KR20080072429A

KR20080072429A - 표시패널 및 이를 갖는 표시장치

Info

Publication number: KR20080072429A
Application number: KR1020070011190A
Authority: KR
Inventors: 정영배; 어기한
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-06
Also published as: KR101420143B1; US20080186417A1

Abstract

센싱능력을 향상시킨 표시패널 및 이를 갖는 표시장치가 개시된다. 표시패널은 터치기능이 내장되어 있으며, 어레이 기판, 대향기판 및 액정층을 포함한다. 어레이 기판은 화소를 표시하기 위한 화소부 및 화소부로부터 이격된 하부 터치전극을 포함한다. 대향기판은 공통전압이 인가되는 공통전극 및 공통전극과 이격되어 하부 터치전극과 대응되게 형성되고 터치전압이 인가되는 상부 터치전극을 포함한다. 액정층은 어레이 기판 및 대향기판 사이에 개재된다. 이와 같이, 상부 터치전극이 공통전극과 분리되어 터치전압을 인가 받음에 따라, 표시패널의 센싱능력을 보다 향상시킬 수 있다.

하부 터치전극, 상부 터치전극, 공통전극

Description

표시패널 및 이를 갖는 표시장치{DISPLAY PANEL AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개념적으로 도시한 블럭도이다.

도 2는 도 1과 다른 실시예를 도시한 블럭도이다.

도 3은 도 1 및 도 2에서 위치 제어신호가 줄력되는 과정을 설명하기 위한 회로도이다.

도 4는 도 1의 표시패널에서 공통전극 및 상부 터치전극 사이의 위치관계를 나타낸 평면도이다.

도 5는 도 4와 다른 실시예를 도시한 평면도이다.

도 6은 도 4 및 도 5와 다른 실시예를 도시한 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 타이밍 콘트롤러 200 : 게이트 구동부

300 : 데이터 구동부 400 : 표시패널

410 : 어레이 기판 412 : 하부 터치전극

414 : 쇼트 포인트 420 : 대향기판

422 : 상부 터치전극 424 : 공통전극

500 : 위치신호 출력부 600 : 터치전압 발생부

Mcon : 영상 제어신호 Gcon : 게이트 제어신호

Dcon : 데이터 제어신호 Vtch : 터치전압

SEN : 센싱신호 POS : 위치 제어신호

본 발명은 표시패널 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센싱능력을 향상시킨 표시패널 및 이를 갖는 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰 등에 주로 사용된다. 이러한 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 액정 표시패널은 신호선, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 갖는 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하며 공통전극을 갖는 대향기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

한편, 상기 액정 표시패널은 외부의 압력을 통해 위치 데이터를 인가 받을 수 있는 표시패널 기능을 가질 수 있다. 즉, 전자펜이나 사람의 손을 상기 액정 표시패널의 화면에 압력 등을 가함으로써, 위치 제어신호를 메인 시스템의 중앙처리 장치에 인가할 수 있다. 이때, 상기 어레이 기판은 상기 표시패널 기능을 수행하기 위해 터치전극 및 상기 센서배선을 더 포함한다.

일반적으로 상기 위치 제어신호는 외부의 압력에 의해 상기 공통전극과 상기 터치전극 사이의 커패시터의 값이 변경되거나, 상기 공통전극과 상기 터치전극이 접촉됨으로써 형성될 수 있다. 그러나, 상기 위치 제어신호가 공통전압이 인가되는 상기 공통전극을 통해 형성될 경우, 상기 외부압력에 의한 상기 액정 표시패널의 센싱능력을 저하시키는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공통전극의 형태를 변경하여 센싱능력을 향상시킨 터치기능이 내장된 표시패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 표시패널을 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 터치기능이 내장된 표시패널은 어레이 기판, 대향기판 및 액정층을 포함한다.

상기 어레이 기판은 화소를 표시하기 위한 화소부 및 상기 화소부로부터 이격된 하부 터치전극을 포함한다. 상기 대향기판은 공통전압이 인가되는 공통전극 및 상기 공통전극과 이격되어 상기 하부 터치전극과 대응되게 형성되고 터치전압이 인가되는 상부 터치전극을 포함한다. 상기 액정층은 상기 어레이 기판 및 상기 대 향기판 사이에 개재된다.

