KR20130016980A - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130016980A
KR20130016980A KR1020110079211A KR20110079211A KR20130016980A KR 20130016980 A KR20130016980 A KR 20130016980A KR 1020110079211 A KR1020110079211 A KR 1020110079211A KR 20110079211 A KR20110079211 A KR 20110079211A KR 20130016980 A KR20130016980 A KR 20130016980A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent conductive
gate
electrode
layer
insulating substrate
Prior art date
Application number
KR1020110079211A
Other languages
English (en)
Inventor
김철
박수빈
문승환
이병준
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020110079211A priority Critical patent/KR20130016980A/ko
Priority to US13/312,144 priority patent/US8730206B2/en
Publication of KR20130016980A publication Critical patent/KR20130016980A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Abstract

표시 장치를 제공한다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 상부면 및 하부면을 갖는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판의 상부면 위에 위치하는 투명 도전막, 상기 제1 절연 기판의 하부면 위에 위치하는 게이트선, 상기 게이트선 위에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 위치하는 반도체층, 상기 반도체층 위에 위치하고, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터선 그리고 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 절연 기판의 하부면이 외부로 향하는 방향을 제1 방향이라고 할 때, 상기 제1 방향을 따라 상기 게이트선, 상기 게이트 절연막, 상기 반도체층 및 상기 데이터선이 순차적으로 적층되어 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치 센서를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 등은 다양한 입력 장치를 이용하여 기능을 수행한다. 최근, 이러한 입력 장치로서 터치 패널을 구비하는 입력 장치가 많이 사용되고 있다.
터치 패널 장치(touch panel device)는 터치 패널의 화면 위에 손가락 또는 터치 펜(touch pen, stylus) 등을 접촉해 문자나 그림을 쓰고 그리거나, 아이콘을 실행시켜 컴퓨터 등의 기계에 원하는 명령을 수행시키는 장치를 말한다. 터치 패널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아내고 이에 따라 영상을 표시할 수 있다.
이와 같은 터치 패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 그리고 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM) 등으로 나뉠 수 있다.
정전 용량 방식의 터치 패널은 투명 전극이 형성된 필름을 포함하고, 투명 전극에 전압을 인가한 후 손가락, 도전체 물체 등의 접촉에 의한 전압 변화를 측정하여 터치 여부 및 터치 위치를 알 수 있다.
종래의 정전 용량 방식의 터치 패널은 표시 패널 상부에 센싱을 위한 2개의 투명 도전막과 그 사이에 위치하는 절연층을 포함하거나 표시 패널 내부에 센싱을 위한 추가적인 금속막 및 절연막을 형성해야 하기 때문에 공정이 복잡해지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치 패널 구조를 단순화하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 상부면 및 하부면을 갖는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판의 상부면 위에 위치하는 투명 도전막, 상기 제1 절연 기판의 하부면 위에 위치하는 게이트선, 상기 게이트선 위에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 위치하는 반도체층, 상기 반도체층 위에 위치하고, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터선 그리고 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 절연 기판의 하부면이 외부로 향하는 방향을 제1 방향이라고 할 때, 상기 제1 방향을 따라 상기 게이트선, 상기 게이트 절연막, 상기 반도체층 및 상기 데이터선이 순차적으로 적층되어 있다.
상기 투명 도전막과 상기 게이트선 사이에 정전 용량이 발생하여 상기 투명 도전막과 상기 게이트선이 터치 센서를 구성할 수 있다.
상기 투명 도전막은 상기 게이트선과 교차하는 방향으로 뻗을 수 있다.
상기 게이트선은 가로 방향으로 뻗어 있고, 상기 게이트선에서 돌출되어 형성된 게이트 전극을 포함하고, 상기 투명 도전막은 상기 게이트 전극과 교차할 수 있다.
상기 투명 도전막은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 투명 도전막이 상기 게이트 전극과 중첩하는 부분이고, 상기 제2 영역은 상기 투명 도전막이 상기 게이트 전극과 중첩하지 않으면서 상기 게이트 전극과 인접한 부분일 수 있다.
