KR20110111245A - 터치 센서가 내장된 디스플레이 - Google Patents

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아롤테크 컴퍼니., 리미티드.
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Abstract

제 1 기판, 제 2 기판 및 상기 제 2 기판 표면에 설치된 터치 센서를 포함하는 터치 센서를 내장한 디스플레이에 관한 것으로서, 상기 제 1 기판의 표면에 설치된 트랜지스터 어레이 및 제 2 기판 표면에 설치된 칼라화소어레이를 포함하되, 상기 트랜지스터 어레이 및 칼라화소어레이는 서로 접하여 정렬된다. 상기 터치 센서는 복수의 전극, 복수의 제 1 도선 및 복수의 제 1 패드를 포함하고 각각의 상기 복수의 제 1 도선은 상기 전극 및 상기 제 1 패드를 연결한다. 상기 제 1 기판에는 별도로 복수의 제 2 패드, 복수의 제 2 도선, 복수의 연결배선 및 복수의 터미널 패드가 설치되고 상기 제 2 도선은 상기 제 2 패드 및 상기 연결배선에 전기적으로 연결되며 또한 적어도 상기 연결배선은 복수의 상기 제 2 도선과 전기적으로 연결된다. 각각의 상기 연결배선과 적어도 터미널 패드는 전기적으로 연결되고 또한 각각의 상기 제 1 패드와 상기 제 2 패드는 전기적으로 연결된다.

Description

터치 센서가 내장된 디스플레이{DISPLAY WITH IN-CELL TOUCH SENSOR}
본 발명은 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 센서가 내장된 디스플레이에 관한 것이다.
터치 패널은 이미 가정용품, ATM기기, 통신장치 및 전자정보장치와 같은 분야들에서 널리 사용되고 있다. 이러한 분야들 중에서, TV, 스마트 폰(smart phone), 일체형 PC, 노트북, 광역위치추적시스템(GPS) 및 디지털 카메라(DSC)의 입력인터페이스로 가장 많이 사용된다. 즉, 터치 패널은 액정디스플레이(LCD), 능동형 유기발광 다이오드(AMOLED) 및 플라즈마 디스플레이와 같은 디스플레이를 선택하고 조작하기 위한 매체로 가장 많이 사용된다. 현재, 터치 패널은 디스플레이와 통합될 수 있어, 선호하는 기능을 실행시키기 위해 사용자가 손가락이나 스마트 폰, GPS, DSC 용 터치 펜을 이용해 선택 패널 상에 표시되는 대표 아이콘(icon)을 선택할 수 있게 된다. 이러한 종류의 터치 패널은 또한 공중에게 효율적인 조작 시스템을 제공하는 공공정보 문의 시스템에서 볼 수 있다.
종래의 터치 패널은 투명기판을 포함한다. 이러한 투명기판은 복수의 감지 영역들로 구성된 표면을 포함한다. 이렇게 분산된 감지 영역들은 입력 또는 제어를 목적으로 터치 신호들을 감지하는 데 사용되는데, 상기 신호들은 손가락 또는 터치 펜이 이러한 분산된 감지 영역들을 터치할 때 생성된다. 상기 감지 영역들 각각은 예를 들어, 산화인듐주석(ITO)과 같은, 투명한 도전 박막으로 구성되고, 상기 터치 패널을 포함하는 장치를 효과적으로 조작하기 위해 사용자는 디스플레이 상에 표시되는 특정 위치에 대응하는 투명한 도전 박막을 터치할 수 있다.
그러나 상기 터치 패널을 포함하는 장치의 전반적인 두께는 상기에서 언급한 디스플레이와 별도의 터치 패널을 조합하여 사용하는 것에 의해 증가하게 된다. 이에 더하여, 이러한 디스플레이와 터치 패널의 조립 및 정렬은 또 다른 문제를 발생시킨다. 나아가, 터치 패널을 제조하기 위해서는 복수의 포토 에칭 프로세스들이 필요하므로, 이러한 투명기판에 적용되는 에칭 프로세스들은 디스플레이 제조 단계에 통합될 수 없다. 또한, 디스플레이와 터치 패널 전체의 광투과율 및 연색성(color rendering)은 상기 디스플레이 상단의 별도의 추가적인 터치 센서 때문에 낮아지게 된다.
본 발명의 목적은 터치 센서가 내장된 디스플레이 또는 터치 제어부가 통합되어 있는 디스플레이를 제공하는 데 있다. 종래 터치 패널에 사용되는 몇몇 재료들은 상기 개시된 디스플레이에 반드시 필요하지는 않다. 그러므로, 터치 제어부의 일부분은 종래 디스플레이 제조 프로세스들에 구현되어, 디스플레이 제조 비용을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서를 내장한 디스플레이는, 제 1 기판, 제 2 기판 및 상기 제 2 기판에 설치된 터치 센서를 포함한다. 트랜지스터 어레이는 상기 제 1 기판의 표면에 설치된다. 칼라화소어레이는 상기 제 2 기판의 표면에 설치된다. 상기 칼라화소어레이는 상기 트랜지스터 어레이에 접하여 정렬된다. 상기 터치 센서는, 복수의 전극들, 복수의 제 1 도선들 및 복수의 제 1 패드들을 포함한다. 상기 제 1 도선들 각각은 상기 전극들 중 하나 및 상기 제 1 패드들 중 하나에 연결된다. 복수의 제 2 패드들, 복수의 제 2 도선들, 복수의 연결 배선들 및 복수의 터미널 패드들은 상기 제 1 기판 상에 설치된다. 상기 제 2 도선들 각각은 상기 제 2 패드들 중 하나 및 상기 연결 배선들 중 하나에 연결된다. 상기 연결 배선들 중 적어도 하나는 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결된다. 상기 연결 배선들 각각은 상기 터미널 패드들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 패드들 각각은 상기 제2 패드들 중 하나에 전기적으로 연결된다.
