KR101682220B1 - 터치 표시기판 및 이를 포함하는 터치스크린 표시장치 - Google Patents

Abstract

터치 표시기판은 베이스 기판, 복수의 화소부들, 센싱소자부 및 센싱배선부를 포함한다. 복수의 화소부들은 베이스 기판 위에 적어도 하나 이상의 화소열과 화소행으로 배열되고 화소 전극을 포함한다. 센싱소자부는 제1 화소열과 제2 화소열 사이인 제1열에 배치되어 터치를 센싱한다. 센싱배선부는 인접하는 화소열들 사이들 중 제1열과 다른 제2열에 배치되어, 센싱소자부와 전기적으로 연결된다. 화소열들 사이에 배치되어 터치를 센싱하는 센싱소자부와 전기적으로 연결된 센싱배선부를 센싱소자부가 배치된 화소열들과 다른 화소열들 사이에 배치시킴으로써 터치스크린 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있다.

Description

터치 표시기판 및 이를 포함하는 터치스크린 표시장치{TOUCH DISPLAY SUBSTRATE AND TOUCH SCREEN DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 터치 표시기판 및 이를 포함한 터치스크린 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치에 적용되는 터치 표시기판 및 이를 포함한 터치스크린 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰 등에 주로 사용된다. 이러한 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 액정표시패널은 신호선, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 갖는 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하며 공통전극을 갖는 대향기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

한편, 상기 액정표시패널에 터치 전극 및 센싱 배선을 집적하여 외부의 압력을 통해 위치 신호를 감지하는 터치스크린 표시패널을 구현할 수 있다. 상기 터치스크린 표시패널은 펜이나 사람의 손가락 등과 같은 물체에 의해 압력이 가해지면, 상기 터치 전극을 통해 눌려진 위치에 해당하는 위치 신호가 발생되고, 발생된 위치 신호는 상기 센싱 배선을 통해 리드-아웃 된다. 예를 들면, 상기 위치 신호는 외부의 압력에 의해 상기 공통전극과 상기 터치전극 사이의 커패시터의 값이 변경되거나, 상기 공통전극과 상기 터치전극이 접촉됨으로써 형성될 수 있다.

본 발명은 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 개구율을 향상시키기 위한 터치 표시기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 터치 표시기판을 포함하는 터치스크린 표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 터치 표시기판은 베이스 기판, 복수의 화소부들, 센싱소자부 및 센싱배선부를 포함한다. 상기 복수의 화소부들은 상기 베이스 기판 위에 적어도 하나 이상의 화소열과 화소행으로 배열되고 화소 전극을 포함한다. 상기 센싱소자부는 제1 화소열과 제2 화소열 사이인 제1열에 배치되어 터치를 센싱한다. 상기 센싱배선부는 인접하는 화소열들 사이들 중 상기 제1열과 다른 제2열에 배치되어 상기 센싱소자부와 전기적으로 연결된다. 본 발명의 실시예에서, 상기 센싱소자부는, n번째 게이트 라인에 연결된 기준 커패시터와, 상기 기준 커패시터에 연결된 터치 전극을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 n번째 게이트 라인과 인접하게 형성된 리셋 소자를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센싱소자부는 상기 터치 전극에 연결된 제1 스위칭 소자와, n+1번째 게이트 라인 및 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 제2 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센싱배선부는 상기 제1 스위칭 소자에 전원 전압을 인가하는 전압 배선과, 상기 리셋 소자에 리셋 전압을 인가하는 리셋 배선과, 상기 제2 스위칭 소자로부터 발생된 센싱 신호를 외부로 출력하는 센싱 배선을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 리셋 소자 각각과 상기 전압 배선, 상기 센싱 배선 및 상기 리셋 배선을 전기적으로 연결시키는 콘택부들은 상기 화소행들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 콘택부들은 상기 데이터 라인, 상기 전압 배선, 상기 센싱 배선 및 상기 리셋 배선을 교차하는 투명 전극을 통해 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센싱소자부 및 상기 센싱배선부는 상기 제1 방향으로 교대로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센싱소자부는 상기 터치 전극에 연결된 제1 스위칭 소자를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센싱배선부는, n+1번째 게이트 라인 및 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 제2 스위칭 소자와, 상기 제2 스위칭 소자로부터 발생된 센싱 신호를 외부로 출력하는 센싱 배선을 포함하는 제1 배선부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 n+1번째 게이트 라인과 전기적으로 연결된 게이트 전극, 상기 제1 스위칭 소자의 드레인 전극과 전기적으로 연결된 소스 전극 및 상기 센싱 배선과 전기적으로 연결된 드레인 전극을 포함하고, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 바형상을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센싱배선부는, 상기 제1 스위칭 소자에 전원 전압을 인가하는 전압 배선과, 상기 리셋 소자에 리셋 전압을 인가하는 리셋 배선을 포함하는 제2 배선부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 행방향으로 상기 센싱소자부, 상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부가 차례로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 센싱배선부는, 상기 제1 스위칭 소자에 전원 전압을 인가하는 전압 배선을 포함하는 제2 배선부와, 상기 리셋 소자에 리셋 전압을 인가하는 리셋 배선을 포함하는 제3 배선부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 방향으로 상기 센싱소자부, 상기 제1 배선부, 상기 제2 배선부 및 상기 제3 배선부가 차례로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 두 개의 데이터 라인들은 상기 제2 배선부와 인접하는 화소열들 사이에 배치되고, 한 개의 데이터 라인은 상기 제1 배선부와 인접하는 화소열들 사이 및 제3 배선부와 인접하는 화소열들 사이 각각에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 데이터 라인은 상기 화소열들의 제1 측 또는 제2 측에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 더미배선부를 더 포함하고, 상기 제1 방향으로 상기 센싱소자부, 상기 제1 배선부, 상기 제2 배선부, 상기 더미배선부 및 상기 제3 배선부가 차례로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 두 개의 데이터 라인들은 상기 더미배선부와 인접하는 화소열들 사이에 배치되고, 상기 제1 배선부와 인접하는 화소열들 사이, 상기 제2 배선부와 인접하는 화소열들 사이 및 상기 제3 배선부와 인접하는 화소열들 사이 각각에 하나의 데이터 라인이 배치될 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 터치스크린 표시장치는 터치 표시기판, 대향기판, 액정층 및 리드아웃부를 포함한다. 상기 터치 표시기판은 베이스 기판, 복수의 화소부들, 센싱소자부 및 센싱배선부를 포함한다. 상기 복수의 화소부들은 상기 베이스 기판 위에 적어도 하나 이상의 화소열과 화소행으로 배열되고 화소 전극을 포함한다. 상기 센싱소자부는 제1 화소열과 제2 화소열 사이인 제1열에 배치되어 터치를 센싱한다. 상기 센싱배선부는 인접하는 화소열들 사이들 중 상기 제1열과 다른 제2열에 배치되어, 상기 센싱소자부와 전기적으로 연결된다. 상기 대향기판은 상기 터치 표시기판과 대향한다. 상기 액정층은 상기 터치 표시기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된다. 상기 리드아웃부는 상기 센싱배선부가 포함하는 센싱 배선들과 연결되어 센싱 신호를 수신하고 상기 센싱 신호에 응답하여 리드아웃신호를 출력한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 방향으로 인접하는 센싱부들은 상기 제2 방향으로 하나의 화소부만큼 어긋나도록 배치되고, 각 센싱부는 각 센싱소자부와 각 입출력 배선부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 표시기판에 형성된 게이트 라인에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부를 더 포함하고, 상기 게이트 신호의 펄스들의 상승 에지들간의 간격은 각 센싱부에 대응하여 상기 화소열이 포함하는 화소부들의 개수와 상기 펄스들의 펄스폭의 곱일 수 있다.

본 발명에 따르면, 화소열들 사이에 배치되어 터치를 센싱하는 센싱소자부 와 전기적으로 연결된 센싱배선부를 상기 센싱소자부가 배치된 화소열들과 다른 화소열들 사이에 배치시킴으로써 터치스크린 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.
도 3은 도 1의 센싱소자부와 센싱배선부의 연결관계를 나타내기 위한 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 1의 터치스크린 표시장치가 포함하는 터치 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6은 도 1의 터치스크린 표시장치의 센싱부가 포함하는 영역들의 배열 구조를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6의 터치스크린 표시장치에 제공되는 게이트 신호들의 파형도들이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 9는 도 8의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.
도 10은 도 8의 센싱소자부와 센싱배선부의 연결관계를 나타내기 위한 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 11은 도 10의 II-II'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는 도 8의 터치스크린 표시장치가 포함하는 터치 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13은 도 8의 터치스크린 표시장치의 센싱부가 포함하는 영역들의 배열 구조를 도시한 평면도이다.
도 14는 도 13의 터치스크린 표시장치에 제공되는 게이트 신호들의 파형도들이다.
도 15는 발명의 실시예 3에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 16은 도 15의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.
도 17은 도 15의 센싱소자부와 센싱배선부의 연결관계를 나타내기 위한 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 18은 도 17의 III-III'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도이다.
도 19a 및 도 19b는 도 15의 터치스크린 표시장치가 포함하는 터치 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 20은 도 15에 도시된 A 부분을 확대한 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 21은 도 15의 터치스크린 표시장치의 센싱부가 포함하는 영역들의 배열 구조를 도시한 평면도이다.
도 22는 발명의 실시예 4에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다.
도 23은 도 22의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.
도 24는 도 22에 도시된 B 부분을 확대한 터치스크린 표시장치의 평면도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 고안의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 아래에 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 바로 아래에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다. 도 2는 도 1의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 터치스크린 표시장치는 영상을 표시하는 복수의 화소부들과, 터치를 센싱하는 복수의 센싱부들(SP) 및 리드-아웃(Read-Out)부(RO)를 포함한다.

