KR20140037528A

KR20140037528A - 메쉬형 터치 센서를 구비하는 표시장치

Info

Publication number: KR20140037528A
Application number: KR1020120103787A
Authority: KR
Inventors: 송문봉; 고성욱
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-03-27
Also published as: KR101957491B1

Abstract

본 발명은 표시장치의 투과율이 저하되지 않고, 모아레(moire)의 발생이 억제되는 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치에 관한 것으로, 기판의 일면 상에 형성되며, 이웃하는 픽셀들 간의 경계를 정의하는 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러필터 어레이; 및 상기 블랙 매트릭스와 중첩되도록 형성되며, 제 1 방향으로 배열되는 제 1 메쉬 패턴들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배열되는 제 2 메쉬 패턴들을 포함하는 터치 센서를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 메쉬 패턴들의 각각은 상기 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1 금속라인들과, 상기 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 2 금속라인들이 서로 교차하여 형성되는 메쉬형으로 된 패턴이고, 상기 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 블랙 매트릭스와 중첩되도록 형성되고, 상기 블랙 매트릭스의 폭과 같거나 그 보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

메쉬형 터치 센서를 구비하는 표시장치{DISPLAY DEVICE INCLUDING MESH TYPE TOUCH SENSOR}

본 발명은 메쉬형 터치 센서(mesh type touch sensor)를 구비하는 표시장치에 관한 것으로, 특히 표시장치의 투과율 향상 및 모아레(moire) 현상의 문제점을 제거한 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치에 관한 것이다.

최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 표시장치의 화면에 정보를 입력하는 터치 센서 구비 표시장치가 제안되었다.

이러한 터치 센서 구비 표시장치는 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 널리 이용되고 있다.

표시장치에 사용되는 터치 센서는 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배(voltage gradient)로 판단하는 저항막 방식(resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량 방식(capacitive type), 전자 펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(electromagnetic type) 등으로 구별될 수 있으며, 그 외에도 광학 방식, 초음파 방식 등이 알려져 있다.

이와 같은 터치감지 방법 중, 저항막 방식은 상부 기판 상에 터치가 이루어져 터치 압력이 가해지면 상, 하기판의 투명 도전막이 기계적으로 접촉하게 되는데, 이 때 상대 기판의 접촉점에 형성된 X축, Y축의 전위를 감지하여 터치위치를 검출한다. 이러한 저항막 방식에 의하면 기계적 접촉이 수반되므로 상대적으로 정확한 터치위치를 감지할 수 있는 이점이 있지만, 터치된 X축과 Y축 위치의 전위를 감지한 전위값에 의해 간접적으로 터치위치를 검출하므로 아날로그 디지털 컨버터(ADC, Analog Digital Converter)가 반드시 필요하고 접촉력이 작은 경우에는 터치위치를 감지하기 어려운 문제점이 있다.

이에 대해, 정전용량 방식은 X축 방향과 Y축 방향으로 터치 전극들을 교차시켜 매트릭스를 형성하고, 매트릭스 상의 임의의 위치에서 터치가 이루어지는 경우, 정전용량이 변화되는 매트릭스 상의 X축과 Y축의 좌표를 찾아내어 터치 위치를 검출하므로 접촉력이 작은 경우에도 터치위치를 감지할 수 있는 이점이 있다.

그러나, 정전용량 방식 터치 센서에 사용되는 터치 전극들은 일반적으로 산화인듐(In₂O₂)과 산화주석(SnO₂)의 고용체(solid solution)인 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성한다. ITO는 투명 도전성 물질로 표시장치용의 터치센서로 적합하기는 하지만 RC 상수값(Resistance Capacitance Constant Value)이 크기 때문에 터치 센서의 감도를 저하시킨다는 문제점이 있었다.

최근에는 터치 전극의 재료로서 사용되는 ITO의 RC 상수값을 줄이기 위해 ITO 대신 금속재료를 사용하여 X축 방향의 터치 전극들과 Y방향의 터치 전극들을 형성하는 방법이 제안되었다.