본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 터치 센서가 내장된 디스플레이는 제 1 기판, 제2 기판 및 상기 제 2 기판에 설치된 터치 센서를 포함한다. 트랜지스터 어레이는 상기 제 1 기판의 표면에 설치된다. 칼라화소어레이는 상기 제 2 기판의 표면에 설치된다. 상기 칼라화소어레이는 상기 트랜지스터 어레이에 접하여 정렬된다. 상기 터치 센서는, 복수의 전극들, 복수의 제 1 도선들 및 복수의 제 1 패드들을 포함한다. 상기 제 1 도선들 각각은 상기 전극들 중 하나 및 상기 제 1 패드들 중 하나에 연결된다. 상기 복수의 제 1 패드들은 2 개의 그룹들로 분할되는데, 제 1 그룹은 상기 제 2 기판의 일 측에 배치된 상기 제 1 패드들을 포함하고, 다른 그룹은 상기 제 2 기판의 타 측에 배치된 상기 제 1 패드들을 포함한다. 복수의 제 2 패드들, 복수의 제 2 도선들, 복수의 연결 배선들 및 복수의 터미널 패드들은 상기 제 1 기판 상에 설치된다. 상기 복수의 제 2 패드들은 2 개의 그룹들로 분할되는데, 하나의 그룹은 상기 제 1 기판의 일 측에 배치된 상기 제 2 패드들을 포함하고, 다른 그룹은 상기 제 1 기판의 타 측에 배치된 상기 제 2 패드들을 포함한다. 상기 제 2 도선들 각각은 상기 제 2 패드들 중 하나 및 상기 연결 배선들 중 하나에 연결된다. 상기 연결 배선들 중 적어도 하나는 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결된다. 상기 연결 배선들 각각은 상기 터미널 패드들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 패드들 각각은 상기 제2 패드들 중 하나에 전기적으로 연결된다.
앞에서는 본 발명의 기술적인 장점들 및 특징들을 다소 포괄적으로 개괄하여, 이하에 이어지는 본 발명의 상세한 설명이 더 잘 이해되도록 하였다. 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들은 이하에서 설명될 것이고, 본 발명의 청구항들의 요지를 이룬다. 당업자라면 개시된 개념 및 특정한 실시예는 본 발명과 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조나 프로세스를 설계하거나 변형하기 위한 기초로서 용이하게 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 또한 당업자라면 이러한 균등물들이 첨부된 청구항에 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는다는 것을 이해할 것이다.
터치 센서가 내장된 디스플레이 또는 터치 제어부가 통합되어 있는 디스플레이를 제공하는 것에 의해, 터치 제어부의 일부분은 종래 디스플레이 제조 프로세스들에 구현되어, 디스플레이 제조 비용을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명의 목적들 및 장점들은 이하의 첨부된 도면들을 참조하여 이하의 설명에 의해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 센서가 내장된 디스플레이의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기판 상의 터치 센서의 센서 배치도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 기판 상의 연결 회로 배치도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 칼라 하부화소들 사이의 복수의 제 1 전극들의 배치도의 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 기판 상의 터치 센서의 센서 배치도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 기판 상의 연결 회로 배치도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 2 기판 상의 터치 센서의 센서 배치도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서가 내장된 AMOLED 디스플레이의 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널이 내장된 디스플레이의 단면도이다. 디스플레이(10)는 제 1 기판(11), 제 2 기판(12) 및 상기 제 2 기판(12) 표면에 설치된 터치 센서(13)를 포함한다. 박막 트랜지스터(TFT) 어레이(111)가 상기 제 1 기판(11) 표면 상에 설치되어 있다. 칼라화소어레이를 포함하는 칼라필터장치(121)가 상기 제 2 기판(12)의 일 표면 상에 설치되어 있다. 편광기(polarizer)(미도시)가 상기 제 2 기판(12)의 반대 표면 상에 설치되어 있다. 그러나, 본 발명의 적용이 단지 LCD 패널에만 한정되는 것은 아니고, AMOLED 또는 플라즈마 디스플레이 같이 자체발광 디스플레이에도 적용될 수 있다. 능동형 박막 트랜지스터(TFT)는 아몰퍼스 실리콘(a-TFT), 저온 폴리실리콘(LTPS), 유기 TFT, 또는 산화 TFT에 의해 만들어질 수 있다. 이러한 적용은 장치 구조 및 프로세스 단계들을 단순화하기 위해 터치 센서가 트랜지스터 및 화소 어레이들 모두에 통합될 수 있는 능동형 트랜지스터 어레이 및 칼라화소 요소 어레이를 갖는 디스플레이라면 어떠한 종류라도 커버한다.
