KR20190029045A

KR20190029045A - 터치 표시장치

Info

Publication number: KR20190029045A
Application number: KR1020170116087A
Authority: KR
Inventors: 신승목
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2037-09-11
Also published as: KR102352750B1

Abstract

본 발명에 따르면, 터치 표시장치의 제 1 전극에 제 2 센싱배선에 연결된 더미전극을 형성하여, 터치블럭(TB) 단위로 형성된 제 1 전극(117)에서 터치전극(117a)의 면적을 감소시킬 수 있다.
더욱이, 더미전극에 연결되는 제 2 센싱배선은 터치 표시장치 구동부의 터치센싱 채널에 연결되지 않으므로, 터치센싱 채널수를 더욱 감소시킬 수 있게 되어 제조비용을 저감시킬 수 있게 된다.
또한, 터치센싱 구간에서 더미전극에 터치구동신호 또는 공통전압을 인가하여 터치전극과 더미전극의 부하차이에 따른 화상의 열화를 방지할 수 있게 된다.

Description

터치 표시장치 {Touch Display Device}

본 발명은 터치 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 터치 감도를 개선함과 동시에 제조비용을 저감시킬 수 있는 터치 표시장치에 관한 것이다.

정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

최근에는, 이러한 표시패널(display panel) 상에 터치패널(touch panel)을 부착한 터치 표시장치(또는 터치스크린)가 각광받고 있다.

터치 표시장치는, 영상을 표시하는 출력수단으로 사용되는 동시에, 표시된 영상의 특정부위를 터치하여 사용자의 명령을 입력 받는 입력수단으로 사용되는 것으로, 터치 표시장치의 터치패널은 위치정보 검출방식에 따라 감압방식, 정전방식, 적외선방식, 초음파방식 등으로 구분될 수 있다.

즉, 사용자가 표시패널에 표시되는 영상을 보면서 터치패널을 터치하면, 터치패널은 해당 부위의 위치정보를 검출하고 검출된 위치정보를 영상의 위치정보와 비교하여 사용자의 명령을 인식할 수 있다.

이러한 터치 표시장치는, 별도의 터치패널을 표시패널에 부착하거나, 터치패널을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태로 제조될 수 있다.

특히, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기의 슬림화를 위해 터치패널을 구성하는 전극 및 배선을 표시패널의 기판에 형성하여 일체화하는 형태의 인셀 타입(in-cell type) 터치 표시장치에 대한 수요가 증가하고 있다.

인셀 타입 터치 표시장치는, 표시패널의 표시영역에 매트릭스 형태로 배치된 터치블럭이 정의되고, 터치블럭 단위로 셀프 캡(self cap) 방식의 터치전극이 배치되며, 각 터치전극에는 대응되는 센싱배선이 접속된다.

이와 같은 터치 표시장치의 1 프레임에는 표시구간(display period)과 터치센싱구간(touch sensing period)이 교대하게 되며, 표시구간에는 공통전압이 센싱배선에 출력되어 해당 터치전극에 인가되고 터치센싱구간 동안에는 터치센싱을 위한 터치구동신호가 센싱배선에 출력되어 해당 터치전극에 인가된다.

도 1은 종래의 터치 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 터치 표시장치(10)는, 터치 표시장치 구동부(15), 터치 표시패널(11)을 포함한다.

터치 표시장치 구동부(15)는 데이터신호 및 터치구동신호를 생성하여 터치 표시패널(11)로 전달하고, 터치 표시패널(11)로부터 센싱신호를 전달받는다.

터치 표시장치 구동부(15)는 터치 ROIC(Read Out Integrated Circuit 이하, “ROIC”라 함)와 데이터 구동부로 이루어진 SR-IC를 포함할 수 있다.

터치 표시패널(11)은, 데이터신호를 이용하여 영상을 표시하고, 터치구동신호를 이용하여 터치를 감지한다.

