KR20070097675A - 표시 패널 - Google Patents

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KR20070097675A
KR20070097675A KR1020060027884A KR20060027884A KR20070097675A KR 20070097675 A KR20070097675 A KR 20070097675A KR 1020060027884 A KR1020060027884 A KR 1020060027884A KR 20060027884 A KR20060027884 A KR 20060027884A KR 20070097675 A KR20070097675 A KR 20070097675A
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touch sensing
sensing unit
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KR1020060027884A
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추대호
강호민
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 표시 패널에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 표시 패널은 제1 절연 기판을 포함하는 제1 표시판, 그리고 제2 절연 기판과, 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 터치 감지부를 포함하며, 상기 제1 표시판과 대향 배치된 제2 표시판을 포함한다.
초음파, 터치 감지, 표시 패널

Description

표시 패널 {DISPLAY PANEL}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 도 1의 터치 감지부의 배치도이다.
도 3은 도 1의 표시 패널의 부분 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 터치 감지부의 배치도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 6은 도 5의 표시 패널의 부분 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 8은 도 7의 표시 패널의 부분 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 제1 표시판 200 : 제2 표시판
300 : 액정층 500 : 터치 감지부
510 : 초음파 도파층 550 : 초음파 발신부
560 : 초음파 수신부
본 발명은 표시 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 기능을 갖는 표시 패널에 관한 것이다.
근래 들어 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)와 같은 표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
액정 표시 장치는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube, CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 표시 장치를 필요로 하는 핸드폰 및 PDA(portable digital assistor) 등과 같은 소형 제품뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되어 사용되는 등 표시 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.
표시 장치에서 화상을 표시하는 표시 패널에는 터치 패널이 별도로 부착되어 사용자의 편의를 도모할 수 있었다. 이러한 터치 패널은 표시 및 출력 기능을 갖는 표시 패널에 대해 입력 기능을 부가하여 주어 사용자가 특정한 정보를 더욱 쉽게 얻을 수 있도록 돕는다.
그러나 종래의 터치 패널은 통상 별도로 제작되어 표시 패널의 전면에 부착되었다. 따라서 터치 패널이 부착된 표시 패널을 생산하기 위해서는 전체적인 제조 공정이 복잡해지고, 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 터치 패널은 열화에 따른 화질 저하를 가져왔다. 즉, 터치 패 널은 터치 패널이 부착된 표시 패널의 광 특성을 저하하여 해상도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 터치 패널은 표시 패널의 표시 면적을 축소시켰다. 즉, 터치 패널이 표시 패널에 부착되면, 표시 패널의 표시 면적은 실질적으로 감소되는 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입력 기능을 가지면서도 화질의 저하는 최소화하고 표시 면적은 최대화한 표시 패널을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 패널(display panel)은 제1 절연 기판을 포함하는 제1 표시판, 그리고 제2 절연 기판과, 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 터치 감지부를 포함하며, 상기 제1 표시판과 대향 배치된 제2 표시판을 포함한다.
여기서, 상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 초음파 도파층, 상기 초음파 도파층 상에 형성된 초음파 발신부 및 초음파 수신부, 그리고 상기 초음파 도파층 상에 형성된 보호층을 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제1 표시판과 대향하는 상기 제2 절연 기판의 면 위에 형성될 수 있다.
상기 제1 표시판은 상기 제1 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 컬러 필터를 포함하며, 상기 제2 표시판은 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 제1 투명 전극층 그리고 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 제2 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 표시판은 상기 제1 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함하며, 상기 제2 표시판은 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 컬러 필터 및 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 컬러 필터는 상기 제2 절연 기판과 상기 터치 감지부 사이에 배치될 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 제1 투명 전극층 그리고 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음 파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 제2 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 컬러 필터 사이에 배치될 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 제1 투명 전극층 그리고 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 제2 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 발신부는 상기 기판 소재의 일측 가장자리에 형성된 X축 발신부와, 상기 X축 발신부가 형성된 일측과 이웃한 타측 가장자리에 형성된 Y축 발신부를 포함하며, 상기 초음파 수신부는 상기 X축 발신부와 대향하는 가장자리에 형성된 X축 수신부와, 상기 Y축 발신부와 대향하는 가장자리에 형성된 Y축 수신부를 포함할 수 있다.
