KR20120057532A - 화소 어레이 및 이를 갖는 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

복수의 화소 구조들을 포함하는 화소 어레이가 제공된다. 화소 구조들 중의 적어도 하나는 주사 라인, 데이터 라인, 능동 장치, 화소 전극, 판독 라인, 전자기 간섭(EMI : electro-magnetic interference) 차폐층 및 감지 장치를 가진다. 주사 라인 및 데이터 라인은 기판 위에 배치된다. 능동 장치는 주사 라인 및 데이터 라인에 전기적으로 접속된다. 화소 전극은 능동 장치에 전기적으로 접속된다. 판독 라인은 데이터 라인의 상부 또는 하부에 배치된다. EMI 차폐층은 데이터 라인을 피복하고, 판독 라인 및 데이터 라인 사이에 있다. 감지 장치는 주사 라인 및 판독 라인에 전기적으로 접속된다.

Description

화소 어레이 및 이를 갖는 디스플레이 패널{PIXEL ARRAY AND DISPLAY PANEL HAVING THE SAME}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2009년 3월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/406,337호의 일부계속(CIP) 출원이고 그 우선권을 주장한 것이다. 선행 특허 출원 제12/406,337호는 2006년 9월 25일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/534,680호의 분할 출원이고 그 우선권을 주장한 것이며, 2009년 4월 28일자로 미국 특허 제7,525,078호로서 특허 허여되었다. 선행 특허 출원 제11/534,680호는 2005년 10월 7일자로 출원된 대만 출원 제94135169호를 우선권 주장한 것이다. 상기 언급된 출원들 각각의 전체 내용은 본 명세서에 참조를 위해 편입되어 본 명세서의 일부로 된다.
본 발명은 화소 어레이(pixel array) 및 이를 갖는 디스플레이 패널에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 터치 감지 디스플레이 패널 및 그 화소 어레이에 관한 것이다.
현재의 정보 시대에서는, 인간은 서서히 전자 제품들에 의존하는 경향이 있다. 이동 전화들, 핸드헬드(handheld) 개인용 컴퓨터(PC)들, 및 스마트폰(smart phone)들과 같은 전자 제품들은 우리의 일상 생활 도처에 만연되어 있다. 휴대성이 있고 간결하고 사용자 친화적인 정보 기술(IT : information technology) 제품들에 관한 현재의 요구들을 충족시키기 위하여, 기존의 키보드들 또는 마우스들을 대체하는 입력 장치들로서 터치 감지 디스플레이 패널들이 도입되었다. 터치 감지 디스플레이 패널들 중에서, 터치 기능 및 디스플레이 기능을 모두 수행할 수 있는 터치 감지 디스플레이 패널은 현재 가장 인기있는 제품들 중 하나이다.
일반적으로, 터치 감지 디스플레이 패널들은 내장형(built-in) 터치 감지 디스플레이 패널들 및 부가형(added-type) 터치 감지 디스플레이 패널들로 나누어진다. 내장형 터치 감지 디스플레이 패널은 디스플레이 패널 내에 터치 감지 장치들을 구성하는 형태인 반면, 부가형 터치 감지 디스플레이 패널은 디스플레이 패널 d위에 터치 감지 패널을 부착하는 형태이다. 내장형 터치 감지 디스플레이 패널들이 박형 및 경량의 장점을 가지기 때문에, 최근에는 널리 개발되고 있다.
기존의 내장형 터치 감지 디스플레이 패널들에서는, 복수의 판독 라인들 및 감지 장치들이 화소 구조들 내에 형성된다. 이 판독 라인들 및 감지 장치들은 금속들로 만들어지며, 이에 따라, 화소 구조들의 개구율(aperture ratio)이 감소된다. 이에 따라, 상기 화소 구조들을 이용하는 디스플레이 패널들의 휘도는 디스플레이 품질에 영향을 주도록 더욱 낮을 수 있다.