이를 위하여, 터치 표시패널(11)은 터치블럭(TB) 단위로 형성된 다수의 터치전극(17)과, 다수의 터치전극(17)에 각각 연결되고 터치 표시장치 구동부(15)에 연결되는 센싱배선(SL)을 포함하며, 다수의 센싱배선(SL)은 터치 표시장치 구동부(15)로부터 다수의 터치전극(17)으로 공통전압 또는 터치구동전압을 전달하고, 다수의 터치전극(17)으로부터 터치 표시장치 구동부(15)로 센싱신호를 전달한다.

여기서, 센싱배선(SL)은 콘택홀(CH1)을 통해 해당 터치블럭(TB)의 터치전극(17)과 각각 연결된다.

또한, 터치블록(TB)은 개별적으로 구동되므로, 터치 표시장치 구동부(15)의 터치센싱 채널수가 터치블록(TB) 수만큼 필요하게 된다.

최근에, 개인용 휴대 전자기기인 휴대폰이나 PDA 등은 점진적으로 그 면적이 커지고 있는 실정이며, 터치 표시장치(10)의 면적이 증가함에 따라, 터치 표시장치(10) 배치되는 터치블록(TB) 수가 급격히 증가되고 있다.

이와 같은 터치블록(TB) 수 증가에 따라 터치 표시장치 구동부(15)의 터치센싱 채널수도 증가하게 되며, 이는 제조 비용을 상승시키는 요인이 되고 있다.

한편, 터치 표시장치 구동부(15)의 터치센싱 채널수를 감소시키기 위하여, 터치블럭(TB)의 크기를 증가시키는 경우, RC Delay가 증가하여 터치감도가 저하되는 문제가 발생된다.

본 발명은, 터치블럭 단위로 형성된 터치전극과 더미전극을 배치하여, 터치감도의 저하 없이 제조비용을 저감시킬 수 있는 터치 표시장치를 제공하는 것을 과제가 있다.

전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 표시패널 내에 구성되며 터치블럭 각각에 배치된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 접속되고 표시구간에 공통전압을 전달하는 제 1 및 제 2 센싱배선을 포함하며, 상기 제 1 전극은, 상기 제 1 센싱배선과 연결되는 터치전극과, 상기 제 2 센싱배선과 연결되는 적어도 하나의 더미전극을 포함하는 터치 표시장치를 제공한다.

그리고, 상기 터치 전극은 다수의 개구부가 형성된 메쉬 형상이며, 상기 적어도 하나의 더미전극은 상기 다수의 개구부에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 및 제 2 센싱배선 사이에 배치되고, 상기 제 1 센싱배선과 상기 터치전극을 접속하는 제 1 콘택홀과, 상기 제 2 센싱배선과 상기 더미전극을 접속하는 제 2 콘택홀을 갖는 절연막을 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 표시패널은 상기 제 1 전극이 배치된 어레이 기판을 포함하고, 상기 터치전극과 상기 더미전극은 상기 어레이 기판에서 동일층에 위치하고 동일 물질로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 터치전극과 상기 더미전극은 서로 이격될 수 있다.

또한, 상기 어레이 기판의 화소영역에는 상기 제 1 전극에 대응되는 화소전극이 배치될 수 있다.

그리고, 상기 더미 전극의 형상은 다각형 형상이거나 원 형상일 수 있다.

또한, 상기 제 1 센싱배선은 터치센싱 구간에 상기 터치전극에 센싱신호를 전달하며, 상기 제 2 센싱배선은 터치센싱 구간에 상기 더미전극에 공통전압을 전달할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 센싱배선은 터치센싱 채널에 연결되며, 상기 제 2 센싱배선은 터치센싱 채널에 연결되지 않을 수 있다.

본 발명에서는, 터치블럭 단위로 형성된 제 1 전극을 터치전극과 더미전극을 각각 형성함으로써, RC Delay의 증가 없이 터치블럭의 크기를 증가시킬 수 있게 한다.

이에 따라, 터치 표시장치 구동부 내의 터치센싱 채널 수를 감소시킬 수 있게 되어, 터치감도의 저하 없이 제조비용을 저감시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 터치 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치의 터치블럭을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치의 어레이기판에서 터치전극 및 더미전극의 연결을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

본 발명의 실시예는 인셀 터치 방식을 사용하는 모든 종류의 표시장치에 적용될 수 있는데, 이하에서는 설명의 편의를 위해 표시장치로서 액정표시장치를 예로 들어 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치 표시장치(100)는 셀프 캡 방식의 터치소자인 제 1 전극(117)이 액정표시장치 즉 액정패널 내부에 구성된 인셀 터치 방식의 액정표시장치이다.

