KR20150076025A

KR20150076025A - 터치센서 일체형 표시장치

Info

Publication number: KR20150076025A
Application number: KR1020130164611A
Authority: KR
Inventors: 한만협; 김철세
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-07-06
Also published as: US20150185938A1; JP2015125776A; CN104750337A; EP2889735A3; EP2889735B1; EP2889735A2; CN104750337B; US10101832B2; KR102124970B1; JP6078523B2; TW201525829A; TWI556151B

Abstract

본 발명은 사용자의 터치를 인식할 수 있는 터치센서 일체형 표시장치에 관한 것으로, 복수의 제 1 전극들이 각각 배치되는 복수의 제 1 영역들; 및 복수의 제 2 전극들과 복수의 제 3 전극들이 서로 접촉하지 않도록 제 1 방향을 따라 번갈아 배치되는 복수의 제 2 영역들을 포함하고, 상기 제 1 영역의 각각에 배치된 복수의 제 1 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 서로 연결되며, 상기 제 2 영역의 각각에 배치된 복수의 제 2 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 서로 연결되고, 상기 제 2 영역의 각각에 배치된 각각의 제 3 전극은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

Description

터치센서 일체형 표시장치{TOUCH SENSOR INTEGRATED TYPE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 사용자의 터치를 인식할 수 있는 터치센서 일체형 표시장치에 관한 것이다.

최근, 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(input device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 그러나, 상술한 바와 같은 입력장치를 사용하는 것은 사용법을 익혀야 하고 공간을 차지하는 등의 불편을 야기하는 문제점이 있었다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치센서(touch sensor)가 제안되었다.

터치센서는 간단하고, 오작동이 적으며, 별도의 입력기기를 사용하지 않고도 입력이 가능할 뿐 아니라 사용자가 화면에 표시되는 내용을 통해 신속하고 용이하게 조작할 수 있다는 편리성 때문에 다양한 표시장치에 적용되고 있다.

터치센서는 구조에 따라서, 상판 부착형(add-on type)과 상판 일체형(on-cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형은 표시장치와 터치 센서가 형성된 터치 패널을 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치 패널을 부착하는 방식이다. 상판 일체형은 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치센서를 직접 형성하는 방식이다.

상판 부착형은 표시장치 위에 완성된 터치 패널이 올라가 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다.

한편, 상판 일체형의 경우, 표시장치의 상면에 별도의 터치센서가 형성된 구조로 상판 부착형 보다 두께를 줄일 수 있지만, 여전히 터치센서를 구성하는 구동전극층과 센싱전극층 및 이들을 절연시키기 위한 절연층 때문에 전체 두께가 증가하고 공정수가 증가하여 제조가격이 증가하는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 종래 기술에 의한 문제점들을 해결할 수 있는 터치센서 일체형 표시장치의 필요성이 대두되었으며, 미국 등록특허 US 7,859,521와 같은 터치 센서 일체형 표시장치가 알려져 있다.

미국 등록특허 US 7,859,521에 개시된 터치 센서 일체형 표시장치는 디스플레이용 공통전극을 분할하여 터치구동을 위한 터치 구동전극들과 터치 센싱을 위한 터치 센싱전극들을 겸용하게 함으로써 터치시 발생하는 상호 정전용량의 변화량을 측정하여 터치여부 및 터치위치를 인식하고 있다.

상기 구성에서, 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들은 동일층에 형성되기 때문에 서로 접촉하지 않도록 동일 기능을 수행하는 전극들끼리 배선들에 의해 서로 연결된다. 즉, 터치 구동전극들은 구동전극 콘택홀을 통해 터치 구동전극 배선들에 연결되고, 터치 센싱전극들은 센싱전극 콘택홀에 의해 터치 센싱전극 배선들에 의해 서로 연결됨으로써 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들은 전기적으로 서로 접촉하지 않게 된다.

그러나, 상기 미국특허에 기재된 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 디스플레이의 공통전극 단일 층에 터치 구동전극과 터치 센싱전극을 모두 형성하여야 할 뿐 아니라 분리된 구동전극들을 연결하기 위하여 별도의 배선이 필요하고, 이들 배선을 연결하기 위한 콘택홀이 형성되어야 하는 등 복잡한 구조를 갖는다.

