KR102204300B1 - Touch sensor integrated display device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치는 기판 상에 서로 교차되어 복수의 픽셀 영역들이 형성되는 게이트 라인 및 데이터 라인, 상기 복수의 픽셀 영역들에 각각 형성되는 박막트랜지스터 및 화소 전극, 절연층을 사이에 두고 상기 화소 전극과 중첩되도록 형성되며, 터치 구동전극을 포함하는 공통 전극, 및 상기 기판과 상기 박막트랜지스터 사이에 위치하고, 상기 게이트 라인과 중첩되며 상기 게이트 라인을 따라 연장되는 보조 구동라인을 포함하며, 상기 보조 구동라인은 제1 콘택홀과 제1 비어홀을 통해 상기 터치 구동전극에 연결되는 것을 특징으로 한다.The touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention includes a gate line and a data line in which a plurality of pixel regions are formed by crossing each other on a substrate, a thin film transistor and a pixel electrode respectively formed in the plurality of pixel regions, and insulation. A common electrode formed to overlap the pixel electrode with a layer interposed therebetween, a common electrode including a touch driving electrode, and an auxiliary driving line disposed between the substrate and the thin film transistor, overlapping the gate line, and extending along the gate line And the auxiliary driving line is connected to the touch driving electrode through a first contact hole and a first via hole.
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 개구율을 향상시킬 수 있는 터치센서 일체형 표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a display device, and more particularly, to a touch sensor integrated display device capable of improving the aperture ratio.
터치센서는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광 표시장치(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시장치 등과 같은 화상표시장치에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널을 가압하여(누르거나 터치하여) 미리 정해진 정보를 입력하는 입력장치의 한 종류이다.Touch sensors include Liquid Crystal Display, Field Emission Display (FED), Plasma Display Panel (PDP), Electroluminescence Device (EL), and electrophoretic display. It is a type of input device that is installed in an image display device such as, for example, a user presses (presses or touches) a touch panel while viewing the image display device to input predetermined information.
전술한 표시장치에 사용되는 터치센서는 그 구조에 따라 상판 부착형(add-on type), 상판 일체형(on-cell type) 및 내장형(integrated type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형은 표시장치와 터치센서를 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치센서를 부착하는 방식이다. 상판 일체형은 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치센서를 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다. 내장형은 표시장치 내부에 터치센서를 내장하여 표시장치의 박형화를 달성하고 내구성을 높일 수 있는 방식이다.Touch sensors used in the above-described display device may be classified into an add-on type, an on-cell type, and an integrated type according to their structure. The top plate attachment type is a method of attaching the touch sensor to the top plate of the display device after separately manufacturing the display device and the touch sensor. The integrated upper plate is a method of directly forming elements constituting a touch sensor on the surface of an upper glass substrate of a display device. In the built-in type, a touch sensor is built into the display device to achieve a thinner display device and increase durability.
그러나, 상판 부착형 터치센서는 완성된 터치센서가 표시장치 위에 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 상판 일체형 터치센서는 표시장치의 유리기판 표면에 별도의 터치센서가 형성된 구조로서, 유리기판을 공유하고 있기 때문에 상판 부착형보다 두께를 줄일 수 있지만, 여전히 터치센서를 구성하는 터치 구동전극층과 터치 센싱전극층 및 이들을 절연시키기 위한 절연층으로 인해 전체 두께가 증가하고 공정수가 증가하여 제조가격이 증가하는 문제점이 있었다.However, the upper plate-attached touch sensor has a structure in which the completed touch sensor is mounted on the display device, and has a thick thickness, and the brightness of the display device becomes dark, thereby reducing visibility. In addition, the upper plate integrated touch sensor has a structure in which a separate touch sensor is formed on the surface of the glass substrate of the display device, and because it shares the glass substrate, the thickness can be reduced compared to the upper plate attached type, but the touch drive electrode layer and the touch drive electrode layer constituting the touch sensor Due to the touch sensing electrode layer and the insulating layer to insulate them, the total thickness increases and the number of processes increases, thereby increasing the manufacturing cost.
내장형 터치센서는 내구성 향상과 박형화가 가능하다는 점에서 상판 부착형과 상판 일체형의 터치센서에 의해 발생하는 문제점들을 해결할 수 있는 장점이 있다. 이러한 내장형 터치센서는 광 방식, 정전용량 방식 등이 있다. 그러나, 내장형 터치센서는 박막트랜지스터 어레이 기판에 형성되기 때문에, 설계가 복잡하고 개구율이 저하되는 문제점이 있다. The built-in touch sensor has the advantage of solving the problems caused by the upper plate attachment type and the upper plate integral type touch sensor in that durability improvement and thickness reduction are possible. These built-in touch sensors include an optical method and a capacitive type. However, since the built-in touch sensor is formed on the thin film transistor array substrate, the design is complicated and the aperture ratio is lowered.
도 1은 종래 내장형 터치센서 일체형 표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 A 영역의 서브 화소들을 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating a conventional integrated touch sensor display device, and FIG. 2 is a plan view illustrating sub-pixels in area A of FIG. 1.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 내장형 터치센서 일체형 표시장치(10)는 기판(15) 상에 화소 전극(Pixel)과 공통 전극(Vcom)이 구비된 복수의 서브 픽셀(20)들을 포함한다. 복수의 서브 픽셀(20)들의 공통 전극은 블록화되어 터치 구동부(B1~B4)와 터치 센싱부(C1)로 구획된다. 터치 구동부(B1~B4)에는 Tx 신호선(Tx)으로부터 구동 신호를 인가받고 터치 센싱부(C1)에는 Rx 신호선(Rx)으로부터 터치 센싱을 하게 된다. 여기서, 터치 센싱부(C1)는 세로 방향으로 배치되어 Rx 신호선(Rx)로 연결하면 되지만, 터치 구동부(B1~B4)들은 터치 센싱부(C1)의 하부로 가로지르는 Tx 연결배선(40)에 의해 연결된다. 이때, 터치 구동부(B1~B4)들에는 각각 콘택홀(50)들에 의해 Tx 연결배선(40)들이 연결된다. Referring to FIG. 1, an integrated touch
도 2를 참조하여 도 1의 A 영역에 위치하는 서브 픽셀들을 살펴보면, 각 서브 픽셀은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 서브 픽셀 영역이 구획된다. 각 서브 픽셀 영역에는 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 게이트 전극(G), 데이터 라인(DL)으로부터 분기된 소스 전극(SE), 소스 전극(SE)과 이격된 드레인 전극(DE)과, 이들 사이에 배치된 반도체층(ACT)으로 구성된 박막트랜지스터(TFT)가 각각 배치된다. 또한, 각 서브 픽셀 영역에는 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(DE)에 연결된 화소 전극(Pixel)이 배치되고 도시되지 않았지만 화소 전극에 대향하는 공통 전극이 배치된다. 한편, 터치 구동부들을 연결하는 Tx 연결배선(40)은 각 서브 픽셀 영역을 가로지르게 배치되고, 일측에 위치한 콘택홀(50)을 통해 공통 전극(미도시)과 연결된다. Referring to FIG. 2, sub-pixels located in region A of FIG. 1 are divided into sub-pixel regions by the intersection of the gate line GL and the data line DL. In each sub-pixel region, a gate electrode G branched from the gate line GL, a source electrode SE branched from the data line DL, a drain electrode DE spaced apart from the source electrode SE, and between them. Thin film transistors TFT composed of the semiconductor layer ACT disposed on each are disposed. In addition, in each sub-pixel region, a pixel electrode Pixel connected to the drain electrode DE of the thin film transistor TFT is disposed, and a common electrode facing the pixel electrode is disposed, although not shown. Meanwhile, the Tx connection wiring 40 connecting the touch drivers is disposed to cross each sub-pixel area, and is connected to a common electrode (not shown) through a
그러나, 종래 내장형 터치센서 일체형 표시장치에 구비된 Tx 연결배선(40)은 게이트 전극과 동일한 금속으로 게이트 전극과 동시에 형성된다. 따라서, Tx 연결배선(40)은 불투명한 금속으로 이루어져, 각 서브 픽셀 영역의 개구부를 축소시키는 문제가 있다.