이와 같은 터치 표시장치(100)는, 예를 들면, IPS(In-Plane Switching) 방식이나, AH-IPS(Advanced High performance In-Plane Switching) 방식이나, 그 외 다른 방식으로 구성될 수 있다.

본 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 프린지 필드를 발생시키는 AH-IPS 방식이 사용되는 경우를 예로 든다.

터치 표시장치(100)는, 어레이기판(110)과 어레이기판(110)에 대향하는 대향기판으로서 예를 들면 컬러필터기판(120)과 어레이기판(110)과 컬러필터기판(120) 사이에 위치하는 액정층(130), 컬러필터기판(120) 상부에 커버글래스(140)을 포함할 수 있다.

어레이 기판(110)에는 복수의 서브화소(SP)가 매트릭스 형태로 배치되며, 복수의 서브화소(SP) 각각은 서로 교차하는 데이터 라인들과 게이트 라인들에 의해 정의된다.

또한, 데이터 라인들과 게이트 라인들이 교차되는 영역 마다 TFT(thin film transistor) 및 스토리지 커패시터(Cst)가 배치될 수 있다.

그리고, 어레이 기판(110)에는 터치블럭(TB) 단위로 제 1 전극(117)이 배치될 수 있으며, 제 1 전극(117) 하부에 각 서브화소(SP)에 대응하여 제 2 전극(115)이 배치될 수 있다.

컬러필터 기판(120)에는 풀 컬러(full color) 화상을 표시하기 위한 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 컬러필터(CF)가 형성될 수 있으며. 컬러필터(CF) 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 형성될 수 있다.

여기서, 제 1 전극(117)은 공통전극으로 기능하도록 구성될 수 있으며, 다수의 개구부가 형성된 바(Bar) 형상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이 경우에 제 1 전극(117) 즉 공통전극(117)은 화소전극(115)과 함께 어레이기판(110)에 형성되어 영상을 표시하는 표시구간 동안에는 액정층(130)을 구동할 수 있다.

또한, 공통전극(117)을 블록 단위로 분할하고, 이를 직접 터치 전극으로 활용하여 공통전극(117)과 사용자의 입력 사이에 정전용량(C1)이 형성되도록 함으로써 사용자의 터치 시 발생하는 정전용량(C1)의 변화량을 측정하여 터치를 인식할 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치(100)의 영상을 표시하는 표시영역에는, 다수의 터치블럭(TB)이 행방향과 열방향을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.

이때, 각 터치블럭(TB)은 행방향과 열방향으로 이웃하는 다수의 서브화소(SP)를 단위 그룹으로 하여 구성된다.

터치 표시장치(100)의 어레이기판(110)에는 터치블럭(TB) 단위로 제 1 전극(117)이 형성된다. 각 터치블럭(TB)에 형성된 제 1 전극(117)은, 이웃하는 터치블럭(TB)의 제 1 전극(117)과는 분리되어 이격된 형태로 패턴되어 있다.

즉, 이웃하는 터치블럭(TB)에 구성된 제 1 전극(117)은 서로 전기적으로 단선된 형태로 구성될 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치(100)의 제 1 전극(117) 각각은 터치전극(117a)과 더미전극(117b)으로 이루어질 수 있다.

여기서, 터치전극(117a) 각각에는 적어도 하나의 개구부가 형성될 수 있으며, 더미전극(117b)은 개구부에 형성될 수 있다.

또한, 터치전극(117a) 각각은 다수의 개구부를 갖는 메쉬 형상일 수 있으며, 다수의 개구부 중 적어도 하나에 더미전극(117b)이 형성될 수 있다.

여기서, 하나의 터치블럭(TB)에 형성된 터치전극(117a)과 더미전극(117b)은 이격되어 서로 전기적으로 단선된 형태로 구성될 수 있다.

즉, 더미전극(117b)은 터치전극(117a)의 개구부보다 작은 크기로 배치될 수 있다.

