KR101633175B1 - 터치 센서 일체형 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하며, 코너 또는 모서리 부분의 터치 정밀도를 향상시켜 터치 성능을 높일 수 있는 터치 센서 일체형 표시장치에 관한 것으로, 서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 상기 복수의 픽셀전극들과 수평전계를 형성하도록 상기 액티브 영역에 적어도 2행 2열로 분리 배치되는 복수의 제 1-1 전극들; 상기 복수의 제 1-1 전극들 외측에 분리 배치되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 제 1-2 전극들; 및 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 각각 연결되며, 서로 평행하게 배열되는 복수의 제 1 라우팅 배선들을 포함하며, 상기 게이트 라인은 상기 액티브 영역으로부터 상기 액티브 영역의 서로 대향하는 양쪽의 베젤영역으로 연장되고, 상기 데이터 라인은 상기 액티브 영역으로부터 상기 액티브 영역의 서로 대향하는 다른 양쪽의 베젤영역으로 연장되는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 센서 일체형 표시장치{TOUCH SENSOR INTEGRATED TYPE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치 센서 일체형 표시장치에 관한 것으로, 특히 코너 또는 모서리 부분의 터치 정밀도를 향상시켜 터치 성능을 높일 수 있는 터치 센서 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 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 터치 센서(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 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. 내장형은 표시장치의 내부에 터치 센서를 내장하여 표시장치의 박형화를 달성하고 내구성을 높일 수 있는 방식이다.
상판 부착형 터치센서는 표시장치 위에 완성된 터치 패널이 올라가 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다.
상판 일체형 터치센서는 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.
내장형 터치센서는 내구성과 박형화가 가능하다는 점에서 상판 부착형 터치센서와 상판 일체형 터치 센서의 단점을 해결할 수 있다는 점에서 관심이 집중되고 있다. 이러한 내장형 터치센서는 터치된 부분을 감지하는 방식에 따라 광 방식과 정전용량 방식으로 구분되며, 정전용량 방식은 다시 자기 정전용량 방식(self capacitance type)과 상호 정전용량 방식(mutual capacitance type)으로 세분화된다.
자기 정정용량 방식 터치센서는 터치 감지 패널의 터치 영역에 복수의 독립 패턴을 형성하고 각각의 독립 패턴의 정전용량의 변화를 측정하여 터치 여부를 판단하는 방식이다. 상호 정전용량 방식 터치센서는 터치 감지 패널의 터치전극 형성영역에 X축 전극라인들(예를 들면, 구동 전극라인들)과 Y축 전극라인들(예를 들면, 센싱 전극라인들)을 서로 교차시켜 매트릭스를 형성하고, X축 전극라인들에 구동펄스를 인가한 다음, Y축 전극라인들을 통해 X축 전극라인들과 Y축 전극라인들의 교차점으로 정의되는 센싱 노드들에 나타나는 전압의 변화를 감지하여 터치 여부를 판단하는 방식이다.
이하, 도 1을 참조하여 종래의 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 액정 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치는 터치전극들이 형성되며, 데이터가 표시되는 액티브 영역(AA), 액티브 영역(AA) 외측에 배치되며 각종 배선들, 소스 드라이버 구동을 위한 IC들(Integrated Chips)과 터치구동 및 센싱을 위한 IC가 통합된 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)와, 게이트 드라이버 구동을 위한 IC(20)가 형성되는 베젤영역(BA)을 포함한다.
액티브 영역(AA)은 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)과, 복수의 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 라우팅 배선들(TW11~TW1n, TW21~TW2n, TW31~TW3n, ..., TWn1~TWnm)을 포함한다.
액티브 영역(AA) 내의 복수의 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)은 표시장치의 공통전극을 분할하여 형성된 것으로, 데이터를 표시하는 디스플레이 모드의 구동시에는 공통전극으로서 동작하고, 터치 위치를 인식하는 터치 구동시에는 터치전극으로서 동작한다.
베젤영역(BA)은 액티브 영역(AA)의 외측에 배치되며, 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10), 게이트 구동 IC(20), 및 각종 배선들을 포함한다. 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)는 디스플레이 구동시에는 표시장치의 게이트 라인들(도시생략)을 구동시키고 데이터 라인들(도시생략)에 표시 데이터를 공급한다. 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)는 터치 구동시에는 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)에 터치 구동전압을 공급한 후, 터치 전후의 터치전극의 정전용량의 변화를 스캐닝하여 터치가 수행된 터치전극의 위치를 결정한다. 각종 배선들은 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)에 접속되는 라우팅 배선들(TW11~TW1n, TW21~TW2n, TW31~TW3n, ..., TWm1~TWmn), 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)에 접속되는 데이터 배선들(도시생략), 및 게이트 구동 IC(20)에 접속되는 게이트 라인들(도시 생략)을 포함한다.
상술한 구조의 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에서, 손가락 또는 스타일러스 펜과 같은 도전성 금속이 표시장치의 액티브 영역(AA)에 터치될 경우, 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)는 접촉된 터치전극의 접촉 전후의 정전용량의 변화를 인식하여 터치 위치를 감지할 수 있다. 즉, 액티브 영역(AA)에 형성된 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)에 구동 펄스를 인가한 다음, 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)을 센싱하여 터치전극들 각각의 터치 전후의 자기 정전용량의 변화를 측정하면 터치 위치를 감지할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 터치 위치에 따른 터치 감도의 정확도에 대해 설명하기로 한다. 도 2는 터치 감도의 정확도를 설명하기 위해 종래의 터치 센서 일체형 표시장치에서 터치 위치를 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하여, 각각의 터치위치 a 내지 d에 따른 자기 정전용량의 변화량에 대해 검토해 보기로 한다. 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm) 각각은 손가락 또는 스타일러스 펜 등의 터치위치를 정확히 감지하여야 하기 때문에 매우 작은 크기로 형성된다. 따라서, 터치 센서 일체형 표시장치에 터치가 수행될 때 하나의 터치전극만 터치되는 것이 아니라 인접한 터치전극까지 터치가 수행된다.
또한, 터치감도는 손가락 또는 스타일러스 펜과 터치전극의 접촉시 서로 접촉되는 면적에 비례하여 높아진다. 따라서, 터치가 액티브 영역(AA)의 내측에서 터치가 이루어지는 경우보다 액티브 영역(AA)의 가장자리나 코너에서 이루어지는 경우 터치 감도가 저하되게 된다.
예를 들어, 도 2에 도시된 액티브 영역(AA)의 내측의 터치 위치 a에서 4개의 터치전극들(Tx22, Tx23, Tx32, Tx33)이 터치되면, 4개의 터치전극들(Tx22, Tx23, Tx32, Tx33) 각각에 대한 터치 전후의 정전용량의 변화량이 누적 측정된다. 따라서, 4개의 터치전극들(Tx22, Tx23, Tx32, Tx33) 각각에 대한 터치 면적에 따라 정전용량의 변화량이 누적되어 계산되므로 정확한 터치 위치를 감지할 수 있게 된다.
그러나, 도 2에 도시된 액티브 영역(AA)의 가장자리, 즉 터치 위치 b 또는 c에서 터치가 수행되면, 2개의 터치전극들(Tx21, Tx31; Tx11, Tx12)만이 터치될 수 있고, 이 경우 2개의 터치전극들(Tx21, Tx31; Tx11, Tx12) 각각에 대한 터치 전후의 정전용량의 변화량이 누적 측정된다. 따라서 2개의 터치전극들(Tx21, Tx31; Tx11, Tx12) 각각에 대한 터치 면적에 따라 정전용량의 변화량이 누적되어 계산되므로 터치 위치 a보다는 터치 감도가 약하게 된다.
또한, 도 2에 도시된 액티브 영역(AA)의 코너, 즉 터치 위치 d에서 터치가 수행되면, 1개의 터치전극(Tx11)만 터치될 수 있고, 이 경우 1개의 터치전극(Tx11)에 대한 터치 전후의 정전용량의 변화량이 측정된다. 따라서, 코너부에서는 1개의터치전극(Tx)에 대한 터치 면적에 따라 정전용량의 변화량이 계산되므로 터치 위치 b 또는 터치 위치 c보다도 터치감도가 약하게 된다.
이와 같이, 터치 위치에 따른 정전용량의 크기가 다르기 때문에 액티브 영역(AA)의 가장자리 영역과 코너 영역 쪽으로 갈수록 정전용량의 변화량이 작아지게 되어 액티브 영역의 가장자리 영역과 코너 영역에서의 터치 정밀도(touch accuracy) 및 선형성(linearity)이 저하되는 문제점이 있었다.
다음으로, 도 3을 참조하여 종래의 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 액정 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 3은 종래의 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치는 터치전극들이 형성되며, 데이터가 표시되는 액티브 영역(AA), 액티브 영역(TA) 외측에 배치되며 각종 배선들, 소스 드라이버 구동을 위한 IC들과 터치 구동 및 센싱을 위한 IC가 통합된 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10')와, 게이트 드라이버 구동을 위한 IC(20')가 형성되는 베젤영역(BA)을 포함한다.
액티브 영역(AA)은 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과, 복수의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44)과, 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx41과 Tx12~Tx42, Tx12~Tx42와 Tx13~Tx43, Tx13~Tx43과 Tx14~Tx44) 사이에 배치되어 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 2 터치 전극들(Rx1~Rx3)을 포함한다.
복수의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)은 그들 각각에 접속된 제 1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44), 제 1 연결 배선들(TW1C~TW4C), 및 제 1 메인 라우팅 배선(TW1~TW4)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 1-1 연결배선(TW1C)과, 제 1-1 연결배선(TW1C)에 연결된 제 1-1 메인 라우팅 배선(TW1)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 1-2 연결배선(TW2C)과, 제 1-2 연결배선(TW2C)에 연결된 제 1-2 메인 라우팅 배선(TW2)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 1-3 연결배선(TW3C)에 연결된 제 1-3 메인 라우팅 배선(TW3)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 1-4 연결배선(TW4C)과, 제 1-4 연결배선(TW4C)에 연결된 제 1-4 메인 라우팅 배선(TW4)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.
베젤영역(BA)은 액티브 영역(AA)의 외측에 배치되며, 게이트 구동 IC(20'), 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10'), 및 각종 배선들을 포함한다.
게이트 구동 IC(20')는 디스플레이 구동시에 표시장치의 게이트 라인들(도시생략)을 구동시킨다.