However, the
본 발명은 개구율을 향상시킬 수 있는 터치센서 일체형 표시장치를 제공한다.
The present invention provides a touch sensor-integrated display device capable of improving an aperture ratio.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치는 기판 상에 서로 교차되어 복수의 픽셀 영역들이 형성되는 게이트 라인 및 데이터 라인, 상기 복수의 픽셀 영역들에 각각 형성되는 박막트랜지스터 및 화소 전극, 절연층을 사이에 두고 상기 화소 전극과 중첩되도록 형성되며, 터치 구동전극을 포함하는 공통 전극, 및 상기 기판과 상기 박막트랜지스터 사이에 위치하고, 상기 게이트 라인과 중첩되며 상기 게이트 라인을 따라 연장되는 보조 구동라인을 포함하며, 상기 보조 구동라인은 제1 콘택홀과 제1 비어홀을 통해 상기 터치 구동전극에 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention is formed on a substrate, a gate line and a data line in which a plurality of pixel regions are formed by crossing each other, and each formed in the plurality of pixel regions. The thin film transistor and the pixel electrode, which are formed to overlap with the pixel electrode with an insulating layer therebetween, are positioned between the common electrode including a touch driving electrode, and the substrate and the thin film transistor, overlap the gate line, and the gate And an auxiliary driving line extending along a line, wherein the auxiliary driving line is connected to the touch driving electrode through a first contact hole and a first via hole.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치는 기판 상에 위치하는 보조 구동라인, 상기 보조 구동라인이 형성된 상기 기판의 전면에 위치하는 버퍼층, 상기 버퍼층 상에 위치하는 액티브층, 상기 액티브층이 형성된 기판 전면 상에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 위치하는 게이트 라인, 상기 게이트 라인이 형성된 기판의 전면 상에 위치하는 층간 절연막, 상기 게이트 라인과 교차하도록 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 데이터 라인, 상기 층간 절연막 상에 위치하며, 상기 데이터 라인에 접속되는 소스 전극을 구비하는 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터와 이격되도록 상기 층간 절연막 상에 위치하고, 상기 버퍼층, 상기 게이트 절연막 및 상기 층간 절연막에 형성된 제1 콘택홀을 통해 상기 보조 구동라인과 접속되는 소스 금속 패턴, 상기 박막트랜지스터 및 상기 소스 금속 패턴이 형성된 기판 전면에 위치하는 보호막, 상기 보호막 상에 위치하며, 상기 패시베이션막에 형성된 제1 비어홀을 통해 상기 소스 금속 패턴에 접속되는 보조 구동패턴, 상기 보호막 상에 위치하며, 상기 보조 구동패턴에 접속되는 공통 전극, 상기 공통 전극이 형성된 기판 전면에 위치하는 패시베이션막, 및 상기 패시베이션막 상에 위치하며, 상기 보호막에 형성된 제2 비어홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 포함하며, 상기 보조 구동라인은 상기 게이트 라인과 중첩되며 상기 게이트 라인을 따라 연장되는 것을 특징으로 한다.In addition, a touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention includes an auxiliary driving line located on a substrate, a buffer layer located on the front surface of the substrate on which the auxiliary driving line is formed, an active layer located on the buffer layer, and the A gate insulating film positioned on the front surface of the substrate on which the active layer is formed, a gate line positioned on the gate insulating film, an interlayer insulating film positioned on the front surface of the substrate on which the gate line is formed, and formed on the gate insulating film to cross the gate line A thin film transistor disposed on the data line, the interlayer insulating film, and having a source electrode connected to the data line, positioned on the interlayer insulating film to be spaced apart from the thin film transistor, and in the buffer layer, the gate insulating film, and the interlayer insulating film A source metal pattern connected to the auxiliary driving line through a formed first contact hole, a passivation layer positioned on the entire substrate on which the thin film transistor and the source metal pattern are formed, a first via hole positioned on the passivation layer and formed on the passivation layer An auxiliary driving pattern connected to the source metal pattern through, a common electrode located on the protective film and connected to the auxiliary driving pattern, a passivation film located on the entire surface of the substrate on which the common electrode is formed, and located on the passivation film And a pixel electrode connected to the drain electrode through a second via hole formed in the passivation layer, wherein the auxiliary driving line overlaps the gate line and extends along the gate line.
상기 보조 구동라인은 상기 박막트랜지스터의 액티브층과 중첩되는 차광막인 것을 특징으로 한다.The auxiliary driving line is characterized in that it is a light-shielding film overlapping the active layer of the thin film transistor.
상기 게이트 라인은 상기 게이트 라인으로부터 분기된 게이트 전극을 포함하며, 상기 제1 콘택홀과 상기 제1 비어홀은 상기 게이트 전극, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인으로 둘러싸이는 것을 특징으로 한다.The gate line may include a gate electrode branched from the gate line, and the first contact hole and the first via hole are surrounded by the gate electrode, the gate line, and the data line.
상기 액티브층, 상기 데이터 라인 및 상기 보조 구동라인이 중첩되는 것을 특징으로 한다.
The active layer, the data line, and the auxiliary driving line may overlap each other.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치는 터치 구동전극들을 연결하기 위해 차광막을 보조 구동라인으로 이용함으로써, 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 특히, 보조 구동라인이 게이트 라인과 대부분 중첩되게 배치되고, 보조 구동라인과 터치 구동전극이 연결되는 홀들 또한 박막트랜지스터부에 위치하기 때문에 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
The touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention has an advantage of improving the aperture ratio of the display device by using a light shielding film as an auxiliary driving line to connect the touch driving electrodes. In particular, since the auxiliary driving line is disposed to overlap most of the gate line, and holes connecting the auxiliary driving line and the touch driving electrode are also located in the thin film transistor, there is an advantage of improving the aperture ratio of the display device.
도 1은 종래 내장형 터치센서 일체형 표시장치를 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 A 영역의 서브 화소들을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치를 도시한 개략도.
도 4는 도 3에 도시된 터치센서 일체형 표시장치의 픽셀영역과 터치인식을 위한 구동영역 및 센싱영역의 관계를 개념적으로 도시한 도면.
도 5는 도 3에 도시된 A부터 B부분의 서브 픽셀을 확대 도시한 터치센서 일체형 표시장치의 평면도.
도 6은 도 5에 도시된 I-I'선을 따라 절취한 단면도.
도 7은 도 5에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절취한 단면도.
도 8은 도 5에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절취한 단면도.1 is a plan view showing a conventional built-in touch sensor integrated display device.
FIG. 2 is a plan view illustrating sub-pixels in area A of FIG. 1.
3 is a schematic diagram showing a touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram conceptually showing a relationship between a pixel area, a driving area for touch recognition, and a sensing area of the display device with integrated touch sensor shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a plan view of a touch sensor integrated display device showing an enlarged view of sub-pixels of portions A to B shown in FIG. 3;
6 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 5.
7 is a cross-sectional view taken along the line II-II' shown in FIG. 5;
8 is a cross-sectional view taken along line III-III' shown in FIG. 5;
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals throughout the specification mean substantially the same elements.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치를 도시한 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시된 터치센서 일체형 표시장치의 픽셀영역과 터치인식을 위한 구동영역 및 센싱영역의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.Hereinafter, a touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention will be described in more detail. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a display device integrated with a touch sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a relationship between a pixel area and a driving area for touch recognition and a sensing area of the display device integrated with the touch sensor shown in FIG. Is a diagram conceptually showing.