이와 같이 종래의 터치센서 일체형 표시장치는 단위 터치 전극의 내부에 여러 가지 형태의 디스플레이 픽셀들이 복잡하게 구성되어 있어 설계가 복잡하여지고 표시 특성을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들을 위한 복잡한 배선들을 간단하고 효율적으로 형성함으로써 표시특성을 저하시키지 않는 터치센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 터치 구동전극 및 터치 센싱전극 연결배선들의 연결을 위한 콘택홀을 제거하여 개구율을 향상시킬 수 있는 터치센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 터치 구동전극과 터치 센싱전극 간의 초기 상호 정전용량의 크기와 함께 신호배선과 터치 전극 사이의 기생 캐패시턴스를 감축킴으로써 터치 성능을 향상시킬 수 있는 터치센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부로부터 유입되는 정전기를 차단하여 안정성을 높일 수 있는 터치센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적달성을 위한 본 발명에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는, 복수의 제 1 전극들이 각각 배치되는 복수의 제 1 영역들; 및 복수의 제 2 전극들과 복수의 제 3 전극들이 서로 접촉하지 않도록 제 1 방향을 따라 번갈아 배치되는 복수의 제 2 영역들을 포함하고, 상기 제 1 영역의 각각에 배치된 복수의 제 1 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 서로 연결되며, 상기 제 2 영역의 각각에 배치된 복수의 제 2 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 서로 연결되고, 상기 제 2 영역의 각각에 배치된 각각의 제 3 전극은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 영역들의 각각은 2개의 제 1 영역들 사이에 배치되고, 상기 2개의 제 1 영역에 배치되는 제 1 전극들은 서로 연결되어 터치 라우팅 배선에 연결되며, 상기 각각의 제 2 영역에 배치되는 제 2 전극들은 서로 연결되어 접지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 영역들의 각각에 배치되는 제 1 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 1 연결배선들에 의해 서로 연결되고, 상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 2 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 2 연결배선들에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 3 전극들은, 전기적으로 분리된 적어도 2개의 그룹을 이루도록 상기 제 3 전극들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 3 연결배선들에 의해 서로 연결되며, 상기 제 3 연결배선들은 상기 제 1 및 제 2 연결배선들과 교차하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 번갈아 배치되고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역 보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각각의 제 1 영역에 배치되는 제 1 전극들은 서로 연결되어 터치 라우팅 배선에 연결되고, 상기 각각의 제 2 영역에 배치되는 제 2 전극들은 서로 연결되어 접지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 영역들의 각각에 배치되는 제 1 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 4 연결배선들에 의해 서로 연결되고, 상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 2 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 5 연결배선들에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 3 전극들은, 전기적으로 분리된 적어도 2개의 그룹을 이루도록 상기 제 3 전극들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 6 연결배선들에 의해 서로 연결되며, 상기 제 6 연결배선들은 상기 제 4 및 제 5 연결배선들과 교차하도록 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 구동전극이고, 상기 제 2 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 무센싱 전극이며, 상기 제 3 전극들은터치 센싱전극인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 센싱전극이고, 상기 제 2 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 무구동 전극이며, 상기 제 3 전극들은터치 구동전극인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 전극의 각각과 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 단위픽셀전극을 더 포함하며, 상기 단위 픽셀전극은 색을 구현하는 복수의 서브픽셀전극들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 표시장치의 단위 픽셀전극, 게이트 라인 및 데이터 라인의 설계에 대응하여 터치센서를 구성하는 터치 구동전극, 터치 센싱전극 및 배선관계를 용이하게 설계할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 터치 구동전극 및 터치 센싱전극 연결배선들의 연결을 위한 콘택홀이 불필요하므로 개구율을 향상시킬 수 있어 고해상도의 제품 및 대면적 제품에 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 터치 구동영역에는 터치 센싱전극들이 배치되지 않도록 함으로써 터치 센싱전극 수의 감축에 따른 상호 정전용량 및 기생 정전용량의 크기를 줄일 수 있어 터치 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 터치 구동전극들 및 터치 센싱전극들이 정전기 방지회로에 접속되어 있으므로 외부로부터 유입되는 정전기를 차단할 수 있어 장치의 안정성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여 주는 일부 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 3a는 도 2에 도시된 영역 R1에서 공통전극들(터치 구동 전극)이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도,
도 3b는 도 4a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도,
도 4a는 도 2에 도시된 영역 R1에서 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도,
도 4b는 도 5a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도,
도 5a는 도 2에 도시된 영역 R2에서 공통전극들(터치 구동 전극)이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도,
도 5b는 도 5a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도,
도 6a는 도 2에 도시된 영역 R2에서 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도,
도 6b는 도 6a의 IV-IV'라인을 따라 취한 단면도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예들에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여 주는 일부 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 공통전극 겸용 터치 구동전극, 터치 무구동 전극 및 터치 센싱전극의 관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 액정층(도시생략)을 사이에 두고 형성되는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)와 컬러필터 어레이(CFA)를 구비하는 액정 표시패널(LCP)을 포함한다.

박막 트랜지스터 어레이(TFTA)는 제 1 기판(SUB1) 상에 제 1 방향(예를 들면, x방향)으로 나란하게 형성된 복수의 게이트 라인들(G1, G2), 상기 복수의 게이트 라인들(G1, G2)과 서로 교차하도록 제 2 방향(예를 들면, y방향)으로 나란하게 형성된 데이터 라인들(D1, D2), 게이트 라인들(G1, G2)과 데이터 라인들(D1, D2)이 교차에 의해 정의되는 영역에 위치하는 액정 셀들과, 게이트 라인들(G1, G2), 데이터 라인들(D1, D2)이 교차하는 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT), 액정 셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 복수의 픽셀 전극들(Px), 및 상기 복수의 픽셀 전극들(Px)과 전계를 형성하도록 배치된 공통전극들(도시생략)을 포함한다.

컬러필터 어레이(CFA)는 제 2 기판(SUB2) 상에 형성되는 블랙매트릭스 및 컬러필터(도시생략)를 포함한다. 액정 표시패널(LCP)의 제 1 기판(SUB1)과 제 2 기판(SUB2)의 외면에는 각각 편광판(POL1, POL2)이 부착되고, 액정과 접하는 제 1 및 제 2 기판들(SUB1, SUB2)의 내면에는 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막(도시생략)이 각각 형성된다. 액정 표시패널(LCP)의 컬러필터 어레이(CFA)와 박막 트랜지스터 어레이(TFTA) 사이에는 액정 셀의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(coluumn spacer)가 형성될 수 있다.

한편, 공통전극들은 TN(Twisted Nematic) 모드와 VA(Vertical Alignment) 모드와 같은 수직전계 구동방식에서 제 2 기판(SUB2)에 형성되며, IPS(In Plane Switching) 모드와 FFS(Fringe Field Switching) 모드와 같은 수평전계 구동방식에서는 픽셀 전극(Px)과 함께 제 1 기판(SUB1) 상에 형성된다. 이하의 본 발명의 실시예에서는 수평전계 구동방식을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 공통전극(COM)은 제 1 방향(예를 들면, x축 방향)과 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할되는 복수의 전극들(Tx11, Tx12, Tx21, Tx22, S1, S2)로 이루어진다. 도 2의 실시예에서 분할된 공통전극들은 4개 그룹, 즉 제 1 내지 제 4 그룹의 터치 구동전극들(Tx11, Tx12, Tx21, TRx22)과, 2개 그룹, 즉 제 1 및 제 2 그룹의 터치 무센싱 전극들(S1, S2)을 포함한다. 제 1 내지 제 4 그룹의 터치 구동전극들(Tx11, Tx12, Tx21, Tx22)은 4개의 제 1 내지 제 4 터치 구동영역들(TA1~TA4)에 각각 배치되고, 제 1 및 제 2 그룹의 터치 무센싱전극들(S1, S2)은 제 1 및 제 2 터치 센싱영역들(SA1, SA2)에 각각 배치된다. 제 1 터치 센싱영역(SA1)은 제 1 및 제 2 터치 구동영역들(TA1, TA2) 사이에 배치되고, 제 2 터치 센싱영역(SA2)은 제 3 및 제 4 터치 구동영역들(TA3, TA4) 사이에 배치된다. 제 2 터치 구동영역(TA2)과 제 3 터치 구동영역(TA3)은 서로 인접하도록 배치된다. 상기 구성에 따라 제 1 및 제 2 터치 센싱영역들(SA1, SA2) 사이에는 제 2 및 제 3 터치 구동영역들(TA2, TA3)이 배치된다.

제 1 터치 구동영역(TA1)에는 10행 3열의 제 1-1 터치 구동전극들(Tx11)이 배치되어 제 1 그룹의 터치 구동전극(Tx11)이 형성된다. 또한 제 1 터치 구동영역(TA1)에는 3열로 배치된 제 1-1 터치 구동전극들(Tx11)과 접촉하는 터치 센싱전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 1-1 터치 구동전극들(Tx11)과 각각 접촉하는 3열의 제 1-1 터치 구동전극 연결배선(Tc11)들이 y축 방향으로 배열된다.