소스 구동 및 터치 센싱 IC(10')는 디스플레이 구동시에 표시장치의 데이터 라인들(도시생략)에 표시 데이터를 공급한다. 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10')는 터치 구동시에는 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극열들(Tx1~Tx4)에 순차적으로 터치 구동전압을 공급한 후, 제 2-1 내지 제 2-3 터치 전극열들(Rx1~Rx3)을 센싱하여, 제 1-1 내지 제 1-4 터치전극열들(Tx1~Tx4)과 제 2-1 내지 제 2-3 터치 전극열들(Rx1~Rx3) 사이에 발생하는 터치 전후의 상호 정전용량의 변화를 스캐닝하여 터치가 수행된 터치전극의 위치를 결정한다.
각종 배선들은 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)에 접속되어 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역(BA)으로 연장되는 제 1-1 내지 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44), 제 1-1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14)을 연결하는 제 1-1 연결라인(TW1C), 제 1-2 서브 라우팅 배선들(TW21~TW24)을 연결하는 제 1-2 연결라인(TW2C), 제 1-3 서브 라우팅 배선들(TW31~TW34)을 연결하는 제 1-3 연결라인(TW3C), 제 1-4 서브 라우팅 배선들(TW41~TW44)을 연결하는 제 1-4 연결라인(TW4C), 제 1-1 내지 제 1-4 연결라인들(TW1C, TW2C, TW3C, TW4C)을 각각 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10')에 연결하는 제 1-1 내지 제 1-4 메인 라우팅 배선들(TW1~TW4), 제 2 터치 전극열들(Rx1-Rx3)에 접속되는 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW3), 게이트 구동 IC(20')에 접속되는 게이트 배선들(도시생략), 및 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10')에 접속되는 데이터 배선들(도시생략)을 포함한다.
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.
상술한 구조의 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에서 손가락 또는 스타일러스 펜과 같은 도전성 금속이 표시장치의 액티브 영역(AA)에 터치될 경우, 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10')는 그 접촉위치에 근접한 제 1 터치 전극과 제 2 터치 전극 사이의 접촉 전후의 정전용량의 변화를 인식하여 터치 위치를 감지할 수 있다. 즉, 액티브 영역(AA)에 형성된 제 1 터치 전극열들(Tx1~Tx4)(터치 구동전극열들)에 구동 펄스를 순차적으로 인가한 다음, 제 2 터치 전극열들(Rx1~Rx3)(터치 센싱전극열들)을 통해 제 1 터치 전극열들(Tx1~Tx4)과 제 2 터치 전극열들(Rx1~Rx3) 사이에 나타나는, 터치 전후의 상호 정전용량의 변화를 감지하면 터치 위치를 감지할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 터치 위치에 따른 터치 감도의 정확도에 대해 설명하기로 한다. 도 4는 도 3의 일부 영역을 도시한 것으로, 터치 위치에 따른 터치 정밀도를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4에 도시된 터치 센서 일체형 표시장치에서, 제 1 및 제 2 터치전극열들(Tx1~Tx4, Rx1~Rx3)은 액티브 영역(AA) 내부에 형성된 공통전극을 분할하여 형성된다. 액티브 영역(AA)의 제 1 및 제 2 터치 전극열들(Tx1~Tx4, Rx1~Rx3)은 위치에 따라 상호 정전용량의 크기가 다르며, 가장자리 영역(edge)과 코너 영역(corner)에서의 상호 정전용량의 크기가 작기 때문에, 그 위치에서의 상호정전 용량의 변화량도 작아지게 된다.
도 4를 참조하여, 각각의 터치위치 1 내지 4에 따른 상호 정전용량의 변화량에 대해 검토해 보기로 한다. 터치 위치 1에 터치가 행해지면, 제 1-3 터치 전극(Tx13)과 제 2-2 터치전극(Rx2) 사이의 터치 전후의 상호 정전용량의 변화량과, 제 1-3 터치 전극(Tx13)과 제 2-3 터치전극(Rx3) 사이의 터치 전후의 상호 정전용량의 변화량이 누적되어 전체 상호 정전용량의 변화량이 계산된다.
터치 위치 2에 터치가 행해지면, 제 1-3 터치 전극(Tx13)과 제 2-3 터치전극(Rx3) 사이의 터치 전후의 상호 정전용량의 변화량과, 제 1-4 터치 전극(Tx14)과 제 2-3 터치전극(Rx3) 사이의 터치 전후의 상호 정전용량의 변화량이 누적되어 전체 상호 정전용량의 변화량이 계산된다.
터치 위치 3에 터치가 행해지면, 제 1-4 터치 전극(Tx14)과 제 2-3 터치전극(Rx3) 사이의 터치 전후의 상호 정전용량의 변화량으로 전체 상호 정전용량의 변화량이 계산된다.
터치 위치 4에 터치가 행해지면, 제 1-4 터치 전극(Tx14)과 제 2-3 터치전극(Rx3) 사이의 터치 전후의 상호 정전용량의 변화량으로 전체 상호 정전용량의 변화량이 계산된다. 다만, 터치 위치 4의 경우, 제 1-4 터치전극(Tx14)의 모서리 부분에 터치가 행해지고 있기 때문에 터치 위치 3에 비해 상호 정전용량의 변화량은 작게 측정된다.
위의 터치 위치들 1~4에 따른 터치 전후의 상호 정전용량의 변화량을 비교해 보면, 터치 위치 1과 2에서의 상호 정전용량의 변화량은 비슷하고, 터치 위치 3에서의 상호 정전용량의 변화량은 터치 위치 1 및 2보다 작고, 터치 위치 4에서의 상호 정전용량의 변화량은 터치 위치 3에서 보다 작다.
이와 같이, 터치 위치에 따른 상호 정전용량의 크기가 다르기 때문에 액티브 영역(AA)의 가장자리 영역과 코너 영역 쪽으로 갈수록 상호 정전용량의 변화량이 작아지게 되어 액티브 영역의 가장자리 영역과 코너 영역에서의 터치 정밀도(touch accuracy) 및 선형성(linearity)이 저하되는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같이, 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치와 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치는 모두 액티브 영역(AA)의 가장자리 영역 또는 코너 영역에서 터치 정밀도 및 선형성이 저하되기 때문에 이를 방지할 수 있는 대책의 필요성이 요구되어 왔다.
본 발명의 목적은 터치 센서 일체형 표시장치의 액티브 영역의 가장자리 영역 또는 코너 영역에서 터치가 이루어지더라도, 터치 정밀도 및 선형성의 저하를 방지할 수 있는 터치 센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적달성을 위한 제 1 양태로서의 터치 센서 일체형 표시장치는, 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치로서, 서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 상기 복수의 픽셀전극들과 수평전계를 형성하도록 상기 액티브 영역에 적어도 2행 2열로 분리 배치되는 복수의 제 1-1 전극들; 상기 복수의 제 1-1 전극들 외측에 분리 배치되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 제 1-2 전극들; 및 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 각각 연결되며, 서로 평행하게 배열되는 복수의 제 1 라우팅 배선들을 포함하며, 상기 게이트 라인은 상기 액티브 영역으로부터 상기 액티브 영역의 서로 대향하는 양쪽의 베젤영역으로 연장되고, 상기 데이터 라인은 상기 액티브 영역으로부터 상기 액티브 영역의 서로 대향하는 다른 양쪽의 베젤영역으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 제 1-1 전극은 상기 제 1-2 전극과 동일한 크기와 동일한 형상을 갖는다.
또한, 상기 제 1-2 전극은 상기 제 1-1 전극 보다 작게 형성되며, 상기 제 1-1 전극과 상기 액티브 영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 복수의 슬릿을 구비하고, 상기 베젤영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 슬릿을 구비하지 않거나, 상기 액티브 영역의 슬릿의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비하도록 형성된다.
또한, 상기 터치센서 일체형 표시장치는 상기 베젤영역에 형성되며, 상기 액티브 영역에 형성된 픽셀과 동일한 형상을 갖는 더미 픽셀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베젤영역에 형성된 게이트 라인은 복수의 게이트 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 게이트 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 연장된다.
또한, 상기 베젤영역에 형성된 데이터 라인은 복수의 데이터 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 데이터 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장된다.
상기 목적달성을 위한 제 2 양태로서의 터치 센서 일체형 표시장치는, 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치로서, 서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 상기 복수의 픽셀전극들과 수평전계를 형성하도록 상기 액티브 영역에 적어도 2행 2열로 분리 배치되는 복수의 제 1-1 전극들; 상기 복수의 제 1-1 전극들 외측에 분리 배치되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 제 1-2 전극들; 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 배선들; 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤 영역으로 연장되며, 서로 인접한 열에 배치되는 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들 사이에 배치되는 제 2-1 전극; 상기 액티브 영역의 최외측에 배치 제 1-1 및 제 1-2 전극들 외측에서 상기 베젤영역에 적어도 일부분이 배치되는 제 2-2 전극; 및 상기 제 2-1 및 제 2-2 전극들에 각각 연결되는 복수의 제 2 라우팅 배선들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 제 2-2 전극의 일부분은 상기 액티브 영역에 배치되고, 상기 2-2 전극의 다른 부분은 상기 베젤 영역에 배치된다.
또한, 상기 제 2-2 전극은 상기 베젤 영역에만 배치된다.
또한, 상기 제 2-1 전극과 상기 제 2-2 전극은 동일한 폭과 동일한 형상을 갖는다.
또한, 상기 제 2-1 전극은 상기 제 2-2 전극보다 큰 폭을 가지며, 상기 제 2-1 전극과 상기 액티브 영역에 위치하는 제 2-2 전극의 부분은 복수의 슬릿을 구비하고, 상기 베젤영역에 위치하는 제 2-2 전극의 부분은 슬릿을 구비하지 않거나, 상기 액티브 영역의 슬릿의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비하도록 구성된다.
또한, 상기 터치센서 일체형 표시장치는 상기 베젤영역에 형성되며, 상기 액티브 영역에 형성된 픽셀과 동일한 형상을 갖는 더미 픽셀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베젤영역에 형성된 게이트 라인은 복수의 게이트 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 게이트 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 연장된다.
또한, 상기 베젤영역에 형성된 데이터 라인은 복수의 데이터 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 데이터 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장된다.