상기 화소부들은 매트릭스 구조로 이루어지고, 각 화소부는 복수의 컬러 화소들을 포함한다. 예를 들면, 상기 화소부는 제1 방향으로 서로 인접하게 배열된 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)들을 포함한다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 수평 방향일 수 있다. 본 실시예의 도 1에는 제1 내지 제4 화소부(P1 내지 P4)을 도시한다.

복수의 화소부들은 복수의 수평열들(Hp, Hp+1)과 복수의 수직열들(Vq, Vq+1)을 포함한다. 상기 수직열들(Vq, Vq+1)은 제1 방향으로 배열되고, 상기 수직열들(Vq, Vq+1) 각각은 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장된다. 또한, 상기 수평열(Hp, Hp+1)들은 제2 방향으로 배열되고, 상기 수평열(Hp, Hp+1)들 각각은 상기 제1 방향으로 연장된다. 예를 들면, p번째 수평열(Hp)은 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 전기적으로 연결된 화소부들을 포함하고, p+1번째 수평열은 n+2번째 게이트 라인(Gn+2)과 전기적으로 연결된 화소부들을 포함한다. 상기 p 및 q는 자연수이다.

상기 수평열들(Hp, Hp+1) 각각은 두개의 화소부들을 포함하고, 상기 수직열들(Vq, Vq+1) 각각은 두개의 화소부들을 포함한다.

각 화소부는 구동 소자(TR)와 상기 구동 소자(TR)에 전기적으로 연결된 액정 커패시터(CLC) 및 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.

상기 센싱부들(SP)은 복수의 수직열들 사이마다 배치된다.

도시된 바와 같이, 상기 센싱부(SP)는 터치를 센싱하는 센싱소자부(SEP1)와 상기 센싱소자부(SEP1)의 입출력배선을 포함하는 센싱배선부(SLP1)를 포함한다.

상기 센싱소자부(SEP1)는 상기 제1 및 제2 화소부들(P1, P2) 사이인 제1열과 상기 제3 및 제4 화소부들(P3, P4) 사이에 배치된다.

상기 센싱배선부(SLP1)는 상기 제2 및 제4 화소부들(P2, P4)과 인접하는 영역인 제2열에 배치된다.

즉, 2개의 수평열들(Hp, Hp+1)에 대응하는 길이로 배치된 상기 센싱소자부(SEP1) 및 상기 센싱배선부(SLP1)는 상기 인접한 수직열들(Vq, Vq+1) 사이에서 교대로 배치된다. 상기 센싱부(SP)는 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)에 인가된 하이 레벨의 게이트 신호에 응답하여 리셋되며 구동된다. 상기 'n' 는 자연수이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 센싱소자부(SEP1)는 기준 커패시터(Cref), 센싱 커패시터(Clcs), 제1 스위칭 소자(SW11) 및 제2 스위칭 소자(SW12)를 포함한다.

상기 센싱배선부(SLP1)는 서로 인접하여 형성된 i번째 전압 배선(VLi), i번째 센싱 배선(SLi) 및 i+1번째 리셋 배선(RLi+1)을 포함한다. 여기서, i는 자연수이다.

상기 기준 커패시터(Cref)는 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 연결된 제1 전극과, 상기 센싱 커패시터(Clcs)와 연결된 제2 전극을 포함한다. 상기 센싱 커패시터(Clcs)는 상기 기준 커패시터(Cref)의 제2 전극과 연결된 터치 전극과 공통 전압(Vcom)이 인가된 공통 전극을 포함한다.

상기 제1 스위칭 소자(SW11)는 전원 신호(Vdd)가 인가되는 i번째 전압 배선(VLi)과 연결된 입력 전극과 상기 기준 커패시터(Cref)와 상기 센싱 커패시터(Clcs)와 연결된 제어 전극 및 제2 스위칭 소자(SW12)와 연결된 출력 전극을 포함한다. 예를 들어, 상기 전원 신호(Vdd)는 약 15V일 수 있다.

상기 제2 스위칭 소자(SW12)는 상기 제1 스위칭 소자(SW11)와 연결된 입력 전극과 n+2번째 게이트 라인(Gn+2)과 연결된 제어 전극 및 센싱 신호를 출력하는 출력 전극을 포함한다.

여기서, 상기 제2 스위칭 소자(SW12)의 출력 전극은 i번째 센싱 배선(SLi)과 연결된다. 예를 들어, 상기 i번째 센싱 배선(SLi)에는 약 5V의 전압이 인가될 수 있다.

상기 제2 방향으로의 상기 화소부들(P) 사이에는 리셋부(RP)가 배치되고, 상기 리셋부(RP)는 리셋 소자(RS)를 더 포함한다.

상기 리셋 소자(RS)는 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 연결된 제어 전극과, 상기 리셋 신호(Vreset)가 인가되는 i번째 리셋 배선(RLi)과 연결된 입력 전극 및 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 제어 전극과 연결된 출력 전극을 포함한다.

이하에서는 상기 센싱부(SP)의 구동 방식을 예로 설명한다.

상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)에 하이 레벨의 게이트 신호가 인가되면, 상기 기준 커패시터(Cref)와 상기 센싱 커패시터(Clcs)간의 연결 노드에 노드 전압(Vn)이 형성된다. 여기서, 상기 노드 전압(Vn)은 상기 리셋 신호(Vreset)에 근거하여 형성된다.

상기 제1 스위칭 소자(SW11)는 상기 노드 전압(Vn)에 따라 상기 전원 신호(Vdd)를 상기 제2 스위칭 소자(SW12)에 출력한다. 상기 제2 스위칭 소자(SW12)는 상기 n+2번째 게이트 라인(Gn+2)에 하이 레벨의 게이트 신호가 인가되면, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)을 통과한 상기 전원 신호(Vdd)를 출력한다.

상기 센싱 커패시터(Clcs)에 터치 이벤트가 발생하는 경우, 상기 센싱 커패시터(Clcs)의 값이 변경되고, 상기 노드 전압(Vn)이 변경된다. 여기서, 상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)에 하이 레벨의 게이트 신호가 인가될 때, 상기 노드 전압(Vn)은 상기 리셋 신호(Vreset)으로 리셋되므로, 상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)에 로우 레벨의 게이트 신호가 인가될 때, 상기 센싱 커패시터(Clcs)의 값이 변경될 수 있다. 상기 리셋 신호(Vreset)는 소정의 전압값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 리셋 신호(Vreset)은 약 24V일 수 있다.

따라서, 상기 변경된 노드 전압(Vn)에 응답하여 상기 제1 스위칭 소자(SW11)에서 출력되는 상기 전원 신호(Vdd)가 변경된다.

즉, 상기 제2 스위칭 소자(SW12)는 변경된 노드 전압(Vn)에 대응하는 센싱 신호를 상기 n+2번째 게이트 라인(Gn+2)에 하이 레벨의 게이트 신호가 인가될 때 상기 j번째 센싱 배선(SLj)에 출력할 수 있다.

상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 특성이 우수할수록 상기 제1 스위칭 소자(SW11)는 고감도(High sensitivity)의 센싱 신호를 출력할 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 특성은 게이트 전압 대비 드레인 전류가 클수록 우수하며, 상기 드레인 전류의 크기는 채널의 폭 대 길이(W/L)가 클수록 우수하다. 따라서, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 크기, 즉 채널의 폭 대 길이(W/L)가 클수록 고감도의 센싱 신호를 출력할 수 있다.

또한, 상기 센싱 신호는 상기 노드 전압(Vn)의 변동 범위가 클수록 고감도의 센싱 신호를 출력할 수 있다. 상기 노드 전압(Vn)은 다음의 식과 같이 정의될 수 있다.

여기서, Vg+ 는 게이트 신호의 하이 전압, Vg- 은 게이트 신호의 로우 전압, Cgd 는 제1 스위칭 소자(SW11)의 게이트와 드레인 간의 기생 커패시턴스, Cgs 는 제1 스위칭 소자(SW11)의 게이트와 소스 간의 기생 커패시턴스이다.

상기 수학식 1에 따르면, 상기 노드 전압(Vn)은 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 기생 커패시턴스(Cgd + Cgs)가 작을수록, 상기 기준 커패시터(Cref)가 증가할수록 감소한다. 따라서, 상기 센싱부의 면적을 확장함으로써 상기 센싱부에 배치되는 상기 센싱 커패시터(Clcs) 및 상기 기준 커패시터(Cref)의 크기를 크게 형성하여 상기 노드 전압(Vn)의 레벨 범위를 증가시킬 수 있다. 상기 노드 전압(Vn)의 레벨 범위가 증가하면, 상기 노드 전압(Vn)에 응답하여 생성되는 센싱 신호의 레벨 범위가 증가하므로 상기 센싱부의 센싱 특성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)는 채널 폭(W) 대 채널 길이(L)의 비를 크게 하고, 상기 기준 커패시터(Cref)와 센싱 커패시터(Clcs)의 커패시턴스를 크게 하여 센싱 특성을 향상시킬 수 있다.

