KR102081318B1 - 터치센서 내장형 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시장치의 액정패널에 형성된 LOG (line on glass) 배선과 터치 배선의 간섭을 줄여 터치성능을 개선할 수 있는 터치센서 내장형 액정 표시장치에 관한 것으로, 상기 액티브 영역에 배치되고, 공통전극의 기능을 겸하며, 서로 교차하는 제 1 및 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 1 터치전극들; 상기 액티브 영역에 배치되고, 공통전극의 기능을 겸하며, 상기 제 1 방향을 따라 상기 제 1 터치전극들과 번갈아 배치되는 복수의 제 2 터치전극들; 상기 베젤 영역에 형성되고, 상기 액티브 영역의 경계선과 상기 데이터 드라이버 IC 사이에 형성되며, 상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 방향으로 나란하게 배열되는 복수의 그룹화 배선들; 및 상기 복수의 제 1 터치전극들 중 상기 제 1 방향으로 배열된 제 1 터치전극들을 상기 복수의 그룹화 배선들에 각각 연결하는 복수의 제 1 서브 라우팅 배선들을 포함하며, 상기 복수의 그룹화 배선들은 상기 게이트 LOG 배선과 중첩되지 않도록 상측에서 하측으로 갈수록 길이가 짧아지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

터치센서 내장형 액정 표시장치{TOUCH SENSOR INTEGRATED TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치센서 내장형 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 터치성능을 개선할 수 있는 터치센서 내장형 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하여 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 가전기기 또는 각종 정보통신기기의 표시장치를 보면서 손이나 펜 등으로 화면을 직접 터치하거나 근접시켜 정보를 입력하는 터치센서(touch sensor)가 제안되었다.
터치센서는 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.
터치센서는 구조에 따라서, 상판 부착형(add-on type), 상판 일체형(on-cell type), 및 내장형(integrated type 또는 in-cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형은 표시장치와 터치센서가 형성된 터치 패널을 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치 패널을 부착하는 방식이다. 상판 일체형은 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치센서를 직접 형성하는 방식이다. 내장형은 표시장치의 내부에 터치센서를 내장하여 표시장치의 박형화를 달성하고 내구성을 높일 수 있는 방식이다.
상판 부착형은 표시장치 위에 완성된 터치 패널이 올라가 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다.
상판 일체형은 표시장치의 상면에 별도의 터치센서가 형성된 구조로 상판 부착형 보다 두께를 줄일 수 있지만, 여전히 터치센서를 구성하는 구동전극층과 센싱전극층 및 이들을 절연시키기 위한 절연층 때문에 전체 두께가 증가하는 문제점이 있었다.
내장형은 내구성과 박형화가 가능하다는 점에서 상판 부착형과 상판 일체형의 터치센서의 단점을 해결할 수 있다는 점에서 관심이 집중되고 있다.
내장형 터치센서가 적용되는 액정 표시장치는 일반적으로 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조정함으로써 화상을 표시한다. 이를 위해 액정 표시장치는 액정 셀들이 매트릭스 형태로 배열된 액정 패널과 이 액정 패널을 구동하기 위한 구동회로를 구비한다.
액정패널은 액정층(도시생략)을 사이에 두고 형성되는 박막 트랜지스터 어레이와 컬러필터 어레이를 포함한다. 박막 트랜지스터 어레이는 게이트 라인들과 데이터 라인들이 교차하도록 배열되고, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역에 위치되는 액정 셀들을 포함한다. 또한, 박막 트랜지스터 어레이는 액정 셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극을 포함한다. 화소전극들의 각각은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transisor, TFT)의 소스 및 드레인 전극을 경유하여 데이터 라인들 중 어느 하나에 접속된다. 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 화소전압 신호가 1라인분씩 화소전극들에 인가되게 하는 게이트 라인들 어느 하나에 접속된다. 컬러필터 어레이는 컬러필터들과 블랙 매트릭스를 포함한다.
구동회로는 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버와, 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버와, 게이트 드라이버와 데이터 드라이버를 제어하기 위한 타이밍 제어부와, 액정 표시장치의 구동전압들을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
구동회로 중 게이트 드라이버와 데이터 드라이버는 다수의 IC(Integrated Circuit)들로 집적화된다. 집적화된 데이터 드라이버 IC와 게이트 드라이버 IC 각각은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 방식으로 액정 패널의 박막 트랜지스터 어레이에 접속되거나 COG(Chip On Glass)방식으로 액정패널의 박막 트랜지스터 어레이 상에 실장된다.
이들 중 COG방식으로 액정 패널에 실장되는 드라이버 IC들은 신호라인들이 액정패널, 즉, 액정패널의 하부 글래스 상에 실장되는 라인 온 글래스(Line On Glass, LOG) 방식으로 상호 접속됨과 아울러, 액정 패널 외부의 타이밍 제어부 및 전원 공급부로부터의 제어신호들 및 구동전압들을 연성 인쇄회로(Flexible Printed Circuit, FPC)를 통해 공급받는다.
이하, 도 1을 참조하여 COG 방식의 액정 표시장치에 적용되는 종래의 터치센서 내장형 액정 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 터치센서 내장형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 터치센서 내장형 액정 표시장치는 데이터가 표시되는 액티브 영역(AA), 액티브 영역(TA) 외측에 배치되며 각종 배선들 및 액정 표시장치를 구동하기 위한 구동회로들이 형성되는 베젤영역(BA)을 포함한다.
액티브 영역(AA)에는 앞서 설명한 복수의 데이터 라인들 및 복수의 게이트 라인들과, 복수의 액정 셀들과, 복수의 화소전극들 및 공통전극들과, 복수의 박막 트랜지스터들이 형성된다. 여기에서 복수의 공통전극들은 터치센서의 터치 구동전극과 터치 센싱전극의 기능을 겸한다.