따라서, 본 발명은 내장형 터치 감지 디스플레이 패널의 화소 구조들의 개구율을 증가시킬 수 있는 화소 어레이 및 이를 갖는 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명에서는, 복수의 화소 구조들을 포함하는 화소 어레이가 제공된다. 화소 구조들은 2개의 인접한 주사 라인들 및 2개의 인접한 데이터 라인들에 의해 둘러싸이고, 기판 위에 배치된다. 그리고, 화소 구조는 능동 장치, 감지 장치, 화소 전극 및 판독 라인을 가진다. 능동 장치는 하나의 주사 라인 및 하나의 데이터 라인에 전기적으로 접속된다. 화소 전극은 능동 장치에 전기적으로 접속된다. 감지 장치는 다음 주사 라인 및 판독 라인에 전기적으로 접속되고, 판독 라인은 데이터 라인과 중첩된다. EMI 차폐층은 데이터 라인을 피복하고, 판독 라인 및 데이터 라인 사이에 있다.
또한, 본 발명은 제 1 기판, 제 2 기판, 및 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 배치된 디스플레이 매체를 포함하는 디스플레이 패널을 제공한다. 제 1 기판은 그 위에 배치된 복수의 주사 라인들 및 복수의 데이터 라인들을 가지며, 주사 라인 및 데이터 라인의 교차점 근처에 배치된 복수의 능동 장치들을 포함한다. 능동 장치는 하나의 주사 라인 및 하나의 데이터 라인에 전기적으로 접속되고, 주사 라인에 의해 구동된다. 화소 전극은 능동 장치에 전기적으로 접속된다. 판독 라인은 데이터 라인에 평행하게 배치되고, 데이터 라인과 상이한 또 다른 처리에 의해 배치된다. EMI 차폐층은 데이터 라인을 피복하고, 판독 라인 및 데이터 라인 사이에 있다. 감지 장치는 주사 라인 및 판독 라인에 전기적으로 접속된다.
상기한 바를 고려하면, 판독 라인은 데이터 라인의 상부 또는 하부에 배치되므로, 화소 구조의 개구율이 증가된다. 또한, EMI 차폐층이 판독 라인 및 데이터 라인 사이에 있으므로, 판독 라인 위의 감지 신호는 그 아래의 데이터 라인 위의 구동 신호에 의해 간섭받지 않는다.
본 발명의 상기 언급된 그리고 다른 특징들 및 장점들을 더욱 이해할 수 있도록 하기 위하여, 도면들과 동반된 몇몇 실시예들이 이하에 구체적으로 설명된다.
본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 발명의 추가적인 이해를 제공하기 위하여 본 명세서에 편입된다. 여기서, 도면들은 발명의 실시예들을 예시하고, 그 설명과 함께, 발명의 원리들을 설명하도록 작용한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화소 어레이의 화소 구조의 개략적인 상면도이다.
도 2a는 도 1의 화소 구조의 제 1 금속층의 개략적인 상면도이다.
도 2b는 도 1의 화소 구조의 반도체층의 개략적인 상면도이다.
도 2c는 도 1의 화소 구조의 제 2 금속층의 개략적인 상면도이다.
도 2d는 도 1의 화소 구조의 EMI 차폐층의 개략적인 상면도이다.
도 2e는 도 1의 화소 구조의 전도층의 개략적인 상면도이다.