상기 하부 터치전극은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 매트릭스 형태로 복수개가 형성된 것이 바람직하다. 이때, 상기 상부 터치전극은 상기 제1 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로 연장되어 상기 하부 터치전극들을 커버하는 복수의 서브 전극부들과, 상기 제1 및 제2 방향 중 다른 한 방향으로 연장되어 상기 서브 전극부들의 일단과 연결된 메인 전극부를 포함한다.

한편, 상기 어레이 기판은 상기 대향기판의 네 모서리에 대응되게 형성되어 상기 대향기판과 전기적으로 연결되는 쇼트 포인트들을 더 포함할 수 있고, 상기 메인 전극부는 상기 쇼트 포인트들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 공통전극은 상기 쇼트 포인트들 중 상기 상부 터치전극과 전기적으로 연결되지 않은 나머지 쇼트 포인트와 전기적으로 연결된다.

상기 터치전압은 상기 공통전압보다 높은 레벨의 전압을 갖는 것이 바람직하고, 하이레벨(high level) 및 로우레벨(low level)의 전압을 주기적으로 갖도록 변동될 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 터치기능이 내장된 표시장치는 외부로부터 인가된 영상 제어신호에 응답하여, 게이트 제어신호 및 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러와, 상기 게이트 제어신호에 응답하여, 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부와, 상기 데이터 제어신호에 응답하여, 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부와, 상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호에 응답하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함한다.

상기 표시패널은 화소를 표시하기 위한 화소부 및 상기 화소부로부터 이격된 하부 터치전극을 갖는 어레이 기판과, 공통전압이 인가되는 공통전극 및 상기 공통전극과 이격되어 상기 하부 터치전극과 대응되게 형성되고 터치전압이 인가되는 상부 터치전극을 갖는 대향기판과, 상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

상기 게이트 제어신호는 상기 게이트 구동부를 구동하기 위한 게이트 클럭전압을 포함한다고 할 때, 상기 터치전압은 상기 게이트 클럭전압과 동일한 전압인 것이 바람직하다.

이와 다르게, 상기 표시장치는 상기 터치전압을 발생하여 상기 표시패널로 제공하는 터치전압 발생부를 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 터치전압은 하이레벨(high level) 및 로우레벨(low level)의 전압을 주기적으로 갖도록 변동되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 따르면, 상부 터치전극이 공통전극과 분리되어 공통전압과 다른 터치전압을 인가 받음으로써, 표시패널의 센싱능력이 보다 향상될 수 있다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 개념적으로 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치는 터치기능이 내장되어 영상을 표시하고, 타이밍 콘트롤러(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 표시 패널(400) 및 위치신호 출력부(500)를 포함한다.

상기 타이밍 콘트롤러(100)는 외부의 그래픽 콘트롤러(미도시)로부터 인가되는 영상 제어신호(Mcon)에 응답하여, 상기 게이트 구동부(200) 및 상기 데이터 구동부(300)를 제어한다.

구체적으로, 상기 타이밍 콘트롤러(100)는 상기 영상 제어신호(M-con)에 응답하여, 상기 게이트 구동부(200)를 제어하는 게이트 제어신호(Gcon)를 출력하고, 상기 데이터 구동부(300)를 제어하는 데이터 제어신호(Dcon)를 출력한다. 이때, 상기 영상 제어신호(Mcon), 상기 게이트 제어신호(Gcon) 및 상기 데이터 제어신호(D-con)는 모두 디지털 신호이다. 또한, 상기 게이트 제어신호(Gcon)는 상기 게이트 구동부(200)를 구동하기 위한 게이트 클럭전압을 포함한다.

상기 타이밍 콘트롤러(100)는 상기 터치기능을 수행하기 위해 필요한 터치전압(Vtch)을 상기 표시패널(400)로 제공한다. 상기 터치전압(Vtch)은 상기 게이트 제어신호(Gcon)에 포함된 상기 게이트 클럭전압과 동일한 전압인 것이 바람직하다. 상기 터치전압(Vtch)에 대한 보다 자세한 설명은 별도의 도면을 이용하여 후술하기로 한다.