액티브 영역(AA)에 포함되는 터치센서는 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과, 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과, 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들 사이에 배치되어 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 2 터치 전극들(Rx1~Rx3)을 포함한다.
복수의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)은 그들 각각에 접속된 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과 베젤영역(BA)에 형성되는 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)에 의해 서로 연결되어 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1 터치 전극열들(Tx1~Tx4)을 형성한다.
구체적으로, 제 1 방향(x축 방향)으로 배열된 첫 번째 행의 제 1-1 터치 전극들(Tx11~Tx14)은 그들 각각에 접속된 제 1-1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14)과, 제 1-1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14)을 연결하는 제 1 그룹화 배선(G1)에 의해 서로 연결되어 첫 번째 행의 제 1-1 터치 전극열(Tx1)을 구성한다.
또한, 제 1 방향(x축 방향)으로 배열된 두 번째 행의 제 1-2 터치 전극들(Tx21~Tx24)은 그들 각각에 접속된 제 1-2 서브 라우팅 배선들(TW21~TW24)과, 제 1-2 서브 라우팅 배선들(TW21~TW24)을 연결하는 제 2 그룹화 배선(TW2c)에 의해 서로 연결되어 두 번째 행의 제 1-2 터치 전극열(Tx2)을 구성한다.
또한, 제 1 방향(x축 방향)으로 배열된 세 번째 행의 제 1-3 터치 전극들(Tx31~Tx34)은 그들 각각에 접속된 제 1-3 서브 라우팅 배선들(TW31~TW34)과, 제 1-3 서브 라우팅 배선들(TW31~TW34)을 연결하는 제 1-3 연결배선(TW3c)과, 제 3 그룹화 배선(G3)에 의해 서로 연결되어 세 번째 행의 제 1-3 터치 전극열(Tx3)을 구성한다.
또한, 제 1 방향(x축 방향)으로 배열된 네 번째 행의 제 1-4 터치 전극들(Tx41~Tx44)은 그들 각각에 접속된 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW41~TW44)과, 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW41~TW44)을 연결하는 제 4 그룹화 배선(G4)에 의해 서로 연결되어 네 번째 행의 제 1-4 터치 전극열(Tx4)을 구성한다.
복수의 제 2 터치전극들(Rx1~Rx3) 중 제 2-1 터치전극(Rx1)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1 터치 전극들(Tx11과 Tx12; Tx21과 Tx22; Tx31과 Tx32; Tx41과Tx42) 사이에 배치되어 첫 번째 열의 제 2-1 터치 전극열(Rx1)을 구성한다.
또한, 제 2-2 터치전극(Rx2)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1 터치 전극들(Tx12과 Tx13; Tx22과 Tx23; Tx32과 Tx33; Tx42과Tx43) 사이에 배치되어 두 번째 열의 제 2-2 터치 전극열(Rx2)을 구성한다.
또한, 제 2-3 터치전극(Rx3)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1 터치 전극들(Tx13과 Tx14; Tx23과 Tx24; Tx33과 Tx34; Tx43과Tx44) 사이에 배치되어 세 번째 열의 제 2-3 터치 전극열(Rx3)을 구성한다.
액티브 영역(AA) 내의 제 1 및 제 2 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Rx1~Rx3)은 표시장치의 공통전극을 분할하여 형성된 것으로, 데이터를 표시하는 디스플레이 모드의 구동시에는 공통전극으로서 동작하고, 터치 위치를 인식하는 터치 구동시에는 터치 전극으로서 동작한다.
베젤영역(BA)은 액티브 영역(AA)의 외측에 배치된다. 베젤영역(BA)에는 데이터 드라이버 IC들(D-IC) 및 게이트 드라이버 IC들(G-IC)과, 베젤영역(BA)의 단부에 부착되어 외부로부터의 각종 제어신호와 구동전압들을 공급하는 연성 인쇄회로들(FPC), 액티브 영역(AA)의 데이터 라인들을 데이터 드라이버 IC들(D-IC)에 연결하는 데이터 링크들(DL), 액티브 영역(AA)의 게이트 라인들을 게이트 드라이버 IC들(D-IC)에 연결하는 게이트 링크들(GL), 액티브 영역(AA)의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)에 각각 접속되어 연장되는 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44), 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)을 그룹화하는 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4), 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)을 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 연결하는 제 1-1 내지 제 1-4 메인 라우팅 배선(TW1~TW4), 액티브 영역(AA)의 제 2-1 내지 제 2-3 터치전극(RW1~RW3)을 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 연결하는 제 2-1 내지 제 2-3 라우팅 배선들(RW1~RW3), 연성 인쇄회로기판(FPCB)를 데이터 드라이버 IC들(D-IC)에 연결하는 데이터 LOG 배선(D_LOG) 및 연성 인쇄회로기판(FPCB)를 게이트 구동 IC들(G-IC)에 연결하는 게이트 LOG 배선(G_LOG)이 형성된다.