제 2 터치 구동영역(TA2)에는 10행 3열의 제 1-2 터치 구동전극들(Tx12)이 배치되어 제 2 그룹의 터치 구동전극(Tx12)을 형성한다. 또한 제 2 터치 구동영역(TA2)에는 3열로 배치된 제 1-2 터치 구동전극들(Tx12)과 접촉하는 터치 구동전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 1-2 터치 구동전극들(Tx12)과 각각 접촉하는 3열의 제 1-2 터치 구동전극 연결 배선(Tc12)들이 y축 방향으로 배열된다.

제 3 터치 구동영역(TA3)에는 10행 3열의 제 2-1 터치 구동전극들(Tx21)이 배치되어 제 3 그룹의 터치 구동전극(Tx21)을 형성한다. 또한 제 3 터치 구동영역(TA3)에는 3열로 배치된 제 2-1 터치 구동전극들(Tx21)과 접촉하는 터치 구동전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 2-1 터치 구동전극들(Tx21)과 각각 접촉하는 3열의 제 2-1 터치 구동전극 연결 배선(Tc21)들이 y축 방향으로 배열된다.

제 4 터치 구동영역(TA4)에는 10행 3열의 제 2-2 터치 구동전극들(Tx22)이 배치되어 제 4 그룹의 터치 구동전극(Tx22)을 형성한다. 또한 제 4 터치 구동영역(TA4)에는 3열로 배치된 제 2-2 터치 구동전극들(Tx22)과 접촉하는 터치 구동전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 2-2 터치 구동전극들(Tx22)과 각각 접촉하는 3열의 제 2-2 터치 구동전극 연결 배선들(Tc22)이 y축 방향으로 배열된다.

제 1 터치 센싱영역(SA1)에는 10행 3열의 제 1 터치 무센싱전극들(S1)이 배치되어 제 1 그룹의 터치 무센싱전극(S1)이 형성된다. 또한 제 1 터치 센싱영역(SA1)에는 3열로 배치된 제 1 터치 무센싱전극들(S1)과 접촉하는 제 1 터치 무센싱전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 1 터치 무센싱전극들(S1)과 각각 접촉하는 3열의 제 1 터치 무센싱전극 연결 배선(Sc1)들이 y축 방향으로 배열된다. 또한, 제 1 터치 센싱영역(SA1)에는 10행의 제 1 터치 무센싱 전극들(S1)과 번갈아 10행의 제 1 터치 센싱전극들(Rx11, R21, Rx31, Rx32, ...Rx101)이 배치되며, 10행의 제 1 터치 구동전극들(Rx11, R21, Rx31, Rx32, ...Rx101)과 각각 접촉하는 제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc10)이 x축 방향으로 배열된다.

제 2 터치 센싱영역(SA2)에는 10행 3열의 제 2 터치 무센싱전극들(S2)이 배치되어 제 2 그룹의 터치 무센싱전극(S2)이 형성된다. 또한 제 2 터치 센싱영역(SA2)에는 3열로 배치된 제 2 터치 무센싱전극들(S2)과 접촉하는 제 2 터치 무센싱전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 2 터치 무센싱전극들(S2)과 각각 접촉하는 3열의 제 2 터치 무센싱전극 연결 배선(Sc2)들이 y축 방향으로 배열된다. 그리고, 제 2 터치 센싱영역(SA2)에는 10행의 제 2 터치 무센싱 전극들(S1)과 번갈아 10행의 터치 센싱전극들(Rx12, Rx22, Rx32,...Rx102)이 배치되며, 10행의 제 2 터치 센싱전극들(Rx12, Rx22, Rx32,...Rx102)과 각각 접촉하는 제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc10)이 x축 방향으로 배열된다.

제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc10)은 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 터치 센싱영역들(SA1, SA2)로부터 연장되어 제 1 내지 제 4 터치 구동영역들(TA1~TA4) 까지 배열되며, 제 1 내지 제 4 터치 구동영역들(TA1~TA4) 내에서 제 1-1, 제 1-2, 제 2-1 및 제 2-2 터치 구동전극 연결배선들(Tc11, Tc12, Tc21,Tc22)과 교차하도록 배치된다.

이와 같은 구성에서, 제 1 터치 구동영역(TA1)에 배치된 제 1-1 터치 구동전극들(Tx11)과 제 2 터치 구동영역(TA2)에 배치된 제 1-2 터치 구동전극들(Tx12)은 그들과 접촉하는 제 1-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc11)과 제 1-2 터치 구동전극 연결배선들(Tc12)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결배선을 통해 제 1 터치 구동 라우팅 배선(TW1)에 연결된다. 제 1-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc11)과 제 1-2 터치 구동전극 연결배선들(Tc12)의 타단부들은 서로 연결된 후 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

또한, 제 3 터치 구동영역(TA3)에 배치된 제 2-1 터치 구동전극들(Tx21)과 제 4 터치 구동영역(TA4)에 배치된 제 2-2 터치 구동전극들(Tx22)은 그들과 접촉하는 제 2-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc21)과 제 2-2 터치 구동전극 연결배선들(Tc22)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결배선을 통해 제 2 터치 구동 라우팅 배선(TW2)에 연결된다. 제 2-1 터치 구동전극 연결배선들(Tc21)과 제 2-2 터치 구동전극 연결배선들(Tc22)의 타단부들은 서로 연결된 후 다른 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

제 1 및 제 2 터치 구동 라우팅 배선들(TW1, TW2)은 제 1 및 제 2 터치 구동 라우팅 패드들(TP1, TP2)에 각각 접속되어, 제 1-1 및 제 1-2 터치 구동전극들(Tx11, Tx12)과 제 2-1 및 제 2-2 터치 구동전극들(Tx21, Tx22)에 터치 구동을 위한 터치 구동전압을 공급한다.

도 2에 도시된 실시예에서는 터치 구동전극들이 제 1-1 및 제 1-2 터치 구동전극들(Tx11, TRx12)과 제 1-1 및 제 1-2 터치 구동전극 연결배선들(Tc11, Tc12)에 의해 이루어지는 제 1 터치 구동라인과, 제 2-1 및 제 2-2 터치 구동전극들(Tx21, Tx22)과 제 2-1 및 제 2-2 터치 구동전극 연결 배선들(Tc21, Tc22)로 이루어지는 제 2 터치 구동라인의 예를 보여주고 있다. 그러나 도 2의 실시예는 단지 예시적인 것에 지나지 않으며, 필요에 따라 연결부에 의해 연결되는 터치 구동 전극 연결배선의 수를 조정하여 터치 구동라인의 수를 결정할 수 있다.