칼라필터장치(121)는 복수의 칼라하부화소들(1211) 및 블랙매트릭스(1212)를 포함한다. 상기 칼라 화소들은 3 개의 원색 하부화소들(적, 녹, 청)을 제공한다. 상기 블랙매트릭스(1212)는 격자 형식을 가지고, 상기 복수의 칼라 하부화소들(1211)을 둘러싸고 있다. 공통전극(14)은 상기 복수의 칼라 하부화소들(1211)의 표면 상에 설치되어 있다. 상기 공통 전극(14) 및 상기 TFT 어레이(111)의 화소 전극(1114)에 의해 생성되는 전기장은 액정층(15)의 액정분자의 방향을 제어한다. 터치 센서(13)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 블랙매트릭스(1212)의 표면을 따라 연장된 도전배선의 형태이다. 반면, 상기 터치 센서(13)는 상기 블랙매트릭스(1212)와 상기 제 2 기판(12) 사이에 설치될 수 있다. 따라서, 상기 터치 센서(13)와 상기 블랙매트릭스(1212) 사이의 상대적인 층의 위치는 본 실시예에 의해 한정되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치 센서(13)는 상기 칼라화소어레이(1211)와 상기 편광기 사이에 설치되고, 또한 상기 터치 센서(13)는 상기 제 2 기판(12) 상에 또는 상기 칼라화소어레이(1211)와 상기 편광기 사이에 설치되는 제 3 기판 상에 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 기판 상의 터치 센서의 센서 배치도이다. 상기 제 2 기판(12) 상에 설치된 상기 터치 센서(13)는 복수의 전극들(131), 복수의 제 1 도선들(132) 및 복수의 제 1 패드들(133)을 포함한다. 상기 제 1 도선들(132) 각각은 상기 전극들(131) 중 하나 및 상기 제 1 패드들(133) 중 하나에 연결된다. 상기 복수의 전극들(131)은 복수의 제 1 전극들(1311) 및 복수의 제 2 전극들(1312~1318)로 분류될 수 있다. Y 방향(또는 제 2 방향)으로 연장되어 있는 상기 복수의 제 1 전극들(1311)의 조합은 막대 전극을 형성한다. 상기 제 2 전극들(1312~1318)은 복수의 행들을 형성하기 위해 X 방향(또는 제 1 방향)을 따라 정렬된다. 상기 제 1 도선들(132) 각각은 상기 전극들(131) 각각에 연결되어 위쪽으로 상기 제 1 패드들(133)까지 연장된다. 따라서, 상기 제 2 기판(12) 상의 상기 전극들(131)은 서로 전기적으로 독립적이다.
주위회로(surrouding circuit)(134)가 상기 전극들(131) 주위에 설치된다. 상기 주위회로(134)는 상기 전극들(131)을 외부 전자기장의 간섭에 의해 야기되는 오류 신호들로부터 보호하기 위해 상기 전극들(131) 주위에 설치되는 보호 또는 차폐 회로로서 기능할 수 있거나 또는 상기 주위회로(134)는 상기 터치 센서(13)의 신호대잡음비 또는 감도를 향상시키기 위해 상기 전극들(131) 사이에 기준 수준을 제공하는 기준 전극으로 기능할 수 있다. 상기 주위회로(134)는 도 2의 좌상단에 도시된 상기 제 1 패드(133)에 연결되고, 하나의 도전배선(1341) 및 복수의 도전배선들(1342)을 포함한다. 상기 도전배선(1341)은 상기 제 1 패드들(133) 및 상기 전극들(131)의 외곽을 둘러싼다. 상기 도전배선들(1342)은 상기 제 1 전극들(1311)의 양측에 설치된다. 하단의 상기 도전배선(1341)은 상기 도전배선들(1342)에 반드시 연결되지 않아도 된다. 그러나, 이러한 경우에, 상단의 상기 도전배선(1341)은 상기 도전배선들(1342)에 연결되어야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 기판 상의 연결 회로 배치도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, TFT 어레이(111) 및 상기 터치 센서(13)를 위한 연결 회로(112)가 상기 제 1 기판(11) 상에 설치된다. 상기 연결 회로(112)는 도 2에 도시된 바대로 상기 터치 센서(13)에 전기적으로 연결된다. 또한 상기 연결 회로(112)는 터치 제어 IC(미도시)에 연결된다. 이에 더하여, 상기 연결 회로(112)의 제조 프로세스는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 TFT 어레이(111)의 게이트 전극(1111) 및 소스 전극(1112)(또는 드레인 전극(1113))의 2 개의 금속 층 제조에 통합된다. 그러므로, 상기 연결 회로(112)를 위한 추가의 제조 프로세스는 존재하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결 회로(112)는 상기 제 1 기판(11) 상에 형성되는 대신, 다른 기판 상에 형성될 수 있다.