상기 게이트 구동부(200)는 상기 게이트 제어신호(Gcon)에 응답하여 게이트 신호(GS)를 상기 표시패널(400)로 출력한다. 이때, 상기 게이트 신호(GS)는 실제로 상기 표시패널(400)을 구동하기 위한 게이트 전압을 갖는 아날로그 신호이다.

상기 데이터 구동부(300)는 상기 데이터 제어신호(Dcon)에 응답하여 데이터 신호(DS)를 상기 표시패널(400)로 출력한다. 이때, 상기 데이터 신호(DS)는 실제로 상기 표시패널(400)을 구동하기 위한 데이터 전압을 갖는 아날로그 신호이다.

상기 표시패널(400)은 상기 게이트 신호(GS) 및 상기 데이터 신호(DS)에 응답하여 영상을 표시한다. 또한, 상기 표시패널(400)은 상기 터치전압(Vtch) 및 그 외 여러 터치 제어신호들을 인가 받아 상기 터치기능을 수행하고, 상기 위치신호 출력부(500)로 센싱신호(SEN)를 출력한다.

상기 표시패널(400)은 어레이 기판(미도시), 상기 어레이 기판과 대향하여 배치된 대향기판(미도시) 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 이때, 상기 게이트 구동부(200)는 상기 어레이 기판 상에 형성될 수도 있다. 한편, 상기 표시패널(400)에 대한 보다 자세한 설명은 별도의 도면들을 이용하여 후술하기로 한다.

상기 위치신호 출력부(500)는 상기 표시패널(400)로부터 인가된 센싱신호(SEN)에 응답하여, 위치 제어신호(POS)를 외부로 출력한다. 일례로, 외부의 메인 시스템(미도시)은 상기 위치 제어신호(POS)를 인가 받아, 상기 위치 제어신호(POS)에 따른 프로그램을 실행한다.

도 2는 도 1과 다른 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치는 터치기능이 내장되어 영상을 표시하고, 타이밍 콘트롤러(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300), 표시패널(400), 위치신호 출력부(500) 및 터치전압 발생부(600)를 포함한다. 이때, 타이밍 콘트롤러(100) 및 터치전압 발생부(600)를 제외하면, 그 이외의 구성요소들은 도 1의 표시장치와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

우선, 상기 타이밍 콘트롤러(100)는 외부의 그래픽 콘트롤러(미도시)로부터 인가되는 영상 제어신호(Mcon)에 응답하여, 상기 게이트 구동부(200)를 제어하는 게이트 제어신호(Gcon) 및 상기 데이터 구동부(300)를 제어하는 데이터 제어신호(Dcon)를 출력한다.

한편, 상기 터치전압 발생부(600)는 상기 터치기능을 수행하기 위한 터치전압(Vtch)을 발생하여, 상기 표시패널로 제공한다. 상기 터치전압(Vtch)은 하이레벨(high level) 및 로우레벨(low level)의 전압을 주기적으로 갖도록 변동되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 하이레벨의 전압은 10V ~ 20V 이고, 상기 로우레벨의 전압은 0V 인 것이 바람직하다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시장치는 터치기능을 구현하기 위한 회로의 관점에서 보았을 때, 일례로 제1 스위칭 트랜지스터(T1), 액정 커패시터(Clc), 스토리지 커패시터(Csto), 제2 스위칭 트랜지스터(T2), 연산 증폭기(OPamp) 및 리셋 트랜지스터(Trst)를 포함한다.

상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는 게이트 단자에 스위칭 전압(Vsw)이 인가되고, 소스 단자에 구동전압(Vgx)이 인가된다.

상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인 단자는 상기 액정 커패시터(Clc)의 일단 및 상기 스토리지 커패시터(Csto)의 일단과 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 액정 커패시터(Clc)의 타단은 상기 터치전압(Vtch)이 인가되고, 상기 스토리 지 커패시터(Csto)의 타단은 스토리지 전압(Vsto)이 인가된다.

상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 단자는 상기 액정 커패시터(Clc)의 일단 및 상기 스토리지 커패시터(Csto)의 일단과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 소스 단자에는 소스전압(VDD)이 인가된다.