그러나, 터치 전극으로 금속 재료를 이용할 경우, 금속 재료의 불투명성으로 인하여, 표시장치의 시인성이 저하된다는 문제점이 있었으며, 시인성을 향상시키기 위해 배선 폭을 감소시키는 경우, 사용자의 터치를 인식하기 위해 필요한 충분한 정전용량을 확보할 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해소시키기 위해, 얇은 배선폭을 갖는 금속 선으로 특정한 형상을 갖는 메쉬 패턴(mesh pattern)을 형성하여 이들이 X축 및 Y축 터치 전극들로 기능하게 하는 구조가 제안되었다.

도 1은 종래의 기술에 따른 메쉬 패턴을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 메쉬 패턴을 적용하여 형성한 X 방향의 터치 전극과 Y방향의 터치 전극의 일례를 도시한 평면도이다. 도 1을 참조하면, 메쉬 패턴(10)은 X 방향으로 배열된 복수의 금속라인들(11)과 X축 방향과 교차하는 Y방향으로 배열된 복수의 금속라인들(12)로 구성된다. 도 2를 참조하면, 터치 센서(20)는 도 1에 도시된 메쉬 패턴(10)을 적용하여 형성된 X 방향의 터치 전극(21)과 Y방향의 터치 전극(22)을 포함한다. 이와 같이 구성된 터치 센서(20)가 표시장치에 적용되면, 단순히 금속 재료를 이용하여 형성한 터치 전극을 포함하는 터치 센서에 비해 정전용량은 증가된다. 그러나, 이 터치 센서(20)는 표시장치와 결합되어 사용될 경우, 메쉬 패턴에 의해 투과율이 저하될 뿐 아니라 표시장치의 컬러필터 어레이에 내장된 블랙 매트릭스(black matrix)와 간섭을 일으켜 모아레(moire)가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 메쉬형 터치 전극을 갖는 터치 센서를 표시장치에 적용하더라도 투과율을 저하시키지 않고, 모아레 등을 발생시키지 않는 표시장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적 달성을 위해, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는, 기판의 일면 상에 형성되며, 이웃하는 픽셀들 간의 경계를 정의하는 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러필터 어레이; 및 상기 블랙 매트릭스와 중첩되도록 형성되며, 제 1 방향으로 배열되는 제 1 메쉬 패턴들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배열되는 제 2 메쉬 패턴들을 포함하는 터치 센서를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 메쉬 패턴들의 각각은 상기 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1 금속라인들과, 상기 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 2 금속라인들이 서로 교차하여 형성되는 메쉬형으로 된 패턴이고, 상기 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 블랙 매트릭스와 중첩되도록 형성되고, 상기 블랙 매트릭스의 폭과 같거나 그 보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 제 1 및 제 2 금속라인들과 상기 블랙 매트릭스의 중첩비는 1:n (n은 자연수)의 관계로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들과, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 커버 글라스의 일면에 형성되고, 상기 커버 글라스는 제 1 메쉬 패턴들 및 제 2 메쉬 패턴들이 상기 컬러필터 기판의 타면과 접하도록 상기 기판에 접착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들과, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 컬러필터 기판의 타면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들과, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 블랙 매트릭스 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 일면에 형성되고, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 2 필름의 일면에 형성되며, 상기 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 제 2 필름의 타면에 접착되고, 상기 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 기판의 타면에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 일면에 형성되고, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 타면에 형성되며, 상기 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 기판의 타면에 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 커버 글라스의 일면에 형성되고, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 일면에 형성되며, 상기 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 제 1 필름의 일면에 접착되고, 상기 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 커버 글라스의 일면에 부착되며, 상기 제 1 필름의 타면은 상기 기판의 타면에 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따를 터치센서를 구비하는 표시장치에 따르면, 터치 센서의 메쉬 패턴을 구성하는 금속라인이 컬러필터 어레이의 기판에 형성된 블랙 매트릭스와 중첩되게 형성되고, 그 선폭이 블랙 매트릭스의 폭과 같거나 좁게 형성되므로, 금속라인에 의한 표시장치의 투과율이 저하되지 않고, 블랙 매트릭스와 간섭을 일으키지도 않게 되므로 모아레(moire)의 발생이 억제되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 터치 센서에 적용된 메시 패턴을 도시한 평면도,
도 2는 도 1의 메시 패턴을 적용하여 형성한 터치 센서의 X 방향의 터치 전극과 Y방향의 터치 전극의 일례를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메시형 터치 센서를 도시한 평면도,
도 4는 도 3에 도시된 메시형 터치 센서의 메시 패턴과 라우팅 배선 및 패드의 관계를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 터치 센서가 표시장치에 적용되는 경우, 터치 센서의 메쉬 패턴을 구성하는 금속라인이 형성되는 위치를 나타낸 제 1 예의 평면도,
도 6은 본 발명의 터치 센서가 표시장치에 적용되는 경우, 터치 센서의 메쉬 패턴을 구성하는 금속라인이 형성되는 위치를 나타낸 제 2 예의 평면도,
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬형 터치 센서가 표시장치에 적용되는 경우의 다양한 예들을 도시한 단면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.

