KR102082265B1 - 터치센서 일체형 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용자의 터치를 인식할 수 있는 터치센서 일체형 표시장치에 관한 것으로, 서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 및 상기 복수의 픽셀전극들과 중첩되도록 형성되는 복수의 공통전극들을 포함하고, 상기 복수의 공통전극들은, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 분할된 제 1 전극들을 포함하는 복수의 전극 그룹들과, 상기 제 2 방향으로 배열되는 제 1 전극들을 사이에 두고, 상기 제 2 방향으로 나란하게 분할된 복수의 제 2 전극들로 이루어지며, 상기 복수의 전극 그룹들 중 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1-1 전극들의 각각에 연결되는 제 1 전극 연결배선들이 상기 제 1 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 사용자의 터치를 인식할 수 있는 터치센서 일체형 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 야기하는 문제점이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 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)과 상판 일체형(on-cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형은 표시장치와 터치 센서가 형성된 터치 패널을 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치 패널을 부착하는 방식이다. 상판 일체형은 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치센서를 직접 형성하는 방식이다.
상판 부착형은 표시장치 위에 완성된 터치 패널이 올라가 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다.
한편, 상판 일체형의 경우, 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 증가하고 공정수가 증가하여 제조가격이 증가하는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 종래 기술에 의한 문제점들을 해결할 수 있는 터치센서 일체형 표시장치의 필요성이 대두되었으며, 미국 등록특허 US 7,859,521와 같은 터치 센서 일체형 표시장치가 알려져 있다.
미국 등록특허 US 7,859,521에 개시된 터치 센서 일체형 표시장치는 디스플레이용 공통전극을 분할하여 터치구동을 위한 터치 구동전극들과 터치 센싱을 위한 터치 센싱전극들을 겸용하게 함으로써 터치시 발생하는 상호 정전용량의 변화량을 측정하여 터치여부 및 터치위치를 인식하고 있다.
상기 구성에서, 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들은 동일층에 형성되기 때문에 서로 접촉하지 않도록 동일 기능을 수행하는 전극들끼리 배선들에 의해 서로 연결된다. 즉, 터치 구동전극들은 콘택홀을 통해 터치 구동전극 배선들에 연결되고, 터치 센싱전극들은 콘택홀에 의해 터치 센싱전극 배선들에 의해 서로 연결됨으로써 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들은 전기적으로 서로 접촉하지 않게 된다.
그러나, 상기 종래의 터치센서 일체형 표시장치에서는 이들 터치 구동배선들과 터치 센싱배선들은 표시장치의 표시영역 내에서 서로 교차하도록 형성되기 때문에 표시장치의 개구율을 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, 최근 표시장치의 크기가 증가함에 따라 터치 구동전극의 RC 지연(Resistance Capacitor Delay)이 표시패널의 위치에 따라 차이가 발생하여 터치 구동신호 또는 터치 센싱신호의 균일성이 좋지 못한 문제점이 있었다.
도 1은 표시장치의 크기가 증가함에 따라 신호의 균일성이 좋지 않게 되는 현상을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 터치 구동을 위한 터치 구동펄스(Sp)가 표시패널(DP)의 입력단에서는 정상적인 펄스파형을 유지하고 있지만 끝단에서는 찌그러진 파형을 갖게 되고, 센싱신호(Ss) 또한 입력단에 가까운 쪽에서는 정상적인 센싱신호가 측정되지만, 끝단에서는 찌그러진 센싱신호를 얻게 되므로 정확한 터치센싱이 곤란해지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들을 위한 복잡한 배선들을 간단하고 효율적으로 형성할 수 있는 터치센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 터치 구동신호의 감쇄없이 터치 구동전압을 터치 구동전극들에 공급함으로써 터치 인식 정밀도를 높일 수 있는 터치센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적달성을 위한 본 발명에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는, 서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 및 상기 복수의 픽셀전극들과 중첩되도록 형성되는 복수의 공통전극들을 포함하고, 상기 복수의 공통전극들은, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 분할된 제 1 전극들을 포함하는 복수의 전극 그룹들과, 상기 제 2 방향으로 배열되는 제 1 전극들을 사이에 두고, 상기 제 2 방향으로 나란하게 분할된 복수의 제 2 전극들로 이루어지며, 상기 복수의 전극 그룹들 중 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들의 각각에 연결되는 제 1 전극 연결배선들이 상기 제 1 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 공통전극들이 형성된 영역의 외측에서 상기 제 1 전극 연결배선들을 서로 연결하는 제 1 라우팅 배선을 더 포함한다.
또한, 상기 복수의 제 2 전극들의 각각에 그 배열방향을 따라 직접 접촉하도록 형성되는 제 2 전극 연결배선들을 더 포함한다.
또한, 상기 제 1 전극 연결배선들의 길이는 서로 다르게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 전극 연결배선들 중 다른 것에 비해 길이가 짧은 제 1 전극 연결배선으로부터 연장되어 상기 길이가 짧은 제 1 전극 연결배선보다 길이가 긴 제 1 전극 연결배선의 끝단에 대응하는 위치까지 연장되는 더미 배선을 더 포함한다.
또한, 상기 제 1 전극 연결배선들은 게이트 라인들과 함께 기판 상에 형성되며, 상기 게이트 라인과 분리된 상태로 상기 게이트 라인에 인접하여 배치되고, 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들의 각각은 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터를 커버하는 제 1 보호막 상에 형성되며, 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들의 각각은 게이트 라인을 커버하는 게이트 절연막과 상기 제 1 보호막을 관통하는 제 1 콘택홀을 통해 노출되는 상기 제 1 전극 연결배선과 접속되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 제 2 전극들은 상기 제 1 보호막 상에 형성되며, 상기 제 2 전극 연결배선들의 각각은 상기 복수의 제 2 전극들 각각의 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 픽셀들은 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들과 상기 복수의 제 2 전극들을 커버하는 제 2 보호막 상에 형성된다.