상기 초음파 발신부는 복수의 발신 영역을 가지고, 상기 복수의 발신 영역의 길이 및 상기 복수의 발신 영역 간의 거리가 불규칙하게 형성되며, 상기 초음파 발신부는 상기 복수의 발신 영역으로부터 다양한 주파수의 초음파를 발신할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제1 표시판과 대향하는 상기 제2 절연 기판의 면의 반대면 위에 형성될 수 있다.
상기 초음파 발신부는 복수의 발신 영역을 가지며, 상기 초음파 발신부는 다양한 구동 신호를 전달받아 상기 복수의 발신 영역으로부터 다양한 주파수의 초음파를 발신할 수 있다.
상기 터치 감지부는 상기 제1 표시판과 대향하는 상기 제2 절연 기판의 면의 반대면 위에 형성될 수 있다.
이에, 표시 패널은 화상을 표시하는 표시 기능 이외에 외부로부터 신호를 입력받는 입력 기능도 수행할 수 있다.
이하에서 본 발명의 여러 실시예에 따른 표시 패널을 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이러한 본 발명에 따른 실시예들은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타낸다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있 는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다. 도 1은 표시 패널(10)의 단면도이며, 도 2는 도 1의 터치 감지부(500)의 배치도이다. 도 3은 표시 패널(10)의 구체적인 설명을 위해 부분을 확대한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 표시 패널(10)은 제1 표시판(100)과, 제1 표시판(100)에 대향 배치된 제2 표시판(200)을 포함한다. 여기서, 제1 표시판(100)은 배면 기판이 되고, 제2 표시판(200)은 전면 기판이 된다. 그리고 제1 표시판(100)의 배면에는 제1 편광판(101)이 부착되고, 제2 표시판(200)의 전면에는 제2 편광판(201)이 부착된다. 제1 편광판(101) 및 제2 편광판(201)은 각각 점착제를 사용하여 부착될 수 있다. 제1 편광판(101)과 제2 편광판(201)은 서로 교차편광 되도록 배치되며, 제1 편광판(101)은 표시 패널(10)에 입사되는 빛을 편광하고 제2 편광판(201)은 검광자의 역할을 한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(110)과, 제1 절연 기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터 형성층(T) 및 컬러 필터 형성층(C)을 포함한다. 제2 표시판(200)은 제2 절연 기판(210)과, 제2 절연 기판(210) 상에 형성된 터치 감지부(500) 및 공통 전극(280)(도 3에 도시)을 포함한다. 여기서, 터치 감지부(500)는 제1 표시판(100)과 대향하는 제2 절연 기판(210)의 면 위에 형성된다. 그리고 양 표시판(100, 200)은 실런트(sealant)(350)를 사용하여 상호 부착되며, 양 표시판(100, 200) 사이에는 액정층(300)이 배치된다. 박막 트랜지스터 형성층(T)은 박막 트랜 지스터를 형성하는 여러 배선층, 절연층 및 반도체층 등을 포함한다. 그리고 제1 표시판(100)은 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극(180)(도 3에 도시)을 더 포함한다. 컬러 필터 형성층(C)은 컬러 필터(175) 및 보호막(170)을 포함한다.
이와 같이, 제2 표시판(200)은 터치 감지부(500)를 포함하므로, 제2 표시판(200)은 표시판으로서의 기능 이외에 터치 패널로서의 기능도 함께 갖는다. 즉, 제2 표시판(200)을 사용자의 손가락 또는 펜 등으로 접촉 가압하여 신호 정보를 입력할 수 있다.
터치 감지부(500)는 제2 절연 기판(210) 상에 형성된 초음파 도파층(510), 초음파 도파층(510) 상에 형성된 초음파 발신부(550) 및 초음파 수신부(560), 그리고 초음파 도파층(510) 상에 형성되어 아래층들을 덮는 보호층(570)을 포함한다. 또한, 터치 감지부(500)는 제2 절연 기판(210)과 초음파 도파층(510) 사이에 배치된 제1 투명 전극층(520)과 초음파 도파층(510)과 초음파 발신부(550), 초음파 수신부(560) 및 보호층(570) 사이에 배치된 제2 투명 전극층(530)을 더 포함한다.
초음파 도파층(510)은 산화아연(ZnO), 아조(Al-doped ZnO, AZO) 및 폴리비닐리덴플루오라이드 (polyvinylidenefluoride, PVDF) 중에서 하나 이상의 소재를 포함하여 만들어진다. 이와 같은 소재로 형성된 초음파 도파층(510)은 초음파 발신부(550)에서 발신된 초음파를 초음파 수신부(560)로 전달하여 가압된 위치를 검지할 수 있게 한다.