상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 단자는 상기 연산 증폭기(OPamp)의 제1 입력단과 전기적으로 연결되고, 상기 연산 증폭기(OPamp)의 제2 입력단에는 기준전압(Vref)이 인가된다. 또한, 기준 커패시터(Cf)는 상기 연산 증폭기(OPamp)의 제1 입력단 및 상기 연산 증폭기(OPamp)의 출력단과 전기적으로 연결될 수 있다.

마지막으로, 상기 리셋 트랜지스터(Trst)는 게이트 단자에 리셋전압(Vrst)이 인가되고, 소스 단자에 싱크전압(VSS)이 인가된다. 또한, 상기 리셋 트랜지스터(Trst)의 드레인 단자는 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인 단자와 전기적으로 연결된다.

한편, 도 3에 도시된 회로가 구동되는 과정을 예를 들어 설명하겠다.

우선, 상기 스위칭 전압(Vsw)에 의해 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴온(turn-on)되며, 상기 구동전압(Vgx)은 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)의 채널을 통해 상기 액정 커패시터(Clc)의 일단 및 상기 스토리지 커패시터(Csto)의 일단으로 인가되어, 노드전압(Vnode)을 형성한다. 상기 노드전압(Vnode)이 형성된 후, 상기 제1 스위칭 트랜지스터(T1)는 턴오프(turn-off)되는 것이 바람직하다.

상기 액정 커패시터(Clc)의 일단 및 상기 스토리지 커패시터(Csto)의 일단에 형성된 상기 노드전압(Vnode)은 상기 액정 커패시터(Clc)의 값이 변경함에 따라 변경되고, 상기 액정 커패시터(Clc)의 값은 상기 표시패널(400)의 화면에 가해진 압력의 크기에 따라 변경된다.

여기서, 상기 터치전압(Vtch)은 상기 표시패널(400)의 대향기판에 인가되는 공통전압보다 높은 레벨의 전압을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 터치전압(Vtch)이 상기 공통전압보다 높은 레벨의 전압을 가질 경우, 상기 표시패널의 센싱능력은 더 향상될 수 있다.

상기 터치전압(Vtch)은 클럭신호처럼 하이레벨의 값과 로우레벨의 값을 가지며 변동되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 공통전압이 6V 및 0V를 가지며 진동할 때, 상기 터치전압(Vtch)은 상기 공통전압의 진동폭보다 큰 폭으로 진동된다. 구체적으로, 상기 하이레벨의 전압은 10V ~ 20V의 범위를 갖고, 상기 로우레벨의 전압은 0V를 갖는 것이 바람직하다.

상기 액정 커패시터(Clc)의 일단 및 상기 스토리지 커패시터(Csto)의 일단에 형성된 상기 노드전압(Vnode)은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 턴온 및 턴오프를 제어한다. 일례로, 상기 노드전압(Vnode)에 의해 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)가 턴온되고, 상기 소스전압(VDD)은 상기 제2 스위칭 트랜지스터(T2)의 채널을 통과하여 센싱전압(Vsen)을 형성한다. 이러한 센싱전압(Vsen)은 상기 연상 증폭기(OPamp)의 제1 입력단에 인가된다.

상기 연상 증폭기(OPamp)는 상기 센싱전압(Vsen) 및 상기 기준전압(ref)에 응답하여, 출력단자를 통해 출력전압(Vpos)을 출력한다. 여기서, 도 1, 도 2 및 도 3을 비교하면, 상기 센싱전압(Vsen)은 상기 센싱신호(SEN)에 대응되고, 상기 출력전압(Vpos)은 상기 위치 제어신호(Vpos)와 대응되며, 상기 연상 증폭기(OPamp)는 상기 위치신호 출력부(500)와 대응된다.

한편, 상기 리셋전압(Vrst)에 의해 상기 리셋 트랜지스터(Trst)가 턴온되며, 상기 싱크전압(VSS)은 상기 리셋 트랜지스터(Trst)의 채널을 통해 상기 액정 커패시터(Clc)의 일단 및 상기 스토리지 커패시터(Csto)의 일단으로 인가되어, 상기 노드전압(Vnode)을 리셋시킨다.