이하의 설명에서는 터치센서 일체형 표시장치의 일례로서 액정표시장치를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.In the following description, a liquid crystal display device will be described in detail as an example of a touch sensor integrated display device.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 터치센서 일체형 액정표시장치(이하, 표시장치라 함)는 복수의 게이트 라인(110)과 복수의 데이터 라인(120)의 교차에 의해 정의되며, 문자, 이미지, 동영상 등의 정보를 표시하기 위한 복수의 픽셀 영역(PA1~PA36)으로 이루어지는 표시부(DP)와, 표시부 외부에 형성되어 표시부를 제어하고 터치인식을 위한 각종 콘트롤러들이 구비되는 비표시부(도시생략)를 포함한다.3 and 4, a touch sensor-integrated liquid crystal display device (hereinafter, referred to as a display device) according to an embodiment of the present invention is provided at the intersection of a plurality of
비표시부에는 호스트 콘트롤러(200), 전원부(202), 타이밍 콘트롤러(204), 게이트 드라이버(210), 데이터 드라이버(220), 터치 구동 드라이버(230), 터치 센싱 드라이버(240)가 형성된다. 본 발명에서는 호스트 콘트롤러(200)와 전원부(202)가 표시장치와 일체로 구성되는 것으로 설명하였으나 이들은 표시장치와 분리되어 독립적으로 구성될 수도 있다. 그리고, 공통 전극(130a1, 130a2)은 터치 구동전극으로 작용하는 것으로, 하기에서는 공통 전극이라는 용어 대신에 터치 구동전극으로 지칭하여 설명하기로 한다.A
박막트랜지스터 어레이(TFTA)는 게이트 라인들(110)과 데이터 라인들(120)의 교차에 의해 정의되는 복수의 픽셀 영역들(PA1~PA36)을 포함하며, 복수의 픽셀 영역들(PA1~PA36)의 각각은 복수의 서브 픽셀 영역들(SP1, SP2, SP3)을 포함한다(도 4 참조). 박막트랜지스터 어레이(TFTA)는 복수의 터치 구동전극(130a1, 130a2)을 포함한다. 복수의 터치 구동전극(130a1, 130a2)은 제1 방향(본 실시예에서는 x축 방향, 이하 동일)에서는 분리되지 않고 일체로 연속적으로 형성되며, 제2 방향(본 실시예에서는 y축 방향, 이하 동일)에서는 적어도 한번 분리되어 서로 이격되면서 나란하게 배치된다.The thin film transistor array TFTA includes a plurality of pixel regions PA1 to PA36 defined by intersections of the
그리고, 컬러필터 어레이(CFA)는 터치 센싱전극(130b)이 제2 방향으로 배치되며, 상기 터치 구동전극들(130a1, 130a2)을 가로지르며 형성된다. 여기서 터치 센싱전극(130b)이 하나인 것으로 설명하였으나, 터치 센싱전극(130b)은 제2 방향으로는 일체로 연속적으로 형성되고 제1 방향으로는 서로 분리되어 이격되면서 나란하게 형성된다. In addition, in the color filter array CFA, the
본 발명의 실시예에서는 설명의 간략화를 위해 6 × 6 = 36개의 픽셀 영역(PA1~PA36)에 대응하여 형성되는 2개의 터치 구동전극(130a1, 130a2)과 1개의 터치 센싱전극(130b)의 구성을 예로 들어 설명하기로 한다. 또한, 각각의 터치 구동전극(130a, 130a2)은 18개(3 × 6)의 픽셀영역에 대응하는 크기로 형성되며, 터치 센싱전극(130b)은 12개(2 × 6)의 픽셀 영역에 대응하는 크기로 형성되는 것으로 설명한다. 이에 따라 터치 구동전극(130a1)은 상하좌우로 서로 인접한 18개의 픽셀 영역(PA1~PA18)에 대응하는 크기로 형성되고, 터치 구동전극(130a2)은 상하좌우로 서로 인접한 18개의 픽셀 영역(PA19~PA36)에 대응하는 크기로 형성된다. 또한, 터치 센싱전극(130b)은 상하좌우로 서로 인접한 12개의 픽셀 영역(PA3, PA4, PA8, PA9, PA13, PA14, PA18, PA19, PA27, PA28, PA33, PA34)에 대응하는 크기로 형성된다. In an embodiment of the present invention, for simplicity of explanation, the configuration of two touch driving electrodes 130a1 and 130a2 and one
본 발명의 실시예에서 설명한 터치 구동전극들의 크기 및 수는 단순히 설명의 편의를 위해 예시적으로 기재한 것에 지나지 않으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 제1 및 제2 방향으로 배열된 복수의 픽셀 영역을 적어도 2 이상으로 그룹화하여 형성한 픽셀 영역에 대응하는 크기로 터치 구동전극을 형성하고, 제1 및 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로만 배열된 픽셀 영역을 하나로 그룹화하여 형성된 픽셀 영역에 대응하는 크기로 터치 센싱전극을 형성하는 것을 포함한다. The size and number of the touch driving electrodes described in the embodiments of the present invention are merely illustrative for convenience of description, and the present invention is not limited thereto. In the present invention, a touch driving electrode is formed to have a size corresponding to a pixel area formed by grouping a plurality of pixel areas arranged in a first and second direction into at least two or more, and in one of the first and second directions. And forming a touch sensing electrode with a size corresponding to the pixel area formed by grouping the pixel areas arranged only as one.
따라서, 터치 구동전극의 각각의 크기 및 수는 손가락 등이 터치하는 면적 및 표시장치(MP3, PDA, PMP, 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 넷북, 대형 표시장치 등)의 크기 등을 고려하여 적절하게 변경할 수 있다. 예컨대, 현재의 표시장치에 적용되는 1픽셀 영역의 크기를 100 X 100 ㎛라고 하면 손가락으로 터치가 이루어지는 경우를 고려하여, 터치 구동전극(130a1, 130a2)의 크기를 50 X 50 픽셀의 크기(대략 5 X 5 mm)로 형성하는 것도 가능하다. 터치 센싱전극(130b)은 제2 방향으로 터치 구동전극(130a1, 130a2)에 대응하도록 배열되어, 위에서 볼 때 터치 센싱전극(130b)이 터치 구동전극(130a1, 130a2)을 가로지르는 형상으로 형성된다. Therefore, the size and number of each of the touch drive electrodes are appropriately changed in consideration of the area touched by a finger, etc., and the size of the display device (MP3, PDA, PMP, smartphone, notebook computer, netbook, large display device, etc.). I can. For example, if the size of a 1-pixel area applied to the current display device is 100 X 100 µm, considering the case where a finger touch is performed, the size of the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 is 50 X 50 pixels (approximately 5 X 5 mm) is also possible. The
이와 같이 터치 구동전극(130a1, 130a2)과 터치 센싱전극(130b)의 크기는 픽셀 영역의 크기 및 터치가 수행되는 손가락 등의 터치면적 등을 고려하여 적절하게 조정될 수 있으므로 수 개에서 수 백 개의 픽셀 영역에 대응하는 크기로 형성될 수 있다. 터치 구동전극(130a1, 130a2)과 터치 센싱전극(130b)의 수 또한 적용되는 표시장치의 크기에 따라 적절히 조정될 수 있다. As described above, the sizes of the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 and the
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동전극(130a1, 130a2)은 표시장치에 터치가 발생하였을 경우 그 터치 위치를 인식할 수 있는 기능과 함께 픽셀 전극(P)과 함께 전계를 형성하여 액정을 구동시키는 공통 전극으로의 기능을 한다. 따라서, 터치 구동전극(130a1, 130a2)은 공통 전극과 동일한 의미로 이해하여야 한다. 도 4에서는 참고를 위해 복수의 터치 구동전극(130a1, 130a2)과 터치 센싱전극(130b)이 형성되는 영역을 제1 및 제2 터치 구동 영역(DA1, DA2)과 터치 센싱 영역(SA)으로 구분하여 도시하였다.The touch driving electrodes 130a1 and 130a2 according to an embodiment of the present invention drive liquid crystal by forming an electric field together with the pixel electrode P together with a function of recognizing the touch position when a touch occurs on the display device. It functions as a common electrode. Therefore, the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 should be understood to have the same meaning as the common electrode. In FIG. 4, for reference, an area in which a plurality of touch driving electrodes 130a1 and 130a2 and a
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동전극(130a1, 130a2)은 액정구동을 위한 전극으로서의 기능을 하고 백라이트의 광이 투과해야 하기 때문에 투명물질로 형성되어야 한다. 그런데, 터치 구동전극(130a1, 130a2)은 ITO, IZO 등의 산화물 계열의 투명 도전성 물질로 형성되기 때문에 금속계열의 도전성 물질로 형성되는 경우에 비해 저항이 증가하게 된다. 이는 터치 신호의 손실 및 정전용량의 시정수(time constance)을 증가시켜 터치 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서 터치 구동전극(130a1, 130a2)에 사용되는 재료로 인해 발생하는 저항을 감소시킬 필요가 있다. Meanwhile, since the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 according to an embodiment of the present invention function as electrodes for driving liquid crystals and transmit light from the backlight, they must be formed of a transparent material. However, since the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 are formed of an oxide-based transparent conductive material such as ITO or IZO, resistance is increased compared to the case of being formed of a metal-based conductive material. This may decrease the touch performance by increasing the loss of the touch signal and the time constant of the capacitance. Therefore, it is necessary to reduce the resistance generated by the material used for the touch driving electrodes 130a1 and 130a2.