상기 리드 아웃부(RO)는 복수의 증폭기들을 포함한다. 각 증폭기(OP)는 복수의 센싱 배선들로부터 제공된 센싱 신호들이 입력된다. 상기 증폭기(OP)는 서로 다른 게이트 라인에 연결된 리셋 소자(RS)들을 포함하는 센싱부들(SP)의 센싱 신호를 출력하는 센싱 배선들과 연결된다.

예를 들면, 상기 증폭기(OP)는 상기 n+2번째 게이트 라인에 하이 레벨의 신호가 인가되는 1H(H : 수평 주기) 동안 상기 센싱 배선(SLi)을 통해 전달된 센싱 신호에 응답하여 리드아웃신호(Vo)를 출력한다. 도시되지는 않았으나, n+4번째 게이트 라인에 하이 레벨의 신호가 인가되는 1H(H : 수평 주기) 동안 센싱 배선(미도시)을 통해 전달된 센싱 신호에 응답하여 리드아웃신호(Vo)를 출력할 수 있다. 따라서, 상기 증폭기(OP)는 1H를 주기로 상기 리드아웃신호(Vo)를 출력한다.

도 3은 도 1의 센싱소자부와 센싱배선부의 연결관계를 나타내기 위한 터치스크린 표시장치의 평면도이다. 도 4는 도 3의 I-I'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도이다.

도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 터치스크린 표시장치는 터치 표시기판(100), 대향 기판(200) 및 액정층(300)을 포함한다.

상기 터치 표시기판(100)은 복수의 게이트 라인들(Gn, Gn+1, Gn+2), 복수의 데이터 라인들(DLm+2, DLm+3), 복수의 전압 배선들(VLj), 복수의 리셋 배선들(RLj) 및 복수의 센싱 배선들(SLj)을 포함한다. 상기 게이트 라인들(Gn, Gn+1, Gn+2)은 제1 방향으로 연장된다. 상기 데이터 라인들(DLm+2, DLm+3), 전압 배선들(VLj), 리셋 배선들(RLj) 및 센싱 배선들(SLj)은 제2 방향으로 연장된다.

예를 들면, 상기 제1 화소부(P1)의 청색 화소(B1)는 상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 m+2번째 데이터 라인(DLm+2)에 연결된 제1 구동 소자(TR1)와 상기 제1 구동 소자(TR1)와 전기적으로 연결된 제1 화소 전극(PE1)을 포함한다. 상기 제1 구동 소자(TR1)가 턴-온 되면 상기 제1 화소 전극(PE1)에 화소 전압이 인가된다. 상기 청색 화소(B1)는 상기 제1 화소 전극(PE1)과 액정층(300) 및 상기 대향 기판(200)의 공통 전극(210)에 의해 정의된 액정 커패시터를 포함한다. 상기 액정 커패시터는 상기 제1 화소 전극(PE1)과 상기 공통 전극(210)에 의해 형성된 전기장에 의해 상기 액정층의 배열을 제어하여 영상의 청색 계조를 표시한다.

상기 제2 화소부(P2)의 적색 화소(R2)는 상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 m+3번째 데이터 라인(DLm+3)에 연결된 제2 구동 소자(TR2)와 상기 제2 구동 소자(TR2)와 전기적으로 연결된 제2 화소 전극(PE2)을 포함한다. 상기 적색 화소(R2)는 상기 제2 화소 전극(PE2)과 액정층(300) 및 상기 대향 기판(200)의 공통 전극(210)에 의해 정의된 액정 커패시터를 포함한다.

상기 제3 화소부(P3)의 청색 화소(B3)는 상기 n+2번째 게이트 라인(Gn+2)과 상기 m+2번째 데이터 라인(DLm+2)에 연결된 제3 구동 소자(TR3)와 상기 제3 구동 소자(TR3)와 전기적으로 연결된 제3 화소 전극(PE3)을 포함한다. 상기 청색 화소(B3)는 상기 제3 화소 전극(PE3)과 액정층(300) 및 상기 대향 기판(200)의 공통 전극(210)에 의해 정의된 액정 커패시터를 포함한다.

상기 제4 화소부(P4)의 적색 화소(R4)는 상기 n+2번째 게이트 라인(Gn+2)과 상기 m+3번째 데이터 라인(DLm+3)에 연결된 제4 구동 소자(TR4)와 상기 제4 구동 소자(TR4)와 전기적으로 연결된 제4 화소 전극(PE4)을 포함한다. 상기 적색 화소(R4)는 상기 제4 화소 전극(PE4)과 액정층(300) 및 상기 대향 기판(200)의 공통 전극(210)에 의해 정의된 액정 커패시터를 포함한다.

상기 센싱소자부(SEP1)의 상기 기준 커패시터(Cref) 및 상기 센싱 커패시터(Clcs)는 상기 제1 화소부(P1)의 청색 화소(B1)와 상기 제2 화소부(P2)의 적색 화소(R2)의 사이에 배치된다.

상기 센싱소자부(SEP1)의 제1 스위칭 소자(SW11) 및 제2 스위칭 소자(SW12)는 상기 제3 화소부(P3)의 청색 화소(B3)와 제4 화소부(P4)의 적색 화소(R4) 사이에 배치된다.

상기 입출력 배선부(SLP1)는 상기 제2 화소부(P2)의 청색 화소(B2)와 상기 제4 화소부(P4)의 청색 화소(B4)와 인접하여 형성된다. 상기 센싱배선부(SLP1)는 서로 인접하여 형성된 i번째 전압 배선(VLi), i번째 센싱 배선(SLi) 및 i+1번째 리셋 배선(RLi+1)을 포함한다.

상기 센싱소자부(SEP1)는 기준 커패시터(Cref) 및 센싱 커패시터(Clcs)를 포함한다. 상기 기준 커패시터(Cref)의 제1 전극(112)은 상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)으로부터 돌출되어 상기 센싱소자부(SEP1)에 배치되고 제2 전극은 상기 제1 화소 전극(PE1)과 동일한 물질로 상기 제1 전극(112)과 중첩된 투명 전극(172)에 의해 정의된다. 상기 기준 커패시터(Cref)는 서로 중첩된 제1 전극(112)과 상기 투명 전극(172) 및 상기 전극들(112, 172) 사이에 개재된 절연층(120, 150)에 의해 정의된다.

상기 센싱 커패시터(Clcs)의 터치 전극은 상기 기준 커패시터(Cref)의 제1 전극(112)과 비중첩된 상기 투명 전극(172)에 의해 정의된다. 상기 센싱 커패시터(Clcs)는 상기 터치 전극과 상기 액정층(300) 및 상기 대향 기판(200)에 형성된 공통 전극(210)에 의해 정의된다.

상기 리셋 소자(RS)는 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 연결된 리셋 제어 전극(111)과, i번째 리셋 배선(RLi)과 연결된 리셋 입력 전극(141)과 상기 리셋 입력 전극(141)과 이격된 리셋 출력 전극(142)을 포함한다. 또한, 상기 리셋 제어 전극(111) 위에 배치된 반도체층(131)을 포함한다. 상기 리셋 소자(RS)는 상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 수평열(Hp+1) 사이에 배치되는 콘택부 및 투명 전극을 통해 i번째 리셋 배선(RLi)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 터치 표시기판의 상기 제1 방향으로의 개구율이 커질 수 있어, 상기 터치스크린 표시장치의 전체 개구율이 향상될 수 있다.

상기 제1 스위칭 소자(SW11)는 상기 리셋 소자(RS)의 리셋 출력 전극(142)과 전기적으로 연결된 제1 제어 전극(113)과, i번째 전압 배선(VLi)과 연결된 제1 입력 전극(143) 및 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 하부에 형성된 상기 제2 스위칭 소자(SW12)와 연결된 제1 출력 전극(144)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)는 상기 n+1번째 게이트 라인(Gn+1)과 수평열(Hp+1) 사이에 배치되는 콘택부 및 투명 전극을 통해 i번째 전압 배선(VLi)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 터치 표시기판의 상기 제1 방향으로의 개구율이 커질 수 있어, 상기 터치스크린 표시장치의 전체 개구율이 향상될 수 있다.

상기 제2 스위칭 소자(SW12)는 상기 n+2번째 게이트 라인(Gn+2)과 연결된 제2 제어 전극(115)과, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 상기 제1 출력 전극(144)과 연결된 제2 입력 전극(145) 및 상기 i번째 센싱 배선(SLi)과 연결된 제2 출력 전극(146)을 포함한다. 여기서, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)는 상기 n+2번째 게이트 라인(Gn+2) 하부에 배치되는 콘택부 및 투명 전극을 통해 상기 i번째 센싱 배선(SLi)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 터치 표시기판의 상기 제1 방향으로의 개구율이 커질 수 있어, 상기 터치스크린 표시장치의 전체 개구율이 향상될 수 있다.

상기 제1 제어 전극(113) 및 상기 제2 제어 전극(115) 위에 배치된 반도체층(133a, 133b)을 더 포함한다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 센싱소자부(SEP1)의 폭(SWH1)은 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 폭 또는 상기 제2 스위칭 소자(SW12)의 폭과 연관된다. 본 실시예에서는, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)와 상기 제2 스위칭 소자(SW12)는 상기 제2 방향으로 나열되어 동일한 폭을 가진다.