우선, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 메쉬형 터치 센서에 대해 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메시형 터치 센서를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 메시형 터치 센서의 메시 패턴과 라우팅 배선 및 패드의 관계를 도시한 평면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬형 터치 센서는 터치영역(A), 라우팅 배선영역(B) 및 패드영역(C)을 포함한다.

터치영역(A)은 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)과 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)을 포함한다.

복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)은 베이스층(100) 상에 형성되며, 제 1 방향(예를 들면, X축 방향)으로 배열된다. 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2) 중 제 1 행의 전극열(TS1)은 제 1-1 메쉬 패턴(TS11), 제 1-2 메쉬 패턴(TS12), 및 제 1-3 메쉬 패턴(TS13)을 포함하고, 제 2 행의 전극열(TS2)은 제 2-1 메쉬 패턴(TS21), 제 2-2 메쉬 패턴(TS22), 및 제 2-3 메쉬 패턴(TS23)을 포함한다. 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23)의 각각은 X축 방향의 복수의 금속라인들(110)과 Y축 방향의 복수의 금속라인들(120)이 서로 연결된 메쉬형으로 되어 있다. 또한, 복수의 금속라인들(110, 120)로 형성되는 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23)은 터치 영역 내에서 서로 접촉되지 않도록 분리되어 있다

복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)은 베이스층(100) 상에 형성되며, 제 2 방향(예를 들면, Y축 방향)으로 배열된다. 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3) 중 제 1 열의 전극열(RS1)은 제 3 메쉬 패턴(RS1)으로 구성되고, 제 2 열의 전극열(RS2)은 제 4 메쉬 패턴(RS2)으로 구성되며, 제 3열의 전극열(RS3)은 제 5 메쉬 패턴(RS3)으로 구성된다. 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3) 또한 X축 방향의 금속라인들(110)과 Y축 방향의 금속라인들(120)이 서로 연결된 메쉬형으로 되어 있다. 복수의 금속라인들(110, 120)로 형성되는 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)은 터치 영역 내에서 서로 접촉되지 않도록 분리되어 있으며, 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23)과도 접촉되지 않도록 형성되어 있다.

따라서, 상술한 복수의 제 1 전극열(TS1, TS2)은 도 4에 도시된 바와 같이 X축 방향으로 배열된 제 1 행의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS12)과 제 2 행의 메쉬 패턴들(TS21, TS22, TS23)로 이루어지고, 복수의 제 2 전극열(RS1, RS2, RS3)은 Y축 방향으로 배열된 제 1 열의 메쉬 패턴(RS1)과, 제 2 열의 메쉬 패턴(RS2)과, 제 3 열의 메쉬 패턴(RS3)으로 이루어진다.