여기서, 터치전극(117a)과 더미전극(117b)은 어레이기판(110)에서 동일층에 위치할 수 있으며, 동일 물질로 이루어질 수 있다.

제 1 전극(117)에 대해서는 차후 좀 더 자세히 살펴보도록 한다.

터치 표시장치(100)의 어레이기판(110)에는 각 터치블럭(TB)과 연결되는 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)이 일방향을 따라 연장되어 형성되어 있다.

예를 들면, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)은 데이터배선의 연장방향인 열방향을 따라 형성될 수 있다.

여기서, 제 1 센싱배선(SL1)은 터치전극(117a)에 연결되고, 제 2 센싱배선(SL2)은 더미전극(117b)에 연결될 수 있다.

그리고, 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)은 터치 표시장치 구동부(150)에 연결될 수 있다.

터치 표시장치 구동부(150)는 터치 표시장치(100)를 구동하는 각종 신호를 발생시켜 이를 터치 표시장치(100)에 공급함으로써, 터치 표시장치(100)를 구동하게 된다.

이와 관련하여 예를 들면, 터치 표시장치 구동부(150)는 게이트배선에 게이트신호를 출력하고, 데이터배선에 데이터신호를 출력하며, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2) 각각에 공통전압이나 터치구동신호를 출력할 수 있다.

또한, 터치전극(117a)에서 발생된 센싱신호를 제 1 센싱배선(SL1)을 통해 전달받을 수 있다.

이와 같은 터치 표시장치 구동부(150)는 데이터배선을 구동하는 데이터구동부와, 게이트배선을 구동하는 게이트구동부와, 센싱배선을 구동하는 터치센싱구동부를 포함할 수 있다.

이때, 데이터구동부와, 게이트구동부와, 터치센싱구동부는 IC 형태로 별개로 구성될 수 있다. 한편, 이들 구동부들 중 적어도 2개가 통합된 IC가 사용될 수 있다. 한편, 게이트구동부는 어레이기판(110)에 직접 형성된 GIP회로의 형태로 구성될 수 있다.

IC 형태로 구성된 터치 표시장치 구동부(150)는 COG 방식으로 터치 표시장치(100)의 비표시영역에 실장될 수 있다. 다른 예로서, IC 형태의 터치 표시장치 구동부(150)는 연성회로필름에 실장되어 연성회로필름을 통해 터치 표시장치(100)과 연결되도록 구성될 수 있다.

제 1 센싱배선(SL1)은 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 해당 터치블럭(TB)의 터치전극(117a)과 연결되어 구동 신호를 전달하며, 제 2 센싱배선(SL2)은 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 해당 터치블럭(TB)의 더미전극(117b)과 연결되어 공통전압을 전달하게 된다.

이와 관련하여, 표시 구간으로서 매 프레임 동안에는, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)에 공통전압이 인가되어 대응되는 터치블럭(TB)의 터치전극(117a) 및 더미전극(117a)에 각각 전달된다.

이에 따라, 해당 터치블럭(TB)의 각 화소영역에는 화소전극(115)과 터치전극(117a) 및 더미전극(117a) 사이에 전계가 발생되어 액정을 구동하게 되고, 이로 인해 영상을 표시할 수 있게 된다.

한편, 표시구간 사이의 터치센싱 구간으로서 이웃하는 프레임 사이의 블랭크(blank)구간 동안에는, 제 1 센싱배선(SL1)에 펄스 파형의 터치구동신호가 인가되어 터치전극(117a)에 전달되고, 제 2 센싱배선(SL2)에는 공통전압 또는 터치센싱 기능을 하지 않는 터치구동신호가 더미전극(117b)에 전달될 수 있다.

더미전극(117b)에 연결되는 제 2 센싱배선(SL2)은 터치 표시장치 구동부(150)의 터치센싱 채널에 연결되지 않으므로, 터치센싱 구간에서 제 2 센싱배선(SL2)을 통하여 터치구동신호가 더미전극(117b)에 인가되어도 터치센싱 기능을 수행하지 않는다.

