KR20170046014A - 터치 패널 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 패널 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트 배선, 데이터 배선 및 화소전극을 포함하는 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판, 상기 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판 상의 컬러필터 기판, 상기 TFT 어레이 기판 상에 배치된 컬러필터 기판 및 상기 컬러필터 기판 상에 배치되고, 제1 센서층 및 제2 센서층을 포함하는 터치 센서를 포함하고, 상기 제1 센서층은 터치 입력 일축의 위치를 감지하기 위한 복수의 터치구동전극을 포함하며, 상기 제2 센서층은 상기 제1 센서층의 상부에 적층되며, 상기 터치 입력의 다른 일축의 위치를 감지하기 위한 복수의 터치감지전극을 포함하고, 상기 터치구동전극 및 터치감지전극은 상기 화소전극과 이격되어 상기 화소전극을 따라 배치되는 터치 패널 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.

Description

터치 패널 및 이를 포함하는 화상표시장치{TOUCH PANEL AND IMAGE DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 터치 패널 및 이를 포함하는 화상표시장치 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과율 및 터치 감도를 높이고 RC 지연 시간(delay time)을 줄일 수 있는 터치 패널 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display), 전계발광 디스플레이(Electroluminescent Display) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등의 디스플레이 장치는 응답속도가 빠르고, 소비전력이 낮으며, 색재현율이 뛰어나 주목 받아 왔다. 이러한 디스플레이 장치들은 TV, 컴퓨터용 모니터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰(mobile phone), 냉장고의 표시부, 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine) 등 다양한 전자제품에 사용되어 왔다. 일반적으로, 이러한 표시장치들은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 구성한다. 그러나, 키보드와 마우스 등과 같은 별도의 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 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 패널(Touch Screen Panel)이 제안되었다.

터치 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.

터치 패널은 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 터치된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 터치에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하여 터치된 부분을 감지하는 정전용량방식(Electrostatic Capacitive type), 전자 펜이 도전막을 터치함에 따라 유도되는 LC값을 읽어 들여 터치된 부분을 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등으로 구별될 수 있다.

도 1은 정전용량방식 터치 패널에 있어 터치전극이 메탈 메쉬구조인 경우의 일반적인 터치전극을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 살펴보면 터치구동전극(10) 및 터치감지전극(20)이 TFT 어레이 기판 상의 화소전극 구조와 불일치하게 배치되므로, 화소전극의 개구부를 침투하여 투과율을 떨어뜨리고 모아레 현상이 발생하며 캐패시턴스 값이 작은 것에 비해 저항 값이 커서 RC 지연 시간이 길어지는 문제가 있었는바 이에 대한 해결책이 필요하다.

본 발명은 투과율이 향상되어 시인성이 개선된 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 저항을 감소시켜 RC 지연 시간(delay time)을 낮추고 모아레(moire)현상을 방지할 수 있는 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 터치 패널을 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 터치 패널은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판, 컬러필터 기판 및 터치 센서를 포함한다. 상기 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판은 게이트 배선, 데이터 배선 및 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차영역에 위치하는 박막트랜지스터(TFT)와 연결되는 화소전극을 포함하고, 상기 터치 센서는 컬러필터 기판 상부에 위치하며, 제1 센서층 및 상기 제1 센서층의 상부에 적층된 제2 센서층을 포함한다. 상기 제1 센서층은 터치 입력 일축의 위치를 감지하기 위한 복수의 터치구동전극을 포함하고, 상기 제2 센서층은 상기 터치 입력의 다른 일축의 위치를 감지하기 위한 복수의 터치감지전극을 포함하며, 상기 터치구동전극 및 터치감지전극은 화소전극과 이격되어 상기 화소전극을 따라 배치된다. 이에 따라 투과율을 향상시켜 시인성을 개선하고, 모아레(moire)현상을 방지할 수 있으며 터치 감도가 높다. 또한, 저항을 감소시켜 RC 지연 시간을 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화소전극과 데이터 배선 사이의 각도와 상기 터치구동전극과 터치감지전극 사이의 각도는 동일할 수 있고 또다른 실시예에 따르면 상기 터치구동전극 및 터치감지전극들은 서로 중첩되지 않게 배치될 수 있어 터치 센서의 투과율 개선 및 모아레 방지 효과가 극대화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서층 및 제2 센서층 사이에 보호층을 더 포함할 수 있고, 상기 보호층은 절연층 일 수 있다. 이 경우, 높이 단차를 해소하고 절연기능을 확보할 수 있다.