제1 투명 전극층(520) 및 제2 투명 전극층(530)은 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체로 만들어진다.
또한, 초음파 도파층(510)으로 사용되는 소재는 다른 물질과의 접착성이 약하다. 그러므로 초음파 도파층(510)은 인접한 층, 즉 제2 절연 기판(210) 및 보호층(570)으로부터 들뜨거나 일부가 이격되어 불량이 발생될 수 있다. 이에, 제1 투명 전극층(520)과 제2 투명 전극층(530)은 초음파 도파층(510)의 상하층에 각각 배치되어 초음파 도파층(510)의 초음파 도파 성능을 유지하면서 초음파 도파층(510)의 접착 불량을 방지하는 역할을 한다. 즉, 제1 투명 전극층(520) 및 제2 투명 전극층(530)을 형성하는 ITO나 IZO와 같은 소재들은 접착력이 좋으므로 초음파 도파층(510)과 다른 층이 안정적으로 적층되어 접착된 상태가 유지될 수 있도록 돕는다.
그러나 본 발명의 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 투명 전극층(520) 및 제2 투명 전극층(530) 중에서 하나 이상은 생략될 수 있다. 즉, 초음파 도파층(510) 아래에만 투명 도전층(520)이 형성될 수도 있으며, 초음파 도파층(510) 위에만 투명 도전층(530)이 형성될 수도 있다. 또한, 투명 도전층(520, 530)이 전부 생략될 수도 있다.
보호층(570)은 제2 투명 전극층(530) 상에 형성되어 아래의 여러 층들(510, 520, 530, 550, 560)을 보호한다. 보호층(570)은 폴리머(polymer) 계열의 투명한 소재 또는 절연 소재를 포함하여 만들어진다.
초음파 발신부(550) 및 초음파 수신부(560)는 구리 또는 알루미늄과 같은 도전성 소재를 진공 증착 공정, 사진 식각 공정 또는 프린팅(printing) 공정 등의 제조 방법을 사용하여 형성된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 초음파 발신부(550)는 제2 절연 기판(210)의 일측 가장자리 상에 형성된 X축 발신부(551)와, X축 발신부(551)가 형성된 일측과 이웃한 타측 가장자리 상에 형성된 Y축 발신부(552)를 포함한다.
초음파 수신부(560)는 X축 발신부(551)와 대향하는 가장자리 상에 형성된 X축 수신부(561)와, Y축 발신부(552)와 대향하는 가장자리 상에 형성된 Y축 수신부(562)를 포함한다.
터치 감지부(500)의 접촉 감지 원리를 설명하면, 초음파 발신부(550)에 전계를 가하면 전계 유도 효과에 의해서 초음파 발신부(550)에서 초음파가 발생된다. 여기서, 초음파 발신부(550)는 복수의 발신 영역(S)을 가지며, 각 발신 영역(S)에서 초음파가 발생된다.
이와 같이, 초음파 발신부(550)에서 발생된 각각의 공진 주파수 초음파들은 초음파 도파층(510)을 따라 전파된다. 이 때, 제2 표시판(200)을 사용자의 손가락 또는 펜(pen) 등으로 접촉 가압하면, 접촉된 영역에 대응하는 초음파 수신부(560)에서 초음파가 감지된다. 따라서 제2 표시판(200)에 사용자의 손가락 또는 펜이 접촉된 위치를 파악할 수 있다.
또한, 초음파 발신부(550)에서 각 발신 영역(S)의 길이 및 발신 영역(S) 간의 거리(D)가 불규칙하게 형성된다. 따라서 초음파 발신부(550)가 갖는 복수의 발신 영역(S)은 서로 상이한 다양한 주파수의 초음파를 발신한다.