상기 연결 회로(112)는 복수의 제 2 패드들(1121), 복수의 제 2 도선들(1122), 복수의 연결배선들(1123) 및 복수의 터미널 패드들(1124)를 포함한다. 상기 제 2 패드들(1121) 각각은 상기 제 1 패드(133) 중 하나에 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 기판(11)과 제 2 기판(12)를 결합시키는 데 밀봉 접착 물질(seal adhesive material)이 사용된다. 서로 마주보는 상기 제 2 패드들(1121)과 상기 제 1 패드들(133)는 이방성 도전필름, 접착제, 또는 풀(미도시)에 의해 서로 전기적으로 연결되는데, 여기서 가압되었을 때 부서지는 도전입자들은 제 1 기판(11)과 제 2 기판(12) 사이에 도전 채널을 형성하게 된다. 상기 제 1 패드들(133) 및 상기 대응하는 제 2 패드들(112) 각각에 대하여 다른 전기적 전도 방법들이 구현될 수 있는데, 이로써 상기 제 1 패드들(133) 중 하나는 상기 제 2 패드들(1121) 중 하나에 수직방향으로 도통될 수 있다. 상기 제 2 도선들(1122) 및 상기 연결배선들(1123)은 TFT 장치의 게이트, 및 소스 또는 드레인과 유사하게, 서로 다른 금속 층들에 설치된다. 즉, 상기 제 2 도선들(1122) 및 상기 연결배선들(1123)은 TFT 어레이(111)의 상기 소스 전극(1112)(또는 드레인 전극(1113))을 포함하는 금속층 및 상기 TFT 어레이(111)의 상기 게이트 전극(1111)을 포함하는 금속층 각각에 존재할 수 있다.
상기 제 2 도선들(1122) 각각은 상기 제 2 패드들(1121) 중 하나 및 상기 연결배선들(1123) 중 하나에 전기적으로 연결된다. 상기 연결배선들(1123) 중 일부는 상기 제 2 도선들(1122) 중 여러 개에 전기적으로 연결된다. 또한 복수의 비아홀들이 상기 연결배선들(1123) 및 상기 제 2 도선들(1122) 사이에서 절연층(113)에 형성된다. 상기 복수의 비아홀들은 금속 또는 도전 물질들로 채워져서 수직방향으로 도통된다. 도 3에 도시된 점들은 이러한 비아홀의 위치를 표시한다. 상기 제 2 도선들(1122)은 상기 연결배선들(1123)에 전기적으로 연결되는데, 상기 X 방향을 따라 정렬된 상기 제 2 전극들(1312~1318)에 대응한다. 그러므로, 이러한 터치 센서(13)는 단일층 센서임에도 불구하고, 제 1 기판(11) 및 제 2 기판(12)의 센서 배치를 조합하는 것에 의해, 이러한 터치 센서(13)는 XY 양방향의 2차원 터치 기능을 실현하여 손가락 터치를 조작 및 감지할 수 있다. 상기 터미널 패드들(1124) 각각은 상기 연결배선들(1123) 중 하나에 연결된다. 이에 더하여, 상기 복수의 터미널 패드들(1124)은 터치 제어 IC(미도시)에 연결될 수 있다.
도 3에 도시된 연결 회로 배치는 상기 제 1 기판에 형성되고, 본 발명의 상기 제 1 실시예의 이러한 내장된 터치 센서를 형성하는 제조 비용을 절감하기 위해 상기 TFT 게이트 및 소스 또는 드레인 금속 프로세스들에 통합된다. 상기 연결 회로는 또한 상기 제 1 TFT 기판 및 상기 제 2 칼라화소어레이 기판 외에 다른 기판에 형성될 수도 있다. 이러한 기판은 도 2에 도시된 것과 유사한 연결 회로 배치와 구조를 가지는 유연한 인쇄회로(flexible printing circuit, FPC) 또는 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 이러한 기판은 연결 회로 및 터치 제어 IC들 모두는 동일한 기판에 통합될 수 있으므로, 이러한 구조는 또한 내장된 터치 센서를 형성하는 제조 비용을 절감시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같은 터치 센서는 또한 상기 제 2 칼라화소어레이 기판 외에 다른 기판에 배치될 수 있고 상기 편광기 및 상기 제 2 칼라화소어레이 기판 사이에 설치될 수 있다. 따라서, 이러한 다양한 센서 구조들 및 배치도 설계들은 최소한의 제조 비용으로 하나 이상의 터치 기능 및 장치를 추가하는 것이 적당한 제품들에 설계 유연성을 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 칼라 하부화소들 사이의 복수의 제 1 전극들의 배치도의 부분 확대도이다. 상기 제 1 전극(1311)은 격자 방식으로 배치된 도전배선(13111)로 구성된다. 상기 제 1 전극(1311)은 상기 블랙매트릭스(1212) 상에 설치되고, 상기 복수의 칼라 하부화소들(1211) 사이에 배치된다. 상기 복수의 제 2 전극들(1312~1318) 또한 유사한 격자 방식으로 배치된 도전배선으로 구성되고 상기 블랙매트릭스(1212) 상에 설치된다. 따라서, 상기 도전배선들은 상기 블랙매트릭스(1212)에 의해 차단되기 때문에 광 투과율은 상기 제 1 전극(1311) 및 상기 제 2 전극들(1312~1318)에 의해 영향을 받지 않는다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2 기판 상의 터치 센서의 센서 배치도이다. 이러한 터치 센서(53)에 있어서, 상기 복수의 제 1 패드들(533)은 2 개의 그룹들로 분할되고, 여기서 한 그룹 내의 상기 제 1 패드들(533)은 상기 제 2 기판(12)의 일 측에 설치되고, 다른 그룹 내의 상기 제 1 패드들(533)은 상기 제 2 기판(12)의 타 측에 설치된다. 본 실시예에 있어서, 상기 2 개의 그룹들은 상기 제 2 기판(12)의 상측 및 하측에 각각 설치된다. 따라서, 상기 복수의 제 1 도선들(532) 각각은 상기 복수의 전극들(531)로부터 위쪽 또는 아래쪽으로 각각 연장되어 상기 제 1 패드들(533) 중 하나에 연결된다. 도 2에 도시된 터치 센서(13)에 비하여, 상기 터치 센서(53)의 하측의 전극들(531)로부터 연장된 상기 제 1 도선들(532)의 길이는 더 짧고, 따라서 상기 터치 센서(53)의 저항도 더 낮아서, 더 좋은 전기적 성능의 결과를 가져온다. 그러므로, 본 실시예에 있어서의 상기 터치 센서(53)는 대형 디스플레이에 적합하다.
