JP2015082112A - タッチセンサ一体型表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザのタッチを認識できるタッチセンサ一体型表示装置を提供する。【解決手段】本発明のタッチセンサ一体型表示装置は、互いに交差するように形成される複数のゲートライン及び複数のデータラインと、前記複数のゲートラインとデータラインとの交差により画定される領域内に各々形成される複数のピクセル電極と、前記ピクセル電極と少なくとも一部分が重なるように形成され、前記データラインと並べて形成される複数の第1電極と、前記ゲートラインを間に置いて互いに隣接するピクセル電極の間で前記ゲートラインと並べて形成される複数の第2電極とを備え、前記データラインを間に置いて配置された複数の第1電極により形成される空間には、前記第2電極から延びる遮蔽部が形成されることを特徴とする。【選択図】図3

Description

本発明は、ユーザのタッチを認識できるタッチセンサ一体型表示装置に関する。
最近、キーボード、マウス、トラックボール、ジョイスティック、デジタイザ(digitizer)などの多様な入力装置(input device)がユーザと家電機器または各種情報通信機器との間のインタフェースを構成するために使用されている。しかしながら、上述したような入力装置を使用することは、使い方を身に付けなければならず、空間を占める等の不便を引き起こすという問題点があった。したがって、便利ながらも簡単でかつ誤作動を減少させうる入力装置に対する要求が増加しつつある。このような要求によってユーザが指やペン等で画面と直接接触して情報を入力するタッチセンサ(touch sensor)が提案された。
タッチセンサは、簡単でかつ誤作動が少なく、別の入力機器を使用しなくても入力が可能だけでなく、ユーザが画面に表示される内容を利用して迅速かつ容易に操作できるという便利性のため、多様な表示装置に採用されている。
タッチセンサは、構造によって上板付着型(add−on type)と上板一体型(on−cell type)とに分けられる。上板付着型は、表示装置とタッチセンサとが形成されたタッチパネルを個別的に製造した後に、表示装置の上板にタッチパネルを付着する方式である。上板一体型は、表示装置の上部ガラス基板の表面にタッチセンサを直接形成する方式である。
上板付着型は、表示装置上に完成されたタッチパネルが載置して装着される構造であって、厚さが厚く、表示装置の明るさが暗くなって視認性が低下するという問題がある。
一方、上板一体型の場合、表示装置の上面に別途のタッチセンサが形成された構造であって、上板付着型より厚さを減らすことができるが、依然としてタッチセンサを構成する駆動電極層とセンシング電極層及びこれらを絶縁させるための絶縁層のため、全体厚が増加し、工数が増加して、製造コストが増加するという問題点があった。
そのため、このような従来技術による問題点を解決できるという表示装置の必要性が台頭した。
本発明は、上述した従来の問題点を解消するためのものであって、表示装置のタッチを認識するためのタッチ駆動電極及びタッチセンシング電極を表示装置構成要素と兼用するようにすることによって、厚さを低減し、工数を減らすことができるタッチセンサ一体型表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、タッチ駆動電極とタッチセンシング電極との間の相互静電容量を増加させることによって、向上したタッチ感度を有するタッチセンサ一体型表示装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成すべく、本発明の第1特徴によるタッチセンサ一体型表示装置は、互いに交差するように形成される複数のゲートライン及び複数のデータラインと、前記複数のゲートラインとデータラインとの交差により画定される領域内に各々形成される複数のピクセル電極と、前記ピクセル電極と少なくとも一部分が重なるように形成され、前記データラインと並べて形成される複数の第1電極と、前記ゲートラインを間に置いて互いに隣接するピクセル電極の間で前記ゲートラインと並べて形成される複数の第2電極とを備え、前記データラインを間に置いて配置された複数の第1電極により形成される空間には、前記第2電極から延びる遮蔽部が形成されることを特徴とする。
上記目的を達成すべく、本発明の第2特徴によるタッチセンサ一体型表示装置は、互いに交差するように形成される複数のゲートライン及び複数のデータラインと、前記複数のゲートラインとデータラインとの交差により画定される領域内に各々形成される複数のピクセル電極と、前記ゲートラインを間に置いて互いに隣接するピクセル電極の間で前記ゲートラインと並べて形成される複数の第1電極と、前記ピクセル電極と少なくとも一部分が重なるように形成され、前記データラインと並べて形成される複数の第2電極とを備え、前記データラインを間に置いて配置された複数の第2電極により形成される空間には、前記第1電極から延びる遮蔽部が形成されることを特徴とする。
本発明に係るタッチセンサ一体型表示装置によれば、表示装置の単位ピクセル電極、ゲートライン及びデータラインの設計に対応してタッチセンサを構成するタッチ駆動電極、タッチセンシング電極及び配線関係を容易に設計できる効果を得ることができる。
また、タッチ駆動電極とタッチセンシング電極とを単位ピクセル電極に基づいて形成すると、その数を顕著に増加させることができるから、これらの間の相互静電容量の増加によりタッチ感度を向上させうる効果を得ることができる。
また、分割された共通電極の間の空間にタッチ電極から延びる遮蔽部が配置されて、データラインと共通電極との間に形成される電界を遮断することによって、データラインと共通電極(または、ピクセル電極)との間に形成される電界により発生する液晶の挙動による光漏れを防止できるという効果を得ることができる。
本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置を概略的に示すブロック図である。 図1に示す表示装置を概略的に示す一部分解斜視図である。 本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置のタッチ駆動電極とタッチセンシング電極との関係を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置の一部分を示す平面図である。 図4Aに示すI−I’線及びII−II’線に沿う断面図である。 本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置のタッチ駆動電極とタッチセンシング電極との関係を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置の一部分を示す平面図である。 図7Aに示すI−I’線及びII−II’線に沿う断面図である。 本発明の第1及び第2の実施の形態の領域R1とR2に配置されるタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極の多様な例を示す平面図である。 本発明の第1及び第2の実施の形態の領域R1とR2に配置されるタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極の多様な例を示す平面図である。 本発明の第1及び第2の実施の形態の領域R1とR2に配置されるタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極の多様な例を示す平面図である。 本発明の第1及び第2の実施の形態の領域R1とR2に配置されるタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極の多様な例を示す平面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に係る好ましい実施の形態を詳細に説明する。明細書全体にわたって同じ参照番号は、実質的に同じ構成要素を意味する。
まず、図1ないし図3を参照して、本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置を概略的に示すブロック図、図2は、図1に示す表示装置を概略的に示す一部分解斜視図、図3は、図1に示す本発明の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置のタッチ駆動電極とタッチセンシング電極との関係を示す概略ブロック図である。