또한, 제 1 행의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS12)은 후술하는 라우팅 배선에 의해 동일한 패드에 접속되고, 제 2 행의 메쉬 패턴들(TS21, TS22, TS22) 또한 후술하는 라우팅 배선에 의해 동일한 패드에 접속되므로, X축 방향의 각 행마다 서로 접속되는 구조로 되어, X축 방향의 터치 전극을 구성하게 된다.

반면, 제 1 내지 제 3 열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)은 각 열마다 Y축 방향으로 배열되어 후술하는 라우팅 배선에 의해 독립적인 패드에 연결되므로, Y축 방향의 터치 전극을 구성하게 된다.

따라서, X축 방향의 터치 전극들과 Y축 방향의 터치 전극들이 서로 교차하는 구조에 의해 터치 센서가 이루어지므로 터치 센서로서의 기능을 할 수 있게 된다.

라우팅 배선영역(B)은 터치 영역(A)의 외측에 형성되며, 복수의 제 1-1 라우팅 배선들(TW11, TW12, TW13), 복수의 제 1-2 라우팅 배선들(TW21, TW22, TW23), 및 복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1, RW2, RW3)을 포함한다.

복수의 제 1-1 라우팅 배선들(TW11, TW12, TW13) 중, 제 1-1 라우팅 배선(TW11)은 제 1-1 메쉬 패턴(TS11)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속되고, 제 1-2 라우팅 배선(TW12)은 제 1-2 메쉬 패턴(TS12)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속되며, 제 1-3 라우팅 배선(TW13)은 제 1-3 메쉬 패턴(TS13)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속된다. 또한, 복수의 제 2-1 라우팅 배선들(TW21, TW22, TW23) 중 제 2-1 라우팅 배선(TW21)은 제 2-1 메쉬 패턴(TS21)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속되고, 제 2-2 라우팅 배선(TW22)은 제 2-2 메쉬 패턴(TS22)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속되며, 제 2-3 라우팅 배선(TW23)은 제 2-3 메쉬 패턴(TS23)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속된다.

복수의 제 2 라우팅 배선들(RW1, RW2, RW3) 중, 제 3 라우팅 배선(RW1)은 제 3 메쉬 패턴(RS1)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속되고, 제 4 라우팅 배선(RW2)은 제 4 메쉬 패턴(RS2)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속되며, 제 5 라우팅 배선(RW3)은 제 5 메쉬 패턴(RS3)에 포함된 금속라인의 일단부에 접속된다.

도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에서는 각 라우팅 배선(TW11, TW12, TW13, TW21, TW22, TW23, RW1, RW2, RW3)이 Y축 방향의 금속라인(120)에 접속되는 것으로 도시되어 있으나, X축 방향의 금속라인(110)이나 Y축 방향의 금속라인(120) 어디에 접속되어도 상관없다.

패드영역(C)은 라우팅 배선영역(B)의 외곽부에 형성되며, 제 1 패드들(TP1, TP2)과 제 2 패드들(RP1, RP2, RP3)을 포함한다.

제 1 패드들(TP1, TP2) 중 제 1 패드(TP1)는 제 1-1 라우팅 배선(TW11)을 통해 제 1-1 메쉬 패턴(TS11)과 접속되고, 제 1-2 라우팅 배선(TW12)을 통해 제 1-2 메쉬 패턴(TS12)과 접속되며, 제 1-3 라우팅 배선(TW13)을 통해 제 1-3 메쉬 패턴(TS13)과 접속된다. 또한, 제 1 패드(TP2)는 제 2-1 라우팅 배선(TW21)을 통해 제 2-1 메쉬 패턴(TS21)과 접속되고, 제 2-2 라우팅 배선(TW22)을 통해 제 2-2 메쉬 패턴(TS22)과 접속되며, 제 2-3 라우팅 배선(TW23)을 통해 제 2-3 메쉬 패턴(TS23)과 접속된다.