그러나, 상술한 종래의 터치센서 내장형 표시장치에 의하면, 액티브 영역(AA) 외측의 베젤영역(BA) 우하단에 형성된 터치센서의 그룹화 배선(GR1~GR4)과, 연성 인쇄회로기판(FPCB)로부터 게이트 드라이버 IC(G-IC) 사이에 형성되어 게이트 드라이버 IC(G-IC)에 게이트 구동신호를 전달해 주는 게이트 LOG 배선(G_LOG)이 중첩되는 영역이 발생한다. 이는 게이트 제어신호를 게이트 드라이버 IC들(G-IC)로 공급하기 위해 형성되는 게이트 LOG 배선들(G_LOG)이 도 1에 도시된 바와 같이 베젤 영역 우하단에 배치되는 연성 인쇄회로기판(FPCB)와 액티브 영역(AA)의 일측에 배치된 게이트 드라이버 IC(G-IC) 사이의 좁은 영역에 집중되어 형성되기 때문이다. 도면에서 게이트 LOG 배선들(G_LOG)은 편의상 게이트 LOG 배선들이 형성되는 영역을 나타내는 것으로 표시하였다(이하, 동일).
한편, 터치센서의 그룹화 배선(GR1~GR4)은 액정 표시패널의 박막 트랜지스터의 소스/드레인 전극과 동시에 형성되고, 게이트 LOG 배선(G_LOG)은 박막 트랜지스터의 게이트 전극 또는 소스/드레인 전극을 형성할 때 형성되거나, 게이트 전극과 소스/드레인 전극을 형성할 때 동시에 형성되어 게이트 금속층과 소스/드레인 전극층의 2중층으로 형성된다.
따라서, 터치센서의 그룹화 배선(GR1~GR4)과 게이트 LOG 배선(G_LOG)이 중첩되는 것을 피하기 위해 터치센서의 그룹화 배선을 줄이거나 게이트 LOG 배선(G_LOG) 영역을 줄일 수 밖에 없다.
그러나, 이를 회피하기 위해 터치센서의 그룹화 배선(GR1~GR4)를 줄이면 일부 채널에 대한 연결이 불가능하므로 터치성능의 저하가 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 게이트 LOG 배선 영역을 줄이게 되면 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 단면적이 줄어 들거나, 이중층으로 형성할 수 없게 된다.
따라서, 게이트 구동 신호를 공급하는 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 저항이 크게 증가되어 디스플레이 성능뿐 아니라 노이즈 증가에 따르는 터치 성능의 저하를 야기시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 베젤 영역에 형성되는 터치센서를 위한 배선수를 줄이거나 게이트 LOG 배선 영역을 줄이지 않더라도 디스플레이 성능 및 터치 성능의 저하를 가져오지 않는 터치센서 내장형 액정 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적달성을 위한 터치센서 내장형 표시장치는, 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되며, 데이터 드라이버 IC, 연성 인쇄회로기판, 게이트 드라이버 IC, 및 상기 연성 회로기판과 상기 게이트드라이버 IC 사이에 형성된 게이트 LOG(line on glass) 배선을 포함하는 베젤 영역을 구비하는 터치센서 내장형 표시장치로서, 상기 액티브 영역에 배치되고, 공통전극의 기능을 겸하며, 서로 교차하는 제 1 및 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 1 터치전극들; 상기 액티브 영역에 배치되고, 공통전극의 기능을 겸하며, 상기 제 1 방향을 따라 상기 제 1 터치전극들과 번갈아 배치되는 복수의 제 2 터치전극들; 상기 베젤 영역에 형성되고, 상기 액티브 영역의 경계선과 상기 데이터 드라이버 IC 사이에 형성되며, 상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 방향으로 나란하게 배열되는 복수의 그룹화 배선들; 및 상기 복수의 제 1 터치전극들 중 상기 제 1 방향으로 배열된 제 1 터치전극들을 상기 복수의 그룹화 배선들에 각각 연결하는 복수의 제 1 서브 라우팅 배선들을 포함하며, 상기 복수의 그룹화 배선들은 상기 게이트 LOG 배선과 중첩되지 않도록 상측에서 하측으로 갈수록 길이가 짧아지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 복수의 그룹화 배선들은 상기 게이트 LOG 배선과 인접한 쪽의 단부들을 연결한 가상선이 경사면을 이루도록 형성된다.
또한, 상기 복수의 제 1 서브 라우팅 배선들은 제 1 방향을 따라 제 2 방향으로 배열된 첫번째 라인에 배열된 제 1 터치전극들 각각에 연결되는 제 1 서브 라우팅 배선과, 제 1 방향을 따라 제 2 방향으로 배열된 마지막 라인에 배열된 제 1 터치전극들 각각에 연결되는 제 1 서브 라우팅 배선이 대칭이 되록 형성된다.
또한, 상기 게이트 LOG 배선은 박막 트랜지스터 기판 상에 형성되는 제 1 금속층과, 상기 제 1 금속층을 커버하는 게이트 절연막에 형성되는 제 2 금속층을 포함하는 이중층으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 복수의 그룹화 배선의 각각은 상기 게이트 절연막 상에 형성되며 상기 게이트 LOG배선으로부터 이격되어 형성된다.
또한, 본 발명의 터치센서 일체형 액정 표시장치는 상기 액티브 영역을 에워싸도록 형성되는 차폐배선을 더 포함한다.
상기 차폐배선은 상기 기판 상에 형성되며 상기 제 1 서브 라우팅 배선들과 비접촉 교차하도록 형성된다.
