KR101636670B1 - 터치 감응형 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

터치 센싱 기능의 부가로 인한 화질 저하, 두께 증가, 및 비용 증가가 미미하면서도 디스플레이 패널의 사이즈에 관계 없이 높은 터치 센싱 속도를 갖는 터치 감응형 디스플레이 장치 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 터치 감응형 디스플레이 장치는, 다수의 화소들을 포함하고, 각각의 상기 화소는 컬러필터 영역(colorfilter area) 및 비컬러필터 영역(non-colorfilter area)을 포함하며, 상기 각 화소는 상기 컬러필터 영역에 위치하는 컬러필터 패턴들 및 상기 비컬러필터 영역에 위치한 터치 패턴을 포함한다.
터치 패널, 컬러 필터

Description

터치 감응형 디스플레이 장치 및 그 제조 방법{Touch-Sensitive Display Apparatus and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 터치 감응형 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치에 대한 다양한 요구에 부응하여 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel:PDP), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED), 전기영동 장치(Electrophoretic Device: EPD) 등의 평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display: FPD)가 개발되었고, 현재에도 그 성능 향상을 위한 연구가 계속 중에 있다.
이러한 평판 디스플레이 장치(FPD)의 개발과 함께 사용자 인터페이스에 대한 연구도 함께 진행되고 있는데, 소위 '터치 패널'은 최근 가장 각광받고 있는 사용자 인터페이스들 중 하나이다. 이러한 '터치 패널'은 사용자가 화면의 특정 포인트를 터치함으로써 입력 조작을 수행하는 것을 가능하게 한다.
다양한 방식의 터치 패널들이 제안되고 있으나, 전자수첩, PDA, 핸드폰 등에 있어서는 저항막 방식(Resistive Type)의 터치 패널과 정전용량 방식(Capacitive Type)의 터치 패널이 주로 이용되고 있다.
정전용량 방식의 터치 패널에 비해 터치 인식율 및 비용 측면에서 유리한 저항막 방식의 터치 패널은 2개의 대향하는 제1 및 제2 도전층들을 포함한다. 상기 제1 및 제2 도전층들 사이에는 절연 스페이서들이 일정 간격으로 위치하여 상기 도전층들을 이격시킨다. 사용자가 특정 포인트를 터치하면 그에 대응하는 위치에서 도전층들의 접촉이 발생하여 상기 제1 및 제2 도전층들의 가장자리에 각각 형성된 전극들이 통전됨으로써 터치 위치에 대응하는 출력값이 얻어진다.
그러나, 이와 같은 터치 패널은 2개의 도전층들 및 이들 사이에 개재될 스페이서가 디스플레이 패널에 추가될 것을 요구하기 때문에 광투과율 저하에 따른 화질 저하, 디스플레이 장치의 두께 증가, 및 제조 비용 상승 등의 문제점을 야기한다.
본 발명의 일 관점은, 터치 센싱 기능의 부가로 인한 화질 저하, 두께 증가, 및 비용 증가가 미미하면서도 디스플레이 패널의 사이즈에 관계 없이 높은 터치 센싱 속도를 갖는 터치 감응형 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은, 터치 센싱 기능의 부가로 인한 화질 저하, 두께 증가, 및 비용 증가가 미미하면서도 디스플레이 패널의 사이즈에 관계 없이 높은 터치 센싱 속도를 갖는 터치 감응형 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
위 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이 밖에도, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악되어질 수도 있을 것이다.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 다수의 화소들을 포함하고, 각각의 상기 화소는 컬러필터 영역(colorfilter area) 및 비컬러필터 영역(non-colorfilter area)을 포함하며, 상기 각 화소는, 상기 컬러필터 영역에 위치하는 컬러필터 패턴들; 및 상기 비컬러필터 영역에 위치한 터치 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 따라, TFT 기판; 상기 TFT 기판 상에 형성된 화소 전극; 상기 화소 전극 상의 전기영동 필름 - 상기 전기영동 필름은 컬러필터 영역 및 비컬러필터 영역을 포함함 -; 상기 전기영동 필름의 컬러필터 영역 상에 형성된 컬러필터 패턴들; 및 상기 전기영동 필름의 비컬러필터 영역 상에 형성된 터치 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따라, TFT 기판을 제조하는 단계; 상기 TFT 기판 상에 화소 전극을 형성하는 단계; 상기 화소 전극 상에 전기영동 필름을 부착하는 단계 - 상기 전기영동 필름은 컬러필터 영역 및 비컬러필터 영역을 포함함 -; 상기 전기영동 필름의 비컬러필터 영역 상에 제1 두께를 갖는 터치 패턴을 형성하는 단계; 상기 전기영동 필름의 컬러필터 영역 상에 상기 제1 두께보다 큰 제2 두께를 갖는 컬러필터 패턴들을 형성하는 단계; 및 상기 컬러필터 패턴들 상에 터치부를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치의 제조 방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.
