KR20150139671A - 터치 센서 일체형 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시장치의 화질 불량을 방지할 수 있는 터치 센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것으로, 서로 교차하도록 배열되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 각각이 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 픽셀전극들 중 일부의 픽셀전극들과 중첩되도록 형성되는 복수의 공통전극 겸용 터치 전극들; 상기 복수의 공통전극 겸용 터치 전극들 각각에 연결되어 서로 나란하게 배열되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 메인 라우팅 배선들; 및 상기 공통전극 겸용 터치전극들 각각의 영역 내에서 상기 공통전극 겸용 터치전극의 각각과 접촉하도록 상기 복수의 메인 라우팅 배선들과 나란하게 배치되는 적어도 하나의 보조 라우팅 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 센서 일체형 표시장치{TOUCH SENSOR INTEGRATED TYPE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 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 사용자 불만의 한 요인이 되었다. 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 있기 때문에 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 정전용량 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.
그러나, 상호 정전용량 방식 터치센서는 터치 인식시 발생하는 상호 정전용량의 크기는 매우 작은 반면, 표시장치를 구성하는 게이트 라인과 데이터 라인 사이의 기생용량(parasitic capacitance)은 매우 크기 때문에 기생용량에 의해 터치위치를 정확하게 인식하기 곤란한 문제점이 있다.
또한, 상호 정전용량 방식 터치센서는 멀티 터치 인식을 위해 공통전극 상에 터치 구동을 위한 다수의 터치 구동라인과 터치 센싱을 위한 다수의 터치 센싱라인을 형성시켜야 하기 때문에 매우 복잡한 배선구조를 필요로 하게 되는 문제점이 있다.
자기 정전용량 방식 터치센서는 상호 정전용량 방식 터치센서에 비해 간단한 배선구조로 터치 정밀도를 높일 수 있으므로 필요에 따라 널리 사용되고 있다.
이하, 도 1 내지 도 2c를 참조하여 종래의 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 액정 표시장치(이하, "터치 센서 일체형 표시장치"라 함)에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 터치 센서 일체형 표시장치의 평면도이고, 도 2a는 도 1에 도시된 하나의 터치전극(Tx11)에 대응하는 영역의 픽셀전극과 터치전극의 관계를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 2b는 도 2a에 도시된 영역 R1을 도시한 단면도, 도 2c는 도 2a에 도시된 영역 R2를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 터치센서 일체형 표시장치는 터치전극들이 형성되며, 데이터가 표시되는 액티브 영역(AA), 액티브 영역(TA) 외측에 배치되며 각종 배선들 및 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)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 방향으로 분할된 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~T54)과, 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~T54) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 터치 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44, TW51~TW54)을 포함한다.
액티브 영역(AA) 내의 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~T54)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), 및 각종 배선들을 포함한다. 표시장치용 구동 IC 및 터치 구동 IC(10)는 디스플레이 구동시에는 표시장치의 게이트 라인들(도시생략)을 구동시키고 데이터 라인들에 표시 데이터를 공급하며, 터치전극들에 공통전압을 공급한다. 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)는 또한 터치 구동시에는 터치전극들에 터치 구동전압을 공급하고, 터치 전후의 터치전극의 정전용량의 변화를 스캐닝하여 터치가 수행된 터치전극의 위치를 결정한다. 각종 배선들은 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~T54)에 접속되는 터치 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44, TW51~TW54), 소스 구동 및 터치 센싱 IC(10)에 접속되는 게이트 배선들(도시생략), 데이터 배선들(도시생략)및 터치 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44, TW51~TW54)을 포함한다.
상술한 구조의 터치 센서 일체형 표시장치에서 손가락 또는 스타일러스 펜과 같은 도전성 금속이 표시장치의 액티브 영역(AA)에 터치될 경우, 터치 센서 일체형 표시장치는 그 접촉위치에 근접한 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 감지하면 터치 위치를 감지할 수 있다.