상기 센싱소자부(SEP1)의 상기 제1 방향으로의 폭(SWH1)은 제1 회로 간격, 제2 회로 간격, 제3 회로 간격, 제4 회로 간격 및 제5 회로 간격의 합이다.

여기서, 상기 제2 회로간격은 콘택부의 폭이고, 상기 제4 회로 간격은 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 상기 입력전극(141)의 연장라인이며, 상기 제1, 제3 및 제5 회로간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다.

예를 들어, 상기 제1 회로 간격, 상기 제2 회로 간격, 상기 제3 회로 간격, 상기 제4 회로 간격 및 상기 제5 회로 간격의 최소값들이 각각 약 7㎛, 약 18㎛, 약 6㎛, 약 7㎛ 및 약 7㎛일 수 있다. 따라서, 상기 센싱소자부(SEP1)의 폭(SWH1)의 최소값은 약 45㎛일 수 있다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 센싱배선부(SLP1)의 폭(SWH2)은 제1 배선 간격, 제2 배선 간격, 제3 배선 간격, 제4 배선 간격, 제5 배선 간격 및 제6 배선 간격의 합이다.

여기서, 상기 제1 및 제3 배선간격들은 배선들의 폭이고, 상기 제5 배선간격은 콘택부의 폭이며, 상기 제2, 제4 및 제6 배선간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다. 예를 들어, 상기 제1 배선 간격, 상기 제2 배선 간격, 상기 제3 배선 간격, 상기 제4 배선 간격, 상기 제5 배선 간격 및 상기 제6 배선 간격의 최소값들이 각각 약 7㎛, 약 7㎛, 약 7㎛, 약 7㎛, 약 18㎛ 및 약 7㎛일 수 있다. 따라서, 상기 센싱배선부(SLP1)의 폭(SWH2)의 최소값은 약 53㎛일 수 있다.

상기 터치스크린 표시장치가 영상을 정상적으로 표시하기 위해 상기 센싱소자부(SEP1)의 폭(SWH1)은 상기 센싱배선부(SLP1)의 폭(SWH2)과 동일해야 하므로 상기 폭(SWH1) 및 상기 폭(SWH2)의 최소값은 약 53㎛일 수 있다.

상기 리셋부(RP)의 상기 제2 방향으로의 폭은 제1 수직 간격, 제2 수직 간격 및 제3 수직 간격의 합이다.

여기서, 상기 제2 수직간격은 콘택부의 폭이고, 상기 제1 및 제3 수직간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다.

예를 들어, 상기 제1 수직 간격, 상기 제2 수직 간격 및 상기 제3 수직 간격의 최소값들이 각각 약 6㎛, 약 18㎛ 및 약 6㎛일 수 있다. 따라서, 상기 리셋부(RP)의 폭의 최소값은 약 30㎛일 수 있다.

일반적인 표시장치의 개구율은 약 62%일 수 있다. 또한, 일반적인 터치스크린 표시장치의 개구율은 약 31%일 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 터치스크린 표시장치의 개구율은 약 38%일 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따라, 상기 센싱부(SP)들을 서로 이격된 복수의 센싱소자부(SEP1) 및 센싱배선부(SLP1)으로 나눌 수 있어 터치스크린 표시장치의 개구율이 향상될 수 있다.

또한, 상기 터치스크린 표시장치의 상기 제1 스위칭 소자(SW11) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW12)의 크기를 크게 형성할 수 있고, 또한 센싱 커패시터 및 기준 커패시터의 전극 면적을 크게 형성할 수 있다. 이에 따라서 센싱 특성을 향상시킬 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 도 1의 터치스크린 표시장치가 포함하는 터치 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

도 4 및 도 5a를 참조하면, 베이스 기판(BS) 상에 게이트 금속층을 패터닝하영 게이트 금속 패턴들을 형성한다.

상기 게이트 금속 패턴들은 복수의 게이트 라인들(Gn, Gn+1, Gn+2)과, 상기 기준 커패시터(Cref)의 제1 전극(112)과, 상기 리셋 소자(RS)의 리셋 제어전극(111)과, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 제1 제어전극(113)과, 상기 제2 스위칭 소자(SW12)의 제2 제어전극(115)를 포함한다.

도 4 및 도 5b를 참조하면, 상기 게이트 금속 패턴들을 덮도록 상기 베이스 기판(BS) 상에 상기 게이트 절연층(120)을 형성한다.

이어서, 상기 게이트 절연층(120) 상에 상기 반도체층(131, 133a, 133b)을 형성한다.

이어서, 상기 게이트 절연층(120) 상에 상기 반도체층(131, 133a, 133b)을 덮도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 데이터 금속층을 형성하고, 상기 데이터 금속층을 패터닝하여 데이터 금속패턴들을 형성한다.

상기 데이터 금속패턴들은 복수의 데이터 라인들(DLm+2, DLm+3)과, 복수의 전압 배선들(VLj)과, 복수의 리셋 배선들(RLj)과, 복수의 센싱 배선들(SLj)과, 상기 리셋 소자(RS)의 리셋 입력전극(141) 및 리셋 출력전극(142)과, 상기 제1 스위칭 소자(SW11)의 제1 입력전극(143) 및 제1 출력전극(144)과, 상기 제2 스위칭 소자(SW12)의 제2 입력전극(145) 및 제2 출력전극(146)을 포함한다.

도 4 및 도 5c를 참조하면, 상기 데이터 금속패턴들을 덮도록 상기 베이스 기판(BS) 상에 상기 데이터 절연층(150)을 형성한다.

이어서, 상기 데이터 절연층(150) 상에 상기 화소전극(PE) 및 상기 투명 전극(172)이 형성된다. 도 6은 도 1의 터치스크린 표시장치의 센싱부가 포함하는 영역들의 배열 구조를 도시한 평면도이다. 도 7은 도 6의 터치스크린 표시장치에 제공되는 게이트 신호들의 파형도들이다.

여기서, 상기 게이트 신호는 센싱 감도를 상승시키기 위해서, 멀티 게이트 라인 구동을 실시하는 경우의 게이트 신호를 나타낸다.

도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 터치스크린 표시장치는 복수의 화소부들과, 복수의 센싱부들(SP)을 포함한다.

상기 화소부들은 복수의 수평열(Hp,...,Hp+5)과 복수의 수직열들(Vq,..., Vq+7)을 포함한다.

상기 센싱부들(SP) 각각이 포함하는 센싱소자부(SEP1) 및 센싱배선부(SLP1)은 상기 인접한 수직열들 사이에 번갈아가며 배치된다.

도시된 바와 같이, 2×2 매트릭스 구조의 센싱 블록(SB)을 정의할 경우, 각센싱 블록(SB)은 상기 제2 방향으로 나란히 나열되고, 상기 제1 방향으로는 1열의 수평열만큼 어긋나도록 배열된다.

본 실시예에서, 상기 터치 표시기판은 2×2 매트릭스 구조의 센싱 블록들(SB)을 가지므로, 게이트 라인들(Gn,...,Gn+6)에 인가되는 게이트 신호들의 펄스들의 펄스폭(PW)에 2를 곱한 값은 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED1)이 될 수 있다. 이와 같은 상기 게이트 신호들의 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED1)에 의해 동일한 수직열에 대응하는 센싱 블록들의 센싱이 동시에 이루어질 수 있고 서로 다른 게이트 라인들간의 커플링 효과를 방지할 수 있다.

실시예 2

도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다. 도 9는 도 8의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.

상기 실시예 2에 따른 터치스크린 표시장치는, 센싱배선부(SLP2)가 제2 스위칭 소자(SW22)를 포함하고, 센싱배선부(SLP2)는 서로 이격되어 배치된 제1 배선부(LP11) 및 제2 배선부(LP12)를 가지며, 각 센싱부(SP)가 3개의 수평열들(Hp, Hp+1, Hp+2)에 대응하는 길이로 배치되고 3개의 수직열들(Vq, Vq+1, Vq+2)에 대응하여 배치되는 것을 제외하면 실시예 1의 터치스크린 표시장치와 실질적으로 동일하다. 이하에서는 상기 실시예 1의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

도 9에는 제1 내지 제9 화소부(P1 내지 P9)를 도시한다. 따라서, 상기 터치 표시기판(101)은 복수의 게이트 라인들(Gn, Gn+1, Gn+2, Gn+3), 복수의 데이터 라인들(DLm+2, DLm+3, DLm+6)을 포함한다.

도 1, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 센싱소자부(SEP2)는 기준 커패시터(Cref), 센싱 커패시터(Clcs) 및 제1 스위칭 소자(SW21)를 포함한다.

상기 제1 배선부(LP11)는 상기 제2 스위칭 소자(SW22) 및 i번째 센싱 배선(SLi)을 포함한다.

상기 센싱소자부(SEP2)의 상기 기준 커패시터(Cref) 및 상기 센싱 커패시터(Clcs)는 상기 제4 화소(P4) 및 상기 제5 화소(P5) 사이에 배치되고, 상기 센싱소자부(SEP2)의 상기 제1 스위칭 소자(SW21)는 상기 제7 화소(P7) 및 상기 제8 화소(P8) 사이에 배치된다.

상기 제1 배선부(LP11)의 상기 제2 스위칭 소자(SW22)는 상기 제8 화소(P8) 및 상기 제9 화소(P9) 사이에 배치되어 상기 i번째 센싱 배선(SLi)과 연결된다.