본 발명에 의하면, 우수한 터치 인식율을 나타내는 저항막 방식의 터치 센싱 기술을 채택하되 빛이 투과하여야 할 필름의 수 및 부품의 수를 최소화함으로써 화질 저하, 두께 증가, 및 비용 증가를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 터치 감응형 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 사이즈 에 맞추어 터치 해상도를 자유롭게 조절할 수 있고, 그 결과 대면적의 디스플레이 장치에 있어서 터치 센싱 속도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치 감응형 디스플레이 장치 및 그 제조 방법의 실시예들을 상세하게 설명한다.
본 발명의 기술적 사상은 컬러필터 패턴들을 갖는 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 전기영동 디스플레이 장치를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물의 "상에" 또는 "아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 다만, "바로 위에" 또는 "바로 아래에"라는 용어가 사용될 경우에는, 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 것으로 제한되어 해석되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치와 셀을 각각 개략적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는, 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)이 서로 교차함으로써 형성되는 m×n개의 셀들(101)이 매트릭스 타입으로 배열된 전기영동 디스플레이 패널(100), 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동 부(20), 게이트 라인들 (G1 내지 Gn)에 스캔 펄스를 공급하는 게이트 구동부(30), 공통 전극(132)에 공통 전압을 공급하는 공통전압 발생부(40), 및 상기 데이터/게이터 구동부들(20, 30)과 공통전압 발생부(40)를 제어하는 제어부(10)를 포함한다.
각 셀(101)은 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)의 교차 영역에 박막트랜지스터들(T)을 갖는다. 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극은 게이트 라인(G1 내지 Gn)에 접속되고, 박막트랜지스터(T)의 소스 전극은 데이터 라인(D1 내지 Dm)에 접속되며, 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극은 대응하는 화소 전극(120)에 접속된다. 박막트랜지스터(T)는 접속된 게이트 라인(G1 내지 Gn)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 접속된 데이터 라인(D1 내지 Dm)으로부터의 데이터 전압을 접속된 화소 전극(120)에 전달한다.
전기영동 표시 패널(100)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 모든 셀들(101)에 공통전압(Vcom)을 동시에 공급하기 위한 투명 공통 전극(132)을 상기 화소 전극(120)들 상에 갖는다. 또한, 전기영동 표시 패널(100)은 화소 전극(120) 및 공통 전극(132) 사이에 개재된 다수의 마이크로캡슐들(133)을 포함한다. 마이크로캡슐(133)은 그 안에 전기영동 분산액을 갖는다. 전기영동 분산액은, 유전 용매 및 상기 유전 용매 내에 분산되어 있는 양 및 음으로 각각 대전된 대전 입자들(133a, 133b)을 포함한다.
도 2는 무색의 유전 용매에 양으로 대전된 흑색 입자들(133a) 및 음으로 대전된 백색 입자둘(133b)이 분산되어 있는 전기영동 분산액을 예시하고 있으나, 본 발명의 전기영동 분산액은 이에 제한되지 않으며, 무색의 유전 용매에 양으로 대전 된 백색 입자 및 음으로 대전된 흑색 입자가 분산되어 있는 전기영동 분산액, 대전된 백색 입자가 흑색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기영동 분산액, 대전된 흑색 입자가 백색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기영동 분산액 등이 이용될 수 있다. 이 경우, 후술하는 구동 전압 파형의 위상과 크기가 그에 맞추어 달라질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
화소 전극(120) 및 공통전극(132)에 데이터 전압 및 공통 전압이 각각 인가되면 전기영동 분산액 내의 착색된 대전 입자들(133a, 133b)이 전기영동(electrophoresis)에 의해 반대 극성의 전극으로 각각 이동한다.