이와 같이, 초음파 발신부(550)는 다양한 주파수의 초음파를 발신함으로써, 제2 표시판(200)에 접촉 가압된 위치를 더욱 정확하게 감지할 수 있다. 즉, 초음 파 발신부(550)의 발신 영역들(S)에서 각각 동일한 주파수의 초음파를 발신하면, 주파수 간의 교란 및 간섭 등으로 인하여 제2 표시판(200)에 접촉 가압된 위치를 정확하기 감지할 수 없었다. 하지만, 초음파 발신부(550)에서 다양한 주파수의 초음파를 발신하여 주파수 간의 교란 및 간섭을 최소화함으로써, 위치 감지의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 3을 참조하여 표시 패널(10)의 내부 구조를 상세히 설명한다. 도 3에서는 컬러 필터(175)가 제1 표시판(100), 즉 제1 절연 기판(110) 상에 형성된 COA(color filter on array) 방식으로 형성된 표시 패널(10)을 나타낸다.
표시 패널(10)은 제1 표시판(100), 이와 마주보고 있는 제2 표시판(200), 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 형성되어 있는 액정 분자를 포함한 액정층(300)을 포함한다. 이때, 각각의 표시판(100, 200)에는 배향막(301, 302)이 형성되어 있으며, 배향막(301, 302)은 액정층(300)의 액정 분자를 제1 표시판(100)에서 제2 표시판(200)에 이르기까지 순차적으로 비틀리도록 배향하는 비틀린 네마틱(twisted nematic) 방식으로 배열할 수 있으며, 양 표시판(100, 200)에 대하여 수직하게 배열할 수도 있다.
그리고 도시하지는 않았으나, 표시 패널(10)은 양 표시판(100, 200) 사이에 배치되어 양 표시판(100, 200)의 간격을 유지하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
먼저, 제1 표시판(100)에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 제1 절연 기판(110) 위에 주로 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트 라인(gate line)(121)이 형성되어 있다. 각 게이트 라인(121)은 복수의 부분이 복수의 게이트 전극(124)을 이루고 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 제1 절연 기판(110) 위에는 게이트 라인(121)과 동일한 층으로 유지 전극 배선이 형성될 수도 있다.
게이트 라인(121) 및 게이트 전극(124)을 포함한 게이트 배선은 Al, Ag, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금 따위로 만들어진다. 도 2에 도시한, 본 발명에 따른 실시예의 게이트 배선(121, 124)은 단일층으로 이루어지지만, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 또는 이들을 포함하는 합금의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 다중층으로 이루어질 수도 있다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트 배선(121, 124)을 만들 수 있으며, 동일한 식각 조건에 패터닝이 가능한 다층막이면 더욱 바람직하다. 또한, 게이트 라인(121)의 측면은 경사져 있으며 수평면에 대한 경사각은 30도 내지 80도인 것이 바람직하다.
게이트 배선(121, 124) 위에는 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(130)이 형성된다.
게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터 라인(161) 및 이와 연결된 복수의 소스 전극(165)을 비롯하여 복수의 드레인 전극(drain electrode)(166)이 형성되어 있다. 각 데이터 라인(161)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 라인(121)과 교차하고, 각 드레인 전극(166)을 향하여 복수의 분지를 내어 소스 전극(source electrode)(165)을 이룬다. 여기서, 게이트 전극(124), 소스 전극(165), 및 드레 인 전극(166)이 박막 트랜지스터의 3전극이 된다.
데이터 라인(161), 소스 전극(165), 및 드레인 전극(166)을 포함한 데이터 배선도 게이트 배선(121, 124)과 마찬가지로 크롬, 몰리브덴, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금 등의 도전 물질로 만들어지며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
데이터 배선(161, 165, 166)의 아래에는 반도체(140)가 형성되어 있다. 비정질 규소 따위로 이루어진 반도체(140)는 각 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에서 박막 트랜지스터의 채널부가 된다.
반도체(151)와 데이터 배선(161, 165, 166) 사이에는 둘 사이의 접촉 저항을 각각 감소시키기 위한 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(155, 156)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(155, 156)는 실리사이드나 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소 따위로 만들어진다. 이들 중에서 섬형의 저항성 접촉 부재(156)는 게이트 전극(124)을 중심으로 다른 저항성 접촉 부재(155)와 마주한다.
데이터 배선(161, 165, 166) 상에는 3원색을 갖는 컬러 필터(175)가 각각 순차적으로 배치된다. 이때, 컬러 필터(175)의 색은 반드시 3원색에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 색으로 다양하게 구성될 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 달리, 컬러 필터(175)는 박막 트랜지스터, 데이터 라인(161), 게이트 라인(121) 상에서 서로 다른 색이 중첩되도록 형성될 수도 있다. 이 경우에, 컬러 필터(175)는 차광 부재(220)의 기능을 대신 할 수 있다.