본 발명에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치에 의하면, 분할된 터치전극들을 베젤영역에서 연결하여 터치 전극열을 구성하는 그룹화 배선들이, 연성 인쇄회로기판과 게이트 드라이버 IC 사이에 배치되어 게이트 구동신호를 전달해 주는 게이트 LOG 배선과 중첩되지 않게 되므로, 디스플레이 성능 뿐 아니라 노이즈 증가에 따르는 터치성능의 저하를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 터치 센서 내장형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치 센서 내장형 표시장치의 일부분을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치 센서 내장형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치 센서 내장형 표시장치의 베젤영역의 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들 중 가장 외측으로 돌출된 제 1 그룹화 배선의 끝단과 게이트 LOG 배선들이 형성되는 게이트 LOG 배선 영역의 일부분을 도시한 단면도로서, 도 4a는 도 3의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이고, 도 4b는 도 3의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치 센서 내장형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치를 도시한 도 5의 III-III'라인을 따라 취한 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
우선, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 내장형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 내장형 표시장치의 일부분을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 내장형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 터치센서 내장형 표시장치의 베젤영역의 일부 영역을 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 내장형 표시장치는 액정층(도시생략)을 사이에 두고 형성되는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)와 컬러필터 어레이(CFA)를 구비하는 액정 표시패널(LCP)을 포함한다.
박막 트랜지스터 어레이(TFTA)는 제 1 기판(SUB1) 상에 제 1 방향(예를 들면, x방향)으로 나란하게 형성된 복수의 게이트 라인들(G1, G2), 상기 복수의 게이트 라인들(G1, G2)과 서로 교차하도록 제 2 방향(예를 들면, y방향)으로 나란하게 형성된 데이터 라인들(D1, D2), 게이트 라인들(G1, G2)과 데이터 라인들(D1, D2)이 교차에 의해 정의되는 영역에 위치하는 액정 셀들과, 게이트 라인들(G1, G2), 데이터 라인들(D1, D2)이 교차하는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT), 액정 셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 복수의 픽셀 전극들(Px), 및 상기 복수의 픽셀 전극들(Px)과 전계를 형성하도록 배치된 공통전극들(도시생략)을 포함한다.
컬러필터 어레이(CFA)는 제 2 기판(SUB2) 상에 형성되는 블랙매트릭스 및 컬러필터(도시생략)를 포함한다. 액정 표시패널(LCP)의 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2)의 외면에는 각각 편광판(POL1, POL2)이 부착되고, 액정과 접하는 제 1 및 제 2 기판들(SUB1, SUB2)의 내면에는 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막(도시생략)이 각각 형성된다. 액정 표시패널(LCP)의 컬러필터 어레이(CFA)와 박막 트랜지스터 어레이(TFTA) 사이에는 액정 셀의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(coluumn spacer)가 형성될 수 있다.
한편, 공통전극들은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 제 2 기판(SUB2)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 픽셀 전극(Px)과 함께 제 1 기판(SUB1) 상에 형성된다. 이하의 본 발명의 실시예에서는 수평전계 구동방식을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치의 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)는 데이터가 표시되는 액티브 영역(AA), 액티브 영역(AA) 외측에 배치되며 각종 배선들 및 액정 표시장치를 구동하기 위한 구동회로들이 형성되는 베젤영역(BA)을 포함한다.
박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 액티브 영역(AA)은 도 2에 도시된 복수의 데이터 라인들(G1, G2) 및 복수의 게이트 라인들(D1, D2)과, 복수의 액정 셀들과, 복수의 화소전극들(Px) 및 복수의 공통전극들(도시생략)을 포함한다. 여기에서 복수의 공통전극들은 복수의 화소전극들(Px)과 함께 전계를 형성하며, 터치센서의 터치 구동 및 터치 센싱을 위한 터치전극들의 기능을 겸한다. 이하에서는 공통전극을 터치센서의 터치구동(또는 터치센싱)을 위한 제 1 터치전극(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과 터치센싱(또는 터치구동)을 위한 제 2 터치전극(Rx1~Rx3)으로 대표하여 설명하기로 한다.
박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 액티브 영역(AA)에 포함되는 터치센서는 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과, 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과, 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 사이에 배치되어 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 2-1 내지 제 2-3 터치 전극들(Rx1~Rx3)을 포함한다.
제 2 방향으로 배열된 제 1 열의 제 1-1 터치 전극(Tx11)에는 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW11)이 접속되며, 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW11)은 제 1 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11, Tx21, Tx31, Tx41)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 1 열의 제 1-2 터치 전극(Tx21)에는 제 1-2 서브 라우팅 배선(TW21)이 접속되며, 제 1-2 서브 라우팅 배선(TW21)은 제 1 열의 제 1-2 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx21, Tx31, Tx41)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 1 열의 제 1-3 터치 전극(Tx31)에는 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW31)이 접속되며, 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW31)은 제 1 열의 제 1-3 및 제 1-4 터치 전극들(Tx31, Tx41)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 1 열의 제 1-4 터치 전극(Tx41)에는 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW41)이 접속되며, 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW41)은 제 1 열의 제 1-4 터치 전극(Tx41)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 따라서, 제 2 방향으로 배열된 제 1 그룹의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, T41)은 도 3에 도시된 바와 같이 액티브 영역(AA)의 좌측 경계선으로부터 제 1 방향을 따라 차례로 배열되나, 제 1 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx11, Tx21, Tx31, Tx41)과의 접촉점들을 연결하면 아래쪽을 향하여 경사가 지도록 차례로 배열된다.
또한, 제 2 방향으로 배열된 제 2 열의 제 1-1 터치 전극(Tx12)에는 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW12)이 접속되며, 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW12)은 제 2 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx12, Tx22, Tx32, Tx42)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 2 열의 제 1-2 터치 전극(Tx22)에는 제 1-2 서브 라우팅 배선(TW22)이 접속되며, 제 1-2 서브 라우팅 배선(TW22)은 제 2 열의 제 1-2 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx22, Tx32, Tx42)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 2 열의 제 1-3 터치 전극(Tx32)에는 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW32)이 접속되며, 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW32)은 제 2 열의 제 1-3 및 제 1-4 터치 전극들(Tx32, Tx42)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 2 열의 제 1-4 터치 전극(Tx42)에는 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW42)이 접속되며, 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW42)은 제 1-4 터치 전극(Tx42)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다.