또한, 상기 제 2 전극 연결배선들의 각각은 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성된다.
또한, 상기 제 1 전극 연결배선들은 게이트 라인들과 함께 기판 상에 형성되며, 상기 게이트 라인과 분리된 상태로 상기 게이트 라인에 인접하여 배치되고, 상기 픽셀전극들의 각각은 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터를 커버하는 제 1 보호막 상에 형성되며, 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들의 각각은, 상기 픽셀전극들을 커버하는 제 2 보호막 상에 형성되며, 상기 게이트 라인을 커버하는 게이트 절연막과 상기 제 1 및 제 2 보호막들을 관통하는 제 2 콘택홀을 통해 노출되는 상기 제 1 전극 연결배선과 접속되는 것을 특징으로 하다.
또한, 상기 복수의 제 2 전극 연결배선들의 각각은 상기 제 2 보호막 상에서 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성되며, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 연결배선들을 감싸도록 형성된다.
본 발명에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 각 터치 구동전극과 각 터치 센싱전극은 복수의 픽셀전극에 대응하도록 형성하고, 각 터치 구동전극 연결배선은 게이트 라인에 대응하고, 각 터치 센싱전극 연결배선은 데이터 라인에 대응하도록 형성된다. 따라서, 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들을 위한 복잡한 배선들을 간단하고 효율적으로 형성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 전체 터치 구동전극들의 좌측과 우측에 각각 배치된 제 1 내지 제 4 좌측 터치 구동전극 연결배선과 제 1 내지 제 4 우측 터치 구동전극 연결배선을 통해 양쪽에서 동시에 터치 구동전압을 공급할 수 있게 되므로 터치 구동신호의 감쇄없이 터치 구동전압을 터치 구동전극들에 공급할 수 있게 되어 터치 인식 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 더미 배선들에 의해 이웃하는 터치 구동전극 연결배선들 사이의 상호 정전용량값이 어느 위치에서나 동일한 값을 유지할 수 있게 되므로 터치 인식 정밀도를 보다 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 표시장치의 크기가 증가함에 따라 신호의 균일성이 좋지 않게 되는 현상을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예들에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여 주는 일부 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 4는 도 3에 도시된 영역 R에서의 공통전극들(터치 구동 및 터치 센싱전극들)과 픽셀전극들의 관계를 개략적으로 도시한 평면도,
도 5a는 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Ra를 도시한 평면도,
도 5b는 도 5a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 6a는 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Rb를 도시한 평면도,
도 6b는 도 6a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 7a는 공통전극이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Ra를 도시한 평면도,
도 7b는 도 7a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 8a는 공통전극이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Rb를 도시한 도시한 평면도,
도 8b는 도 8a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여 주는 일부 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 4는 도 3에 도시된 영역 R에서의 공통전극들(터치 구동 및 터치 센싱전극들)과 픽셀전극들의 관계를 개략적으로 도시한 평면도,
도 5a는 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Ra를 도시한 평면도,
도 5b는 도 5a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 6a는 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Rb를 도시한 평면도,
도 6b는 도 6a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 7a는 공통전극이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Ra를 도시한 평면도,
도 7b는 도 7a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 8a는 공통전극이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Rb를 도시한 도시한 평면도,
도 8b는 도 8a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
우선, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여 주는 일부 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 일체형 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 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 공통전극(COM)은 제 1 방향(예를 들면, x축 방향)과 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할되는 복수의 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44; Rx1~Rx3)로 이루어진다. 이들 복수의 전극들은 터치센서를 구성하는 터치 구동전극과 터치 센싱전극으로서의 기능을 겸한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 복수의 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44; Rx1~Rx3) 중, x축 방향으로 배열되는 제 1 내지 제 4 행(raw)의 전극들은 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 그룹들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44; Rx1~Rx3)을 구성하고, y축 방향으로 배열되는 제 1 내지 제 3 열(column)의 전극들은 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)을 구성한다.
인접한 터치 센싱전극들(Rx1과 Rx2, 또는 Rx2와 Rx3) 사이, 또는 인접한 터치 센싱전극들(Rx1과 Rx2, 또는 Rx2와 Rx3) 사이와 최외곽 터치 센싱전극(Rx1 또는 Rx3)의 적어도 일측에는 각각의 행(raw)마다 적어도 하나의 터치 구동전극들(첫번째 행의 경우를 예로 들면, Tx11, Tx12, Tx13, Tx14)이 배치된다.
제 1 터치 구동전극 그룹(Tx11~Tx14)의 제 1-1 터치 구동전극(Tx11)은 제 1 터치 구동전극 그룹(Tx11~Tx14)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 1-1 터치 구동전극 연결배선(Tc11)과 연결되고, 제 1-2 터치 구동전극(Tx12)은 제 1 터치 구동전극 그룹(Tx11~Tx14)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 1-2 터치 구동전극 연결배선(Tc12)과 연결되며, 제 1-3 터치 구동전극(Tx13)은 제 1 터치 구동전극 그룹(Tx11~Tx14)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 1-3 터치 구동전극 연결배선(Tc13)과 연결되고, 제 1-4 터치 구동전극(Tx14)은 제 1 터치 구동전극 그룹(Tx11~Tx14)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 1-4 터치 구동전극 연결배선(Tc14)과 연결된다. 제 1-1 내지 제 1-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14)은 서로 평행하게 배열되며, 도 3에 도시된 바와 같이 상측에서 부터 제 1-4 내지 제 1-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc14~Tc11)의 순서로 차례로 배열된다. 제 1-1 내지 제 1-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14)은 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)이 형성된 액티브 영역의 외측에서 제 1 터치 구동 라우팅 배선(Tw1)에 의해 서로 연결된다. 제 1 터치 구동 라우팅 배선(TW1)은 전원 공급부(도시생략)로부터 제 1 터치 구동전극 그룹(Tx11~Tx14)에 터치 구동전압을 공급하기 위한 제 1 터치 구동 패드(TP1)에 접속된다.