以下の説明では、タッチセンサ一体型表示装置の一例としてタッチセンサ一体型液晶表示装置を例に挙げて具体的に説明する。
図1及び図2に示すように、本発明の実施の形態に係るタッチセンサ一体型液晶表示装置は、液晶表示パネルLCP、ホストコントローラー10、タイミングコントローラー11、データ駆動部12、ゲート駆動部13、電源供給部15、タッチ認識プロセッサ17を備える。
液晶表示パネルLCPは、液晶層(図示せず)を間に置いて形成されるカラーフィルターアレイCFAと薄膜トランジスタアレイTFTAとを備える。
薄膜トランジスタアレイTFTAは、第1基板SUB1上に第1方向(例えば、x方向)に並べて形成された複数のゲートラインG1,G2,・・・,Gm、前記複数のゲートラインG1,G2,・・・,Gmと互いに交差するように第2方向(例えば、y方向)に並べて形成されたデータラインD1,D2,・・・,Dn、前記ゲートラインG1,G2,・・・,GmとデータラインD1,D2,・・・,Dnとが交差する領域に形成される薄膜トランジスタTFT、液晶セルにデータ電圧を充電させるための複数のピクセル電極Px及び前記複数のピクセル電極Pxと対向するように配置された共通電極COMを備える。
カラーフィルターアレイCFAは、第2基板SUB2上に形成されるブラックマトリクスス及びカラーフィルター(図示せず)を備える。液晶表示パネルLCPの第1基板SUB1と第2基板SUB2の外面には、それぞれ偏光板POL1、POL2が付着され、液晶と接する第1及び第2基板SUB1、SUB2の内面には、液晶のプレチルト角(pretilt angle)を設定するための配向膜(図示せず)がそれぞれ形成される。液晶表示パネルLCPのカラーフィルターアレイCFAと薄膜トランジスタアレイTFTAとの間には、液晶セルのセルギャップ(cell gap)を維持するためのカラムスペーサ(column spacer)が形成される。
バックライトユニット(図示せず)は、薄膜トランジスタアレイTFTAの下に配置される。バックライトユニットは、多数の光源を含み、薄膜トランジスタアレイTFTAとカラーフィルターアレイCFAとに均一に光を照射する。バックライトユニットは、直下型(direct type)バックライトユニットまたはエッジ型(edge type)バックライトユニットにより具現化されることができる。バックライトユニットの光源は、HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp)、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)、EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)、LED(Light Emitting Diode)のうちの何れか一つまたは二種類以上の光源を含む。
一方、共通電極COMは、TN(Twisted Nematic)モードとVA(Vertical Alignment)モードのような垂直電界駆動方式で第2基板SUB2に形成され、IPS(In Plane Switching)モードとFFS(Fringe Field Switching)モードのような水平電界駆動方式では、ピクセル電極Pxと共に第1基板SUB1上に形成される。以下の本発明の実施の形態の説明では、水平電界駆動方式を例に挙げて説明する。
図3は、本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置の共通電極兼用タッチ駆動電極とタッチセンシング電極との関係を概略的に示す平面図である。
図3に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置の共通電極COMは、第1方向(例えば、x軸方向)と第2方向(例えば、y軸方向)とに分割される複数の電極Tx11,Tx12,Tx21,Tx22,・・・,Tx81,Tx82からなる。これらの複数の電極のうち、y軸方向には、互いに接続して複数の列を構成する電極は、タッチセンサを構成する複数のタッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82としての機能を兼ねる。
これをさらに具体的に説明すれば、複数のタッチ駆動電極Tx11,Tx12,Tx21,Tx22,・・・,Tx81,Tx82のうち、y軸方向に接続した第1番目の列の第1タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81は、隣接する第1タッチ駆動電極が少なくとも一つの接続部Tcにより互いに接続されるように形成される。第1タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81上には、抵抗削減のための第1抵抗削減配線TxW1,TxW2,TxW3が形成される。y軸方向に接続した第2番目の列の第2タッチ駆動電極Tx12,Tx22,・・・,Tx82もまた少なくとも一つの接続部Tcにより互いに接続されるように形成される。第2タッチ駆動電極Tx12,Tx22,・・・,Tx82上にも抵抗削減のための第2抵抗削減配線TxW4,TxW5,TxW6が形成される。第1及び第2抵抗削減配線TxW1〜TxW3,TxW4〜TxW6は、第1ルーチング配線TL1,TL2を介して電源部15にそれぞれ接続される。
図3の実施の形態では、タッチ駆動電極が2個のタッチ駆動ラインからなる構成の例、すなわち、第1タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81と第1抵抗削減配線TxW1,TxW2,TxW3によりなる第1タッチ駆動ラインTx11,Tx21,・・・,Tx81,TxW1,TxW2,TxW3と、第2タッチ駆動電極Tx12,Tx22,・・・,Tx82と第2抵抗削減配線TxW4,TxW5,TxW6からなる第2タッチ駆動ラインTx12,Tx22,・・・,Tx82,TxW4,TxW5,TxW6の例を示している。
第1及び第2タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82には、タッチ駆動時には、電源供給部15を介してタッチ駆動電圧Vtspが供給され、ディスプレイ駆動時には、電源供給部15を介して共通電圧Vcomが供給される。したがって、第1及び第2タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82は、タッチ駆動電圧Vtspが印加される時には、タッチ駆動電極としての機能を果たし、共通電圧Vcomが印加される時には、共通電極としての機能を果たす。
上述した本発明の第1の実施の形態では、第1タッチ駆動ラインTx11,Tx21,・・・,Tx81,TxW1,TxW2,TxW3を形成するために、3個の第1抵抗削減配線TxW1,TxW2,TxW3が使用され、第2タッチ駆動ラインTx12,Tx22,・・・,Tx82,TxW4,TxW5,TxW6を形成するために、3個の第2抵抗削減配線TxW4,TxW5,TxW6が使用される場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、各々のタッチ駆動ラインを形成するために、一つまたは二つの抵抗削減配線が利用されるか、4個またはそれ以上の抵抗削減配線が利用されても良い。
一方、タッチセンサを構成するタッチセンシング電極Rx1,Rx2,・・・,Rx8は、タッチ駆動電極Tx11,Tx12とTx21,Tx22;Tx21,Tx22とTx31,Tx32;Tx31,Tx32とTx41,Tx42;Tx41,Tx42とTx51,Tx52;Tx51,Tx52とTx61,Tx62;Tx61,Tx62とTx71,Tx72;Tx71,Tx72とTx81,Tx82の間で第1及び第2抵抗削減配線TxW1,TxW2,TxW3;TxW4,TxW5,TxW6と交差するように第1方向(例えば、x軸方向)に配列される。タッチセンシング電極Rx1,Rx2,・・・,Rx8のそれぞれは、分割された第1及び第2タッチ駆動電極Tx11とTx12;Tx21とTx22;Tx31とTx32;Tx41とTx42;Tx51とTx52;Tx61とTx62;Tx71とTx72;Tx81とTx82の間に延びる遮蔽部RxS1をさらに備える。このような構成によって、隣接した第1タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81と第2タッチ駆動電極Tx12,Tx22,・・・,Tx82との間の空間には、タッチセンシング電極Rx1,Rx2,・・・,Rx8からそれぞれ延びる複数の遮蔽部RxS1が配置される。