도 3a는 도 1의 단면 라인 A-A'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 3b는 도 1의 단면 라인 B-B'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화소 구조의 등가 회로를 도시한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화소 어레이의 화소 구조의 개략적인 상면도이고, 도 3a는 도 1의 단면 라인 A-A'에 따른 개략적인 단면도이고, 도 3b는 도 1의 단면 라인 B-B'에 따른 개략적인 단면도이다. 실시예의 화소 어레이는 복수의 화소 구조들을 포함하고, 화소 어레이의 하나의 화소 구조(Pn)가 예시를 위하여 도 1에 도시되어 있다. 도 1, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 화소 구조(Pn)는 주사 라인(SLn), 데이터 라인(DLn), 능동 장치(T1), 화소 전극(104), 판독 라인(RLn), 전자기 간섭(EMI : electro-magnetic interference) 차폐층(108) 및 감지 장치(102)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 화소 어레이는 복수의 주사 라인들(SL1, ..., SLn -1, SLn, SLn +1...), 복수의 데이터 라인들(DL1, ..., DLn -1, DLn, DLn +1...) 및 복수의 판독 라인들(RL1, ..., RLn -1, RLn, RLn +1...)을 포함한다. 각각의 화소 구조(Pn)는 하나의 능동 장치(T1), 하나의 화소 전극(104), 하나의 감지 장치(102) 및 EMI 차폐층(108)을 가진다. 그러나, 본 발명은 이 실시예에 한정되지 않고, 능동 장치(T1)의 수, 화소 전극(104)의 수, 및 감지 장치(102)의 수를 한정하지 않는다. 또 다른 실시예(도시하지 않음)에 따르면, 각각의 화소 구조는 능동 장치 및 화소 전극을 가질 수 있고, 감지 장치들은 화소 구조들 내의 일부분들에만 배치된다. 또한, 실시예에서, 화소 구조(Pn)는 커패시터 전극 라인(CLn)을 더 포함한다. 그것은 화소 어레이가 복수의 커패시터 전극 라인들(CL1, ..., CLn -1, CLn, CLn +1...)을 더 포함한다는 것을 의미한다.
주사 라인(SLn) 및 데이터 라인(DLn)은 기판(10) 위에 배치된다. 주사 라인(SLn)은 데이터 라인(DLn)의 연장 방향과 상이한 연장 방향을 가진다. 또한, 주사 라인(SLn) 및 데이터 라인(DLn)은 상이한 필름 층들 내에 배치되고, 주사 라인(SLn) 및 데이터 라인(DLn)을 전기적으로 분리시키기 위하여 그 사이에 절연층(112)이 끼워진다. 주사 라인(SLn) 및 데이터 라인(DLn)은 화소 구조(Pn)에 대한 구동 신호들을 송신하기 위하여 이용된다.
화소 구조(Pn)의 능동 장치(T1)는 주사 라인(SLn) 및 데이터 라인(DLn)에 전기적으로 접속된다. 여기서, 능동 장치(T1)는 게이트(G1), 채널(CH1), 소스(S1) 및 드레인(D1)을 포함하는 박막 트랜지스터(thin film transistor)이다. 게이트(G1)는 주사 라인(SLn)에 전기적으로 접속되고, 소스(S1)는 데이터 라인(DLn)에 전기적으로 접속된다. 채널(CH1)은 게이트(G1)의 상부와, 소스(S1) 및 드레인(D1)의 하부에 배치된다. 또한, 도 3a를 참조하면, 게이트(G1)는 절연층(112)에 의해 피복되고, 절연층(112)은 게이트(G1) 및 채널(CH1) 사이에 있다. 실시예에서, 능동 장치(T1)는 예시를 위한 하부 게이트 박막 트랜지스터(bottom gate thin film transistor)이지만, 이것은 본 발명에서 한정되지 않는다. 본 실시예에 따르면, 능동 장치(T1)는 예를 들어, 상부-게이트 박막 트랜지스터(top-gate thin film transistor)이다.
화소 전극(104)은 능동 장치(T1)에 전기적으로 접속된다. 실시예에서, 화소 전극(104)은 드레인(D1) 및 화소 전극(104) 사이의 중첩 영역에 형성된 컨택 홀(contact hole)(C1)을 통해 능동 장치(T1)의 드레인(D1)에 전기적으로 접속된다. 화소 전극(104)은 인듐 주석 산화물(ITO : Indium Tin Oxide) 또는 인듐 아연 산화물(IZO : Indium Zinc Oxide)과 같은 투명 전도성 물질(transparent conductive material), 또는 금속과 같은 반사형 전도성 물질(reflective conductive material)로 이루어진다. 화소 전극(104)은 반투과형 화소 구조(transflective pixel structure)를 형성하기 위하여, 투명 전도성 물질 및 반사형 전도성 물질(도시하지 않음)의 조합에 의해 형성될 수도 있다.