즉, 제 1 센싱배선(SL1)은 터치구동신호를 공급하고 정전용량 변화량을 센싱하나, 제 2 센싱배선(SL2)은 터치구동신호만 공급하고 정전용량 변화량을 센싱하지 않는다.

또한, 터치센싱 구간에서 제 2 센싱배선(SL2)에는 공통전압을 입력할 수 있다.

이와 같이, 터치센싱 구간에서 더미전극(117b)에 터치구동신호 또는 공통전압을 인가하여 터치전극(117a)과 더미전극(117b)의 부하(Load)차이에 따른 화상의 열화를 방지할 수 있게 된다.

그리고, 터치 유무에 따른 각 터치블럭(TB)의 정전용량 변화량에 해당되는 센싱신호는 터치전극(117a)을 통해 검출되며, 터치전극(117a)에 연결된 제 1 센싱배선(SL1)에 인가된다. 이와 같이 검출된 센싱신호를 통해 사용자의 터치 여부를 판단할 수 있게 된다.

이처럼, 터치블럭(TB)에 형성된 제 1 전극(117)은 전계 발생을 위한 공통전극(117)의 기능과 함께 사용자 터치를 감지하기 위한 전극으로 기능하여 얇은 두께의 인셀 터치 방식 터치 표시장치(100)를 구현할 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치(100)는 제 1 전극(117)에 더미전극(117b)을 형성하여, 터치블럭(TB) 단위로 형성된 제 1 전극(117)에서 터치전극(117a)의 면적을 감소시킬 수 있다.

여기서, 초기 정전용량인 C = ε x A/d 의 관계를 가지므로, 터치전극(117a)의 면적인 A의 감소에 따라, 초기 정전용량인 C를 감소시킬 수 있고, 이에 따라, RC Delay를 줄여 터치센서의 터치 감도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 제 1 전극(117)에서 터치전극(117a)의 면적이 감소됨에 따라 RC Delay의 증가 없이 터치블럭(TB) 단위로 형성되는 제 1 전극(117)의 면적을 증가시킬 수 있게 되어, 터치 표시장치 구동부(150)의 터치센싱 채널수를 감소시킬 수 있게 된다.

더욱이, 더미전극(117b)에 연결되는 제 2 센싱배선(SL2)은 터치 표시장치 구동부(150)의 터치센싱 채널에 연결되지 않으므로, 터치센싱 채널수를 더욱 감소시킬 수 있게 되어 제조비용을 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 터치센싱 구간에서 더미전극(117b)에 터치구동신호 또는 공통전압을 인가하여 터치전극(117a)과 더미전극(117b)의 부하(Load)차이에 따른 화상의 열화를 방지할 수 있게 된다.

도 4는, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치의 터치블럭을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 터치블럭(TB1, TB2) 각각은 터치전극(117a)과 적어도 하나의 더미전극(117b)을 포함한다.

그리고, 제 1 및 제 2 터치블럭(TB1, TB2) 각각의 터치전극(117a)은 적어도 하나의 개구부(OP)를 포함할 수 있다.

즉, 도 4에는 제 1 및 제 2 터치블럭(TB1, TB2) 각각이 다수의 개구부(OP)가 형성된 메쉬(Mesh) 형태를 하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 개구부(OP)를 포함할 수 있다.

여기서, 터치전극(117a)의 개구부(OP)의 형상이 사각형으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 원 형상, 다각형 형상등 다양한 형상을 가질 수 있다.

또한, 터치전극(117a)의 중심선을 기준으로 다수의 개구부(OP)가 서로 대칭을 이룰 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 비대칭을 이룰 수도 있다.

그리고, 다수의 개구부(OP)는 등간격으로 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 비등간격으로 배치될 수도 있다.

여기서, 터치전극(117a)의 개구부(OP)에는 더미전극(117b)이 형성될 수 있다.

터치전극(117a)의 개구부(OP)가 다수인 경우, 개구부(OP) 각각에 더미전극(117b)이 형성될 수 있으며, 개구부(OP) 일부에만 더미전극(117b)이 형성될 수도 있다.

그리고, 터치전극(117a)의 개구부(OP)와 더미전극(117b)은 동일한 형상을 가질 수 있으며, 서로 다른 형상을 가질 수도 있다.