タッチセンシング電極Rx1,Rx2,・・・,Rx8にも抵抗削減のための抵抗削減配線RxW1,RxW2、…RxW8がそれぞれ形成される。図3には、抵抗削減配線RxW1,RxW2,・・・,RxW8が遮蔽部RxS1には形成されないと示されているが、抵抗削減のためには、遮蔽部RxS1にも抵抗削減配線がそれぞれ形成されることが好ましい。また、タッチセンシング電極Rx1,Rx2,・・・,Rx8は、互いに分離されているが、タッチセンシング電極とそれぞれ接触する第3ないし第6抵抗削減配線RxW1〜RxW4と第7ないし第10抵抗削減配線RxW5〜RxW7により4個の単位でグループ化して第1タッチセンシングラインRx1〜Rx4,RxW1〜RxW4と第2タッチセンシングラインRx5〜Rx8,RxW5〜RxW8を構成する。第1タッチセンシングラインRx1〜Rx4,RxW1〜RxW4及び第2タッチセンシングラインRx5〜Rx8,RxW5〜RxW8は、第2ルーチング配線RL1,RL2を介してタッチ認識プロセッサ17に接続される。
タッチセンシング電極Rx1〜Rx8は、タッチ認識プロセッサ17に接続され、タッチ認識プロセッサ17がタッチ前後の静電容量の変化を測定してタッチ位置を検出できるようにする。
本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサは、上述したように第1及び第2タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82とタッチセンシング電極Rx1,Rx2,・・・,Rx8とからなり、タッチ認識のための単位タッチ認識ブロックは、第1及び第2抵抗削減配線と第3及び第4抵抗削減配線を利用して、複数のタッチ駆動電極と複数のタッチセンシング電極を適切にグループ化して形成できる。図3に示す例では、8個のタッチセンシング電極Rx1〜Rx8と16個のタッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82によりそれぞれ形成される4個の単位タッチ認識ブロックTU11,TU12,TU21,TU22の例が示されている。
これをさらに具体的に説明すれば、第1タッチ認識ブロックTU11は、互いに接続された第1タッチ駆動電極Tx11,Tx21,Tx31,Tx41と第1タッチセンシング電極Rx1,Rx2,Rx3,Rx4により形成され、第2タッチ認識ブロックTU12は、互いに接続された第2タッチ駆動電極Tx12,Tx22,Tx32,Tx42と第1タッチセンシング電極Rx1,Rx2,Rx3,Rx4により形成され、第3タッチ認識ブロックTU21は、互いに接続された第3タッチ駆動電極Tx51,Tx61,Tx71,Tx81と第2タッチセンシング電極Rx5,Rx6,Rx7,Rx8により形成され、第4タッチ認識ブロックTU22は、互いに接続された第4タッチ駆動電極Tx52,Tx62,Tx72,Tx82と第2タッチセンシング電極Rx5,Rx6,Rx7,Rx8とにより形成される。
以上説明したタッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82は、全て共通電極COMとしての機能を兼ねており、水平電界方式の表示装置において、これらは、ピクセル電極Pxと共に薄膜トランジスタアレイTFTAの第1基板SUB1に形成され、ピクセル電極Pxは、ゲートラインG1〜GmとデータラインD1〜Dnとの交差により画定される領域に形成される。
一方、共通電極COMとしての機能を兼ねるタッチ駆動電極Tx11,Tx12,Tx21,Tx22,・・・,Tx81,Tx82は、単位ピクセル電極(色を表示するために必要な複数のサブピクセル)と1:1に対応して形成されたり、またはタッチ駆動電極1個当りのn(nは、2以上の自然数)個の関係で形成される。
上述したように、本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置において、タッチ駆動電極と単位ピクセル電極とは、1:1、または1:nの対応関係を有するように形成される。また、第1及び第2抵抗削減配線TxW1,TxW2,TxW3;TxW4,TxW5,TxW6は、データラインD1〜Dnと1:1に対応して形成されるか、またはデータラインn個当たり一つの関係で形成される。また、タッチセンシング電極Rx1〜Rx8は、ゲートラインと1:1に対応して形成されるか、またはゲートラインn個当たり一つの関係で形成される。
従って、上述した本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置の構成によれば、表示装置の単位ピクセル電極、ゲートライン及びデータラインの設計に対応してタッチセンサを構成するタッチ駆動電極、タッチセンシング電極及び配線関係を容易に設計できる効果を得ることができる。また、タッチ駆動電極とタッチセンシング電極とを単位ピクセル電極に基づいて形成すると、その数を顕著に増加させることができ、これらの間の相互静電容量の増加によりタッチ感度を向上させうる効果を得ることができる。また、分割された共通電極の間、すなわち第1及び第2タッチ駆動電極の間の空間にタッチセンシング電極から延びる遮蔽部が配置されて、データラインと共通電極(タッチ駆動電極)との間に形成される電界を遮断することによって、データラインと共通電極(または、ピクセル電極)との間に形成される電界により発生する液晶の挙動による光漏れを防止できる効果を得ることができる。
次に、図4A及び図4Bを参照して、本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置について、さらに具体的に説明する。
図4A及び図4Bに示すように、本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置は、薄膜トランジスタアレイTFTAの基板SUB1上に互いに交差するように形成されるゲートラインGL及びデータラインDLと、前記ゲートラインGLとデータラインDLとの交差領域に形成される薄膜トランジスタTFTと、ゲートラインGLとデータラインDLとの交差により画定される領域に形成されるピクセル電極Pxと、前記ピクセル電極Pxと対向する共通電極COMとを備える。本発明の第1の実施の形態では、共通電極COMがタッチ駆動電極Txの機能を兼ねるので、以下の説明では、必要によって共通電極COM、タッチ駆動電極Tx、共通電極兼用タッチ駆動電極Tx、またはタッチ駆動電極兼用共通電極COMと称することにする。
前記構成において、薄膜トランジスタTFTは、ゲートラインGLから延びるゲート電極Gと、ゲートラインGL及びゲート電極Gをカバーするゲート絶縁層GI上においてゲート電極Gと対応する領域に形成される活性層Aと、活性層Aをカバーする第1保護膜PAS1上に形成されるデータラインDLと、このデータラインDLから延びるソース電極Sと、ソース電極Sと対向するように形成されるドレイン電極Dとを備える。
前記実施の形態において、薄膜トランジスタは、ゲート電極がソース/ドレイン電極の下層に形成されるゲートボトム構造(gate bottom structrue)の薄膜トランジスタを例に挙げて説明しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、ゲート電極がソース/ドレイン領域の上部に形成されるゲートトップ構造(gate top structrue)の薄膜トランジスタも含むと理解しなければならない。ゲートトップ構造の薄膜トランジスタは、公知の構成であるから、それについての詳細な説明は省略する。
薄膜トランジスタTFTとデータラインDLとをカバーする第1保護膜PAS1上には、タッチ駆動電極Txの機能を兼ねる共通電極COMが形成される。図4A及び図4Bに示す実施の形態において、タッチ駆動電極Txは、3個のサブピクセルPxからなる単位ピクセルに対応して一つが形成される例を挙げているが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、単位ピクセルは、色の具現のために必要な赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、青色サブピクセル、白色サブピクセルを含む4個のサブピクセルであっても良く、混合して色を具現できればその数に特に制限があるものではない。また、タッチ駆動電極Txは、n個のサブピクセル当たり一つの関係またはn個の単位ピクセル当たり一つの関係を有するように形成されることもできる。