상기 제1 영역의 폭은 상기 제2 영역의 폭보다 작을 수 있다.
상기 투명 도전막은 평면도 상에서 볼 때 상기 게이트 전극을 둘러싼 형태를 가질 수 있다.
상기 게이트선과 동일한 층에 위치하는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 공통 전극과 상기 투명 도전막이 교차할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 투명 도전막 위에 위치하는 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 절연 기판과 마주 보는 제2 절연 기판 그리고 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 상부면 및 하부면을 갖는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판의 상부면 위에 위치하는 복수의 투명 도전막, 상기 제1 절연 기판의 하부면 위에 위치하는 복수의 게이트선 그리고 상기 제1 절연 기판의 하부면이 외부로 향하는 방향을 제1 방향이라고 할 때, 상기 제1 방향을 따라 상기 복수의 게이트선 위에 순차적으로 위치하는 게이트 절연막, 반도체층, 복수의 데이터선을 포함하고, 상기 복수의 투명 도전막과 상기 복수의 게이트선은 터치 센서 유닛을 형성하고, 상기 터치 센서 유닛에서 상기 복수의 투명 도전막은 병렬 연결되어 있다.
상기 복수의 투명 도전막 중 하나의 투명 도전막과 상기 복수의 게이트선 중 하나의 게이트선 사이에 정전 용량이 발생하여 상기 투명 도전막과 상기 게이트선이 터치 센서를 구성할 수 있다.
상기 투명 도전막은 상기 게이트선과 교차하는 방향으로 뻗을 수 있다.
상기 게이트선은 가로 방향으로 뻗어 있고, 상기 게이트선에서 돌출되어 형성된 게이트 전극을 포함하고, 상기 투명 도전막은 상기 게이트 전극과 교차할 수 있다.
상기 투명 도전막은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 투명 전도막이 상기 게이트 전극과 중첩하는 부분이고, 상기 제2 영역은 상기 투명 전도막이 상기 게이트 전극과 중첩하지 않으면서 상기 게이트 전극과 인접한 부분일 수 있다.
상기 제1 영역의 폭은 상기 제2 영역의 폭보다 작을 수 있다.
상기 투명 도전막은 평면도 상에서 볼 때 상기 게이트 전극을 둘러싼 형태를 가질 수 있다.
상기 게이트선과 동일한 층에 위치하는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 공통 전극과 상기 투명 도전막이 교차할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 복수의 투명 도전막 위에 위치하는 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 센서 유닛은 열방향을 따라 복수개가 형성될 수 있다.
상기 터치 센서 유닛은 상기 복수의 투명 도전막 각각의 끝부분을 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 패널 구조와 무관하게 박막 트랜지스터 표시판 위에 센싱을 위한 하나의 투명 도전막을 형성하고, 박막 트랜지스터의 게이트선과의 정전 용량을 이용하여 터치 패널을 구현한다. 따라서, 터치 패널 구조를 단순화하고 센싱에 영향을 미치는 정전 용량을 증가시켜 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 터치 센서 유닛을 나타내는 개략적인 배치도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5의 복수의 터치 센서 유닛 가운데 하나를 나타내는 평면도들이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 센서를 포함하는 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 박막 트랜지스터를 포함하는 상부 표시판(100)과 색필터(230)를 포함하는 하부 표시판(200)이 서로 마주보고, 상부 표시판(100)과 하부 표시판(200) 사이에 액정층(3)이 위치한다.
일반적인 구조와 달리 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 표시판(100)이 상부에 위치하고, 상부 표시판(100)과 대응하는 표시판(200)이 하부에 위치한다.