본 발명에서는 터치 구동전극(130a1, 130a2)의 저항 감소 및 터치 기능을 위해 터치 구동전극(130a1, 130a2)은 신호라인인 공통라인(113a1, 113a2, 113b1, 113b2)을 이용하여 행 단위로 연결한다. 반면, 터치 센싱전극(130b)은 마스크 저감을 위해 ITO 등의 투명전극으로만 형성된다. 터치 센싱전극(130b)의 경우 도면에 도시되지 않았지만, 제1 방향으로 서로 이격되어 형성되지만, 제2 방향으로는 연속적으로 형성된다. 이와 같은 구조는 후술하기로 한다.In the present invention, for reducing the resistance of the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 and for a touch function, the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 are connected in row units using common lines 113a1, 113a2, 113b1 and 113b2 which are signal lines. . On the other hand, the
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 방향의 첫 번째 행에 배열되는 제1 터치 구동 영역(DA1)에 형성되는 터치 구동전극(130a1)은 2개의 공통라인들(113a1, 113a2)과 2개의 보조 구동라인들(114a1, 114a2)에 의해 전기적으로 연결되고, 두 번째 행에 배열되는 제2 터치 구동영역(DA2)에 형성되는 터치 구동전극(130a2)은 2개의 공통라인들(113b1, 113b2)과 2개의 보조 구동라인들(114b1, 114b2)에 의해 전기적으로 연결된다. 터치 구동전극(130a1, 130a2)에 각각 접속되는 공통라인들(113a1, 113a2, 113b1, 113b2)과 보조 구동라인들(114a1, 114a2, 114b1, 114b2)은 터치 구동전극(130a1, 130a2)과 나란하게 배열되며, 서로 중첩된다. 제2 방향에 배열되는 터치 센싱영역(SA)에 형성되는 터치 센싱전극(130b)은 보조 센싱라인(123b)을 통해 터치 센싱라인(123a)에 의해 전기적으로 연결된다. 3 and 4, the touch driving electrode 130a1 formed in the first touch driving area DA1 arranged in the first row in the first direction includes two common lines 113a1 and 113a2 and two The touch driving electrode 130a2 formed in the second touch driving area DA2, which is electrically connected by the auxiliary driving lines 114a1 and 114a2 and is arranged in the second row, includes two common lines 113b1 and 113b2. And the two auxiliary driving lines 114b1 and 114b2 are electrically connected. The common lines 113a1, 113a2, 113b1, 113b2 and the auxiliary driving lines 114a1, 114a2, 114b1, 114b2 connected to the touch driving electrodes 130a1 and 130a2 are parallel to the touch driving electrodes 130a1 and 130a2. Are arranged and overlap each other. The
이하, 공통라인(113a1, 113a2, 113b1, 113b2), 보조 구동라인(114a1, 114a2, 114b1, 114b2)과, 터치 구동전극(130a1, 130a2), 및 터치 센싱전극(130b)의 관계를 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 5는 도 3에 도시된 A부터 B부분의 서브 픽셀을 확대 도시한 터치센서 일체형 표시장치의 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 I-I'선을 따라 절취한 단면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절취한 단면도이며, 도 8은 도 5에 도시된 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절취한 단면도이다.Hereinafter, the relationship between the common lines 113a1, 113a2, 113b1, 113b2, the auxiliary driving lines 114a1, 114a2, 114b1, 114b2, the touch driving electrodes 130a1 and 130a2, and the
공통라인(113a1, 113a2, 113b1, 113b2)은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 방향으로 픽셀 영역(PA1, PA7, PA19, PA25)을 가로지르며 터치 구동전극(130a1) 상에 형성된다. 보조 구동라인(114a1, 114a2, 114b1, 114b2)은 픽셀 영역(PA2, PA3, PA4, PA5, PA8, PA9, PA10, PA11, PA20, PA21, PA22, PA23, PA26, PA27, PA28, PA29)을 가로지르며 기판 상에 형성되며, 콘택홀(CH2a, CH2b, CH2c, CH2d, CH2e, CH2f, CH2g)을 통해 터치 구동전극(130a1, 130a2, 130a3, 130a4)과 연결된다. The common lines 113a1, 113a2, 113b1, and 113b2 are formed on the touch driving electrode 130a1 while crossing the pixel areas PA1, PA7, PA19, and PA25 in the first direction as shown in FIGS. 3 and 5. . The auxiliary driving lines 114a1, 114a2, 114b1, 114b2 cross the pixel areas (PA2, PA3, PA4, PA5, PA8, PA9, PA10, PA11, PA20, PA21, PA22, PA23, PA26, PA27, PA28, PA29). It is formed on the substrate and is connected to the touch driving electrodes 130a1, 130a2, 130a3, 130a4 through contact holes CH2a, CH2b, CH2c, CH2d, CH2e, CH2f, and CH2g.