도 4는 도 1의 표시패널에서 공통전극 및 상부 터치전극 사이의 위치관계를 나타낸 평면도이이고, 도 5는 도 4와 다른 실시예를 도시한 평면도이다.

도 1, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 표시패널(400)은 어레이 기판(410), 어레이 기판(410)과 대향하는 대향기판(420) 및 상기 어레이 기판(410)과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다.

우선, 상기 어레이 기판은 게이트 배선(미도시), 데이터 배선(미도시), 스토리지 배선(미도시), 화소부(미도시), 하부 터치전극(412), 센서배선(미도시) 및 쇼트 포인트(414)를 포함한다.

상기 게이트 배선은 제1 방향으로 복수개가 형성되고, 상기 데이터 배선은 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 복수개가 형성된다. 이때, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직한 것이 바람직하다.

상기 화소부(미도시)는 단위영상을 표시하기 위해 각 화소 내에 형성된다. 상기 화소부는 화소 트랜지스터 및 화소전극을 포함한다. 상기 화소 트랜지스터는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 화소전극은 상기 화소 트랜지스터와 전기적으로 연결되어, 상기 화소 트랜지스터로부터 화소전압을 인가 받는다. 이때, 상기 화소전극은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 스토리지 배선은 일례로, 상기 게이트 배선과 동일층에 형성되고, 상기 게이트 배선으로부터 이격되어 형성된다. 상기 스토리지 배선은 상기 화소전극 및 상기 하부 터치전극(412)과 중첩되도록 형성되고, 외부로부터 스토리지 전압(Vsto)을 인가 받는다. 이때, 상기 스토리지 배선은 상기 화소전극 및 상기 하부 터치전극(412)과의 사이에서 상기 스토리지 커패시터(Csto)를 형성한다.

상기 하부 터치전극(412)은 상기 화소부의 화소전극과 동일층에 형성되고, 상기 화소전극과 이격되어 형성된다. 상기 하부 터치전극(412)은 상기 화소전극과 동일하게 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 하부 터치전극(412)은 상기 제1 및 제2 방향을 따라 매트릭스 형태로 복수개가 배치된다. 상기 하부 터치전극(412)은 상기 화소부와 일대일로 대응되게 형성될 수도 있지만, 상기 제1 및 제2 방향으로 상기 화소부 N개마다 하나씩 형성될 수 있다(단, N은 1이상의 정수). 일례로, 상기 하부 터치전극(412)은 상기 제1 및 제2 방향으로 상기 화소부 4개마다 하나씩 형성될 수 있다.

상기 하부 터치전극(412)은 상기 제1 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로 길게 연장된 형상을 갖는다. 일례로 도 4에서는, 상기 하부 터치전극(412)이 상기 제2 방향보다 상기 제1 방향으로 긴 형상을 갖고, 바람직하게 직사각형 형상을 갖는다.

상기 센서배선은 상기 하부 터치전극(412) 및 상기 연산 증폭기(OPamp) 사이를 전기적으로 연결하여, 상기 하부 터치전극(412)에 형성되는 상기 센싱전압(Vsen)을 상기 연산 증폭기(OPamp)로 전송한다.

상기 센서배선은 상기 제1 방향으로 형성된 제1 서브 센서배선 및 상기 제2 방향으로 형성된 제2 서브 센서배선을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하부 터치전극도 상기 제1 및 제2 서브 센서배선에 대응하여 제1 서브 터치전극 및 제2 서브 터치전극을 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 제1 서브 센서배선은 상기 제1 서브 터치전극과 전기적으로 연결되어, 상기 제1 방향으로의 위치정보를 전송하고, 상기 제2 서브 터치전극은 상기 제2 서브 터치전극과 전기적으로 연결되어, 상기 제2 방향으로의 위치정보를 전송한다.

상기 쇼트 포인트(414)는 상기 대향기판(420)의 네 모서리와 대응되는 위치에 형성된다. 상기 쇼트 포인트(414)는 상기 어레이 기판(410)과 상기 대향기판(420) 사이를 전기적으로 연결시킨다. 상기 쇼트 포인트에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.