도 3 및 도 4의 실시예에서는 제 1 패드들(TP1, TP2)이 각각이 3개씩 인것으로 도시되어 있으나, 이는 도면의 이해를 돕기 위해 편의상 그렇게 표시한 것이며, 실질적으로는 각각 하나씩 인 것으로 이해되어야 한다.

제 2 패드들(RP1, RP2, RP3) 중, 제 2 패드(RP1)는 제 3 라우팅 배선(RW1)을 통해 제 3 메쉬 패턴(RS1)에 접속되고, 제 2 패드(RP2)는 제 4 라우팅 배선(RW2)을 통해 제 4 메쉬 패턴(RS2)에 접속되며, 제 2 패드(RP3)는 제 5 라우팅 배선(RW3)을 통해 제 5 메쉬 패턴(RS3)에 접속된다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 터치 센서가 표시장치에 적용되는 예에 대해 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 터치 센서가 표시장치에 적용되는 경우, 터치 센서의 메쉬 패턴을 구성하는 금속라인이 형성되는 위치를 나타낸 제 1 예의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 터치 센서가 표시장치에 적용되는 경우, 터치 센서의 메쉬 패턴을 구성하는 금속라인이 형성되는 위치를 나타낸 제 2 예의 평면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 패턴의 X축 방향의 금속라인(110)과 Y축 방향의 금속라인(120)은 표시장치의 컬러필터 어레이에 형성되어, 화소들(pixels) 사이에서 누설되는 광을 차단하고, 박막 트랜지스터(TFT)에 광이 조사되는 것을 차단하며, 인접 화소들간의 혼색을 방지하기 위해 형성되는 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되도록 형성된다. 도 5는 금속라인들이 블랙 매트릭스와 1:1의 관계로 형성된 예를 보여주고 있고, 도 6은 금속라인들이 블랙 매트릭스와 1:3의 관계로 형성된 예를 보여주고 있다. 그러나, 본 발명이 이들 예로 한정되는 것은 아니며, 1:n(n은 자연수)의 관계로 형성되는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도 5 및 도 6에서 본 발명에 적용되는 표시장치의 컬러필터 어레이 구조는 널리 알려져 있으므로, 여기에서는 그에 대한 도면 및 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 도 7a 내지 도 7f를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬형 터치 센서가 표시장치에 적용되는 경우의 예를 설명하기로 한다.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬형 터치 센서가 표시장치에 적용되는 경우의 예를 나타낸 단면도로서, 도 5의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이다.

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬형 터치 센서가 표시장치의 컬러필터 어레이 상면에 부착되는 경우의 예를 도시한 단면도이다. 도 7a를 참조하면, 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치는 컬러필터 어레이(CFA)와, 컬러필터 어레이(CFA)의 기판(SUB1) 상에 부착되는 터치 센서(TS)를 포함한다.

컬러필터 어레이(CFA)는 기판(SUB1)의 일면에 형성되며, 화소들(pixels) 사이로 누설되는 광을 차단하고, 박막 트랜지스터(TFT)에 광이 조사되는 것을 차단하며, 인접한 화소들간의 경계를 정의하여 혼색을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다.

터치 센서(TS)는 커버 글라스(C1)와, 그 일면에 형성되는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)과 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)의 금속라인들(110, 120)을 포함한다.

도 7a에서는 설명의 편의상 도 3 및 도 4의 실시예에서 설명한 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23) 또는 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)을 구성하는 Y축 방향의 금속라인(120)을 도시하고 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, Y축 방향의 금속라인(120)은 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되도록 형성되며, 블랙 매트릭스(BM)와 동일하거나 그 보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. 비록 도 7a에서는 Y축 방향의 금속라인(120)의 선폭이 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작은 것으로 설명하였지만, X축 방향의 금속라인(110)의 선폭 또한 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작게 형성된다.