상기 제2 배선부(LP12)는 상기 제2 방향으로 연장되는 i번째 전압 배선(VLi) 및 i+1번째 리셋 배선(RLi+1)을 포함한다.

상기 센싱배선부(SLP2)의 입출력배선들과, 상기 센싱소자부(SEP2), 상기 제2 스위칭 소자(SW22) 및 상기 리셋부(RP)의 각각의 연결관계는 실시예 1의 연결 관계와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 10은 도 8의 센싱소자부와 센싱배선부의 연결관계를 나타내기 위한 터치스크린 표시장치의 평면도이다. 도 11은 도 10의 II-II'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도이다.

상기 제1 스위칭 소자(SW21) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW22) 사이에 상기 제8 화소부(P8)가 형성되는 것을 제외하면, II-II'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도는 도 4의 단면도와 실질적으로 동일하다. 따라서, 상기 실시예 1의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

도 3, 도 8, 도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 터치 표시기판(101)은 복수의 게이트 라인들(Gn+1, Gn+2, Gn+3), 복수의 데이터 라인들(DLm, DLm+2, DLm+3, DLm+6, DLm+9), 복수의 전압 배선들(VLj), 복수의 리셋 배선들(RLj) 및 복수의 센싱 배선들(SLj)을 포함한다. 상기 게이트 라인들(Gn+1, Gn+2, Gn+3)은 제1 방향으로 연장된다. 상기 데이터 라인들(DLm, DLm+2, DLm+3, DLm+6, DLm+9), 전압 배선들(VLj), 리셋 배선들(RLj) 및 센싱 배선들(SLj)은 제2 방향으로 연장된다.

도 10의 제4 화소부(P4)의 청색 화소(B4)는 도 3의 청색 화소(B1)와 실질적으로 동일하고, 도 10의 제7 화소부(P7)의 청색 화소(B7)는 도 3의 청색 화소(B3)와 실질적으로 동일하므로 그 설명은 생략한다.

상기 센싱소자부(SEP2)의 기준 커패시터(Cref) 및 센싱 커패시터(Clcs)는 제4 화소부(P4)의 청색 화소(B4) 및 제2 화소부(P5)의 적색 화소(R5) 사이에 형성된다. 상기 센싱소자부(SEP2)의 상기 제1 스위칭 소자(SW21)는 제7 화소부(P7)의 청색 화소(B7) 및 제8 화소부(P8)의 적색 화소(R8) 사이에 형성된다. 상기 센싱배선부(SLP2)의 상기 제2 스위칭 소자(SW22)는 상기 제8 화소부(P8)의 청색 화소(B8) 및 제9 화소부(P9)의 적색 화소(R9) 사이에 형성된다.

상기 센싱배선부(SLP2)의 입출력배선들은 인접하는 수직열들(Vq+1, Vq+2) 사이에서 또는 인접하는 수직열들(Vq+2, 미도시) 사이에서 상기 제2 방향으로 연장된다.

도 3의 센싱소자부(SEP1)는 제1 스위칭 소자(SW11) 및 제2 스위칭 소자(SW12)를 포함하는 반면, 도 8의 상기 센싱소자부(SEP2)는 제1 스위칭 소자(SW21)만을 포함하므로, 상기 제1 스위칭 소자(SW21)는 크게 형성될 수 있다.

상기 제2 스위칭 소자(SW22)는 상기 제1 배선부(LP11)에 형성되어 상기 i번째 센싱 배선(SLi)과 연결된다. 상기 제2 스위칭 소자(SW22)의 소스 전극은 제2 방향으로 연장된 바형상을 갖는다. 따라서, 바형상의 소스 전극과 상기 i번째 센싱 배선(SLi)의 일부인 상기 제2 스위칭 소자(SW22)의 드레인 전극은 유효 채널 폭이 U 형상의 스위칭 소자보다 작게 형성될 수 있다.

상기 제1 스위칭 소자(SW21) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW22)를 연결하는 연결부(CP)에 의해 상기 제1 스위칭 소자(SW21) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW22)는 서로 다른 영역에 분리되어 형성될 수 있다. 상기 데이터 라인(DLm+3) 및 상기 데이터 라인(DLm+3)과 인접한 녹색, 청색의 화소부들을 위한 데이터 라인들과 상기 연결부(CP) 사이 각각에 기생 커패시턴스들이 형성될 수 있다. 이 기생 커패시턴스들은, 상기 데이터 라인(DLm+3) 및 상기 데이터 라인(DLm+3)과 인접한 녹색, 청색의 화소부들을 위한 데이터 라인들의 데이터 신호와 상기 i번째 센싱 배선(SLi)의 커플링을 줄이는 역할을 할 수 있다. 상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 센싱소자부(SEP2)의 폭(SWH1)의 최소값은 실시예１로 설명한 것처럼, 45 ㎛가 된다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 제1 배선부(LP11)의 폭(SWH2)은 상기 제2 스위칭 소자(SW22)의 폭과 연관된다.

상기 제1 배선부(LP11)의 상기 제1 방향으로의 폭(SWH2)은 제4 회로 간격, 제5 회로 간격 및 제6 회로 간격의 합이다.

여기서, 상기 제5 회로 간격은 상기 제2 스위칭 소자(SW22)의 폭이고, 상기 제1 및 제3 회로 간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다.

예를 들어, 상기 제4 회로 간격, 상기 제5 회로 간격 및 상기 제6 회로 간격의 최소값들이 각각 약 7㎛, 약 17㎛ 및 약 6㎛일 수 있다. 따라서, 상기 제1 배선부(LP11)의 폭(SWH2)의 최소값은 약 30㎛일 수 있다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 제2 배선부(LP12)의 폭(SWH3)은 상기 제1 방향으로의 폭(SWH3)은 제1 배선 간격, 제2 배선 간격, 제3 배선 간격 및 제4 배선 간격의 합이다.

여기서, 상기 제1 배선 간격은 배선의 폭이고, 상기 제3 배선 간격은 콘택부의 폭이며, 상기 제2 및 제4 배선간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다.예를 들어, 상기 제1 배선 간격, 상기 제2 배선 간격, 상기 제3 배선 간격 및 상기 제4 배선 간격의 최소값들이 각각 약 7㎛, 약 7㎛, 약 18㎛ 및 약 7㎛일 수 있다. 따라서, 상기 제2 배선부(LP12)의 폭(SWH3)의 최소값은 약 39㎛일 수 있다. 상기 터치스크린 표시장치가 영상을 정상적으로 표시하기 위해 폭(SWH1), 폭(SWH2) 및 폭(SWH3)이 동일해야 하므로 상기 폭(SWH1), 상기 폭(SWH2) 및 상기 폭(SWH3)의 최소값들은 약 45 ㎛일 수 있다.

상기 리셋부(RP)의 상기 제2 방향으로의 폭의 최소값은 실시예 1의 상기 리셋부(RP)의 폭의 최소값과 실질적으로 동일하다.

일반적인 표시장치의 개구율은 약 62%일 수 있다. 또한, 일반적인 터치스크린 표시장치의 개구율은 약 31%일 수 있다. 또한, 실시예 1에 따른 터치스크린 표시장치의 개구율은 약 38%일 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 터치스크린 표시장치의 개구율은 약 40%일 수 있다. 본 실시예에 따라, 상기 센싱부(SP)들을 상기 센싱소자부(SEP2)와 상기 센싱배선부(SLP2)로 나누고, 상기 센싱배선부(SLP2)는 다시 상기 제1 배선부(LP11) 및 상기 제2 배선부(LP12)으로 나눌 수 있어 터치스크린 표시장치의 개구율이 실시예 1에 따른 터치스크린 표시장치의 개구율보다 더 향상될 수 있다.

또한, 상기 터치스크린 표시장치의 상기 제1 스위칭 소자(SW21) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW22)의 크기를 크게 형성할 수 있고, 또한 센싱 커패시터 및 기준 커패시터의 전극 면적을 크게 형성할 수 있다. 이에 따라서 센싱 특성을 향상시킬 수 있다.

도 12a 및 도 12b는 도 8의 터치스크린 표시장치가 포함하는 터치 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

본 실시예에 따른 게이트 금속 패턴들의 제조방법은 도 5a에 도시된 바와 실질적으로 동일하므로 생략한다.

도 5b, 도 8 및 도 12a를 참조하면, 상기 게이트 금속 패턴들을 덮도록 상기 베이스 기판(BS) 상에 상기 게이트 절연층(120)을 형성한다.

이어서, 상기 게이트 절연층(120) 상에 상기 반도체층(131, 133a, 133b)을 형성한다.

이어서, 상기 게이트 절연층(120) 상에 상기 반도체층(131, 133a, 133b)을 덮도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 데이터 금속층을 형성하고, 상기 데이터 금속층을 패터닝하여 데이터 금속패턴들을 형성한다.

도 12a의 상기 데이터 금속패턴들이 상기 데이터 라인(DLm+3)을 더 포함하는 것을 제외하고 도 5b의 데이터 금속패턴들과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 5c, 도 8 및 도 12b를 참조하면, 상기 데이터 금속패턴들을 덮도록 상기 베이스 기판(BS) 상에 상기 데이터 절연층(150)을 형성한다.

이어서, 상기 데이터 절연층(150) 상에 상기 화소전극(PE) 및 상기 투명 전극(172)이 형성된다.