제 2 터치 구동전극 그룹(Tx21~Tx24)의 제 2-1 터치 구동전극(Tx21)은 제 2 터치 구동전극 그룹(Tx21~Tx24)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 2-1 터치 구동전극 연결배선(Tc21)과 연결되고, 제 2-2 터치 구동전극(Tx22)은 제 2 터치 구동전극 그룹(Tx21~Tx24)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 2-2 터치 구동전극 연결배선(Tc22)과 연결되며, 제 2-3 터치 구동전극(Tx23)은 제 2 터치 구동전극 그룹(Tx21~Tx24)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 2-3 터치 구동전극 연결배선(Tc23)과 연결되고, 제 2-4 터치 구동전극(Tx24)은 제 2 터치 구동전극 그룹(Tx21~Tx24)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 2-4 터치 구동전극 연결배선(Tc24)과 연결된다. 제 2-1 내지 제 2-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc21~Tc24)은 서로 평행하게 배열되며, 도 3에 도시된 바와 같이 상측에서 부터 제 2-4 내지 제 2-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc24~Tc21)의 순서로 차례로 배열된다. 제 2-1 내지 제 2-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc21~Tc24)은 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)이 형성된 액티브 영역의 외측에서 제 2 터치 구동 라우팅 배선(Tw2)에 의해 서로 연결된다. 제 2 터치 구동 라우팅 배선(TW2)은 전원 공급부(도시생략)로부터 제 2 터치 구동전극 그룹(Tx21~Tx24)에 터치 구동전압을 공급하기 위한 제 2 터치 구동 패드(TP2)에 접속된다.
제 3 터치 구동전극 그룹(Tx31~Tx34)의 제 3-1 터치 구동전극(Tx31)은 제 3 터치 구동전극 그룹(Tx31~Tx34)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 3-1 터치 구동전극 연결배선(Tc31)과 연결되고, 제 3-2 터치 구동전극(Tx32)은 제 3 터치 구동전극 그룹(Tx31~Tx34)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 3-2 터치 구동전극 연결배선(Tc32)과 연결되며, 제 3-3 터치 구동전극(Tx33)은 제 3 터치 구동전극 그룹(Tx31~Tx34)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 3-3 터치 구동전극 연결배선(Tc33)과 연결되고, 제 3-4 터치 구동전극(Tx34)은 제 3 터치 구동전극 그룹(Tx31~Tx34)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 3-4 터치 구동전극 연결배선(Tc34)과 연결된다. 제 3-1 내지 제 3-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc31~Tc34)은 서로 평행하게 배열되며, 도 3에 도시된 바와 같이 상측에서 부터 제 3-4 내지 제 3-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc34~Tc31)의 순서로 차례로 배열된다. 제 3-1 내지 제 3-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc31~Tc34)은 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)이 형성된 액티브 영역의 외측에서 제 3 터치 구동 라우팅 배선(Tw3)에 의해 서로 연결된다. 제 3 터치 구동 라우팅 배선(TW3)은 전원 공급부(도시생략)로부터 제 3 터치 구동전극 그룹(Tx31~Tx34)에 터치 구동전압을 공급하기 위한 제 3 터치 구동 패드(TP3)에 접속된다.
제 4 터치 구동전극 그룹(Tx41~Tx44)의 제 4-1 터치 구동전극(Tx41)은 제 4 터치 구동전극 그룹(Tx41~Tx44)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 4-1 터치 구동전극 연결배선(Tc41)과 연결되고, 제 4-2 터치 구동전극(Tx42)은 제 4 터치 구동전극 그룹(Tx41~Tx44)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 4-2 터치 구동전극 연결배선(Tc42)과 연결되며, 제 4-3 터치 구동전극(Tx43)은 제 4 터치 구동전극 그룹(Tx41~Tx44)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 4-3 터치 구동전극 연결배선(Tc43)과 연결되고, 제 4-4 터치 구동전극(Tx44)은 제 4 터치 구동전극 그룹(Tx41~Tx44)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 4-4 터치 구동전극 연결배선(Tc44)과 연결된다. 제 4-1 내지 제 4-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc41~Tc44)은 서로 평행하게 배열되며, 도 3에 도시된 바와 같이 상측에서 부터 제 4-4 내지 제 4-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc44~Tc41)의 순서로 차례로 배열된다. 제 4-1 내지 제 4-4 터치 구동전극 연결배선들(Tc41~Tc44)은 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)이 형성된 액티브 영역의 외측에서 제 4 터치 구동 라우팅 배선(Tw4)에 의해 서로 연결된다. 제 4 터치 구동 라우팅 배선(TW4)은 전원 공급부(도시생략)로부터 제 4 터치 구동전극 그룹(Tx41~Tx44)에 터치 구동전압을 공급하기 위한 제 4 터치 구동 패드(TP4)에 접속된다.
터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44)은 각각 콘택홀(CH)을 통해 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44)과 접속된다.
제 1 내지 제 3 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)의 제 1 터치 센싱전극(Rx1)은 제 1 터치 센싱전극(Rx1)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 1 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)과 직접 접촉하도록 연결된다. 제 1 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)은 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)이 형성된 액티브 영역의 외측에서 제 1 터치 센싱 라우팅 배선(Rw1)과 연결된다. 제 1 터치 센싱 라우팅 배선(Rw1)은 터치 프로세서(도시생략)에 센싱신호를 공급하기 위한 제 1 터치 센싱 패드(RP1)에 접속된다.