도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬형 터치 센서가 표시장치의 컬러필터 어레이의 기판 상에 형성되는 경우의 예를 도시한 단면도이다. 도 7b를 참조하면, 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치는 컬러필터 어레이(CFA)와, 컬러필터 어레이(CFA)와 기판(SUB1)을 공유하는 터치 센서(TS)를 포함한다.

컬러필터 어레이(CFA)는 기판(SUB1)의 일면 상에 형성되며, 화소들(pixels) 사이로 누설되는 광을 차단하고, 박막 트랜지스터(TFT)에 광이 조사되는 것을 차단하며, 인접한 화소들간의 경계를 정의하여 혼색을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다.

터치 센서(TS)는 컬러필터 어레이(CFA)의 기판(SUB1)의 타면 상에 형성되는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)과 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)의 금속라인들(110, 120)을 포함한다.

도 7b에서는 설명의 편의상 도 3 및 도 4의 실시예에서 설명한 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23) 또는 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)을 구성하는 Y축 방향의 금속라인(120)을 도시하고 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, Y축 방향의 금속라인(120)은 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되도록 형성되며, 블랙 매트릭스(BM)와 동일하거나 그 보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. 비록 도 7b에서는 Y축 방향의 금속라인(120)의 선폭이 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작은 것으로 설명하였지만, X축 방향의 금속라인(110)의 선폭 또한 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작게 형성된다.

도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬형 터치 센서가 표시장치의 컬러필터 어레이의 기판의 블랙 매트릭스 상에 형성되는 예를 도시한 단면도이다. 도 7c를 참조하면, 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치는 컬러필터 어레이(CFA)와, 컬러필터 어레이(CFA)의 블랙 매트릭스(BM)의 일면 상에 부착되는 터치 센서(TS)를 포함한다.

컬러필터 어레이(CFA)는 기판(SUB1)의 일면상에 형성되며, 화소들(pixels) 사이로 누설되는 광을 차단하고, 박막 트랜지스터(TFT)에 광이 조사되는 것을 차단하며, 인접한 화소들간의 경계를 정의하여 혼색을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다.

터치 센서(TS)는 블랙 매트릭스(BM) 상에 형성되는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)과 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)의 금속라인들(110, 120)을 포함한다.

도 7c에서는 설명의 편의상 도 3 및 도 4의 실시예에서 설명한 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23) 또는 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)을 구성하는 Y축 방향의 금속라인(120)을 도시하고 있다. 도 7c에 도시된 바와 같이, Y축 방향의 금속라인(120)은 블랙 매트릭스(BM)와 중첩되도록 형성되며, 블랙 매트릭스(BM)와 동일하거나 그 보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. 비록 도 7c에서는 Y축 방향의 금속라인(120)의 선폭이 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작은 것으로 설명하였지만, X축 방향의 금속라인(110)의 선폭 또한 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작게 형성된다.

도 7d는 본 발명의 실시예에 따르는 메시형 터치 센서의 제 1 전극열과 제 2 전극열을 별개의 독립된 필름에 형성한 후 표시장치의 컬러필터 어레이 상면에 부착한 경우의 예를 도시한 단면도이다. 도 7d를 참조하면, 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치는 컬러필터 어레이(CFA)와, 컬러필터 어레이(CFA)의 기판(SUB1)의 일면 상에 부착되는 터치 센서(TS)를 포함한다.

컬러필터 어레이(CFA)는 기판(SUB1)의 타면상에 형성되며, 화소들(pixels) 사이로 누설되는 광을 차단하고, 박막 트랜지스터(TFT)에 광이 조사되는 것을 차단하며, 인접한 화소들간의 경계를 정의하여 혼색을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다.