데이터 구동부(20)는 쉬프트 레지스터, 래치, 멀티플렉서(MUX) 및 출력 버퍼 등을 각각 포함하는 다수의 데이터 구동 IC들을 포함한다. 데이터 구동부(20)는 제어부(10)의 제어 하에 디지털 화상 데이터를 래치하고 이 디지털 화상 데이터를 이용하여 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 공급될 데이터 전압을 발생시킨다.
게이트 구동부(30)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력 신호의 스윙 폭을 박막트랜지스터(T)의 구동에 적합한 스윙 폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 레벨 쉬프터와 게이트 라인들(G1 내지 Gn) 사이의 출력 버퍼를 각각 포함하는 다수의 게이트 구동 IC들을 포함한다. 게이트 구동부(30)는 데이터 라인들(D1 내지 Dm)에 공급되는 데이터 전압에 동기되는 스캔 펄스들을 순차적으로 출력한다.
공통전압 발생부(40)는 공통전압(Vcom)을 발생시키고 이를 공통 전극(132)에 공급한다.
제어부(10)는 외부로부터 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync)와 클럭신 호(CLK)를 제공받아 데이터 구동부(20) 및 게이트 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호를 발생시킨다. 더욱 상세히 설명하면, 상기 제어부(10)는 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync)와 클럭신호(CLK)를 이용하여 데이터 구동 제어신호(DDC)와 게이트 구동 제어신호(GDC)를 발생시켜 데이터 구동부(20) 및 게이트 구동부(30)에 각각 공급한다. 여기에서 데이터 구동 제어신호(DDC)란 소스 쉬프트 클럭(SSC), 소스 스타트 펄스(SSP), 및 소스 출력 인에이블 신호(SOE)를 포함한다. 게이트 구동 제어신호(GDC)는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 및 게이트 출력 인에이블 신호(GOE)를 포함한다.
제어부(10)는 외부로부터 제공되는 이미지 데이터에 기초하여 이미지간 계조 변화를 위한 구동 전압의 파형을 결정하고, 이렇게 결정된 각 셀(101)의 구동 전압 파형에 기초하여 데이터 구동부(20)에 공급될 디지털 화상 데이터를 발생시킨다.
이하에서는, 도 3a 내지 도 4e을 참조하여 제1 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법을 설명한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 평면도들이고, 도 4a 내지 도 4e는 도 3a 내지 도 3e의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도들이다.
먼저, 도 3a 및 도 4a에 도시된 바와 같이, TFT 기판(110)을 제조하고 이 TFT 기판(110) 상에 각 셀(101) 별로 화소 전극(120)을 형성한다. 상기 TFT 기판(110)은 기판, 상기 기판 상에 교차하여 형성됨으로서 각각의 셀(101)을 정의하는 데이터 라인들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn), 및 상기 데이터 라인 들(D1 내지 Dm)과 게이트 라인들(G1 내지 Gn)의 교차 영역들에 각각 형성된 박막트랜지스터들(T)을 포함한다.
이어서, 도 3b 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극들(120) 상에 전기영동 필름(130)을 부착한다.
상기 화소 전극(120) 상의 전기영동 필름(130)은 베이스 필름(131), 공통 전극(132), 마이크로캡슐들(133), 및 점착층(134)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 공통 전극(132) 및 화소 전극(120)에 공통 전압 및 데이터 전압이 각각 인가되면 마이크로캡슐(133) 내의 대전 입자들(133a, 133b)이 전기영동에 의해 이동함으로써 화상이 표현된다.