제 2 터치 센싱전극(Rx2)은 제 2 터치 센싱전극(Rx2)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 2 터치 센싱전극 연결배선(Rc2)과 직접 접촉하도록 연결된다. 제 2 터치 센싱전극 연결배선(Rc2)은 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)이 형성된 액티브 영역의 외측에서 제 2 터치 센싱 라우팅 배선(Rw2)과 연결된다. 제 2 터치 센싱 라우팅 배선(Rw2)은 터치 프로세서(도시생략)에 센싱신호를 공급하기 위한 제 2 터치 센싱 패드(RP2)에 접속된다.
제 3 터치 센싱전극(Rx3)은 제 3 터치 센싱전극(Rx3)의 배열방향과 나란하게 배열되는 제 3 터치 센싱전극 연결배선(Rc3)과 직접 접촉하도록 연결된다. 제 3 터치 센싱전극 연결배선(Rc3)은 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)이 형성된 액티브 영역의 외측에서 제 3 터치 센싱 라우팅 배선(Rw3)과 연결된다. 제 3 터치 센싱 라우팅 배선(Rw3)은 터치 프로세서(도시생략)에 센싱신호를 공급하기 위한 제 3 터치 센싱 패드(RP3)에 접속된다.
터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, TX31~Tx34, Tx41~Tx44) 및 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 형성되고, 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44), 제 1 내지 제 4 터치 구동 라우팅 배선들(TW1~TW4), 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선들들(Rc1~Rc3), 및 제 1 내지 제 3 터치 센싱 라우팅 배선들(RW1~RW3)은 Al, AlNd, Mo, MoTi, Cu, Cr, Ag, Ag 계열 합금들과 같은 금속물질로 형성된다.
제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc3)의 각각은 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극(Rx1~Rx3)의 배열방향과 나란하게 배열되며, 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)과 각각 직접 접촉하기 때문에, 저항이 높은 투명 도전성 물질로 된 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)의 저항을 낮출 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에서 공통전극들(터치 구동 및 터치 센싱전극들)과 픽셀전극들의 관계를 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 4는 도 3에 도시된 영역 R에서의 공통전극들(터치 구동 및 터치 센싱전극들)과 픽셀전극들의 관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과 터치 센싱전극들(Rx1~Rx3)의 각 영역에 대응하여 복수의 픽셀전극들(Px)이 배치된다.
예를 들면, 터치 구동전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 각각에는 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tx14~Tx11, Tx24~Tx21, Tx34~Tx31, Tx44~Tx41)의 각각을 사이에 두고 배치되는 복수의 픽셀전극들(Px)이 배치된다. 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tx14~Tx11, Tx24~Tx21, Tx34~Tx31, Tx44~Tx41)의 각각은 표시장치의 픽셀전극들(Px)을 구동시키기 위한 게이트 라인들(GL)에 인접하게 배치된다.
또한, 터치 센싱전극들(Rx1, Rx2, Rx3) 각각에는 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tx14~Tx11, Tx24~Tx21, Tx34~Tx31, Tx44~Tx41)의 각각과, 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc3) 각각을 사이에 두고 배치되는 복수의 픽셀전극들(Px)이 배치된다. 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tx14~Tx11, Tx24~Tx21, Tx34~Tx31, Tx44~Tx41)의 각각은 표시장치의 픽셀전극들(Px) 구동시키기 위한 게이트 라인들(GL)에 인접하도록 배치되며, 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc3)의 각각은 표시장치의 픽셀전극에 데이터 전압을 공급하는 데이터 라인들(DL)과 대응하도록 배치된다. 그러나, 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc3)의 각각이 데이터 라인들(DL) 각각과 대응하도록 배치될 필요는 없으며, 데이터 라인(DL) 수개 또는 수십개당 하나의 관계로 배치될 수 있다.
제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc3)을 데이터 라인(DL)과 대응하도록, 특히 중첩하도록 배치하면 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc3)에 의해 개구율이 저하되지 않는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 4 및 도 5a 내지 도 6b를 참조하여, 픽셀전극이 공통전극(터치 구동전극 및 터치 센싱전극)의 상층에 형성되는 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 5a는 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Ra를 도시한 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이고, 도 6a는 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Rb를 도시한 평면도이며, 도 6b는 도 6a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이다.
이하의 설명에서는 설명의 단순화를 위해, 하나의 터치 구동전극(Tx11)의 일부 영역(Ra영역)과 하나의 터치 센싱전극(Rx1)의 일부 영역(Rb)에 대응하여 배치되는 하나의 픽셀전극(Px)을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4, 도 5a 내지 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB) 상에 서로 교차되도록 형성되는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과, 상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT)과, 인접한 2개의 게이트 라인들(GL)과 인접한 2개의 데이터 라인들(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성되는 픽셀전극(Px)과, 상기 픽셀전극(Px)과 대향하는 공통전극(COM)을 포함한다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 공통전극(COM)이 터치 구동전극(Tx) 및 센싱전극(Rx)의 기능을 겸하므로, 이하의 설명에서는 필요에 따라 공통전극(COM), 터치 구동전극(Tx), 터치 센싱전극(Rx), 터치 구동전극(Tx) 겸용 공통전극(COM), 또는 터치 터치 센싱전극(Rx) 겸용 공통전극(COM)이라 칭하기로 한다.
상기 구성에서, 기판(SUB) 상에는 게이트 라인(GL) 및 터치 구동전극 연결배선(Tc11)이 서로 분리된 채 나란하게 형성되며, 그 상부에는 게이트 절연막(GI)이 형성된다. 게이트 절연막(GI) 상에서는 박막 트랜지스터(TFT)를 구성하는 활성층(A), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 형성된다.