한편, 제 1 터치 센싱영역(SA1)에 배치된 제 1 터치 무센싱전극들(S1)은 그들과 접촉하는 제 1 터치 무센싱전극 연결배선들(Sc1)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결부에 의해 접지배선(GW)에 연결된다. 또한, 제 2 터치 센싱영역(SA2)에 배치된 제 2 터치 무센싱전극들(S2)은 그들과 접촉하는 제 2 터치 무센싱전극 연결배선들(Sc2)의 일단부들이 하나로 연결된 후 접지배선(GW)에 연결된다.

제 1 내지 제 5 터치 센싱전극들(Rx11,Rx12; Rx21, Rx22; Rx31, Rx32; Rx41, Rx42; Rx51 Rx52)은 그들과 접촉하는 제 1 내지 제 5 터치 구동전극 연결배선들(Rc1~Rc5)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결부에 의해 제 1 터치 센싱 라우팅 배선(RW1)에 연결된다. 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc5)의 타단부들은 서로 연결된 후 다른 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

제 6 내지 제 10 터치 구동전극들(Rx61,Rx62; Rx71, Rx72; Rx81, Rx82; Rx91, Rx92; Rx101 Rx102)은 그들과 접촉하는 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극 연결배선들(Rc6~Rc10)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결배선에 의해 제 2 터치 센싱 라우팅 배선(RW2)에 연결된다. 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극 연결배선들(R6~Rc10)의 타단부들은 서로 연결된 후 다른 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

제 1 및 제 2 터치 센싱 라우팅 배선들(RW1, RW2)은 제 1 및 제 2 터치 센싱라우팅 패드들(RP1, RP2)에 각각 접속되어, 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극들(Rx11, Rx12; Rx21, Rx22; Rx31, Rx32; Rx41, Rx42; Rx51, Rx52)과 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극들(Rx61, Rx62; Rx71, Rx72; Rx81, Rx82; Rx91, Rx92; Rx101, Rx102)로부터 센싱된 센싱전압을 제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc5, Rc6~Rc10)을 통해 터치 프로세서(도시생략)에 공급한다.

도 2에 도시된 실시예에서는 터치 센싱전극들이 2개의 터치 센싱라인으로 이루어지는 구성의 예, 즉, 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극들(Rx11, Rx12; Rx21, Rx22; Rx31, Rx32; Rx41, Rx42; Rx51, Rx52)과 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc5)에 의해 이루어지는 제 1 터치 구동라인과, 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극들(Rx61, Rx62; Rx71, Rx72; Rx81, Rx82; Rx91, Rx92; Rx101, Rx102)과 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc6~Rc10)로 이루어지는 제 2 터치 센싱라인의 예를 보여주고 있다. 그러나 도 2의 실시예는 단지 예시적인 것에 지나지 않으며, 필요에 따라 연결부에 의해 연결되는 터치 센싱전극 연결배선의 수를 조정하여 터치 센싱라인의 수를 결정할 수 있다.

이상 설명한 터치 구동전극들(Tx11, Tx12; Tx21, Tx22) 및 터치 무센싱전극들(S1, S2)은 모두 공통전극(COM)으로서의 기능을 겸하고 있으며, 수평전계방식 표시장치에 있어 이들은 픽셀전극(Px)과 함께 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 제 1 기판(SUB1)에 형성되고, 픽셀 전극(Px)은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성된다.

한편, 공통전극(COM)으로서의 기능을 겸하는 터치 구동전극들(Tx11, Tx12; Tx21, Tx22) 및 터치 무센싱전극들(S1, S2)의 각각은 단위 픽셀전극(색을 표시하기 위해 필요한 복수의 서브픽셀들로, 본 발명의 실시예에서는 3개의 서브픽셀로 이루어진 단위 픽셀전극임)에 대응하도록 형성될 수 있다.

다음으로, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 터치 센싱영역(SA1, SA2)에서 공통전극(터치 무센싱전극)이 픽셀전극의 상층에 형성되는 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 3a는 도 2에 도시된 영역 R1에서 공통전극들(터치 무센싱 전극)이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I'라인을 따라 취한 단면도이다.

이하의 설명에서는 설명의 단순화를 위해, 2개의 터치 무센싱전극 패턴(S1, S1)의 일부 영역과 그에 인접한 2개의 터치 센싱전극(Rx11, Rx21)의 일부 영역을 포함하는 영역 R1에 배치되는 픽셀전극들(Px)을 중심으로 설명하기로 한다. 본 실시예의 도면에서 Px는 색을 표시하기 위해 필요한 서브픽셀들로서, 3개의 서브픽셀이 하나의 단위 픽셀전극을 형성하는 경우를 예로 들었으며, 이하의 설명에서는, 단위픽셀전극을 구성하는 각 서브픽셀전극을 단순히 픽셀전극이라 칭하기로 한다.

도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB1) 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)을 포함한다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 공통전극(COM)이 터치 무센싱전극(S1)의 기능을 겸하므로, 이하의 설명에서는 필요에 따라 공통전극(COM), 터치 무센싱전극(S1), 공통전극 겸용 터치 무센싱전극(S1), 또는 터치 무센싱전극 겸용 공통전극(COM)이라 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.

박막 트랜지스터(TFT)는 기판(SUB) 상에 형성되는 게이트 라인(GL)으로부터 연장되는 게이트 전극(G)과, 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(G)을 커버하는 게이트 절연막(GI) 상에서 게이트 전극(G)과 대응하는 영역에 형성되는 활성층(A)과, 활성층(A)의 일부를 노출시키도록 게이트 절연막(GI) 상에 분리되어 형성되는 데이터 라인(DL)으로부터 연장되는 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함한다.

상기 실시예에서, 비록 박막 트랜지스터는 게이트 전극이 소스/드레인 전극의 하층에 형성되는 게이트 버텀 구조(gate bottom structrue)의 박막 트랜지스터를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 전극이 소스/드레인 영역의 상부에 형성되는 게이트 탑 구조(gate top structrue)의 박막 트랜지스터도 포함하는 것으로 이해하여야 한다. 게이트 탑 구조(gate top structrue)의 박막 트랜지스터는 공지의 구성이므로 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)을 커버하는 제 1 보호막(PAS1)이 형성되고, 제 1 보호막(PAS) 상에는 평탄화를 위한 포토 아크릴 등의 유기 절연막(INS)이 형성된다. 유기 절연막(INS)과 제 1 보호막(PAS1)에는 드레인 전극(D)의 일부분을 노출시키는 콘택홀(CH)이 형성된다.