본 발명의 화상표시장치는 상기 터치 패널 및 터치 구동부를 포함한다. 상기 터치 패널은 RC 지연 시간을 낮출 수 있으므로 On-Cell형 터치 패널의 경우에도 대형화가 가능하고, 투과율이 높으며 터치 감도가 우수한 화상표시장치의 구현이 가능하다.

본 발명의 터치 패널은 화소전극과 이격되어 화소전극을 따라 배치된 터치구동전극 및 터치감지전극을 포함하므로 투과율을 향상시켜 시인성을 개선하고 모아레(moire) 현상을 방지할 수 있으며, 터치 감도가 높다.

또한, 본 발명의 터치 패널은 다수의 터치구동전극 및 터치감지전극을 병렬로 배치할 수 있는바 저항을 감소시켜 RC 지연 시간(delay time)을 낮출 수 있으므로, 본 발명의 터치 패널이 On-Cell 방식인 경우 터치 패널의 대형화가 가능하다.

이에 따라, 본 발명의 화상표시장치가 상기 터치 패널을 포함하는 경우, 투과율이 높고 터치 감도가 우수하다.

도 1은 종래의 터치 패널에 포함되는 터치전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널 일체형 표시장치 및 이의 구동부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치구동전극 및 터치감지전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치구동전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치감지전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치구동전극 및 터치감지전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치구동전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치감지전극을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.

실시예의 설명에 있어서, 각 층, 막, 전극, 판 또는 기판 등이 각 층, 막, 전극, 판 또는 기판 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.

또한 각 구성요소의 상, 옆 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 일체형 표시장치 및 이의 구동부를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 화상을 표시하는 액정패널(30)과, 외부시스템으로부터 타이밍 신호를 인가 받아 각종 제어신호를 생성하는 타이밍 콘트롤러(60)와, 제어신호에 대응하여 액정패널(30)을 제어하는 게이트 및 데이터 구동회로(40,50)를 포함하고, 터치 구동을 위한 터치 구동회로(70)를 포함할 수 있고 더불어 공통 전압을 포함하여 여러 레벨의 전원을 생성하는 전원생성부 그리고 기생용량을 보상하기 위한 보상부를 포함할 수 있다.

상기 액정패널(30)은 글라스를 이용한 표시 영역과 비표시 영역으로 구분되는 기판 상에 일방향으로 형성되는 K개의(K는 자연수) 게이트 배선(GL)과 다수의 데이터 배선(DL)이 매트릭스 형태로 교차되고, 교차 지점에 다수의 화소를 정의한다. 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성되고, 각 화소에는 박막트랜지스터(TFT)와 액정캐패시터(Clc) 및 스토리지캐패시터(Cst)가 구비되며, 모든 화소들은 하나의 표시영역(A/A)을 이루게 된다. 화소가 정의되지 않은 영역은 비표시영역(N)으로 구분된다. 또한, 상기 박막트랜지스터(TFT)와 연결되는 화소전극(300) 및 화소전극(300)와 전계를 형성하는 공통전극(300a)이 형성될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(60)는 외부시스템으로부터 전송되는 영상신호(RGB)와, 클럭신호(DCLK), 수평동기신호(Hsync), 수직동기신호(Vsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)등의 타이밍 신호를 인가 받아 게이트 구동회로(40) 및 데이터 구동회로(50)의 제어신호와 함께 터치 구동을 제어하기 위한 터치 인에이블 신호(Touch EN)를 생성할 수 있다.

상기 수평동기신호(Hsync)는 화면의 한 수평선을 표시하는 데 걸리는 시간을 나타내는 신호이고, 수직동기신호(Vsync)는 한 프레임의 화면을 표시하는 데 걸리는 시간을 나타내는 신호이다. 또한, 데이터 인에이블 신호(DE)는 액정패널(30)에 정의된 화소에 데이터전압을 공급하는 기간을 나타내는 신호이다.