컬러 필터(175) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 또는 질화 규소 등의 무기 절연 물질 등으로 이루어진 보호막(passivation layer)(170)이 형성되어 있다.
보호막(170)과 컬러 필터(175)에는 드레인 전극(166)의 적어도 일부를 노출하는 복수의 접촉 구멍(171)이 구비되어 있다.
보호막(170) 위에는 복수의 화소 전극(180)이 형성되어 있다. 화소 전극(180)은 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체로 만들어진다.
다음, 제2 표시판(200)에 대해 상세히 설명한다.
제1 절연 기판(110)과 마찬가지로, 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 제2 절연 기판(210) 상에 제1 투명 전극층(520), 초음파 도파층(510), 제2 투명 전극층(530)을 차례로 적층 형성된다. 제2 투명 전극층(530) 위에는 제2 절연 기판(210)의 가장자리를 따라 각각 초음파 발신부(550) 및 초음파 수신부(560)가 형성된다. 그리고 제2 투명 전극층(530), 초음파 발신부(550) 및 초음파 수신부(560)를 덮는 보호층(570)이 형성된다. 이와 같은 구성들이 터치 감지부(500)를 형성하며, 제2 표시판(200)이 입력 기능을 갖도록 한다.
이어, 보호층(570) 상에 제1 표시판(100)의 화소 전극(180)과 마주보는 개구부를 가지며 서로 이웃하는 화소 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 차광 부재(220)가 형성된다. 이러한 차광 부재(220)는 박막 트랜지스터의 채널부에 입사하는 외 부광을 차단하기 위해 박막 트랜지스터에 대응되는 위치에도 형성된다.
차광 부재(220)는 크롬, 크롬 옥사이드 및 크롬 나이트라이드 등의 단일 또는 이들이 조합된 다중의 금속층으로 만들어지거나, 빛을 차단하기 위해 검은색 계통의 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 만들 수 있다. 여기서, 검은색 계통의 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용할 수 있다.
여기서, 차광 부재(220)는, 도 4에 도시한 바와 달리, 제1 표시판(100)에 형성된 컬러 필터(175)의 구조에 따라 생략될 수도 있다. 즉, 제1 표시판(100)에 형성된 컬러 필터(175)가 차광 부재(220)의 기능을 대신할 수 있는 경우에는 제2 표시판(200)에서 차광 부재(220)를 생략할 수도 있다.
차광 부재(220) 상에는 화소 전극(180)과 함께 액정 분자를 구동하기 위한 전계를 형성하며 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(280)이 형성된다. 그리고 차광 부재(220)와 공통 전극(280) 사이에 별도의 평탄화막을 더 추가할 수도 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 표시 패널(10)은 화상을 표시하는 표시 기능 이외에 외부로부터 신호를 입력받는 입력 기능도 수행할 수 있다.
그리고 입력 기능을 수행하는 터치 감지부(500)가 표시 패널(10) 내부에 일체로 형성되므로, 일관 공정으로 제조가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 표시 패널(10)의 유효 표시 면적을 최대화시킬 수 있다.
또한, 표시 패널(10)이 표시하는 화상의 화질 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 터치 감지부(500)의 열화 등에 따른 불량의 발생도 방지할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 표시 패널을 설명한다. 도 4는 표시 패널에 포함된 터치 감지부(501)의 배치도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 터치 감지부(501)는 초음파 도파층(510), 초음파 발신부(580) 및 초음파 수신부(590)를 포함한다.
초음파 발신부(580)는 제2 절연 기판(210)(도 1에 도시)의 일측 가장자리 상에 형성된 X축 발신부(581)와, X축 발신부(581)가 형성된 일측과 이웃한 타측 가장자리 상에 형성된 Y축 발신부(582)를 포함한다.
초음파 수신부(590)는 X축 발신부(581)와 대향하는 가장자리 상에 형성된 X축 수신부(591)와, Y축 발신부(582)와 대향하는 가장자리 상에 형성된 Y축 수신부(592)를 포함한다.
여기서, 초음파 발신부(590)는 일정한 길이를 가지고 일정한 간격(D)으로 형성된 복수의 발신 영역(S)을 갖는다. 복수의 발신 영역(S)은 각각 다양한 구동 신호를 전달받는다. 즉, 도시하지는 않았으나, 서로 다른 구동 신호를 공급하는 복수의 구동 회로가 형성되어 각각 초음파 발신부(580)의 발신 영역(S)에 연결된다. 따라서 서로 다른 구동 신호에 따라 서로 다른 전압이 인가된 복수의 발신 영역(S)은 서로 상이한, 즉 다양한 주파수의 초음파를 발신한다.