유기 절연막(INS) 상에는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들 내에 각각 픽셀전극(Px)이 형성된다. 픽셀전극(Px)은 유기 절연막(INS)과 제 1 보호막(PAS1)을 관통하는 콘택홀(CH)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)과 접촉하도록 형성된다. 또한 유기 절연막(INS) 상에는 y축 방향으로 배열된 인접한 픽셀전극들(Px) 사이에 배치되며, 게이트 라인(GL)과 나란한 터치 센싱전극(Rx11)이 형성된다. 터치 센싱 전극(Rx11)은 후술할 터치 무센싱전극(S1)의 병목부(Sb)와 교차하는 영역의 폭이 좁게 형성된 병목부(Rb)를 포함한다. 터치 센싱전극(Rx11) 상에는 게이트 라인(GL)과 나란하게 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1)이 형성된다.

픽셀전극들(Px)과 터치 센싱전극(Rx11), 및 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)이 형성된 유기 절연막(INS) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.

제 2 보호막(PAS) 상에는 데이터 라인(DL)과 중첩되게 터치 무센싱전극 연결배선(Sc1)이 형성된다. 터치 무센싱전극 연결배선(Sc1)은 터치 센싱전극(Rx11)의 병목부(Rb)를 경유하도록 배치된다.

터치 무센싱전극 연결배선(Sc1)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 터치 무센싱전극 연결배선(Sc1)을 커버하도록 공통전극 겸용의 터치 무센싱 전극들(S1)이 형성된다. 터치 무센싱 전극(S1)은 픽셀전극들(Px)과 중첩되도록 형성된다. 디스플레이 구동시 공통전압이 공급되는 터치 무센싱 전극(S1)은 픽셀전극(Px)과의 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)을 포함한다. 따라서, 유기 절연층(INS) 상에 형성되는 픽셀전극(Px)은 슬릿이 없도록 형성되고, 제 2 보호층(PAS2) 상에 형성되는 터치 무센싱 전극(S1)은 슬릿(SL)을 갖도록 형성된다.

다음으로, 도 4a및 도 4b를 참조하여, 터치 센싱영역(SA1, SA2)에서 픽셀전극이 공통전극(터치 무센싱전극)의 상층에 형성되는 경우의 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 4a는 도 2에 도시된 영역 R1에서 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이다.

도 2, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB1) 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)을 포함한다. 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에서도 본 발명의 제 1 실시예에서와 마찬가지로 공통전극(COM)이 터치 무센싱전극(S1)의 기능을 겸하므로, 이하의 설명에서는 필요에 따라 공통전극(COM), 터치 무센싱전극(S1), 공통전극 겸용 터치 무센싱전극(S1), 또는 터치 무센싱전극 겸용 공통전극(COM)이라 칭하기로 한다.

박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)이 형성된 게이트 절연막(GI) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)와 데이터 라인(DL)을 커버하는 제 1 보호막(PAS1)이 형성되고, 제 1 보호막(PAS) 상에는 평탄화를 위한 포토 아크릴 등의 유기 절연막(INS)이 형성된다. 유기 절연막(INS)에는 드레인 전극(D)의 일부분과 대응하는 위치의 제 1 보호막(PAS)을 노출시키는 제 1 콘택홀(CH1)이 형성된다.

제 1 콘택홀(CH1)이 형성된 유기 절연막(INS) 상에는 병목부(Sb)에 의해 서로 연결되는 공통전극(COM) 겸용의 터치 무센싱 전극들(S1)이 형성된다. 즉, 2개의 터치 무센싱 전극들(S1, S1)이 데이터 라인(DL)과 나란하며, 적어도 하나의 병목부(Sb)에 의해 연결되도록 유기 절연막(INS) 상에 형성된다. 터치 무센싱 전극(S1) 상에는 데이터 라인(DL)과 중첩되는 터치 무센싱 전극 연결배선(Sc1)이 형성된다. 터치 무센싱 전극 연결배선(Sc1)은 병목부(Sb)를 경유하도록 배치된다.

터치 무센싱 전극들(S1)과 터치 무센싱 전극 연결배선(Sc1)이 형성된 유기 절연막(INS) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다. 유기 절연막(INS)의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 노출되는 제 1 보호막(PAS1)과, 제 2 보호막(PAS2)에는 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(CH2)이 형성된다.

제 2 콘택홀(CH2)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들 내에 각각 픽셀전극(Px)이 형성된다. 또, 제 2 보호막(PAS2) 상에는 데이터 라인(DL)의 방향, 즉, y축 방향으로 인접한 2개의 픽셀전극(Px) 사이에서 게이트 라인(GL)과 나란한 방향(x축 방향)으로 터치 센싱전극 저항 감축배선(Rc1)이 형성된다. 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)을 커버하도록 게이트 라인(GL)과 평행하게 터치 센싱전극(Rx11)이 형성된다. 터치 센싱전극(Rx11)은 이웃하는 터치 무센싱 전극들(S1, S1)을 연결하는 병목부(Sb)와 교차하는 영역에서 병목부(Rb)를 갖도록 형성된다.

픽셀전극들(Px)은 터치 무센싱 전극들(S1)과 중첩되도록 형성된다. 픽셀전극들(Px)의 각각은 디스플레이 구동시 공통전압이 공급되는 터치 무센싱 전극들(S1)과의 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)을 포함한다. 따라서, 유기 절연층(INS) 상에 형성되는 터치 무센싱전극(S1)은 슬릿이 없도록 형성되고, 제 2 보호층(PAS2) 상에 형성되는 픽셀전극(Px)은 슬릿(SL)을 갖도록 형성된다.

다음으로, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 터치 구동영역(TA1~TA4)에서 공통전극(터치 구동전극)이 픽셀전극의 상층에 형성되는 경우의 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 5a는 도 2에 도시된 영역 R2에서 공통전극들(터치 구동 전극)이 픽셀전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 III-III'라인을 따라 취한 단면도이다.

도 2, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB1) 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)을 포함한다. 본 발명의 제 1 실시예에서는 공통전극(COM)이 터치 무센싱전극(S1)의 기능을 겸하므로, 이하의 설명에서는 필요에 따라 공통전극(COM), 공통전극(COM), 터치 무센싱전극(S1), 공통전극 겸용 터치 무센싱전극(S1), 또는 터치 무센싱전극 겸용 공통전극(COM)이라 칭하기로 한다.

유기 절연막(INS) 상에는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들 내에 각각 픽셀전극(Px)이 형성된다. 픽셀전극(Px)은 유기 절연막(INS)과 제 1 보호막(PAS1)을 관통하는 콘택홀(CH)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)과 접촉하도록 형성된다. 유기 절연막(INS) 상에는 또한 데이터 라인의 방향(즉, y축 방향)을 따라 서로 인접한 픽셀전극들(Px) 사이에서 픽셀전극들(Px)과 분리되어 배치되는 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)의 제 1 층(Rc1a)이 형성된다. 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)의 제 1 층(Rc1a) 상에는 터치 센싱전극 연결배선(Rc1b)이 형성되어 2중층 구조의 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)이 형성된다.