즉, 박막 트랜지스터(TFT)는 기판(SUB) 상에 형성되는 게이트 라인(GL)으로부터 연장되는 게이트 전극(G)과, 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(G)을 커버하는 게이트 절연막(GI) 상에서 게이트 전극(G)과 대응하는 영역에 형성되는 활성층(A)과, 활성층(A)의 일부를 노출시키도록 게이트 절연막(GI) 상에 분리되어 형성되는 데이터 라인(DL)으로부터 연장되는 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함한다.
상기 실시예에서, 비록 박막 트랜지스터는 게이트 전극이 소스/드레인 전극의 하층에 형성되는 게이트 버텀 구조(gate bottom structrue)의 박막 트랜지스터를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 전극이 소스/드레인 영역의 상부에 형성되는 게이트 탑 구조(gate top structrue)의 박막 트랜지스터도 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 게이트 탑 구조(gate top structrue)의 박막 트랜지스터는 공지의 구성이므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)을 커버하는 제 1 보호막(PAS1)이 형성되고, 제 1 보호막(PAS) 상에는 평탄화를 위한 포토 아크릴 등의 유기 절연막(INS)이 형성된다. 유기 절연막(INS)에는 드레인 전극(D)의 일부분과 대응하는 위치의 제 1 보호막(PAS1)을 노출시키는 제 1 콘택홀(CH1)이 형성된다. 또한, 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1) 및 유기 절연막(INS)에는 터치 구동전극 연결배선(Tc11)을 노출시키는 제 2 콘택홀(CH2)이 형성된다.
유기 절연막(INS) 상에는 공통전극의 기능을 겸하는 터치 구동전극(Tx11)과 터치 센싱전극(Rx1)이 도 3에 도시된 바와 같이 형성된다. 터치 구동전극(Tx11)은 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 터치 구동전극 연결배선(Tc11)에 접속된다.
터치 센싱전극(Rx1) 상에는 터치 센싱전극(Rx1)의 배열방향(y축 방향)을 따라 터치 센싱전극(Rx1)과 접촉하는 터치 센싱전극 연결배선(RW1)이 형성된다. 이 때 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)이 데이터 라인(DL)과 중첩되도록 형성되면, 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)에 의해 개구율이 증가되지 않는 효과를 얻을 수 있다.
터치 구동전극(Tx11), 터치 센싱전극(Rx1) 및 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)이 형성된 유기 절연막(INS)의 전면 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성되며, 드레인 전극(D)의 일부분이 노출되도록 제 2 보호막(PAS2)과 제 1 보호막(PAS1)을 관통하는 제 3 콘택홀(CH3)이 형성된다.
제 3 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 제 3 콘택홀(CH3)을 통해 드레인 전극(D)과 연결되며, 터치 구동전극(Tx11) 및 터치 센싱전극(Rx1)과 중첩되도록 픽셀전극(Px)이 형성된다. 픽셀전극(Px)은 터치 구동전극(Tx11) 겸용 공통전극(COM) 및 터치 센싱전극(Rx1) 겸용 공통전극(COM) 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)을 포함한다. 따라서, 유기 절연층(INS) 상에 형성되는 터치 구동전극(Tx) 및 터치 센싱전극(Rx)은 슬릿이 없도록 형성되고, 제 2 보호층(PAS2) 상에 형성되는 픽셀전극(Px)은 슬릿(SL)을 갖도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 그룹들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)은 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44)에 각각 연결된 후, 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44)이 제 1 내지 제 4 터치 구동 라우팅 배선들(W1~TW4)에 의해 x축 방향으로 4개의 터치 구동라인을 형성하고, 터치 센싱전극들(Rx1~Rx8)은 y축 방향으로 터치 센싱라인을 형성하므로 서로 교차되는 구성을 갖게 된다. 따라서, 표시장치에 터치가 행해졌을 경우 터치 센싱라인과 터치 구동라인 사이에 상호 정전용량의 변화가 발생하게 되고, 이를 측정하여 상호 정전용량의 변화가 발생한 위치를 검출할 수 있게 된다.
다음으로, 도 4 및 도 7a 내지 도 8b를 참조하여, 공통전극(터치 구동전극 및 터치 센싱전극)이 픽셀전극의 상층에 형성되는 경우의 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 7a는 공통전극이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Ra를 도시한 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 8a는 공통전극이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 도 4에 도시된 영역 Rb를 도시한 도시한 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도이다.
이하의 설명에서도 설명의 단순화를 위해, 하나의 터치 구동전극(Tx11)의 일부 영역(Ra영역)과 하나의 터치 센싱전극(Rx1)의 일부 영역(Rb)에 대응하여 배치되는 하나의 픽셀전극(Px)을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4, 도 7 내 도 8b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB) 상에 서로 교차되도록 형성되는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과, 상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT)과, 인접한 2개의 게이트 라인들(GL)과 인접한 2개의 데이터 라인들(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성되는 픽셀전극(Px)과, 상기 픽셀전극(Px)과 대향하는 공통전극(COM)을 포함한다. 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 공통전극이 픽셀전극의 상부층에 형성된다는 점에서 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치와 다르다.
본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 있어서도 공통전극(COM)이 터치 구동전극(Tx) 및 센싱전극(Rx)의 기능을 겸하므로, 이하의 설명에서는 필요에 따라 공통전극(COM), 터치 구동전극(Tx), 터치 센싱전극(Rx), 터치 구동전극(Tx) 겸용 공통전극(COM), 또는 터치 터치 센싱전극(Rx) 겸용 공통전극(COM)이라 칭하기로 한다.
상기 구성에서, 기판(SUB) 상에는 게이트 라인(GL) 및 터치 구동전극 연결배선(Tc11)이 서로 분리된 채 나란하게 형성되며, 그 상부에는 게이트 절연막(GI)이 형성된다. 게이트 절연막(GI) 상에서는 박막 트랜지스터(TFT)를 구성하는 활성층(A), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 형성된다.