그런데, 상술한 종래의 터치 센서 일체형 표시장치에 의하면, 터치전극들에 접속되는 라우팅배선들이 터치전극들의 위치별로 상이하여 픽셀 내부에 전계 차이를 발생시키고, 이로 인해 얼룩이 발생하는 등의 불량이 발생하는 문제점이 있었다. 이를 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2c에서, 설명의 편의를 위해 데이터 라인 하부의 박막 트랜지스터 구조는 생략하였다. 도 2a의 예에서 하나의 터치전극(Tx11)은 가로, 세로 각 3개, 총 9 개의 픽셀전극(P11, P12, ... P33)에 대응하는 크기로 형성되어 있다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 게이트 절연막(GI) 상에 형성되는 데이터 라인(DL1, DL2, ...)를 커버하는 절연막(INS) 상에 픽셀전극들(P11, P12, ...)이 형성되고, 픽셀전극들(P11, P12, ...)을 커버하는 제 1 보호막(PAS1) 상에 라우팅 배선들(TW11, TW12, ...)이 형성된다. 라우팅 배선들(TW11, TW12, ...)은 제 2 보호막(PAS2)에 의해 커버되며, 제 2 보호막(PAS2) 상에는 터치전극들(Tx11, Tx12, ...)이 형성된다.
상술한 터치 센서 일체형 표시장치에서는, 하나의 터치전극(Tx11, Tx12, ...)에 대응하는 영역에 도 2a 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(DL1) 상부에 라우팅 배선(TW11)이 배치되는 영역 R1과, 도 2a 및 도 2c에 도시된 바와 같이 라우팅 배선이 배치되지 않는 영역 R2가 공존하게 된다.
따라서, 영역 R1에서는 라우팅 배선(TW11)에 의해 데이터 라인(DL1)과 픽셀전극(P11) 사이의 전계가 차단되어 기생 캐패시턴스가 형성되지 않지만(도 2b의 점선 화살표 참조), 영역 R2에서는 데이터 라인(DL2)과 중첩되는 위치에 라우팅 배선이 형성되지 않으므로, 데이터 라인(DL1)과 픽셀전극(P11) 사이에 형성되는 전계에 의해 터치전극(Tx11) 상부에 위치하는 액정층에 영향을 미치는 기생 캐패시턴스가 형성되게 된다(도 2c의 점선 화살표 참조).
이러한 기생 캐패시턴스는 디스플레이 구동시 액정의 정상적인 구동을 방해하여 빛샘 발생과 같은 표시화상의 불량을 야기시키므로 이를 방지하기 위한 대책의 필요성이 요구되어 왔다.
본 발명의 목적은 모든 표시장치의 모든 픽셀에서 라우팅 배선들을 동일하게 설계하여 픽셀 내의 전계 차에 의한 표시화상의 불량을 방지시킴으로써 표시장치의 화질 불량을 방지할 수 있는 터치 센서 일체형 표시장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적달성을 위한 터치 센서 일체형 표시장치는 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치로서, 서로 교차하도록 배열되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들; 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들; 각각이 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 픽셀전극들 중 일부의 픽셀전극들과 중첩되도록 형성되는 복수의 공통전극 겸용 터치 전극들; 상기 복수의 공통전극 겸용 터치 전극들 각각에 연결되어 서로 나란하게 배열되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 메인 라우팅 배선들; 및 상기 공통전극 겸용 터치전극들 각각의 영역 내에서 상기 공통전극 겸용 터치전극의 각각과 접촉하도록 상기 복수의 메인 라우팅 배선들과 나란하게 배치되는 적어도 하나의 보조 라우팅 배선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 터치센서 일체형 표시장치는, 상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 데이터 라인들의 교차부에 배치되는 복수의 박막 트랜지스터들; 상기 복수의 박막 트랜지스터들을 커버하는 제 1 보호막; 상기 제 1 보호막 상에 배열되며 비아홀을 통해 상기 박막 트랜지스터들과 각각 접촉하는 상기 복수의 픽셀전극들을 커버하는 제 2 보호막; 및 상기 제 2 보호막 상에 형성되며, 상기 복수의 데이터 라인들의 일부와 중첩되도록 서로 나란하게 배열되는 상기 복수의 메인 라우팅 배선들과, 상기 제 2 보호막 상에 형성되며, 상기 복수의 데이터 라인들의 나머지와 중첩되도록 서로 나란하게 배열되는 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선을 커버하는 절연막을 더 포함하며, 상기 복수의 메인 라우팅 배선들 각각은 상기 절연막에 형성된 적어도 하나의 제 1 콘택홀을 통해 상기 복수의 공통전극 겸용 터치전극들 각각에 접촉되며, 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선은 상기 절연막에 형성된 적어도 하나의 제 2 콘택홀을 통해 상기 복수의 공통전극 겸용 터치전극들 각각에 접촉되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에서, 상기 복수의 데이터 라인들 전부는 상기 복수의 메인 라우팅 배선들 및 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선들 전부와 중첩되도록 형성된다.
