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KR102481057B1 - 터치 일체형 표시패널 및 그를 포함하는 표시장치 - Google Patents

터치 일체형 표시패널 및 그를 포함하는 표시장치 Download PDF

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KR102481057B1
KR102481057B1 KR1020150189189A KR20150189189A KR102481057B1 KR 102481057 B1 KR102481057 B1 KR 102481057B1 KR 1020150189189 A KR1020150189189 A KR 1020150189189A KR 20150189189 A KR20150189189 A KR 20150189189A KR 102481057 B1 KR102481057 B1 KR 102481057B1
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KR
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electrode
driving
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pixels
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박선자
서동민
김인섭
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은, 기판, 화소들, 터치전극 및 차폐전극을 포함하는 터치 일체형 표시패널을 제공한다. 이러한 표시패널에서, 기판은 표시영역과 표시영역 외곽의 비표시영역을 구비한다. 그리고, 표시패널의 표시영역에는 복수의 제1화소들이 배치되고 비표시영역에는 복수의 제2화소들이 배치된다. 이러한 제1화소들의 공통전압전극은 전기적으로 상호 연결되면서 터치전극을 구성한다. 그리고, 제2화소들의 공통전압전극은 전기적으로 상호 연결되면서 차폐전극을 구성한다. 그리고, 차폐전극은 표시영역을 둘러싸도록 배치된다.

Description

터치 일체형 표시패널 및 그를 포함하는 표시장치{Touch-Integrated Display Panel and Display Device having the same}
본 발명은 터치전극이 내부에 위치하는 터치 일체형 표시패널에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치 중 액정 표시장치(LCD)는 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 구성되며, 화소 영역의 양 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
이러한 액정 표시장치의 표시패널은 사용자에게 이미지를 제공하는 표시영역(active area, AA)과 표시영역(AA)의 주변 영역인 비표시영역(non-active area, NA)으로 정의되며, 표시패널은 통상 트랜지스터 등이 형성되어 화소영역이 정의되는 어레이기판인 제1기판과, 블랙매트릭스 및/또는 칼라필터층 등이 형성된 상부 기판으로서의 제2기판이 합착되어 제조된다.
트랜지스터가 형성되는 어레이기판 또는 제1기판은 다시, 제1방향으로 연장되는 다수의 게이트라인(GL)과, 제1방향과 수직인 제2방향으로 연장되는 다수의 데이터라인(DL)을 포함하며, 각각의 게이트라인과 데이터라인에 의하여 하나의 화소영역(Pixel; P)이 정의된다. 하나의 화소영역(P) 내에는 1 이상의 트랜지스터가 형성되며, 각 트랜지스터의 게이트전극 및 소스전극은 각각 게이트라인 및 데이터라인과 연결된다.
또한, 각 게이트라인과 데이터라인에 각 화소의 구동에 필요한 스캔신호 및 데이터전압을 제공하기 위하여 비표시영역 또는 패널 외부에 구비되는 게이트 구동부 및 데이터구동부 등이 포함된다.
한편, 최근의 표시패널은 스타일러스 펜이나 사용자의 손가락 등의 터치 입력을 감지하는 기능을 구비하는 것이 일반적이며, 터치 스크린을 별도로 제작하여 표시패널 상에 설치하는 타입과, 터치 인식에 필요한 터치 전극 등을 표시패널 제조시 표시패널 내부에 포함시키는 터치 일체형 표시패널 등이 개발되고 있다.
이 중에서, 터치 일체형 표시패널은 보통 표시패널의 화소에 공통전압을 제공하는 공통전압전극(Vcom)을 특정한 형태 등으로 가공하여 터치전극으로서 사용할 수 있다.
터치전극은 화소보다 세밀하게 분포될 필요가 없기 때문에 통상 하나의 터치전극은 복수의 화소영역에 걸쳐 배치된다. 공통전압전극으로 터치전극을 구성하는 경우, 각 화소영역에 대응되는 공통전압전극이 복수 개 모여 하나의 터치전극을 구성한다.