즉, 박막 트랜지스터(TFT)는 기판(SUB) 상에 형성되는 게이트 라인(GL)으로부터 연장되는 게이트 전극(G)과, 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(G)을 커버하는 게이트 절연막(GI) 상에서 게이트 전극(G)과 대응하는 영역에 형성되는 활성층(A)과, 활성층(A)의 일부를 노출시키도록 게이트 절연막(GI) 상에 분리되어 형성되는 데이터 라인(DL)으로부터 연장되는 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함한다.
상기 제 1 실시예의 변형예에서도 제 1 실시예와 마찬가지로 박막 트랜지스터는 게이트 버텀 구조(gate bottom structrue) 또는 게이트 탑 구조(gate top structrue)의 박막 트랜지스터일 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)을 커버하는 제 1 보호막(PAS1)이 형성되고, 제 1 보호막(PAS) 상에는 평탄화를 위한 포토 아크릴 등의 유기 절연막(INS)이 형성된다. 유기 절연막(INS)과 제 1 보호막(PAS1)에는 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키는 제 1 콘택홀(CH1)이 형성되다.
유기 절연막(INS) 상에는 픽셀전극(Px)이 도 4에 도시된 바와 같이 형성된다. 픽셀전극(Px)은 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)에 접속된다.
픽셀전극(Px)이 형성된 유기 절연막(INS) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다. 제 2 보호막(PAS) 상에는 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)이 데이터 라인(DL)을 따라 데이터 라인(DL)과 중첩되도록 형성된다. 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1), 유기 절연막(INS) 및 제 2 보호막(PAS2)에는 터치 구동전극 연결배선(Tc11)을 노출시키는 제 2 콘택홀(CH2)이 형성된다. 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 터치 구동전극(Tx)과 터치 센싱전극(Rx)이 도 4에 도시된 바와 같이 형성된다. 터치 구동전극(Tx)은 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 터치 구동전극 연결배선(Tc1)과 연결되고, 터치 센싱전극(Rx1)은 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)을 커버하도록 형성된다.
상술한, 본 발명의 제 1 실시예 및 그 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 각 터치 구동전극과 각 터치 센싱전극은 복수의 픽셀전극에 대응하도록 형성하고, 각 터치 구동전극 연결배선은 게이트 라인에 대응하고, 각 터치 센싱전극 연결배선은 데이터 라인에 대응하도록 형성된다. 따라서, 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들을 위한 복잡한 배선들을 간단하고 효율적으로 형성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 그룹들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)의 각 터치 구동전극들에 독립적인 터치 구동 연결배선이 연결되기 때문에, 예를 들면 각 터치 구동 연결배선의 두께나 면적 등을 조절하여 터치 구동전극이 어느 위치에 있던지 동일한 크기의 RC 지연값을 갖도록 할 수 있다. 따라서, 터치 인식 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 각 행의 터치 구동전극 그룹(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, 또는 Tx41~Tx44)을 절반으로 나누어 좌측 1/2의 터치 구동전극 그룹은(Tx11~Tx12, Tx21~Tx22, Tx31~Tx32, 또는 Tx41~Tx42)은 액티브 영역의 좌측으로 인출되는 제 1 내지 제 4 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc11~Tc12, Tc21~Tc22, Tc31~Tc32, 또는 Tc41~Tc42)에 연결시키고, 우측 1/2의 터치 구동전극 그룹(Tx13~Tx14, Tx23~Tx24, Tx33~Tx34, 또는 Tx43~Tx44)은 액티브 영역의 우측으로 인출되는 제 1 내지 제 4 우측 터치 구동전극 연결배선(Tc13~Tc14, Tc23~Tc24, Tc33~Tc34, 또는 Tc43~Tc44)에 연결시킨다.
제 1 내지 제 4 좌측 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc12, Tc21~Tc22, Tc31~Tc32, 또는 Tc41~Tc42)은 각각 1 내지 제 4 좌측 터치 구동 라우팅 배선(TWL1~TWL41)를 통해 제 1 내지 제 4 좌측 터치 구동패드(TPL1~TPL4)에 연결된다. 또한, 제 1 내지 제 4 우측 터치 구동전극 연결배선들(Tc13~Tc14, Tc23~Tc24, Tc33~Tc34, 또는 Tc43~Tc44)은 각각 1 내지 제 4 우측 터치 구동 라우팅 배선(TWR1~TWR41)를 통해 제 1 내지 제 4 우측 터치 구동패드(TPR1~TPR4)에 연결된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 나머지 구성은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치와 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 더 이상의 설명은 생략한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 전체 터치 구동전극들의 좌측과 우측에 각각 배치된 제 1 내지 제 4 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc11~Tc12, Tc21~Tc22, Tc31~Tc32, 또는 Tc41~Tc42))과 제 1 내지 제 4 우측 터치 구동전극 연결배선(Tc13~Tc14, Tc23~Tc24, Tc33~Tc34, 또는 Tc43~Tc44)을 통해 양쪽에서 동시에 터치 구동전압을 공급할 수 있게 되므로 터치 구동신호의 감쇄없이 터치 구동전압을 터치 구동전극들에 공급할 수 있게 된다. 따라서, 터치 인식 정밀도를 보다 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 10을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44) 간의 길이 차에 의해 해당하는 만큼 제 1 내지 제 4 더미 배선들(Td11~Td13, Td21~Td23, Td31~Td33, Td41~Td43)이 형성되는 점을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치와 기본 구성은 동일하다.