주위회로(534)가 상기 전극들(531) 주위에 설치된다. 상기 주위회로(534)는 외부 전자기장과의 간섭에 의해 야기되는 오류 신호로부터 상기 전극들(531)을 보호하기 위해 상기 전극들(531) 주위에 설치된 보호 또는 차폐 회로로서 기능할 수 있거나, 또는 상기 주위회로(534)는 상기 터치 센서(53)의 민감도 또는 신호대잡음비를 향상하기 위해 상기 전극들(531) 사이에 기준 수준을 제공하는 기준 전극(534)으로 기능할 수 있다. 상기 주위회로(534)는 도 5의 좌상단에 도시된 상기 제 1 패드들(533)에 연결되고, 도전배선(5341) 및 복수의 도전배선들(5342)을 포함한다. 상기 도전배선(5341)은 상기 제 1 패드들(533) 및 상기 전극들(531)의 외곽을 둘러싼다. 상기 도전배선들(5342)은 상기 제 1 전극들(5311)의 양측에 설치된다. 상기 하측의 상기 도전배선(5341)은 상기 도전배선들(5342)들에 반드시 연결될 필요가 없다. 그러나, 이 경우에 있어서, 상기 상측의 도전배선(5341)은 상기 도전배선들(5342)들에 연결되어야 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 기판 상의 센서 배치도이다. 상기 터치 센서(53)를 위한 상기 연결 회로(512) 및 상기 TFT 어레이(510)가 상기 제 1 기판(11)에 설치된다. 상기 연결 회로(512)는 도 5에 도시된 상기 터치 센서(53)를 터치 제어 IC(미도시)에 연결하는 데 사용되고, 복수의 제 2 패드들(5121), 복수의 제 2 도선들(5122), 복수의 연결배선들(5123), 및 복수의 터미널 패드들(5124)를 포함한다. 상기 복수의 제 2 패드들(5121)은 2 개의 그룹으로 분할되고, 상기 2 개의 그룹들은 상기 제 1 기판의 상측 및 하측에 각각 설치된다. 상기 제 2 패드들(5121) 각각은 도 5에 도시된 상기 제 1 패드들(533) 중 하나에 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 기판(11)을 제 2 기판(12)에 결합시키는 데 밀봉 접착 물질(seal adhesive material)이 사용된다. 서로 마주보는 상기 제 2 패드들(5121)과 상기 제 1 패드들(533)은 이방성 도전필름, 접착제, 또는 풀(미도시)에 의해 서로 전기적으로 연결되는데, 여기서 가압하여 끊어질 때 상기 도전 입자들은 제 1 기판(11) 및 제 2 기판(12) 사이에 전도 채널을 형성할 것이다. 상기 제1 패드들(533) 각각 및 이에 대응하는 상기 제2 패드(5121)에 대하여 다른 전기적 전도 방법들이 구현되어 상기 제 1 패드들(533) 중 하나는 상기 제 2 패드들(5121) 중 하나에 수직으로 도통할 수 있다. 상기 제2 도선들(5122) 및 상기 연결배선들(5123)은 TFT 장치의 게이트 및 소스 또는 드레인 금속들과 유사하게, 다른 금속 층들에 배치된다.