구체적으로, 보조 구동라인(114a1)은 제1 터치 구동영역(DA1) 내에 있는 픽셀 영역(PA2)의 서브 픽셀 영역(SP3)에 형성되는 제1 콘택홀(CH2a)을 통해 터치 구동전극(130a1)과 접속되고, 픽셀 영역(PA5)의 서브픽셀 영역(SP1)에 형성되는 제1 콘택홀(CH2b)을 통해 터치 구동전극(130a1, 130a2)을 전기적으로 접속시킨다. 또한, 보조 구동라인(114b1)은 제2 터치 구동영역(DA2) 내에 있는 픽셀 영역(PA20)의 서브 픽셀 영역(SP3)에 형성되는 제1 콘택홀(CH2e)을 통해 터치 구동전극(130a3)과 접속되고, 픽셀 영역(PA23)의 서브 픽셀 영역(SP1)에 형성되는 제1 콘택홀(CH2f)을 통해 터치 구동전극(130a3, 130a4)을 전기적으로 접속시킨다. 보조 구동라인들(114a1, 114a2, 114b1, 114b2)은 터치 구동전극(130a1, 130a2, 130a3, 130a4)과 터치 구동라인들(113a1, 113a2, 113b1, 113b2)을 통해 터치 구동라인(113a)에 접속되어 터치 구동드라이버(230)로부터 펄스전압(Vtsp)을 공급받는다.Specifically, the auxiliary driving line 114a1 is the touch driving electrode 130a1 through the first contact hole CH2a formed in the sub-pixel area SP3 of the pixel area PA2 in the first touch driving area DA1. The touch driving electrodes 130a1 and 130a2 are electrically connected to each other through the first contact hole CH2b formed in the subpixel area SP1 of the pixel area PA5. In addition, the auxiliary driving line 114b1 is connected to the touch driving electrode 130a3 through the first contact hole CH2e formed in the sub-pixel area SP3 of the pixel area PA20 in the second touch driving area DA2. The touch driving electrodes 130a3 and 130a4 are connected and electrically connected to each other through the first contact hole CH2f formed in the sub-pixel area SP1 of the pixel area PA23. The auxiliary driving lines 114a1, 114a2, 114b1, and 114b2 are connected to the
터치 센싱전극(130b)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제2 방향으로 픽셀영역(PA3, PA9, PA15, PA21, PA27, PA33; PA4, PA10, PA16, PA22, PA28, PA34)을 가로 질러 연장된다. 보조 센싱라인(123b)은 픽셀 영역(PA3)을 가로지르며 터치 센싱전극(130b) 상에 형성된다. 본 실시예에서는 터치 센싱전극(130b)을 하나만 도시하였으나, 터치 센싱전극(130b)의 하측에 또 하나의 터치 센싱전극이 있을 경우, 보조 센싱 라인(123b)은 픽셀 영역(PA33)에서 또 하나의 터치 센싱전극을 연결하게 된다.The
보다 자세하게, 도 5 내지 도 8을 참조하여 제1 터치 구동영역(DA1) 내에 있는 픽셀 영역(PA2, PA3)의 서브픽셀들을 설명하면 다음과 같다.In more detail, the subpixels of the pixel areas PA2 and PA3 in the first touch driving area DA1 will be described with reference to FIGS. 5 to 8.
도 5를 참조하면, 기판(미도시) 상에 제1 방향으로 배열되는 게이트 라인(110)과 게이트 라인(110)에 교차하여 배열되는 데이터 라인(120)에 의해 정의되는 영역에 복수의 화소 전극들(P11, P12)이 형성된다. 게이트 라인(110)으로부터 연장된 게이트 전극(150)과, 데이터 라인(120) 자체로 이루어진 제1 소스 전극(160a)과, 화소 전극(P11)에 연결된 제1 드레인 전극(160b) 그리고, 이들 사이에 위치한 제1 액티브층(165)은 제1 박막트랜지스터(TFT1)를 구성한다. 또한, 제1 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(150)으로부터 연장된 게이트 전극(152)과, 데이터 라인(120) 자체로 이루어진 제2 소스 전극(162a)과, 화소 전극(P11)에 연결된 제2 드레인 전극(162b) 그리고 이들 사이에 위치한 제2 액티브층(167)은 제2 박막트랜지스터(TFT2)를 구성한다. 제1 박막트랜지스터(TFT1)는 상부의 화소 전극(P11)에 연결되고, 제2 박막트랜지스터(TFT2)는 하부의 화소 전극(P12)에 연결된다. 또한, 도시하지 않았지만, 화소 전극(P12)의 하부에는 공통 전극(미도시)이 배치되어 화소 전극들(P11, P12)과 전계를 이룬다. Referring to FIG. 5, a plurality of pixel electrodes in a region defined by a
한편, 본 발명의 보조 구동라인(114a1)은 게이트 라인(110)과 나란하며 데이터 라인(120)과 교차하여 배열된다. 보조 구동라인(114a1)은 제1 박막트랜지스터(TFT1)와 제2 박막트랜지스터(TFT2)의 액티브층들(165, 167)에 빛이 도달하는 것을 차단하기 위한 차광막으로, 액티브층들(165, 167)의 하부에 위치한다. 보조 구동라인(114a1)은 게이트 전극(150, 152)과 게이트 라인(110) 사이에 구비된 콘택홀(CH2a)을 통해 상부의 터치 구동전극(=공통 전극)에 연결된다. 따라서, 보조 구동라인(114a1)은 게이트 라인(110)과 중첩되면서 연장됨과 아울러 액티브층들(165, 167)과 중첩되게 배치된다. 특히, 콘택홀(CH2a)과 제1 비어홀(187)이 상기 게이트 전극(152), 게이트 라인(110) 및 데이터 라인(120)으로 둘러싸이도록 위치한다. 즉, 보조 구동라인(114a1)이 터치 구동전극과 연결되는 홀 부분이 개구율을 저하시키지 않게 위치한다. 또한, 본 발명의 보조 구동라인(114a1)은 박막트랜지스터들(TFT1, TFT2)이 배치된 영역과 게이트 라인(110) 및 데이터 라인(120)이 배치된 영역에 중첩되게 배치됨으로써, 표시장치의 개구율에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 종래 터치센서 일체형 표시장치에 비해, 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. On the other hand, the auxiliary driving line 114a1 of the present invention is parallel to the
보다 자세하게, 도 5의 I-I'선에 따라 절취한 도 6을 참조하면, 기판(SUB) 상에 보조 구동라인(114a1)이 위치한다. 보조 구동라인(114a1)은 빛을 차단하는 차광막의 역할과 배선의 역할을 하는 것으로, 전도도가 우수하고 반사율이 높은 금속 예를 들어 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu) 등을 사용할 수 있다. 보조 구동라인(114a1) 상에 버퍼층(170)이 위치한다. 버퍼층(170)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 이중층으로 이루어질 수 있다. In more detail, referring to FIG. 6 taken along line II′ of FIG. 5, the auxiliary driving line 114a1 is positioned on the substrate SUB. The auxiliary drive line 114a1 serves as a light-shielding film to block light and a wiring, and a metal having excellent conductivity and high reflectivity, such as aluminum (Al), silver (Ag), copper (Cu), etc., is used. I can. A
버퍼층(170) 상에 상기 보조 구동라인(114a1)과 중첩되도록 제1 액티브층(165)이 위치한다. 제1 액티브층(165)은 비정질 실리콘을 사용할 수 있으며, 비정질 실리콘을 결정화한 다결정 실리콘을 사용할 수도 있다. 이와는 달리, 제1 액티브층(165)은 아연 산화물(ZnO), 인듐 아연 산화물(InZnO), 인듐 갈륨 아연 산화물(InGaZnO) 또는 아연 주석 산화물(ZnSnO) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 액티브층(165)은 멜로시아닌, 프탈로시아닌, 펜타센, 티오펜폴리머 등의 저분자계 또는 고분자계 유기물로 이루어질 수도 있다. 제1 액티브층(165) 상에 게이트 절연막(172)이 위치한다. 게이트 절연막(172)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 이중층으로 이루어질 수 있다. The first