한편, 터치전극에 대한 외부 오브젝트의 터치는 터치전극에 형성되는 정전용량의 변화를 통해 감지될 수 있다. 일반적으로 외부 오브젝트가 터치전극을 터치하게 되면 터치전극과 외부 오브젝트 사이에 정전용량이 증가하게 되는데, 표시장치는 이러한 정전용량의 증가를 센싱하여 외부 오브젝트의 터치 여부를 판단할 수 있다. 터치전극에 형성되는 정전용량의 변화를 통해 터치를 감지하는 방법은 정전식 터치감지방법이라고 불리기도 한다.
정전식 터치감지방법을 사용하는 표시장치는 터치전극으로 터치구동신호를 입력하고 이에 대한 반응신호를 수신하여 터치를 감지한다.
그런데, 이때, 터치전극으로 노이즈가 유입되면 반응신호에 왜곡이 발생하고 왜곡된 반응신호를 수신한 표시장치가 터치를 오인식할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 터치 일체형 표시장치가 터치를 오인식하는 문제를 개선하는 것이다. 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 터치전극으로 유입되는 노이즈를 감쇄시키거나 노이즈를 차단하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 기판, 화소들, 터치전극 및 차폐전극을 포함하는 터치 일체형 표시패널을 제공한다. 이러한 표시패널에서, 기판은 표시영역과 표시영역 외곽의 비표시영역을 구비한다. 그리고, 표시패널의 표시영역에는 복수의 제1화소들이 배치되고 비표시영역에는 복수의 제2화소들이 배치된다. 이러한 제1화소들의 공통전압전극은 전기적으로 상호 연결되면서 터치전극을 구성한다. 그리고, 제2화소들의 공통전압전극은 전기적으로 상호 연결되면서 차폐전극을 구성한다. 그리고, 차폐전극은 표시영역을 둘러싸도록 배치된다.
다른 측면에서, 본 발명은, 표시패널 및 터치구동회로를 포함하는 터치 일체형 표시장치를 제공한다. 이러한 표시장치에서, 표시패널은 표시영역에 배치되는 복수의 제1화소들 및 비표시영역에 배치되는 복수의 제2화소들, 제1화소들의 공통전압전극이 전기적으로 연결되어 구성되는 터치전극, 및 제2화소들의 공통전압전극이 전기적으로 연결되어 구성되며 표시영역을 둘러싸는 차폐전극을 포함한다. 그리고, 터치구동회로는 터치전극 및 차폐전극으로 터치구동신호를 공급한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 터치 일체형 표시장치가 터치를 오인식하는 문제를 개선할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 터치전극으로 유입되는 노이즈를 감쇄시키거나 노이즈를 차단할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 I-I'에 대한 단면도이다.
도 3은 일부분이 서로 이격되는 차폐전극을 나타내는 도면이다.
도 4는 외부에서 터치전극으로 노이즈가 유입되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 차폐전극을 통해 외부 노이즈를 차단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 예시에서 구동회로가 공급하는 신호의 파형도이다.
도 7은 차폐전극 및 차폐금속층을 통해 외부 노이즈를 차단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 예시에서 구동회로가 공급하는 신호의 파형도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 표시패널(110) 및 구동회로(120) 등을 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 어레이기판으로서의 제1기판과, 블랙매트릭스 및/또는 칼라필터층 등이 형성된 상부 기판으로서의 제2기판이 합착되어 제조될 수 있다.
표시패널(110)에는 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인이 배치되고 게이트라인과 데이터라인의 교차에 의해 화소영역이 정의된다.
화소영역에는 게이트라인과 데이터라인이 교차하는 부분에서 박막트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 형성되고 박막트랜지스터를 통해 데이터전압을 공급받는 화소전극, 그리고 화소전극과의 전위차로 액정재료에 전계를 형성하는 공통전압전극이 배치된다.
공통전압전극은 디스플레이모드로 구동되기도 하고 터치구동모드로 구동되기도 한다.
디스플레이모드에서 공통전압전극으로는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 이러한 공통전압은 화소전극에 형성되는 데이터전압과 전위차를 형성하면서 액정층에 전계를 제공하게 된다.