또한, 타이밍 콘트롤러(60)는 입력되는 타이밍 신호에 동기하여 게이트 구동회로(40)의 제어신호(GCS) 및 데이터 구동회로(50)의 제어신호(DCS)를 생성한다.

그 밖에 타이밍 콘트롤러(60) 는 게이트 구동회로(40)의 각 스테이지의 구동 타이밍을 결정하는 복수의 클록신호를 생성하고, 게이트 구동회로(40)에 제공한다. 그리고, 타이밍 콘트롤러(60)는 입력받은 영상데이터(RGB DATA)를 데이터 구동회로(50)가 처리 가능한 형태로 정렬 및 변조하여 출력한다. 여기서, 정렬된 영상데이터는 화질개선을 위한 색좌표 보정 알고리즘이 적용된 형태일 수 있다.

또한 상기 타이밍 콘트롤러(60)는 터치 구동을 위한 터치 인에이블 신호(Touch EN)를 터치 구동회로(70) 및 보상부에 제공할 수 있다.

다음으로, 데이터 구동회로(50)는 타이밍 콘트롤러(60)로부터의 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse; SSP)를 소스 쉬프트 클럭(Source Shift Clock; SSC)에 따라 쉬프트시켜 샘플링 신호를 발생한다. 그리고, 데이터 구동회로(50)는 소스 쉬프트 클럭(SSC)에 따라 입력되는 영상 데이터를 샘플링 신호에 따라 래치하여, 데이터 신호로 변경한 후, 소스 출력 인에이블(Source Output Enable; SOE) 신호에 응답하여 수평 라인 단위로 데이터 신호를 데이터 배선(DL)들에 공급한다. 이를 위해 데이터 구동회로(50)는 데이터 샘플링부, 래치부, 디지털 아날로그 변환부 및 출력버퍼 등을 포함할 수 있다.

다음으로, 게이트 구동회로(40)는 타이밍 콘트롤러(60)로부터 전송되어 온 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP)를 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock; GSC)에 따라 쉬프트시켜, 순차적으로 게이트 배선(GL 1 내지 GL n)에 게이트하이전압(VGH)을 갖는 스캔 펄스를 공급하며, 게이트하이전압(VGH)의 스캔 펄스가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는 게이트 배선(GL 1 내지 GL n)에 게이트로우전압(VGL)을 공급하게 된다.

한편, 본 발명에 적용되는 게이트 구동회로(40)는, 패널과 독립되게 형성되어, 다양한 방식으로 패널과 전기적으로 연결될 수 있는 형태로 구성될 수 있으나, 상기 게이트 구동회로(40)는 액정패널(30)의 기판 제조시 박막패턴 형태로 비표시영역(N)상에 게이트-인-패널(Gate-In-Panel, GIP)방식으로 내장될 수 있다. 이 경우 게이트 구동회로(40)를 제어하기 위한 게이트 제어신호로는 클럭 신호(CLK) 및 쉬프트 레지스터의 첫 번째로 구동하는 스테이지의 구동을 위한 스타트신호(VST)가 될 수 있다.

한편 도면에는 도시되지 않았지만 게이트 구동회로(40)는 액정패널(30)의 양단, 비표시영역(N)에 두 개가 구비될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 게이트 구동회로는 쉬프트레지스터를 포함하는 복수의 스테이지로 이루어진다. 이러한 제1 및 제2 게이트 구동회로는 타이밍 콘트롤러(60)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 응답하여 액정패널(30)에 형성된 다수의 게이트 배선(GL1 ~ GLn)을 통해 스캔 펄스인 게이트하이전압(VGH)을 교번하여 출력할 수 있다. 여기서, 출력된 게이트하이전압(VGH)은 일정 수평기간 동안 중첩될 수 있다. 이는 게이트 배선(GL 1 ~ GL n)을 프리차징(precharging) 하기 위한 것으로, 데이터전압 인가 시 보다 안정적인 화소 충전을 진행할 수 있다.

터치 패널

도 3 및 도 5는 본 발명의 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4a, 4b, 6a, 6b는 상기 터치구동전극(100)과 터치감지전극(200)을 각각 분리하여 표현한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널(700)의 수직 단면을 개략적으로 도시한 도면인바, 이하, 상기 도면을 참조하여 살펴본다.