따라서, 제 2 방향으로 배열된 제 2 그룹의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW12, TW22, TW32, T42)은 제 1 그룹의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, T41)과 마찬가지로 도 3에 도시된 바와 같이 액티브 영역(AA)의 좌측 경계선으로부터 제 1 방향을 따라 차례로 배열되나, 제 2 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx12, Tx22, Tx32, Tx42)과의 접촉점들을 연결하면 아래쪽을 향하여 경사가 지도록 차례로 배열된다.
또한, 제 2 방향으로 배열된 제 3 열의 제 1-1 터치 전극(Tx13)에는 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW13)이 접속되며, 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW13)은 제 2 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx13, Tx23, Tx33, Tx43)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 3 열의 제 1-2 터치 전극(Tx23)에는 제 1-2 서브 라우팅 배선(TW23)이 접속되며, 제 1-2 서브 라우팅 배선(TW23)은 제 3 열의 제 1-2 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx23, Tx33, Tx43)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 3 열의 제 1-3 터치 전극(Tx33)에는 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW33)이 접속되며, 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW33)은 제 3 열의 제 1-3 및 제 1-4 터치 전극들(Tx33, Tx43)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 3 열의 제 1-4 터치 전극(Tx44)에는 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW44)이 접속되며, 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW44)은 제 1-4 터치 전극(Tx44)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다.
따라서, 제 2 방향으로 배열된 제 3 그룹의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW13, TW23, TW33, T43)은 제 1 그룹의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, T41)과 마찬가지로 도 3에 도시된 바와 같이 액티브 영역(AA)의 좌측 경계선으로부터 제 1 방향을 따라 차례로 배열되나, 제 3 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx13, Tx23, Tx33, Tx43)과의 접촉점들을 연결하면 아래쪽을 향하여 경사가 지도록 차례로 배열된다.
마지막으로, 제 2 방향으로 배열된 제 4 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx14, Tx24, Tx34, Tx44)에 각각 접속되는 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW14, TW24, TW34, TW44)은 제 1 내지 제 3 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx11, Tx21, Tx31, Tx41; Tx12, Tx22, Tx32, Tx42; Tx13, Tx23, Tx33, Tx43)에 접속되는 제 1 내지 제 3 그룹의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TxW1; TW12, TW22, TW32, TW42; TW13, TW23, TW33, TW43)과는 다르게 배열된다.
구체적으로, 제 2 방향으로 배열된 제 4 열의 제 1-4 터치 전극(Tx44)에는 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW44)이 접속되며, 제 1-4 서브 라우팅 배선(TW44)은 제 4 열의 제 1-4 터치 전극(Tx44)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 4 열의 제 1-3 터치 전극(Tx34)에는 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW34)이 접속되며, 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW34)은 제 4 열의 제 1-3 및 제 1-4 터치 전극들(Tx34, Tx44)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 4 열의 제 1-2 터치 전극(Tx24)에는 제 1-2 서브 라우팅 배선(TW24)이 접속되며, 제 1-3 서브 라우팅 배선(TW24)은 제 4 열의 제 1-2 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx24, Tx34, Tx44)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다. 제 4 열의 제 1-1 터치 전극(Tx14)에는 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW14)이 접속되며, 제 1-1 서브 라우팅 배선(TW14)은 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극(Tx14, Tx24, Tx34, Tx44)과 중첩되도록 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장된다.
따라서, 제 2 방향으로 배열된 제 4 그룹의 제 1-4 내지 제 1-1 서브 라우팅 배선들(TW44, TW34, TW24, TW14)은 제 1 내 제 3 그룹의 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, T41; TW12, TW22, TW32, TW42; TW13, TW23, TW33, TW43)과 달리 도 3에 도시된 바와 같이 액티브 영역(AA)의 좌측 경계선으로부터 제 1 방향을 따라 차례로 배열되나, 제 4 열의 제 1-4 내지 제 1-1 터치전극들(Tx44, Tx34, Tx24, Tx14)과의 접촉점들을 연결하면 위쪽을 향하여 경사가 지도록 차례로 배열된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 액정 표시장치에서는 상술한 바와 같이, 게이트 드라이버 IC(G-IC)가 있는 쪽의 액티브 영역(AA) 내의 마지막 열에 위치하는 제 1-4 내지 제 1-1 터치전극들(Tx44, Tx34, Tx24, Tx14)에 접속되는 마지막 그룹의 제 1-4 내지 제1-1 서브 라우팅 배선들(TW44, TW34, TW24, TW14)은, 게이트 드라이버 IC(G-IC)가 있는 쪽의 액티브 영역(AA) 내의 마지막 열에 위치하는 제 2-3 터치 전극(Rx3)을 중심으로, 상기 마지막 열의 이전 열에 위치하는 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx13, Tx23, Tx33, Tx43)에 접속되는 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW13, TW23, TW33, TW43)과 대칭이 되도록 형성된다.
상술한 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)은 그들 각각에 접속된 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과 후술하는 베젤영역(BA)에 형성되는 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)에 의해 서로 연결되어 제 1 방향으로 배열되는 복수의 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극열들(Tx1~Tx4)을 형성한다. 액티브 영역(AA) 내의 제 1 및 제 2 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Rx1~Rx3)은 표시장치의 공통전극을 분할하여 형성된 것으로, 데이터를 표시하는 디스플레이 모드의 구동시에는 공통전극으로서 동작하고, 터치 위치를 인식하는 터치 구동시에는 터치 전극으로서 동작한다.