픽셀전극들(Px)과 터치 센싱전극 연결배선(Rc1)이 형성된 유기 절연막(INS) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.

제 2 보호막(PAS2) 상에는 데이터 라인(DL)과 중첩되도록 터치 구동전극 연결배선(Tc12)이 형성된다. 터치 구동전극 연결배선(Tc12)은 게이트 라인(GL)과 교차하도록 형성된다.

터치 구동전극 연결배선(Tc12)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 공통전극 겸용의 터치 구동 전극들(Tx12)이 형성된다. 터치 구동 전극(Tx12)은 픽셀전극들(Px)과 중첩되도록 형성된다. 터치 구동 전극(Tx12)은 디스플레이 구동시 픽셀전극(Px)과의 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)을 포함한다. 따라서, 유기 절연층(INS) 상에 형성되는 픽셀전극(Px)은 슬릿이 없도록 형성되고, 제 2 보호층(PAS2) 상에 형성되는 터치 구동 전극(Tx12)은 슬릿(SL)을 갖도록 형성된다.

다음으로, 도 6a및 도 6b를 참조하여, 터치 구동영역(TA1~TA4)에서 픽셀전극이 공통전극(터치 구동전극)의 상층에 형성되는 경우의 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 6a는 도 2에 도시된 영역 R2에서 픽셀전극이 공통전극 상층에 형성되는 경우의 예를 도시한 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 II-II'라인을 따라 취한 단면도이다.

도 2, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB1) 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)을 포함한다. 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에서도 본 발명의 제 1 실시예에서와 마찬가지로 공통전극(COM)이 터치 공통전극(Tx12)의 기능을 겸하므로, 이하의 설명에서는 필요에 따라 공통전극(COM), 터치 공통전극(Tx12), 공통전극 겸용 터치 공통전극(Tx12), 또는 터치 공통전극 겸용 공통전극(COM)이라 칭하기로 한다.

제 1 콘택홀(CH1)이 형성된 유기 절연막(INS) 상에는 병목부(Tb)에 의해 서로 연결되는 공통전극(COM) 겸용의 터치 구동 전극들(Tx12)이 형성된다. 즉, 2개의 터치 구동 전극들(Tx12, Tx12)이 데이터 라인(DL)과 나란하며, 적어도 하나의 병목부(Tb)에 의해 연결되도록 유기 절연막(INS) 상에 형성된다. 터치 구동 전극(Tx12) 상에는 데이터 라인(DL)과 중첩되는 터치 구동 전극 연결배선(Tc12)이 형성된다. 터치 구동 전극 연결배선(Tc12)은 병목부(Tb)를 경유하도록 배치된다.

터치 구동 전극들(Tx12)과 터치 구동 전극 연결배선(Tc11)이 형성된 유기 절연막(INS) 상에는 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다. 유기 절연막(INS)의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 노출되는 제 1 보호막(PAS1)과, 제 2 보호막(PAS2)에는 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(CH2)이 형성된다.

제 2 콘택홀(CH2)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들 내에 각각 픽셀전극(Px)이 형성된다.

또, 제 2 보호막(PAS2) 상에는 데이터 라인(DL)의 방향, 즉, y축 방향으로 인접한 2개의 픽셀전극(Px) 사이에서 게이트 라인(GL)과 나란한 방향(x축 방향)으로 터치 센싱전극 저항 감축배선(Rc1)이 형성된다.

픽셀전극들(Px)은 터치 구동 전극들(Tx12)과 중첩되도록 형성된다. 픽셀전극들(Px)의 각각은 디스플레이 구동시 제 1 및 제 2 터치 구동전극들(Tx12)과의 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)을 포함한다. 따라서, 유기 절연층(INS) 상에 형성되는 터치 구동전극(Tx12)은 슬릿이 없도록 형성되고, 제 2 보호층(PAS2) 상에 형성되는 픽셀전극(Px)은 슬릿(SL)을 갖도록 형성된다.

다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치는 터치 센싱영역과 터치 구동영역의 배열이 다른 점을 제외하고는 동일하므로, 상이한 점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 공통전극(COM)은 제 1 방향(예를 들면, x축 방향)과 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할되는 복수의 전극들(Tx1, Tx2, S1, S2)로 이루어진다. 도 7의 실시예에서 분할된 공통전극들은 2개 그룹, 즉 제 1 및 제 2 그룹의 터치 구동전극들(Tx1, Tx2)과, 2개 그룹, 즉 제 1 및 제 2 그룹의 터치 무센싱전극들(S1, S2)을 포함한다. 제 1 및 제 2 그룹의 터치 구동전극들(Tx1, Tx2)은 2개의 제 1 및 제 2 터치 구동영역들(TA1, TA2)에 각각 배치되고, 제 1 및 제 2 그룹의 터치 무센싱전극들(S1, S2)은 제 1 및 제 2 터치 센싱영역들(SA1, SA2)에 각각 배치된다.

제 1 터치 구동영역(TA1)과 제 2 터치 구동영역(TA2)은 동일한 크기를 가지며, 제 1 터치 센싱영역(SA1)과 제 2 터치 센싱영역(SA2)은 동일한 크기를 가진다. 제 1 및 제 2 터치 구동영역(TA1, TA2)의 각각은 제 1 터치 센싱영역(SA1) 또는 제 2 터치 센싱영역(SA2)의 2배의 크기로 형성된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 및 제 2 터치 구동영역(TA1, TA2)의 각각은 제 1 터치 센싱영역(SA1) 또는 제 2 터치 센싱영역(SA2)의 n(n은 2 이상의 자연수)배의 크기로 형성될 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 터치 구동영역(TA1, TA2)은 제 1 및 제 2 터치 센싱영역(SA1, SA2)과 번갈아 배치된다. 예를 들면, 제 1 터치 센싱영역(SA1)과 제 2 터치 센싱영역(SA2) 사이에는 제 1 터치 구동영역(TA1)이 배치되고, 제 1 터치 구동영역(TA1)과 제 2 터치 구동영역(TA2) 사이에는 제 2 터치 센싱영역(SA2)이 배치된다.

이와 같은 구성에 따라, 제 1 터치 구동영역(TA1)에는 10행 6열의 제 1 터치 센싱전극들(Tx1)이 배치되어 제 1 그룹의 터치 구동전극(Tx1)이 형성된다. 또한 제 1 터치 구동영역(TA1)에는 6열로 배치된 제 1 터치 구동전극들(Tx1)과 접촉하는 터치 구동전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 6열의 제 1 터치 구동전극들(Tx1)과 각각 접촉하는 6열의 제 1 터치 구동전극 연결 배선들(Tc1)이 y축 방향으로 배열된다.