タッチ駆動電極Tx上には、タッチ駆動電極が接続する方向(y軸方向)に第1及び第2抵抗削減配線(以下、駆動電極抵抗削減配線TxWとする)が形成されて、タッチ駆動電極T11,T21,・・・,,T81;T12,T22,・・・,,T82の抵抗を削減する。
駆動電極抵抗削減配線TxWとタッチ駆動電極Txとが形成された第1保護膜PAS1の前面上には、第2保護膜PAS2が形成され、ドレイン電極Dの一部分が露出するように第1保護膜PAS1と第2保護膜PAS2とを貫通する第1及び第2コンタクトホールCH1、CH2が形成される。
第1及び第2コンタクトホールCH1、CH2が形成された第2保護膜PAS2上には、ゲートラインGLと並んだ方向(x軸方向)に第3及び第4抵抗削減配線(以下、センシング電極抵抗削減配線RxWとする)が形成される。センシング電極抵抗削減配線RxWが形成された第2保護膜PAS2上には、データラインDLとゲートラインGLとの交差により画定されるピクセル領域内に各々ピクセル電極Pxが形成され、また、上下に互いに隣接するピクセル電極Pxの間にセンシング電極抵抗削減配線RxWをカバーするようにゲートラインGLと平行にタッチセンシング電極Rxが形成される。タッチセンシング電極Rxは、分割されたタッチ駆動電極Tx、Txの間の空間に配置され、データラインDLと重なった状態でデータラインDLに沿って延びる遮蔽部RxS1を備える。このような構成によって、遮蔽部RxS1は、タッチ駆動電極Txと異なる層に形成されるが、ピクセル電極Px、Pxとは同じ層に隣接するピクセル電極Px、Px間に配置される。
本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置では、図4A及び図4Bに示すように、第1保護層PAS1上に形成されるタッチ駆動電極Txは、スリットがないように形成され、第2保護層PAS2上に形成されるピクセル電極Pxは、スリットSLを有するように形成される。
図4A及び図4Bに示された実施の形態において、第1保護膜PAS1上にタッチ駆動電極Txが形成され、第2保護膜PAS2PAS2上にはピクセル電極Pxが形成されているが、本発明はこれに限定さされているわけではなく、例えば、第1保護膜PAS1上にピクセル電極Pxが形成され、第2保護膜PAS2上にはタッチ駆動電極Txが形成されることもある。この場合、タッチ駆動電極Txは、スリットを有するように形成され、ピクセル電極Pxは、スリットSLを有しないように形成することができる。
上述した構成では、データラインDLと重なる位置にタッチセンシング電極Rxから延びる遮蔽部RxS1が形成される。したがって、データラインDLとタッチ駆動電極(共通電極)Txとの間に形成される電界、またはデータラインDLとピクセル電極Pxとの間に形成される電界が遮蔽部により遮蔽されて、ディスプレイ駆動時に液晶の挙動に影響を及ぼさないようになるので、分割された共通電極、すなわちタッチ駆動電極間の空間を通じて光が漏れる光漏れ現象を防止できる効果を得ることができる。
図1及び図2を再度参照すると、ゲート駆動部13は、タイミングコントローラー11の制御下でディスプレイモードにおいてゲートパルス(またはスキャンパルス)を順次出力し、その出力のスイング電圧をゲートハイ電圧VGHとゲートロー電圧VGLにシフトさせる。ゲート駆動部13から出力されるゲートパルスは、データ駆動部12から出力されるデータ電圧に同期してゲートラインG1〜Gmに順次供給される。ゲートハイ電圧VGHは、薄膜トランジスタTFTのしきい電圧以上の電圧であり、ゲートロー電圧VGLは、薄膜トランジスタTFTのしきい電圧より低い電圧である。ゲート駆動部13のゲート駆動IC(Integrated Circuit)は、TAP(Tape Automated Bonding)工程により薄膜トランジスタアレイTFTAの第1基板SUB1上に形成されたゲートラインG1〜Gmに接続されたり、またはGIP(Gate In Panel)工程によりピクセルと共に薄膜トランジスタアレイTFTAの第1基板SUB1上に直接形成されることができる。
データ駆動部12は、タイミングコントローラー11の制御下でデジタルビデオデータRGBをサンプリングしラッチする。データ駆動部12は、電源供給部15から供給される正極性/負極性ガンマ補償電圧GMA1〜GMAnに基づいて、デジタルビデオデータRGBのデータ電圧の極性を反転させて、正極性/負極性データ電圧を出力する。データ駆動部12から出力される正極性/負極性データ電圧は、ゲート駆動部13から出力されるゲートパルスに同期する。データ駆動部12のソース駆動ICのそれぞれは、COG(Chip On Glass)工程またはTAB(Tape Automated Bonding)工程によりディスプレイ部のデータラインD1〜Dnに接続される。ソース駆動ICは、タイミングコントローラー11内に集積されて、タイミングコントローラー11と共にワンチップIC(one chip IC)により具現化されることができる。
タイミングコントローラー11は、外部のホストコントローラー10から供給される表示装置の駆動のために必要なタイミング信号を利用して、ゲート駆動部13及びデータ駆動部12の動作タイミングを制御するためのタイミング制御信号を発生する。ゲート駆動部13及びデータ駆動部12の動作タイミングを制御するためのタイミング制御信号は、ゲート駆動部13の動作タイミングを制御するためのゲートタイミング制御信号と、データ駆動部12の動作タイミングとデータ電圧の極性を制御するためのデータタイミング制御信号とを含む。
ゲートタイミング制御信号は、ゲートスタートパルス(Gate Start Pulse;GSP)、ゲートシフトクロック(Gate Shift Clock;GSC)、ゲート出力イネーブル信号(Gate Output Enable;GOE)などを備える。ゲートスタートパルスGSPは、ゲート駆動部13から毎フレーム期間ごとに最も先にゲートパルスを出力する第1番目のゲート駆動ICに印加されて、そのゲート駆動ICのシフトスタートタイミングを制御する。ゲートシフトクロックGSCは、ゲート駆動部13のゲート駆動ICに共通に入力されてゲートスタートパルスGSPをシフトさせるためのクロック信号である。ゲート出力イネーブル信号GOEは、ゲート駆動部13のゲート駆動ICの出力タイミングを制御する。
データタイミング制御信号は、ソーススタートパルス(Source Start Pulse;SSP)、ソースサンプリングクロック(Source Sampling Clock;SSC)、極性制御信号POLarity:POL)、及びソース出力イネーブル信号(Source Output Enable;SOE)などを含む。ソーススタートパルスSSPは、データ駆動部12で最も先にデータをサンプリングする第1番目のソース駆動ICに印加されて、データサンプリングスタートタイミングを制御する。ソースサンプリングクロックSSCは、立ち上がりまたは立ち下がりエッジに基づいてソース駆動IC内でデータのサンプリングタイミングを制御するクロック信号である。極性制御信号POLは、ソース駆動ICから出力されるデータ電圧の極性を制御する。ソース出力イネーブル信号SOEは、ソース駆動ICの出力タイミングを制御する。mini LVDS(Low Voltage Differential Signaling)インタフェースを介してデータ駆動部12にデジタルビデオデータRGBが入力されるならば、ソーススタートパルスSSPとソースサンプリングクロックSSCとは省略できる。
電源供給部15は、PWM(Pulse Width Modulation)変調回路、ブーストコンバーター(boost converter)、レギュレーター(regulator)、チャージポンプ(charge pump)、分圧回路、演算増幅器(Operation Amplifier)などを備えたDC−DCコンバーター(DC−DC Converter)により具現化される。電源供給部15は、ホストコントローラー10からの入力電圧を調整して、液晶表示パネルLCP、データ駆動部12、ゲート駆動部13、タイミングコントローラー11、バックライトユニット(図示せず)の駆動に必要な電源を発生させる。