이하, 상부 표시판(100)에 대해 설명하기로 한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 기판(110) 위에 게이트선(미도시)을 포함한다. 제1 기판(110)은 상부면과 하부면을 갖는다. 제1 기판(110)의 하부면 위에 주로 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선과 게이트선으로부터 돌출되어 형성된 게이트 전극(124)이 위치한다. 게이트 전극(124)과 동일한 층에 일정한 기준 전압을 전달하고, 뒤에서 설명할 기준 전극(271, 275)과의 접속을 위한 확장부(135)를 포함하는 기준 전압선(미도시)이 위치한다.
게이트선은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
기준 전압선은 게이트선과 평행할 수 있으며, 게이트선과 동일 물질로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(124) 및 기준 전압선의 확장부(135) 위에는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체층(154)이 위치한다. 반도체층(154)은 게이트 전극(124)과 적어도 일부 중첩한다.
반도체층(154) 위에 서로 마주보는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)이 위치한다. 소스 전극(173)에 전기적으로 연결되고 게이트선과 교차하는 방향으로 뻗어 있는 데이터선(미도시)이 게이트 절연막(140) 위에 위치한다.
데이터선은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선 및 기준 전압선과 교차할 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 형성된다.
반도체층(154)과 소스 전극(173) 사이 그리고 반도체층(154)과 드레인 전극(175) 사이에 저항성 접촉 부재(미도시)가 형성될 수 있다. 저항성 접촉 부재는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.
드레인 전극(175)의 일부 및 게이트 절연막(140) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 드레인 전극(175)의 일부를 덮고 있어, 그 위에 배치되어 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 직접 연결된다.
화소 전극(191)은 ITO(Indium tin oxide), 또는 IZO(Indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
소스 전극(173), 드레인 전극(175), 노출된 반도체층(154) 그리고 화소 전극(191) 위에는 보호막(180)이 위치한다. 보호막(180)은 질화 규소와 산화 규소 따위의 무기 절연물로 만들어진다. 그러나 보호막(180)은 유기 절연물로 만들어질 수 있으며 표면이 평탄할 수 있다. 유기 절연물의 경우 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하일 수 있다. 보호막(180)은 또한 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체층(154) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수도 있다.
보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 기준 전압선의 확장부(135)를 드러내는 접촉 구멍(183)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 기준 전극(271, 275)이 형성되어 있다. 기준 전극(271, 275)은 화소 전극(191)과 중첩하며, 복수의 가지 전극(271)과 복수의 가지 전극(271)을 연결하는 연결부(미도시)를 포함한다. 기준 전극(271, 275)은 ITO(indium tin oxide), 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어진다. 인접한 화소에 배치되어 있는 기준 전극(271, 275)은 서로 연결되어 있다.
도시하지는 않았지만, 기준 전극(271, 275) 및 보호막(180) 위에는 배향막(alignment layer)이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치에서 제1 기판(110)의 하부면이 외부로 향하는 방향을 제1 방향(D1)이라고 할 때, 앞에서 설명한 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선, 게이트 절연막(140), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 제1 방향(D1)을 따라 순차적으로 적층되어 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치에서 제1 기판(110)의 상부면 위에 투명 도전막(125)이 위치한다. 투명 도전막(125)은 ITO(indium tin oxide), 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어지고, 투명 도전막(125)을 형성하기 위해 스퍼터링 또는 화학 기상 증착법 등의 방법을 사용할 수 있다.
투명 도전막(125)은 앞에서 설명한 게이트선이 뻗어 있는 방향과 교차하는 방향으로 형성될 수 있고, 게이트 전극(124)과 중첩한다.
투명 도전막(125)과 게이트선 특히 게이트 전극(124)과의 사이에 제1 기판(110)이 게재되어 있고, 투명 도전막(125)과 게이트 전극(124)은 정전 용량을 형성한다. 정전 용량을 형성하는 투명 도전막(125)과 게이트 전극(124)은 터치 센서 역할을 한다.
투명 도전막(125) 위에 편광판(410)이 위치한다.
그러면, 이하에서는 하부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제2 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛 샘을 막아준다.
제2 기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(미도시)이 형성될 수 있다. 덮개막은 무기 절연물 또는 유기 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막은 생략할 수 있다.