상기 제 2 도선들(5122) 각각은 상기 제 2 패드들(5121) 중 하나 및 상기 연결배선들(5123) 중 하나에 전기적으로 연결된다. 이와 유사하게, 상기 제 2 도선들(5122) 및 상기 연결배선들(5123) 역시 2 개의 그룹으로 분할된다. 상기 연결배선들(5123) 중 일부는 상기 제 2 도선들(5122) 중 여러 개에 전기적으로 연결된다. 그리고 상기 연결배선들(5123)과 상기 제 2 도선들(5122) 사이 상기 절연층(513)에 복수의 비아홀들이 형성된다. 상기 복수의 비아홀들은 금속 또는 전도 물질들이 채워지고, 이에 따라 수직 방향으로 도통된다. 도 6에 도시된 점은 이러한 비아홀들의 위치들을 표시한다. 상기 제 2 도선들(5122)은, 상기 연결배선들(5123)에 전지거으로 연결되는데, X-방향을 따라 정렬된 상기 제 2 전극들(5312~5318)에 대응된다. 상기 터미널 패드들(5124)은 상기 연결배선들(5123) 중 하나에 연결된다. 그러므로, 이러한 터치 센서(53)가 단지 단일층 센서임에도 불구하고, 제 1 기판(11) 및 제 2 기판(12)의 센서 배치를 결합하는 것에 의해, 터치 센서(53)는 XY 양 방향 2차원 터치 기능을 실현하여, 손가락 터치를 조작 및 감지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제 2 기판 상의 터치 센서의 센서 배치도이다. 상기 제 2 기판(12) 상에 설치된 상기 터치 센서(73)는 복수의 전극들(731), 복수의 제 1 도선들(732) 및 복수의 제 1 패드들(733)을 포함한다. 상기 복수의 제 1 도선들(732) 각각은 상기 전극들(731) 중 하나 및 상기 제 1 패드들(733) 중 하나에 연결된다. 상기 복수의 전극들(731)은 또한 Y-방향을 따라 정렬되어 여섯 열들을 형성한다. 상기 복수의 전극들(731)은 또한 X-방향을 따라 정렬되어 일곱 행들을 형성한다. 상기 전극들(731)에 연결된 상기 제 1 도선들(732) 각각은 위쪽 또는 아래쪽으로 상기 제 1 패드들(733) 중 하나에 연장된다. 이에 더하여, 상기 복수의 제 1 패드들(733) 역시 2 개의 그룹으로 분할되어 제 1 도선들(732)의 길이를 단축시킨다.
상기의 설명에서와 같이, 본 발명의 적용은 LCD 패널에만 한정되는 것은 아니고, AMOLED 또는 플라즈마 디스플레이와 같은 자가발광 디스플레이에도 적용될 수 있다. 이하에서는 본 발명이 AMOLED 디스플레이에 적용되는 것이 설명된다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서가 내장된 AMOLED 디스플레이의 단면도이다. 박막 트랜지스터(TFT) 어레이(811)은 AMOLED 기판(81)의 표면 상에 설치된다. OLED 물질들의 증착에 형성된, 칼라 하부화소들을 포함하는 칼라화소어레이(821)는, 상기 TFT 어레이(811)의 상단에 설치된다. 평탄화층 또는 밀봉층들(83)의 그룹이 상기 기판(81) 상에 설치된다. 터치 센서(82)는 상기 평탄화층(83) 상에 설치된다. 상기 터치 센서(82)는 도면에 도시된 바와 같이 상기 평탄화층(83)의 표면을 따라 연장된 도전배선의 형식을 취한다. 한편, 상기 터치 센서(82)는 또한 상기 기판(81)과 상기 평탄화층(83) 사이에 설치될 수 있다. 그러므로, 상기 기판(81)과 상기 평탄화층(83) 사이의 터치 센서(82)의 상대적인 층 위치는 터치 센서의 도전배선들이 이 층의 설계에 기초하여 사람의 눈에 보이지 않는 한 본 실시예에 한정되지 않는다. 이전의 실시예들에서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 도선들, 연결배선들, 및 패드들은 도 8에 도시되지 않은 TFT 게이트 및 소스 또는 드레인 금속들의 형성에 통합되는 프로세스들로 상기 기판(81)에 설치된다. 상기 비아홀들, 수직 연결 제 1 및 제 2 패드들은 도 8에 도시되지 않은 OLED 양극(cathode) 설계 및 증착에 통합되는 것에 형성될 수 있다.
본 발명 및 그 장점들이 상세히 설명되었음에도 불구하고, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변화, 대체, 및 변경이 있을 수 있다. 예를 들어, 상기에서 설명된 다양한 프로세스들이 다른 방법론들에 의해 구현되거나 다른 프로세스들 또는 그들의 조합에 의해 대체될 수 있다.
게다가, 본 발명의 범위는 상세한 설명에서 설명된 프로세스, 장치, 제품, 물질의 조합, 수단, 방법, 및 단계들의 특별한 실시예들에 한정되지 않는다. 당업자라면 현재 존재하거나 나중에 개발될 본 발명, 프로세스, 장치, 제품, 물질의 조합, 수단, 방법, 또는 단계들의 개시로부터 여기서 설명한 대응하는 실시예들과 같은 동일한 결과가 본 발명에 따라 사용될 수 있음을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들은 그 범위 안에 이러한 프로세스, 장치, 제품, 물질의 조합, 수단, 방법, 또는 단계들을 포함한다.