電源供給部15から出力される電源は、高電位電源電圧VDD、ゲートハイ電圧VGH、ゲートロー電圧VGL、共通電圧Vcom、正極性/負極性ガンマ基準電圧VGMA1〜VGMAn、タッチ駆動電圧Vtspなどを備える。これらの電圧のうち、共通電圧Vcomは、ディスプレイ駆動時にホストコントローラー10の制御下ですべての共通電極COMに供給される。共通電圧Vcomは、タイミングコントローラー11の制御下ですべての共通電極COMに供給されるように構成することもできる。一方、タッチ駆動電圧Vtspは、タッチ駆動時にホストコントローラー10の制御下で第1及び第2タッチ駆動電極T11,T21,・・・,T81;T12,T22,・・・,T82にそれぞれ供給される。タッチ駆動電圧Vtspは、タイミングコントローラー11の制御下で第1及び第2タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82に供給されるように構成することもできる。また、本発明の図1の実施の形態では、タッチ駆動電圧Vtspが電源供給部15を介して第1及び第2タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82に供給されると示されているが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、タッチ駆動電圧Vtspは、ホストコントローラー10またはタイミングコントローラー11により制御されるタッチ認識プロセッサ17を介して第1及び第2タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82に供給されることができる。
ホストコントローラー10は、入力映像のデジタルビデオデータRGBと、ディスプレイ駆動に必要なタイミング信号Vsync、Hsync、DE、MCLKをLVDSインタフェース(Low Voltage Difference Signalling)、TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)インタフェースなどのインタフェースを介してタイミングコントローラー11に送信する。ホストコントローラー10は、また液晶表示装置の画面に画像を表示するためのディスプレイ駆動時には、複数に分割された共通電極COMに同じ共通電圧Vcomが供給されうるように制御信号Vinを電源供給部15に供給し、タッチ認識のためのタッチ駆動時には、タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82にタッチ駆動電圧Vtspが供給されうるように制御信号Vinを電源供給部15に供給する。
タッチ認識プロセッサ17は、第2ルーチング配線RL1,RL2を介して接続したタッチセンシング電極Rx1〜Rx8のそれぞれの初期静電容量の電圧とタッチ後のタッチ静電容量の電圧を差動増幅し、その結果をデジタルデータに変換する。そして、タッチ認識プロセッサ17は、タッチ認識アルゴリズムを利用してタッチセンシング電極Rx1〜Rx8の初期静電容量とタッチ後に測定された静電容量との差に基づいて、タッチが行われたタッチ位置を判断し、そのタッチ位置を指示するタッチ座標データをホストコントローラー10に出力する。
上述したように、本発明の実施の形態に係る第1及び第2タッチ駆動電極Tx11,Tx21,・・・,Tx81;Tx12,Tx22,・・・,Tx82は、y軸方向にタッチ駆動ラインを形成し、タッチセンシング電極Rx1〜Rx8は、x軸方向にタッチセンシングラインを形成するので、互いに交差する構成を有するようになる。したがって、表示装置にタッチが行なわれた場合、タッチセンシングラインとタッチ駆動ラインとの間に相互静電容量の変化が発生するようになり、これを測定して相互静電容量の変化が発生した位置を検出できるようになる。
特に、本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置において、各タッチ駆動電極は、複数のサブピクセル電極または単位ピクセル電極に対応するように形成し、各タッチセンシング電極は、一つのゲートラインに対応するように形成すれば、タッチ駆動電極とタッチセンシング電極との数を増加させることができるので、これらの間の相互静電容量を増加させることができるから、タッチ感度を向上させることができるという効果を得ることができる。
また、単位タッチ認識ブロック(タッチ認識のための基本単位)は、駆動電極抵抗削減配線とセンシング電極抵抗削減配線を利用して、必要によって適切な大きさに調整することができるので、多様な単位タッチ認識ブロックを有する表示装置を容易に形成できるという利点もある。
また、データラインと重なる位置においてタッチセンシング電極から延びる遮蔽部が形成されて、分割された共通電極、すなわちタッチ駆動電極間の空間を介して光が漏れる光漏れ現象を防止できるという効果を得ることができる。
以上の本発明の第1の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置では、共通電極COMがタッチ駆動電極Txとして機能する場合を例に挙げて説明したが、共通電極COMを電源部15に接続してディスプレイ駆動時に共通電圧を供給し、タッチ駆動時にタッチ認識プロセッサ17に接続してタッチセンシングが行われるようにすると、タッチセンシング電極Rxとして機能するように構成することもできる。
次に、図5及び図6を参照して、本発明の第2の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置について説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置を示す概略ブロック図であり、図6は、本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置のタッチ駆動電極とタッチセンシング電極との関係を示す概略ブロック図である。
図5及び図6に示すように、本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型液晶表示装置は、液晶表示パネルLCP、ホストコントローラー10、タイミングコントローラー11、データ駆動部12、ゲート駆動部13、電源供給部15、タッチ認識プロセッサ17を備える。
本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型液晶表示装置において、液晶表示パネルLCPに対する一般的な事項と、ディスプレイ駆動及びタッチ駆動のためのホストコントローラー10、タイミングコントローラー11、データ駆動部12、ゲート駆動部13、電源供給部15、タッチ認識プロセッサ17に対する機能は、本発明の第1の実施の形態に係るタッチセンサ一体型液晶表示装置と同一なので、それについての説明は省略する。
本発明の第2の実施の形態に係るタッチセンサ一体型表示装置の共通電極COMは、第1方向(例えば、x軸方向)と第2方向(例えば、y軸方向)に分割される複数の電極Rx11,Rx12,Rx21,Rx22,・・・,Rx81,Rx82からなる。これらの複数の電極のうち、y軸方向には互いに接続されて複数の列を構成する電極は、タッチセンサを構成する複数のタッチセンシング電極Rx11,Rx12,Rx21,Rx22,・・・,Rx81,Rx82としての機能を兼ねる。
これをさらに具体的に説明すれば、複数のタッチセンシング電極Rx11,Rx12,Rx21,Rx22,・・・,Rx81,Rx82のうち、y軸方向に接続された第1番目の列の第1タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81は、隣接する第1タッチセンシング電極が少なくとも一つの接続部Rcにより互いに接続されるように形成される。第1タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81には、抵抗削減のための第1抵抗削減配線RxW1,RxW2,RxW3が形成される。y軸方向に接続された第2番目の列の第2タッチセンシング電極Rx12,Rx22,・・・,Rx82もまた、少なくとも一つの接続部Tcにより互いに接続されるように形成される。第2タッチセンシング電極Rx12,Rx22,・・・,Rx82にも抵抗削減のための第2抵抗削減配線RxW4,RxW5,RxW6が形成される。第1及び第2抵抗削減配線RxW1〜RxW3,RxW4〜RxW6は、第1ルーチング配線RL1,RL2を介して電源供給部15とタッチ認識プロセッサ17とにそれぞれ接続される。
図6の第2の実施の形態では、タッチセンシング電極が2個のタッチセンシングラインからなる構成の例、すなわち、第1タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Ex81と第1抵抗削減配線RxW1,RxW2,RxW3とからなる第1タッチセンシングラインRx11,Rx21,・・・,Rx81,RxW1,RxW2,RxW3と、第2タッチセンシング電極Rx12,Rx22,・・・,Rx82と第2抵抗削減配線RxW4,RxW5,RxW6とからなる第2タッチセンシングラインRx12,Rx22,・・・,Rx82,RxW4,RxW5,RxW6の例を示している。