도 13은 도 8의 터치스크린 표시장치의 센싱부가 포함하는 영역들의 배열 구조를 도시한 평면도이다. 도 14는 도 13의 터치스크린 표시장치에 제공되는 게이트 신호들의 파형도들이다.

여기서, 상기 게이트 신호는 센싱 감도를 상승시키기 위해서, 멀티 게이트 라인 구동을 실시하는 경우의 게이트 신호를 나타낸다.

도 7, 도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 터치스크린 표시장치는 복수의 화소부들과, 복수의 센싱부들(SP)을 포함한다.

상기 화소부들은 복수의 수평열(Hp,...,Hp+5)과 복수의 수직열들(Vq,..., Vq+7)을 포함한다.

상기 센싱부들(SP) 각각이 포함하는 상기 센싱소자부(SEP2), 상기 제1 배선부(LP11) 및 상기 제2 배선부(LP12)상기 인접한 수직열들 사이에 차례로 배치된다.

도시된 바와 같이, 3×3 매트릭스 구조의 센싱 블록(SB)을 정의할 경우, 각센싱 블록(SB)은 상기 제2 방향으로 나란히 나열되고, 상기 제1 방향으로는 1열의 수평열만큼 어긋나도록 배열된다.

본 실시예에서, 상기 터치 표시기판은 3×3 매트릭스 구조의 센싱 블록들(SB)을 가지므로, 게이트 라인들(Gn,...,Gn+6)에 인가되는 게이트 신호들의 펄스들의 펄스폭(PW)에 3를 곱한 값은 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED2)이 될 수 있다. 이와 같은 상기 게이트 신호들의 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED2)에 의해 동일한 수직열에 대응하는 센싱 블록들의 센싱이 동시에 이루어질 수 있고 서로 다른 게이트 라인들간의 커플링 효과를 방지할 수 있다.

실시예 3

도 15는 발명의 실시예 3에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다. 도 16은 도 15의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.

상기 실시예 3에 따른 터치스크린 표시장치는, 서로 이격되어 배치된 제1 배선부(LP21), 제2 배선부(LP22) 및 제3 배선부(LP23)을 포함하는 센싱배선부(SLP3)를 갖고, 각 센싱부(SP)가 4개의 수직열들(Vq, Vq+1, Vq+2, Vq+3)에 대응하여 배치되는 것을 제외하면 실시예 2의 터치스크린 표시장치와 실질적으로 동일하다. 이하에서는 상기 실시예 2의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

도 16에는 제1 내지 제12 화소부(P1 내지 P12)을 도시한다. 따라서, 상기 터치 표시기판(101)은 복수의 게이트 라인들(Gn, Gn+1, Gn+2, Gn+3), 복수의 데이터 라인들(DLm+2, DLm+5, DLm+8, DLm+9)을 포함한다.

도 8, 도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 센싱부(SP)는 터치를 센싱하는 센싱소자부(SEP3)와 상기 센싱배선부(SLP3)를 포함한다. 상기 센싱배선부(SLP3)는 입출력배선들 중 일부를 각각 포함하는 상기 제1 배선부(LP21), 상기 제2 배선부(LP22) 및 상기 제3 배선부(LP23)로 나누어진다.

상기 센싱소자부(SEP3)는 기준 커패시터(Cref), 센싱 커패시터(Clcs) 및 제1 스위칭 소자(SW31)를 포함한다. 상기 제1 배선부(LP21)는 상기 제2 스위칭 소자(SW32) 및 i번째 센싱 배선(SLi)을 포함한다. 상기 센싱소자부(SEP3)의 상기 기준 커패시터(Cref) 및 상기 센싱 커패시터(Clcs)는 상기 제5 화소(P5) 및 상기 제6 화소(P6) 사이에 배치되고, 상기 센싱소자부(SEP3)의 상기 제1 스위칭 소자(SW31)는 상기 제9 화소(P9) 및 상기 제10 화소(P10) 사이에 배치된다.

상기 제1 배선부(LP21)의 상기 제2 스위칭 소자(SW32)는 상기 제10 화소(P10) 및 상기 제11 화소(P11) 사이에 배치되어 상기 i번째 센싱 배선(SLi)과 연결된다.

상기 제2 배선부(LP22)는 상기 제2 방향으로 연장되는 i번째 전압 배선(VLi)을 포함한다.

상기 제3 배선부(LP23)는 상기 제2 방향으로 연장되는 i+1번째 리셋 배선(RLi+1)을 포함한다.

상기 센싱배선부(SLP3)의 입출력배선들과, 상기 센싱소자부(SEP3), 상기 스위칭 소자(SW32) 및 상기 리셋부(RP)의 각각의 연결관계는 실시예 1의 연결 관계와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 17은 도 15의 센싱소자부와 센싱배선부의 연결관계를 나타내기 위한 터치스크린 표시장치의 평면도이다. 도 18은 도 17의 III-III'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도이다.

상기 제1 스위칭 소자(SW31) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW32) 사이에 상기 제10 화소부(P10)가 형성되고, 데이터 라인(DLm+1)이 상기 제10 화소부(P10) 오른쪽에 배치되는 것을 제외하면, III-III'선을 따라 절단한 터치스크린 표시장치의 단면도는 도 10의 단면도와 실질적으로 동일하다. 따라서, 상기 실시예 2의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

도 17의 제5 화소부(P5)의 청색 화소(B5)는 도 10의 청색 화소(B4)와 실질적으로 동일하고, 도 17의 제9 화소부(P9)의 청색 화소(B9)는 도 10의 청색 화소(B7)와 실질적으로 동일하므로 그 설명은 생략한다.

도 15 내지 도 18을 참조하면, 상기 센싱소자부(SEP3)의 기준 커패시터(Cref) 및 센싱 커패시터(Clcs)는 제5 화소부(P5)의 청색 화소(B5) 및 제6 화소부(P6)의 적색 화소 사이에 형성된다. 상기 센싱소자부(SEP3)의 상기 제1 스위칭 소자(SW31)는 제9 화소부(P9)의 청색 화소(B9) 및 제10 화소부(P10)의 적색 화소 사이에 형성된다. 상기 센싱배선부(SLP2)의 상기 제2 스위칭 소자(SW32)는 상기 제10 화소부(P10)의 청색 화소(B10) 및 제11 화소부(P11)의 적색 화소 사이에 형성된다.

상기 센싱배선부(SLP3)의 입출력배선들은 인접하는 수직열들(Vq+1, Vq+2) 사이 또는 인접하는 수직열들(Vq+2, Vq+3) 또는 수직열(Vq+3)의 다른 측에서 상기 제2 방향으로 연장된다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 센싱소자부(SEP3)의 폭(SWH1)은 상기 제1 스위칭 소자(SW31)의 폭과 연관된다.

상기 센싱소자부(SEP3)의 상기 제1 방향으로의 폭(SWH1)은 제1 회로 간격, 제2 회로 간격 및 제3 회로 간격의 합이다.

여기서, 상기 제2 회로 간격은 상기 제1 스위칭 소자(SW31)의 폭이고, 상기 제1 및 제3 회로 간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다.

예를 들어, 상기 제1 회로 간격, 상기 제2 회로 간격 및 상기 제3 회로 간격의 최소값들이 각각 약 6㎛, 약 28㎛ 및 약 6㎛일 수 있다. 따라서, 상기 제1 영역의 폭(SWH1)의 최소값은 약 40㎛일 수 있다.

여기서, 상기 폭(SWH1)이 실시예１ 및, 실시예２보다 작아지고 있는 것은, 다음에 자세하게 설명되듯이 상기 센싱소자부(SEP3)의 좌우에 상기 데이터 라인이 없기 때문이다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 제1 배선부(LP21)의 폭(SWH2)은 상기 제2 스위칭 소자(SW32)의 폭과 연관된다.

상기 제1 배선부(LP21)의 상기 제1 방향으로의 폭(SWH2)은 제4 회로 간격, 제5 회로 간격 및 제6 회로 간격의 합이다.

여기서, 상기 제5 회로 간격은 상기 제2 스위칭 소자(SW22)의 폭이고, 상기 제1 및 제3 회로 간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다.

예를 들어, 상기 제4 회로 간격, 상기 제5 회로 간격 및 상기 제6 회로 간격의 최소값들이 각각 약 7㎛, 약 17㎛ 및 약 6㎛일 수 있다. 따라서, 상기 제1 배선부(LP21)의 폭(SWH2)의 최소값은 약 30㎛일 수 있다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 제2 배선부(LP22)의 폭(SWH3)은 제1 배선 간격, 제2 배선 간격 및 제3 배선 간격의 합이다.

여기서, 상기 제2 배선 간격은 콘택부의 간격이고, 상기 제1 및 제3 배선간격들은 금속패턴이 존재하지 않는 금속패턴들간의 공간이다.

예를 들어, 상기 제1 배선 간격, 상기 제2 배선 간격 및 상기 제3 배선 간격의 최소값들이 각각 약 7㎛, 약 18㎛ 및 약 7㎛일 수 있다. 따라서, 상기 제2 배선부(LP22)의 폭(SWH3)의 최소값은 약 32㎛일 수 있다.

상기 터치스크린 표시장치의 개구율과 관련된 상기 제3 배선부(LP23)의 폭(SWH4)은 다음에 자세하게 설명되듯이, 상기 폭(SWH2)과 같게 할 필요가 있다.

상기 리셋부(RP)의 상기 제2 방향으로의 폭의 최소값은 실시예 1의 상기 리셋부(RP)의 폭의 최소값과 실질적으로 동일하다.