전기영동 필름(130)은 상기 접착층(134)에 릴리즈 필름(미도시)이 부착된 상태로 보관 및 운반된다. 상기 화소 전극(120)이 상부에 형성된 TFT 기판(110)에 전기영동 필름(130)이 라미네이팅되기 직전에 릴리즈 필름이 제거된다. 라미네이팅 공정에 의해 상기 점착층(134)이 TFT 기판(110) 및 화소 전극(120) 측에 부착된다.
베이스 필름(131)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어지며, 공통 전극(132)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성된다. 상기 베이스 필름(131) 및 공통 전극(132)은 화상 표시를 위해 투명하여야 한다.
마이크로캡슐(133)은 그 안에 전기영동 분산액을 갖는다. 전기영동 분산액은, 유전 용매 및 상기 유전 용매 내에 분산되어 있는 양 및 음으로 각각 대전된 대전 입자들(133a, 133b)을 포함한다. 유전 용매는 반사 휘도를 확보하기 위하여 투명한 것이 바람직하다. 그 예로는, 물, 알코올계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 할로겐화 용매 등이 있으며, 이들 물질은 단독 또는 혼합물로서 이용될 수 있다. 상기 유전 용매는 계면 활성제를 더 포함할 수 있다. 대전 입자들(133a, 133b)의 높은 이동도(mobility)를 담보한다는 측면에서 상기 유전 용매는 낮은 점도를 갖는 것으로 선택될 수 있다. 흑색 입자(133a)는, 예를 들면, 아닐린 블랙, 카본 블랙 등의 흑색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드이며, 플러스로 대전되어 이용될 수 있다. 백색 입자(133b)는, 예를 들면, 이산화티탄, 삼산화 안티몬 등의 백색 염료로 착색된 고분자 또는 콜로이드이며, 마이너스로 대전되어 이용될 수 있다. 필요에 따라서, 이들 염료 외에도 하전 제어제, 분산제, 윤활제 등이 더 첨가될 수 있다.
본 명세서 및 도면에서는 설명의 편의를 위하여 무색의 유전 용매에 양으로 대전된 흑색 입자(133a) 및 음으로 대전된 백색 입자(133b)가 분산되어 있는 전기영동 분산액을 예로 들어 본 발명을 설명하고 있으나, 본 발명의 전기영동 분산액은 이에 제한되지 않으며, 대전된 백색 입자가 흑색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기영동 분산액이 이용될 수 있다. 이 경우, 화소 전극(120) 및 공통전극(132)에 데이터 전압 및 공통 전압이 각각 인가되면 백색 입자가 반대 극성의 전극으로 이동함으로써 흑과 백이 표시된다. 반대로, 대전된 흑색 입자가 백색 염료를 포함하는 유전 용매에 분산되어 있는 전기영동 분산액이 이용될 수도 있다.
한편, 컬러를 구현하기 위해서는 상기 전기영동 필름(130) 상에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터가 제공되어야 한다. 예를 들어, QUAD 타입의 컬러 필터를 사용할 경우에는 4개의 셀(101)들이 하나의 단위 화소(102)를 이루게 된다. 상기 4개의 셀(101)들 중 3개의 셀(101)들에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터 패턴들이 형성된다. 그러나 나머지 1개의 셀(101)에는 컬러 필터 패턴들이 형성되지 않는데, 이는 전기영동 디스플레이 장치의 반사율을 높이기 위함이다.
결국, 본 발명의 전기영동 필름(130)은 컬러 필터 패턴들이 형성될 컬러필터 영역 및 컬러 필터 패턴들이 형성되지 않을 비컬러필터 영역으로 구분될 수 있다.
이어서, 도 3c 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 전기영동 필름(130)의 비컬러필터 영역 상에 터치 패턴(140)을 형성한다. 터치 패턴(140)은 ITO, IZO 등의 투명 전도성 물질로 형성되며, 약 0.3 내지 0.6㎛의 두께를 가질 수 있다. 터치 패턴(140)은 포토리소그래피 방법, 인쇄 방법, 프린팅 방법 등을 통해 상기 전기영동 필름(130) 상에 형성될 수 있다. 상기 터치 패턴(140)들은 서로 전기적으로 연결되어 있으며 전체적으로 메쉬(mesh) 형태를 갖는다.