상기 목적달성을 위한 제 3 양태로서의 터치 센서 일체형 표시장치는, 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치로서, 서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 상기 복수의 픽셀전극들과 수평전계를 형성하도록 상기 액티브 영역에 적어도 2행 2열로 분리 배치되는 복수의 제 1-1 전극들; 상기 복수의 제 1-1 전극들 외측에 분리 배치되며, 상기 베젤영역에 형성되는 복수의 제 1-2 전극들; 및 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 각각 연결되며, 서로 평행하게 배열되는 복수의 제 1 라우팅 배선들을 포함하며, 상기 게이트 라인은 상기 액티브 영역으로부터 상기 액티브 영역의 서로 대향하는 양쪽의 베젤영역으로 연장되고, 상기 데이터 라인은 상기 액티브 영역으로부터 상기 액티브 영역의 서로 대향하는 다른 양쪽의 베젤영역으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 제 1-1 전극은 상기 제 1-2 전극과 동일한 크기와 동일한 형상을 갖는다.
또한, 상기 제 1-2 전극은 상기 제 1-1 전극 보다 작게 형성되며, 상기 제 1-1 전극과 상기 액티브 영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 복수의 슬릿을 구비하고, 상기 베젤영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 슬릿을 구비하지 않거나, 상기 액티브 영역의 슬릿의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비하도록 형성된다.또한, 상기 터치센서 일체형 표시장치는 상기 베젤영역에 형성되며, 상기 액티브 영역에 형성된 픽셀과 동일한 형상을 갖는 더미 픽셀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베젤영역에 형성된 게이트 라인은 복수의 게이트 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 게이트 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 연장된다.
또한, 상기 베젤영역에 형성된 데이터 라인은 복수의 데이터 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 데이터 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장된다.
상기 목적달성을 위한 제 4 양태로서의 디스플레이 구동 및 터치 구동장치는, 1 프레임 기간 동안, 상술한 터치센서 일체형 표시장치를, 디스플레이 구동 및 터치구동으로 시분할 구동하는 디스플레이 구동 및 터치 구동장치로서, 상기 1 프레임 기간의 디스플레이 구동기간 동안, 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 공통전압이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 데이터 전압들이 공급되며, 게이트 라인들에는 게이트 전압들이 공급되고, 상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 터치 구동전압이 공급되고, 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 전압들이 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 게이트 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상, 동일 크기의 제 1 전압들이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 제 2 전압들이 공급된다.
상기 목적달성을 위한 제 5 양태로서의 디스플레이 구동 및 터치 구동장치는, 1 프레임 기간 동안, 상술한 터치센서 일체형 표시장치를, 디스플레이 구동 및 터치구동으로 시분할 구동하는 디스플레이 구동 및 터치 구동장치로서, 상기 1 프레임 기간의 디스플레이 구동기간 동안, 상기 제 1-1, 제 1-2, 제 2-1 및 제 2-2 전극들에는 공통전압이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 데이터 전압들이 공급되며, 상기 게이트 라인들에는 게이트 전압들이 공급되며, 상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 터치 구동전압이 공급되고, 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 전압들이 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 게이트 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상, 동일 크기의 제 1 전압들이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 제 2 전압들이 공급된다.
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본 발명에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치에 의하면, 액티브 영역의 에지 또는 코너 부분에 터치가 수행되더라도 베젤영역으로 확장된 터치전극 부분 또는 베젤영역에 독립적으로 형성된 터치전극에 의해 정전용량을 보상할 수 있으므로 터치성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 베젤영역에도 더미 픽셀전극을 형성하거나 신호라인(게이트 라인 및 게이트 라인), 및 변형 신호라인을 형성함으로써 액티브 영역과 베젤영역에서 초기 정전용량을 유사하게 유지할 수 있으므로 터치 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 도 1의 일부 영역을 도시한 것으로, 터치 위치에 따른 터치 정밀도를 설명하기 위한 평면도,
도 3은 종래의 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 4는 도 3의 일부 영역을 도시한 것으로, 터치 위치에 따른 터치 정밀도를 설명하기 위한 평면도,
도 5는 본 발명의 실시예들이 적용되는 액정 표시장치를 개략적으로 보여주는 일부 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 7a는 도 6에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 도시한 평면도,
도 7b는 도 7a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 8a는 도 6에 도시된 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2를 도시한 평면도,
도 8b는 도 8a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 9a는 도 6에 도시된 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3을 도시한 평면도,
도 9b는 도 9a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 11a는 도 10에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 일례을 도시한 평면도,
도 11b는 도 11a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 12a는 도 10에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 일례를 도시한 평면도,
도 12b는 도 12a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 13a는 도 10에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 일례를 도시한 평면도,
도 13b는 도 9a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 14a는 도 10에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 다른 예를 도시한 평면도,
도 14b는 도 14a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 15a는 도 10에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 다른 예를 도시한 평면도,
도 15b는 도 16a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 17은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 구동에 적용되는 신호들의 파형도,
도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 19a는 도 18에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 도시한 평면도,
도 19b는 도 19a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 20a는 도 18에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2를 도시한 평면도,
도 20b는 도 20a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 21a는 도 18에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3를 도시한 평면도,
도 21b는 도 21a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 22는 본 발명의 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 23a는 도 22에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 도시한 평면도,
도 23b는 도 23a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 24a는 도 22에 도시된 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 일례를 도시한 평면도,
도 24b는 도 24a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 25a는 도 22에 도시된 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 다른 일례를 도시한 평면도,
도 25b는 도 25a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 26a는 도 22에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 다른 예를 도시한 평면도,
도 26b는 도 26a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도
도 27a는 도 22에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 다른 예를 도시한 평면도,
도 27b는 도 16a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 28은 본 발명의 제 6 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 29는 본 발명의 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 30은 본 발명의 제 4 내지 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 구동에 적용되는 신호들을 도시한 파형도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다. 다음의 설명에서는 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 예로서 액정 표시장치를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예들이 적용되는 액정 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 실시예들이 적용되는 액정 표시장치를 개략적으로 보여주는 일부 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용되는 액정 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), 상기 게이트 라인들(G1, G2)과 데이터 라인들(D1, D2)이 교차하는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 복수의 픽셀전극들(Px), 및 상기 복수의 픽셀전극들(Px)과 대향하도록 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 액정셀의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(column 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 픽셀전극(Px)과 함께 제 1 기판(SUB1) 상에 형성된다. 이하의 본 발명의 실시예에서는 수평전계 구동방식을 예로 들어 설명하기로 한다.
이하, 도 6 내지 도 9b를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치는 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)을 포함한다.
액티브 영역(AA)은 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 터치 전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ...Txn1~Txnm)과, 복수의 터치 전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ...Txn1~Txnm) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 연장되는 복수의 라우팅 배선들(TW11~TW1m, TW21~TW2m, TW31~TW3m, ...TWn1~TWnm)을 포함한다.
복수의 터치 전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, Tx41~Tx4m)은 동일한 크기를 갖도록 형성된다. 또한, 복수의 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ...Txn1~Txnm) 중 최상측에 위치하는 터치전극들(Tx11~Tx1m)은 액티브 영역(AA)으로부터 도면의 상측 베젤영역(BA)으로 연장되며, 최좌측에 위치하는 터치전극들(Tx11~Txn1)은 액티브 영역(AA)으로부터 도면의 좌측 베젤영역(BA)으로 연장되고, 최우측에 위치하는 터치전극들(Tx1m~Txnm)은 액티브 영역(AA)으로부터 도면의 우측 베젤영역(BA)으로 연장되며, 최하측에 위치하는 터치전극들(Txn1~Txnm)은 액티브 영역(AA)으로부터 도면의 하측 베젤영역(BA)으로 연장된다. 따라서, 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ...Txn1~Txnm) 중 액티브 영역(AA)의 가장자리에 배치되는 제 1-1 터치전극들(Tx11~Tx1m, Txn1~Txnm, Tx21~Tx(n-1)1, Tx2m~Tx(n-1)m)의 각각은 액티브 영역(AA)에 위치하는 부분의 크기가 액티브 영역(AA)의 내측에 위치하는 제 1-2 터치전극들(Tx22~Tx2(m-1), Tx32~Tx3(m-1), ...Tx(n-1)2~Tx(n-1)(m-1)) 각각의 크기보다 작게 형성된다.
베젤영역(BA)은 액티브 영역(TA) 외측에 배치되며 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 제 1-1 터치전극들(Tx11~Tx1m, Txn1~Txnm, Tx21~Tx(n-1)1, Tx2m~Tx(n-1)(m-1))의 부분들, 각종 배선들, 소스 드라이버 구동을 위한 IC들(Integrated Chips)과 터치구동 및 센싱을 위한 IC가 통합된 소스 구동 및 터치 센싱 IC(100)와, 게이트 드라이버 구동을 위한 게이트 구동 IC(200)를 포함한다. 각종 배선들로는 도 6 도시된 터치 전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ...Txn1~Txnm)에 각각 접속되는 라우팅 배선들(TW11~TW1m, TW21~TW2m, TW31~TW3m, ...TW1m~TWnm)과, 소스 구동 및 터치 센싱 IC(100)에 접속되는 데이터 배선들(D1, D2), 및 게이트 구동 IC(200)에 접속되는 게이트 배선들(G1, G2)(도 5 참조)을 포함한다.
다음으로, 도 7a 내지 도 9b를 참고하여 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 7a는 도 6에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 도시한 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 8a는 도 6에 도시된 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2를 도시한 평면도이고, 도 8b는 도 8a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 9a는 도 6에 도시된 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3을 도시한 평면도이고, 도 9b는 도 9a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
우선, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 액티브 영역(AA) 내에는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB) 상에 서로 교차되도록 형성되는 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)과, 상기 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT)과, 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성되는 픽셀전극들(Px)과, 상기 픽셀전극들(Px)과 대향하는 공통전극들(COM)이 배치된다. 이 공통전극(COM)은 터치전극의 기능을 겸하므로, 이하의 설명에서는 필요에 따라 공통전극(COM), 터치전극, 또는 공통전극 겸용 터치 구동전극이라 칭하기로 한다.