또한, 터치전극(117a)과 더미전극(117b)은 이격되어 서로 전기적으로 단선된 형태로 구성될 수 있다.

그리고, 더미전극(117b)은 터치전극(117a)의 개구부(OP)보다 작은 크기로 배치될 수 있다.

한편, 터치전극(117a)과 더미전극(117b)은 동일층에 위치할 수 있으며, 동일한 물질로 동일공정을 통하여 형성될 수 있다. 이 경우에 터치전극(117a)과 더미전극(117b)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 수행되지 않아도 되어 공정적으로 장점이 있다.

또한, 터치전극(117a) 및 더미전극(117b) 각각에는 적어도 하나의 콘택홀(CH1, CH2)이 배치될 수 있다.

즉, 터치전극(117a) 각각에는 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)이 배치될 수 있으며, 더미전극(117b) 각각에는 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)이 배치될 수 있다.

여기서, 각각의 터치전극(117a)은 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 1 센싱배선(SL1)과 연결될 수 있으며, 각각의 더미전극(117b)은 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 2 센싱배선(SL2)과 연결될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 터치블럭(TB1, TB2) 각각의 터치전극(117a)은 서로 다른 제 1 센싱배선(SL1A, SL1B))에 연결될 수 있다.

예를 들면, 제 1 터치블럭(TB1)의 터치전극(117a)은 첫 번째 제 1 센싱배선(SL1A)과 연결될 수 있으며, 제 2 터치블럭(TB2)의 터치전극(117a)은 두 번째 제 2 센싱배선(SL1B)과 연결될 수 있다.

반면에, 제 1 및 제 2 터치블럭(TB1, TB2) 각각의 더미전극(117b)은 동일한 제 2 센싱배선(SL2)과 연결될 수도 있다.

즉, 다수의 더미전극(117b)은 하나의 제 2 센싱배선(SL2)으로 연결될 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다수의 그룹단위로 나뉘어 각 그룹마다 동일한 제 2 센싱배선(SL2)으로 연결될 수도 있다.

여기서, 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)은 동일층에 위치할 수 있으며, 동일한 물질로 동일 공정을 통하여 형성될 수 있다.

이 경우에 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 수행되지 않아도 되어 공정적으로 장점이 있다.

또한, 제 1 및 제 2 터치블럭(TB1, TB2) 각각의 제 1 및 제 2 콘택홀(CH1, CH2)은 다수로 구성되는 것이 바람직하다.

이처럼, 다수의 제 1 및 제 2 콘택홀(CH1, CH2)이 형성되면 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)과 각각 연결되는 터치전극(117a) 및 더미전극(117b) 사이의 접속 저항이 감소될 수 있다.

이에 따라, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)으로부터 터치전극(117a) 및 더미전극(117b) 각각에 인가되는 공통전압 강하가 감소되어, 원하는 수준의 공통전압이 터치전극(117a) 및 더미전극(117b)으로 바람직하게 공급될 수 있게 된다.

그리고, 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)은 터치 표시장치 구동부(150)에 각각 연결된다.

여기서, 더미전극(117b)에 연결되는 제 2 센싱배선(SL2)은 터치 표시장치 구동부(150)의 터치센싱 채널에 연결되지 않는다.

따라서, 터치센싱 구간에서 제 2 센싱배선(SL2)에 터치구동신호가 더미전극(117b)에 인가되어도, 터치센싱 기능을 수행하지 않는다.

또한, 터치센싱 구간에 제 2 센싱배선(SL2)에는 공통전압을 입력할 수도 있다.

이와 같이, 터치센싱 구간에서 더미전극(117b)에 터치구동신호 또는 공통전압을 인가함으로써, 터치전극(117a)과 더미전극(117b)의 부하(Load)차이에 따른 화상의 열화를 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치의 어레이기판에서 터치전극 및 더미전극의 연결을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

이하, 터치표시장치(100)의 어레이기판(110)의 구조에 대해 도 2 내지 도 4를 함께 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2 내지 5를 참조하면, 터치 표시장치(100)의 어레이기판(110)에는 제 1 방향으로서 행방향을 따라 연장된 다수의 게이트배선(GL)이 형성되어 있다.