구체적으로, 제 1 더미배선들(Td11~Td13)의 제 1-1 더미 배선(Td11)은 제 1-1 터치 구동전극 연결배선(Tc11)로부터 연장되며, 제 1-4 터치 구동전극 연결배선(Tc14)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 1-1 내지 제 1-4 터치 구동전극들(Tx11~Tx14)과 중첩되도록 형성된다. 제 1-2 더미 배선(Td12)은 제 1-2 터치 구동전극 연결배선(Tc12)로부터 연장되며, 제 1-4 터치 구동전극 연결배선(Tc14)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 1-2 내지 제 1-4 터치 구동전극들(Tx12~Tx14)과 중첩되도록 형성된다. 제 1-3 더미 배선(Td13)은 제 1-3 터치 구동전극 연결배선(Tc13)으로부터 연장되며, 제 1-4 터치 구동전극 연결배선(Tc14)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 1-3 내지 제 1-4 터치 구동전극들(Tx13~Tx14)과 중첩되도록 형성된다.
제 2 더미배선들(Td21~Td23)의 제 2-1 더미 배선(Td21)은 제 2-1 터치 구동전극 연결배선(Tc21)로부터 연장되며, 제 2-4 터치 구동전극 연결배선(Tc24)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 2-1 내지 제 2-4 터치 구동전극들(Tx21~Tx24)과 중첩되도록 형성된다. 제 2-2 더미 배선(Td22)은 제 2-2 터치 구동전극 연결배선(Tc22)로부터 연장되며, 제 2-4 터치 구동전극 연결배선(Tc24)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 2-2 내지 제 2-4 터치 구동전극들(Tx22~Tx24)과 중첩되도록 형성된다. 제 2-3 더미 배선(Td23)은 제 2-3 터치 구동전극 연결배선(Tc23)으로부터 연장되며, 제 2-4 터치 구동전극 연결배선(Tc24)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 2-3 내지 제 2-4 터치 구동전극들(Tx23~Tx24)과 중첩되도록 형성된다.
제 3 더미배선들(Td31~Td33)의 제 3-1 더미 배선(Td31)은 제 3-1 터치 구동전극 연결배선(Tc31)로부터 연장되며, 제 3-4 터치 구동전극 연결배선(Tc34)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 3-1 내지 제 3-4 터치 구동전극들(Tx31~Tx34)과 중첩되도록 형성된다. 제 3-2 더미 배선(Td32)은 제 3-2 터치 구동전극 연결배선(Tc32)로부터 연장되며, 제 3-4 터치 구동전극 연결배선(Tc34)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 3-2 내지 제 3-4 터치 구동전극들(Tx32~Tx34)과 중첩되도록 형성된다. 제 3-3 더미 배선(Td33)은 제 3-3 터치 구동전극 연결배선(Tc33)으로부터 연장되며, 제 3-4 터치 구동전극 연결배선(Tc34)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 3-3 내지 제 3-4 터치 구동전극들(Tx33~Tx34)과 중첩되도록 형성된다.
제 4 더미배선들(Td41~Td43)의 제 4-1 더미 배선(Td41)은 제 4-1 터치 구동전극 연결배선(Tc41)로부터 연장되며, 제 4-4 터치 구동전극 연결배선(Tc34)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 4-1 내지 제 4-4 터치 구동전극들(Tx41~Tx44)과 중첩되도록 형성된다. 제 4-2 더미 배선(Td42)은 제 4-2 터치 구동전극 연결배선(Tc42)로부터 연장되며, 제 4-4 터치 구동전극 연결배선(Tc44)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 4-2 내지 제 4-4 터치 구동전극들(Tx42~Tx44)과 중첩되도록 형성된다. 제 4-3 더미 배선(Td43)은 제 4-3 터치 구동전극 연결배선(Tc43)으로부터 연장되며, 제 4-4 터치 구동전극 연결배선(Tc44)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 4-3 내지 제 4-4 터치 구동전극들(Tx33~Tx34)과 중첩되도록 형성된다.
본 발명의 제 3 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 나머지 구성은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치와 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 더 이상의 설명은 생략한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 더미 배선들에 의해 이웃하는 터치 구동전극 연결배선들 사이의 상호 정전용량값이 어느 위치에서나 동일한 값을 유지할 수 있다. 따라서, 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 비해 터치 인식 정밀도를 보다 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 11을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선들(Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44) 간의 길이 차에 의해 해당하는 만큼 제 1 내지 제 4 더미 배선들(Td11, Td13; Td21, Td23; Td31, Td33; Td41, Td43)이 형성되는 점을 제외하고는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치와 기본 구성은 동일하다.
구체적으로, 제 1 더미배선들(Td11, Td13)의 제 1-1 더미 배선(Td11)은 제 1-1 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc11)로부터 연장되며, 제 1-2 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc12)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 1-1 및 제 1-2 터치 구동전극들(Tx11, Tx12)과 중첩되도록 형성된다. 제 1-2 더미 배선(Td13)은 우측 제 1-3 터치 구동전극 연결배선(Tc13)으로부터 연장되며, 제 1-4 터치 구동전극 연결배선(Tc14)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 1-3 내지 제 1-4 터치 구동전극들(Tx13, Tx14)과 중첩되도록 형성된다.
제 2-1 더미 배선(Td21)은 제 2-1 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc21)으로부터 연장되며, 제 2-2 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc22)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 2-1 및 제 2-2 터치 구동전극들(Tx21, Tx22)과 중첩되도록 형성된다. 제 2-2 더미 배선(Td13)은 우측 제 2-3 터치 구동전극 연결배선(Tc23)으로부터 연장되며, 제 2-4 터치 구동전극 연결배선(Tc24)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 2-3 내지 제 2-4 터치 구동전극들(Tx13, Tx14)과 중첩되도록 형성된다.