상기 구성에서, 기판(SUB) 상에는 게이트 라인(GL)이 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 structure)의 박막 트랜지스터를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 전극이 소스/드레인 영역의 상부에 형성되는 게이트 탑 구조(gate top structure)의 박막 트랜지스터도 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 게이트 탑 구조(gate top structrue)의 박막 트랜지스터에 대한 구성은 이미 알려져 있으므로 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 제 1 절연막(INS1)이 형성된다. 제 1 보호막(PAS1)에는 드레인 전극(D)의 일부분을 노출시키는 제 1 콘택홀(CH1)이 형성된다.
제 1 절연막(INS1) 상에는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들 내에 각각 픽셀전극(Px)이 형성된다. 제 1 절연막(INS1)은 제 1 보호막(PAS1)의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 노출되는 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(CH2)를 포함한다. 픽셀전극(Px)은 제 1 절연막(INS1)을 관통하는 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)에 접속된다.
픽셀전극들(Px)이 형성된 제 1 절연막(INS1) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 데이터 라인(DL)과 중첩되게 라우팅 배선(TW31)이 형성된다.
라우팅 배선(TW31)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW31)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 콘택홀(CH3)을 통해 라우팅 배선(TW31)과 접속되도록 공통전극 겸용 터치전극(Tx31)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx31)은 복수의 픽셀전극들(Px)과 중첩되도록 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx31)은 픽셀전극(Px)과의 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)을 포함한다.
다음으로, 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인들(GL)이 기판(SUB) 상에 형성된다. 게이트 라인(GL) 상부에는 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1) 및 제 1 절연막(INS1)이 순차적으로 형성된다. 제 1 절연막(INS1)에는 액티브 영역에서와 유사하게 제 1 절연막(INS1)을 관통하여 제 1 보호막(PAS1)을 노출시키는 홀(H1)이 형성된다.
제 1 절연막(INS1) 상에는 액티브 영역(AA)에서 픽셀전극이 형성되는 것과 유사하게 더미 픽셀전극(DPx)이 형성된다.
좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에서는 박막 트랜지스터가 형성되지 않는다. 따라서, 좌측 또는 우측 베젤영역(BA)에 형성되는 더미 픽셀전극(DPx)은 액티브 영역(AA)에 형성되는 픽셀전극(Px)과 달리 플로팅되어 있다.
이 실시예에서 베젤영역(BA)의 제 1 절연막(INS1)에 홀(H1)이 형성되는 것으로 설명되어 있으나, 이 홀(H1)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 더미 픽셀전극(DPx)은 제 1 절연막(INS1) 상에 형성된다.
더미 픽셀전극들(DPx)이 형성된 제 1 절연막(INS1) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 라우팅 배선(TW21)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다. 라우팅 배선(TW21)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW21)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다.
라우팅 배선(TW21)이 형성된 제 2 절연막(INS2) 상에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 공통전극 겸용 터치전극(Tx21)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx21)은 복수의 더미 픽셀전극들(DPx)과 중첩되도록 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx21)은 액티브 영역(AA)에 형성된 픽셀전극(Px)과 유사하게 복수의 슬릿(SL)을 포함한다.
다음으로, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인들(DL)이 게이트 절연막(GI) 상에 형성된다. 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 제 1 보호막(PAS1) 및 제 1 절연막(INS1)이 순차적으로 형성된다. 제 1 절연막(INS1)에는 액티브 영역에서와 유사하게 제 1 절연막(INS1)을 관통하여 제 1 보호막(PAS1)을 노출시키는 홀(H2)이 형성된다.
제 1 절연막(INS1) 상에는 액티브 영역(AA)에서 픽셀전극이 형성되는 것과 유사하게 더미 픽셀전극(DPx)이 형성된다.
상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에서는 박막 트랜지스터가 형성되지 않는다. 따라서, 상측 또는 하측 베젤영역(BA)에 형성되는 더미 픽셀전극(DPx)은 액티브 영역(AA)에 형성되는 픽셀전극(Px)과 달리 플로팅되어 있다.
이 실시예에서 상층 또는 하측 베젤영역(BA)의 제 1 절연막(INS1)에 홀(H2)이 형성되는 것으로 설명되어 있으나, 이 홀(H2)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 더미 픽셀전극(DPx)은 제 1 절연막(INS1) 상에 형성된다.
더미 픽셀전극들(DPx)이 형성된 제 1 절연막(INS1) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 라우팅 배선(TW12)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
라우팅 배선(TW12)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW12)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 콘택홀(CH3)을 통해 라우팅 배선(TW12)과 접속되도록 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 공통전극 겸용 터치전극(Tx12)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx12)은 복수의 더미 픽셀전극들(DPx)과 중첩되도록 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx21)은 액티브 영역(AA)에 형성된 픽셀전극(Px)과 유사하게 복수의 슬릿(SL)을 포함한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서는, 액티브 영역(AA)에만 형성되는 제 1-2 터치전극들(Tx22~Tx2(m-1), Tx32~Tx3(m-1), ...Tx(n-1)2~Tx(n-1)(m-1))과 액티브 영역(AA)으로부터 상하좌우 베젤영역(BA)으로 연장된 제 1-1 터치전극들(Tx11~Tx1m, Txn1~Txnm, Tx21~Tx(n-1)1, Tx2m~Tx(n-1)m)이 동일한 크기로 형성된다. 또, 액티브 영역(AA)의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 픽셀전극(Px)과 동일한 구조를 갖는 더미 픽셀전극(DPx)과, 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인(GL)이 형성된다. 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 더미 데이터 라인(도시생략)이 형성될 수도 있다. 액티브 영역의 상측 및 하측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 픽셀전극과 동일한 구조를 갖는 더미 픽셀전극과, 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인(DL)이 형성된다. 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역에는 더미 게이트 라인(도시생략)이 형성될 수도 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서는, 액티브 영역(AA)에만 형성되는 제 1-1 터치전극들(Tx22~Tx2(m-1), Tx32~Tx3(m-1), ...Tx(n-1)1~Tx(n-1)(m-1))과 액티브 영역(AA)으로부터 상하좌우 베젤영역(BA)으로 연장된 제 1-2 터치전극들(Tx11~Tx1m, Txn1~Txnm, Tx21~Tx(n-1)1, Tx2m~Tx(n-1)m)이 동일한 크기로 형성된다. 이와 같이 터치전극을 형성함으로써 액티브 영역의 에지 또는 코너 부분에 터치가 수행되더라도 베젤영역으로 확장된 터치전극 부분에 의해 정전용량을 보상할 수 있으므로 터치성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서, 액티브 영역(AA)의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 픽셀전극(Px)과 동일한 구조를 갖는 더미 픽셀전극(DPx)과, 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인(GL)이 형성된다. 액티브 영역의 상측 및 하측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 픽셀전극과 동일한 구조를 갖는 더미 픽셀전극과, 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인(DL)이 형성된다. 이와 같이 액티브 영역과 베젤영역에 형성되는 픽셀전극과 신호라인을 동일하게 형성함으로써, 액티브 영역과 베젤영역에서 초기 정전용량을 유사하게 유지할 수 있으므로 터치 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서는 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 더미 데이터 라인(도시생략)이 형성될 수도 있고, 액티브 영역의 상측 및 하측의 베젤영역에는 더미 게이트 라인(도시생략)이 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 10 내지 도 15b를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치는 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)을 포함한다.
도 10의 제 2 실시예에 따른 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치는 최외각 터치전극들, 즉 액티브 영역으로부터 베젤영역으로 연장된 제 1-2 터치전극(Tx11~Tx1m, Txn1~Txnm, Tx21~Tx(n-1)1, ...Tx2m~Tx(n-1)m)의 크기가 액티브 영역(AA)의 내측에만 배치되는 제 1-1 터치전극(Tx22~Tx2(m-1), Tx32~Tx3(m-1), ...Tx(n-1)1~Tx(n-1)(m-1))의 크기보다 작고, 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)에서의 터치전극들, 게이트 라인들, 및 데이터 라인들의 구성이 서로 다르다는 점에서 도 6의 제 1 실시예에 따른 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치와 차이가 있다.
따라서, 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치에 대한 설명은 제 1 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
우선, 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)에 형성되는 터치전극들은 도 10에 도시된 바와 같이, 베젤영역(BA)을 축소하려는 최근의 경향에 따라 액티브 영역(AA)에만 배치되는 터치전극(Tx22~Tx2(m-1), Tx32~Tx3(m-1), ...Tx(n-1)1~Tx(n-1)(m-1))의 크기가 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)에 동시에 형성되는 터치전극(Tx11~Tx1m, Txn1~Txnm, Tx21~Tx(n-1)1, ...Tx2m~Tx(n-1)(m-1))의 크기 보다 크게 형성된다.
액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)에 배치되는 터치전극들, 라우팅 배선들, IC들 등의 배치관계 및 접속관계는 도 6에 도시된 제 1 실시예의 것과 동일하므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 도 11a 내지 도 15b를 참고하여 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 11a는 도 10에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 도시한 평면도이고, 도 11b는 도 11a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이다. 도 12a는 도 10에 도시된 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 일례를 도시한 평면도이고, 도 12b는 도 11a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 13a는 도 10에 도시된 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 일례를 도시한 평면도이고, 도 13b는 도 10a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
우선, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 액티브 영역(AA) 내에는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB) 상에 서로 교차되도록 형성되는 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)과, 상기 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT)과, 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성되는 픽셀전극들(Px)과, 상기 픽셀전극들(Px)과 대향하는 공통전극들(COM), 즉 공통전극 겸용 터치 구동전극들(Tx)이 배치된다. 제 2 실시예에 따르는 액티브 영역(AA)의 구성은 제 1 실시예의 액티브 영역(AA)의 구성과 실질적으로 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
다음으로, 도 12a 및 도 12b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인들(GL)이 기판(SUB) 상에 형성된다. 게이트 라인(GL) 상부에는 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다.
좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에서는 액티브 영역(AA)과 달리 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 라우팅 배선(TW21)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
라우팅 배선(TW21)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW21)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 콘택홀(CH3)을 통해 라우팅 배선(TW21)과 접속되도록 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 공통전극 겸용 터치전극(Tx21)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx21)은 액티브 영역(AA)에 형성된 터치전극들과 달리 슬릿(SL)을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비한다.
다음으로, 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인들(DL)이 게이트 절연막(GI) 상에 형성된다. 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다. 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에서는 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 라우팅 배선(TW12)이 게이트 라인(GL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
라우팅 배선(TW12)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW12)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 콘택홀(CH3)을 통해 라우팅 배선(TW31)과 접속되도록 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 공통전극 겸용 터치전극(Tx12)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx12)은 액티브 영역(AA)에 형성된 픽셀전극(Px)과 달리 슬릿을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수보다 적게 형성된다.