도 19a 및 도 19b는 도 15의 터치스크린 표시장치가 포함하는 터치 표시기판의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

본 실시예에 따른 게이트 금속 패턴들의 제조방법은 도 5a에 도시된 바와 실질적으로 동일하므로 생략한다.

도 5b, 도 15 및 도 19a를 참조하면, 상기 게이트 금속 패턴들을 덮도록 상기 베이스 기판(BS) 상에 상기 게이트 절연층(120)을 형성한다.

이어서, 상기 게이트 절연층(120) 상에 상기 반도체층(131, 133a, 133b)을 형성한다.

이어서, 상기 게이트 절연층(120) 상에 상기 반도체층(131, 133a, 133b)을 덮도록 상기 게이트 절연층(120) 상에 데이터 금속층을 형성하고, 상기 데이터 금속층을 패터닝하여 데이터 금속패턴들을 형성한다.

도 19a의 상기 데이터 금속패턴들이 상기 데이터 라인(DLm+3)을 더 포함하고그 위치가 도 12a와 다른 것을 제외하고 도 12a의 데이터 금속패턴들과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 5c, 도 15 및 도 19b를 참조하면, 상기 데이터 금속패턴들을 덮도록 상기 베이스 기판(BS) 상에 상기 데이터 절연층(150)을 형성한다.

이어서, 상기 데이터 절연층(150) 상에 상기 화소전극(PE) 및 상기 투명 전극(172)이 형성된다.

도 20은 도 15에 도시된 A 부분을 확대한 터치스크린 표시장치의 평면도이다.

도 15 내지 도 17 및 도 20을 참조하면, 각 화소부간의 상기 제1 방향으로의 거리를 화소이격거리(PSD)라 할 때, 정상적인 표시를 얻기 위해서는,

상기 터치스크린 표시장치의 상기 화소이격거리들(PSD)은 모두 동일하고 균일하게 될 필요가 있다.

복수의 데이터 라인들(DLm, DLm+2, DLm+5, DLm+8, DLm+9, DLm+12) 중 제1 및 제4 데이터 라인들(DLm+2, DLm+9)은 상기 제1 화소(P1) 및 상기 제4 화소(P4)의 왼쪽에 형성되고, 제2 및 제3 데이터 라인들(DLm+5, DLm+8)은 상기 제2 화소(P2) 및 상기 제3 화소(P3)의 오른쪽에 형성된다. 따라서, 상기 데이터 라인들(DLm, DLm+2, DLm+5, DLm+8, DLm+9, DLm+12)을 포함하고 있는 영역의 상기 제1 방향으로의 거리를 제1 거리(D1)이라 정의하고, 상기 데이터 라인들(DLm, DLm+2, DLm+5, DLm+8, DLm+9, DLm+12)을 포함하고 있지 않은 영역의 상기 제1 방향으로의 거리를 제2 거리(D2)라 정의할 수 있다.

상기 제1 거리(D1)에 대응하는 영역 및 상기 제2 거리(D2)에 대응하는 영역은 상기 대향 기판(200) 또는 상기 터치 표시기판(102)에 형성될 수 있는 차단 패턴(미도시)에 의해 가려질 수 있다.

상기 화소이격거리(PSD)는 상기 센싱소자부(SEP3)의 폭(SWH1), 상기 제1 배선부(LP21)의 폭(SWH2), 상기 제2 배선부(LP22)의 폭(SWH3), 상기 제1 거리(D1) 및 상기 제2 거리(D2)를 이용하는 다음의 식들과 같이 정의될 수 있다.

여기서, 예를 들어,

상기 제1 거리(D1)가 약 15㎛ 이고, 상기 제2 거리(D2)가 약 7.5㎛이 될 수 있다.

센싱부(SP)의 영역과 인접하는 화소부들 사이에 데이터 라인이 없는 경우, 상기 화소이격거리(PSD)는 수학식 2에 의해 도출될 수 있고, 센싱부(SP)의 영역과 인접하는 화소부들 사이에 데이터 라인이 하나 배치되는 경우, 상기 화소이격거리(PSD)는 수학식 3에 의해 도출될 수 있으며, 센싱부(SP)의 영역과 인접하는 화소부들 사이에 데이터 라인들이 두 개 배치되는 경우, 상기 화소이격거리(PSD)는 수학식 4에 의해 도출될 수 있다.

도 17을 다시 참조하면, 상기 센싱소자부(SEP3)의 폭(SWH1), 상기 제1 배선부(LP21)의 폭(SWH2), 상기 제2 배선부(LP22)의 폭(SWH3)이 필요로 하는 최소값인 약 40㎛, 약 30㎛ 및 약 32㎛에 근거하고 상기 수학식 2 내지 4를 동시에 만족하는 상기 센싱소자부(SEP3)의 폭(SWH1), 상기 제1 배선부(LP21)의 폭(SWH2), 상기 제2 배선부(LP22)의 폭(SWH3)을 설계할 수 있다.

본 실시예에서는 수학식２, ３, ４을 만족하는 최소의 SWH 수치의 편성은, SWH1=47㎛, SWH2=39.5㎛, SWH3=32㎛가 된다.　따라서, 최소 수치를 결정하고 있는 것은 SWH3이다.

일반적인 표시장치의 개구율은 약 62%일 수 있다. 또한, 일반적인 터치스크린 표시장치의 개구율은 약 31%일 수 있다. 본 실시예 따른 터치스크린 표시장치의 개구율은 약 42%일 수 있다. 본 실시예에 따라, 상기 센싱부(SP)들을 상기 센싱소자부(SEP3)와 상기 센싱배선부(SLP3)로 나누고, 상기 센싱배선부(SLP3)는 다시 상기 제1 배선부(LP21), 상기 제2 배선부(LP22) 및 상기 제3 배선부(LP23)으로 나누고, 한층 더 상기 데이터 라인의 배열을 어느 화소열에서는 우측, 어느 화소열에서는 좌측과 같이, 배열하는 것으로, 터치스크린 표시장치의 개구율이 실시예 2에 따른 터치스크린 표시장치의 개구율보다 더 향상될 수 있다. 즉, 상기 데이터 라인을 상기 화소열들의 제1 측 또는 제2 측에 선택적으로 배치시킴으로써 터치스크린 표시장치의 개구율이 실시예 2에 따른 터치스크린 표시장치의 개구율보다 더 향상될 수 있다.

또한, 상기 터치스크린 표시장치의 상기 제1 스위칭 소자(SW31) 및 상기 제2 스위칭 소자(SW32)의 크기를 크게 형성할 수 있고, 또한 센싱 커패시터 및 기준 커패시터의 전극 면적을 크게 형성할 수 있다. 이에 따라서 센싱 특성을 향상시킬 수 있다.

도 21은 도 15의 터치스크린 표시장치의 센싱부가 포함하는 영역들의 배열 구조를 도시한 평면도이다.

센싱 감도를 상승하기 위해서, 멀티 게이트 라인 구동을 실시하는 경우의

도 21의 터치스크린 표시장치에 제공되는 게이트 신호들의 파형도들은 도 14와 실질적으로 동일하므로 생략한다.

도 14, 도 15 및 도 21을 참조하면, 상기 터치스크린 표시장치는 복수의 화소부들과, 복수의 센싱부들(SP)을 포함한다.

상기 화소부들은 복수의 수평열(Hp,...,Hp+5)과 복수의 수직열들(Vq,..., Vq+7)을 포함한다.

상기 센싱부들(SP) 각각이 포함하는 상기 센싱소자부(SEP3), 상기 제1 배선부(LP21), 상기 제2 배선부(LP22) 및 상기 제3 배선부(LP23)은 상기 인접한 수직열들 사이에 차례로 배치된다.

도시된 바와 같이, 4×3 매트릭스 구조의 센싱 블록(SB)을 정의할 경우, 각센싱 블록(SB)은 상기 제2 방향으로 나란히 나열되고, 상기 제1 방향으로는 1열의 수평열만큼 어긋나도록 배열된다.

본 실시예에서, 상기 터치 표시기판은 4×3 매트릭스 구조의 센싱 블록들(SB)을 가지므로, 게이트 라인들(Gn,...,Gn+6)에 인가되는 게이트 신호들의 펄스들의 펄스폭(PW)에 3를 곱한 값은 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED2)이 될 수 있다. 이와 같은 상기 게이트 신호들의 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED2)에 의해 동일한 수직열에 대응하는 센싱 블록들의 센싱이 동시에 이루어질 수 있고 서로 다른 게이트 라인들간의 커플링 효과를 방지할 수 있다.

실시예 4

도 22는 발명의 실시예 4에 따른 터치스크린 표시장치의 평면도이다. 도 23은 도 22의 터치스크린 표시장치의 화소부 및 센싱부에 대한 등가회로도이다.

본 실시예에 따른 터치스크린 표시장치는 센싱 배선부(SLP4)가 더미배선부(LP34)을 더 포함하는 것을 제외하면, 실시예 3의 터치스크린 표시장치와 실질적으로 동일하다. 이하에서는 상기 실시예 3의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.

센싱소자부와 센싱배선부의 연결관계를 나타내기 위한 터치스크린 표시장치의 평면도 및 단면도는 각각 도 17의 평면도 및 도 18의 단면도와 실질적으로 동일하므로 생략한다.