하나의 실시예에서, 판독 라인(RLn)은 데이터 라인(DLn +1) 상부에 있고, ROD 방법으로서 축약된다. 더욱 구체적으로, 판독 라인(RLn)은 데이터 라인(DLn +1) 상부에 직접 배치되고, 이에 따라, 판독 라인(RLn)은 데이터 라인(DLn +1)과 중첩된다. 또 다른 실시예에서, 데이터 라인(DLn +1)은 판독 라인(RLn) 상부에 있고, DOR 방법으로서 축약된다. 더욱 구체적으로, 판독 라인(RLn)은 데이터 라인(DLn +1) 하부에 직접 배치되고, 이에 따라, 판독 라인(RLn)은 데이터 라인(DLn +1)과 중첩된다. 판독 라인(RLn) 및 데이터 라인(DLn +1)은 동일한 라인 폭을 가질 수 있거나, 상이한 라인 폭들을 가질 수 있다. 판독 라인(RLn) 및 데이터 라인(DLn +1)이 동일한 라인 폭을 가질 경우, 판독 라인(RLn)은 데이터 라인(DLn +1)과 완전히 중첩된다. 판독 라인(RLn) 및 데이터 라인(DLn +1)이 상이한 라인 폭들을 가질 경우, 판독 라인(RLn)의 라인 폭은 데이터 라인(DLn +1)의 라인 폭보다 크거나 작다. ROD 방법을 예로 들면, 판독 라인(RLn) 및 화소 전극(104)은 동일한 층 내에 있다. 그것은 판독 라인(RLn) 및 화소 전극(104)이 동시에 만들어질 수 있고 동일한 물질을 가질 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 도 3b를 참조하면, 판독 라인(RLn)은 주사 라인(SLn)의 연장 방향과 상이한 연장 방향을 가질 수 있고, 절연층들(114 및 116)은 판독 라인(RLn) 및 주사 라인(SLn) 사이에 형성된다.
커패시터 전극 라인(CLn)은 기판(10) 위에 배치되고, 화소 전극(104)과 전기적으로 결합된다. 더욱 구체적으로, 커패시터 전극 라인(CLn)은 화소 전극(104) 하부에 배치되고, 절연층들(112, 114 및 116)은 커패시터 전극 라인(CLn) 및 화소 전극(104) 사이에 있다. 그러나, 커패시터 전극 라인(CLn) 및 화소 전극(104)은 중첩 영역을 가지고, 커패시터 전극 라인(CLn)은 이 중첩 영역에서 화소 전극(104)과 전기적으로 결합된다. 이에 따라, 화소 구조(Pn)의 축전 커패시터(storage capacitor)를 형성하기 위하여, 화소 전극(104)의 전하(electric charge)들이 그 내부에 축적될 수 있다. 본 실시예에서, 커패시터 전극 라인(CLn)은 주요부(main part) 및 주요부로부터 연장되는 2개의 분기부(branch)들을 포함하고, 주요부는 주사 라인(SLn)에 대해 평행한 연장 방향을 가지고, 2개의 분기부들은 데이터 라인(DLn)에 대해 평행한 연장 방향을 가진다. 그러나, 본 발명은 커패시터 전극 라인(CLn)의 형상(shape) 또는 레이아웃(layout)을 한정하지 않는다. 또한, 실시예에서, 도 2a를 참조하면, 커패시터 전극 라인(CLn) 및 주사 라인(SLn)은 동시에 형성되고, 이에 따라, 커패시터 전극 라인(CLn) 및 주사 라인(SLn)은 동일한 층 내에 있다. 실시예에 따르면, 화소 구조들 내의 커패시터 전극 라인들(CL1, ..., CLn -1, CLn, CLn +1...)은 공통 전압에 전기적으로 접속된다. 공통 전압은 예를 들어, 직류 전압일 수 있다.