도 14a는 도 10에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 다른 예를 도시한 평면도이고, 도 14b는 도 14a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 15a는 도 10에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 다른 예를 도시한 평면도이고, 도 15b는 도 16a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인들(GL)이 기판(SUB) 상에 형성된다. 게이트 라인(GL)은 그 배열방향과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 게이트 라인 연장부(GL_E)를 포함한다. 게이트 라인(GL)과 게이트 라인 연장부(GL_E)가 형성된 기판(SUB) 상에는 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다.
좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에서는 액티브 영역(AA)과 달리 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 라우팅 배선(TW21)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
라우팅 배선(TW21)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW21)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 콘택홀(CH3)을 통해 라우팅 배선(TW21)과 접속되도록 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 공통전극 겸용 터치전극(Tx21)이 형성된다.
공통전극 겸용 터치전극(Tx21)은 액티브 영역(AA)에 형성된 터치전극들과 달리 슬릿(SL)을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비한다..
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인들(DL)이 게이트 절연막(GI) 상에 형성된다. 데이터 라인(DL)은 그 배열방향과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인 연장부(DL_E)를 포함한다. 데이터 라인(DL)과 데이터 라인 연장부들(DL_E)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다. 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에서는 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 라우팅 배선(TW12)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
라우팅 배선(TW12)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW12)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 콘택홀(CH3)을 통해 라우팅 배선(TW21)과 접속되도록 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 공통전극 겸용 터치전극(Tx12)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx12)은 액티브 영역(AA)에 형성된 픽셀전극(Px)과 달리 슬릿(SL)을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비한다..
본 발명의 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서는, 액티브 영역(AA)에만 형성되는 제 1-1 터치전극들(Tx22~Tx2(m-1), Tx32~Tx3(m-1), ...Tx(n-1)1~Tx(n-1)(m-1))이 액티브 영역(AA)으로부터 상하좌우 베젤영역(BA)으로 연장된 제 1-2 터치전극들(Tx11~Tx1m, Txn1~Txnm, Tx21~Tx(n-1)1, Tx2m~Tx(n-1)m) 보다 큰 크기로 형성된다. 또 액티브 영역(AA)에 배치되는 터치전극의 영역은 슬릿을 구비하도록 형성되나, 베젤 영역에 배치되는 터치전극의 영역은 슬릿을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿의 수 보다 적은 수의 슬릿을 구비한다. 이와 같이 터치전극을 형성함으로써 제 1 실시예보다 베젤영역을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 액티브 영역의 에지 또는 코너 부분에 터치가 수행되더라도 베젤영역으로 확장된 터치전극 부분에 의해 정전용량을 보상할 수 있으므로 터치성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또, 액티브 영역(AA)의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인(GL)과, 게이트 라인으로부터 연장되는 게이트 라인 연장부(GL_E)가 형성되고, 액티브 영역(AA)의 상측 및 하측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인(DL)과 데이터 라인(DL)으로부터 데이터 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 데이터 라인 연장부(DL_E)가 형성된다. 베젤영역에 형성되는 신호라인들에 연장부를 형성함으로써, 액티브 영역과 베젤영역에서 초기 정전용량을 유사하게 유지할 수 있으므로 터치 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 더미 데이터 라인(도시생략)이 형성될 수도 있고, 액티브 영역의 상측 및 하측의 베젤영역에는 더미 게이트 라인(도시생략)이 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 16을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 16은 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치는 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)을 포함한다.
액티브 영역(AA)은 공통전극 겸용 메인 터치전극들이 형성되며, 데이터가 표시되는 영역이다. 베젤영역(BA)은 액티브 영역(TA) 외측에 배치되며, 보조 터치전극들, 소스 구동 및 터치 센싱 IC(110), 게이트 구동 IC(210), 각종 배선들이 형성되는 영역이다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 액티브 영역(AA)은 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 메인 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)과, 복수의 메인 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 메인 라우팅 배선들(TW11~TW1n, TW21~TW2n, TW31~TW3n, ..., TWm1~TWmn)을 포함한다. 여기에서 m, n은 자연수이다.
액티브 영역(AA) 내의 복수의 메인 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm)은 표시장치의 공통전극을 분할하여 형성된 것으로, 데이터를 표시하는 디스플레이 모드의 구동시에는 공통전극으로서 동작하고, 터치 위치를 인식하는 터치 구동시에는 터치전극으로서 동작한다.
베젤영역(BA)은 액티브 영역(AA)의 외측에 배치되며, 액티브 영역(AA)을 에워싸도록 형성되는 복수의 보조 터치전극들(A1~Am+2, B1~Bn, C1~Cn, D1~Dm+2)을 포함한다.
복수의 보조 터치 전극들(A1~Am+2, B1~Bn, C1~Cn, D1~Dm+2) 중 제 1 보조 터치전극들(A1~Am+2)은 액티브 영역(AA) 상변 외측에 배치되고, 제 2 보조 터치전극들(B1~Bn)은 액티브 영역(AA) 좌변 외측에 배치되며, 제 3 보조 터치전극들(C1~Cn)은 액티브 영역(AA) 우변 외측에 배치되고, 제 4 보조 터치전극들(D1~Dm+2)은 액티브 영역(AA) 하변 외측에 배치된다.
복수의 보조 터치전극들(A1~Am+1, B1~Bn+1, C1~Cn+1) 각각의 크기는 액티브 영역(AA) 내에 배치되는 메인 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm) 각각의 대략 1/10~1/2의 크기로 형성될 수 있다. 보조 터치전극의 크기가 메인 터치전극의 크기의 1/2보다 크게 형성할 경우 베젤영역(BA)이 지나치게 커져 베젤영역을 줄이고자 하는 경향에 반하고, 1/10보다 작게 형성할 경우 충분한 터치 감도를 얻을 수 없기 때문이다.
제 1 보조 터치전극들(A1~Am+2) 각각에는 제 2 방향으로 나란하게 배열되는 제 1 보조 라우팅 배선들(AW1~AWm+2)이 각각 연결되고, 제 2 보조 터치전극들(B1~Bn) 각각에는 제 2 방향으로 나란하게 배열되는 제 2 보조 라우팅 배선들(BW1~BWn)이 각각 연결되며, 제 3 보조 터치전극들(C1~Cn) 각각에는 제 2 방향으로 나란하게 배열되는 제 3 보조 라우팅 배선들(CW1~CWn)이 각각 연결되고, 제 4 보조 터치전극들(D1~Dm+2) 각각에는 제 2 방향으로 나란하게 배열되는 제 4 보조 라우팅 배선들(DW1~DWm+2)이 각각 연결된다.
제 1 보조 라우팅 배선들(AW1~AWm+2)중 액티브 영역(AA)을 경유하는 제 1 보조 라우팅 배선들(AW2~AWm+1)은 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 복수의 메인 라우팅 배선들(Tw11~Tw1n, Tw21~Tw2n, Tw31~TW3n, ..., TWm1~TWmn) 및 베젤영역(BA)에 형성되는 제 4 보조 라우팅 배선들(DW2~DWm+1)과 접촉하지 않도록 제 2 방향으로 평행하게 배열된다. 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 복수의 메인 라우팅 배선들(Tw11~Tw1n, Tw21~Tw2n, Tw31~TW3n, ..., TWm1~TWmn) 또한 베젤영역(BA)에 형성되는 제 4 보조 라우팅 배선들(DW2~DWm+1)과 접촉하지 않도록 제 2 방향으로 평행하게 배열된다.
따라서, 복수의 메인 라우팅 배선들(Tw11~Tw1n, Tw21~Tw2n, Tw31~TW3n, ..., TWm1~TWmn)과 제 1 내지 제 4 보조 라우팅 배선들(AW1~AWm+2, BW1~BWn, CW1~CWn, DW1~DWm+2)은 서로 접촉되지 않도록 제 2 방향으로 평행하게 배열된다.
베젤영역(BA)에 형성되는 각종 배선들은 복수의 메인 터치전극들(Tx11~Tx1m, Tx21~Tx2m, Tx31~Tx3m, ..., Txn1~Txnm )에 접속되어 제 2 방향으로 평행하게 배열되는 복수의 메인 라우팅 배선들(Tw11~Tw1n, Tw21~Tw2n, Tw31~TW3n, ..., TWm1~TWmn), 보조 터치전극들(A1~Am+2, B1~Bn, C1~Cn, D1~Dm+2)에 접속되어 제 2 방향으로 평행하게 배열되는 제 1 내지 제 4 보조 라우팅 배선(AW1~AWm+2, BW1~BWn, CW1~CWn, DW1~DWm+2), 소스 구동 및 터치 센싱 IC(110)에 접속되는 데이터 배선들(D1, D2), 및 게이트 구동 IC(210)에 접속되는 게이트 배선들(G1, G2)(도 5 참조)을 포함한다.
제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에 있어서 영역 R1, R2, R3의 구조는 제 2 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 영역 R1, R2, R3에서의 구조와 도면부호를 제외하고는 동일하다. 즉, 제 3 실시예의 액티브 영역 R1의 구조는 도 11a 및 도 11b의 구조와 실질적으로 동일하고, 제 3 실시예의 좌측 또는 우측 베젤영역 R2의 구조는 도 12a 및 도 12b와 도 14a 및 도 14b의 구조와 실질적으로 동일하며, 제 3 실시예의 상측 또는 하측 베젤영역 R3의 구조는 도 13a 및 도 13b와 도 15a 및 도 15b의 구조와 실질적으로 동일하므로 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.
다음으로 도 17을 참조하여, 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 구동에 대해 설명하기로 한다. 도 17은 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 구동에 적용되는 신호들을 도시한 파형도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치는 디스플레이 구동기간(Td)과 터치센서 구동기간(Tt)으로 시분할 구동된다.
디스플레이 구동기간(Td)에는 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)의 픽셀들에 데이터(V_DATA)를 기입하기 위해 데이터 라인(DL)이 구동되며, 공통전압(Vcom)이 라우팅 배선을 통해 공통전극 겸용 터치전극들에 공급된다. 베젤영역(BA)의 픽셀들에 공급되는 데이터(V_DATA)는 임의의 값을 가지며, 일반적으로 공통전압(Vcom)에 가까운 데이터(V_DATA)값을 가진다.