베젤영역(BA)은 액티브 영역(AA)의 외측에 배치된다. 베젤영역(BA)은 액티브 영역(AA) 외측의 일측에 배치되는 데이터 드라이버 IC들(D-IC)과, 액티브 영역(AA)의 일측과 인접한 타측에 배치되는 게이트 드라이버 IC들(G-IC)과, 베젤영역(BA)의 상기 일측 단부에 부착되어 외부로부터의 각종 제어신호와 구동전압들을 공급하는 연성 인쇄회로들(FPC)과, 액티브 영역(AA)의 데이터 라인들을 데이터 드라이버 IC들(D-IC)에 연결하는 데이터 링크들(DL), 액티브 영역(AA)의 게이트 라인들을 게이트 드라이버 IC들(D-IC)에 연결하는 게이트 링크들(GL), 액티브 영역(AA)의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)에 각각 접속되어 연장되는 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44), 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)을 그룹화하는 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4), 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)의 양단부를 연성 인쇄회로들(FPC)에 각각 연결하는 제 1-1 내지 제 1-4 메인 라우팅 배선(TW1a, TW1b; TW2a, TW2b; TW3a, TW3b; TW4a, TW4b), 액티브 영역(AA)의 제 2-1 내지 제 2-3 터치전극(RW1~RW3)을 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 연결하는 제 2-1 내지 제 2-3 라우팅 배선들(RW1~RW3), 연성 인쇄회로기판(FPCB)를 데이터 드라이버 IC들(D-IC)에 연결하는 데이터 LOG 배선(D_LOG) 및 연성 인쇄회로기판(FPCB)를 게이트 구동 IC들(G-IC)에 연결하는 게이트 LOG 배선(G_LOG)이 형성된다.
제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)은 도 3에 도시된 바와 같이 액티브 영역(AA)과 데이터 드라이버 IC들(D-IC) 사이의 베젤영역(BA)에 형성되며 제 2 방향(도 3에서 y축 방향)을 따라 제 1 방향(도 3에서 x축 방향)으로 평행하게 배열된다.
구체적으로, 첫 번째 행의 제 1-1 터치 전극들(Tx11~Tx14)은 그들 각각에 접속된 제 1-1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14)과, 제 1-1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14)을 연결하는 제 1 그룹화 배선(GR1)에 의해 서로 연결되어 첫 번째 행의 제 1-1 터치 전극열(Tx1)을 구성한다.
또한, 두 번째 행의 제 1-2 터치 전극들(Tx21~Tx24)은 그들 각각에 접속된 제 1-2 서브 라우팅 배선들(TW21~TW24)과, 제 1-2 서브 라우팅 배선들(TW21~TW24)을 연결하는 제 2 그룹화 배선(GR2)에 의해 서로 연결되어 두 번째 행의 제 1-2 터치 전극열(Tx2)을 구성한다.
또한, 제 1 방향(x축 방향)으로 배열된 세 번째 행의 제 1-3 터치 전극들(Tx31~Tx34)은 그들 각각에 접속된 제 1-3 서브 라우팅 배선들(TW31~TW34)과, 제 1-3 서브 라우팅 배선들(TW31~TW34)을 연결하는 제 1-3 연결배선(TW3c)과, 제 3 그룹화 배선(GR3)에 의해 서로 연결되어 세 번째 행의 제 1-3 터치 전극열(Tx3)을 구성한다.
또한, 제 1 방향(x축 방향)으로 배열된 네 번째 행의 제 1-4 터치 전극들(Tx41~Tx44)은 그들 각각에 접속된 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW41~TW44)과, 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW41~TW44)을 연결하는 제 4 그룹화 배선(GR4)에 의해 서로 연결되어 네 번째 행의 제 1-4 터치 전극열(Tx4)을 구성한다.
복수의 제 2-1 내지 제 2-3 터치전극들(Rx1~Rx3) 중 제 2-1 터치전극(Rx1)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx11과 Tx12; Tx21과 Tx22; Tx31과 Tx32; Tx41과 Tx42) 사이에 배치되어 첫 번째 열의 제 2-1 터치 전극열(Rx1)을 구성한다.
또한, 제 2-2 터치전극(Rx2)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1-1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx12과 Tx13; Tx22과 Tx23; Tx32과 Tx33; Tx42과 Tx43) 사이에 배치되어 두 번째 열의 제 2-2 터치 전극열(Rx2)을 구성한다.
또한, 제 2-3 터치전극(Rx3)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1 내지 제 1-4 터치 전극들(Tx13과 Tx14; Tx23과 Tx24; Tx33과 Tx34; Tx43과 Tx44) 사이에 배치되어 세 번째 열의 제 2-3 터치 전극열(Rx3)을 구성한다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치센서 내장형 액정 표시장치에 의하면, 게이트 드라이버 IC(G-IC)가 있는 쪽의 액티브 영역(AA) 내의 마지막 열에 위치하는 터치전극들(Tx44, Tx34, Tx24, Tx14)에 접속되는 서브 라우팅 배선들(TW44, TW34, TW24, TW14)은 그 마지막 열의 이웃에 위치하는 터치전극들(Tx43, Tx33, TX23, TX13)에 접속되는 서브 라우팅 배선들(TW43, TW23, TW23, TW13)과 거울 상을 이루도록 형성된다.