게이트 절연막(172) 상에 게이트 전극(150)이 위치한다. 게이트 전극(150)은 전술한 제1 액티브층(165)과 중첩되게 위치한다. 게이트 전극(150)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금일 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(150) 상에 층간 절연막(174)이 위치한다. 층간 절연막(174)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 이중층으로 이루어질 수 있다. A
층간 절연막(174) 상에 제1 소스 전극(160a)과 제1 드레인 전극(160b)이 위치한다. 제1 소스 전극(160a)은 제1 액티브층(165)의 일측에 콘택홀(164a)을 통해 연결되고, 제1 드레인 전극(160b)은 제1 액티브층(165)의 타측에 콘택홀(164b)을 통해 연결된다. 따라서, 기판(SUB) 상에 제1 액티브층(165), 게이트 전극(150), 제1 소스 전극(160a) 및 제1 드레인 전극(160b)을 포함하는 제1 박막트랜지스터(TFT1)가 구성된다. 제1 소스 전극(160a)과 제1 드레인 전극(160b) 상에 제1 패시베이션막(176)이 위치한다. 제1 패시베이션막(176)은 하부의 소자를 절연시킴과 아울러 보호하는 것으로 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 이중층으로 이루어질 수 있다. A
제1 패시베이션막(176) 상에 보호층(178)이 위치한다. 보호층(178)은 하부 구조의 단차를 완화시키는 것으로, 폴리이미드(polyimide), 폴리아크릴(polyacryl), 포토아크릴(photoacryl), 폴리아미드(polyamide), BCB(benzocyclobutane) 등의 유기물로 이루어질 수 있다. 제1 패시베이션막(176) 상에 터치 구동전극(130a1)이 위치한다. 서브 픽셀의 관점에서 보면, 터치 구동전극(130a1)은 공통 전극(Vcom)으로 작용한다. 터치 구동전극(130a1)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)과 같이 광이 투과할 수 있는 투명도전물로 이루어질 수 있다. 터치 구동전극(130a1)은 패턴 홀(164d)이 구비되어 추후 화소 전극이 제1 박막트랜지스터(TFT1)에 연결되도록 한다. A
터치 구동전극(130a1) 상에 제2 패시베이션막(180)이 위치한다. 제2 패시베이션막(180)은 터치 구동전극(130a1)과 화소 전극을 절연시키는 것으로, 전술한 제1 패시베이션막(176)과 동일한 물질로 이루어진다. 제2 패시베이션막(180) 상에 화소 전극(P11)이 위치한다. 화소 전극(P11)은 제1 패시베이션막(176), 보호막(178) 및 제2 패시베이션막(180)에 형성된 비어홀(164c)을 통해 제1 박막트랜지스터(TFT1)의 드레인 전극(160b)에 연결된다. 따라서, 본 발명의 터치센서 일체형 표시장치가 구성된다.A
한편, 도 7을 참조하여 보조 구동라인(114a1)이 터치 구동전극(130a1)과 연결된 구조를 살펴보면, 기판(SUB) 상에 보조 구동라인(114a1)이 위치한다. 보조 구동라인(114a1) 상에 버퍼층(170)이 위치하고, 버퍼층(170) 상에 게이트 절연막(172)이 위치한다. 게이트 절연막(172) 상에 게이트 라인(110)과 제2 게이트 전극(152)이 위치하고, 이들 상에 층간 절연막(174)이 위치한다. 층간 절연막(174) 상에 소스 금속 패턴(168)이 위치한다. 소스 금속 패턴(168)은 버퍼층(170), 게이트 절연막(172), 층간 절연막(174)을 관통하는 콘택홀(CH2a)을 통해 보조 구동라인(114a1)에 연결된다. 소스 금속 패턴(168)은 후술하는 보조 구동패턴이 보조 구동라인(114a1)에 연결되기 위한 매개체의 역할을 한다. Meanwhile, referring to FIG. 7, when a structure in which the auxiliary driving line 114a1 is connected to the touch driving electrode 130a1 is described, the auxiliary driving line 114a1 is positioned on the substrate SUB. The
소스 금속 패턴(168) 상에 제1 패시베이션막(176)이 위치하고, 제1 패시베이션막(176) 상에 보호막(178)이 위치한다. 보호막(178) 상에 터치 구동전극(130a1)이 위치고, 터치 구동전극(130a1)에 연결된 보조 구동패턴(185)이 비어홀(187)을 통해 소스 금속 패턴(168)에 연결된다. 따라서, 터치 구동전극(130a1)이 보조 구동패턴(185)과 소스 금속 패턴(168)을 통해 보조 구동라인(114a1)에 연결된다. 터치 구동전극(130a1)과 보조 구동패턴(185) 상에 제2 패시베이션막(180)이 위치한다.A
한편, 도 8을 참조하여, 보조 센싱라인이 터치 센싱전극에 연결된 구조를 살펴보면, 기판(SUB) 상에 보조 구동라인(114a1)이 위치하고, 보조 구동라인(114a1) 상에 버퍼층(170)이 위치한다. 버퍼층(170) 상에 상기 보조 구동라인(114a1)과 중첩되도록 제1 액티브층(165)이 위치하고, 제1 액티브층(165) 상에 게이트 절연막(172)이 위치한다. 게이트 절연막(172) 상에 게이트 전극(150)이 위치하고 게이트 전극(150) 상에 층간 절연막(174)이 위치한다. 층간 절연막(174) 상에 제1 소스 전극(160a)과 제1 드레인 전극(160b)이 위치하고, 제1 소스 전극(160a)과 제1 드레인 전극(160b) 상에 제1 패시베이션막(176)이 위치한다. 제1 패시베이션막(176) 상에 보호층(178)이 위치하고, 제1 패시베이션막(176) 상에 터치 센싱전극(130b)이 위치한다. 서브 픽셀의 관점에서 보면, 터치 센싱전극(130b)은 공통 전극(Vcom)으로 작용한다. 터치 센싱전극(130b)은 ITO, IZO, ITZO, ZnO, IGZO와 같이 광이 투과할 수 있는 투명도전물로 이루어질 수 있다. 터치 센싱전극(130b)은 패턴 홀(164d)이 구비되어 추후 화소 전극이 제1 박막트랜지스터(TFT1)에 연결되도록 한다. Meanwhile, referring to FIG. 8, looking at a structure in which the auxiliary sensing line is connected to the touch sensing electrode, the auxiliary driving line 114a1 is located on the substrate SUB, and the
터치 센싱전극(130b) 상에 보조 센싱라인(123b)이 위치한다. 보조 센싱라인(123b)은 분할된 터치 센싱전극(130b)들을 제2 방향(세로 방향)으로 서로 연결해 주고 저항을 낮추는 역할을 한다. 따라서, 보조 센싱라인(123b)은 터치 센싱전극(130b) 상에 위치하여 터치 센싱전극(130b)과 중첩되게 배치된다. 터치 센싱전극(130b)과 보조 센싱라인(123b) 상에 제2 패시베이션막(180)이 위치한다. An
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치는 터치 구동전극들을 연결하기 위해 차광막을 보조 구동라인으로 이용함으로써, 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 특히, 보조 구동라인이 게이트 라인과 대부분 중첩되게 배치되고, 보조 구동라인과 터치 구동전극이 연결되는 홀들 또한 박막트랜지스터부에 위치하기 때문에 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. As described above, the touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention has an advantage of improving the aperture ratio of the display device by using the light shielding film as an auxiliary driving line to connect the touch driving electrodes. In particular, since the auxiliary driving line is disposed to overlap most of the gate line, and holes connecting the auxiliary driving line and the touch driving electrode are also located in the thin film transistor, there is an advantage of improving the aperture ratio of the display device.
이하, 앞선 도 3을 참조하여, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치의 구동방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of driving the touch sensor integrated display device according to an embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG. 3.