10: 디스플레이 11: 제 1 기판
12: 제 2 기판 13, 53, 73, 82: 터치 센서
14: 공통 전극 15: 액정층
111, 510, 811: TFT 어레이 112, 512: 연결 회로
113, 513: 절연층 121: 칼라필터장치
131, 531, 731: 전극 132, 532, 732: 제 1 도선
133, 533, 733: 제 1 패드 134, 534: 주위회로
1111: 게이트 전극 1112: 소스 전극
1113: 드레인 전극 1114: 화소 전극
1121, 5121: 제 2 패드 1122, 5122: 제 2 도선
1123, 5123: 연결배선 1124, 5124: 터미널 패드
1211: 칼라 하부화소들 1212: 블랙매트릭스
1311, 5311: 제 1 전극 1312~1318, 5312~5318: 제 2 전극
13111, 1341, 1342, 5341, 5342: 도전배선
81: 기판 83: 평탄화층(밀봉층)

Claims (29)

  1. 표면에 트랜지스터 어레이가 설치된 제 1 기판;
    표면에 칼라화소어레이가 설치되어 있고, 상기 칼라화소어레이는 상기 트랜지스터 어레이에 접하여 정렬되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판 상에 설치되고 복수의 전극들, 복수의 제 1 도선들 및 복수의 제 1 패드들을 포함하며, 상기 제 1 도선들 각각은 상기 전극들 중 하나 및 상기 제 1 패드들 중 하나에 연결되는 터치 센서; 및
    상기 제 1 기판 상에 설치되고 복수의 제 2 패드들, 복수의 제 2 도선들 및 복수의 연결 배선들을 포함하며, 상기 제 2 도선들 각각은 상기 제 2 패드들 중 하나 및 상기 연결 배선들 중 하나에 연결되고, 상기 연결 배선들 중 적어도 하나는 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결되는 연결 회로를 포함하고,
    상기 제 1 패드들 각각은 상기 제2 패드들 중 하나에 전기적으로 연결되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 회로는 복수의 터미널 패드들을 더 포함하고, 상기 연결 배선들 각각은 상기 터미널 패드들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서, 보호회로, 차폐회로 또는 기준전극으로 기능하는, 상기 복수의 전극들을 둘러싸도록 배치되는 주위회로를 더 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 주위회로는 상기 복수의 제 1 패드들 및 상기 복수의 전극들의 외곽을 둘러싸는 제 1 도전배선 및 상기 복수의 전극들 양측에 위치하는 복수의 제 2 도전배선들을 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 전극들 각각은 격자 방식으로 배치된 도전배선이고, 상기 도전배선은 상기 칼라화소어레이 간격에 맞춰 정렬되고 상기 제 2 기판에 배치되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 전극들은 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 전극들 및 제 2 방향으로 정렬되는 복수의 제 2 전극들을 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 제 2 도선들은 적어도 절연층에 의해 상기 복수의 연결배선들로부터 격리되고, 금속이나 도전물질로 채워진 복수의 비아홀들이 적어도 상기 절연층에 형성되고, 상기 연결배선들 중 적어도 하나는 상기 복수의 비아홀들을 통해 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결되어 있는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜지스터 어레이는 적어도 2 개의 금속층들을 포함하고, 상기 복수의 제 2 도선들은 하나의 금속층에 있고, 상기 복수의 연결배선들은 다른 금속층에 있는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  9. 표면에 트랜지스터 어레이가 설치된 제 1 기판;
    표면에 칼라화소어레이가 설치되어 있고, 상기 칼라화소어레이는 상기 트랜지스터 어레이에 접하여 정렬되는 제 2 기판;
    상기 제 2 기판 상에 설치되고 복수의 전극들, 복수의 제 1 도선들 및 복수의 제 1 패드들을 포함하며, 상기 제 1 도선들 각각은 상기 전극들 중 하나 및 상기 제 1 패드들 중 하나에 연결되고, 상기 복수의 제 1 패드들은 2 개의 제 1 패드 그룹으로 분할되고, 하나의 제 1 패드 그룹은 상기 제 2 기판의 일 측에 배치된 상기 제 1 패드들을 포함하고, 다른 제 1 패드 그룹은 상기 제 2 기판의 타 측에 배치된 상기 제 1 패드들을 포함하는 터치 센서; 및
    상기 제 1 기판 상에 설치되고 복수의 제 2 패드들, 복수의 제 2 도선들 및 복수의 연결 배선들을 포함하며, 상기 제 2 도선들 각각은 상기 제 2 패드들 중 하나 및 상기 연결 배선들 중 하나에 연결되고, 상기 연결 배선들 중 적어도 하나는 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결되는 연결 회로를 포함하고,
    상기 제 1 패드들 각각은 상기 제2 패드들 중 하나에 전기적으로 연결되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 연결 회로는 복수의 터미널 패드들을 더 포함하고, 상기 연결 배선들 각각은 상기 터미널 패드들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  11. 