이어서, 상기 대향기판은 일례로, 차광막(미도시), 컬러필터(미도시), 평탄화막(미도시), 상부 터치전극(422) 및 공통전극(424)을 포함한다.

상기 차광막은 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선, 상기 화소 트랜지스터 등과 대응되도록 형성되어, 광을 차단한다. 상기 컬러필터는 상기 화소부와 대응되게 복수개가 형성된다. 상기 평탄화막은 상기 컬러필터를 덮도록 형성되어 표면을 평탄화시킨다.

상기 상부 터치전극(422)은 상기 하부 터치전극(412)을 커버하도록 상기 평탄화막 상에 형성된다. 상기 상부 터치전극(422)은 상기 네 개의 쇼트 포인트(414)들 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결되어, 상기 터치전압(Vtch)을 인가 받는 다.

상기 공통전극(424)은 상기 상부 터치전극(422)과 이격되도록 상기 평탄화막 상에 형성된다. 구체적으로, 상기 공통전극(424)은 상기 평탄화막 중 상기 상부 터치전극(422)이 형성되지 않은 부분 상에 형성되는 것이 바람직하다. 상기 공통전극은 상기 네 개의 쇼트 포인트(414)들 중 상기 상부 터치전극(422)과 전기적으로 연결되지 않은 것과 전기적으로 연결되어, 상기 공통전압을 인가 받는다.

여기서, 상기 공통전극(424)은 상기 공통전압이 상기 상부 터치전극(422)에 인가된 상기 터치전압(Vtch)에 악영향을 주는 것을 억제하기 위해, 상기 상부 터치전극(422)으로부터 최소 4um 이상 이격되는 것이 바람직하다. 일례로, 상기 공통전극(424)은 상기 상부 터치전극(422)으로부터 최소 4um ~ 10um 만큼 이격된다.

한편, 상기 상부 터치전극(422) 및 상기 공통전극(424)은 상기 화소전극과 동일하게 투명한 도전성 물질로 이루어진다.

도 4를 다시 참조하여, 상기 상부 터치전극(422)을 보다 자세하게 설명하겠다.

상기 상부 터치전극(422)은 복수의 서브 전극부(422a)들 및 메인 전극부(422b)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 서브 전극부(422a)들은 상기 제1 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로 연 장되어 상기 하부 터치전극(412)들을 커버한다. 예를 들어, 상기 하부 터치천극(412)들 각각이 상기 제2 방향보다 상기 제1 방향으로 길게 형성된 직사각형 형상을 가질 경우, 상기 서브 전극부(422a)들 각각은 상기 제1 방향으로 따라 배열된 상기 하부 터치전극(412)들을 커버하도록 상기 제1 방향으로 길게 연장된다. 이때, 상기 서브 전극부(422a)들은 상기 하부 터치전극(412)을 완전히 커버하도록 상기 하부 터치전극(412)의 폭보다 큰 폭을 갖는 것이 바람직하다.

상기 메인 전극부(422b)는 상기 제1 및 제2 방향 중 다른 한 방향으로 연장되어, 상기 서브 전극부(422a)들의 일단과 연결된다. 예를 들어, 상기 서브 전극부(422a)들이 상기 제1 방향으로 연장된 형상을 가질 경우, 상기 메인 전극부(422b)는 상기 제2 방향으로 연장된 형상을 갖는다.

상기 메인 전극부(422b)는 상기 네 개의 쇼트 포인트(414)들 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 메인 전극부(422b)의 일단부가 상기 어느 하나의 쇼트 포인트(414)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 다르게, 도 5를 참조하면, 상기 메인 전극부(422b)의 양단부가 상기 네 개의 쇼트 포인트(414)들 중 서로 마주보는 한 쌍과 전기적으로 연결될 수도 있다.

이와 같이, 상기 메인 전극부(422b)는 상기 쇼트 포인트(414)들 중 일부와 전기적으로 연결되어, 상기 쇼트 포인트(414)들 중 일부로부터 상기 터치전압(Vtch)을 인가 받는다. 그 결과, 상기 터치전압(Vtch)은 상기 서브 전극부(422a)들에도 인가된다. 한편, 상기 서브 전극부(422a)들 및 상기 하부 터치전극(412)들은 상기 액정 커패시터(Ccl)를 정의한다.

도 6은 도 4 및 도 5와 다른 실시예를 도시한 평면도이다.

도 1, 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시패널(400)은 어레이 기판(410), 대향기판(420) 및 액정층(미도시)을 포함한다. 여기서, 본 실시예에 의한 표시패널(400)은 대향기판(420)의 상부 터치전극(422)을 제외하면, 도 4 및 도 5에 도시된 표시패널과 동일하므로, 그 이외의 다른 구성요소들에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 상부 터치전극(422)은 상기 하부 터치전극(412)을 커버하도록 상기 평탄화막 상에 형성된다. 상기 상부 터치전극(422)은 상기 네 개의 쇼트 포인트(414)들 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결되어, 상기 터치전압을 인가 받는다. 상기 상부 터치전극(422)은 상기 공통전극(424)으로부터 악영향을 덜 받기 위해 위해, 상기 공통전극(424)으로부터 최소 4um 이상 이격되는 것이 바람직하다. 상기 상부 터치전극(422)은 상기 공통전극(424) 및 상기 화소전극과 동일하게 투명한 도전성 물질로 이루어진다.

구체적으로, 상기 상부 터치전극(422)은 복수의 서브 전극부(422a)들, 메인 전극부(422b) 및 연결 전극부(422c)를 포함한다.

상기 서브 전극부(422a)들은 상기 제1 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로 연장되어 상기 하부 터치전극(412)들을 커버한다. 예를 들어, 상기 하부 터치천극(412)들 각각이 상기 제2 방향보다 상기 제1 방향으로 길게 형성된 직사각형 형상을 가질 경우, 상기 서브 전극부(422a)들 각각은 상기 제1 방향으로 따라 배열된 상기 하부 터치전극(412)들을 커버하도록 상기 제1 방향으로 길게 연장된다. 이때, 상기 서브 전극부(422a)들은 상기 하부 터치전극(412)을 완전히 커버하도록 상기 하부 터치전극(412)의 폭보다 큰 폭을 갖는 것이 바람직하다.

상기 메인 전극부(422b)는 상기 네 개의 쇼트 포인트(414)들 중 하나 또는 둘과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 6에서는, 일례로, 상기 메인 전극부(422b)의 일단부가 상기 네 개의 쇼트 포인트(414)들 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 것을 도시하였다.

상기 연결 전극부(422c)는 상기 서브 전극부(422a)와 평행하게 상기 메인 전극부(422c)의 일단으로부터 연장되어 형성된다. 예를 들어, 상기 연결 전극부(422c)는 상기 메인 전극부의 일단으로부터 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 쇼트 포인트들 중 다른 하나와 전기적으로 연결된다.

한편, 본 실시예에서의 상부 터치전극(422)은 도 4, 도 5 및 도 6에서의 경우를 일례로 설명하였으나, 상기 상부 터치전극(422)이 상기 공통전극과 분리되어 상기 하부 터치전극(412)들을 커버하는 형태라면 그 이외의 다른 어떤 형상이라고 가질 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 상부 터치전극(422)이 상기 공통전극(424)과 분리되어 상기 공통전압과 다른 상기 터치전압(Vtch)을 인가 받음으로 써, 상기 표시패널(400)의 센싱능력을 보다 향상시킬 수 있다. 특별히, 상기 터치전압(Vtch)이 상기 공통전압보다 높은 레벨의 전압을 가질 경우, 상기 표시패널(400)의 센싱능력은 보다 더 향상될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 상부 터치전극이 공통전극과 분리되어 하부 터치전극과의 사이에서 액정 커패시터를 형성하고, 공통전압과 다른 터치전압을 인가 받음으로써, 외부의 압력에 의한 표시장치의 센싱능력을 보다 향상시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

화소를 표시하기 위한 화소부 및 상기 화소부로부터 이격된 하부 터치전극을 갖는 어레이 기판;

공통전압이 인가되는 공통전극 및 상기 공통전극과 이격되어 상기 하부 터치전극과 대응되게 형성되고 터치전압이 인가되는 상부 터치전극을 갖는 대향기판; 및

상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 터치기능이 내장된 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 하부 터치전극은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 매트릭스 형태로 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 표시패널.
제2항에 있어서, 상기 상부 터치전극은

상기 제1 및 제2 방향 중 어느 한 방향으로 연장되어 상기 하부 터치전극들을 커버하는 복수의 서브 전극부들; 및

상기 제1 및 제2 방향 중 다른 한 방향으로 연장되어 상기 서브 전극부들의 일단과 연결된 메인 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제3항에 있어서, 상기 하부 터치전극들은 상기 제1 방향의 길이보다 상기 제2 방향의 길이가 더 긴 형상을 갖고,

상기 서브 전극부들은 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 메인 전극부는 상기 제1 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제4항에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 대향기판의 네 모서리에 대응되게 형성되어 상기 대향기판과 전기적으로 연결되는 쇼트 포인트들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제5항에 있어서, 상기 메인 전극부는 상기 쇼트 포인트들 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제6항에 있어서, 상기 상부 터치전극은 상기 메인 전극부의 일단으로부터 상기 제2 방향으로 연장되어, 상기 쇼트 포인트들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되는 연결 전극부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제6항에 있어서, 상기 공통전극은 상기 쇼트 포인트들 중 상기 상부 터치전극과 전기적으로 연결되지 않은 나머지 쇼트 포인트와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 상부 터치전극은 상기 공통전극으로부터 4um ~ 10um의 범위만큼 이격된 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 터치전압은 상기 공통전압보다 높은 레벨의 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제10항에 있어서, 상기 터치전압은 하이레벨(high level) 및 로우레벨(low level)의 전압을 주기적으로 갖도록 변동되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제11항에 있어서, 상기 하이레벨의 전압은 10V ~ 20V 이고, 상기 로우레벨의 전압은 0V 인 것을 특징으로 하는 표시패널.
외부로부터 인가된 영상 제어신호에 응답하여, 게이트 제어신호 및 데이터 제어신호를 출력하는 타이밍 콘트롤러;

상기 게이트 제어신호에 응답하여, 게이트 신호를 출력하는 게이트 구동부;

상기 데이터 제어신호에 응답하여, 데이터 신호를 출력하는 데이터 구동부;

상기 게이트 신호 및 상기 데이터 신호에 응답하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고,

상기 표시패널은

화소를 표시하기 위한 화소부 및 상기 화소부로부터 이격된 하부 터치전극을 갖는 어레이 기판;

공통전압이 인가되는 공통전극 및 상기 공통전극과 이격되어 상기 하부 터치전극과 대응되게 형성되고 터치전압이 인가되는 상부 터치전극을 갖는 대향기판; 및

상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치기능이 내장된 표시장치.
제13항에 있어서, 상기 게이트 제어신호는 상기 게이트 구동부를 구동하기 위한 게이트 클럭전압을 포함하고,

상기 터치전압은 상기 게이트 클럭전압과 동일한 전압인 것을 특징으로 하는 표시장치.
제13항에 있어서, 상기 터치전압을 발생하여 상기 표시패널로 제공하는 터치전압 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제15항에 있어서, 상기 터치전압은 하이레벨(high level) 및 로우레벨(low level)의 전압을 주기적으로 갖도록 변동되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제13항에 있어서, 상기 어레이 기판은 상기 하부 터치전극과 전기적으로 연결되어 센싱신호를 전송하는 센서배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장 치.
제17항에 있어서, 상기 센서배선으로부터 상기 센싱신호를 인가 받아 외부로 위치 제어신호를 출력하는 위치신호 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제13항에 있어서, 상기 어레이 기판은

제1 방향으로 형성되어 상기 화소부와 전기적으로 연결되고, 상기 게이트 신호를 전송하는 게이트 배선; 및

상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성되어 상기 화소부와 전기적으로 연결되고, 상기 데이터 신호를 전송하는 데이터 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제19항에 있어서, 상기 화소부는

상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 전기적으로 연결된 화소 트랜지스터; 및

상기 화소 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.