차광 부재(220)가 형성된 제2 기판(210)의 면과 반대되는 면에 편광판(510)이 위치한다. 제2 기판(210) 하부면에 형성된 편광판(510)은 생략될 수 있다.
상부 표시판(100)과 하부 표시판(200) 사이에 액정층(3)이 위치한다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 기준 전극(271, 275)은 기준 전압선의 확장부(135)로부터 일정한 크기의 기준 전압을 인가 받는다. 표시 영역 외부에 배치되어 있는 기준 전압 인가부(미도시)로부터 기준 전압을 인가 받지만, 표시 영역 내에서 전압 강하 등을 방지하기 위하여, 기준 전극(271, 275)은 서로 연결되어 기준 전압선(131)으로부터 같은 크기의 기준 전압을 인가 받는다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 기준 전압을 인가 받는 기준 전극(271)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 271) 사이에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자가 회전한다. 이와 같이 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 액정층(3)의 액정 분자가 소정 각도로 선경사되도록 배향막이 러빙되어 있다. 액정 분자는 선경사된 방향으로 빨리 회전할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 화소 전극(191)은 게이트 절연막(140)과 보호막(180) 사이에 배치되어 있고, 드레인 전극(175)의 일부를 덮어 직접 물리적 전기적으로 연결되기 때문에, 접촉 구멍을 통해 연결되는 기존의 액정 표시 장치에 비하여 개구율이 증가할 수 있다.
본 실시예에서 색필터(230) 및 차광 부재(220)가 하부 표시판(200)에 위치하는 것으로 설명하였으나, 색필터(230) 및 차광 부재(220) 중 적어도 하나가 상부 표시판(100)에 위치할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서의 구성에 대해 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1에서 설명한 실시예에서 터치 센서를 구성하는 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125)의 구조에 대해 나타내고 있다.
도 2를 참고하면, 게이트선(121)이 가로 방향을 따라 뻗어 있고, 게이트선(121)으로부터 게이트 전극(124)이 돌출되어 있다. 투명 도전막(125)은 제1 영역(125a) 및 제2 영역(125b)을 갖는다. 투명 도전막(125)은 게이트선(121)과 교차하는 방향을 따라 형성되어 있고, 제1 영역(125a)은 투명 도전막(125)이 게이트 전극(124)과 중첩하는 부분이고, 제2 영역(125b)은 투명 도전막(125)이 게이트 전극(124)과 중첩하지 않으면서 게이트 전극(124)과 인접한 부분이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121)과 투명 도전막(125) 사이에는 제1 기판(110)이 게재되어 있다. 이에 따라, 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125)의 제1 영역(125a) 사이에 오버랩 커패시턴스(Coverlap)가 발생하고, 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125)의 제2 영역(125b) 사이에 프린지(fringe) 커패시턴스(Cf1, Cf2)가 발생한다. 투명 도전막(125)의 제1 영역(125a)의 폭은 제2 영역(125b)의 폭보다 작도록 설계한다. 터치 센서(TS)에 외부 접촉이 있는 경우, 오버랩 커패시턴스(Coverlap)는 변화가 없고, 주로 프린지 커패시턴스(Cf1, Cf2)가 변한다. 따라서, 본 실시예에서는 폭 설계를 통해 프린지 커패시턴스(Cf1, Cf2) 대비하여 오버랩 커패시턴스(Coverlap)의 크기를 줄임으로써 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125) 사이의 정전 용량 변화를 민감하게 감지할 수 있다.
게이트선(121)을 통해 게이트 전압이 인가되고, 투명 도전막(125)을 통해 센싱 전압이 인가되면 터치 여부에 따라 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125) 사이에 발생하는 정전 용량에 변화가 발생하고, 이 변화를 감지하여 터치 부위를 감지할 수 있다. 따라서, 투명 도전막(125)과 게이트 전극(124)이 터치 센서(TS)가 된다. 이와 같이 하나의 터치 센서(TS)의 정전 용량의 측정값은 대략 0.97 팸토 패럿(fF)이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참고하면, 도 2의 실시예와 같이 게이트선(121)이 가로 방향을 따라 뻗어 있고, 게이트선(121)으로부터 게이트 전극(124)이 돌출되어 있다. 투명 도전막(125)은 제1 영역(125a) 및 제2 영역(125b)을 갖는다.