제 9 항에 있어서, 보호회로, 차폐회로 또는 기준전극으로 기능하는, 상기 복수의 전극들을 둘러싸도록 배치되는 주위회로를 더 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 주위회로는 제 1 도전배선 및 복수의 제 2 도전배선들을 포함하고, 상기 제 1 도전배선은 상기 복수의 제 1 패드들 및 상기 복수의 전극들의 외곽을 둘러싸고, 상기 복수의 제 2 도전배선들은 상기 복수의 전극들 양측에 위치하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 전극들 각각은 격자 방식으로 배치된 도전배선이고, 상기 도전배선은 상기 칼라화소어레이 간격에 맞춰 정렬되고 상기 제 2 기판에 배치되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 전극들은 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 전극들 및 제 2 방향으로 정렬되는 복수의 제 2 전극들을 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 제 2 도선들은 적어도 절연층에 의해 상기 복수의 연결배선들로부터 격리되고, 금속이나 도전물질로 채워진 복수의 비아홀들이 적어도 상기 절연층에 형성되고, 상기 연결배선들 중 적어도 하나는 상기 복수의 비아홀들을 통해 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결되어 있는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 트랜지스터 어레이는 적어도 2 개의 금속층들을 포함하고, 상기 복수의 제 2 도선들은 하나의 금속층에 있고, 상기 복수의 연결배선들은 다른 금속층에 있는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 복수의 제 2 패드들은 2 개의 제 2 패드 그룹들로 분할되고, 하나의 제 2 패드 그룹은 상기 제 1 기판의 일 측에 배치된 상기 제 2 패드들을 포함하고, 다른 제 2 패드 그룹은 상기 제 1 기판의 타 측에 배치된 상기 제 2 패드들을 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  18. 표면에 트랜지스터 어레이가 설치되고, 칼라화소어레이가 트랜지스터 어레이 위에 정렬되어 설치되는 기판;
    상기 기판 상에 설치되고 복수의 전극들, 복수의 제 1 도선들 및 복수의 제 1 패드들을 포함하며, 상기 제 1 도선들 각각은 상기 전극들 중 하나 및 상기 제 1 패드들 중 하나에 연결되는 터치 센서; 및
    상기 기판 상에 설치되고 복수의 제 2 패드들, 복수의 제 2 도선들 및 복수의 연결 배선들을 포함하며, 상기 제 2 도선들 각각은 상기 제 2 패드들 중 하나 및 상기 연결 배선들 중 하나에 연결되고, 상기 연결 배선들 중 적어도 하나는 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결되는 연결 회로를 포함하고,
    상기 제 1 패드들 각각은 상기 제2 패드들 중 하나에 전기적으로 연결되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 연결 회로는 복수의 터미널 패드들을 더 포함하고, 상기 연결 배선들 각각은 상기 터미널 패드들 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  20. 제 18 항에 있어서, 보호회로, 차폐회로 또는 기준전극으로 기능하는, 상기 복수의 전극들을 둘러싸도록 배치되는 주위회로를 더 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 주위회로는 제 1 도전배선 및 복수의 제 2 도전배선들을 포함하고, 상기 제 1 도전배선은 상기 복수의 제 1 패드들 및 상기 복수의 전극들의 외곽을 둘러싸고, 상기 복수의 제 2 도전배선들은 상기 복수의 전극들 양측에 위치하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 전극들 각각은 격자 방식으로 배치된 도전배선이고, 상기 도전배선은 상기 칼라화소어레이 간격에 맞춰 정렬되고 상기 기판에 배치되는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 복수의 전극들은 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 전극들 및 제 2 방향으로 정렬되는 복수의 제 2 전극들을 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  24. 제 18 항에 있어서, 상기 복수의 제 2 도선들은 적어도 절연층에 의해 상기 복수의 연결배선들로부터 격리되고, 금속이나 도전물질로 채워진 복수의 비아홀들이 적어도 상기 절연층 또는 평탄화층에 형성되고, 상기 연결배선들 중 적어도 하나는 상기 복수의 비아홀들을 통해 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결되어 있는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  25. 제 18 항에 있어서, 상기 트랜지스터 어레이는 적어도 2 개의 금속층들을 포함하고, 상기 복수의 제 2 도선들은 하나의 금속층에 있고, 상기 복수의 연결배선들은 다른 금속층에 있는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  26. 표면에 트랜지스터 어레이가 설치된 제 1 기판;
    일면에 칼라화소어레이가 설치되어 있고, 타면에 편광기가 설치되어 있고, 상기 칼라화소어레이는 상기 트랜지스터 어레이에 접하여 정렬되는 제 2 기판;
    상기 칼라화소어레이와 상기 편광기 사이에 설치되고, 복수의 전극들, 복수의 제 1 도선들 및 복수의 제 1 패드들을 포함하며, 상기 제 1 도선들 각각은 상기 전극들 중 하나 및 상기 제 1 패드들 중 하나에 연결되는 터치 센서; 및
    복수의 제 2 패드들, 복수의 제 2 도선들 및 복수의 연결 배선들을 포함하고, 상기 제 2 도선들 각각은 상기 제 2 패드들 중 하나 및 상기 연결 배선들 중 하나에 연결되고, 상기 연결 배선들 중 적어도 하나는 상기 제 2 도선들 중 여러 개에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 패드들 각각은 상기 제2 패드들 중 하나에 전기적으로 연결되는 연결 회로를 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  27. 제 26 항에 있어서, 보호회로, 차폐회로 또는 기준전극으로 기능하는, 상기 복수의 전극들 및 패드들을 둘러싸도록 배치되는 주위회로를 더 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 복수의 전극들 각각은 격자 방식으로 배치된 도전배선인, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 복수의 전극들은 제 1 방향으로 연장되는 복수의 제 1 전극들 및 제 2 방향으로 정렬되는 복수의 제 2 전극들을 포함하는, 터치 센서가 내장된 디스플레이.
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