감지 장치(102)는 주사 라인(SLn) 및 판독 라인(RLn)에 전기적으로 접속된다. 실시예에 따르면, 감지 장치(102)는 스위치 장치(T2) 및 포토 센서 장치(T3)를 포함한다. 스위치 장치(T2)는 주사 라인(SLn) 및 판독 라인(RLn)에 전기적으로 접속되는 반면, 포토 센서 장치(T3)는 스위치 장치(T2)에 전기적으로 접속된다. 더욱 구체적으로, 스위치 장치(T2)는 게이트(G2), 채널(CH2), 소스(S2) 및 드레인(D2)을 포함하고, 포토 센서 장치(T3)는 게이트(G3), 채널(CH3), 소스(S3) 및 드레인(D3)을 포함한다. 스위치 장치(T2)에서, 채널(CH2)은 게이트(G2) 상부와, 소스(S2) 및 드레인(D2) 하부에 배치된다. 포토 센서 장치(T3)에서, 채널(CH3)은 게이트(G3) 상부와, 소스(S3) 및 드레인(D3) 하부에 배치된다. 스위치 장치(T2)의 게이트(G2)는 주사 라인(SLn)에 전기적으로 접속되고, 스위치 장치(T2)의 소스(S2)는 포토 센서 장치(T3)의 드레인(D3)에 전기적으로 접속되고, 스위치 장치(T2)의 드레인(D2)은 컨택 윈도우(contact window)(C4)를 통해 판독 라인(RLn)에 전기적으로 접속되고, 포토 센서 장치(T3)의 게이트(G3) 및 소스(S3)는 커패시터 전극 라인(CLn +1)에 접속된다. 특히, 포토 센서 장치(T3)의 소스(S3)는 전도성 패턴(110) 및 컨택 윈도우들(C2 및 C3)을 통해 커패시터 전극 라인(CLn +1)에 접속된다. 실시예에서, 스위치 장치(T2) 및 포토 센서 장치(T3)는 각각 예시를 위한 하부 게이트 박막 트랜지스터이지만, 그것은 본 발명에서 한정되지 않는다. 본 실시예에 따르면, 스위치 장치(T2) 및 포토 센서 장치(T3)는 각각 예를 들어, 상부 게이트 박막 트랜지스터일 수 있다. 당업자들은 박막 트랜지스터의 드레인 및 소스가 접속되는 전압 레벨들에 따라, 박막 트랜지스터의 드레인 및 소스가 교환가능할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
(도 3a 및 도 3b에 도시된) EMI 차폐층(108)은 데이터 라인(DLn +1)을 피복하고, 또한, 판독 라인(RLn) 및 데이터 라인(DLn +1) 사이에 배치된다. 도 1에는, EMI 차폐층(108)이 도시되어 있지 않고, EMI 차폐층(108)의 레이아웃 또는 배열은 그 이후의 설명에서 예시되어 있다. 실시예에 따르면, EMI 차폐층(108)은 데이터 라인(DLn 및 DLn +1)과 중첩되고, 판독 라인(RLn)은 EMI 차폐층(108)과 중첩된다. EMI 차폐층(108)의 물질은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 투명 전도성 물질, 또는 금속을 포함한다.
따라서, 판독 라인 및 데이터 라인이 중첩되므로, 화소 구조(Pn)의 개구율이 증가된다. 그러므로, 디스플레이 품질을 개선시키기 위하여, 상기 화소 구조들을 갖는 디스플레이 패널의 휘도가 증가된다. 한편, EMI 차폐층(108)이 판독 라인 및 데이터 라인 사이에 있으므로, 판독 라인 위의 감지 신호는 그 하부의 데이터 라인 위의 구동 신호에 의해 간섭받지 않는다. 기존에는, 하부 기판 위의 데이터 라인이 상부 기판 위의 데이터 라인들 및 전극층 사이의 커패시턴스(capacitance)로 인해 RC 지연을 통상적으로 가진다. 본 실시예의 디스플레이 패널에서는, EMI 차폐층이 데이터 라인 및 판독 라인 사이에 끼워져 있고, 데이터 라인의 RC 지연이 감소하게 된다. 구체적으로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 컨택 윈도우(C1)가 절연층들(114 및 116) 및 EMI 차폐층(108) 내에 형성되어, EMI 차폐층(108)이 화소 전극(104) 및 드레이(D1)에 전기적으로 접속된다. 즉, 판독 라인(RLn)에 영향을 주는 데이터 라인(DLn +1) 위에서의 전자기 간섭을 회피하기 위하여, EMI 차폐층(108)은 화소 전극(104) 및 드레인(D1)의 전위와 동일한 전위를 가진다.