터치센서 구동기간(Tt)에는 터치 구동전압(Vtsp)이 공통전극 겸용 터치전극들에 공급되고, 액티브 영역(AA)과 베젤영역(ba)의 픽셀에 연결된 신호라인들(게이트 라인 및 데이터 라인)(GL, DL)과 터치전극들과 사이의 기생용량을 최소화하기 위해 라우팅 배선을 통해 터치전극들에 인가되는 터치 구동신호와 동일한 위상의 교류신호(LFD)가 신호라인들(게이트 라인과 데이터 라인)(GL, DL)에 공급된다. 베젤영역(BA)의 터치전극들은 액티브 영역(AA)과 구별 없이 구동되며 가로 또는 세로 방향으로 그룹화 되어 구동될 수 있다.
이와 같이 구동함으로써 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)에서 초기 정전용량을 유사하게 유지할 수 있으므로 터치 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 18을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 18은 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치는 액티브 영역(AA)과, 베젤영역(BA)을 포함한다.
액티브 영역(AA)은 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과, 복수의 제 1 터치 전극들 각각에 연결되어 제 2 방향으로 연장되는 복수의 제 1 서브 라우팅 배선들(Tw11~Tw14, Tw21~Tw24, Tw31~TW34, TW41~TW44)과, 제 1 방향으로 서로 이웃하는 제 1 터치 전극들 사이에 배치되어 제 2 방향으로 배열되는 복수의 제 2 터치 전극들(Rx1~Rx5)을 포함한다.
복수의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)은 그들 각각에 접속된 제 1 서브 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44), 후술하는 제 1 연결 배선들(TW1C~TW4C), 및 제 1 메인 라우팅 배선들(TW1~TW4)에 의해 서로 연결되어 행 단위, 즉 4행으로 배열된다.
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 1-1 연결배선(TW1C)과, 제 1-1 연결배선(TW1C)에 연결된 제 1-1 메인 라우팅 배선(TW1)에 의해 서로 연결되어 첫 번째 행의 제 1-1 터치 전극라인을 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 1-2 연결배선(TW2C)과, 제 1-2 연결배선(TW2C)에 연결된 제 1-2 메인 라우팅 배선(TW2)에 의해 서로 연결되어 두 번째 행의 제 1-2 터치 전극라인을 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 1-3 연결배선(TW3C)에 연결된 제 1-3 메인 라우팅 배선(TW3)에 의해 서로 연결되어 세 번째 행의 제 1-3 터치 전극라인을 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 1-4 연결배선(TW4C)과, 제 1-4 연결배선(TW4C)에 연결된 제 1-4 메인 라우팅 배선(TW4)에 의해 서로 연결되어 네 번째 행의 제 1-4 터치 전극라인을 구성한다.
복수의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 각각은 동일한 크기를 갖도록 형성된다. 또한, 복수의 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 중 최상측에 위치하는 제 1 터치전극들(Tx11~Tx12, Tx13, Tx14)은 액티브 영역(AA)으로부터 도면의 상측 베젤영역(BA)으로 연장되며, 최하측에 위치하는 제 1 터치전극들(Tx41, Tx42, Tx43, Tx44)은 액티브 영역(AA)으로부터 도면의 하측 베젤영역(BA)으로 연장된다. 따라서 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44) 중 액티브 영역(AA)의 상측 및 하측 가장자리에 배치되는 제 1 터치전극들(Tx11~Tx4, Tx41~Tx44)의 크기는 액티브 영역(AA)의 내측에만 위치하는 제 1 터치전극(Tx22, Tx23, Tx32, Tx33)의 크기와 동일하지만 액티브 영역(AA)을 점유하는 면적은 작게 되어 있다.
복수의 제 2 터치전극들(Rx1~Rx5) 중 제 2-1 터치전극(Rx1)은 첫 번째 컬럼의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx41) 좌측에 배치되며, 일부는 액티브 영역(AA)에, 나머지는 베젤영역(BA)에 배치되어 첫 번째 컬럼의 제 2-1 터치전극(Rx1)을 구성한다. 따라서, 제 2-1 터치전극(Rx1)은 액티브 영역(AA)), 좌측 및 상하측의 베젤영역으로 각각 연장되어 있다.
제 2-2 터치전극(Rx2)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 첫 번째 컬럼과 두 번째 컬럼의 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx41과 Tx12~Tx42) 사이에 배치되어 두 번째 컬럼의 제 2-2 터치 전극(Rx2)을 구성한다. 제 2-2 터치 전극(Rx2)은 액티브 영역(AA)으로부터 상측 및 하측의 베젤영역(BA)으로 각각 연장되어 있다.
제 2-3 터치전극(Rx3)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 두 번째 컬럼과 세 번째 컬럼의 제 1 터치 전극들(Tx12~Tx42과 Tx13~Tx43) 사이에 배치되어 세 번째 컬럼의 제 2-3 터치 전극(Rx3)을 구성한다. 제 2-3 터치 전극(Rx3)은 액티브 영역(AA)으로부터 상측 및 하측의 베젤영역(BA)으로 각각 연장되어 있다.
제 2-4 터치전극(Rx4)은 제 1 방향으로 서로 이웃하는 세 번째 컬럼과 네 번째 컬럼의 제 1 터치 전극들(Tx13~Tx43과 Tx14~Tx44) 사이에 배치되어 네 번째 컬럼의 제 2-4 터치 전극(Rx4)을 구성한다. 제 2-4 터치 전극(Rx4)은 액티브 영역(AA)으로부터 상측 및 하측 방향의 베젤영역(BA)으로 각각 연장되어 있다.
제 2-5 터치전극(Rx5)은 마지막 번째 컬럼의 제 1 터치 전극들(Tx14~Tx44) 우측에 배치되며, 일부는 액티브 영역(AA)에, 나머지는 베젤영역(BA)에 배치되어 다섯 번째 컬럼의 제 2-5 터치전극(Rx1)을 구성한다. 따라서, 제 2-5 터치전극(Rx5)은 액티브 영역(AA)), 우측 및 상하측의 베젤영역으로 각각 연장되어 있다.
베젤영역(BA)은 액티브 영역(AA)의 외측에 배치되며, 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx41~Tx44) 및 제 2 터치전극들(Rx1~Rx5)과, 소스 구동 및 터치 센싱 IC(110), 게이트 구동 IC(210), 및 각종 배선들을 포함한다.
각종 배선들은 도 18에 도시된 바와 같이 제 1 터치 전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)을 행 방향(row)의 단위로 연결하기 위한 제 1 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44, TW1C~TW4C, TW1~TW4)과, 제 2 터치 전극들(Rx1~Rx5)에 각각 접속되는 제 2 라우팅 배선들(RW1~RW5), 소스 구동 및 터치 센싱 IC(110)에 접속되는 데이터 라인들(D1, D2), 및 게이트 구동 IC(210)에 접속되는 게이트 라인들(G1, G2)(도 5 참조)을 포함한다.
도 19a 내지 도 21b는 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)의 구조를 도시한 도면으로서, 도 19a는 도 18에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 도시한 평면도이고, 도 19b는 도 19a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 20a는 도 18에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2를 도시한 평면도이고, 도 20b는 도 20a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 21a는 도 18에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3를 도시한 평면도이고, 도 21b는 도 21a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 액티브 영역(AA) 내에는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB) 상에 서로 교차되도록 형성되는 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)과, 상기 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT)과, 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성되는 픽셀전극들(Px)과, 상기 픽셀전극들(Px)과 대향하는 공통전극 겸용 터치전극들(Tx11)이 배치된다. 도 19a 및 도 19b에 도시된 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)은 도 18에서 설명한 바와 같은 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과 제 2 터치전극들(Rx1~Rx5) 중 액티브 영역(AA) 내의 제 1 터치전극(Tx11)의 일부 영역을 도시한 것이다.
상기 구성에서, 기판(SUB) 상에는 게이트 라인(GL)이 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 structure)의 박막 트랜지스터를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 전극이 소스/드레인 영역의 상부에 형성되는 게이트 탑 구조(gate top structure)의 박막 트랜지스터도 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 게이트 탑 구조(gate top structrue)의 박막 트랜지스터에 대한 구성은 이미 알려져 있으므로 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 제 1 절연막(INS1)이 형성된다. 제 1 보호막(PAS1)에는 드레인 전극(D)의 일부분을 노출시키는 제 1 콘택홀(CH1)이 형성된다.
제 1 절연막(INS1) 상에는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들 내에 각각 픽셀전극(Px)이 형성된다. 제 1 절연막(INS1)은 제 1 보호막(PAS1)의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 노출되는 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(CH2)를 포함한다. 픽셀전극(Px)은 제 1 절연막(INS1)을 관통하는 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)에 접속된다.
픽셀전극들(Px)이 형성된 제 1 절연막(INS1) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 데이터 라인(DL)과 중첩되게 라우팅 배선(TW11)이 형성된다.
라우팅 배선(TW11)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 라우팅 배선(TW11)의 일부분이 노출되도록 콘택홀(CH3)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 콘택홀(CH3)을 통해 라우팅 배선(TW11)과 접속되도록 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)은 복수의 픽셀전극들(Px)과 중첩되도록 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)은 픽셀전극(Px)과의 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)을 포함한다.
다음으로, 도 20a 및 도 20b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인들(GL)이 기판(SUB) 상에 형성된다. 게이트 라인(GL) 상부에는 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1) 및 제 1 절연막(INS1)이 순차적으로 형성된다. 제 1 절연막(INS1)에는 액티브 영역(AA)에서와 유사하게 제 1 절연막(INS1)을 관통하여 제 1 보호막(PAS1)을 노출시키는 홀(H1)이 형성된다.
제 1 절연막(INS1) 상에는 액티브 영역(AA)에서 픽셀전극이 형성되는 것과 유사하게 더미 픽셀전극(DPx)이 형성된다.
좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에서는 박막 트랜지스터가 형성되지 않는다. 따라서, 좌측 또는 우측 베젤영역(BA)에 형성되는 더미 픽셀전극(DPx)은 액티브 영역(AA)에 형성되는 픽셀전극(Px)과 달리 플로팅되어 있다.
이 실시예에서 베젤영역(BA)의 제 1 절연막(INS1)에 홀(H1)이 형성되는 것으로 설명되어 있으나, 이 홀(H1)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 더미 픽셀전극(DPx)은 제 1 절연막(INS1) 상에 형성된다.