제 3-1 더미 배선(Td31)은 제 3-1 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc31)으로부터 연장되며, 제 3-2 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc32)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 3-1 및 제 3-2 터치 구동전극들(Tx31, Tx32)과 중첩되도록 형성된다. 제 3-2 더미 배선(Td33)은 우측 제 3-3 터치 구동전극 연결배선(Tc33)으로부터 연장되며, 제 3-4 터치 구동전극 연결배선(Tc34)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 3-3 내지 제 3-4 터치 구동전극들(Tx13, Tx14)과 중첩되도록 형성된다.
제 4-1 더미 배선(Td41)은 제 4-1 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc41)으로부터 연장되며, 제 4-2 좌측 터치 구동전극 연결배선(Tc42)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 4-1 및 제 4-2 터치 구동전극들(Tx41, Tx42)과 중첩되도록 형성된다. 제 4-2 더미 배선(Td43)은 우측 제 4-3 터치 구동전극 연결배선(Tc43)으로부터 연장되며, 제 4-4 터치 구동전극 연결배선(Tc44)의 끝단에 대응하는 위치까지 제 4-3 내지 제 4-4 터치 구동전극들(Tx43, Tx44)과 중첩되도록 형성된다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 나머지 구성은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치와 동일하므로 설명의 중복을 피하기 위해 더 이상의 설명은 생략한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 더미 배선들에 의해 이웃하는 터치 구동전극 연결배선들 사이의 상호 정전용량값이 어느 위치에서나 동일한 값을 유지할 수 있다. 따라서, 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 비해 터치 인식 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 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 제 1 내지 제 4 실시예의 설명에서는 박막 트랜지스터 보호를 위한 제 1 보호막과 평탄화를 위한 유기 절연막을 별도로 형성하는 것으로 설명하였으나, 제 1 보호막 또는 유기 절연막의 어느 하나로 두가지 기능을 달성할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 발명의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44 : 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 그룹
Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44 : 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선
TW1~TW4 : 제 1 내지 제 4 터치 구동 라우팅 배선
TP1~TP4 : 제 1 내지 제 4 터치 구동 패드
Rx1~Rx3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극
Rc1~Rc3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선
RW1~RW3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱 라우팅 배선
RP1~RP3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱 패드
Tc11~Tc14, Tc21~Tc24, Tc31~Tc34, Tc41~Tc44 : 제 1 내지 제 4 터치 구동전극 연결배선
TW1~TW4 : 제 1 내지 제 4 터치 구동 라우팅 배선
TP1~TP4 : 제 1 내지 제 4 터치 구동 패드
Rx1~Rx3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극
Rc1~Rc3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱전극 연결배선
RW1~RW3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱 라우팅 배선
RP1~RP3 : 제 1 내지 제 3 터치 센싱 패드
Claims (11)
- 서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들;
상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들;
액티브 영역에서 상기 복수의 픽셀전극들과 중첩되도록 형성되며, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 분할된 제 1 전극들을 포함하는 복수의 전극 그룹들과, 상기 제 2 방향으로 배열되는 제 1 전극들을 사이에 두고 상기 제 2 방향으로 나란하게 분할된 복수의 제 2 전극들을 포함하는 복수의 공통전극들;
상기 복수의 전극 그룹들 중 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들 중 어느 하나에만 각각 연결되며, 서로 나란하게 배열되는 복수의 제 1 전극 연결배선들; 및
상기 공통전극들이 형성된 상기 액티브 영역의 외측에서 상기 복수의 제 1 전극 연결배선들을 서로 연결하는 제 1 라우팅 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 제 2 전극들의 각각에 그 배열방향을 따라 직접 접촉하도록 형성되는 제 2 전극 연결배선들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극 연결배선들의 길이는 서로 다른 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 전극 연결배선들 중 다른 것에 비해 길이가 짧은 제 1 전극 연결배선으로부터 연장되어 상기 길이가 짧은 제 1 전극 연결배선보다 길이가 긴 제 1 전극 연결배선의 끝단에 대응하는 위치까지 연장되는 더미 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 전극 연결배선들은 게이트 라인들과 함께 기판 상에 형성되며, 상기 게이트 라인과 분리된 상태로 상기 게이트 라인에 인접하여 배치되고,
상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들의 각각은 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터를 커버하는 제 1 보호막 상에 형성되며,
상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들의 각각은 게이트 라인을 커버하는 게이트 절연막과 상기 제 1 보호막을 관통하는 제 1 콘택홀을 통해 노출되는 상기 제 1 전극 연결배선과 접속되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 복수의 제 2 전극들은 상기 제 1 보호막 상에 형성되며, 상기 제 2 전극 연결배선들의 각각은 상기 복수의 제 2 전극들 각각의 표면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 복수의 픽셀들은 상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들과 상기 복수의 제 2 전극들을 커버하는 제 2 보호막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 전극 연결배선들의 각각은 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 전극 연결배선들은 게이트 라인들과 함께 기판 상에 형성되며, 상기 게이트 라인과 분리된 상태로 상기 게이트 라인에 인접하여 배치되고,
상기 픽셀전극들의 각각은 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터를 커버하는 제 1 보호막 상에 형성되며,
상기 제 1 방향으로 배열되는 1 라인분의 제 1 전극그룹에 속하는 제 1 전극들의 각각은, 상기 픽셀전극들을 커버하는 제 2 보호막 상에 형성되며, 상기 게이트 라인을 커버하는 게이트 절연막과 상기 제 1 및 제 2 보호막들을 관통하는 제 2 콘택홀을 통해 노출되는 상기 제 1 전극 연결배선과 접속되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 복수의 제 2 전극 연결배선들의 각각은 상기 제 2 보호막 상에서 상기 데이터 라인과 중첩되도록 형성되며, 상기 제 2 전극은 상기 제 2 전극 연결배선들을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
Priority Applications (6)
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