화소 구조(Pn) 내의 필름 층들의 배열을 명확하게 설명하기 위하여, 도 2a 내지 도 2e는 화소 구조(Pn) 내의 5개의 필름 층들의 상면도들을 각각 도시한 것이다. 도 2a는 도 1의 화소 구조(Pn)의 제 1 금속층(M1으로도 지칭함)의 개략적인 상면도이다. 도 1 및 도 2a를 참조하면, 제 1 금속층은 주사 라인(SLn) 및 커패시터 전극 라인들(CLn 및 CLn +1)을 포함한다. 특히, 주사 라인(SLn)의 일부는 능동 장치(T1)의 게이트(G1)로서 작용하고, 주사 라인(SLn)의 잔여 부분은 스위치 장치(T2)의 게이트(G2)로서 작용한다. 실시예에 따르면, 도 2a에 도시된 구성요소들은 제 1 포토-마스크(photo-mask) 처리에 의해 형성되고, 이에 따라, 도 2a에 도시된 구성요소들은 동시에 그리고 동일한 층 내에 형성된다. 도 2a에 도시된 제 1 금속층이 형성된 후, (도 3a 및 도 3b에 도시된) 절연층(112)은 제 1 금속층을 피복하도록 형성된다.
도 2b는 도 1의 화소 구조(Pn)의 반도체층의 개략적인 상면도이다. 도 1 및 도 2b를 참조하면, 반도체층은 절연층(112) 위에 형성되고, 능동 장치(T1)의 채널(CH1), 스위치 장치(T2)의 채널(CH2) 및 포토 센서 장치(T3)의 채널(CH3)을 포함한다. 반도체층은 비정질 실리콘층(amorphous silicon layer) 및 도핑된 비정질 실리콘층에 의해 형성될 수 있다. 실시예에 따르면, 도 2b에 도시된 구성요소들은 제 2 포토-마스크 처리에 의해 형성되고, 이에 따라, 도 2b에 도시된 이 구성요소들은 동시에 그리고 동일한 층 내에 형성된다. 능동 장치(T1)의 채널(CH1), 스위치 장치(T2)의 채널(CH2) 및 포토 센서 장치(T3)의 채널(CH3)에 부가하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반도체층은 커패시터 전극 라인 및 데이터 라인 사이, 및/또는 주사 라인 및 데이터 라인 사이의 몇몇 층간 패턴(interlayer pattern)들(도시하지 않음)을 또한 포함할 수 있다.
도 2c는 도 1의 화소 구조(Pn)의 제 2 금속층(M2로도 지칭함)의 개략적인 상면도이다. 도 1 및 도 2c를 참조하면, 제 2 금속층은 데이터 라인들(DLn 및 DLn +1), 능동 장치(T1)의 소스(S1) 및 드레인(D1), 스위치 장치(T2)의 소스(S2) 및 드레인(D2), 및 포토 센서 장치(T3)의 소스(S3) 및 드레인(D3)을 포함한다. 실시예에 따르면, 도 2c에 도시된 구성요소들은 제 3 포토-마스크 처리에 의해 형성되고, 이에 따라, 도 2c에 도시된 이 구성요소들은 동시에 그리고 동일한 층 내에 형성된다. 도 2c에 도시된 제 2 금속층이 형성된 후, 보호층으로서 작용하는 (도 3a 및 도 3b에 도시된) 절연층(114)은 제 2 금속층을 피복하도록 형성된다.