이와 같이, 초음파 발신부(580)는 또 다른 방법으로 다양한 주파수의 초음파를 발신함으로써, 제2 표시판(200)(도 1에 도시)에 접촉 가압된 위치를 더욱 정확하게 감지할 수 있다.
이하에서 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 도 5 는 표시 패널(20)의 단면도이며, 도 6은 표시 패널(20)의 구체적인 설명을 위해 부분을 확대한 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 표시 패널(20)은 제1 표시판(100), 이와 마주보고 있는 제2 표시판(200), 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 형성되어 있는 액정 분자를 포함한 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(110)과, 제1 절연 기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터 형성층(T)을 포함한다. 제2 표시판(200)은 제2 절연 기판(210)과, 제2 절연 기판(210) 상에 형성된 터치 감지부(500), 컬러 필터 형성층(C) 및 공통 전극(280)(도 6에 도시)을 포함한다. 여기서, 터치 감지부(500)는 제1 표시판(100)과 대향하는 제2 절연 기판(210)의 면 위에 형성된다. 또한, 터치 감지부(500)는 제2 절연 기판(210)과 컬러 필터 형성층(C) 사이에 배치된다. 여기서, 컬러 필터 형성층(C)은 컬러 필터(230)(도 6에 도시), 차광 부재(220)(도 6에 도시) 및 평탄화막(250)(도 6에 도시)을 포함한다. 그리고 양 표시판(100, 200)은 실런트(350)를 사용하여 상호 부착되며, 양 표시판(100, 200) 사이에는 액정층(300)이 배치된다.
이와 같이, 제2 표시판(200)은 터치 감지부(500)를 포함하므로, 제2 표시판(200)은 표시판으로서의 기능 이외에 터치 패널로서의 기능을 함께 갖는다.
도 6을 참조하여 표시 패널(20)의 내부 구조를 더욱 상세히 설명한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(110)과, 제1 절연 기판(110) 상에 차례로 형성된 게이트 배선(121, 124), 게이트 절연막(130), 반도체(140), 저항성 접촉 부 재(155, 156), 데이터 배선(161, 165, 166), 보호막(170) 및 화소 전극(180)을 포함한다. 여기서, 제1 표시판(100)은, 제1 실시예와 달리, 컬러 필터를 포함하지 않는다.
제2 표시판(200)은 제2 절연 기판(210)과, 제2 절연 기판(210) 상에 차례로 형성된 터치 감지부(500), 차광 부재(220), 컬러 필터(230), 평탄화막(250), 및 공통 전극(280)을 포함한다.
터치 감지부(500)는 제1 투명 전극층(520), 초음파 도파층(510), 제2 투명 전극층(530), 초음파 발신부(550), 초음파 수신부(560) 및 보호층(570)을 포함한다. 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230) 등은 터치 감지부(500)의 보호층(570) 위에 형성된다.
이와 같은 구성에 의해서도, 표시 패널(20)은 화상을 표시하는 표시 기능 이외에 외부로부터 신호를 입력받는 입력 기능도 수행할 수 있다.
그리고 입력 기능을 수행하는 터치 감지부(500)가 표시 패널(20) 내부에 일체로 형성되므로, 일관 공정으로 제조가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 표시 패널(20)의 유효 표시 면적을 최대화시킬 수 있다.
또한, 표시 패널(20)이 표시하는 화상의 화질 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 터치 감지부(500)의 열화 등에 따른 불량의 발생도 방지할 수 있다.
이하에서 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다. 도 7은 표시 패널(30)의 단면도이며, 도 8은 표시 패널(30)의 구체적인 설명을 위해 부분을 확대한 단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 표시 패널(30)은 제1 표시판(100), 이와 마주보고 있는 제2 표시판(200), 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 형성되어 있는 액정 분자를 포함한 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(110)과, 제1 절연 기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터 형성층(T)을 포함한다. 제2 표시판(200)은 제2 절연 기판(210)과, 제2 절연 기판(210) 상에 형성된 터치 감지부(500), 컬러 필터 형성층(C) 및 공통 전극(280)(도 8에 도시)을 포함한다. 여기서, 터치 감지부(500)는 제1 표시판(100)과 대향하는 제2 절연 기판(210)의 면 위에 형성된다. 또한, 컬러 필터 형성층(C)은 제2 절연 기판(210)과 터치 감지부(500) 사이에 배치된다. 여기서, 컬러 필터 형성층(C)은 컬러 필터(230)(도 8에 도시), 차광 부재(220)(도 8에 도시) 및 평탄화막(250)(도 8에 도시)을 포함한다. 그리고 양 표시판(100, 200)은 실런트(350)를 사용하여 상호 부착되며, 양 표시판(100, 200) 사이에는 액정층(300)이 배치된다.