또한, 상기 복수의 메인 라우팅 배선의 수는 행 방향으로 배열되는 상기 공통전극 겸용 터치전극의 라인 수의 n(n은 자연수)배인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선의 수는 하나의 공통전극 겸용 터치전극에 대응하는 데이터 라인의 수에서 상기 공통전극 겸용 터치전극의 라인의 수를 뺀 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수의 메인 라우팅 배선들과 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선들은 차례대로 배열되거나 또는 혼합하여 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치에 의하면, 모든 데이터 라인과 중첩되도록 터치전극에 연결되는 메인 라우팅 배선들 및 보조 라우팅 배선들이 형성되므로, 데이터 라인과 픽셀전극 간에 형성되는 전계가 메인 라우팅 배선들과 보조 라우팅 배선들에 의해 차단되게 된다. 따라서, 데이터 라인과 픽셀전극 간에 형성되는 전계에 의해 액정의 거동이 영향을 받지 않게 되므로, 빛샘 현상 등에 의해 디스플레이 얼룩이 발생되지 않게 되며 디스플레이 화상불량을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 터치 센서 일체형 표시장치의 평면도,
도 2a는 도 1에 도시된 하나의 터치전극(Tx11)에 대응하는 영역의 픽셀전극과 터치전극의 관계를 개략적으로 도시한 평면도,
도 2b는 도 2a에 도시된 영역 R1을 도시한 단면도,
도 2c는 도 2a에 도시된 영역 R2을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여주는 일부 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치의 평면도,
도 5는 도 4에 도시된 1행 1열에 배치된 터치전극과 픽셀전극의 관계를 개략적으로 도시한 단면도,
도 6a는 도 5의 영역 R3을 도시한 평면도,
도 6b는 도 6a의 I-I'라인 및 II-II'라인을 따라 취한 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 자기 정전용량 방식 터치 센서 일체형 표시장치(이하, "터치 센서 일체형 표시장치"라 함)의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다. 다음의 설명에서는 터치센서 일체형 표시장치의 일례로서 터치센서 일체형 액정 표시장치를 들어 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치에 대해 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치를 개략적으로 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치의 평면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 1행 1열에 배치된 터치전극과 픽셀전극의 관계를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 일체형 표시장치는 액정층(도시생략)을 사이에 두고 형성되는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)와 컬러필터 어레이(CFA)를 구비하는 액정 표시패널(LCP)을 포함한다.
박막 트랜지스터 어레이(TFTA)는 제 1 기판(SUB1) 상에 제 1 방향(예를 들면, x방향)으로 나란하게 형성된 복수의 게이트 라인들(G1, G2), 상기 복수의 게이트 라인들(G1, G2)과 서로 교차하도록 제 2 방향(예를 들면, y방향)으로 나란하게 형성된 데이터 라인들(D1, D2), 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.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 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(AA) 외측에 배치되며 소스 구동 및 터치 센싱 IC(100)와 각종 배선들이 형성되는 영역이다.