터치 센서(TS)는 제 1 필름(F1)과, 제 1 필름(F1)의 일면에 형성되는 도 3 및 도 4 실시예의 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)과, 제 2 필름(F2)과, 제 2 필름(F2)의 일면에 형성되는 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)을 포함한다. 제 1 전극열들(TS1, TS2)과 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)이 각각 형성된 제 1 및 제 2 필름(F1, F2)은 서로 접착되어 터치 센서(TS)를 형성한다. 커버 글라스(C1)는 제 1 필름(F1)의 타면에 부착되어 터치 센서를 보호한다.

도 7d에서는 설명의 편의상 도 3 및 도 4의 실시예에서 설명한 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23) 또는 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)을 구성하는 Y축 방향의 금속라인(120)을 도시하고 있다. 도 7d에 도시된 바와 같이, Y축 방향의 금속라인(120)은 블랙 매트릭스(BM)와 동일하거나 그 보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. 비록 도 7d에서는 Y축 방향의 금속라인(120)의 선폭이 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작은 것으로 설명하였지만, X축 방향의 금속라인(110)의 선폭 또한 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작게 형성된다.

도 7e는 본 발명의 실시예에 따르는 메시형 터치 센서의 제 1 전극열과 제 2 전극열을 하나의 필름의 상하면에 각각 형성한 후 표시장치의 상면에 부착한 경우의 예를 도시한 단면도이다. 도 7e를 참조하면, 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치는 컬러필터 어레이(CFA)와, 컬러필터 어레이(CFA)의 기판(SUB1)의 일면 상에 부착되는 터치 센서(TS)를 포함한다.

터치 센서(TS)는 제 1 필름(F1)과, 제 1 필름(F1)의 일면에 형성되는 도 3 및 도 4 실시예의 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)과, 제 1 필름(F1)의 타면에 형성되는 도 3 및 도 4 실시예의 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)을 포함한다. 커버 글라스(C1)는 제 1 전극열들(TS1, TS2)에 부착되어 터치 센서를 보호한다. 도 7e에서는 설명의 편의상 도 3 및 도 4의 실시예에서 설명한 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23) 또는 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)을 구성하는 Y축 방향의 금속라인(120)을 도시하고 있다. 도 7e에 도시된 바와 같이, Y축 방향의 금속라인(120)은 블랙 매트릭스(BM)와 동일하거나 그 보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. 비록 도 7e에서는 Y축 방향의 금속라인(120)의 선폭이 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작은 것으로 설명하였지만, X축 방향의 금속라인(110)의 선폭 또한 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작게 형성된다.

도 7f는 본 발명의 실시예에 따르는 메시형 터치 센서의 제 1 전극열과 제 2 전극열 중 어느 하나를 커버 글라스에 형성하고, 다른 하나를 필름 상에 형성한 후 합착하고, 이를 표시장치의 컬러필터 어레이이 기판에 부착한 경우의 예를 도시한 단면도이다. 도 7f를 참조하면, 메쉬형 터치 센서를 구비한 표시장치는 컬러필터 어레이(CFA)와, 컬러필터 어레이(CFA)의 기판(SUB1)의 일면 상에 부착되는 터치 센서(TS)를 포함한다.

터치 센서(TS)는 커버 글라스(C1)와, 커버 글라스의 일면에 형성되는 도 3 및 도 4 실시예의 복수의 제 1 전극열들(TS1, TS2)과, 필름(F1)과, 필름(F1)의 일면에 형성되는 복수의 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)을 포함한다. 제 1 전극열들(TS1, TS2)과 제 2 전극열들(RS1, RS2, RS3)이 각각 형성된 커버 글라스(C1)와 필름(F1)은 서로 접착되어 터치 센서(TS)를 형성한다.