도 22에는, 제1 내지 제15 화소부(P1 내지 P15)을 도시한다. 따라서, 상기 터치 표시기판은 복수의 게이트 라인들(Gn, Gn+1, Gn+2, Gn+3), 복수의 데이터 라인들(DLm+2, DLm+5, DLm+8, DLm+11, DLm+12)을 포함한다.

도 15, 도 22 및 도 23을 참조하면, 상기 센싱부(SP)는 터치를 센싱하는 센싱소자부(SEP4)와 센싱배선부(SLP4)를 포함한다. 상기 센싱배선부(SLP4)는 입출력배선들 중 일부를 각각 포함하는 상기 제1 배선부(LP31), 상기 제2 배선부(LP32) 및 상기 제3 배선부(LP33)과, 회로가 패터닝되지 않은 상기 더미배선부(LP34)로 나누어진다.

도 24는 도 22에 도시된 B 부분을 확대한 터치스크린 표시장치의 평면도이다.

도 22 내지 도24를 참조하면, 복수의 데이터 라인들 중 제1 수직열(Vq) 및 제5 수직열(Vq+4)에 대응하는 데이터 라인들이 제1 수직열(Vq) 및 제5 수직열(Vq+4)의 화소부들의 왼쪽에 형성되고, 복수의 데이터 라인들 중 제2 수직열 (Vq+1) 내지 제4 수직열(Vq+3)에 대응하는 데이터 라인들이 상기 제2 수직열(Vq+1) 내지 제4 수직열(Vq+3)의 화소부들의 오른쪽에 형성되므로, 데이터 라인들의 배치 간격이 좁고 금속층이 패터닝되지 않은 상기 더미배선부(LP34)에 의해 상기 2개의 데이터 라인들과 상기 더미배선부(LP34)의 폭을 포함하는 화소이격거리(PSD)가 좁아질 수 있어 개구율이 약 44%로 더 향상될 수 있다.

도 22의 터치스크린 표시장치의 센싱부가 포함하는 영역들의 배열 구조를 도시한 평면도 및 도 22의 터치스크린 표시장치에 제공되는 게이트 신호들의 파형도들은 센싱 블록이 5×3인 것을 제외하고, 도 21 및 도 14와 실질적으로 동일하므로 생략한다.

본 실시예에서, 상기 터치 표시기판은 5×3 매트릭스 구조의 센싱 블록들(SB)을 가지므로, 센싱 감도를 상승하기 위해서, 멀티 게이트 라인 구동을 실시하는 경우의

게이트 라인들(Gn,...,Gn+6)에 인가되는 게이트 신호들의 펄스들의 펄스폭(PW)에 3를 곱한 값은 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED2)이 될 수 있다. 이와 같은 상기 게이트 신호들의 상기 펄스들의 상승 에지들 사이의 간격(RED2)에 의해 동일한 수직열에 대응하는 센싱 블록들의 센싱이 동시에 이루어질 수 있고 서로 다른 게이트 라인들간의 커플링 효과를 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 화소열들 사이에 배치되어 터치를 센싱하는 센싱소자부와 전기적으로 연결된 센싱배선부를 상기 센싱소자부가 배치된 화소열들과 다른 화소열들 사이에 배치시킴으로써 터치스크린 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 게이트 라인들에 인가되는 게이트 신호들의 펄스들의 간격을 조절함으로써 서로 다른 게이트 라인들간의 커플링 효과를 방지할 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 터치 표시기판 Vq, Vq+1 : 수직열
Hp, Hp+1 : 수평열 Gn, Gn+1, Gn+2 : 게이트 라인
P1 내지 P4 : 제1 내지 제4 화소부들 SP : 센싱부
SEP1 : 센싱소자부 SLP1 : 센싱배선부

Claims (21)

1. 베이스 기판;
   상기 베이스 기판 위에 적어도 하나 이상의 화소열과 화소행으로 배열되고 화소 전극을 포함하는 복수의 화소부들;
   제1화소열과 제2화소열 사이인 제1열에 배치되어 터치를 센싱하는 센싱소자부; 및
   인접하는 화소열들 사이들 중 상기 제1열과 다른 제2열에 배치되어 상기 센싱소자부와 전기적으로 연결된 센싱배선부를 포함하고,
   상기 센싱소자부 및 상기 센싱배선부는 화소행 방향으로 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
2. 제1항에 있어서, 상기 센싱소자부는,
   n번째 게이트 라인에 연결된 기준 커패시터; 및
   상기 기준 커패시터에 연결된 터치 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판(n는 자연수임).
3. 제2항에 있어서, 상기 n번째 게이트 라인과 인접하게 형성된 리셋 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
4. 제3항에 있어서, 상기 센싱소자부는 상기 터치 전극에 연결된 제1 스위칭 소자와, n+1번째 게이트 라인 및 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 제2 스위칭 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
5. 제4항에 있어서, 상기 센싱배선부는
   상기 제1 스위칭 소자에 전원 전압을 인가하는 전압 배선;
   상기 리셋 소자에 리셋 전압을 인가하는 리셋 배선; 및
   상기 제2 스위칭 소자로부터 발생된 센싱 신호를 외부로 출력하는 센싱 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자 및 상기 리셋 소자 각각과 상기 전압 배선, 상기 센싱 배선 및 상기 리셋 배선을 전기적으로 연결시키는 콘택부들은 상기 화소행들 사이에 배치되고, 상기 콘택부들은 데이터 라인, 상기 전압 배선, 상기 센싱 배선 및 상기 리셋 배선을 교차하는 투명 전극을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
   
7. 삭제
8. 제3항에 있어서, 상기 센싱소자부는 상기 터치 전극에 연결된 제1 스위칭 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
9. 제8항에 있어서, 상기 센싱배선부는,
   n+1번째 게이트 라인 및 상기 제1 스위칭 소자에 연결된 제2 스위칭 소자와, 상기 제2 스위칭 소자로부터 발생된 센싱 신호를 외부로 출력하는 센싱 배선을 포함하는 제1 배선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2 스위칭 소자는 상기 n+1번째 게이트 라인과 전기적으로 연결된 게이트 전극, 상기 제1 스위칭 소자의 드레인 전극과 전기적으로 연결된 소스 전극 및 상기 센싱 배선과 전기적으로 연결된 드레인 전극을 포함하고, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 바형상을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
11. 제9항에 있어서, 상기 센싱배선부는,
    상기 제1 스위칭 소자에 전원 전압을 인가하는 전압 배선과, 상기 리셋 소자에 리셋 전압을 인가하는 리셋 배선을 포함하는 제2 배선부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
12. 제11항에 있어서, 상기 화소행 방향으로 상기 센싱소자부, 상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부가 차례로 배치된 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
13. 제9항에 있어서, 상기 센싱배선부는,
    상기 제1 스위칭 소자에 전원 전압을 인가하는 전압 배선을 포함하는 제2 배선부; 및
    상기 리셋 소자에 리셋 전압을 인가하는 리셋 배선을 포함하는 제3 배선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
14. 제13항에 있어서, 상기 화소행 방향으로 상기 센싱소자부, 상기 제1 배선부, 상기 제2 배선부 및 상기 제3 배선부가 차례로 배치된 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
15. 제13항에 있어서, 두 개의 데이터 라인들은 상기 제2 배선부와 인접하는 화소열들 사이에 배치되고, 한 개의 데이터 라인은 상기 제1 배선부와 인접하는 화소열들 사이 및 제3 배선부와 인접하는 화소열들 사이 각각에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
16. 제13항에 있어서, 데이터 라인은 상기 화소열들의 제1 측 또는 제2 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
17. 제13항에 있어서, 더미배선부를 더 포함하고,
    상기 화소행 방향으로 상기 센싱소자부, 상기 제1 배선부, 상기 제2 배선부, 상기 더미배선부 및 상기 제3 배선부가 차례로 배치된 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
18. 제17항에 있어서, 두 개의 데이터 라인들은 상기 더미배선부와 인접하는 화소열들 사이에 배치되고, 상기 제1 배선부와 인접하는 화소열들 사이, 상기 제2 배선부와 인접하는 화소열들 사이 및 상기 제3 배선부와 인접하는 화소열들 사이 각각에 하나의 데이터 라인이 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 표시기판.
19. 베이스 기판과, 상기 베이스 기판 위에 적어도 하나 이상의 화소열과 화소행으로 배열되고 화소 전극을 포함하는 복수의 화소부들과, 제1 화소열과 제2 화소열 사이인 제1열에 배치되어 터치를 센싱하는 센싱소자부와, 인접하는 화소열들 사이들 중 상기 제1열과 다른 제2열에 배치되어, 상기 센싱소자부와 전기적으로 연결된 센싱배선부를 포함하는 터치 표시기판;
    상기 터치 표시기판과 대향하는 대향기판;
    상기 터치 표시기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층; 및
    상기 센싱배선부가 포함하는 센싱 배선들과 연결되어 센싱 신호를 수신하고 상기 센싱 신호에 응답하여 리드아웃신호를 출력하는 리드아웃부를 포함하고,
    상기 센싱소자부 및 상기 센싱배선부는 화소행 방향으로 교대로 배치된 것을 특징으로 하는 터치스크린 표시장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 화소행 방향으로 인접하는 센싱부들은 화소열 방향으로 하나의 화소부만큼 어긋나도록 배치되고, 각 센싱부는 각 센싱소자부와 각 입출력 배선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 표시장치.
21. 삭제

Images