터치센서 일체형 액정 표시장치의 액티브 영역(AA)은 서로 교차하는 제 1 방향(예를 들면, x축 방향) 및 제 2 방향(예를 들면, y축 방향)으로 분할된 복수의 공통전극 겸용 터치전극들(이하, 간단히 '터치전극'이라 함)(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54)과, 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54) 각각에 연결되어 제 2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 메인 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44, TW51~TW54)과, 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54) 각각에 독립적으로 형성되는 복수의 보조 라우팅 배선들(TW11a, TW11b; TW12a, TW12b; TW13a, TW13b; TW14a, TW14b; TW21a, TW21b; TW22a, TW22b; TW23a, TW23b; TW24a, TW24b; TW31a, TW31b; TW32a, TW32b; TW33a, TW33b; TW34a, TW34b; TW41a, TW41b; TW42a, TW42b; TW43a, TW43b; TW44a, TW44b; TW51a, TW51b; TW52a, TW52b; TW53a, TW53b; TW54a, TW54b)을 포함한다.
액티브 영역(AA) 내의 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54)은 표시장치의 공통전극을 분할하여 형성된 것으로, 데이터를 표시하는 디스플레이 모드의 구동시에는 공통전극으로서 동작하고, 터치 위치를 인식하는 터치 구동시에는 터치전극으로서 동작하여 시분할 구동된다.
다음으로 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 구성을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54)은 5행 4열로 배치된다.
복수의 메인 라우팅 배선들(TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44, TW51~TW54)은 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54)에 각각 접속되며, 각 열의 터치전극들에는 메인 라우팅 배선들이 5열씩 배열된다. 즉, 각 열의 터치전극들과 접속 및 중첩되는 메인 라우팅 배선의 수는 터치전극의 행 수와 동일하게 하거나, 그 배수로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 각 열의 터치전극들과 접속 및 중첩되는 메인 라우팅 배선의 수가 터치전극의 행 수와 동일한 경우를 예로 들어 설명하고 있다. 도 4를 보면, 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54)이 5행 4열로 배치되어 있으며, 1열의 메인 라우팅 배선이 각 터치전극에 접속되고, 4열의 메인 라우팅 배선들이 각 터치전극들과 중첩되도록 배치되어 있다. 1행 1열의 터치전극(Tx11)만을 예로 들어 보면, 제 1-1 터치전극(Tx11)에는 적어도 하나의 콘택홀(CH1)을 통해 제 1-1 메인 라우팅 배선(TW11)이 접속되고, 제 1-2 내지 제 1-5 메인 라우팅 배선들(TW21, TW31, TW41, TW51), 즉 4열의 메인 라우팅 배선들이 제 1-1 터치전극(Tx11)과 중첩되도록 배치되어 있다.
복수의 보조 라우팅 배선들(TW11a, TW11b; TW12a, TW12b; TW13a, TW13b; TW14a, TW14b; TW21a, TW21b; TW22a, TW22b; TW23a, TW23b; TW24a, TW24b; TW31a, TW31b; TW32a, TW32b; TW33a, TW33b; TW34a, TW34b; TW41a, TW41b; TW42a, TW42b; TW43a, TW43b; TW44a, TW44b; TW51a, TW51b; TW52a, TW52b; TW53a, TW53b; TW54a, TW54b)은 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 복수의 터치전극들(Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54)에 각각 접속된다.
본 발명에서, 보조 라우팅 배선의 수는 하나의 터치전극 영역에 대응하는 데이터 라인의 수에 따라 결정된다. 즉, 보조 라우팅 배선의 수는 메인 라우팅 배선들과 중첩되지 않는 데이터 라인의 수와 동일하게 설정된다. 즉, 본 발명에서는 모든 데이터 라인들이 메인 라우팅 배선들 및 보조 라우팅 배선들과 중첩되도록 구성된다.