도 2d는 도 1의 화소 구조(Pn)의 EMI 차폐층의 개략적인 상면도이다. 도 2c, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, EMI 차폐층(108)은 도 2c의 제 2 금속층을 형성하기 위하여 이용되는 제 3 포토-마스크 처리에 의해 형성되고, 이에 따라, EMI 차폐층(108)은 도 2c의 제 2 금속층의 패턴 프로파일과 동일한 패턴 프로파일을 가진다. EMI 차폐층(108)은 투명 전도성 물질 또는 금속에 의해 만들어진다.
도 2d에 도시된 EMI 차폐층(108)이 형성된 후, 보호층으로서 작용하는 (도 3a 및 도 3b에 도시된) 절연층(116)은 EMI 차폐층(108)을 피복하도록 형성된다. 다음으로, 절연층들(116, 114) 및 EMI 차폐층(108)은 컨택 윈도우들(C1?C4)을 위한 컨택 개방부들을 형성하기 위하여 제 4 포토-마스크 처리에 의해 패턴화된다.
도 2e는 도 1의 화소 구조(Pn)의 전도층의 개략적인 상면도이다. 도 1 및 도 2e를 참조하면, 전도층은 판독 라인들(RLn 및 RLn -1), 화소 전극(104) 및 전도성 패턴(110)을 포함한다. 실시예에 따르면, 도 2e에 도시된 구성요소들은 제 5 포토-마스크 처리에 의해 형성되고, 이에 따라, 도 2e에 도시된 이 구성요소들은 동시에 그리고 동일한 층 내에 형성된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다. 도 4를 참조하면, 실시예의 디스플레이 패널은 제 1 기판(10), 제 2 기판(20), 및 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20) 사이에 배치된 디스플레이 매체(30)를 포함한다.
제 1 기판(10)은 유리, 석영(quartz), 유기 물질 또는 금속으로 이루어질 수 있다. 제 1 기판(10)은 그 위에 화소 어레이(12)를 가지고, 화소 어레이(12)는 도 1에 도시된 바와 같은 화소 어레이일 수 있다.
제 2 기판(20)은 유리, 석영, 유기 물질 등으로 이루어질 수 있다. 실시예에서, 제 2 기판(20)은 그 위에 배치된 전극층(22)을 가진다. 전극층(22)은 투명 전극층일 수 있고, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)로 이루어질 수 있다. 전극층(22)은 제 2 기판(20)을 완전히 피복하고, 직류 전압과 같은 공통 전압에 전기적으로 접속된다. 또한, 또 다른 실시예에 따르면, 적색, 녹색 및 청색 필터 패턴들을 포함하는 컬러 필터층(도시하지 않음)이 제 2 기판(20) 위에 배치될 수도 있다. 또한, 광 차폐 패턴층(도시하지 않음)이 제 2 기판(20) 위에 배치될 수도 있고, 컬러 필터 어레이의 패턴들 사이에 배치될 수 있으며, 그것은 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 지칭된다.
실시예에서, 제 1 기판(10) 및 제 2 기판(20) 사이에 배치된 디스플레이 매체(30)는 액정 물질을 포함한다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 디스플레이 매체(30)는 유기 발광 물질(organic light emitting material), 전기영동 디스플레이 물질(electrophoretic display material) 또는 플라즈마 디스플레이 물질과 같은 다른 디스플레이 물질들일 수도 있다.
제 1 기판(10), 제 2 기판(20) 및 디스플레이 매체(30)가 도 4에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널을 형성하도록 조립된 후, (도 5에 도시된 바와 같이) 복수의 화소 유닛들이 형성되고, 각각의 화소 유닛은 화소 구조들 중의 하나에 대응한다. 도 5에는, 도 4의 디스플레이 패널의 화소 유닛들의 등가 회로가 도시된다. 도 5를 참조하면, 화소 구조(Pn)에 부가하여, 액정 커패시터(Clc)도 각각의 화소 유닛 내에 형성된다. 액정 커패시터(Clc)는 (도 4에 도시된 바와 같은) 제 1 기판(10) 위의 화소 구조(Pn)의 화소 전극, 제 2 기판(20) 위의 전극층(22), 및 화소 구조(Pn) 및 전극층(22) 사이의 액정 물질(30)에 의해 형성된다.