본 발명의 터치 패널(700)은 TFT 어레이 기판(500), 상기 TFT 어레이 기판(500) 상에 배치된 컬러필터 기판(600) 및 상기 컬러필터 기판(600) 상에 배치된 본 발명의 터치 센서를 포함한다.

본 발명에 따른 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판(500)은 게이트 배선, 데이터 배선 및 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차영역에 위치하는 박막트랜지스터(TFT)와 콘택홀을 통해 연결되는 화소전극(300)을 포함한다.

본 발명에 따른 컬러필터 기판(600)은 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판(500) 상에 배치되고, 터치 센서는 컬러필터 기판(600) 상에 배치된다.

본 발명의 터치 패널(700)은 터치 구동부로부터 구동 펄스가 복수의 터치구동전극(Tx)(100)으로 인가되면 터치구동전극(Tx)(100)과 터치센싱전극(Rx)(200) 간에 발생하는 캐패시턴스를 기초로 하여 사용자의 터치에 따른 캐패시턴스의 변화를 복수의 터치센싱전극(Rx)(200)을 통해 터치 감지부로 전달하고 터치 감지부는 사용자의 터치 위치를 감지하는 기능을 수행하게 된다.

여기서, 터치 구동부 및 터치 감지부는 라우팅 배선 및 연결 배선을 통해 복수의 터치구동전극(100) 및 터치센싱전극(200)과 연결되어 있다.

본 발명의 터치센서는 복수의 터치구동전극(100)들이 구비된 제1 센서층(100a)을 포함한다.

본 발명에 따른 터치구동전극(100)은 복수개로 구성되어 제1 센서층(100a) 상에 위치하고 터치 입력 일축의 위치를 감지하는 역할을 한다.

또한, 상기 터치구동전극(100)은 전기전도성을 갖는 금속으로 이루어지는데, 터치구동전극(100)을 이루는 금속의 구체적인 예를 들면 Al, AlNd, Mo, MoTi, Cu, Cr, Ag, Ag계열 합금일 수 있으나 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 터치센서는 제1 센서층(100a)의 상부에 적층되며 복수의 터치감지전극(200)들이 구비된 제2 센서층(200a)을 포함한다.

본 발명에 따른 터치감지전극(200)은 복수개로 구성되어 제2 센서층(200a) 상에 위치하고 터치 입력의 다른 일축의 위치를 감지하는 역할을 한다.

상기 터치감지전극(200)은 전기전도성을 갖는 금속으로 이루어지는데, 터치감지전극(200)을 이루는 금속의 구체적인 예를 들면 Al, AlNd, Mo, MoTi, Cu, Cr, Ag, Ag계열 합금일 수 있으나 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

즉, 본 발명의 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)은 별도의 층에 패터닝 됨으로써 동일 평면상에 위치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 복수의 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)들은 화소전극(300)과 이격되어 상기 화소전극(300)을 따라 배치된다.

종래 메쉬형 터치전극을 포함하는 터치 패널은 터치전극이 화소전극의 구조와 상이하여 투과율을 저하시키고 모아레(moire)현상을 유발하며, 캐패시턴스가 작은 반면 배선의 저항값이 높아 RC 지연 시간이 길어지는 문제가 있어왔다. 모아레 현상이란, 독립된 두 개의 주기적인 패턴들이 적층될 경우에 형성되는 자연적인 간섭 현상(interference phenomenon)을 의미한다. 모아레 현상은 물결 형태의 곡선, 잔물결, 작은 다발 형태로 나타날 수 있다.

이에 착안하여, 본 발명은 상기 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)들을 상기 구조로 배치함으로써 전술한 문제점을 해결한다.

보다 구체적으로, 화소전극(300)의 개구부를 침투하지 않도록 함으로써 투과율을 높여 시인성을 개선하고 모아레 현상을 방지한다. 또한, 본 발명의 터치 패널(700)에 있어 총 캐패시턴스 값은 종래에 비해 다소 증가할 수 있으나 후술하는 바에 따라 배선의 저항 값을 크게 감소시킴으로써 RC 지연 시간을 줄여 터치 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화소전극(300)과 데이터 배선 사이의 각도와 상기 터치구동전극(100)과 터치감지전극(200) 사이의 각도가 동일할 수 있다.