도 3을 참조하면, 게이트 드라이버(210)는 타이밍 콘트롤러(204)의 제어 하에 디스플레이 모드에서 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 순차적으로 출력하고 그 출력의 스윙전압을 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL)으로 쉬프트시킨다. 게이트 드라이버(210)로부터 출력되는 게이트펄스는 데이터 드라이버(220)로부터 출력되는 데이터전압에 동기되어 게이트 라인들(110)에 순차적으록 공급된다. 게이트 하이 전압(VGH)은 박막트랜지스터(T)의 문턱 전압 이상의 전압이고, 게이트 로우 전압(VGH)은 박막트랜지스터(T)의 문턱 전압보다 낮은 전압이다. 게이트 드라이버(210)의 게이트 드라이브 IC들은 TAP(Tape Automated Bonding) 공정을 통해 박막트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판 상에 형성된 게이트 라인들(110)에 연결되거나 GIP(Gate In Panel) 공정으로 픽셀과 함께 박막트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판 상에 직접 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
데이터 드라이버(220)는 타이밍 콘트롤러(204)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(RGB)를 샘플링하고 래치한다. 데이터 드라이버(220)는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 정극성/부극성 감마보상전압(GMA1~GMAn)으로 변환하여 데이터전압의 극성을 반전시킨다. 데이터 드라이버(220)로부터 출력되는 정극성/부극성 데이터전압은 게이트 드라이버(210)로부터 출력되는 게이트 펄스에 동기된다. 데이터 드라이버(220)의 소스 드라이브 IC(Integrated Circuit)들 각각은 COG(Chip On Glass) 공정이나 TAB(Tape Automated Bonding) 공정으로 표시부의 데이터 라인들(120)에 접속될 수 있다. 소스 드라이브 IC는 타이밍 콘트롤러(204) 내에 집적되어 타이밍 콘트롤러(204)와 함께 원칩 IC로 구현될 수도 있다.The
타이밍 콘트롤러(204)는 외부의 호스트 콘트롤러(200)로부터 공급되며 표시장치의 구동을 위해 필요한 타이밍 신호들을 이용하여 게이트 드라이버(210) 및 데이터 드라이버(220)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 게이트 드라이버(210) 및 데이터 드라이버(220)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들은 게이트 드라이버(210)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호와, 데이터 드라이버(220)의 동작 타이밍과 데이터전압의 극성을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호를 포함한다. The
게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 게이트 드라이버(210)로부터 매 프레임기간마다 가장 먼저 게이트펄스를 출력하는 첫 번째 게이트 드라이브 IC에 인가되어 그 게이트 드라이브 IC의 쉬프트 시작 타이밍을 제어한다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 게이트 드라이버(210)의 게이트 드라이브 IC들에 공통으로 입력되어 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시키기 위한 클럭신호이다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 드라이버(210)의 게이트 드라이브 IC들의 출력 타이밍을 제어한다.The gate timing control signal includes a gate start pulse (GSP), a gate shift clock (GSC), a gate output enable signal (Gate Output Enable, GOE), and the like. The gate start pulse GSP is applied from the
데이터 타이밍 제어신호는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity : POL), 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 드라이버(220)에서 가장 먼저 데이터를 샘플링하는 첫 번째 소스 드라이브 IC에 인가되어 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어한다. 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 기준하여 소스 드라이브 IC들 내에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 극성제어신호(POL)는 소스 드라이브 IC들로부터 출력되는 데이터전압의 극성을 제어한다. 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 소스 드라이브 IC들의 출력 타이밍을 제어한다. mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling) 인터페이스를 통해 데이터 드라이버(220)에 디지털 비디오 데이터(RGB)가 입력된다면, 소스 스타트 펄스(SSP)와 소스 샘플링 클럭(SSC)은 생략될 수 있다.Data timing control signals include Source Start Pulse (SSP), Source Sampling Clock (SSC), Polarity Control Signal (Polarity: POL), and Source Output Enable (SOE) signals. Includes. The source start pulse SSP is applied to the first source drive IC that samples data first from the
전원부(202)는 PWM(Pulse Width Modulation) 변조회로, 부스트 컨버터(boost converter), 레귤레이터(regulater), 차지펌프(charge pump), 분압회로, 연산 증폭기(Operation Amplifier) 등을 포함한 DC-DC 컨버터(DC-DC Convertor)로 구현된다. 전원부(202)는 호스트 콘트롤러(200)로부터의 입력전압을 조정하여 표시부(DP), 게이트 드라이버(210), 데이터 드라이버(220), 타이밍 콘트롤러(204), 백라이트 유닛(도시생략)의 구동에 필요한 전원을 발생하다. 전원부(202)로부터 출력되는 전원들은 고전위 전원전압(VDD), 게이트 하이전압(VGH), 게이트 로우전압(VGL), 공통전압(Vcom), 정극성/부극성 감마기준전압들(VGMA1∼VGMAn), 펄스전압(Vtsp) 등을 포함한다. 여기에서 공통전압(Vcom)은 공통 전극으로 작용하는 터치 구동전극(130a1, 130a2)에 공급되어 픽셀 전극과의 사이에 프린지 필드 전계를 형성한다. 또한, 터치 구동전극(130a1, 130a2)에는 공통전압(Vcom)이 공급되지 않는 기간에 펄스전압(Vtsp)이 공급되어 터치 인식을 위한 터치 구동전극으로서의 기능을 한다. 이러한 공통전압(Vocm)과 펄스전압(Vtsp)의 공급 타이밍은 호스트 콘트롤러(200)에 의해 제어되거나 타이밍 콘트롤러(204)에 의해 제어되도록 구성할 수 있다. The
호스트 콘트롤러(200)는 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)와, 디스플레이 구동에 필요한 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 LVDS 인터페이스, TMDS(Transition Minimized Differential Signaling) 인터페이스 등의 인터페이스를 통해 타이밍 콘트롤러(204)에 전송한다. The
터치 구동드라이버(230)는 전원부(202)에서 발생된 펄스전압(Vtsp)을 터치 구동라인들(113a, 113b)과 공통라인들(113a1, 113a2, 113b1, 113b2)을 통해 터치 구동전극(130a1, 130a2, 130a3, 130a4)에 공급한다. 터치 구동전극(130a1, 130a2, 130a3, 130a4)에 공급되는 펄스전압(Vtsp)은 행 단위로 순차적으로 공급된다. 즉, 펄스전압(Vtsp)은 터치 구동라인(113a)과 공통라인들(113a1, 113a2) 및 제1 콘택홀들(CH2a, CH2b, CH2c, CH2d)을 통해 연결된 보조 구동라인들(114a1, 114a2)에 공급되어 첫번째 행에 배치된 터치 구동전극(130a1, 130a2)에 공급되고, 이어서, 터치 구동라인(113b), 공통라인들(113b1, 113b2) 및 제1 콘택홀들(CH2e, CH2f, CH2g, CH2h)을 통해 보조 구동라인들(114b1, 114b2)에 공급되어 두번째 행에 배치된 터치 구동전극(130a3, 130a4)에 공급된다.The
터치 구동드라이버(230)는 현재 펄스전압(Vtsp)이 인가되는 행의 터치 구동전극 이외의 다른 행에 배치된 터치 구동전극에는 펄스전압이 인가되지 않는다. 예를 들어, 제1 행에 배치된 터치 구동전극(130a1)에 펄스전압이 인가된다면, 제2 행에 배치된 터치 구동전극(130a3)에는 펄스전압이 인가되지 않으며, 플로팅 상태에서는 터치 구동드라이버(230)와 터치 구동전극(130a3) 사이의 전류경로(current path)는 개방된다. 반면, 제2 행에 배치된 터치 구동전극들(130a3)에 펄스전압이 인가된다면, 제1 행에 배치된 터치 구동전극(130a1)에는 펄스전압이 인가되지 않으며, 펄스전압이 인가되지 않은 상태에서는 터치 구동드라이버(230)와 터치 구동전극(130a1) 사이의 전류경로는 개방된다. The
터치 센싱드라이버(240)는 터치 센싱전극(130b)에 직접 연결되며, 터치가 있었을 경우 터치 구동전극(130a1, 130a2, 130a3, 130a4)과 터치 센싱전극(130b) 사이에 발생하는 정전용량의 변화를 감지하여 터치가 이루어진 위치의 x좌표 및 y좌표를 결정한다. The
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 설명하고 있는 x축 방향이나 y축 방향은 서로 반대되는 방향으로 변경하는 것이 가능하고, 공통 전극을 구성하는 터치 구동전극과 터치 센싱전극의 크기 및 수와 형상, 각각의 터치전극과 접속되는 터치 구동라인이나 터치 센싱라인의 위치는 임의로 적절히 변경할 수 있는 사항이며, 본 발명의 실시예에 기재된 것으로 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 발명의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
It will be appreciated by those skilled in the art through the above description that various changes and modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. For example, it is possible to change the x-axis direction or y-axis direction described in the embodiment of the present invention in opposite directions, and the size, number, and shape of the touch driving electrode and the touch sensing electrode constituting the common electrode. , The position of the touch driving line or the touch sensing line connected to each of the touch electrodes can be arbitrarily changed, and is not limited to those described in the embodiments of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the content described in the detailed description of the invention, but should be determined by the claims.