게이트배선(GL) 상에는 제 2 방향으로서 열방향을 따라 연장된 다수의 데이터배선(DL)이 형성된다.

여기서, 게이트배선(GL)과 데이터배선(DL) 사이에는 게이트 절연막(미도시)이 형성될 수 있다.

이와 같이 서로 교차하는 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)에 의해, 매트릭스(matrix) 형태로 배치된 다수의 서브화소(SP)가 정의된다.

각 서브화소(SP)에는, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결된 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있다.

박막트랜지스터는, 게이트배선(GL)과 연결된 게이트전극과, 게이트전극상의 위치하는 반도체층과, 반도체층상에 서로 이격된 소스전극 및 드레인전극을 포함할 수 있다. 여기서, 소스전극은 데이터배선(DL)과 연결된다.

각 서브화소(SP)에는 박막트랜지스터의 드레인전극과 연결되는 화소전극(115)이 형성되어 있다.

제 1 전극(117) 즉 공통전극(117)은 터치블럭(TB) 단위로 형성되며, 화소전극(115) 상에 적어도 하나의 절연막(미도시)을 사이에 두고 배치되어 프린지 필드를 형성할 수 있다.

즉, 터치블록(TB) 단위로 형성된 공통전극(117)은 각 서브화소(SP)에 대응하여 화소전극(151)과 마주보는 바(bar) 형상의 다수의 전극패턴을 포함하고, 전극패턴 사이에는 개구가 형성될 수 있다.

한편, 공통전극(117)과 화소전극(115)의 배치 구조와 관련하여, 다른 예로서 각 터치블럭(TB)에 실질적으로 판 형상의 공통전극(117)을 형성하고, 공통전극(117) 상에 절연막을 사이에 두고 다수의 전극패턴으로 구성된 화소전극(115)이 배치될 수도 있다.

또 다른 예로서, 공통전극(117)과 화소전극(115) 각각을 전극패턴을 갖도록 형성하고, 이들을 동일층에 배치하거나 절연막을 사이에 두고 배치할 수도 있다.

여기서, 공통전극(117)과 화소전극(115)은 ITO, IZO, ITZO 등의 투명도전성물질로 형성될 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 표시장치(100)의 터치블록(TB) 단위로 형성된 공통전극(117)은 터치전극(117a)과 더미전극(117b)으로 이루어질 수 있다.

여기서, 터치전극(117a) 각각에는 적어도 하나의 개구부(OP)가 형성될 수 있으며, 더미전극(117b)은 개구부(OP)에 형성될 수 있다.

또한, 터치전극(117a) 각각은 다수의 개구부(OP)를 갖는 메쉬(Mesh) 형상일 수 있으며, 다수의 개구부(OP) 중 적어도 하나에 더미전극(117b)이 형성될 수 있다.

하나의 터치블럭(TB)에 형성된 터치전극(117a)과 더미전극(117b)은 이격되어 서로 전기적으로 단선된 형태로 구성될 수 있다.

터치 표시장치(100)의 어레이기판(110)에는 각 터치블럭(TB)과 연결되어 구동신호를 전달하는 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)이 형성된다.

여기서, 제 1 센싱배선(SL1)은 터치전극(117a)과 연결되고 제 2 센싱배선(SL2)은 더미전극(117b)과 연결될 수 있다

제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)은 해당 터치블럭(TB) 내에서 데이터배선(DL)의 연장 방향을 따라 연장되고, 데이터배선(DL)과 중첩되도록 구성될 수 있다.

이처럼, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)을 비표시요소인 데이터배선(DL)과 중첩되게 배치하게 되면, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2) 에 의해 개구율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)의 폭을 최대한 증가시켜 저항을 감소시킬 수 있다.

이와 같은 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)과 데이터배선(DL)은 적어도 하나의 절연막(미도시)을 사이에 두고 배치될 수 있다.

제 1 센싱배선(SL1)과 터치전극(117a)은 절연막에 형성된 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 접촉하도록 구성될 수 있으며, 제 2 센싱배선(SL2)과 더미전극(117b)은 절연막에 형성된 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 접촉하도록 구성될 수 있으며,

이와 같은 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)과 동일한 공정에서 형성되어 동일층에 동일한 물질로 구성될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2) 각각은 해당 터치블럭(TB) 내에서 서로 이격될 수 있다.