터치구동모드에서 공통전압전극은 터치전극으로 사용된다. 터치구동모드에서 공통전압전극으로는 터치구동신호가 공급되고 표시장치(100)는 이러한 터치구동신호에 대한 반응신호를 이용하여 터치를 감지할 수 있다.
표시장치(100)를 접촉하는 외부 오브젝트의 접촉면적은 화소의 면적보다 크기 때문에 일반적으로 복수의 화소영역에 배치되는 공통전압전극이 전기적으로 연결되면서 하나의 터치전극(130)을 구성할 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시패널(110)은 중앙의 표시영역(A/A)과 그 외곽의 비표시영역(N/A)으로 구분되어 있으며, 표시영역(A/A)에는 복수의 터치전극(130)이 배치된다.
이러한 복수의 터치전극(130) 각각은 제1구동배선(161)을 통해서 표시패널의 일측(도 1의 하부)에 있는 구동회로(120)에 연결된다.
구동회로(120)는 복수의 터치전극(130) 각각으로 터치구동신호를 공급하고 터치구동신호에 대한 반응신호를 수신하여 각 터치전극(130)에 대한 터치를 감지할 수 있다.
또한, 구동회로(120)는 각 화소로 데이터전압을 공급할 수 있다. 터치전극(130)이 위치하는 영역에는 복수의 화소가 배치되는데, 구동회로(120)는 각 화소로 데이터전압을 공급할 수 있다.
터치를 감지한다는 측면에서 구동회로(120)는 터치구동회로로 부를 수 있다. 그리고, 화소로 데이터전압을 공급한다는 측면에서 구동회로(120)는 데이터구동회로로 부를 수도 있다.
도 1에 도시된 것과 같이 터치구동회로 및 데이터구동회로가 하나의 집적회로의 형태로 구현될 수 있고, 실시예에 따라서는 터치구동회로와 데이터구동회로가 별도의 집적회로로 구현될 수도 있다.
구동회로(120)는 D-IC(Integrated Circuit) 또는 T-IC로 FPCB(Flexible PCB) 형태인 COF(Chop-on-Film) 내에 실장되어, 본딩부에 의하여 표시패널(110)에 연결될 수 있다.
표시영역의 외곽에는 비표시영역이 위치할 수 있다. 비표시영역은 다시 더미 화소(142)가 위치하는 제1비표시영역(제1N/A)과 더미 화소(142)가 위치하지 않는 제2비표시영역(제2N/A)으로 구분될 수 있다.
표시영역에 위치하면서 사용자에게 영상을 제공하는 화소와 비표시영역에 위치하면서 사용자에게 시인되지 않는 화소를 구분하기 위해 아래에서는 표시영역에 위치하는 화소를 제1화소(141)라고 하고 비표시영역에 위치하는 화소를 제2화소(142)로 호칭한다.
제1화소(141)와 제2화소(142)에는 모두 화소전극과 공통전압전극이 포함된다.
복수의 제1화소(141)에 포함되는 공통전압전극은 전기적으로 상호 연결되면서 하나의 터치전극(130)을 구성할 수 있다.
그리고, 복수의 제2화소(142)에 포함되는 공통전압전극은 전기적으로 상호 연결되면서 차폐전극(150)을 구성할 수 있다. 차폐전극(150)은 제2구동배선(162)을 통해 구동회로(120)에 연결된다.
제2화소(142)들의 외곽에 위치하는 제2비표시영역(제2N/A)에는 구동회로(120)와 전기적으로 연결되는 제3구동배선(163)이 위치할 수 있다.
도 2는 도 1의 I-I'에 대한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시영역에 위치하는 제1화소(141)와 제1비표시영역에 위치하는 제2화소(142)에는 박막트랜지스터가 기판 상에 배치된다. 그리고, 제2비표시영역에는 기판 상에 LOG(Line-On-Glass) 배선이 배치된다.
박막트랜지스터는 게이트전극(GE: Gate Electrode), 활성층(AL: Active Layer), 소스전극(SE: Source Electrode) 및 드레인전극(DE: Drain Electrode) 등을 포함할 수 있다.
게이트전극(GE)은 게이트라인이 연장되어 형성된다.