도 7f에서는 설명의 편의상 도 3 및 도 4의 실시예에서 설명한 제 1 전극열의 메쉬 패턴들(TS11, TS12, TS13, TS21, TS22, TS23) 또는 제 2 전극열의 메쉬 패턴들(RS1, RS2, RS3)을 구성하는 Y축 방향의 금속라인(120)을 도시하고 있다. 도 7f에 도시된 바와 같이, Y축 방향의 금속라인(120)은 블랙 매트릭스(BM)와 동일하거나 그 보다 작은 폭을 갖도록 형성된다. 비록 도 7f에서는 Y축 방향의 금속라인(120)의 선폭이 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작은 것으로 설명하였지만, X축 방향의 금속라인(110)의 선폭 또한 블랙 매트릭스(BM)의 선폭과 동일하거나 그 보다 작게 형성된다.

상술한 본 발명의 실시예에 따를 터치센서를 구비하는 표시장치에 따르면, 터치 센서의 메쉬 패턴을 구성하는 금속라인이 컬러필터 어레이의 기판에 형성된 블랙 매트릭스와 중첩되게 형성되고, 그 선폭이 블랙 매트릭스의 폭과 같거나 좁게 형성되므로, 금속라인에 의한 표시장치의 투과율이 저하되지 않고, 블랙 매트릭스와 간섭을 일으키지도 않게 되므로 모아레(moire)의 발생이 억제되는 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100, SUB1: 기판 110, 120: 금속라인
TS1, TS2: 제 1 전극열
TS11, TS12, TS13: 제 1 전극열의 제 1 행의 메쉬 패턴
TS21, TS22, TS23: 제 1 전극열의 제 2 행의 메쉬 패턴
RS1: 제 2 전극열의 제 1 열의 메쉬 패턴(제 3 메쉬패턴)
RS2: 제 2 전극열의 제 2 열의 메쉬 패턴(제 4 메쉬패턴)
RS3: 제 2 전극열의 제 3 열의 메쉬 패턴(제 5 메쉬패턴)
TW11, TW12, TW13: 제 1-1 라우팅 배선
TW21, TW22, TW23: 제 1-2 라우팅 배선
RW1, RW2, RW3: 제 2 라우팅 배선
TP1, TP2: 제 1 패드
RP1, RP2: 제 2 패드

Claims

기판의 일면 상에 형성되며, 이웃하는 픽셀들 간의 경계를 정의하는 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러필터 어레이; 및
상기 블랙 매트릭스와 중첩되도록 형성되며, 제 1 방향으로 배열되는 제 1 메쉬 패턴들과, 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배열되는 제 2 메쉬 패턴들을 포함하는 터치 센서를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 메쉬 패턴들의 각각은 상기 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1 금속라인들과, 상기 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 2 금속라인들이 서로 교차하여 형성되는 메쉬형으로 된 패턴이고,
상기 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 블랙 매트릭스와 중첩되도록 형성되고, 상기 블랙 매트릭스의 폭과 같거나 그 보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 금속라인들과 상기 블랙 매트릭스의 중첩비는 1:n (n은 자연수)의 관계로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들과, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 커버 글라스의 일면에 형성되고, 상기 커버 글라스는 제 1 메쉬 패턴들 및 제 2 메쉬 패턴들이 상기 컬러필터 기판의 타면과 접하도록 상기 기판에 접착되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들과, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 컬러필터 기판의 타면에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들과, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 블랙 매트릭스 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 일면에 형성되고, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 2 필름의 일면에 형성되며, 상기 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 제 2 필름의 타면에 접착되고, 상기 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 기판의 타면에 부착되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 일면에 형성되고, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 타면에 형성되며, 상기 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 기판의 타면에 부착되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 터치 센서의 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 커버 글라스의 일면에 형성되고, 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 제 1 필름의 일면에 형성되며, 상기 제 1 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 제 1 필름의 일면에 접착되고, 상기 제 2 메쉬 패턴들의 제 1 및 제 2 금속라인들은 상기 커버 글라스의 일면에 부착되며, 상기 제 1 필름의 타면은 상기 기판의 타면에 부착되는 것을 특징으로 하는 표시장치.