第1及び第2タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81;Rx12,Rx22,・・・,Rx82には、ディスプレイ駆動時には、電源供給部15を介して共通電圧Vcomが供給され、タッチ駆動時には、タッチ認識プロセッサ17に接続されて第1及び第2タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81;Rx12,Rx22,・・・,Rx82から受信されたセンシング電圧をタッチ認識プロセッサ17に供給する。したがって、第1及び第2タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81;Rx12,Rx22,・・・,Rx82は、タッチ駆動時には、タッチセンシング電極としての機能を果たす。
上述した本発明の第2の実施の形態では、第1タッチセンシングラインRx11,Rx21,・・・,Rx81,RxW1,RxW2,RxW3を形成するために、3個の第1抵抗削減配線RxW1,RxW2,RxW3が使用され、第2タッチセンシングラインRx12,Rx22,・・・,Rx82,RxW4,RxW5,RxW6を形成するために、3個の第2抵抗削減配線RxW4,RxW5,RxW6が使用される場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、各々のセンシングラインを形成するために、一つまたは二つの抵抗削減配線が利用されるか、または4個またはそれ以上の抵抗削減配線が利用されても良い。
一方、タッチセンサを構成するタッチ駆動電極Tx1,Tx2,・・・,Tx8は、タッチセンシング電極Rx11,Rx12とRx21,Rx22;Rx21,Rx22とRx31,Rx32;Rx31,Rx32とRx41,Rx42;Rx41,Rx42とRx51,Rx52;Rx51,Rx52とRx61,Rx62;Rx61,Rx62とRx71,Rx72;Rx71,Rx72とRx81,Rx82の間で第1及び第2抵抗削減配線RxW1,RxW2,RxW3;RxW4,RxW5,RxW6と交差するように第1方向(例えば、x軸方向)に配列される。タッチ駆動電極Tx1,Tx2,・・・,Tx8のそれぞれは、分割された第1及び第2タッチセンシング電極Rx11とRx12;Rx21とRx22;Rx31とRx32;Rx41とRx42;Rx51とRx52;Rx61とRx62;Rx71とRx72;Rx81とRx82の間に延びる遮蔽部TxS1をさらに備える。このような構成によって、隣接した第1タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81と第2タッチセンシング電極Rx12,Rx22,・・・,Rx82との間の空間には、タッチ駆動電極Tx1,Tx2,・・・,Tx8からそれぞれ延びる複数の遮蔽部TxS1が配置される。
タッチ駆動電極Tx1,Tx2,・・・,Tx8にも抵抗削減のための抵抗削減配線TxW1,TxW2、…TxW8がそれぞれ形成される。図6には、抵抗削減配線TxW1,TxW2,・・・,TxW8が遮蔽部TxS1には形成されないと示されているが、抵抗削減のためには、遮蔽部TxS1にも抵抗削減配線がそれぞれ形成されることが好ましい。また、タッチ駆動電極Tx1,Tx2,・・・,Tx8は、互いに分離されているが、タッチ駆動電極とそれぞれ接触する第3ないし第6抵抗削減配線TxW1〜TxW4と第7ないし第10抵抗削減配線TxW5〜TxW8とにより4個の単位でグループ化して、第1タッチ駆動ラインTx1〜Tx4,TxW1〜TxW4と第2タッチ駆動ラインTx5〜T8,TxW5〜TxW8とを構成する。第1タッチ駆動ラインTx1〜Tx4,TxW1〜TxW4及び第2タッチ駆動ラインTx5〜Tx8,TxW5〜TxW8は、第2ルーチング配線TL1,TL2を介して電源供給部15に接続されてタッチ駆動電圧Vtspの供給を受ける。
本発明の第2の実施の形態によるタッチセンサは、上述したように第1及び第2タッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81;Rx12,Rx22,・・・,Rx82とタッチ駆動電極Tx1,Tx2,・・・,Tx8とからなり、タッチ認識のための単位タッチ認識ブロックは、第1及び第2抵抗削減配線と第3及び第4抵抗削減配線とを利用して、複数のタッチセンシング電極と複数のタッチ駆動電極を適切にグループ化して形成できる。図8に示す例では、8個のタッチ駆動電極Tx1〜Tx8と16個のタッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81;Rx12,Rx22,・・・,Rx82によりそれぞれ形成される4個の単位タッチ認識ブロックTU11,TU12,TU21,TU22の例が示されている。
これをさらに具体的に説明すれば、第1タッチ認識ブロックTU11は、互いに接続した第1タッチセンシング電極Rx11,Rx21,Rx31,Rx41と第1タッチ駆動電極Tx1,Tx2,Tx3,Tx4とにより形成され、第2タッチ認識ブロックTU12は、互いに接続した第2タッチセンシング電極Rx12,Rx22,Rx32,Rx42と第1タッチ駆動電極Tx1,Tx2,Tx3,Tx4とにより形成され、第3タッチ認識ブロックTU21は、互いに接続した第3タッチセンシング電極Rx51,Rx61,Rx71,Rx81と第2タッチ駆動電極Tx5,Tx6,Tx7,Tx8とにより形成され、第4タッチ認識ブロックTU22は、互いに接続した第4タッチセンシング電極Rx52,Rx62,Rx72,Rx82と第2タッチ駆動電極Tx5,Tx6,Tx7,Tx8とにより形成される。
以上説明したタッチセンシング電極Rx11,Rx21,・・・,Rx81;Rx12,Rx22,・・・,Rx82は、すべて共通電極COMとしての機能を兼ねており、水平電界方式の表示装置において、これらは、ピクセル電極Pxと共に薄膜トランジスタアレイTFTAの第1基板SUB1に形成され、ピクセル電極Pxは、ゲートラインG1〜GmとデータラインD1〜Dnとの交差により画定される領域に形成される。
一方、共通電極COMとしての機能を兼ねるタッチセンシング電極Rx11,Rx12,Rx21,Rx22,・・・,Rx81,Rx82は、単位ピクセル電極(色を表示するために必要な複数のサブピクセル)と1:1対応して形成されるか、またはタッチセンシング電極1個当りn(nは、2以上の自然数)個の関係で形成されることができる。
上述したように、本発明の第2の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置において、タッチセンシング電極と単位ピクセル電極とは、1:1または1:nの対応関係を有するように形成される。また、第1及び第2抵抗削減配線TxW1,TxW2,TxW3;TxW4,TxW5,TxW6は、データラインD1〜Dnと1:1に対応して形成されるか、またはデータラインn個当たり一つの関係で形成される。また、タッチ駆動電極Tx1〜Tx8は、ゲートラインと1:1に対応して形成されるか、またはゲートラインn個当たり一つの関係で形成される。
従って、上述した本発明の第2の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置の構成によれば、表示装置の単位ピクセル電極、ゲートライン及びデータラインの設計に対応してタッチセンサを構成するタッチ駆動電極、タッチセンシング電極及び配線を容易に設計できる効果を得ることができる。
また、タッチ駆動電極とタッチセンシング電極とを単位ピクセル電極に基づいて形成すると、その数を顕著に増加させることができるから、これらの間の相互静電容量の増加によりタッチ感度を向上させうる効果を得ることができる。
また、分割された共通電極の間、すなわち第1及び第2タッチセンシング電極間の空間にタッチ駆動電極から延びる遮蔽部が配置されて、データラインと共通電極(タッチセンシング電極)との間に形成される電界を遮断することによって、データラインと共通電極(または、ピクセル電極)との間に形成される電界により発生する液晶の挙動による光漏れを防止できる効果を得ることができる。
次に、図7A及び図7Bを参照して、本発明の第2の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置について、さらに具体的に説明する。