이에 따라, 제 1-1 서브 라우팅 배선들(TW11, TW12, TW13, TW14)을 연결하는 제 1 그룹화 배선(GR1)이 가장 길고, 제 1-2 서브 라우팅 배선들(TW21, TW22, TW23, TW24)을 연결하는 제 2 그룹화 배선(GR2), 제 1-3 서브 라우팅 배선들(TW31, TW32, TW33, TW34)을 연결하는 제 3 그룹화 배선(GR3), 및 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW41, TW42, TW43, TW44)을 연결하는 제 4 그룹화 배선(GR4)의 순으로 점차 길이가 작아지도록 형성된다. 이에 따라 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)의 끝단이 위쪽에서 부터 점점 내측을 향하도록 경사진 형상을 이루게 되므로, 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)의 어느 것도 연성 인쇄회로기판(FPCB)과 게이트 드라이버 IC(G-IC) 사이에 형성된 게이트 LOG 배선(G_LOG)과 중첩되지 않게 된다.
이를 도 4a 및 도 4b를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 4a 및 도 4b는 베젤영역의 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4) 중 가장 외측으로 돌출된 제 1 그룹화 배선(GR1)의 끝단과 게이트 LOG 배선들(G_LOG)이 형성되는 게이트 LOG 배선 영역의 일부분을 도시한 단면도로서, 도 4a는 도 3의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이고, 도 4b는 도 3의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 박막 트랜지스터 어레이의 기판(SUB1) 상의 베젤 영역에는 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 1 층(G_LOGa)이 형성된다. 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 1 층(G_LOGa) 상에는 게이트 절연층(GI)이 형성된다. 게이트 절연막(GI) 상에는 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)과 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 2 층(G_LOGb)이 서로 분리되어 형성된다. 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 2 층(G_LOGb)은 게이트 절연막(GI)을 관통하는 콘택홀을 통해 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 1 층(G_LOGa)과 접촉하게 형성된다. 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)과 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 2 층(G_LOGb) 상에는 층간 절연막(INT)과 제 1 보호막(PASS1)이 순차적으로 형성된다.
제 1 보호막(PASS1) 상에는 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)과 각각 접속될 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과, 제 1-1 내지 제1-4 메인 라우팅 배선들(TW1a, TW1b; TW2a, TW2b; TW3a, TW3b; TW4a, TW4b)이 형성된다. 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과, 제 1-1 내지 제1-4 메인 라우팅 배선들(TW1a, TW1b; TW2a, TW2b; TW3a, TW3b; TW4a, TW4b)은 층간 절연막에 형성된 콘택홀들을 통해 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)에 각각 접속된다. 그리고 제 2 보호막(PASS2)가 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과, 제 1-1 내지 제1-4 메인 라우팅 배선들(TW1a, TW1b; TW2a, TW2b; TW3a, TW3b; TW4a, TW4b)을 커버하도록 형성된다.
상술한 구성에 의하면, 제 1 내지 제 4 그룹화 배선들(GR1~GR4)은, 연성 인쇄회로기판(FPCB)로부터 게이트 드라이버 IC(G-IC) 사이에 형성되어 게이트 드라이버 IC(G-IC)에 게이트 구동신호를 전달해 주는 게이트 LOG 배선(G_LOG)과 중첩되지 않게 된다.
따라서, 터치센서의 그룹화 배선(GR1~GR4)이나 LOG 배선이 형성되는 영역을 줄일 필요가 없을 뿐 아니라 게이트 LOG 배선을 게이트 금속층과 소스/드레인 금속층의 이중층으로 형성할 수 있기 때문에 저항을 줄일 수 있어 디스플레이 성능 뿐 아니라 노이즈 증가에 따르는 터치성능의 저하을 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치는 제 1 열내지 제 4 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx11, Tx21, Tx31, Tx41; Tx12, Tx22, Tx32, Tx42; Tx13, Tx23, Tx33, Tx43; Tx14, Tx24, Tx34, Tx44)과 제 2-1 내지 제 2-3 터치전극들(Rx1, Rx2, Rx3) 사이에 제 1 내지 제 6 차폐전극들(SE1~SE6)과, 이들과 연결되며 액티브 영역(AA)을 에워싸는 차폐배선(SR)과, 차폐배선(SR)으로부터 연장되어 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 연결되는 차폐 연결배선(SC)을 포함하는 것을 제외하고는 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치와 동일하다. 따라서, 중복 설명을 피하기 위해 제 1 실시예에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치와 다른 점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 제 1 내지 제 4 차폐전극들(SE1~SE4)은 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 배열되며, 제 1 방향(x축 방향)을 따라 나란하게 배열된다.
구체적으로, 제 1 차폐전극(SE1)은 제 1 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx11, Tx21, Tx31, Tx41)과 제 2-1 터치전극(Rx1) 사이에 배치되고, 제 2 차폐전극(SE2)은 제 2-1 터치전극(Rx1)과 제 2 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx12, Tx22, Tx32, Tx42) 사이에 배치되며, 제 3 차폐전극(SE3)은 제 2 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx12, Tx22, Tx32, Tx42)과 제 2-2 터치전극(Rx2) 사이에 배치되고, 제 4 차폐전극(SE4)은 제 2-2 터치전극(Rx2)과 제 3 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx13, Tx23, Tx33, Tx43) 사이에 배치되며, 제 5 차폐전극(SE5)은 제 3 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx13, Tx23, Tx33, Tx43)과 제 2-3 터치전극(Rx3) 사이에 배치되고, 제 6 차폐전극(SE6)은 제 2-3 터치전극(Rx3)과 제 4 열의 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들(Tx14, Tx24, Tx34, Tx44) 사이에 배치된다.