더미 픽셀전극들(DPx)이 형성된 제 1 절연막(INS1) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 제 2 라우팅 배선(RW1)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
제 2 라우팅 배선(RW1)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 공통전극 겸용 제 2 터치전극(Rx1)이 형성된다. 공통전극 겸용 제 2 터치전극(Rx1)은 복수의 더미 픽셀전극들(DPx)과 중첩되도록 형성된다. 공통전극 겸용 제 2 터치전극(Rx1)은 액티브 영역(AA)에 형성된 픽셀전극(Px)과 유사하게 복수의 슬릿(SL)을 포함한다.
다음으로, 도 21a 및 도 21b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인들(DL)이 게이트 절연막(GI) 상에 형성된다. 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 제 1 보호막(PAS1) 및 제 1 절연막(INS1)이 순차적으로 형성된다. 제 1 절연막(INS1)에는 액티브 영역에서와 유사하게 제 1 절연막(INS1)을 관통하여 제 1 보호막(PAS1)을 노출시키는 홀(H2)이 형성된다.
제 1 절연막(INS1) 상에는 액티브 영역(AA)에서 픽셀전극이 형성되는 것과 유사하게 더미 픽셀전극(DPx)이 형성된다.
상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에서는 박막 트랜지스터가 형성되지 않는다. 따라서, 상측 또는 하측 베젤영역(BA)에 형성되는 더미 픽셀전극(DPx)은 액티브 영역(AA)에 형성되는 픽셀전극(Px)과 달리 플로팅되어 있다.
이 실시예에서 상층 또는 하측 베젤영역(BA)의 제 1 절연막(INS1)에 홀(H2)이 형성되는 것으로 설명되어 있으나, 이 홀(H2)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 더미 픽셀전극(DPx)은 제 1 절연막(INS1) 상에 형성된다.
더미 픽셀전극들(DPx)이 형성된 제 1 절연막(INS1) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 제 1 터치전극(Tx11)이 형성된다. 제 1 터치전극(Tx11)은 복수의 더미 픽셀전극들(DPx)과 중첩되도록 형성된다. 제 1 터치전극(Tx11)은 액티브 영역(AA)에 형성된 픽셀전극(Px)과 유사하게 복수의 슬릿(SL)을 포함한다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서는, 상측 에지부와 하측 에지부의 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx41~Tx44)과, 좌우 최외측의 제 2 터치전극(Rx1, Rx5)이 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역으로 연장되어 있고, 제 2 터치전극들(Rx1~Rx5)이 동일한 크기로 형성된다. 이와 같이 제 1 및 제 2 터치전극을 형성함으로써 액티브 영역(AA)의 에지 또는 코너 부분에 터치가 수행되더라도 베젤영역(BA)으로 확장된 터치전극 부분에 의해 정전용량을 보상할 수 있으므로 터치성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서, 액티브 영역(AA)의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 픽셀전극(Px)과 동일한 구조를 갖는 더미 픽셀전극(DPx)과, 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인(GL)이 형성된다. 액티브 영역의 상측 및 하측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA) 내에 형성되는 픽셀전극과 동일한 구조를 갖는 더미 픽셀전극과, 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인(DL)이 형성된다. 이와 같이 액티브 영역과 베젤영역에 형성되는 픽셀전극과 신호라인(GL, DL)을 동일하게 형성함으로써, 액티브 영역과 베젤영역에서 초기 정전용량을 유사하게 유지할 수 있으므로 터치 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 더미 데이터 라인(도시생략)이 형성될 수도 있고, 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역에는 더미 게이트 라인(도시생략)이 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 22 내지 도 27b를 참조하여 본 발명의 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 22는 본 발명의 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 22을 참조하면, 본 발명의 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치는 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)을 포함한다.
도 22의 제 5 실시예에 따른 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치는 최외각에 배치된 제 2-1 및 2-5 터치전극들(Rx1, Rx5)의 크기가 그 내측에 위치하는 제 2-2 내지 제 2-4 터치전극들(Rx2, Rx3, Rx4)의 크기 보다 작고, 액티브 영역과 베젤영역에서의 터치전극들과, 게이트 라인들, 및 데이터 라인들의 구성이 서로 다르다는 점에서 도 18의 제 4 실시예에 따른 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치와 차이가 있다.
따라서, 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치에 대한 설명은 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 액정 표시장치와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
우선, 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)에 형성되며, 최외측에 배치되는 제 2-1 및 제 2-5 터치전극들(Rx1, Rx5)은 도 22에 도시된 바와 같이, 내측에 배치되는 제 2-2 내지 제 2-4 터치전극(Rx2, Rx3, Rx4)의 폭 a보다 작은 폭 b를 갖는다. 이와 같이 최외측에 배치되는 제 2-1 및 제 2-5 터치전극들(Rx1, Rx5)을 구성함으로써 베젤영역(B)의 면적을 줄일 수 있다.
액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)에 배치되는 터치전극들, 라우팅 배선들, IC들 등의 배치관계 및 접속관계는 도 18에 도시된 제 4 실시예의 것과 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.
다음으로, 도 23a 내지 도 28b를 참고하여 본 발명의 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)의 구조에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 23a는 도 22에 도시된 액티브 영역(AA)의 일부영역 R1을 도시한 평면도이고, 도 23b는 도 23a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이다. 도 24a는 도 22에 도시된 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 일례를 도시한 평면도이고, 도 24b는 도 24a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 25a는 도 22에 도시된 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 다른 일례를 도시한 평면도이고, 도 25b는 도 10a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
우선, 도 23a 및 도 23b를 참조하면, 액티브 영역(AA) 내에는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB) 상에 서로 교차되도록 형성되는 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)과, 상기 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT)과, 게이트 라인들(GL)과 데이터 라인들(DL)의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성되는 픽셀전극들(Px)과, 상기 픽셀전극들(Px)과 대향하는 공통전극들(COM), 즉 도 22에 도시된 바와 같은 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과, 제 2 터치전극들(Rx1~Rx5)이 배치된다. 제 5 실시예에 따르는 액티브 영역(AA)의 구성은 제 4 실시예의 액티브 영역(AA)의 구성과 실질적으로 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
다음으로, 도 24a 및 도 24b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인들(GL)이 기판(SUB) 상에 형성된다. 게이트 라인(GL) 상부에는 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다.
좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에서는 액티브 영역(AA)과 달리 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS2) 상에는 제 2 라우팅 배선(RW1)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
제 2 라우팅 배선(RW1)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 제 2 터치전극(Rx1)이 형성된다. 제 2 터치전극(Rx1)은 액티브 영역(AA)에 형성된 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과 달리 슬릿(SL)을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비한다.
다음으로, 도 25a 및 도 25b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인들(DL)이 게이트 절연막(GI) 상에 형성된다. 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다. 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에서는 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 제 1 터치전극(Tx11)이 형성된다. 상측 또는 하측 베젤영역 R3에 배치되는 제 1 터치전극(Tx11)은 액티브 영역(AA) 내에 배치되는 제 1 터치전극(Tx11)의 영역과 달리 슬릿(SL)을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수 보다 적은 수의 슬릿을 구비한다.
도 26a는 도 22에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R2의 다른 예를 도시한 평면도이고, 도 26b는 도 26a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이며, 도 27a는 도 22에 도시된 베젤 영역(BA)의 일부영역 R3의 다른 예를 도시한 평면도이고, 도 27b는 도 26a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 26a 및 도 26b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인들(GL)이 기판(SUB) 상에 형성된다. 게이트 라인(GL)은 그 배열방향과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 게이트 라인 연장부(GL_E)를 포함한다. 게이트 라인(GL)과 게이트 라인 연장부(GL_E)가 형성된 기판(SUB) 상에는 게이트 절연막(GI), 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다.
좌측 또는 우측의 베젤영역(R2)에서는 액티브 영역(AA)과 달리 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 제 2 라우팅 배선(RW1)이 데이터 라인(DL)의 배열방향과 나란한 방향으로 형성된다.
제 2 라우팅 배선(RW1)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 제 2 터치전극(Rx1)이 형성된다. 제 2 터치전극(Rx1)은 액티브 영역(AA)에 배치된 제 1 터치전극 및 제 2 터치전극과 달리 슬릿(SL)을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비한다.
도 27a 및 도 27b를 참조하면, 액티브 영역(AA)의 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인들(DL)이 게이트 절연막(GI) 상에 형성된다. 데이터 라인(DL)은 그 배열방향과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 데이터 라인 연장부(DL_E)를 포함한다. 데이터 라인(DL)과 데이터 라인 연장부들(DL_E)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 제 1 보호막(PAS1), 제 1 절연막(INS1), 및 제 2 보호막(PAS2)이 순차적으로 형성된다. 상측 또는 하측의 베젤영역(R3)에서는 박막 트랜지스터와 픽셀전극이 형성되지 않는다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장된 제 1 터치전극(Tx11)이 형성된다. 상측 또는 하측 베젤영역(R3)에 배치되는 제 1 터치전극(Tx11)은 액티브 영역(AA)에 배치된 제 1 터치전극(Tx)과 달리 슬릿을 구비하지 않거나, 액티브 영역(AA)에 위치하는 슬릿(SL)의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비한다.
본 발명의 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서는, 상측 에지부와 하측 에지부의 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx41~Tx44)과, 좌우 최외측의 제 2 터치전극(Rx1, Rx5)이 액티브 영역(AA)으로부터 베젤영역으로 연장되어 있고, 좌우 최외측의 제 2 터치전극(Rx1, Rx5)이 내측 제 2 터치전극(Rx2~Rx4)보다 작게 형성되어 있다. 이와 같이 제 1 및 제 2 터치전극을 형성함으로써 제 4 실시예보다 베젤영역을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 액티브 영역의 에지 또는 코너 부분에 터치가 수행되더라도 베젤영역으로 확장된 터치전극 부분에 의해 정전용량을 보상할 수 있으므로 터치성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또, 액티브 영역(AA)의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 게이트 라인(GL)과, 게이트 라인으로부터 연장되는 게이트 라인 연장부(GL_E)가 형성되고, 액티브 영역(AA)의 상측 및 하측의 베젤영역(BA)에는 액티브 영역(AA)으로부터 연장되는 데이터 라인(DL)과 데이터 라인(DL)으로부터 데이터 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 데이터 라인 연장부(DL_E)가 형성된다. 베젤영역에 형성되는 신호라인들에 연장부를 형성함으로써, 액티브 영역과 베젤영역에서 초기 정전용량을 유사하게 유지할 수 있으므로 터치 정밀도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 5 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에서 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역(BA)에는 더미 데이터 라인(도시생략)이 형성될 수도 있고, 액티브 영역의 좌측 및 우측의 베젤영역에는 더미 게이트 라인(도시생략)이 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 28을 참조하여 본 발명의 제 6 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 28은 본 발명의 제 6 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 6 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치는 최외측의 제 2-1 및 제 2-5 터치전극들(Rx1, Rx5)가 베젤영역(BA)에만 배치된다는 점에서 도 18의 제 4 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치와 실질적으로 동일하다.