활성층(AL)은 트랜지스터의 활성영역을 구성한다. 활성층(AL)은 비정질 실리콘(a-Si)이나, 징크 옥사이드(ZnO) 계열의 산화물 예를들면 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 등과 같은 산화물 반도체로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
소스전극(SE)은 데이터라인이 연장되어 형성되고, 드레인전극(DE)은 화소전극(PE: Pixel Electrode)과 연결된다.
적층의 위치 상으로 보면, 기판 상에 게이트전극(GE) 및 LOG배선(LOG)이 형성되고, 게이트전극(GE) 및 LOG배선(LOG) 상에 게이트절연층(GI: Gate Insulator)이 형성된다. 그리고, 게이트절연층(GI) 상에 소스전극(SE), 활성층(AL), 드레인전극(DE) 및 화소전극(PE)이 형성된다.
박막트랜지스터 및 화소전극(PE)이 형성된 게이트절연층(GI)의 상부에 층간 절연층이자 보호층으로 기능하는 유기보호층(PAC)이 형성된다.
유기보호층(PAC)은 포토-아크릴(Photo-Acryl), 아크릴레이트(Acrylate), 폴리아미드(Pilyamide), 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 재료로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
유기보호층(PAC) 상에는 데이터라인과 중첩되되 데이터라인과는 상이한 재료 및 레이어로 형성되는 구동배선(161, 162, 163)이 형성된다. 구체적으로, 제1구동배선(161), 제2구동배선(162) 및 제3구동배선(163)은 유기보호층(PAC) 상의 동일한 레이어에서 동일한 재료로 형성될 수 있다.
여기서, 구동배선(161, 162, 163)은 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴(AlNd), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi), 크롬(Cr) 등의 저저항 금속 또는 합금으로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
구동배선(161, 162, 163)이 형성된 상부에 층간 절연층이자 추가 보호층으로 기능하는 무기보호층(PAS)이 형성된다.
이러한 무기보호층(PAS)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 절연재료로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
제1화소(141)에서 무기보호층(PAS) 상부에는 터치전극(130)이 위치할 수 있다. 그리고, 터치전극(130)은 컨택홀을 통해 상이한 레이어에 위치하는 제1구동배선(161)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2화소(142)에서 무기보호층(PAS) 상부에는 차폐전극(150)이 위치할 수 있다. 그리고, 차폐전극(150)은 컨택홀을 통해 상이한 레이어에 위치하는 제2구동배선(162)과 전기적으로 연결될 수 있다.
전술한 설명에서, 게이트라인 또는 게이트전극의 게이트 금속층 또는 소스/드레인 금속층은 저저항 특성을 가지는 금속재료로서 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo) 및 몰리브덴 합금(MoTi) 중 하나 또는 둘 이상의 물질일 수 있다.
또한, 전술한 설명에서, 터치전극(130) 및 차폐전극(150)은 투명 전극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질, 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)과 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합으로 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 설명에서, 게이트절연층(GI), 무기보호층(PAS)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 등과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 전기적으로 절연된 기타 다른 재료로 형성될 수도 있을 것이다.
제1화소(141)와 제2화소(142)는 같은 공정으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1화소(141)에 위치하는 트랜지스터와 제2화소(142)에 위치하는 트랜지스터는 같은 마스크 공정으로 형성될 수 있다. 또한, 제1화소(141)와 제2화소(142)에 위치하는 터치전극(130)과 차폐전극(150)도 같은 마스크 공정으로 형성될 수 있다.
한편, 터치전극(130)은 다른 터치전극과 전기적으로 분리되기 위해 경계 부분에서 서로 이격되는데, 이때, 같은 마스크 공정에서 형성되는 차폐전극(150)도 일부분이 서로 이격될 수 있다.
도 3은 일부분이 서로 이격되는 차폐전극을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 차폐전극(150)은 서로 이격되는 복수의 부분의 조합으로 구성될 수 있다.
터치전극(130)은 다른 터치전극과 전기적으로 분리되기 위해 경계 부분에서 일정 이상의 간격(GAP)을 가지게 되는데, 차폐전극(150)을 구성하는 각 부분도 이러한 간격(GAP)으로 서로 이격될 수 있다.