하지만 본 실시예에 따른 투명 도전막(125)의 제2 영역(125b)은 도 2의 실시예에서 설명한 투명 도전막(125)의 제2 영역(125b)이 연장되어 게이트 전극(124)의 옆면을 둘러싸고 있는 형태를 갖는다. 즉, 도 3의 실시예에서 제2 영역(125b)의 면적이 도 2의 실시예에서 설명한 제2 영역(125b) 보다 커진다.
따라서, 터치 센서(TS)를 구성하는 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125) 사이에서 발생하는 정전 용량이 커지게 되고, 터치 부위를 감지하는 민감도가 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 하나의 터치 센서(TS)의 정전 용량의 측정값은 대략 1.156 팸토 패럿(fF)이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 센서를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참고하면, 게이트선(121)과 이웃하여 기준 전압선(131)이 위치한다. 투명 도전막(135)은 게이트선(121)뿐만 아니라 기준 전압선(131)과 교차하여 형성되고, 투명 도전막의 제2 영역(125b)과 기준 전압선(131) 사이에 추가적인 오버랩 커패시턴스(Coverlap2) 및 프린지 커패시턴스(Cf3, Cf4)가 발생한다. 따라서, 터치 센서(TS) 전체의 정전 용량이 커지게 되고, 터치 부위를 감지하는 민감도가 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 하나의 터치 센서(TS)의 정전 용량의 측정값은 대략 1.39 팸토 패럿(fF)이다.
이상에서 설명한 하나의 터치 센서(TS)의 정전 용량의 측정값은 0.97 팸토 패럿 내지 1.39 팸토 패럿으로 매우 작다. 따라서, 터치 부위를 효과적으로 감지하기 위해 터치 부위의 정전 용량값을 키울 필요가 있다.
이하에서는 터치 부위를 효과적으로 감지하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 복수의 터치 센서 유닛에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 터치 센서 유닛을 나타내는 개략적인 배치도이다. 도 6 내지 도 8은 도 5의 복수의 터치 센서 유닛 가운데 하나를 나타내는 평면도들이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 표시 패널(300) 내에 복수의 터치 센서 유닛(TSU)이 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 게이트 구동부(400)에서 발생한 게이트 신호가 터치 센서 유닛(TSU)에 인가되고, 터치 센서 유닛(TSU) 내에 있는 게이트선(121)을 따라 게이트 신호가 인가된다.
터치 센서 유닛(TSU)은 가로 방향으로 복수의 게이트선(121)이 뻗어 있고, 게이트선(121)과 교차하는 방향을 따라 복수의 투명 도전막(125)이 뻗어 있다. 터치 센서 유닛(TSU)의 복수의 투명 도전막(125)은 연결 배선(185)에 의해 터치 신호 제어부(TSP)와 연결되어 있다. 터치 신호 제어부(TSP)는 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125) 사이의 정전 용량이 변화하는 정도를 측정하여 터치 여부와 터치 위치를 검출한다.
도 1에서 설명한 대부분의 구성 요소에 관한 설명은 도 5의 실시예에 적용될 수 있다.
도 6을 참고하면, 하나의 터치 센서 유닛(TSU)은 복수의 터치 센서(TS)가 서로 연결되어 있고, 복수의 투명 도전막(125) 각각의 끝부분이 연결부(600)에 의해 연결되어 있다. 도면 상에서 투명 도전막(125)의 상단 끝부분이 연결부(600)에 의해 연결되어 있는 형태를 나타내지만, 투명 도전막(125)의 하단 끝부분이 또 다른 연결부(미도시)에 의해 연결될 수도 있다.