그리고, 제 1 센싱배선(SL1)과 제 2 센싱배선(SL2)은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등의 저저항의 금속물질로 형성될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1,SL2)과 터치전극(117a) 및 더미전극(117b)을 각각 연결하는 제 1 및 제 2 콘택홀(CH1, CH2)은 다수로 구성되는 것이 바람직하다.

제 1 센싱배선(SL1)은 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 해당 터치블럭(TB)의 터치전극(117a)과 연결되어 구동 신호를 전달하며, 제 2 센싱배선(SL2)은 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 해당 터치블럭(TB)의 더미전극(117b)과 연결되어 구동 신호를 전달하게 된다.

이와 관련하여, 표시 구간으로서 매 프레임 동안에는, 제 1 및 제 2 센싱배선(SL1, SL2)에 공통전압이 인가되어 대응되는 터치블럭(TB)의 터치전극(117a) 및 더미전극(117b)에 각각 전달된다.

이에 따라, 해당 터치블럭(TB)의 각 화소영역에는 화소전극(115)과 터치전극(117a) 및 더미전극(117b)(117a) 사이에 전계가 발생되어 액정을 구동하게 되고, 이로 인해 영상을 표시할 수 있게 된다.

즉, 더미전극(117b)에 연결되는 제 2 센싱배선(SL2)은 터치 표시장치 구동부(150)의 터치센싱 채널에 연결되지 않으므로, 터치센싱 구간에서 제 2 센싱배선(SL2)을 통하여 터치구동신호가 더미전극(117b)에 인가되어도 터치센싱 기능을 수행하지 않는다.

이와 같이, 터치센싱 구간에서 더미전극(117b)에 터치구동신호 또는 공통전압을 인가하여 터치전극(117a)과 더미전극(117b) 부하(Load)차이에 따른 화상의 열화를 방지할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 터치 표시장치 117: 제 1 전극
117a: 터치전극 117b: 더미전극
150: 터치 표시장치 구동부 SL1: 제 1 센싱배선
SL2: 제 2 센싱배선 CH1: 제 1 콘택홀
CH2: 제 2 콘택홀 TB: 터치블럭

Claims

표시패널 내에 구성되며 터치블럭 각각에 배치된 제 1 전극과;
상기 제 1 전극에 접속되고 표시구간에 공통전압을 전달하는 제 1 및 제 2 센싱배선을 포함하며,
상기 제 1 전극은, 상기 제 1 센싱배선과 연결되는 터치전극과, 상기 제 2 센싱배선과 연결되는 적어도 하나의 더미전극을 포함하는 터치 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 전극은 다수의 개구부가 형성된 메쉬 형상이며, 상기 적어도 하나의 더미전극은 상기 다수의 개구부에 배치되는 터치 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 제 1 및 제 2 센싱배선 사이에 배치되고, 상기 제 1 센싱배선과 상기 터치전극을 접속하는 제 1 콘택홀과, 상기 제 2 센싱배선과 상기 더미전극을 접속하는 제 2 콘택홀을 갖는 절연막을 더 포함하는 터치 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 표시패널은 상기 제 1 전극이 배치된 어레이 기판을 포함하고,
상기 터치전극과 상기 더미전극은 상기 어레이 기판에서 동일층에 위치하고 동일 물질로 이루어진 터치 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 터치전극과 상기 더미전극은 서로 이격된 터치 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 어레이 기판의 화소영역에는 상기 제 1 전극에 대응되는 화소전극이 배치된 터치 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 더미 전극의 형상은 다각형 형상이거나 원 형상인 터치 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센싱배선은 터치센싱 구간에 상기 터치전극에 센싱신호를 전달하며, 상기 제 2 센싱배선은 터치센싱 구간에 상기 더미전극에 공통전압을 전달하는 터치 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 센싱배선은 터치센싱 채널에 연결되며, 상기 제 2 센싱배선은 터치센싱 채널에 연결되지 않는 터치 표시장치.