차폐전극(150)의 각 부분은 제2구동배선(162)의 길이방향으로 서로 이격될 수 있다. 그리고, 차폐전극(150)의 각 부분은 제2구동배선(162)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
화소단위로 살펴보면, 차폐전극(150)의 영역에는 인접하여 배치되되 상호 이격되는 제2화소들이 배치될 수 있다. 그리고, 이러한 서로 이격된 이러한 제2화소들은 제2구동배선(162)에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
제2구동배선(162)은 차폐전극(150)과 상이한 레이어에 위치하는데, 제2구동배선(162)은 상호 이격된 차폐전극(150)의 부분들과 컨택홀을 통해 서로 연결될 수 있다.
도 3에서는 공정에 따라 차폐전극(150)의 일부가 서로 이격되는 것을 도시하였으나 제2화소들의 모든 공통전압전극이 동일 레이어에서 상호 연결되어 차폐전극(150)이 이격되는 부분없이 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 제2구동배선(162)은 하나의 컨택홀을 통해 차폐전극(150)과 연결될 수 있다.
한편, 표시장치는 제2구동배선(162)을 통해 차폐전극(150)으로 신호를 공급하여 외부 노이즈가 터치전극(130)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도 4는 외부에서 터치전극으로 노이즈가 유입되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 표시패널(110)의 외부에는 노이즈원(410)이 위치할 수 있다.
노이즈원(410)은 터치전극(130)과 정전용량으로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 노이즈원(410)은 전극을 포함하고 있는 물체이거나 인체일 수 있는데, 이러한 물체나 인체가 터치전극(130)에 근접하면 정전용량으로 커플링될 수 있다.
노이즈원(410)은 이러한 커플링 캐패시터(420)를 통해 터치전극(130)으로 노이즈를 전파시킬 수 있다.
표시장치는 터치전극(130)으로 터치구동신호를 공급하고 터치구동신호에 대한 반응신호를 수신하여 터치를 감지하는데, 표시장치는 전술한 노이즈를 터치로 오인식할 수도 있다.
노이즈원(410)이 커플링 캐패시터(420)를 통해 노이즈를 전파하지 않더라도 커플링 캐패시터(420)가 형성되면 터치전극(130)의 정전용량은 증가하기 때문에 표시장치는 터치전극(130)에 터치가 발생한 것으로 오인식할 수 있다.
표시장치는 터치전극(130)의 정전용량 변화를 인식하여 터치전극(130)에 대한 터치를 감지할 수 있다. 그런데, 노이즈원(410)에 의해 터치전극(130)의 정전용량이 증가하면 표시장치는 이러한 정전용량의 변화를 터치전극(130)에 대한 터치로 오인식할 수 있다.
도 5는 차폐전극을 통해 외부 노이즈를 차단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 노이즈원(410)에서 전파되는 노이즈 및 노이즈원(410)과 표시장치 사이에 형성되는 커플링 캐패시터(510)는 차폐전극(150)에 의해 차단될 수 있다.
차폐전극(150)은 표시영역을 둘러싼다. 그리고, 차폐전극(150)은 이러한 표시영역에 위치하는 터치전극(130)을 둘러싼다.
표시패널의 외부에 위치하는 노이즈원(410)은 터치전극(130)보다 가까이 위치하는 차폐전극(150)과 정전용량으로 커플링된다. 이에 따라, 노이즈원(410)에서 전파되는 노이즈는 노이즈원(410)과 차폐전극(150) 사이에 형성되는 제1커플링 캐패시터(510)를 통해 차폐전극(150)으로 빠져 나간다.
한편, 차폐전극(150)과 터치전극(130)도 정전용량으로 커플링될 수 있고, 차폐전극(150)과 터치전극(130) 사이에 형성되는 제2커플링 캐패시터(520)를 통해 노이즈가 전파될 수 있다. 또한, 이러한 제2커플링 캐패시터(520)를 통해 터치전극(130)의 정전용량이 증가하는 효과가 발생할 수 있다.
제2커플링 캐패시터(520)를 통한 노이즈의 전파 및 정전용량의 증가는 신호적으로 제거될 수 있다.