図9A及び図9Bに示すように、本発明の第2の実施の形態によるタッチセンサ一体型表示装置は、薄膜トランジスタアレイTFTAの基板SUB1上に互いに交差するように形成されるゲートラインGL及びデータラインDLと、前記ゲートラインGLとデータラインDLとの交差領域に形成される薄膜トランジスタTFTと、ゲートラインGLとデータラインDLとの交差により画定される領域に形成されるピクセル電極Pxと、前記ピクセル電極Pxと対向する共通電極COMとを備える。本発明の第2の実施の形態では、共通電極COMがタッチセンシング電極Rxの機能を兼ねるので、以下の説明では、必要によって共通電極COM、タッチセンシング電極Rx、共通電極兼用タッチセンシング電極Rx、またはタッチセンシング電極兼用共通電極COMと称することにする。
前記構成において、薄膜トランジスタTFTは、ゲートラインGLから延びるゲート電極Gと、ゲートラインGL及びゲート電極Gをカバーするゲート絶縁層GI上においてゲート電極Gと対応する領域に形成される活性層Aと、活性層Aをカバーする第1保護膜PAS1上に形成されるデータラインDLと、このデータラインDLから延びるソース電極Sと、ソース電極Sと対向するように形成されるドレイン電極Dとを備える。このように形成された薄膜トランジスタTFTは、第1保護膜PAS1により覆われており、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極Dの一部分は、第1保護膜PAS1に形成されたコンタクトホールCHを介して露出するようになっている。
前記第2の実施の形態において、薄膜トランジスタは、ゲート電極がソース/ドレイン電極の下層に形成されるゲートボトム構造の薄膜トランジスタを例に挙げて説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、ゲート電極がソース/ドレイン領域の上部に形成されるゲートトップ構造の薄膜トランジスタも備えると理解しなければならない。ゲートトップ構造の薄膜トランジスタは公知の構成であるから、それについての詳細な説明は省略する。
薄膜トランジスタTFTとデータラインDL上には、これらをカバーする第1保護膜PAS1が形成され、ゲートラインGLとデータラインDLとの交差により画定される第1保護膜PAS1上のピクセル領域には、ピクセル電極Pxが形成される。ピクセル電極Pxは、第1保護膜PAS1を介して露出した薄膜トランジスタTFTのドレイン電極Dと接続される。また、ゲートラインGLを間に置いて隣接するピクセル電極Px間の第1保護膜PAS1上には、ゲートラインGLと並べてタッチ駆動電極Txが形成される。タッチ駆動電極Txは、ゲートラインGLと重なるように形成されることができる。タッチ駆動電極Txは、データラインDLと重なるように形成され、データラインDLに沿って延びる遮蔽部TxS1を備える。
タッチ駆動電極Tx上には、タッチ駆動電極Txと同じ方向(x軸方向)にゲートラインGLと並べた方向(x軸方向)に第1及び第2抵抗削減配線(以下、駆動電極抵抗削減配線TxWとする)が形成されて、タッチ駆動電極Tx1〜Tx4;Tx5〜Tx8の抵抗を削減する。
ピクセル電極Px、タッチ駆動電極Tx及び駆動電極抵抗削減配線TxWが形成された第1保護膜PAS1の前面上には、第2保護膜PAS2が形成され、第2保護膜PAS2上には、データラインDLと並べた方向(y軸方向)に第3及び第4抵抗削減配線(以下、センシング電極抵抗削減配線RxWとする)が形成される。センシング電極抵抗削減配線RxWは、データラインDLと重なるように形成されることができる。このセンシング電極抵抗削減配線RxWは、データラインDLと1:1の対応関係で形成されるか、またはデータラインn(nは、2以上の自然数)個当り一つの関係で形成されることができる。
センシング電極抵抗削減配線RxWが形成された第2保護膜PAS2上には、ピクセル電極Pxと重なりセンシング電極抵抗削減配線RxWと接触するように共通電極兼用タッチセンシング電極Rxが形成される。各々の共通電極兼用タッチセンシング電極Rxは、単位ピクセル電極(色を表示するために必要な複数のサブピクセル)と1:1に対応して形成されるか、またはタッチセンシング電極1個当りn(nは、2以上の自然数)個の関係で形成されることができる。また、各々の共通電極兼用タッチセンシング電極Rxは、複数のスリットSLを有するように形成される。
図7A及び図7Bに示された実施の形態において、第1保護膜PAS1上にピクセル電極Pxが形成され、第2保護膜PAS2上にはタッチセンシング電極(Rx)が形成されているが、本発明はこれに限定さされているわけではなく、例えば、第1保護膜PAS1上にタッチセンシング電極(Rx)が形成され、第2保護膜PAS2上にはピクセル電極Pxが形成されることもある。この場合、タッチセンシング電極(Rx)は、スリットを有するように形成され、ピクセル電極Pxは、スリットSLを有しないように形成される。
上述した構成では、データラインDLと重なる位置に対応してタッチ駆動電極Txから延びる遮蔽部TxS1が形成される。したがって、データラインDLとタッチセンシング電極(共通電極)Rxとの間に形成される電界またはデータラインDLとピクセル電極Pxとの間に形成される電界がディスプレイ駆動時に液晶の挙動に影響を及ぼさないようになるので、分割された共通電極、すなわちタッチセンシング電極間の空間を介して光が漏れる光漏れ現象を防止できる効果を得ることができる。
以下、図8Aないし図8Dを参照して、一部は、遮蔽部を有し、一部は、遮蔽部を有しないタッチ駆動電極とタッチセンシング電極について説明する。図8Aないし図8Dは、本発明の第1、 第2の実施の形態の領域R1と、R2に配置されるタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極の多様な例を示す平面図である。
図8Aに示すように、本発明のタッチセンサ一体型表示装置の領域R1,R2に配置されるタッチセンシング電極Rx1〜Rx4とタッチ駆動電極Tx1〜Tx4は、奇数番目のタッチセンシング電極Rx1,Rx3またはタッチ駆動電極Tx1,Tx3はそれを中心に両方向にそれぞれ延びる第1及び第2遮蔽部RxS1,RxS2またはTxS1,TxS2を備え、偶数番目のタッチセンシング電極Rx2,Rx4またはタッチ駆動電極Tx2,Tx4は、遮蔽部を有しないように形成される。
図8Bに示すように、本発明のタッチセンサ一体型表示装置の領域R1,R2に配置されるタッチセンシング電極Rx1〜Rx4とタッチ駆動電極Tx1〜Tx4は、第1番目のタッチセンシング電極Rx1またはタッチ駆動電極Tx1は1方向に延びる第1遮蔽部RxS1またはTxS1を具備し、第2番目のタッチセンシング電極Rx2またはタッチ駆動電極Tx2はそれを中心に両方向に延びる第1及び第2遮蔽部RxS1,RxS2またはTxS1,TxS2を具備し、第3番目のタッチセンシング電極Rx3またはタッチ駆動電極Tx3は遮蔽部を有しないように形成され、第4番目のタッチセンシング電極Rx4またはタッチ駆動電極Tx4は前記1方向に延びる第1遮蔽部RxS1またはTxS1を具備するように形成される。
図8Cに示すように、本発明のタッチセンサ一体型表示装置の領域R1,R2に配置されるタッチセンシング電極Rx1〜Rx4とタッチ駆動電極Tx1〜Tx4は、第1番目のタッチセンシング電極Rx1またはタッチ駆動電極Tx1はそれを中心にデータラインに沿って両方向に延びる第1及び第2遮蔽部RxS1,RxS2またはTxS1,TxS2を具備し、第2番目のタッチセンシング電極Rx2またはタッチ駆動電極Tx2は第2方向に延びる第2遮蔽部(RxS2またはTxS2)を具備し、第3番目のタッチセンシング電極Rx3またはタッチ駆動電極Tx3は遮蔽部を有しないように形成され、第4番目のタッチセンシング電極Rx4またはタッチ駆動電極Tx4は前記1方向に延びる第1遮蔽部RxS1またはTxS1を具備するように形成される。
図8Dに示すように、本発明のタッチセンサ一体型表示装置の領域R1,R2に配置されるタッチセンシング電極Rx1〜Rx4とタッチ駆動電極Tx1〜Tx4は、すべてのタッチセンシング電極Rx1〜RxS4またはすべてのタッチ駆動電極Tx1〜Tx4を接続する第3遮蔽部(RxScまたはTxSc)を有するように形成され、第1番目のタッチセンシング電極Rx1またはタッチ駆動電極Tx1は第1方向に延びる第1遮蔽部RxS1またはTxS1を具備するように形成される。
図8Aないし図8Dの例から分かるように、分割された共通電極間の空間には、それに対応する多様な方式で遮蔽部が形成されることができる。したがって、本発明が図8Aないし図8Dに例示したものにより制限されるものではなく、他の組み合わせもまた可能であると理解しなければならない。