본 명세서에서 상기 화소전극(300)과 데이터 배선 사이의 각도란 화소전극(300)과 데이터 배선이 만나 형성되는 각 중 작은 각의 크기를 의미한다.

화소전극(300)과 데이터 배선 사이의 각도는 0°이상 90°미만의 범위 내로서 본 발명의 목적에 벗어나지 않는 범위 내라면 그 크기에 특별한 제한은 없고, 구체적인 예를 들면 0°(도 4a 및 4b 참조), 15°(도 6a 및 6b 참조), 20°등 일 수 있다.

본 발명에 있어 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)은 화소전극(300)을 따라 배치되는바, 상기 화소전극(300)과 데이터 배선이 이루는 각의 크기가 달라지더라도 상기 화소전극(300)과 데이터 배선 사이의 각도와 상기 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200) 사이의 각도는 동일할 수 있게 되므로 터치 센서의 투과율 개선 및 모아레 방지 효과가 극대화될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)들은 서로 중첩되지 않는다. 이에 의해 터치 센서의 투과율 개선 및 모아레 방지 효과가 극대화될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)의 높이는 0.6 내지 0.7㎛일 수 있고, 바람직하게는 0.65㎛일 수 있다.

본 명세서에서 터치전극의 높이란 터치 센서의 단면을 기준으로 할 때, 터치전극이 터치 센서의 상부를 향하여 차지하는 길이를 의미한다. 일반적으로, 터치전극의 높이는 저항 값과 관련되는데, 이 때 터치전극의 높이가 증가할수록 저항 값이 감소한다.

종래의 터치전극과 달리 본 발명에 따른 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)은 화소전극(300)과 이격되어 화소전극(300)을 따라 배치되는바, 터치전극과 TFT 어레이 기판(500) 상의 화소전극(300) 간에 생성되는 캐패시턴스 값이 종래의 터치전극과 화소전극 간에 생성되는 캐패시턴스 값에 비해 상대적으로 크다.

그러나, 본 발명의 터치 패널(700)은 상기 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)들이 화소전극(300)과 이격되어 상기 화소전극(300)을 따라 배치되므로 기존 터치센서에 비해 많은 수의 전극을 병렬로 배치할 수 있으며, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)의 높이를 0.6 내지 0.7㎛로 하는 경우 저항 감소 정도를 극대화 할 수 있다. 따라서 종래의 터치 센서에 비해 총 캐패시턴스 값은 다소 증가하나 저항 감소 정도가 현저히 크므로 본 발명의 터치 패널(700)은 RC 지연 시간을 줄일 수 있다.

터치전극의 높이가 0.7 ㎛를 초과하는 경우, 그 제조가 어려울 뿐만 아니라 터치 패널의 두께가 증가하는 문제가 있고 터치전극의 높이가 0.6 ㎛미만인 경우 저항 값 증가에 따라 RC 지연 시간이 커지는 문제가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 센서층(100a) 및 제2 센서층(200a) 사이에 보호층(400)을 더 포함할 수 있다.

상기 보호층(400)은 본 발명에 있어 높이 단차를 해소하고 절연층의 기능을 하는바, 바람직하게는 상기 보호층(400)은 절연층일 수 있다.

본 발명에 따른 보호층(400)은 당 분야에 일반적으로 사용되는 것으로서 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 그 재질에 있어 특별한 제한은 없고, 구체적으로는 절연성을 가지는 재질이 바람직하며, 보다 구체적으로는 SiNx 등일 수 있다.

본 발명에 따른 보호층(400)의 높이는 특별히 제한되지 않으나, 구체적으로는 0.3 내지 0.5 ㎛, 바람직하게는 0.35 내지 0.45 ㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 터치구동전극(100)과 터치감지전극(200)간에 생성되는 캐패시턴스 값이 증가하여 터치 감도가 매우 높다. 또한, 높이가 0.3 ㎛ 미만 또는 0.5㎛ 초과인 경우 터치 감도가 저하되고 공정 안정성의 확보가 어려워진다.