터치전극(130)은 제1구동배선(161)을 통해 구동회로(120)와 전기적으로 연결되고 차폐전극(150)은 제2구동배선(162)을 통해 구동회로(120)와 전기적으로 연결된다.
이때, 구동회로(120)는 제1구동배선(161)을 통해 터치전극(130)으로 터치구동신호(STX)를 공급하고, 제2구동배선(162)을 통해 차폐전극(150)으로 로드프리신호(LFD: Load Free Driving signal)를 공급할 수 있다.
터치구동신호(STX)와 로드프리신호(LFD)는 위상이 동기화될 수 있다.
도 6은 도 5의 예시에서 구동회로가 공급하는 신호의 파형도이다.
캐패시터의 양단에 동일한 위상을 가지는 신호가 입력되면 캐패시터의 양단에 직류 전압이 형성되기 때문에 캐패시터로 전류가 흐르지 않게 된다. 이러한 경우는 실질적으로 양단이 절연되어 양단 사이에 매우 높은 임피던스가 형성되는 것과 같게 된다. 다시 말해, 실질적으로 캐패시터가 없는 것과 같은 상태가 된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 구동회로는 차폐전극(150)과 터치전극(130)으로 위상이 동기화된 터치구동신호(STX)와 로드프리신호(LFD)를 입력한다. 이에 따라, 차폐전극(150)과 터치전극(130) 사이에 형성되는 제2커플링 캐패시터(520)의 양단에 위상이 동기화된 신호가 공급되고, 제2커플링 캐패시터(520)가 실질적으로 제거되는 것과 같은 효과가 발생한다. 터치구동신호(STX)와 로드프리신호(LFD)의 위상 뿐만 아니라 크기(A1, A2)까지 동일한 경우 효과는 더 커질 수 있다.
차폐전극(150)과 터치전극(130) 사이에 형성되는 제2커플링 캐패시터(520)가 제거되면, 노이즈원(410)에 의해 전파되는 노이즈도 터치전극(130)으로 전달되지 않으며, 터치전극(130)의 정전용량도 증가하지 않게 된다. 이에 따라, 표시장치는 노이즈원(410)에 의한 터치의 오인식 가능성을 낮출 수 있게 된다.
한편, 표시장치는 노이즈원(410)을 차단하기 위해 이중으로 차폐막을 형성할 수 있다.
도 7은 차폐전극 및 차폐금속층을 통해 외부 노이즈를 차단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제2화소들이 위치하는 차폐전극(150)의 외곽에서 제2구동배선(162)과 동일한 레이어에 차폐금속층으로 제3구동배선(163)이 배치될 수 있다. 제3구동배선(163)은 구동회로(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
노이즈원(410)은 터치전극(130) 및 차폐전극(150)보다 외곽에 위치하는 제3구동배선(163)과 제3커플링 캐패시터(530)로 커플링될 수 있다. 그리고, 이러한 제3커플링 캐패시터(530)를 통해 외부 노이즈가 1차로 차단될 수 있다.
또한, 노이즈원(410)과 차폐전극(150) 사이에 형성되는 제1커플링 캐패시터(510)를 통해 외부 노이즈가 2차로 차단될 수 있다.
차폐금속층-제3구동배선- 및 차폐전극과 터치전극 사이에 형성되는 커플링 캐패시터를 제거하기 위해 터치전극(130), 차폐전극(150) 및 제3구동배선(163)에 위상이 동기화된 터치구동신호가 공급될 수 있다.
도 8은 도 7의 예시에서 구동회로가 공급하는 신호의 파형도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 구동회로(120)는 터치전극(120)으로 터치구동신호(STX)를 공급하고, 차폐전극(150)으로 터치구동신호(STX)와 위상이 동일한 제1로드프리신호(LFD1)을 공급할 수 있다. 그리고, 구동회로(120)는 제3구동배선(163)으로 터치구동신호(STX)와 위상이 동일한 제2로드프리신호(LFD2)를 공급할 수 있다.
이러한 신호들(STX, LFD1, LFD2)에 의해 터치전극(120), 차폐전극(150) 및 제3구동배선(163) 사이의 커플링 캐패시터는 모두 제거될 수 있다.