이를 도 5를 예로 들어 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 5는 도 4에 도시된 제 1 행 및 제 1 열의 터치전극(Tx11) 영역에 배치되는 픽셀전극들(P11~P17, P21~P27, P31~P37), 데이터 라인들(DL1~DL7) 및 게이트 라인들(GL1~GL3)의 관계를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 5를 참조하면 하나의 터치전극에 대하여 3행 7열의 픽셀전극들(P11~P17, P21~P27, P31~P37)이 배치되어 있으며, 픽셀전극들(P11~P17, P21~P27, P31~P37)은 데이터 라인들(DL1~DL7)과 게이트 라인들(GL1~GL3)의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 배치된다. 본 발명의 실시예에서, 각 터치전극에 접속되는 메인 라우팅 배선이 하나이고, 터치전극이 5행으로 배치되어 있으며, 각각의 터치전극(예를 들면, 제 1 행 및 제 1 열의 터치전극(Tx11))에는 7개의 데이터 라인(DL1~DL7)이 배치된 경우를 예로 들고 있다. 따라서, 제 1-1 메인 라우팅 배선(TW11)은 첫 번째 열의 제 1-1 데이터 라인(DL)과 중첩되도록 배치되고, 제 1-2 내지 제 1-5 메인 라우팅 배선들(TW21, TW31, TW41, TW51)은 제 1-2 내지 제 1-5 데이터 라인들(DL2~DL5)과 중첩되도록 배치되며, 제 1-1a 및 제 1-1b 보조 라우팅 배선(TW11a, TW11b)는 제 1-6 및 제 1-7 데이터 라인(DL6, DL7)과 중첩되도록 배치된다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하여, 각 터치전극과 메인 라우팅 배선 및 보조 라우팅 배선의 접속관계에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
제 1 열의 터치전극들(Tx11~Tx51) 중, 제 1-1 터치전극(Tx11)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 1-1 메인 라우팅 배선(TW11)과 접속된다. 제 1-1 메인 라우팅 배선(TW11)은 제 1 열에 배치된 나머지 제 2-1 내지 제 5-1 터치전극(Tx21~Tx51)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 1-2 내지 제 1-5 메인 라우팅 배선(TW21, TW31, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 1-1a 및 제 1-1b 보조 라우팅 배선들(TW11a, TW11b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 1-1 터치전극(Tx11)에 접속되며, 제 1-1 내지 제 1-5 메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 1-1a 및 제 1-1b 보조 라우팅 배선들(TW11a, TW11b)은 제 1-1 터치전극(Tx11) 영역 내에만 배치된다.
제 1 열의 터치전극들(Tx11~Tx51) 중, 제 2-1 터치전극(Tx21)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 1-2 메인 라우팅 배선(TW21)과 접속된다. 제 1-2 메인 라우팅 배선(TW21)은 제 1 열에 배치된 나머지 제 1-1, 제 3-1, 제 4-1 및 제 5-1 터치전극(Tx11, Tx31~Tx51)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 1-1, 제 1-3, 제 1-4, 및 제 1-5 메인 라우팅 배선(TW11, TW31, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 2-1a 및 제 2-1b 보조 라우팅 배선들(TW21a, TW21b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 2-1 터치전극(Tx21)에 접속되며, 제 1-1 내지 제 1-5 메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 2-1a 및 제 2-1b 보조 라우팅 배선들(TW21a, TW21b)은 제 2-1 터치전극(Tx21) 영역 내에만 배치된다.