차폐배선(SR)은 액티브 영역(AA)을 에워싸도록 형성되며, 제 1 내지 제 6 차폐전극들(SE1~SE6)에 연결되고, 차폐 연결배선(SC)는 차폐배선(SR)으로부터 연장되어 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 접속된다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 내장형 도 5의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다. 도 6에서 차폐배선(SC)이 기판(SUB1) 상에 형성되는 것을 제외하고 도 4b에 도시된 것과 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 내장형 액정 표시장치에서 제 1 내지 제 6 차폐전극(SE1~SE6)에는 연성 인쇄회로기판(FPCB)에 접속된 차폐 연결배선(SC) 및 차폐배선(SR)을 통해 외부의 전압공급부로부터 공통전압, 접지전압 또는 직류 전압이 공급될 수 있다. 따라서 제 1 내지 제 6 차폐전극(SE1~SE6)에 의해 서로 이웃하는 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극들과 제 2-1 내지 제 2-3 터치전극들 사이의 전기적 간섭을 제거할 수 있다. 뿐만 아니라 액티브 영역(AA)을 에워싸는 차폐배선(SR)에 의해 외부로부터 유입되는 정전기를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수도 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에서는 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 2 층(G_LOGb)이 게이트 절연막(GI)을 관통하는 콘택홀을 통해 게이트 LOG 배선(G_LOG)의 제 1 층(G_LOGa)과 접촉하는 이중층 구조의 것으로 나타나 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 절연막(GI)에 콘택홀을 형성하지 않고, 연성 인쇄회로기판(FPCB)과 게이트 드라이브 IC(G-IC) 에서 제 1 층(G_LOGa)과 제 2 층(G_LOGb)을 연결하여 2중층 구조의 게이트 LOG 배선을 형성할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 발명의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
AA : 액티브 영역 BA : 베젤 영역
D-IC : 데이터 드라이버 IC DL : 데이터 링크
D_LOG : 데이터 LOG 배선 GR1 : 제 1 그룹화 배선
GR2 : 제 2 그룹화 배선 GR3 : 제 3 그룹화 배선
GR4 : 제 4 그룹화 배선 G-IC : 게이트 드라이버 IC
GL : 게이트 링크 G_LOG : 게이트 LOG 배선
SE1, SE2, SE3, SE4, SE5, SE6 : 차폐전극
SR : 차폐배선 SC : 차폐 연결배선
Tx11~Tx14 : 제 1-1 터치전극 Tx21~Tx24 : 제 1-2 터치전극
Tx31~Tx34 : 제 1-3 터치전극 Tx41~Tx44 : 제 1-4 터치전극
TW11~TW14 : 제 1-1 서브 라우팅 배선
TW21~TW24 : 제 1-2 서브 라우팅 배선
TW31~TW34 : 제 1-3 서브 라우팅 배선
TW41~TW44 : 제 1-4 서브 라우팅 배선
TW1a, TW1b : 제 1-1 메인 라우팅 배선
TW2a, TW2b : 제 1-2 메인 라우팅 배선
TW3a, TW3b : 제 1-3 메인 라우팅 배선
TW4a, TW4b : 제 1-4 메인 라우팅 배선
Rx1 : 제 2-1 터치전극(열) Rx2 : 제 2-2 터치전극(열)
Rx3 : 제 2-3 터치전극(열)

Claims (7)

  1. 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되며, 데이터 드라이버 IC, 연성 인쇄회로기판, 게이트 드라이버 IC, 및 상기 연성 인쇄회로기판과 상기 게이트 드라이버 IC 사이에 형성된 게이트 LOG(line on glass) 배선을 포함하는 베젤 영역을 구비하는 터치센서 내장형 표시장치에 있어서,
    상기 액티브 영역에 배치되고, 공통전극의 기능을 겸하며, 서로 교차하는 제 1 및 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 1 터치전극들;
    상기 액티브 영역에 배치되고, 공통전극의 기능을 겸하며, 상기 제 1 방향을 따라 상기 제 1 터치전극들과 번갈아 배치되는 복수의 제 2 터치전극들;
    상기 베젤 영역에 형성되고, 상기 액티브 영역의 경계선과 상기 데이터 드라이버 IC 사이에 형성되며, 상기 제 2 방향을 따라 상기 제 1 방향으로 나란하게 배열되는 복수의 그룹화 배선들; 및
    상기 복수의 제 1 터치전극들 중 상기 제 1 방향으로 배열된 제 1 터치전극들을 상기 복수의 그룹화 배선들에 각각 연결하는 복수의 제 1 서브 라우팅 배선들을 포함하며,
    상기 복수의 그룹화 배선들은 상기 게이트 LOG 배선과 중첩되지 않도록 상측에서 하측으로 갈수록 길이가 짧아지도록 형성되고,
    상기 복수의 그룹화 배선들은 상기 게이트 LOG 배선과 인접한 쪽의 단부들을 연결한 가상선이 경사면을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 서브 라우팅 배선들은 제 1 방향을 따라 제 2 방향으로 배열된 첫번째 라인에 배열된 제 1 터치전극들 각각에 연결되는 제 1 서브 라우팅 배선과, 제 1 방향을 따라 제 2 방향으로 배열된 마지막 라인에 배열된 제 1 터치전극들 각각에 연결되는 제 1 서브 라우팅 배선이 대칭이 되록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 표시장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트 LOG 배선은 박막 트랜지스터 기판 상에 형성되는 제 1 금속층과, 상기 제 1 금속층을 커버하는 게이트 절연막에 형성되는 제 2 금속층을 포함하는 이중층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 그룹화 배선의 각각은 상기 게이트 절연막 상에 형성되며 상기 게이트 LOG배선으로부터 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 표시장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 액티브 영역을 에워싸도록 형성되는 차폐배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 차폐배선은 상기 기판 상에 형성되며 상기 제 1 서브 라우팅 배선들과 비접촉 교차하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 내장형 표시장치.

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