이와 같이, 제2 표시판(200)은 터치 감지부(500)를 포함하므로, 제2 표시판(200)은 표시판으로서의 기능 이외에 터치 패널로서의 기능을 함께 갖는다.
도 8을 참조하여 표시 패널(30)의 내부 구조를 더욱 상세히 설명한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(110)과, 제1 절연 기판(100) 상에 차례로 형성된 게이트 배선(121, 124), 게이트 절연막(130), 반도체(140), 저항성 접촉 부재(155, 156), 데이터 배선(161, 165, 166), 보호막(170) 및 화소 전극(180)을 포함한다.
제2 표시판(200)은 제2 절연 기판(210)과, 제2 절연 기판(210) 상에 차례로 형성된 차광 부재(220), 컬러 필터(230), 평탄화막(250), 터치 감지부(500), 및 공통 전극(280)을 포함한다.
터치 감지부(500)는 제1 투명 전극층(520), 초음파 도파층(510), 제2 투명 전극층(530), 초음파 발신부(550), 초음파 수신부(560) 및 보호층(570)을 포함한다. 터치 감지부(500)의 제1 투명 전극층(510)은 평탄화막(250) 위에 형성되고, 공통 전극(280)은 터치 감지부(500)의 보호층(570) 위에 형성된다.
이와 같은 구성에 의해서도, 표시 패널(30)은 화상을 표시하는 표시 기능 이외에 외부로부터 신호를 입력받는 입력 기능도 수행할 수 있다.
그리고 입력 기능을 수행하는 터치 감지부(500)가 표시 패널(30) 내부에 일체로 형성되므로, 일관 공정으로 제조가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 표시 패널(30)의 유효 표시 면적을 최대화시킬 수 있다.
또한, 표시 패널(30)이 표시하는 화상의 화질 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 터치 감지부(500)의 열화 등에 따른 불량의 발생도 방지할 수 있다.
이하에서 도 9를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 표시 패널(40)은 제1 표시판(100), 이와 마주보고 있는 제2 표시판(200), 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 형성되어 있는 액정 분자를 포함한 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 절연 기판(100)과, 제1 절연 기판(100) 상에 형성된 박막 트랜지스터 형성층(T)을 포함한다. 제2 표시판(200)은 제2 절연 기판(210) 과, 제2 절연 기판(210) 상에 형성된 터치 감지부(500) 및 컬러 필터 형성층(C)을 포함한다. 이 때, 컬러 필터 형성층(C)은 제1 표시판(100)과 대향하는 제2 절연 기판(210)의 면 위에 형성되며, 터치 감지부(500)는 제1 표시판(100)과 대향하는 제2 절연 기판(210)의 면의 반대면 위에 형성된다.
터치 감지부(500)는 제1 투명 전극층(520), 초음파 도파층(510), 제2 투명 전극층(530), 초음파 발신부(550), 초음파 수신부(560) 및 보호층(570)을 포함한다. 그리고 터치 감지부(500)의 보호층(570) 위에는 제2 편광판(201)이 부착된다.
이와 같이, 제2 표시판(200)은 터치 감지부(500)를 포함하므로, 제2 표시판은 표시판으로서의 기능 이외에 터치 패널로서의 기능을 함께 갖는다. 즉, 표시 패널(40)은 화상을 표시하는 표시 기능 이외에 외부로부터 신호를 입력받는 입력 기능도 수행할 수 있다.
또한, 입력 기능을 수행하는 터치 감지부(500)가 표시 패널(40)의 제2 표시판(200)과 일체로 형성되므로, 일관 공정으로 제조가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 표시 패널은 화상을 표시하는 표시 기능 이외에 외부로부터 신호를 입력받는 입력 기능도 수행할 수 있다.