제 1 열의 터치전극들(Tx11~Tx51) 중, 제 3-1 터치전극(Tx31)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 1-3 메인 라우팅 배선(TW31)과 접속된다. 제 1-3 메인 라우팅 배선(TW31)은 제 1 열에 배치된 나머지 제 1-1, 제 2-1, 제 4-1 및 제5-1 터치전극(Tx11, Tx31, Tx41, Tx51)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 1-1, 제 1-2, 제 1-4, 및 제 1-5 메인 라우팅 배선(TW11, TW21, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 3-1a 및 제 3-1b 보조 라우팅 배선들(TW31a, TW31b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 3-1 터치전극(Tx31)에 접속되며, 제 1-1 내지 제 1-5 메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 3-1a 및 제 3-1b 보조 라우팅 배선들(TW31a, TW31b)은 제 3-1 터치전극(Tx31) 영역 내에만 배치된다.
제 1 열의 터치전극들(Tx11~Tx51) 중, 제 4-1 터치전극(Tx41)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 1-4 메인 라우팅 배선(TW41)과 접속된다. 제 1-4 메인 라우팅 배선(TW41)은 제 1 열에 배치된 나머지 제 1-1, 제 2-1, 제 3-1 및 제 5-1 터치전극(Tx11, Tx21, Tx31, Tx51)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며,제 1-1, 제 1-2, 제 1-3, 및 제 1-5 메인 라우팅 배선(TW11, TW21, TW31, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 4-1a 및 제 4-1b 보조 라우팅 배선들(TW41a, TW41b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 4-1 터치전극(Tx41)에 접속되며, 제 1-1 내지 제 1-5 메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 4-1a 및 제 4-1b 보조 라우팅 배선들(TW41a, TW41b)은 제 4-1 터치전극(Tx41) 영역 내에만 배치된다.
제 1 열의 터치전극들(Tx11~Tx51) 중, 제 5-1 터치전극(Tx51)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 1-5 메인 라우팅 배선(TW51)과 접속된다. 제 1-5 메인 라우팅 배선(TW51)은 제 1 열에 배치된 나머지 제 1-1, 제 2-1, 제 3-1 및 제 4-1 터치전극(Tx11, Tx21, Tx31, Tx41)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 1-1, 제 1-2, 제 1-3, 및 제 1-4 메인 라우팅 배선(TW11, TW21, TW31, TW41)과 나란하게 배열된다. 제 5-1a 및 제 5-1b 보조 라우팅 배선들(TW51a, TW51b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 5-1 터치전극(Tx51)에 접속되며, 제 1-1 내지 제 5-1 메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 나란하게 배열된다. 제 5-1a 및 제 5-1b 보조 라우팅 배선들(TW51a, TW51b)은 제 5-1 터치전극(Tx51) 영역 내에만 배치된다.
제 2 열의 터치전극들(Tx12~Tx52) 중, 제 1-2 터치전극(Tx12)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 2-1 메인 라우팅 배선(TW12)과 접속된다. 제 2-1 메인 라우팅 배선(TW12)은 제 2 열에 배치된 나머지 제 2-2 내지 제 5-2 터치전극(Tx22~Tx52)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 2-2 내지 제 2-5 메인 라우팅 배선들(TW22, TW32, TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 1-2a 및 제 1-2b 보조 라우팅 배선들(TW12a, TW12b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 1-2 터치전극(Tx12)에 접속되며, 제 2-1 내지 제 2-5 메인 라우팅 배선들(TW12, TW22, TW32, TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 1-2a 및 제 1-2b 보조 라우팅 배선들(TW12a, TW12b)은 제 1-2 터치전극(Tx12) 영역 내에만 배치된다.
제 2 열의 터치전극들(Tx12~Tx52) 중, 제 2-2 터치전극(Tx22)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 2-2 메인 라우팅 배선(TW22)과 접속된다. 제 2-2 메인 라우팅 배선(TW22)은 제 2 열에 배치된 나머지 제 1-2, 제 3-2, 제 4-2 및 제 5-2 터치전극(Tx12, Tx32, Tx42, Tx52)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 2-1, 제 2-3, 제 2-4, 제 2-5 메인 라우팅 배선(TW12, TW32, TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 2-2a 및 제 2-2b 보조 라우팅 배선들(TW22a, TW22b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 2-2 터치전극(Tx22)에 접속되며, 제 2-1 내지 제 2-5 메인 라우팅 배선들(TW12, TW22, TW32, TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 2-2a 및 제 2-2b 보조 라우팅 배선들(TW22a, TW22b)은 제 2-2 터치전극(Tx22) 영역 내에만 배치된다.