110 : 게이트 라인 114a1 : 보조 구동라인
130a1 : 터치 구동전극 152 : 제2 게이트 전극
170 : 버퍼층 172 : 게이트 절연막
174 : 층간 절연막 176 : 제1 패시베이션막
178 : 보호막 180 : 제2 패시베이션막
185 : 보조 구동패턴 187 : 제1 비어홀110: gate line 114a1: auxiliary driving line
130a1: touch driving electrode 152: second gate electrode
170: buffer layer 172: gate insulating film
174: interlayer insulating film 176: first passivation film
178: protective film 180: second passivation film
185: auxiliary driving pattern 187: first via hole
Claims (6)
상기 복수의 픽셀 영역들에 각각 형성되는 박막트랜지스터 및 화소 전극;
절연층을 사이에 두고 상기 화소 전극과 중첩되도록 형성되며, 터치 구동전극을 포함하는 공통 전극; 및
상기 기판과 상기 박막트랜지스터 사이에 위치하고, 상기 게이트 라인과 중첩되며 상기 게이트 라인을 따라 연장되는 보조 구동라인;을 포함하며,
상기 보조 구동라인은 제1 콘택홀과 제1 비어홀을 통해 상기 터치 구동전극에 연결되고, 상기 박막트랜지스터의 액티브층과 중첩되는 차광막을 포함하는 터치센서 일체형 표시장치.
A gate line and a data line crossing each other on the substrate to form a plurality of pixel regions;
A thin film transistor and a pixel electrode respectively formed in the plurality of pixel regions;
A common electrode formed to overlap the pixel electrode with an insulating layer therebetween and including a touch driving electrode; And
An auxiliary driving line positioned between the substrate and the thin film transistor, overlapping the gate line, and extending along the gate line; and
The auxiliary driving line is connected to the touch driving electrode through a first contact hole and a first via hole, and includes a light blocking film overlapping the active layer of the thin film transistor.
상기 보조 구동라인이 형성된 상기 기판의 전면에 위치하는 버퍼층;
상기 버퍼층 상에 위치하는 액티브층;
상기 액티브층이 형성된 기판 전면 상에 위치하는 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 상에 위치하는 게이트 라인;
상기 게이트 라인이 형성된 기판의 전면 상에 위치하는 층간 절연막;
상기 게이트 라인과 교차하도록 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 데이터 라인;
상기 층간 절연막 상에 위치하며, 상기 데이터 라인에 접속되는 소스 전극 및 드레인 전극을 구비하는 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터와 이격되도록 상기 층간 절연막 상에 위치하고, 상기 버퍼층, 상기 게이트 절연막 및 상기 층간 절연막에 형성된 제1 콘택홀을 통해 상기 보조 구동라인과 접속되는 소스 금속 패턴;
상기 박막트랜지스터 및 상기 소스 금속 패턴이 형성된 기판 전면에 위치하는 보호막;
상기 보호막 상에 위치하며, 터치 구동전극을 포함하는 공통 전극;
상기 공통 전극이 형성된 기판 전면에 위치하는 패시베이션막;
상기 보호막 상에 위치하며, 상기 패시베이션막에 형성된 제1 비어홀을 통해 상기 소스 금속 패턴에 접속되는 보조 구동패턴; 및
상기 패시베이션막 상에 위치하며, 상기 보호막에 형성된 제2 비어홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극을 포함하며,
상기 보조 구동라인은 상기 게이트 라인과 중첩되며 상기 게이트 라인을 따라 연장되고, 상기 액티브층과 중첩되는 차광막을 포함하는 터치센서 일체형 표시장치.
An auxiliary driving line positioned on the substrate;
A buffer layer positioned on the front surface of the substrate on which the auxiliary driving line is formed;
An active layer on the buffer layer;
A gate insulating layer on the entire surface of the substrate on which the active layer is formed;
A gate line on the gate insulating layer;
An interlayer insulating layer on the front surface of the substrate on which the gate line is formed;
A data line formed on the gate insulating layer to cross the gate line;
A thin film transistor disposed on the interlayer insulating layer and including a source electrode and a drain electrode connected to the data line;
A source metal pattern positioned on the interlayer insulating layer to be spaced apart from the thin film transistor, and connected to the auxiliary driving line through a first contact hole formed in the buffer layer, the gate insulating layer, and the interlayer insulating layer;
A protective film positioned on the entire surface of the substrate on which the thin film transistor and the source metal pattern are formed;
A common electrode positioned on the passivation layer and including a touch driving electrode;
A passivation film positioned on the entire surface of the substrate on which the common electrode is formed;
An auxiliary driving pattern positioned on the passivation layer and connected to the source metal pattern through a first via hole formed in the passivation layer; And
A pixel electrode positioned on the passivation layer and connected to the drain electrode through a second via hole formed in the passivation layer,
The auxiliary driving line overlaps the gate line, extends along the gate line, and includes a light blocking film overlapping the active layer.
상기 게이트 라인은 상기 게이트 라인으로부터 분기된 게이트 전극을 포함하며,
상기 제1 콘택홀과 상기 제1 비어홀은 상기 게이트 전극, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인으로 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
The method according to any one of claims 1 or 2,
The gate line includes a gate electrode branched from the gate line,
The first contact hole and the first via hole are surrounded by the gate electrode, the gate line, and the data line.
상기 액티브층, 상기 데이터 라인 및 상기 보조 구동라인이 중첩되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.The method according to any one of claims 1 or 2,
The touch sensor integrated display device, wherein the active layer, the data line, and the auxiliary driving line overlap.
상기 복수의 픽셀 영역들에 각각 형성되는 박막트랜지스터 및 화소 전극;
절연층을 사이에 두고 상기 화소 전극과 중첩되는 터치 구동전극; 및
상기 기판과 상기 박막트랜지스터 사이에서 상기 게이트 라인으로부터 연장된 보조 구동라인을 포함하고,
상기 보조 구동라인은 상기 박막트랜지스터의 액티브층 및 상기 게이트 라인과 중첩되는 차광막을 포함하는 터치센서 일체형 표시장치.A gate line and a data line crossing each other on the substrate to form a plurality of pixel regions;
A thin film transistor and a pixel electrode respectively formed in the plurality of pixel regions;
A touch driving electrode overlapping the pixel electrode with an insulating layer therebetween; And
An auxiliary driving line extending from the gate line between the substrate and the thin film transistor,
The auxiliary driving line includes an active layer of the thin film transistor and a light blocking layer overlapping the gate line.
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