以上説明した内容を通して当業者ならば本発明の技術思想から逸脱しない範囲で多様な変更及び修正が可能であることが分かるはずである。例えば、本発明の第1及び第2の実施の形態において、ゲートラインを間に置いて互いに隣接して形成されるピクセル電極の間に形成されるタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極が抵抗削減配線を含むと説明したが、これらのタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極がITO、IZO、GZOのように比抵抗が高い透明金属の場合においてのみ抵抗削減配線が必要となり、金属物質から形成される場合には、抵抗削減配線を必要としない。この場合、これらのタッチ駆動電極またはタッチセンシング電極は、直接ルーチング配線に接続される。また、共通電極兼用タッチセンシング電極または共通電極タッチセンシング電極が単位ピクセルと1:1の関係または1:n(nは、2以上の自然数)の関係で形成されると説明したが、単位ピクセルと必ず対応しなければならないことではなく、2以上のサブピクセルに対応して形成されることもできる。
従って、本発明の技術的範囲は、発明の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲により定められなければならない。

Claims (14)

  1. 互いに交差するように形成される複数のゲートライン及び複数のデータラインと、
    前記複数のゲートラインとデータラインとの交差により画定される領域内に各々形成される複数のピクセル電極と、
    前記ピクセル電極と少なくとも一部分が重なるように形成され、前記データラインと並べて形成される複数の第1電極と、
    前記ゲートラインを間に置いて、互いに隣接するピクセル電極の間で前記ゲートラインと並べて形成される複数の第2電極と
    を備え、
    前記データラインを間に置いて配置された複数の第1電極により形成される空間には、前記第2電極から延びる遮蔽部が形成される
    ことを特徴とするタッチセンサ一体型表示装置。
  2. 第1基板上に並べて形成される前記複数のゲートラインを覆うように形成されるゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと交差するように形成される前記複数のデータラインと、
    前記ゲートラインと前記データラインとの交差により画定される複数のピクセル領域内に各々形成される複数の薄膜トランジスタと、
    前記複数の薄膜トランジスタをカバーする第1保護膜と、
    前記第1保護膜上において前記データラインと並べて形成され、前記ゲートラインを間に置いた少なくとも2個のピクセル領域に形成される前記複数の第1電極と、
    前記複数の第1電極を覆うように形成される第2保護膜と、
    前記第2保護膜上において前記複数のピクセル領域内に各々形成され、前記第1電極と少なくとも一部分が重なるように形成される前記複数のピクセル電極と、
    前記ゲートラインを間に置いて互いに隣接するピクセル電極の間で、前記第2保護膜上に形成され、前記ゲートラインの少なくとも一部分と重なるように並べて形成される前記複数の第2電極と
    をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  3. 前記複数の第1電極は、共通電極とタッチ駆動電極の機能を兼ね、前記複数の第2電極は、タッチセンシング電極であることを特徴とする請求項1または2に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  4. 前記複数の第1電極は、共通電極とタッチセンシング電極の機能を兼ね、前記複数の第2電極は、タッチ駆動電極であることを特徴とする請求項1または2に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  5. 前記複数の第1電極の各々に前記第1電極の方向に沿って重なるように形成され、前記第1電極の抵抗を削減させる少なくとも一つの第1電極抵抗削減配線をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  6. 前記複数の第2電極の各々に前記第2電極の方向に沿って重なるように形成され、前記第2電極の抵抗を削減させる少なくとも一つの第2電極抵抗削減配線をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  7. 前記遮蔽部の各々に前記遮蔽部の方向に沿って重なるように形成され、前記遮蔽部の抵抗を削減させる少なくとも一つの遮蔽部抵抗削減配線をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  8. 互いに交差するように形成される複数のゲートラインと複数のデータラインと、
    前記複数のゲートラインとデータラインとの交差により画定される領域内に各々形成される複数のピクセル電極と、
    前記ゲートラインを間に置いて互いに隣接するピクセル電極の間で前記ゲートラインと並べて形成される複数の第1電極と、
    前記ピクセル電極と少なくとも一部分が重なるように形成され、前記データラインと並べて形成される複数の第2電極と
    を備え、
    前記データラインを間に置いて配置された複数の第2電極により形成される空間には、前記第1電極から延びる遮蔽部が形成される
    ことを特徴とするタッチセンサ一体型表示装置。
  9. 第1基板上に並べて形成される前記複数のゲートラインを覆うように形成されるゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜上に前記ゲートラインと交差するように形成される前記複数のデータラインと、
    前記ゲートラインと前記データラインとの交差により画定される複数のピクセル領域内に各々形成される複数の薄膜トランジスタと、
    前記複数の薄膜トランジスタをカバーする第1保護膜と、
    前記第1保護膜上において前記複数のピクセル領域内に各々形成され、前記薄膜トランジスタに各々接続される前記複数のピクセル電極と、
    前記ゲートラインを間に置いて互いに隣接するピクセル電極の間で、前記第1保護膜上に形成され、前記ゲートラインの少なくとも一部分と重なるように並べて形成される前記複数の第1電極と、
    前記複数のピクセル電極と前記複数の第1電極とを覆うように形成される第2保護膜と、
    前記第2保護膜上において前記ピクセル電極と少なくとも一部分が重なるように形成され、前記データラインと並べて形成され、前記ゲートラインを間に置いた少なくとも2個のピクセル領域に形成される前記複数の第2電極と
    をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  10. 前記複数の第1電極は、タッチ駆動電極であり、前記複数の第2電極は、共通電極とタッチセンシング電極の機能を兼ねる
    ことを特徴とする請求項8または9に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  11. 前記複数の第1電極は、タッチセンシング電極であり、前記複数の第2電極は、共通電極とタッチ駆動電極の機能を兼ねる
    ことを特徴とする請求項8または9に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  12. 前記複数の第1電極の各々に前記第1電極の方向に沿って重なるように形成され、前記第1電極の抵抗を削減させる少なくとも一つの第1電極抵抗削減配線をさらに備える
    ことを特徴とする請求項8または9に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  13. 前記複数の第2電極の各々に前記第2電極の方向に沿って重なるように形成され、前記第2電極の抵抗を削減させる少なくとも一つの第2電極抵抗削減配線をさらに備える
    ことを特徴とする請求項8または9に記載のタッチセンサ一体型表示装置。
  14. 前記遮蔽部の各々に前記遮蔽部の方向に沿って重なるように形成され、前記遮蔽部の抵抗を削減させる少なくとも一つの遮蔽部抵抗削減配線をさらに備える
    ことを特徴とする請求項8または9に記載のタッチセンサ一体型表示装置
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