제 2 터치 구동영역(TA2)에는 10행 6열의 제 2 터치 구동전극들(Tx2)이 배치되어 제 2 그룹의 터치 구동전극(Tx2)을 형성한다. 또한 제 2 터치 구동영역(TA2)에는 6열로 배치된 제 2 터치 구동전극들(Tx2)과 접촉하는 터치 구동전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 6열의 제 2 터치 구동전극들(Tx2)과 각각 접촉하는 6열의 제 2 터치 구동전극 연결 배선들(Tc2)이 y축 방향으로 배열된다.

제 1 터치 센싱영역(SA1)에는 10행 3열의 제 1 터치 무센싱전극들(S1)이 배치되어 제 1 그룹의 터치 무센싱전극(S1)이 형성된다. 또한 제 1 터치 센싱영역(SA1)에는 3열로 배치된 제 1 터치 무센싱전극들(S1)과 접촉하는 제 1 터치 무센싱전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 1 터치 무센싱전극들(S1)과 각각 접촉하는 3열의 제 1 터치 무센싱전극 연결 배선(Sc1)들이 y축 방향으로 배열된다. 그리고, 제 1 터치 센싱영역(SA1)에는 10행의 제 1 터치 무센싱 전극들(S1)과 번갈아 10행의 제 1 터치 센싱 전극들(Rx11, Rx21, Rx31,...Rx101)이 배치되며, 10행의 제 1 터치 센싱전극들(Rx11, Rx21, Rx31,...Rx101)과 각각 접촉하는 제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc10)이 x축 방향으로 배열된다.

제 2 터치 센싱영역(SA2)에는 10행 3열의 제 2 터치 무센싱전극들(S2)이 배치되어 제 2 그룹의 터치 무센싱전극(S2)이 형성된다. 또한 제 2 터치 센싱영역(SA2)에는 3열로 배치된 제 2 터치 무센싱전극들(S2)과 접촉하는 3열의 제 2 터치 무센싱전극 연결 배선이 y축 방향을 따라 배열된다. 즉, 3열의 제 2 터치 무센싱전극들(S2)과 각각 접촉하는 제 2 터치 무센싱전극 연결 배선(Sc2)들이 y축 방향으로 배열된다. 그리고, 제 2 터치 센싱영역(SA2)에는 10행의 제 2 터치 무센싱 전극들(S1)과 번갈아 10행의 제 2 터치 센싱전극들(Rx12, Rx22, Rx32, ...Rx102)이 배치되며, 10행의 제 2 터치 센싱전극들(Rx12, Rx22, Rx32, ...Rx102)과 각각 접촉하며, 제 1 터치 센싱영역(SA1)으로부터 연장되는 제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc10)이 x축 방향으로 배열된다.

제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc10)은 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 터치 센싱영역들(SA1, SA2)로부터 연장되어 제 1 및 제 2 터치 구동영역들(TA1, TA2) 까지 배열된다.

이와 같은 구성에서, 제 1 터치 구동영역(TA1)에 배치된 6열의 제 1 터치 구동전극들(Tx1)은 그들과 접촉하는 6열의 제 1 터치 구동전극 연결배선들(Tc1)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결부에 의해 제 1 터치 구동 라우팅 배선(TW1)에 연결된다. 제 1 터치 구동전극 연결배선들(Tc1)의 타단부들은 서로 연결된 후 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

또한, 제 2 터치 구동영역(TA2)에 배치된 6열의 제 2 터치 구동전극들(Tx2)은 그들과 접촉하는 6열의 제 2 터치 구동전극 연결배선들(Tc2)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결부에 의해 제 2 터치 구동 라우팅 배선(TW2)에 연결된다. 제 2 터치 구동전극 연결배선들(Tc2)의 타단부들은 서로 연결된 후 다른 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

제 1 및 제 2 터치 구동 라우팅 배선들(TW1, TW2)은 제 1 및 제 2 터치 구동 라우팅 패드들(TP1, TP2)에 각각 접속되어, 터치 구동을 위한 터치 구동전압을 제 1 및 제 2 터치 구동전극들(Tx1, Tx2)에 공급한다.

도 7에 도시된 실시예에서는 터치 구동전극들이 제 1 터치 구동전극들(Tx1)과 제 1 터치 구동전극 연결배선들(Tc1)에 의해 이루어지는 제 1 터치 구동라인과, 제 2 터치 구동전극들(Tx2)과 제 2 터치 구동전극 연결 배선들(Tc2)로 이루어지는 제 2 터치 구동라인의 예를 보여주고 있다. 그러나 도 7의 실시예는 단지 예시적인 것에 지나지 않으며, 필요에 따라 연결부에 의해 연결되는 터치 구동 전극 연결배선의 수를 조정하여 터치 구동라인의 수를 결정할 수 있다.

한편, 제 1 터치 센싱영역(SA1)에 배치된 제 1 터치 무센싱전극들(S1)은 그들과 접촉하는 제 1 터치 무센싱전극 연결배선들(Sc1)의 일단부들이 하나로 연결된 후 접지배선(GW)에 연결된다. 또한, 제 2 터치 센싱영역(SA2)에 배치된 제 2 터치 무센싱전극들(S2)은 그들과 접촉하는 제 2 터치 무센싱전극 연결배선들(Sc2)의 일단부들이 하나로 연결된 후 접지배선(GW)에 연결된다.

제 1 내지 제 5 터치 센싱전극들(Rx11, Rx12; Rx21, Rx22; Rx31, Rx32; Rx41, Rx42; Rx51, Rx52)은 그들과 접촉하는 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc5)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결부에 의해 제 1 터치 센싱 라우팅 배선(RW1)에 연결된다. 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc5)의 타단부들은 서로 연결된 후 다른 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

제 6 내지 제 10 터치 구동전극들(Rx61, Rx62; Rx71, Rx72; Rx81, Rx82; Rx91, Rx92; Rx101, Rx102)은 그들과 접촉하는 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극 연결배선들(Rc6~Rc10)의 일단부들을 하나로 연결하는 연결부에 의해 제 2 터치 센싱 라우팅 배선(RW2)에 연결된다. 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극 연결배선들(Rc6~Rc10)의 타단부들은 서로 연결된 후 다른 정전기 방전회로(ESD)를 통해 접지배선(GW)에 연결된다.

제 1 및 제 2 터치 센싱 라우팅 배선들(RW1, RW2)은 제 1 및 제 2 터치 센싱 라우팅 패드들(RP1, RP2)에 각각 접속되어, 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극들(Rx11, Rx12; Rx21, Rx22; Rx31, Rx32; Rx41, Rx42; Rx51, Rx52)과 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극들(Rx61, Rx62; Rx71, Rx72; Rx81, Rx82; Rx91, Rx92; Rx101, Rx102)로부터 센싱된 센싱전압을 제 1 내지 제 10 터치 센싱전극 연결배선들(Rc1~Rc5, Rc6~Rc10)을 통해 터치 프로세서(도시생략)에 공급한다.