이어서, 도 3d 및 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 전기영동 필름(130)의 컬러필터 영역 상에 상기 터치 패턴(140)의 두께보다 더 큰 두께, 예를 들어 약 1 내지 2㎛의 두께를 갖는 R, G, B 컬러필터 패턴들(150)을 각각 형성한다. 선택적으로, 상기 컬러필터 패턴들(150)의 두께는 상기 터치 패턴(140)의 두께의 3배 이상일 수 있다. 컬러필터 패턴들(150)은 포토리소그래피 방법, 코팅 방법, 인쇄 방법, 프린팅 방법 등을 통해 상기 전기영동 필름(130) 상에 형성될 수 있다.
이어서, 도 3e 및 도 4e에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터 패턴들(150) 상에 터치부(160)를 부착한다.
상기 터치부(160)는 상기 컬러필터 패턴들(150)에 의해 직접 지지되는 터치 필름(162)을 포함한다. 상기 터치 필름(162)은 ITO, IZO 등의 투명 전도성 물질로 형성된다. 또한, 상기 터치부(160)는 상기 터치 필름(162)을 보호하기 위한 보호 필름(161)을 더 포함한다. 상기 보호 필름(161)은 폴리에틸렌테네크탈레이트(PET) 필름과 같은 플라스틱 필름일 수 있다. 상기 터치 필름(162)은 보호 필름(161) 상에 코팅된다. 선택적으로, OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 점착제를 이용하여 상기 터치 필름(162)을 보호 필름(161) 상에 부착할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 컬러필터 패턴들(150)이 상기 터치 패턴(140)보다 두껍기 때문에 상기 터치 필름(162)은 상기 터치 패턴(140)과는 이격된다. 즉, 상기 컬러필터 패턴들(150)이 터치 필름(162)과 터치 패턴(140) 사이에서 스페이서 역할을 한다. 상기 컬러필터 패턴들(150)의 두께가 상기 터치 패턴(140)의 두께의 3배 이상일 경우 컬러필터 패턴들(150)이 터치 필름(162)과 터치 패턴(140) 사이에서 스페이서 역할을 더욱 안정적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광투과율 또는 반사율 향상을 위한 비컬러필터 영역, 즉 컬러필터 패턴들이 존재하는 않는 공간에 터치 패턴(140)이 형성되기 때문에 터치 패턴(140)으로 인한 디스플레이 장치의 두께 증가가 전혀 야기되지 않는다. 또한, 컬러필터 패턴들(150)이 터치 필름(162)과 터치 패턴(140)를 이격시키기 위한 스페이서 역할을 수행하기 때문에 별도의 스페이서가 필요하지 않아 제조 비용이 절감된다.
이상에서는 본 발명의 터치 감응형 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위하여 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법을 예로 들었으나, 본 발명의 기술적 사상은 전기영동 디스플레이 장치에 국한되지 않고 컬러필터 패턴들을 갖는 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있음은 앞에서 설명한 바와 같다.
즉, 본 발명의 터치 감응형 디스플레이 장치는, 다수의 화소들을 포함하고, 각각의 상기 화소는 컬러필터 영역 및 비컬러필터 영역을 포함하며, 상기 각 화소는, 상기 컬러필터 영역에 위치하는 컬러필터 패턴들 및 상기 비컬러필터 영역에 위치한 터치 패턴을 포함한다. 상기 다수의 화소들의 터치 패턴들은 서로 전기적으로 연결됨으로써 전체적으로 메쉬 형태를 갖는다. 상기 컬러필터 패턴들 상에는 터치부가 부착된다.
상기 터치 감응형 디스플레이 장치는 화소 전극, 공통 전극, 및 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 사이에 발생하는 전계에 의해 구동되는 디스플레이 재료층을 더 포함한다. 상기 컬러필터 패턴들 및 상기 터치 패턴은 상기 디스플레이 재료층 상에 형성된다.
