서 분리된 상기 제2 라인 전극을 서로 연결하는 복수의 연결 전극을 포함하며,
    상기 제1 라인 전극 및 상기 제2 라인 전극은 각각 저저항 금속으로 형성되고,
    상기 제1 세그먼트 전극 및 상기 제2 세그먼트 전극은 각각 투명 도전성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되고, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 각각 포함하는 복수의 컬러 필터부를 갖는 컬러 필터층; 및
    상기 컬러 필터층 상에서 메쉬 패턴으로 배치된 블랙 매트릭스를 더 포함하고,
    상기 컬러 필터층의 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터는 순차적으로 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 라인 전극 및 상기 제2 라인 전극은 각각 상기 블랙 매트릭스와 중첩되고,
    상기 블랙 매트릭스의 메쉬 패턴은 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터 사이의 경계 및 상기 복수의 컬러 필터부 경계에 각각 대응하도록 배치되고,
    상기 제1 메쉬 패턴 및 상기 제2 메쉬 패턴은 상기 컬러 필터부의 경계에 대응하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 라인 전극에서 연장되고, 상기 제1 세그먼트 전극과 전기적으로 연결된 복수의 제1 브랜치(branch) 전극; 및
    상기 제2 라인 전극에서 연장되고, 상기 제2 세그먼트 전극과 전기적으로 연결된 복수의 제2 브랜치 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 브랜치 전극 및 상기 제2 브랜치 전극은 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터 사이의 경계에 각각 대응하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 복수의 컬러 필터부 경계에 대응하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터의 경계에 각각 대응하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 라인 전극, 상기 제2 라인 전극, 상기 제1 세그먼트 전극 및 상기 제2 세그먼트 전극을 덮으며, 상기 제2 라인 전극의 일부를 노출시키는 복수의 컨택홀을 포함하는 오버 코팅층을 더 포함하고,
    상기 연결 전극은 상기 컨택홀을 통해 상기 교차 영역에서 분리된 제2 라인 전극을 서로 연결하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 기판 하부에 배치되는 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 패널.
  11. 복수의 서브 화소를 각각 갖는 복수의 화소를 포함하는 하부 기판;
    상기 하부 기판에 대향하는 상부 기판;
    상기 상부 기판 하부에서 제1 메쉬 패턴으로 배치된 제1 라인 전극;
    상기 제1 라인 전극과 각각 연결되는 복수의 제1 세그먼트(segment) 전극;
    상기 상부 기판 하부에서 제2 메쉬 패턴으로 배치되고, 상기 제1 라인 전극과 교차하는 교차 영역에서 서로 분리된 제2 라인 전극;
    상기 제2 라인 전극과 각각 연결되는 복수의 제2 세그먼트 전극; 및
    상기 교차 영역에서 분리된 상기 제2 라인 전극을 서로 연결하는 복수의 연결 전극을 포함하며,
    상기 제1 라인 전극 및 상기 제2 라인 전극은 각각 저저항 금속으로 형성되고,
    상기 제1 세그먼트 전극 및 상기 제2 세그먼트 전극은 각각 투명 도전성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하부 기판 상부에 배치되고, 상기 복수의 화소를 구분하는 제1 부분 및 복수의 서브 화소를 구분하는 제2 부분을 갖는 뱅크층; 및
    상기 상부 기판 하부에서 상기 뱅크층의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 각각 중첩하도록 배치된 블랙 매트릭스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 라인 전극 및 상기 제2 라인 전극은 각각 상기 블랙 매트릭스 하부에서 상기 뱅크층의 제1 부분과 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 라인 전극 및 상기 제2 라인 전극은 각각 상기 블랙 매트릭스 하부에서 상기 뱅크층의 제2 부분과 더 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 블랙 매트릭스 하부에서 상기 뱅크층의 제1 부분과 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 블랙 매트릭스 하부에서 상기 뱅크층의 제2 부분과 더 중첩하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 상부 기판 하부에 배치되고, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함하는 복수의 컬러 필터부를 갖는 컬러 필터층을 더 포함하고,
    상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터는 순차적으로 배치된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소 각각은 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터 각각에 중첩되고,
    상기 복수의 화소 각각은 상기 컬러 필터부 각각에 중첩된 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 상부 기판 상부에 배치되는 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 상부 기판 및 상기 하부 기판은 각각 플랙서빌리티(flexibility)를 갖는 기판인 것을 특징으로 하는, 터치 스크린 일체형 표시 장치.
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