실시예에 따르면, 제 2 기판(20) 위의 전극층(22)은 직류 전압과 같은 공통 전압(Vcom)에 전기적으로 접속된다. 커패시터 전극 라인들(CL1,..., CLn -1, CLn, CLn+1...)도 직류 전압과 같은 이 공통 전압(Vcom)에 전기적으로 접속된다. 그러므로, 각각의 화소 유닛의 액정 커패시터(Clc)의 하나의 단부는 공통 전압(Vcom)에 전기적으로 접속된다. 그러므로, 화소 구조(Pn)에서, 스위치 장치(T2) 및 능동 장치(T1)는 2개의 인접한 주사 라인(SLn 및 SLn -1)에 각각 전기적으로 접속된다. 즉, 능동 장치(T1) 및 감지 장치(102)는 공통 주사 라인(SLn)을 공유할 때에 상이한 커패시터 전극 라인(CLn +1 및 CLn)과 전기적으로 결합된다.
발명의 범위 또는 취지로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 구조에 대한 다양한 수정들 및 변형들이 행해질 수 있다는 것은 당업자들에게 명백할 것이다. 상기한 바를 고려하면, 이 발명의 수정들 및 변형들이 다음의 청구범위 및 그 등가물들의 범위 내에 속한다면, 본 발명이 이 발명의 수정들 및 변형들을 포괄하도록 의도된 것이다.
CLn : 커패시터 전극 라인 RLn : 판독 라인
DLn : 데이터 라인 SLn : 주사 라인
102 : 감지 장치 104 : 화소 전극
110 : 전도성 패턴 T1 : 능동 장치
T2 : 스위치 장치 T3 : 포토 센서 장치

Claims (12)

  1. 복수의 화소 구조들을 포함하는 화소 어레이로서,
    상기 화소 구조들은,
    화소 구조를 둘러싸고 기판 위에 배치된 2개의 인접한 주사 라인들 및 2개의 인접한 데이터 라인들; 및
    상기 주사 라인들 중 하나와 화소 전극에 전기적으로 접속된 능동 장치를 포함하고,
    상기 데이터 라인과 중첩되는 판독 라인;
    상기 판독 라인 및 상기 데이터 라인 사이의 전자기 간섭(EMI : electro-magnetic interference) 차폐층; 및
    상기 판독 라인에 전기적으로 접속된 감지 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 화소 어레이.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 및 대향하는 기판 사이에 배치된 디스플레이 매체를 더 포함하는, 화소 어레이.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 판독 라인 및 상기 화소 전극은 동일한 층 내에 있는, 화소 어레이.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 EMI 차폐층은 상기 데이터 라인과 중첩되고, 상기 판독 라인은 상기 EMI 차폐층과 중첩되는, 화소 어레이.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 EMI 차폐층은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되는, 화소 어레이.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 EMI 차폐층의 물질은 전도성 물질 또는 금속을 포함하는, 화소 어레이.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 능동 장치는 상기 주사 라인에 전기적으로 접속된 게이트, 상기 데이터 라인에 전기적으로 접속된 소스, 및 상기 화소 전극에 전기적으로 접속된 드레인을 포함하고, 상기 EMI 차폐층은 상기 소스, 상기 드레인 및 상기 데이터 라인의 패턴 프로파일과 동일한 패턴 프로파일을 가지는, 화소 어레이.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 화소 구조들은 상기 화소 전극과 전기적으로 결합하는 커패시터 전극 라인을 더 포함하는, 화소 어레이.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지 장치는,
    상기 주사 라인 및 상기 판독 라인에 전기적으로 접속되는 스위치 장치; 및
    상기 스위치 장치에 전기적으로 접속되는 포토 센서 장치를 포함하는, 화소 어레이.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지 장치는 상기 능동 장치와 결합되지 않는 상기 주사 라인에 접속되는, 화소 어레이.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 판독 라인 및 상기 데이터 라인은 동일한 제조 처리에 의해 제조되지 않는, 디스플레이 패널.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 라인은 상기 판독 라인 및 상기 EMI 차폐층 상부에 있는, 디스플레이 패널.
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