상기 터치 감응형 디스플레이 장치가 전기영동 디스플레이 장치인 경우, 상기 디스플레이 재료층은 전기영동에 의해 이동할 수 있는 대전 입자들을 포함할 것이다. 더욱 상세히 설명하면, 상기 대전 입자들은 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 사이에 위치하며, 상기 컬러필터 패턴들 및 상기 터치 패턴은 상기 공통 전극 상에 형성된다.
상기 터치 감응형 디스플레이 장치가 액정 디스플레이 장치인 경우, 상기 디스플레이 재료층은 액정을 포함할 것이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 형태를 갖는 터치 패턴들(140)의 등가 회로이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 터치 패턴들(140)은 가로 라인들(horizontal lines)과 세로 라인들(vertical lines)들의 교차 지점에 형성되어 있다.
사용자가 소정의 입력을 위하여 터치부(160)의 특정 포인트를 터치하면 그에 대응하는 위치에서 상기 터치 필름(162)과 터치 패턴(140)의 접촉이 발생한다. 터치 필름(162)과 터치 패턴(140)이 접촉하기 전에는 가로 및 세로 라인들은 예를 들어 수 ㏀의 저항값을 나타낸다. 그러나, 터치 필름(162)과 터치 패턴(140)이 접촉할 경우에는 상기 접촉한 터치 패턴(140)이 속한 가로 및 세로 라인들의 저항 값은 예를 들어 수백 Ω으로 감소된다. 따라서, 각 라인들의 저항값 변화를 측정함으로써 터치 위치에 대응하는 출력값이 얻어질 수 있다.
터치 위치를 파악하는데 있어서 모든 라인들에 대하여 저항값 변화를 측정할 경우, n의 해상도를 갖는 디스플레이 장치에 대하여 n의 터치 해상도를 구현할 수 있다.
선택적으로, 터치 위치를 파악하는데 있어서 홀수 번째 라인들 또는 짝수 번째 라인들에 대해서만 저항값 변화를 측정할 수도 있다. 이 경우, n의 해상도를 갖는 디스플레이 장치에 대하여 n/4의 터치 해상도를 구현할 수 있다.
이와 유사한 방법으로 본 발명의 터치 감응형 디스플레이 장치의 터치 해상도를 자유롭게 조절할 수 있다. 터치 해상도를 낮출수록 처리되어야 할 데이터의 양이 적어지므로 터치 센싱 속도가 향상될 수 있다.
정리하면, 본 발명의 터치 감응형 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 사이즈에 맞추어 터치 해상도를 자유롭게 조절할 수 있고, 그 결과 대면적의 디스플레이 장치에 있어서 터치 센싱 속도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 터치부 부착 이전의 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 평면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따른 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치는 스트라이프(Stripe) 타입의 컬러 필터가 채택되었다. 즉, 3개의 셀(101)들이 하나의 단위 화소를 이루고, 상기 3개의 셀들에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러 필터 패턴들(250)이 형성된다. 상기 단위 화소에는 반사율을 향상시키기 위하여 컬러 필터 패턴들이 형성되지 않는 윈도우 영역, 즉 비컬러필터 영역이 존재한다.
TFT 기판(210) 및 화소 전극(220) 상에 부착된 전기영동 필름(230)의 비컬러필터 영역 상에 터치 패턴(240)이 형성되어 있다. 터치 패턴(240)은 ITO, IZO 등의 투명 전도성 물질로 형성되며, 약 0.3 내지 0.6㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 터치 패턴(240)은 포토리소그래피 방법, 코팅 방법, 인쇄 방법, 프린팅 방법 등을 통해 상기 전기영동 필름(230) 상에 형성될 수 있다. 상기 터치 패턴(240)들은 서로 전기적으로 연결되어 있으며 전체적으로 메쉬(mesh) 형태를 갖는다.
상기 전기영동 필름(230)의 컬러필터 영역 상에 상기 터치 패턴(240)의 두께보다 더 큰 두께, 예를 들어 약 1 내지 2㎛의 두께를 갖는 R, G, B 컬러필터 패턴들(250)이 각각 형성된다. 선택적으로, 상기 컬러필터 패턴들(250)의 두께는 상기 터치 패턴(240)의 두께의 3배 이상일 수 있다. 컬러필터 패턴들(150)은 포토리소그래피 방법, 코팅 방법, 인쇄 방법, 프린팅 방법 등을 통해 상기 전기영동 필름(230) 상에 형성될 수 있다.