연결부(600)에 의해 열 방향으로 이웃하는 복수의 투명 도전막(125)은 서로 병렬 연결될 수 있다.
도 6의 실시예에 따른 터치 센서 유닛(TSU) 각각은 복수의 터치 센서(TS)가 연결되어 대략 1.8 피코 패럿(pF)의 정전 용량 값을 가질 수 있다.
도 6의 실시예는 앞서 설명한 도 2의 실시예에 따른 터치 센서(TS)가 복수개 연결된 형태를 나타낸다. 도 6에서 "A"로 표기한 부분이 도 2의 실시예에 따른 터치 센서(TS)에 대응할 수 있다.
도 7을 참고하면, 도 6의 실시예와 대부분 동일하고, 다만 도 6의 실시예와 달리 앞서 설명한 도 3의 실시예에 따른 터치 센서(TS)가 복수개 연결된 형태를 나타낸다. 도 7에서 "B"로 표기한 부분이 도 3의 실시예에 따른 터치 센서(TS)에 대응할 수 있다.
도 7의 실시예에 따른 터치 센서 유닛(TSU) 각각은 복수의 터치 센서(TS)가 연결되어 대략 1.95 피코 패럿(pF)의 정전 용량 값을 가질 수 있다.
도 8을 참고하면, 도 6의 실시예와 대부분 동일하고, 다만 도 6의 실시예와 달리 앞서 설명한 도 4의 실시예에 따른 터치 센서(TS)가 복수개 연결된 형태를 나타낸다. 도 8에서 "C"로 표기한 부분이 도 4의 실시예에 따른 터치 센서(TS)에 대응할 수 있다.
도 8의 실시예에 따른 터치 센서 유닛(TSU) 각각은 복수의 터치 센서(TS)가 연결되어 대략 2.25 피코 패럿(pF)의 정전 용량 값을 가질 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 표시 장치에 대하여 PLA(Plane to line switching) 타입의 패널을 갖는 액정 표시 장치를 기준으로 설명하였다. 하지만, 본 발명의 특징은 제1 기판(110)을 사이에 두고 게이트 전극(124)과 투명 도전막(125) 사이에 발생하는 정전 용량 변화를 검출하여 터치 위치를 판별하는데 있기 때문에 패널 구조는 PLA(Plane to line switching) 타입에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, VA(Vertically Alignment) 타입, TN(Twisted Nematic) 타입, IPS(In-Plane Switching) 타입 등의 다양한 패널 구조에 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110, 210 기판 121 게이트선
124 게이트 전극 125 투명 도전막
140 게이트 절연막 173 소스 전극
175 드레인 전극 180 보호막
191 화소 전극 271, 275 기준 전극
410, 510 편광판

Claims (21)

  1. 상부면 및 하부면을 갖는 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판의 상부면 위에 위치하는 투명 도전막,
    상기 제1 절연 기판의 하부면 위에 위치하는 게이트선,
    상기 게이트선 위에 위치하는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 위치하는 반도체층,
    상기 반도체층 위에 위치하고, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터선 그리고
    상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 절연 기판의 하부면이 외부로 향하는 방향을 제1 방향이라고 할 때, 상기 제1 방향을 따라 상기 게이트선, 상기 게이트 절연막, 상기 반도체층 및 상기 데이터선이 순차적으로 적층되어 있는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 투명 도전막과 상기 게이트선 사이에 정전 용량이 발생하여 상기 투명 도전막과 상기 게이트선이 터치 센서를 구성하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 투명 도전막은 상기 게이트선과 교차하는 방향으로 뻗어 있는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 게이트선은 가로 방향으로 뻗어 있고, 상기 게이트선에서 돌출되어 형성된 게이트 전극을 포함하고,