도 8에서 위상이 동일하고 크기(A1, A2, A3)가 다른 신호가 도시되었으나 실시예에 따라 크기도 모두 동일한 신호가 터치전극(120), 차폐전극(150) 및 제3구동배선(163)으로 공급될 수 있다. 구동회로(120)는 실질적으로 동일한 터치구동신호(STX)를 제1구동배선(161), 제2구동배선(162) 및 제3구동배선(163)으로 공급할 수 있다.
한편, 외부 노이즈는 차폐전극(150) 및 제3구동배선(163)을 통해 구동회로(120)로 전달될 수 있다. 구동회로(120)는 이러한 노이즈를 신호로 처리하지 않거나 그라운드로 흘러보낼 수 있다.
구체적으로, 구동회로(120)는 제1구동배선(161)에 대해서만 터치구동신호에 대한 반응신호를 수신하여 처리하고 제2구동배선(162) 및 제3구동배선(163)에서 수신되는 신호는 처리하지 않거나 그라운드로 흘러보낼 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대해 설명하였다. 이러한 일 실시예에 의하면, 터치 일체형 표시장치가 터치를 오인식하는 문제를 개선할 수 있다. 그리고, 이러한 일 실시예에 의하면, 터치전극으로 유입되는 노이즈를 감쇄시키거나 노이즈를 차단할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 표시영역과 상기 표시영역 외곽의 비표시영역을 구비하는 기판;
    화소전극과 공통전압전극을 포함하여 구성되는 화소로서, 상기 표시영역에 배치되는 복수의 제1화소들 및 상기 비표시영역에 배치되는 복수의 제2화소들;
    상기 제1화소들의 공통전압전극이 전기적으로 연결되어 구성되는 터치전극; 및
    상기 화소전극과 상기 공통전압전극을 포함하는 상기 제2화소들의 공통전압전극이 전기적으로 연결되어 구성되며 상기 표시영역을 둘러싸는 차폐전극
    을 포함하는 터치 일체형 표시패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공통전압전극과 상이한 레이어에 위치하며, 터치구동회로와 상기 터치전극을 전기적으로 연결시키는 제1구동배선 및 상기 터치구동회로와 상기 차폐전극을 전기적으로 연결시키는 제2구동배선을 더 포함하는 터치 일체형 표시패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2화소들의 외곽에서 상기 제2구동배선과 동일한 레이어에 위치하며 상기 터치구동회로와 전기적으로 연결되는 제3구동배선을 더 포함하는 터치 일체형 표시패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1구동배선, 상기 제2구동배선 및 상기 제3구동배선에는 위상이 동기화된 신호가 공급되는 터치 일체형 표시패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1구동배선, 상기 제2구동배선 및 상기 제3구동배선에는 동일한 터치구동신호가 공급되는 터치 일체형 표시패널.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 터치구동회로는 상기 제1구동배선에 대해서만 터치구동신호에 대한 반응신호를 수신하여 처리하는 터치 일체형 표시패널.
  7. 제2항에 있어서,
    인접하여 배치되되 상호 이격된 두 개의 제2화소는 상기 제2구동배선에 의해 상호 전기적으로 연결되는 터치 일체형 표시패널.
  8. 표시영역에 배치되는 복수의 제1화소들 및 비표시영역에 배치되는 복수의 제2화소들, 상기 제1화소들의 공통전압전극이 전기적으로 연결되어 구성되는 터치전극, 및 화소전극과 공통전압전극을 포함하는 상기 제2화소들의 공통전압전극이 전기적으로 연결되어 구성되며 상기 표시영역을 둘러싸는 차폐전극을 포함하는 표시패널; 및
    상기 터치전극 및 상기 차폐전극으로 터치구동신호를 공급하는 터치구동회로
    를 포함하는 터치 일체형 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 터치구동회로는 위상이 동기화된 터치구동신호를 상기 터치전극 및 상기 차폐전극으로 공급하는 터치 일체형 표시장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 터치구동회로는 상기 터치전극 및 상기 차폐전극 중 상기 터치전극에 대해서만 반응신호를 수신하여 처리하는 터치 일체형 표시장치.
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