위에서 살펴본 본 발명의 실시예들은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 실시예들의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내의 변경 및 변형을 모두 포함한다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치와 셀을 각각 개략적으로 나타내기 위한 도면이고,
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 평면도들이고,
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 것들로서, 도 3a 내지 도 3e의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도들이고,
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 형태를 갖는 터치 패턴들의 등가 회로이고,
도 6 및 도 7은 터치부 부착 이전의 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기영동 디스플레이 장치의 평면도 및 단면도이다.
<도면 부호에 대한 간략한 설명>
100: 디스플레이 패널 110, 210: TFT 기판
120, 220: 화소 전극 130, 230: 전기영동 필름
140, 240: 터치 패턴 150, 250: 컬러필터 패턴
160: 터치부

Claims (10)

  1. 다수의 화소들을 포함하는 터치 감응형 디스플레이 장치에 있어서,
    각각의 상기 화소는 컬러필터 영역(colorfilter area) 및 비컬러필터 영역(non-colorfilter area)을 포함하며,
    상기 각 화소는,
    상기 컬러필터 영역에 위치하는 컬러필터 패턴들; 및
    상기 비컬러필터 영역에 위치한 터치 패턴을 포함하되,
    상기 컬러필터 패턴들은 상기 터치 패턴보다 두꺼우며,
    상기 터치 감응형 디스플레이 장치는 상기 컬러필터 패턴들에 의해 상기 터치 패턴으로부터 이격되어 있는 터치 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    터치 감응형 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 화소들의 터치 패턴들은 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    화소 전극;
    공통 전극; 및
    상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 사이에 발생하는 전계에 의해 구동되는 디스플레이 재료층을 더 포함하고,
    상기 컬러필터 패턴들 및 상기 터치 패턴은 상기 디스플레이 재료층 상에 형 성되는 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 디스플레이 재료층은 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 사이에 위치하고,
    상기 디스플레이 재료층은 전기영동에 의해 이동할 수 있는 대전 입자들을 포함하며,
    상기 컬러필터 패턴들 및 상기 터치 패턴은 상기 공통 전극 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 디스플레이 재료층은 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치.
  6. TFT 기판;
    상기 TFT 기판 상에 형성된 화소 전극;
    상기 화소 전극 상의 전기영동 필름 - 상기 전기영동 필름은 컬러필터 영역 및 비컬러필터 영역을 포함함 -;
    상기 전기영동 필름의 컬러필터 영역 상에 형성된 컬러필터 패턴들;
    상기 전기영동 필름의 비컬러필터 영역 상에 형성되어 있으며 상기 컬러필터 패턴들보다 얇은 두께를 갖는 터치 패턴; 및
    상기 컬러필터 패턴들에 의해 상기 터치 패턴으로부터 이격되어 있는 터치 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    터치 감응형 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 컬러필터 패턴들의 두께는 상기 터치 패턴의 두께의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치.
  8. 삭제
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 터치 패턴 및 상기 터치 필름은 투명 전도성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 터치 감응형 디스플레이 장치.
  10. TFT 기판을 제조하는 단계;
    상기 TFT 기판 상에 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 화소 전극 상에 전기영동 필름을 부착하는 단계 - 상기 전기영동 필름은 컬러필터 영역 및 비컬러필터 영역을 포함함 -;
    상기 전기영동 필름의 비컬러필터 영역 상에 제1 두께를 갖는 터치 패턴을 형성하는 단계;
    상기 전기영동 필름의 컬러필터 영역 상에 상기 제1 두께보다 큰 제2 두께를 갖는 컬러필터 패턴들을 형성하는 단계; 및
    터치 필름을 포함하는 터치부를 상기 컬러필터 패턴들 상에 부착하되, 상기 터치 필름이 상기 컬러필터 패턴들에 의해 상기 터치 패턴으로부터 이격되도록 상기 터치부를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    터치 감응형 디스플레이 장치의 제조방법.
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