본 발명의 터치 패널(700)은 터치 센서가 컬러필터 기판(600) 상에 배치되는 것으로서 본 발명의 목적에 벗어나지 않는 경우라면 특별히 제한되지 않고, 구체적으로는 On-Cell형, 부착형(Add-on type)일 수 있다.

부착형(Add-on type)은 터치전극의 높이에 제한 받지 않으므로 문제되지 않으나, On-Cell형은 터치센서 상부에 커버글라스를 배치하여 제조하므로 제조공정에서 터치전극의 높이가 중요한 요소이고 터치 패널의 대형화에 있어 RC 지연 시간이 문제된다.

그러나, 본 발명의 터치 센서를 컬러필터 기판(600) 상에 포함하는 경우, RC 지연 시간을 낮출 수 있으므로 On-Cell형 터치 패널의 경우에도 대형화가 가능하다. 또한, 본 발명의 터치 패널(700)은 전술한 터치 센서를 포함함으로써 터치구동전극(100) 및 터치감지전극(200)과 화소전극(300)의 배치를 일치시킴에 따라 투과율을 향상시켜 시인성을 향상시키고 모아레 현상을 방지할 수 있으며 터치 감도가 높다.

화상표시장치

본 발명의 화상표시장치는 상기 터치 패널(700) 및 상기 터치 패널(700)을 구동하는 터치 구동부를 포함함으로써, 투과율이 높고 터치 감도가 우수한 화상표시장치의 구현이 가능하다. 상기 화상표시장치는 본 발명의 터치 패널(700)을 포함한 것으로써 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내라면 특별히 그 종류가 제한되지 않으나, 구체적인 예를 들면 액정표시장치일 수 있다.

본 발명의 터치 패널(700) 및 화상표시장치와 관련하여, 컬러필터 기판(600), TFT 어레이 기판(500), 터치 패널(700), 터치 구동부, 화상표시장치 및 이들의 제조 공정 각각은 당 분야에 널리 알려진 기술에 해당하므로, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 그에 관한 기재는 생략하기로 한다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 터치구동전극 20: 터치감지전극
30: 액정패널 40: 게이트 구동회로
50: 데이터 구동회로 60: 타이밍 콘트롤러
70: 터치구동회로
80: 게이트 배선 90: 데이터 배선
100: 터치구동전극 200: 터치감지전극
100a: 제1 센서층 200a: 제2 센서층
300: 화소전극 300a: 공통전극
400: 보호층
500: TFT 어레이 기판 600: 컬러필터 기판
700: 터치 패널

Claims (8)

1. 게이트 배선, 데이터 배선 및 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차영역에 위치하는 박막트랜지스터(TFT)와 연결되는 화소전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판;
   상기 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 배치된 컬러필터 기판; 및
   상기 컬러필터 기판 상에 배치되고, 제1 센서층 및 제2 센서층을 포함하는 터치 센서;를 포함하고,
   상기 제1 센서층은 터치 입력 일축의 위치를 감지하기 위한 복수의 터치구동전극을 포함하며,
   상기 제2 센서층은 상기 제1 센서층의 상부에 적층되며, 상기 터치 입력의 다른 일축의 위치를 감지하기 위한 복수의 터치감지전극을 포함하고,
   상기 터치구동전극 및 터치감지전극은 상기 화소전극과 이격되어 상기 화소전극을 따라 배치되는, 터치 패널.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 화소전극과 데이터 배선 사이의 각도와 상기 터치구동전극과 터치감지전극 사이의 각도가 동일한, 터치 패널.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 터치구동전극 및 터치감지전극은 서로 중첩되지 않는, 터치 패널.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 터치구동전극 및 터치감지전극의 높이는 0.6 내지 0.7㎛인, 터치 패널.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 센서층 및 제2 센서층 사이에 보호층을 더 포함하는, 터치 패널.
   
6. 청구항 5에 있어서, 상기 보호층은 절연층인, 터치 패널.
   
7. 청구항 5에 있어서, 상기 보호층의 높이는 0.3 내지 0.5 ㎛인, 터치 패널.
   
8. 청구항 1 내지 7 중 어느 하나의 터치 패널; 및
   상기 터치 패널을 구동하는 터치 구동부;를 포함하는 화상표시장치.
   

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