즉, 표시 패널은 직접 외부 접촉을 감지할 수 있는 터치 감지 기능을 갖는다.
그리고 입력 기능을 수행하는 터치 감지부가 표시 패널 내부에 일체로 형성되므로, 일관 공정으로 제조가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 표시 패널의 유효 표시 면적을 최대화시킬 수 있다.
또한, 표시 패널이 표시하는 화상의 화질 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 터치 감지부의 열화 등에 따른 불량의 발생도 방지할 수 있다.

Claims (21)

  1. 제1 절연 기판을 포함하는 제1 표시판, 그리고
    제2 절연 기판과, 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 터치 감지부를 포함하며, 상기 제1 표시판과 대향 배치된 제2 표시판
    을 포함하는 표시 패널.
  2. 제1항에서,
    상기 터치 감지부는,
    상기 제2 절연 기판 상에 형성된 초음파 도파층,
    상기 초음파 도파층 상에 형성된 초음파 발신부 및 초음파 수신부, 그리고
    상기 초음파 도파층 상에 형성된 보호층
    을 포함하는 표시 패널.
  3. 제2항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 제1 표시판과 대향하는 상기 제2 절연 기판의 면 위에 형성된 표시 패널.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 표시판은 상기 제1 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 컬러 필터를 포함하며,
    상기 제2 표시판은 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 공통 전극을 더 포함하는 표시 패널.
  5. 제4항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함하는 표시 패널.
  6. 제4항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함하는 표시 패널.
  7. 제4항에서,
    상기 터치 감지부는,
    상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 제1 투명 전극층 그리고
    상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 제2 투명 전극층
    을 더 포함하는 표시 패널.
  8. 제3항에서,
    상기 제1 표시판은 상기 제1 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함하며,
    상기 제2 표시판은 상기 제2 절연 기판 상에 형성된 컬러 필터 및 공통 전극을 더 포함하는 표시 패널.
  9. 제8항에서,
    상기 컬러 필터는 상기 제2 절연 기판과 상기 터치 감지부 사이에 배치된 표시 패널.
  10. 제9항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함하는 표시 패널.
  11. 제9항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함하는 표시 패널.
  12. 제9항에서,
    상기 터치 감지부는,
    상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 제1 투명 전극층 그리고
    상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 제2 투명 전극층
    을 더 포함하는 표시 패널.
  13. 제8항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 컬러 필터 사이에 배치된 표시 패널.
  14. 제13항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함하는 표시 패널.
  15. 제13항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함하는 표시 패널.
  16. 제13항에서,
    상기 터치 감지부는,
    상기 제2 절연 기판과 상기 초음파 도파층 사이에 배치된 제1 투명 전극층 그리고
    상기 초음파 도파층과 상기 초음파 발신부, 상기 초음파 수신부 및 상기 보호층 사이에 배치된 제2 투명 전극층
    을 더 포함하는 표시 패널.
  17. 제2항에서,
    상기 초음파 발신부는 상기 기판 소재의 일측 가장자리에 형성된 X축 발신부와, 상기 X축 발신부가 형성된 일측과 이웃한 타측 가장자리에 형성된 Y축 발신부를 포함하며,
    상기 초음파 수신부는 상기 X축 발신부와 대향하는 가장자리에 형성된 X축 수신부와, 상기 Y축 발신부와 대향하는 가장자리에 형성된 Y축 수신부를 포함하는 표시 패널.
  18. 제17항에서,
    상기 초음파 발신부는 복수의 발신 영역을 가지고, 상기 복수의 발신 영역의 길이 및 상기 복수의 발신 영역 간의 거리가 불규칙하게 형성되며,
    상기 초음파 발신부는 상기 복수의 발신 영역으로부터 다양한 주파수의 초음파를 발신하는 표시 패널.
  19. 제18항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 제1 표시판과 대향하는 상기 제2 절연 기판의 면의 반대면 위에 형성된 표시 패널.
  20. 제17항에서,
    상기 초음파 발신부는 복수의 발신 영역을 가지며,
    상기 초음파 발신부는 다양한 구동 신호를 전달받아 상기 복수의 발신 영역으로부터 다양한 주파수의 초음파를 발신하는 표시 패널.
  21. 제20항에서,
    상기 터치 감지부는 상기 제1 표시판과 대향하는 상기 제2 절연 기판의 면의 반대면 위에 형성된 표시 패널.
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