    상기 투명 도전막은 상기 게이트 전극과 교차하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 투명 도전막은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 투명 도전막이 상기 게이트 전극과 중첩하는 부분이고, 상기 제2 영역은 상기 투명 도전막이 상기 게이트 전극과 중첩하지 않으면서 상기 게이트 전극과 인접한 부분인 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 영역의 폭은 상기 제2 영역의 폭보다 작은 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 투명 도전막은 평면도 상에서 볼 때 상기 게이트 전극을 둘러싼 형태를 갖는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 게이트선과 동일한 층에 위치하는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 공통 전극과 상기 투명 도전막이 교차하는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 투명 도전막 위에 위치하는 편광판을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 절연 기판과 마주 보는 제2 절연 기판 그리고
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
  11. 상부면 및 하부면을 갖는 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판의 상부면 위에 위치하는 복수의 투명 도전막,
    상기 제1 절연 기판의 하부면 위에 위치하는 복수의 게이트선 그리고
    상기 제1 절연 기판의 하부면이 외부로 향하는 방향을 제1 방향이라고 할 때, 상기 제1 방향을 따라 상기 복수의 게이트선 위에 순차적으로 위치하는 게이트 절연막, 반도체층, 복수의 데이터선을 포함하고,
    상기 복수의 투명 도전막과 상기 복수의 게이트선은 터치 센서 유닛을 형성하고, 상기 터치 센서 유닛에서 상기 복수의 투명 도전막은 병렬 연결되어 있는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 복수의 투명 도전막 중 하나의 투명 도전막과 상기 복수의 게이트선 중 하나의 게이트선 사이에 정전 용량이 발생하여 상기 투명 도전막과 상기 게이트선이 터치 센서를 구성하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 투명 도전막은 상기 게이트선과 교차하는 방향으로 뻗어 있는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 게이트선은 가로 방향으로 뻗어 있고, 상기 게이트선에서 돌출되어 형성된 게이트 전극을 포함하고,
    상기 투명 도전막은 상기 게이트 전극과 교차하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 투명 도전막은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역은 상기 투명 전도막이 상기 게이트 전극과 중첩하는 부분이고, 상기 제2 영역은 상기 투명 전도막이 상기 게이트 전극과 중첩하지 않으면서 상기 게이트 전극과 인접한 부분인 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 영역의 폭은 상기 제2 영역의 폭보다 작은 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 투명 도전막은 평면도 상에서 볼 때 상기 게이트 전극을 둘러싼 형태를 갖는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 게이트선과 동일한 층에 위치하는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 공통 전극과 상기 투명 도전막이 교차하는 표시 장치.
  19. 제11항에서,
    상기 복수의 투명 도전막 위에 위치하는 편광판을 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제11항에서,
    상기 터치 센서 유닛은 열방향을 따라 복수개가 형성되어 있는 표시 장치.
  21. 제12항에서,
    상기 터치 센서 유닛은 상기 복수의 투명 도전막 각각의 끝부분을 연결하는 연결부를 포함하는 표시 장치.