또한, 제 6 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에 있어서 영역 R1, R2, R3의 구조는 제 4 실시예에 따르는 자기 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 영역 R1, R2, R3에서의 구조와 실질적으로 동일하다. 즉, 제 6 실시예의 액티브 영역 R1의 구조는 도 19a 및 도 19b의 구조와 실질적으로 동일하고, 제 6 실시예의 좌측 또는 우측 베젤영역 R2의 구조는 도 20a 및 도 20b의 구조와 실질적으로 동일하며, 제 6 실시예의 상측 또는 하측 베젤영역 R3의 구조는 도 21a 및 도 21b의 구조와 실질적으로 동일하므로 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.
다음으로, 도 29을 참조하여 본 발명의 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 29는 본 발명의 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치는 최외측의 제 2-1 및 제 2-5 터치전극들(Rx1, Rx5)가 베젤영역(BA)에만 배치된다는 점에서 도 22의 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치와 실질적으로 동일하다.
또한, 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치에 있어서 영역 R1, R2, R3의 구조는 제 5 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 영역 R1, R2, R3에서의 구조와 실질적으로 동일하다. 즉, 제 7 실시예의 액티브 영역 R1의 구조는 도 23a 및 도 23b의 구조와 실질적으로 동일하고, 제 7 실시예의 좌측 또는 우측 베젤영역 R2의 구조는 도 24a 및 도 24b와, 도 26a 및 도 26b의 구조와 실질적으로 동일하며, 제 7 실시예의 상측 또는 하측 베젤영역 R3의 구조는 도 25a 및 도 25b와 도 27a 및 도 27b의 구조와 실질적으로 동일하므로 그에 대한 설명을 생략하기로 한다.
다음으로 도 30을 참조하여, 본 발명의 제 4 내지 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 구동에 대해 설명하기로 한다. 도 30은 본 발명의 제 4 내지 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치의 구동에 적용되는 신호들을 도시한 파형도이다.
도 30을 참조하면, 본 발명의 제 4 내지 제 7 실시예에 따르는 상호 정전용량 방식 터치센서 일체형 표시장치는 디스플레이 구동기간(Td)과 터치센서 구동기간(Tt)으로 시분할 구동된다.
디스플레이 구동기간(Td)에는 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)의 픽셀들에 데이터(V_DATA)를 기입하기 위해 데이터 라인(DL)이 구동되며, 공통전압(Vcom)이 라우팅 배선을 통해 제 1 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44)과 제 2 터치전극들(Rx1~Rx5) 에 공급된다. 베젤영역(BA)의 픽셀들에 공급되는 데이터(V_DATA)는 임의의 값을 가지며, 일반적으로 공통전압(Vcom)에 가까운 데이터(V_DATA)값을 가진다.
터치센서 구동기간(Tt)에는 터치 구동전압이 액티브 영역(AA)과 베젤영역(BA)의 구분 없이 제 1 터치전극들에 순차적으로 공급되고, 제 2 터치전극들을 통해 센싱한다.
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 정전용량식 터치센서 일체형 표시장치의 예로서 액정 표시장치를 들었지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 일체형 터치센서가 적용가능한 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시장치(Electrophoresis Display, EPD) 등의 어떠한 평판 표시장치에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 설명된 터치전극들의 수는 설명을 위한 예시에 지나지 않으며 본 발명의 권리범위에 영향을 주기 위한 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명의 제 1 내지 제 7 실시예의 구성은 이들 각각을 적절히 조합하는 구성으로도 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 발명의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100, 110: 소스 구동 및 터치 센싱 IC
200, 210: 게이트 구동 IC D1, D2; DL : 데이터 라인
G1, G2 : 게이트 라인 INS1, INS2 : 유기 절연막
PAS1, PAS2 : 보호막 Px : 픽셀전극
SUB1, SUB2 : 기판 TFT : 박막 트랜지스터

Claims (28)

  1. 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치에 있어서,
    서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들;
    상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들;
    상기 복수의 픽셀전극들과 수평전계를 형성하도록 상기 액티브 영역에 적어도 2행 2열로 분리 배치되는 복수의 제 1-1 전극들;
    상기 복수의 제 1-1 전극들 외측에 분리 배치되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 제 1-2 전극들; 및
    상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 배선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1-1 전극은 상기 제 1-2 전극과 동일한 크기와 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1-2 전극은 상기 제 1-1 전극 보다 작게 형성되며, 상기 제 1-1 전극과 상기 액티브 영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 복수의 슬릿을 구비하고, 상기 베젤영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 슬릿을 구비하지 않거나, 상기 액티브 영역의 슬릿의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성되며, 상기 액티브 영역에 형성된 픽셀과 동일한 형상을 갖는 더미 픽셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성된 게이트 라인은 복수의 게이트 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 게이트 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  6. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성된 데이터 라인은 복수의 데이터 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 데이터 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  7. 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치에 있어서,
    서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들;
    상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들;
    상기 복수의 픽셀전극들과 수평전계를 형성하도록 상기 액티브 영역에 적어도 2행 2열로 분리 배치되는 복수의 제 1-1 전극들;
    상기 복수의 제 1-1 전극들 외측에 분리 배치되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 제 1-2 전극들;
    상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 배선들;
    상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤 영역으로 연장되며, 서로 인접한 열에 배치되는 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들 사이에 배치되는 제 2-1 전극;
    상기 액티브 영역의 최외측에 배치된 제 1-1 및 제 1-2 전극들 외측에서 상기 베젤영역에 적어도 일부분이 배치되는 제 2-2 전극; 및
    상기 제 2-1 및 제 2-2 전극들에 각각 연결되는 복수의 제 2 라우팅 배선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2-2 전극의 일부분은 상기 액티브 영역에 배치되고, 상기 2-2 전극의 다른 부분은 상기 베젤 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2-2 전극은 상기 베젤 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2-1 전극과 상기 제 2-2 전극은 동일한 폭과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2-1 전극은 상기 제 2-2 전극보다 큰 폭을 가지며, 상기 제 2-1 전극과 상기 액티브 영역에 위치하는 제 2-2 전극의 부분은 복수의 슬릿을 구비하고, 상기 베젤영역에 위치하는 제 2-2 전극의 부분은 슬릿을 구비하지 않거나, 상기 액티브 영역의 슬릿의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성되며, 상기 액티브 영역에 형성된 픽셀과 동일한 형상을 갖는 더미 픽셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성된 게이트 라인은 복수의 게이트 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 게이트 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성된 데이터 라인은 복수의 데이터 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 데이터 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  15. 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치에 있어서,
    서로 교차하도록 형성되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들;
    상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들;
    상기 복수의 픽셀전극들과 수평전계를 형성하도록 상기 액티브 영역에 적어도 2행 2열로 분리 배치되는 복수의 제 1-1 전극들;
    상기 복수의 제 1-1 전극들 외측에 분리 배치되며, 상기 베젤영역에 형성되는 복수의 제 1-2 전극들; 및
    상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 각각 연결되는 복수의 제 1 라우팅 배선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1-1 전극은 상기 제 1-2 전극과 동일한 크기와 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1-2 전극은 상기 제 1-1 전극 보다 작게 형성되며, 상기 제 1-1 전극과 상기 액티브 영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 복수의 슬릿을 구비하고, 상기 베젤영역에 위치하는 제 1-2 전극의 부분은 슬릿을 구비하지 않거나, 상기 액티브 영역의 슬릿의 수보다 적은 수의 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성되며, 상기 액티브 영역에 형성된 픽셀과 동일한 형상을 갖는 더미 픽셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성된 게이트 라인은 복수의 게이트 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 게이트 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  20. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 베젤영역에 형성된 데이터 라인은 복수의 데이터 라인 연장부들을 포함하며, 상기 복수의 데이터 라인 연장부들은 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  21. 1 프레임 기간 동안, 청구항 1, 2, 3, 5, 15, 16, 17, 19 중 어느 한 항 기재의 터치센서 일체형 표시장치를, 디스플레이 구동 및 터치구동으로 시분할 구동하는 디스플레이 구동 및 터치 구동장치에 있어서,
    상기 1 프레임 기간의 디스플레이 구동기간 동안, 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 공통전압이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 데이터 전압들이 공급되며, 게이트 라인들에는 게이트 전압들이 공급되고,
    상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 복수의 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 터치 구동전압이 공급되고, 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 전압들이 공급되는 디스플레이 및 터치 구동장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 게이트 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상, 동일 크기의 제 1 전압들이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 제 2 전압들이 공급되는 디스플레이 및 터치 구동장치.
  23. 1 프레임 기간 동안, 청구항 7, 8, 9 중 어느 한 항 기재의 터치센서 일체형 표시장치를, 디스플레이 구동 및 터치구동으로 시분할 구동하는 디스플레이 구동 및 터치 구동장치에 있어서,
    상기 1 프레임 기간의 디스플레이 구동기간 동안, 상기 제 1-1, 제 1-2, 제 2-1 및 제 2-2 전극들에는 공통전압이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 데이터 전압들이 공급되며, 상기 게이트 라인들에는 게이트 전압들이 공급되며,
    상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 제 1-1 및 제 1-2 전극들에 터치 구동전압이 공급되고, 상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 전압들이 공급되는 디스플레이 및 터치 구동장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 1 프레임 기간의 터치 구동기간 동안, 상기 게이트 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상, 동일 크기의 제 1 전압들이 공급되고, 상기 데이터 라인들에는 상기 터치 구동전압과 동일 위상의 제 2 전압들이 공급되는 디스플레이 및 터치 구동장치.

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