도 7에 도시된 실시예에서는 터치 센싱전극들이 2개의 터치 센싱라인으로 이루어지는 구성의 예, 즉, 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극들(Rx11, Rx12; Rx21, Rx22; Rx31, Rx32; Rx41, Rx42; Rx51, Rx52)과 제 1 내지 제 5 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc1~Rc5)에 의해 이루어지는 제 1 터치 센싱라인과, 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극들(Rx61, Rx62; Rx71, Rx72; Rx81, Rx82; Rx91, Rx92; Rx101, Rx102)과 제 6 내지 제 10 터치 센싱전극 연결 배선들(Rc6~Rc10)로 이루어지는 제 2 터치 센싱라인의 예를 보여주고 있다. 그러나 도 7의 실시예는 단지 예시적인 것에 지나지 않으며, 필요에 따라 연결부에 의해 연결되는 터치 센싱 전극 연결배선의 수를 조정하여 터치 센싱라인의 수를 결정할 수 있다.

이상 설명한 터치 구동전극들(Tx1, Tx2) 및 터치 무센싱전극들(S1, S2)은 모두 공통전극(COM)으로서의 기능을 겸하고 있으며, 수평전계방식 표시장치에 있어 이들은 픽셀전극(Px)과 함께 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 제 1 기판(SUB1)에 형성되고, 픽셀 전극(Px)은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성된다.

한편, 공통전극(COM)으로서의 기능을 겸하는 터치 구동전극들(Tx1, Tx2) 및 터치 무센싱전극들(S1, S2)의 각각은 단위 픽셀전극(색을 표시하기 위해 필요한 복수의 서브픽셀들로, 본 발명의 실시예에서는 3개의 서브픽셀로 이루어진 단위 픽셀전극임)에 대응하도록 형성될 수 있다.

제 2 실시예의 터치 센싱영역과 터치 구동영역에 있어서의 터치 무센싱 전극, 터치 구동전극, 및 픽셀전극의 관계는 제 1 실시예의 것과 실질적으로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

이상의 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예 및 그 변형예들에 따르는 터치센서 일체형 표시장치에 의하면, 표시장치의 단위 픽셀전극, 게이트 라인 및 데이터 라인의 설계에 대응하여 터치센서를 구성하는 터치 구동전극, 터치 센싱전극 및 배선관계를 용이하게 설계할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

예를 들어, 터치 센싱전극과 터치 무센싱전극에 배치되는 픽셀전극이 하나의 단위 픽셀전극으로 설명되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 단위 픽셀전극이 배치되도록 변형 실시될 수도 있다.

또한, 상술한 본 발명의 실시예에서 설명된 터치 구동전극은 터치 센싱전극으로, 터치 센싱전극은 터치 구동전극으로 변형 실시될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예의 설명에서는 박막 트랜지스터 보호를 위한 제 1 보호막과 평탄화를 위한 유기 절연막을 별도로 형성하는 것으로 설명하였으나, 제 1 보호막 또는 유기 절연막의 어느 하나로 두가지 기능을 달성할 수도 있다.

또한, 제 2 실시예의 설명에서 터치 센싱영역은 터치 구동영역의 크기의 2배인 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 n(n은 2이상의 자연수)배의 크기로 형성되는 것도 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 발명의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

R11, Rx12; Rx21, Rx22; Rx31, Rx32; ... Rx101, Rx102 : 터치 센싱전극
Rc1~Rc10 : 터치 센싱전극 연결배선
SA1, SA2 : 터치 센싱영역
S1, S2 : 터치 무센싱전극
Sc1, Sc2 : 터치 무센싱전극 연결배선
TA1~TA4 : 터치 구동영역
Tx11, Tx12, Tx21, Tx22 : 터치 구동전극
Tc11, Tc12, Tc21, Tc22 : 터치 구동전극 연결배선

Claims

복수의 제 1 전극들이 각각 배치되는 복수의 제 1 영역들; 및
복수의 제 2 전극들과 복수의 제 3 전극들이 서로 접촉하지 않도록 제 1 방향을 따라 번갈아 배치되는 복수의 제 2 영역들을 포함하며,
상기 제 1 영역의 각각에 배치된 복수의 제 1 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 서로 연결되며,
상기 제 2 영역의 각각에 배치된 복수의 제 2 전극들은 상기 제 1 방향을 따라 서로 연결되고, 상기 제 2 영역의 각각에 배치된 각각의 제 3 전극은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 영역들의 각각은 2개의 제 1 영역들 사이에 배치되고, 상기 2개의 제 1 영역에 배치되는 제 1 전극들은 서로 연결되어 터치 라우팅 배선에 연결되며, 상기 각각의 제 2 영역에 배치되는 제 2 전극들은 서로 연결되어 접지되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 영역들의 각각에 배치되는 제 1 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 1 연결배선들에 의해 서로 연결되고,
상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 2 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 2 연결배선들에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 3 전극들은, 전기적으로 분리된 적어도 2개의 그룹을 이루도록 상기 제 3 전극들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 3 연결배선들에 의해 서로 연결되며, 상기 제 3 연결배선들은 상기 제 1 및 제 2 연결배선들과 교차하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역은 번갈아 배치되고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역 보다 큰 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 각각의 제 1 영역에 배치되는 제 1 전극들은 서로 연결되어 터치 라우팅 배선에 연결되고, 상기 각각의 제 2 영역에 배치되는 제 2 전극들은 서로 연결되어 접지되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 영역들의 각각에 배치되는 제 1 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 4 연결배선들에 의해 서로 연결되고,
상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 2 전극들은 그들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 5 연결배선들에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 영역들의 각각에 배치되는 제 3 전극들은, 전기적으로 분리된 적어도 2개의 그룹을 이루도록 상기 제 3 전극들과 접촉하도록 배열된 복수의 제 6 연결배선들에 의해 서로 연결되며, 상기 제 6 연결배선들은 상기 제 4 및 제 5 연결배선들과 교차하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 구동전극이고, 상기 제 2 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 무센싱 전극이며, 상기 제 3 전극들은터치 센싱전극인 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 센싱전극이고, 상기 제 2 전극들은 공통전극의 기능을 겸하는 터치 무구동 전극이며, 상기 제 3 전극들은터치 구동전극인 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 전극의 각각과 중첩되도록 배치되는 적어도 하나의 단위픽셀전극을 더 포함하며, 상기 단위 픽셀전극은 색을 구현하는 복수의 서브픽셀전극들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.