KR1020110079211A 2011-08-09 2011-08-09 표시 장치 KR20130016980A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110079211A KR20130016980A (ko) 2011-08-09 2011-08-09 표시 장치
US13/312,144 US8730206B2 (en) 2011-08-09 2011-12-06 Display device including a touch sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110079211A KR20130016980A (ko) 2011-08-09 2011-08-09 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130016980A true KR20130016980A (ko) 2013-02-19

Family

ID=47677238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110079211A KR20130016980A (ko) 2011-08-09 2011-08-09 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8730206B2 (ko)
KR (1) KR20130016980A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104238823A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 上海天马微电子有限公司 一种触控显示面板及其制备方法、触控显示装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150019361A (ko) * 2013-08-13 2015-02-25 삼성전자주식회사 디스플레이 패널 및 이를 가지는 디스플레이장치
CN103455205B (zh) * 2013-09-06 2016-08-10 深圳市华星光电技术有限公司 内置式触摸屏及液晶显示器
KR102232774B1 (ko) * 2013-12-27 2021-03-26 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20150105532A (ko) 2014-03-06 2015-09-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 제조 방법
KR20160001174A (ko) 2014-06-26 2016-01-06 삼성전자주식회사 디스플레이 패널의 선형격자의 제조방법
CN105097675B (zh) * 2015-09-22 2018-01-30 深圳市华星光电技术有限公司 阵列基板及其制备方法
CN105116588A (zh) * 2015-09-23 2015-12-02 深圳市华星光电技术有限公司 触控面板及液晶显示器
CN105487275A (zh) * 2016-01-20 2016-04-13 深圳市华星光电技术有限公司 触摸液晶面板的阵列基板、触摸液晶面板及触摸显示屏

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5380723B2 (ja) 2007-08-07 2014-01-08 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 面表示装置及び電子機器
KR20090015482A (ko) 2007-08-08 2009-02-12 써모세람코리아 주식회사 글라스-글라스 타입의 윈도우 일체형 박막 터치패널 및 그제조 방법
US20090079707A1 (en) * 2007-09-24 2009-03-26 Motorola, Inc. Integrated capacitive sensing devices and methods
US8134540B2 (en) 2007-10-16 2012-03-13 Wintek Corporation Touch panel and liquid crystal display panel
CN101676832B (zh) 2008-09-19 2012-03-28 清华大学 台式电脑
KR101414042B1 (ko) 2007-12-07 2014-08-06 삼성디스플레이 주식회사 터치패널 액정표시장치
KR20090075369A (ko) 2008-01-04 2009-07-08 삼성전자주식회사 표시 패널
EP2113827B8 (en) 2008-04-30 2018-09-19 InnoLux Corporation Touch input device
KR20100008566A (ko) * 2008-07-16 2010-01-26 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
JP5571298B2 (ja) 2008-08-07 2014-08-13 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
KR101009672B1 (ko) 2008-09-12 2011-01-19 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널 내장형 액정 표시 장치
TW201122978A (en) * 2009-12-29 2011-07-01 Wintek Corp Active device array substrate and touch display panel
TWI408451B (zh) * 2010-01-21 2013-09-11 Wintek Corp 觸控顯示面板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104238823A (zh) * 2014-09-26 2014-12-24 上海天马微电子有限公司 一种触控显示面板及其制备方法、触控显示装置
CN104238823B (zh) * 2014-09-26 2017-08-25 上海天马微电子有限公司 一种触控显示面板及其制备方法、触控显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20130038569A1 (en) 2013-02-14
US8730206B2 (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6514593B2 (ja) タッチ検出機能付表示装置
US9449992B2 (en) Display apparatus having touch sensing part and method of manufacturing the same
US9436334B2 (en) Touch panel substrate with floating electrode pattern
KR20130016980A (ko) 표시 장치
TWI498797B (zh) 觸控面板及觸控顯示面板
TWI476666B (zh) 內嵌式觸控面板
US8289457B2 (en) Liquid crystal display including touch sensor layer and manufacturing method thereof
US8937690B2 (en) Liquid crystal display device having touch panel
JP5350606B2 (ja) タッチパネル一体型液晶表示装置
KR101712246B1 (ko) 자기 정전용량식 터치 센서 일체형 표시장치
US9235077B2 (en) Liquid crystal display and method for manufacturing the same
US20140078414A1 (en) In-cell touch display panel system using metal wires to connect with sensing electrodes
US20130328829A1 (en) In-cell touch display panel system with increased accuracy of touch positions
US10126891B2 (en) In-cell type display device
US9715137B2 (en) Liquid crystal display device using in-cell touch mode and method for manufacturing the same
JP2007025669A (ja) 表示パネル及びそれを有する表示装置
KR101893111B1 (ko) 센서를 포함하는 표시 장치
JP6356469B2 (ja) 液晶表示装置
US20150042601A1 (en) Touch screen panel and display device including the same
US20230093807A1 (en) Display device
JP2015184741A (ja) センサ付き表示装置
KR20140038242A (ko) 베젤이 최소화된 표시소자
KR20130074975A (ko) 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치
KR20080099955A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid