KR20170076947A - 터치 일체형 표시패널 및 그를 포함하는 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 일체형 표시패널 등에 관한 것으로서, 터치 일체형 표시패널에서 비표시영역에 있는 LOG 영역의 LOG 라인 상부에 터치 구동 배선(M3 레이어)과 동일한 레이어/재료로 형성되는 차폐 금속층을 배치하고, 그 차폐 금속층에 터치 구동 신호와 동일한 신호를 인가함으로써, 표시영역 가장자리 부분에서의 터치 성능 변화를 최소화하여 표시패널의 균일한 터치 성능 확보가 가능하다.

Description

터치 일체형 표시패널 및 그를 포함하는 표시장치{Touch-Integrated Display Panel and Display Device having the same}

본 발명은 표시장치용 표시패널에 관한 것으로서, 특히 터치 전극이 표시장치의 표시패널 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 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정물질층을 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 표시 영역(active area, AA)과 상기 표시영역(AA)의 주변 영역인 비표시 영역(non-active area, NA)으로 정의되며, 표시 패널은 통상 박막 트랜지스터 등이 형성되어 화소영역이 정의되는 어레이기판인 제1기판과, 블랙매트릭스 및/또는 칼라필터층 등이 형성된 상부 기판으로서의 제2기판이 합착되어 제조된다.

박막 트랜지스터가 형성되는 어레이기판 또는 제1기판은 다시, 제1방향으로 연장되는 다수의 게이트 라인(GL)과, 제1방향과 수직인 제2방향으로 연장되는 다수의 데이터 라인(DL)을 포함하며, 각각의 게이트 라인과 데이터 라인에 의하여 하나의 화소영역(Pixel; P)이 정의된다. 하나의 화소영역(P) 내에는 1 이상의 박막 트랜지스터가 형성되며, 각 박막 트랜지스터의 게이트 또는 소스 전극은 각각 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결될 수 있다.

또한, 각 게이트 라인과 데이터 라인에 각 화소의 구동에 필요한 게이트 신호 및 데이터 신호를 제공하기 위하여 비표시영역 또는 패널 외부에 구비되는 게이트 구동부(구동회로) 또는 데이터 구동회로 등이 포함된다.

특히, 표시패널의 비표시영역에는 전압신호, 클럭신호 등의 제공을 위한 각종 신호라인과, 경우에 따라서는 패널 내부에 포함되는 게이트-인-패널(Gate-In-Panel; 이하 "GIP"라고도 함) 형태의 게이트 구동회로가 형성될 수 있으며, 이와 같이 패널의 기판상에 직접 배선(Line)이 형성된 비표시영역을 LOG(Line-On-Glass) 영역으로 표현할 수 있으며, LOG 영역에 형성된 신호 라인을 LOG 라인으로 표현할 수 있다.

한편, 최근의 표시패널은 스타일러스 펜이나 사용자의 손가락 등의 터치 입력을 감지하는 터치 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 소위 "인셀 터치패널(In-Cell Touch)"로 불리기도 하며, 이러한 터치 일체형 표시패널은 보통 표시패널의 화소에 공통전압을 제공하는 공통전극(Vcom)을 특정한 형태 등으로 가공하여 터치 전극으로서 사용할 수 있다.

이러한 인셀 터치 방식의 터치 일체형 표시패널의 경우, 비표시영역의 LOG 영역에 형성된 신호 라인들과 LOG 영역에 인접한 표시영역 가장자리 부분의 터치 전극 사이의 거리가 짧아서, LOG 라인이 LOG 영역에 인접한 표시영역 가장자리 부분의 터치 신호에 영향을 미칠 수 있다.

이러한 현상에 의하여 LOG 영역에 인접한 표시영역 가장자리의 터치 정밀도가 낮아지는 문제가 발생한다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 터치 성능이 균일한 터치형 표시패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비표시영역의 LOG 영역에 인접한 표시영역 가장자리 부분에서의 터치 성능의 열화를 방지할 수 있는 터치 일체형 표시패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, LOG 영역의 LOG 라인 상부에 차폐 금속층을 배치함으로써, 표시영역 가장자리 부분에서의 터치 성능 변화를 최소화할 수 있는 터치 일체형 표시패널을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 LOG 영역의 LOG 라인 상부에 차폐 금속층을 배치하고 차폐 금속층에 표시영역의 터치전극에 인가되는 무부하 구동(Load Free Driving; 이하 'LDF'라 함) 신호를 인가함으로써, 표시영역 가장자리 부분에서의 터치 성능 열화를 최소화할 수 있는 터치 일체형 표시패널을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 표시영역과 상기 표시영역 외곽의 비표시영역을 구비하는 기판과, 상기 표시영역 내에 구비되는 복수 개의 화소들과, 상기 표시영역 내에 구비되며 디스플레이 모드에서는 상기 복수개의 화소들에 공통전압을 제공하고, 터치 구동 모드에서는 터치 구동신호를 제공하는 터치 전극과; 상기 비표시영역 내에 구비되는 LOG 라인과, 상기 LOG 라인을 커버하는 차폐 금속층을 포함하는 터치 일체형 표시패널을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL) 및 그 교차영역에 배치되는 화소영역과, 디스플레이 모드에서는 상기 화소에 공통전압을 제공하고, 터치 구동 모드에서는 터치 구동신호를 제공하는 터치 전극을 포함하는 표시영역과, 상기 표시영역 외곽의 LOG 영역에서 표시패널의 일방향으로 길게 연장되는 LOG 라인과, 상기 LOG 라인을 커버하는 차폐 금속층을 포함하는 비표시영역을 포함하는 표시패널과, 상기 표시패널에 연결되어 상기 터치 전극에 터치구동 신호를 인가하는 터치 구동 집적회로를 포함하는 터치 일체형 표시장치를 제공한다.

아래 설명하는 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 터치 일체형 표시패널에서 비표시영역에 있는 LOG 영역의 LOG 라인 상부에 차폐 금속층을 배치함으로써, 표시영역 가장자리 부분에서의 터치 성능 변화를 최소화하여 표시패널의 균일한 터치 성능 확보가 가능해진다.

또한, LOG 영역의 LOG 라인 상부에 배치된 차폐 금속층에 표시영역의 터치전극에 인가되는 무부하 구동(Load Free Driving; 이하 'LDF'라 함) 신호를 인가함으로써, 표시영역 가장자리 부분에서의 터치 성능 열화를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일시예가 적용될 수 있는 터치 일체형 표시패널의 평면도이다.
도 2는 일반적인 터치 일체형 표시장치에서 발생하는 캐패시턴스 성분과 터치 구동 방식을 나타낸 도면이다.
도 3은 일반적인 터치 일체형 표시패널의 단면도로서, 표시영역의 터치 전극과 비표시영역의 LOG 라인 사이의 전기적 관계를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 터치 일체형 표시패널의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 터치 일체형 표시패널의 확대 평면도와 단면도로서, 표시영역에 포함된 터치 구동 영역(화소영역)과, 차폐 금속층을 포함하는 LOG 영역을 동시에 도시한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 터치 일체형 표시장치의 전체 구성도로서, 차폐 금속층에 LDF 신호를 출력하는 터치 구동부를 포함하는 구성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 터치 일체형 표시장치에서, 차폐 금속층에 의한 효과를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 일체형 표시장치의 단면도로서, LOG 라인이 소스/드레인 금속층으로 형성되는 경우와, 차폐 금속층이 각각의 LOG 신호라인을 별도로 커버하는 경우를 도시한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 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 본질, 차례, 순서 또는 개수 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 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일시예가 적용될 수 있는 터치 일체형 표시패널의 평면도이다.

본 발명이 적용될 수 있는 표시패널은 터치형 표시패널로서, 더 구체적으로는 터치 전극이 표시패널 내부에 포함되는 터치 일체형(In-Cell) 표시패널이다.

이러한 표시패널은 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역으로 정의되되 1 이상의 박막 트랜지스터를 포함하는 화소영역이 있는 어레이기판으로서의 제1기판과, 블랙매트릭스 및/또는 칼라필터층 등이 형성된 상부 기판으로서의 제2기판이 합착되어 제조된다.

한편, 표시패널은 표시영역내에 다수의 공통전극(Vcom)을 포함하되 이러한 공통전극은 각 화소에 공통전압을 인가하여 화소전극과의 전위차에 의하여 액정재료에 전계를 인가하도록 이용된다.

일반적인 표시패널에서는 이러한 공통전극(Vcom)은 큰 평면상으로 형성될 수 있으나, 터치 일체형 표시패널에서는 이러한 공통전극이 터치 감지를 위한 터치 전극으로도 이용되기 때문에, 터치 위치별로 터치 전극이 분리되어 있어야 하므로 도 1과 같이 공통전극이 표시영역에 다수의 터치 전극으로 분리되어 형성된다.

이 때, 터치 전극이 분리 형성되는 단위를 “터치 단위 센서”로 표현할 수 있으며, 본 명세서에서는 편의상 각각의 터치 단위 센서를 터치 전극으로 표현한다.

도 1과 같이, 터치 일체형 표시패널은 중앙의 표시영역(AA)와 그 외곽의 비표시 영역(NA)으로 구분되어 있으며, 표시영역에는 다수의 터치 전극(110)이 배치되어 있다.

이러한 다수의 터치 전극 각각은 터치 구동배선(112)을 통해서 패널일측(도 1의 하부)에 있는 데이터 집적회로/터치 집적회로(D-IC 또는 T-IC; 120)에 연결되어 있다.

데이터/터치 집적회로(120)는 다수의 터치 전극(110)에 특정한 신호 또는 전압을 인가한 후 터치 조작에 의한 정전용량을 감지함으로써 터치 위치를 감지하는 제어부로서의 기능을 한다.

본 명세서에서는 터치 집적회로가 데이터 집적회로(D-IC)에 통합된 형태로 설명하지만 그에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서 데이터 구동부와 터치 구동부는 별개로 구별될 수 있다.

또한, 이러한 터치 구동부를 이루는 D-IC 또는 T-IC는 FPCB(Flexible PCB) 형태인 COF(Chop-on-Film) 내에 실장되어, 본딩부에 의하여 표시패널에 연결될 수 있다.

한편, 표시패널은 패널 일측(도 1에서는 좌측)의 비표시 영역(NA)에 게이트 구동회로로서 표시패널에 직접 형성되는 GIP 방식의 GIP 구동부를 포함할 수 있으나, 본 발명의 실시예가 그에 한정되는 것은 아니다.

한편, 터치 일체형 표시패널에서의 터치 방식으로는, 터치 전극이 터치 전극(Tx)과 센싱 터치 전극(Rx)로 구분되어 그 사이의 정전용량 차이를 측정하는 상호 정전용량 방식(Mutual Cap.)과, 터치 전극들이 동일 평면상에 송수신 구분없이 격자 형태로 배치되어 자기 정전용량을 측정하는 셀프 정전용량 방식(Self Cap.) 등이 가능하다.

이러한 상호 정전용량 방식 또는 셀프 정전용량 방식 중 특히 셀프 정전용량 방식에서는 전체 터치 전극이 다수의 터치 전극(110)으로 분할 형성된다.

또한, 다수의 터치 전극(110)은 터치 구동 배선(112)에 의하여 데이터/터치 집적회로(120)에 연결되어 있으며, 이러한 터치 구동 배선(112)는 M3층이라 표현되는 금속층으로 형성될 수 있다.

한편, 표시패널의 비표시영역에는 표시패널 또는 게이트 구동회로(미도시)에 구동 전원 전압 신호(VGH, VGL), 시작신호(VST), 저전위 전압 신호(Vcom 또는 GND), 클럭신호 등을 인가하기 위한 신호 라인(150) 들이 표시패널의 일 방향을 따라 길게 연장 형성된다.

이와 같이, 비표시영역에 형성된 신호라인을 LOG(Line-On-Glass)라 표현할 수 있으며, LOG 가 형성된 영역을 LOG 영역으로 표현할 수 있다.

본 명세서에서는 비표시영역에 형성된 신호라인을 LOG 라인(150)으로, 그러한 LOG 라인들이 형성된 영역을 LOG 영역(140)으로 표현한다.

도 1의 확대도에 도시한 바와 같이, LOG 영역에 형성되는 LOG 라인의 예로서, 공통전압(Vcom)을 인가하기 위한 공통전압 라인과, 시작신호(VST)를 인가하기 위한 시작신호 라인, 클럭신호를 인가하기 위한 클럭신호 라인 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 터치 일체형 표시패널의 구동 방식에 대하여 대략적으로 설명하면 다음과 같다.

이러한 패널이 영상을 표시하도록 동작하는 구동모드를 "디스플레이 구동모드"라고 하고, 패널이 터치스크린 패널 역할을 하는 경우를 "터치 구동모드"라고 한다.

이러한, 디스플레이 구동모드와 터치 구동 모드는 시간에 따라 구분될 수 있다.

우선, 데이터/터치 집적회로(120)는 디스플레이 구동모드에서 복수의 데이터라인(DL)으로 디스플레이 용도의 데이터전압(Vdata)을 공급한다.

한편, 게이트 구동부(미도시)는, 패널의 구동모드가 디스플레이 구동모드인 경우, 복수의 게이트라인(GL)으로 디스플레이 용도의 스캔신호(Scan Signal)를 순차적으로 공급하여, 트랜지스터를 스위칭함으로써 영상을 표현한다.

한편, 터치 구동모드인 경우, 데이터/터치 집적회로(120)는 터치 구동 배선(112)을 통해 연결된 복수의 터치 전극(110)의 전체 또는 일부로 터치구동신호(Touch Driving Signal, Vtouch_vcom)를 인가한다.

여기서, 터치구동신호(Vtouch_vcom)는, “터치 센싱 신호” 또는 “터치 센싱 전압” 또는 “터치 구동 전압(Touch Driving Voltage)”이라고 표현될 수도 있으며, 화소의 다른 부분에 부하를 주지 않는다는 의미에서 부무하 구동신호(Load Free Driving Signal; 이하 ‘LDF 신호’라 함)로 표현될 수도 있다.

한편, 데이터/터치 집적회로(120)는 터치전극(110) 각각을 통해서 수신되는 신호를 분석하여, 각 터치 전극에 의하여 측정된 센싱 데이터(예: 캐패시턴스, 캐패시턴스의 변화량, 전압 등)를 감지함으로써, 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출할 수 있다.

이러한 터치신호 수신 및 감지부를 별도의 터치 컨트롤러(미도시)로 표현할 수도 있다.

이와 같이 터치 일체형 표시장치의 패널은 디스플레이 구동모드 및 터치 구동모드를 반복하면서 구동되는데, 이러한 디스플레이 구동모드 및 터치 구동모드의 타이밍은, 타이밍 컨트롤러 또는 터치 컨트롤러 등에서 출력된 제어 신호에 의해 제어될 수 있고, 경우에 따라서는, 타이밍 컨트롤러와 터치 컨트롤러의 연동에 의해 제어될 수 있다.

한편, 일 실시예에 따른 터치스크린 패널 일체형 표시장치(100)는, 터치 감지 방식으로서, 터치스크린 패널에 형성된 다수의 터치전극(예: 가로 방향 전극, 세로 방향 전극)을 통해 캐패시턴스(정전용량)의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 터치 방식을 사용할 수 있다.

이러한 캐패시턴스 터치 방식은, 일 예로, 상호 캐패시턴스(Mutual Capacitance) 터치 방식과 자체 캐패시턴스(Self Capacitance) 터치 방식 등으로 나눌 수 있다.

캐패시턴스 터치 방식의 한 종류인 상호 캐패시턴스 터치 방식은, 가로 방향 전극 및 세로 방향 전극 중 한 방향의 터치 전극이 구동 전압이 인가되는 Tx 전극(구동 전극이라고도 함)이 되고, 다른 한 방향의 전극이 구동 전압을 센싱하고 Tx 전극과 캐패시턴스를 형성하는 Rx 전극(센싱 전극이라고도 함)이 되어, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 Tx 전극과 Rx 전극 간의 캐패시턴스(상호 캐패시턴스)의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 터치 방식이다.

캐패시턴스 터치 방식의 다른 한 종류인 자체 캐패시턴스 터치 방식은, 각 터치전극이 손가락, 펜 등의 포인터와 캐패시턴스(자체 캐패시턴스)를 형성하고, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 각 터치전극과 포인트 간의 캐패시턴스 값을 측정하여 이를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 방식이다. 이러한 자체 캐패시턴스 터치 방식은, 상호 캐패시턴스 터치 방식과는 다르게, 각 터치전극을 통해 구동 전압(터치구동신호(Vtouch_vcom))이 인가되고 동시에 센싱된다. 따라서, 자체 캐패시턴스 터치 방식에서는, Tx 전극과 Rx 전극의 구분이 없다.

본 발명이 적용될 수 있는 실시예에 따른 터치 일체형 표시장치는, 전술한 2가지의 캐패시턴스 터치 방식(상호 캐패시턴스 터치 방식, 자체 캐패시턴스 터치 방식) 중 하나를 채용할 수 있으마, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 자체 캐패시턴스 터치 방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다

한편, 본 명세서에서 언급되는 복수의 터치 전극(110)은, 전술한 바와 같이, 구동모드가 터치 구동모드인 경우, 터치구동신호가 전체 또는 일부에 인가되는 "터치전극" 역할을 하고, 구동모드가 디스플레이 구동모드인 경우, 패널에 형성된 화소 전극(Pixel Electrode)과 액정 캐패시터를 형성하기 위한 공통 전압(Vcom)이 인가되는 "공통전극" 역할을 동시에 수행한다.

도 2는 일반적인 터치 일체형 표시장치에서 발생하는 캐패시턴스 성분과 터치 구동 방식을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 터치 구동모드에서는 터치전극 역할을 하고, 디스플레이 구동모드에서는 화소 전극과 액정 캐패시터를 형성하는 공통전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(110)은, 터치 구동모드에서, 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하기 위해, 손가락 및 펜 등의 포인터와 캐패시턴스(Cself)를 형성하기도 하지만, 디스플레이 용도의 데이터라인(DL) 및 게이트라인(GL)과도 기생 캐패시턴스(Cpara: Parasitic Capacitance, Cpara1, Cpara2)를 불필요하게 형성할 수 있다.

이러한 터치 구동모드 시 발생하는 기생 캐패시턴스(Cpara)는, 터치 구동의 큰 부하(Load)로 작용하며, 터치 센싱 정확도를 떨어뜨리거나 터치 센싱 자체를 불가능하게 하기도 한다. 이러한 기생 캐패시턴스(Cpara)는 표시장치 또는 표시패널의 크기가 커질수록 더욱 커져, 터치 센싱에 더욱 큰 문제를 야기할 수 있다.

또한, 이러한 터치 전극이 표시영역에서 데이터 라인 및 게이트라인 사이에서의 기생 캐패시턴스를 일으키는 것과 별도로, 도 3과 같이 표시영역의 가장자리에 있는 터치전극의 경우 인접한 LOG 영역(140)에 있는 LOG 라인(150)에 의해서도 일부 영향을 받을 수 있다.

도 3은 일반적인 터치 일체형 표시패널의 단면도로서, 표시영역의 터치 전극과 비표시영역의 LOG 라인 사이의 전기적 관계를 도시한다.

도 3와 같이, 표시영역의 가장자리에 있는 터치전극(110)의 경우 인접한 LOG 영역에 있는 LOG 라인(150. 150’) 사이에도 일정한 기생 캐패시턴스를 형성할 수 있다.

즉, 수직방향으로 정렬되어 있지는 않지만, 표시영역의 가장자리에 있는 터치전극(110)과 그에 인접한 LOG 영역의 제1LOG 라인(150) 사이에는 절연층(163)이 배치되고, 따라서 제1 LOG 라인(150)과 터치전극(110) 사이에는 제1기생 캐패시턴스(Cpara)가 형성된다.

또한, 제1 기생 캐패시턴스보다 크지는 않지만, 제2 LOG 라인(150’)과 터치전극(110) 사이에는 제2기생 캐패시턴스(Cpara’)가 형성된다.

특히, LOG 라인(150, 150’)에는 터치 구동 신호(Vtouch_vcom)와는 다른 게이트 구동 전압신호(VGH, VGL)나, 기준전압신호(GND) 등이 인가되는 바, LOG 라인(150, 150’)과 터치 전극(110) 사이의 전위차로 인하여 제1기생 캐패시턴스 및 제2기생 캐패시턴스의 영향이 증대된다.

따라서, 터치 구동 신호에 의하여 터치 전극에서 발생되는 터치 센싱 신호에 왜곡이 발생될 수 있고, 이에 따라 표시영역의 가장자리에서의 터치 정밀도가 감소될 수 있다.

즉, 표시영역 중앙부분에서는 LOG 라인과의 영향이 거의 없으므로 정상적으로 터치 동작이 감지되는 반면, 표시영역 가장자리에서는 전술한 터치 구동 신호 또는 터치 센싱 신호의 왜곡에 의하여 정확한 터치 감지가 이루어지지 않을 수 있다는 것이다.

이에 본 발명의 실시예에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여, 비표시영역에서 표시패널의 일방향을 따라 길게 연장되는 LOG 라인 상부에 터치 구동 배선과 동일한 재료/레이어의 차폐 금속층을 배치하고, 그 차폐 금속층에는 터치 구동신호와 동일한 무부하 구동신호(LDF 신호)를 인가함으로써, 표시영역 가장자리에서의 터치 성능 감소를 보상하는 방안을 제공한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 표시패널의 평면도이다.

도 4와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 표시패널은 크게 어레이 기판과 그에 합착되는 컬러필터 기판 및 양 기판 사이에 제공되는 액정재료층을 포함하여 구성된다.

표시패널은 다시 표시영역(A/A)와 표시영역 외곽의 비표시영역(N/A)을 포함한다.

표시패널의 표시영역은 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL) 및 그 교차영역에 배치되는 다수의 화소영역을 포함하며, 화소영역에는 박막 트랜지스터와 화소전극이 형성된다.

또한, 화소영역의 박막트랜지스터 상부에 배치되어 디스플레이 모드에서는 화소에 공통전압(Vcom)을 제공하고, 터치 구동 모드에서는 터치 구동신호를 제공하는 다수의 터치 전극(410)을 포함한다.

이러한 터치 전극(410)은 공통전압 전극을 일정 크기로 분할하여 형성한 것으로서, 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, 표시영역에는 터치 전극(410)과는 상이한 레이어로 이루어지며 표시패널 내외부에 배치되는 터치 구동 집적회로(T-IC; 미도시)와 터치 전극(410)을 전기적으로 연결하는 터치 구동 배선(412)이 형성되어 있다.

또한, 표시패널의 표시영역(A/A) 외곽에는 영상이 표시되지 않는 비표시영역(N/A)이 배치되며, 그러한 비표시영역에서 표시패널의 일방향으로 길게 연장되는 1 이상의 LOG(Line-On-Glass line; 450) 라인이 형성되며, 비표시 영역 전체 중에서 이러한 LOG 라인들이 형성된 영역을 LOG 영역(440)으로 표시한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 이러한 LOG 영역(440)에는 LOG 라인(450) 전체를 커버하는 차폐 금속층(500)이 추가로 형성된다.

이러한 차폐 금속층(500)은 더 구체적으로는 터치 구동 배선(412)와 동일한 레이어 또는 재료로 형성될 수 있으며, 차폐 금속층(500)과 LOG 라인 사이에는 유기 보호층(PAC)이 형성될 수 있다.

즉, 차폐 금속층(500)은 터치 구동 배선(412)과 동일한 M3 금속층, 더 구체적으로는 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴(AlNd), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi), 크롬(Cr) 중 하나로 선택되는 저저항 금속 또는 합금 금속층으로 형성될 수 있다.

또한, 차폐 금속층(500) 상부에는 무기 보호층(PAS)가 더 형성될 수 있으며, 차폐금속층(500)에는 적어도 터치 구동 모드에서는 터치 전극에 제공되는 터치 구동신호와 동일한 신호, 즉 터치 구동 신호 또는 부무하 구동신호(LDF 신호)가 인가되는 것이 바람직하다.

이러한 차폐 금속층의 세부 구성에 대해서는 도 5를 참고로 아래에서 더 설명한다.

이러한 차폐 금속층(500)은 LOG 라인(450)에 인가되는 LOG 인가 신호를 차폐하여 인접한 표시영역 가장자리에 있는 터치 전극으로 LOG 인가 신호가 전달되는 것을 막는 기능을 한다.

달리 표현하면, 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)을 이용하면, 도 3에서 설명한 바와 같은 터치 전극(110)과 LOG 라인(150) 사이의 기생 캐패시턴스(Cpara)의 형성을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 LOG 인가 신호에 의하여 표시영역 가장자리에서의 터치 구동(센싱) 신호의 왜곡을 억제하여 터치 성을 약화를 방지할 수 있게 된다.

특히, 차폐 금속층(500)에는 터치 구동 모드에서 터치 전극(410)에 인가되는 LDF 신호와 동일한 신호가 인가됨으로써, 전술한 LOG 인가 신호의 차폐성을 더 향상시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 터치 일체형 표시패널의 확대 평면도와 단면도로서, 표시영역에 포함된 터치 구동 영역(화소영역)과, 차폐 금속층을 포함하는 LOG 영역을 동시에 도시한다.

도 5의 (a)는 표시영역과 비표시영역(LOG 영역)의 경계 영역을 확대 도시한 평면도로서, 표시영역 가장자리의 터치 전극(410)과, 비표시영역(NA)에 포함되는 LOG 영역(440)에서 표시패널의 일 방향으로 길게 연장되는 2개의 LOG 라인(450, 450’)이 형성되어 있으며, 2개의 LOG 라인(450, 450’) 상부에는 2개의 LOG 라인(450, 450’) 모두를 커버하는 영역에 형성된 차폐 금속층(500)이 도시되어 있다.

본 명세서에서는 편의상 어레이 기판의 게이트 전극이 형성된 측을 하부로, 공통전극이 형성된 쪽을 상부로 표시한다.

즉, 표시패널의 컬러필터 기판측을 상부, 어레이 기판측을 하부로 정의한다.

본 실시예에서의 LOG 라인(450)은 게이트 구동전압, 즉, 게이트 고전위 구동전압(VGH) 및 게이트 저전위 구동전압(VGL)을 인가하는 게이트 구동전압 라인과, 기준전압(GND) 또는 공통전압(Vcom)을 인가하는 기준전압 라인, 시작신호(Vst)를 인가하는 시작신호 라인, 클럭(CLK)신호를 인가하기 위한 클럭 신호 라인 등을 포함할 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에서의 LOG 라인(450)은 표시패널의 비표시영역, 더 구체적으로는 LOG 영역(440)에서 표시패널의 일방향(예를 들면, 데이터 라인과 평행한 방향)으로 길게 연장되는 모든 형태의 신호라인을 포함하는 개념이다.

통상 LOG 라인(450)은 게이트 전극 및 게이트 라인을 포함하는 게이트 금속패턴을 패터닝하는 과정에서 게이트 금속재료와 동일한 재료로 형성될 수 있으며, 데이터 라인과 평행한 방향으로 패널 상하에 걸쳐 길게 연장될 수 있다.

이러한 LOG 라인(450)은 일반적으로 게이트 라인이나 박막 트랜지스터의 게이트 전극 형성을 위한 게이트 금속층으로 형성된 라인일 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며 데이터 라인 또는 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극 형성을 위한 소스/드레인 금속층을 형성된 라인일 수도 있다.

도 5의 (b)는 화소영역(좌측)과 LOG 영역(우측)을 모두 포함하도록 도시한 단면도이다.

그러나, 본 발명이 적용될 수 있는 터치 일체형 표시 패널이 아래의 예시예 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예가 적용되는 터치 일체형 표시패널 중 터치 전극(440)이 형성되는 화소영역의 구조를 먼저 설명하면 다음과 같다.

우선, 화소영역의 어레이 기판 부분에는 제1 기판 상에 형성되는 게이트 라인 및 게이트 라인으로부터 연장되는 게이트 전극(510)을 포함하며, 게이트 전극 상부의 표시영역 및 비표시 영역을 포함하는 전체 영역에 형성되는 게이트 절연막(512)과, 게이트 전극(510)의 일부와 중첩되도록 게이트 절연막(512) 상에 형성되는 반도체 패턴(513)을 포함할 수 있다.

반도체 패턴(513)은 박막 트랜지스터(TFT)의 활성영역을 구성하며, 반도체 패턴(513)의 재료로서 비정질 실리콘(a-Si)나, 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.

또한, 게이트 절연막(GI; 512)을 사이에 두고 게이트 라인과 교차되는 데이터 라인과, 그 데이터 라인으로부터 연장된 소스 전극(514), 소스 전극(514)과 대향하는 드레인 전극(515)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있고, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 화소영역 전체에 형성되며, 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극과 접속되는 화소전극(516)을 포함한다.

또한, 데이터 라인과 트랜지스터(TFT) 및 화소전극(516)이 형성된 게이트 절연막(GI; 512)의 상부에 층간 절연층이자 보호층으로 기능하는 유기 보호층(PAC; 517)이 형성된다.

유기 보호층(PAC; 517)은 포토-아크릴(Photo-Acryl), 아크릴레이트(Acrylate), 폴리아미드(Pilyamide), 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 재료로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

유기 보호층(PAC; 517) 상에는 데이터 라인과 중첩되되 데이터 금속층과는 상이한 재료 및 레이어로 형성되는 터치 구동배선(412)가 형성된다.

여기서 터치 구동 배선(412)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.

다음으로, 터치 구동 배선(412)이 형성된 상부에 층간 절연층이자 추가 보호층으로 기능하는 무기 보호층(PAS; 518)이 형성된다.

이러한 무기 보호층(PAS; 518)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 절연재료로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

무기 보호층(PAS; 518) 상부에는 본 실시예에 의한 터치 전극(410)이 형성된다. 이러한 터치 전극(410)은 공통 전압(Vcom)을 인가하는 전극으로의 기능도 가지므로, 공통전극으로 부를 수도 있을 것이다.

한편, 터치 전극(공통전극; 410)은 무기 보호층(PAS; 518)을 관통하는 컨택홀을 통해 터치 구동 배선(412)와 전기적으로 연결될 수 있다.

이 때, 게이트 라인 또는 게이트 전극의 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, 본 실시예에서 터치 전극(410) 또는 공통전극은 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, 게이트 절연막(GI; 512), 무기 보호층(PAS; 518)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.

한편, 위와 같은 화소영역 구조와 관련하여, 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)을 포함하는 LOG 영역의 구조에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 게이트 라인 또는 게이트 전극(510)을 형성하는 패터닝 공정에서 비표시영역 중 LOG 영역에는 데이터 라인과 평행하게 1 이상의 LOG 라인(450, 450’)이 동시에 형성된다.

다음으로, 화소영역의 게이트 절연막(GI; 512)과 유기 보호층(PAC; 517) 형성 공정에서 LOG 라인(450, 450’) 상부에도 게이트 절연막(GI; 512) 및 유기 보호층(PAC; 517)이 순차적으로 형성된다.

물론, LOG 영역에는 화소영역의 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체 패턴(513), 소스/드레인 전극(514, 515)과 화소전극(516)에 대응되는 레이어는 형성되지 않는다.

다음으로, 화소영역의 터치구동 배선(412)가 패터닝되는 공정에서, LOG 영역 중 LOG 라인(450, 450’) 상부에는 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)이 패터닝된다.

즉, 차폐 금속층(500)은 터치 구동 배선(412)과 동일하게 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴(AlNd), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi), 크롬(Cr) 등의 저저항 금속 또는 합금으로 형성되며, LOG 라인(450, 450’)을 모두 커버하는 크기로 형성된다.

물론, 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)은 2 이상의 LOG 라인(450, 450’) 중 표시영역에 가장 인접한 LOG 라인 1개 만을 커버하도록 형성될 수도 있으며, 2 이상의 LOG 라인(450, 450’) 각각을 별도로 커버하도록 형성될 수도 있을 것이다.

다음으로, 차폐 금속층(500) 상부에는 무기 보호층(PAS; 518)이 형성될 수 있다.

차폐 금속층(500) 상부에 무기 보호층(PAS; 518)을 더 형성함으로써, LOG 영역에서 금속재료인 차폐 금속층(500)이 외부로 노출되어 부식에 취약하게 되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에서 LOG 라인을 차폐하는 차폐 금속층을 터치 구동 배선(M3 금속층)과 동일한 레이어/재료로 형성하면, 차폐 금속층 형성을 위한 추가 공정이나 추가 마스크 등이 필요없게 되고, 따라서 공정상 유리하다는 효과가 있다.

이상에서는 설명의 편의상 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치형 표시장치가 액정표시장치인 것으로 일례를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전계 방출 표시장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 전계발광 표시장치, 유기발광 표시장치, 전기영동 표시장치 등 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.

또한, 도 5 등에서는 편의상 공통 전극 및 터치 전극의 기능을 수행하는 전극이 화소 전극과 함께 패널의 하부 기판 상에 형성된 것으로 IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평 전계 구동 방식을 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같이 터치 전극이 상부 기판에 형성되는 다양한 구조에도 적용할 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 터치 일체형 표시장치의 전체 구성도로서, 차폐 금속층에 LDF 신호를 출력하는 터치 구동부를 포함하는 구성을 도시한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 의한 터치 일체형 표시장치는 도 4에 도시한 바와 같이 LOG 영역에 차폐 금속층(500)이 형성된 표시패널(400)과, 표시패널의 터치 전극(410)에 터치 구동 신호를 인가하고 터치 센싱 신호를 수신한 후 터치 여부 또는 터치 위치를 측정하는 터치 구동부로서의 터치 구동 집적회로(420)를 포함한다.

물론, 터치 구동 집적회로(T-IC; 420)은 디스플레이 모드에서는 데이터 라인에 데이터 신호 또는 영상 신호를 인가하는 데이터 구동부로 동작할 수도 있으므로, 데이트 구동 집적회로(D-IC)로도 표현될 수 있다.

또한, 표시패널(400)의 일측에는 게이트 라인에 게이트 구동 신호 등을 인가하기 위한 게이트 구동부(430)가 더 배치되며, 이러한 게이트 구동부(430)는 패널 내부에 직접 형성되는 GIP 형태일 수도 있고, 별도의 집적회로로 구현되어 표시패널에 본딩될 수도 있다.

또한, 터치 구동 집적회로(420)에는 별도의 소스 PCB(460) 또는 시스템 보드가 더 연결될 수 있으며, 이러한 소스 PCB(460)에는 게이트 구동부(430)와 터치 구동 집적회로(데이터 구동 집적회로; 420)의 구동 타이밍을 제어하는 타이밍 컨트롤러(462)와, 각종 전원 공급을 제어하는 전원 컨트롤러(Power Management IC; PMIC; 464) 등이 포함될 수 있다.

터치 구동 집적회로(420)는 칩온필름(Chip-On-Film; COF) 타입의 FPCB(Flexible PCB) 내에 실장되고, 그러한 FPCB 또는 COF가 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: Chip On Glass) 방식으로 표시패널(400)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결될 수 있다.

한편, 본 실시예에 의한 터치 구동 집적회로(420)는 차폐 금속층(500)과 전기적으로 연결되어 있으며, 터치 구동 모드에서 터치 전극(410)으로 인가되는 터치 구동 신호와 동일한 무부하 구동(LDF) 신호를 생성하여 차폐 금속층(500)으로 제공한다.

이를 위하여, 차폐 금속층(500)과 터치 구동 집적회로(420) 사이를 연결하는 차폐 금속층 연결 배선(510)을 더 포함할 수 있으며, 이러한 차폐 금속층 연결 배선(510)은 차폐 금속층(500)과 동일한 레이어로 형성될 수도 있고, 다른 금속층(S/D 레이어 등)으로 형성된 후 컨택홀을 통해 차폐 금속층(500)에 연결될 수도 있을 것이다.

이와 같이, 터치 구동 모드에서 터치 전극(410)에 인가되는 LDF 신호와 동일한 신호를 차폐 금속층(500)으로 인가하면, 터치 구동 모드에서 표시영역 가장자리에 있는 터치 전극과 차폐 금속층(500) 사이가 동일 전위를 형성함으로써, LOG 라인에 인가되는 LOG 인가 신호의 차폐를 더 확실하게 할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 터치 일체형 표시장치에서, 차폐 금속층에 의한 효과를 도시하는 도면이다.

도 7의 (a)에서는 편의상 표시영역의 박막 트랜지스터 및 화소전극 등을 제외하고 터치전극(410)만을 도시한다.

도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, LOG 영역의 LOG 라인(45) 상부에 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)을 배치하면, 표시영역의 터치 전극(410)과 비표시영역의 LOG 라인(450) 사이에 차폐 금속층(500)이 배치된다.

따라서, LOG 라인(450)에 게이트 구동 전압신호(VGH, VGL)나, 기준전압신호(GND) 등의 LOG 인가 신호가 제공되더라도, 그 LOG 인가 신호 또는 그에 의한 전기적 영향이 금속재질의 차폐 금속층(500)에 의하여 차단되어 터치 전극(410)으로 전달되지 않는다.

즉, 차폐 금속층(500)이 하부에 놓인 LOG 라인(450)을 전기적으로 차폐하는 기능을 가진다.

따라서, 도 3에서 설명한 바와 같은, LOG 인가 신호에 의하여 표시패널 가장자리에 있는 터치 전극이 받는 영향을 최소화할 수 있고, 그에 따라 표시영역 가장자리에서의 터치 성능의 약화를 방지할 수 있게 되는 것이다.

특히, 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)은 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴(AlNd), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi), 크롬(Cr) 중 하나로 선택되는 저저항 금속 또는 합금재료로 구성함으로써, LOG 라인(450)에 대한 차폐 성능이 더 향상될 수 있다.

특히, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 터치 구동 모드에서는 터치 전극에 인가되는 터치 구동 신호 또는 무부하 구동신호(LDF 신호)와 동일한 LDF 신호를 차폐 금속층(500)에 인가한다.

따라서, LOG 라인에 인가되는 LOG 인가 신호와 무관하게 터치 전극(410)과 차폐 금속층(500)은 동일한 전위를 형성하게 되며, 그에 따라 LOG 라인에 인가되는 LOG 인가 신호의 차폐를 더 확실하게 할 수 있다.

즉, 도 7의 (a)에서와 같이, 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)과 터치 전극(410) 사이에는 무기 보호층(PAS)을 사이에 두고 기생 캐패시턴스가 형성될 수 있으나, 터치 전극(410)과 차폐 금속층(500)은 동일한 전위를 형성하게 되면 차폐 금속층(500)과 터치 전극(410) 사이에 형성될 수 있는 기생 캐패시턴스의 영향을 거의 제거할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 실시예에 의하면, LOG라인(450)과 차폐 금속층(500) 사이에는 게이트 절연막(GI) 및 유기보호층(PAC)이 배치되는 바, 이로 인하여 LOG라인(450)과 차폐 금속층(500) 사이에 발생될 수 있는 기생 캐패시턴스를 감소시키고 공정상의 이점을 가질 수 있다.

다시 설명하면, 통상적으로 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 보호층(PAS) 보다 포토아크릴(Photo-Acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 유기 절연물질로 이루어지는 유기 보호층(PAC)의 두께가 더 두꺼우며, 무기 보호층 재료의 경우 전기 저항이 크고 따라서 상하부 금속패턴에 의하여 형성되는 기생 커패시턴스 등과 같은 용량성분이 큰 반면, 유기 보호층 재료인 포토 아크릴 등은 기생 캐패시턴스의 발생이 적다는 특징이 있다.

즉, 유기 보호층(PAC)을 사용하는 이유로는, 포토 아크릴과 같은 유기 절연재료의 경우 무기 보호층 또는 무기 절연막(PAS)에 비해서 두껍께 하더라도 전기적 저항이 크지 않고, 유전율이 커서 기생 캐패시턴스 발생이 최소화되고, 공정상 유리한 점이 있다는 것이다.

공정상의 장점은, 무기 보호층(PAS)은 패터닝하기 위하여 그 위에 포토 레지스터 증착, 노광, 현상, (식각), 잔여 포토레지스터 제거 등을 통해서 포토 레지스터를 모두 제거해야 다음 공정으로 넘어갈 수 있지만, 유기 절연재료는 감광 및 경화 특성을 가지므로 별도의 포토 레지스트의 증착이 필요없이 바로 노광, 현상 또는 식각 후 잔존하는 유기 절연막을 바로 유기 보호막으로 사용할 수 있으므로 공정상 유리하다는 것이다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, LOG라인(450)과 차폐 금속층(500) 사이에는 유기보호층(PAC)이 배치되도록 함으로써, 공정상의 이익을 가질 수 있을 뿐 아니라, LOG라인(450)과 차폐 금속층(500) 사이에 발생될 수 있는 기생 캐패시턴스의 크기를 감소시켜 차폐 금속층(500)에 의한 차폐 효과를 더 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

즉, LOG라인(450)과 차폐 금속층(500) 사이에는 각각 다른 신호가 인가되어 다른 전위를 가질 수 있고, 따라서 LOG라인(450)과 차폐 금속층(500) 사이에 형성될 수 있는 기생 캐패시턴스의 영향을 일부 받을 가능성이 있지만, 본 실시예에서는 LOG라인(450)과 차폐 금속층(500) 사이에 유기 보호층(PAC)을 배치함으로써 그러한 기생 캐패시턴스에 의하여 영향을 최소화할 수 있는 것이다.

또한, 도 5 및 도 7에 도시한 바와 같이, LOG 영역에 다수의 LOG 라인이 배치되더라도 그를 동시에 커버하는 단일의 금속층으로 차폐 금속층을 형성하면 되기 때문에, 공정상 유리할 뿐 아니라, 다수의 LOG 라인을 동시에 차폐할 수 있어서 차폐 성능이 향상되는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 터치 일체형 표시장치의 단면도로서, LOG 라인이 소스/드레인 금속층으로 형성되는 경우와, 차폐 금속층이 각각의 LOG 신호라인을 별도로 커버하는 경우를 도시한다.

도 5 내지 도 7의 실시예에서는 LOG 라인(450)이 게이트 금속층으로 형성되는 경우를 도시하였으나, 본 발명은 그에 한정되는 것은 아니다.

즉, 도 8의 (a)와 같이, LOG 영역에 형성되는 LOG 라인(450”)이 소스/드레인 금속층으로 형성되는 경우에도, 그 LOG 라인(450”) 상부에 유기 보호층(PAC; 517)을 형성한 후, 그 상부에 차폐 금속층(500’)을 형성한다.

물론, 차폐 금속층(500’) 상부에는 무기 보호층(PAS; 518)을 더 형성하며, 차폐 금속층(500’)에는 터치 전극(410)에 인가되는 터치 구동 신호 또는 LDF 신호와 동일한 신호가 인가된다.

도 8의 (a)와 같은 구성을 가지더라도, LOG 라인(450”)에 인가되는 LOG 인가 신호가 차폐 금속층(500’)에 의하여 차폐되어, 표시영역 가장자리에서의 터치 성능의 약화가 감소될 수 있다.

도 8의 (b)는 본 실시예에 의한 차폐 금속층(500)이 2 이상의 LOG 라인(450, 450’) 중 표시영역에 가장 인접한 LOG 라인(450) 1개 만을 커버하도록 형성한 예를 도시한다.

전술한 바와 같이, 표시영역에 인접한 LOG 라인일수록 터치 전극에 미치는 영향이 커질 것이므로, 도 8의 (b)와 같이 다수의 LOG 라인 중 표시영역에 가장 인접한 1개 이상의 LOG 라인만 커버하도록 구성할 수도 있다.

또한, 도시하지는 않았으나, 차폐 금속층(500)이 다수의 LOG 라인을 한꺼번에 커버하는 일명 단일의 금속층으로 형성되지 않고, LOG 라인 각각의 상부를 별도로 커버하는 다수의 선형 차폐 금속층으로 형성될 수도 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명의 실시예를 이용하면, 터치 일체형 표시패널에서 비표시영역에 있는 LOG 영역의 LOG 신호 라인 상부에 터치 구동 배선(M3 레이어)과 동일한 레이어/재료로 형성되는 차폐 금속층을 배치함으로써, 표시영역 가장자리 부분에서의 터치 성능 변화를 최소화하여 표시패널의 균일한 터치 성능 확보가 가능해진다.

특히, LOG 영역의 신호 라인 상부에 배치된 차폐 금속층에 표시영역의 터치전극에 인가되는 터치 구동 신호 또는 무부하 구동(LDF) 신호와 동일한 신호를 인가함으로써, 터치 전극과 차폐 금속층이 동일한 전위를 형성하게 하여 차폐 금속층과 터치 전극 사이에 형성될 수 있는 기생 캐패시턴스의 영향을 최소화할 수 있는 효과도 있다.

또한, LOG라인과 차폐 금속층 사이에 유기보호층(PAC)을 배치함으로써, LOG라인과 차폐 금속층 사이에 발생될 수 있는 기생 캐패시턴스를 감소시키고 공정상의 이점을 도모할 수 있는 효과도 가진다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 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.

410 : 터치 전극(공통전극) 412 : 터치 구동 배선
440 : LOG(Line-On-Glass) 영역 450, 450' : LOG 라인
500, 500' : 차폐 금속층 420 : 터치 구동 집적회로

Claims (10)

1. 표시영역과 상기 표시영역 외곽의 비표시영역을 구비하는 기판;
   상기 표시영역 내에 구비되는 복수 개의 화소들;
   상기 표시영역 내에 구비되며 디스플레이 모드에서는 상기 복수개의 화소들에 공통전압을 제공하고, 터치 구동 모드에서는 터치 구동신호를 제공하는 터치 전극;
   상기 비표시영역 내에 구비되는 LOG 라인; 및,
   상기 LOG 라인을 커버하는 차폐 금속층;
   을 포함하는 터치 일체형 표시패널.
2. 제1항에 있어서,
   상기 터치 전극과는 상이한 레이어로 이루어지며 터치 구동부와 상기 터치 전극을 전기적으로 연결하는 터치 구동 배선을 더 포함하며,
   상기 차폐 금속층은 상기 터치 구동 배선과 동일한 레이어 및 재료로 구성되는 터치 일체형 표시패널.
3. 제2항에 있어서,
   상기 차폐 금속층은 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴(AlNd), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi), 크롬(Cr) 중 하나로 선택되는 저저항 금속 또는 합금으로 구성되는 터치 일체형 표시패널.
4. 제3항에 있어서,
   상기 차폐 금속층에는 상기 터치 전극에 제공되는 터치 구동신호와 동일한 신호가 인가되는 터치 일체형 표시패널.
5. 제4항에 있어서,
   상기 LOG 라인과 상기 차폐 금속층 사이에는 유기 보호층(PAC)이 배치되며, 상기 차폐 금속층 상부에는 무기 보호층(PAS)이 배치되는 터치 일체형 표시패널.
6. 제5항에 있어서,
   상기 LOG 라인은 2 이상의 LOG 라인을 포함하며, 상기 차폐 금속층은 2 이상의 LOG 라인을 모두 커버하도록 제공되는 터치 일체형 표시패널.
7. 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL) 및 그 교차영역에 배치되는 화소영역과, 디스플레이 모드에서는 상기 화소에 공통전압을 제공하고, 터치 구동 모드에서는 터치 구동신호를 제공하는 터치 전극을 포함하는 표시영역과, 상기 표시영역 외곽의 LOG 영역에서 표시패널의 일방향으로 길게 연장되는 LOG 라인과, 상기 LOG 라인을 커버하는 차폐 금속층을 포함하는 비표시영역을 포함하는 표시패널;
   상기 표시패널에 연결되어 상기 터치 전극에 터치구동 신호를 인가하는 터치 구동 집적회로;
   를 포함하는 터치 일체형 표시장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 터치 전극과는 상이한 레이어로 이루어지며 상기 터치 구동부와 상기 터치 전극을 전기적으로 연결하는 터치 구동 배선을 더 포함하며,
   상기 차폐 금속층은 상기 터치 구동 배선과 동일한 레이어 및 재료로 구성되는 터치 일체형 표시장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 LOG 라인과 상기 차폐 금속층 사이에는 유기 보호층(PAC)이 배치되며, 상기 차폐 금속층 상부에는 무기 보호층(PAS)이 배치되는 터치 일체형 표시장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 구동 집적회로는 상기 터치 구동 모드에서 상기 터치 전극에 제공되는 터치 구동신호와 동일한 신호를 상기 차폐 금속층에 인가하는 터치 일체형 표시장치.

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