제 2 열의 터치전극들(Tx12~Tx52) 중, 제 3-2 터치전극(Tx32)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 2-3 메인 라우팅 배선(TW32)과 접속된다. 제 2-3 메인 라우팅 배선(TW32)은 제 2 열에 배치된 나머지 제 1-2, 제 2-2, 제 4-2 및 제 5-2 터치전극(Tx12, Tx22, Tx42, Tx52)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 2-1, 제 2-2, 제 2-4, 및 제 2-5 메인 라우팅 배선(TW12, TW22, TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 3-2a 및 제 2-2b 보조 라우팅 배선들(TW32a, TW32b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 3-2 터치전극(Tx32)에 접속되며, 제 2-1 내지 제 2-5 메인 라우팅 배선들(TW12, TW22, TW32 TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 3-2a 및 제 3-2b 보조 라우팅 배선들(TW32a, TW32b)은 제 3-2 터치전극(Tx32) 영역 내에만 배치된다.
제 2 열의 터치전극들(Tx12~Tx52) 중, 제 4-2 터치전극(Tx42)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 2-4 메인 라우팅 배선(TW42)과 접속된다. 제 2-4 메인 라우팅 배선(TW42)은 제 2 열에 배치된 나머지 제 1-2, 제 2-2, 제 3-2 및 제 5-2 터치전극(Tx12, Tx22, Tx32, Tx52)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 2-1, 제 2-2, 제 2-3, 및 제 2-5 메인 라우팅 배선(TW12, TW22, TW32, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 2-4a 및 제 2-4b 보조 라우팅 배선들(TW42a, TW42b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 4-2 터치전극(Tx42)에 접속되며, 제 2-1 내지 제 2-5 메인 라우팅 배선들(TW12, TW22, TW32 TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 2-4a 및 제 2-4b 보조 라우팅 배선들(TW42a, TW42b)은 제 4-2 터치전극(Tx42) 영역 내에만 배치된다.
제 2 열의 터치전극들(Tx12~Tx52) 중, 제 5-2 터치전극(Tx52)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 2-5 메인 라우팅 배선(TW52)과 접속된다. 제 2-5 메인 라우팅 배선(TW52)은 제 2 열에 배치된 나머지 제 1-2, 제 2-2, 제 3-2 및 제 4-2 터치전극(Tx12, Tx22, Tx32, Tx42)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 2-1, 제 2-2, 제 2-3, 및 제 2-4 메인 라우팅 배선(TW12, TW22, TW32, TW42)과 나란하게 배열된다. 제 5-2a 및 제 5-2b 보조 라우팅 배선들(TW52a, TW52b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 5-2 터치전극(Tx52)에 접속되며, 제 2-1 내지 제 2-5 메인 라우팅 배선들(TW12, TW22, TW32 TW42, TW52)과 나란하게 배열된다. 제 5-2a 및 제 5-2b 보조 라우팅 배선들(TW52a, TW52b)은 제 5-2 터치전극(Tx52) 영역 내에만 배치된다.
제 3 열의 터치전극들(Tx13~Tx53) 중, 제 1-3 터치전극(Tx13)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 3-1 메인 라우팅 배선(TW13)과 접속된다. 제 3-1 메인 라우팅 배선(TW13)은 제 3 열에 배치된 나머지 제 2-3 내지 제 5-3 터치전극(Tx23~Tx53)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 3-2 내지 제 3-5 메인 라우팅 배선들(TW23, TW33, TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 1-3a 및 제 1-3b 보조 라우팅 배선들(TW13a, TW13b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 1-3 터치전극(Tx13)에 접속되며, 제 3-1 내지 제 3-5 메인 라우팅 배선들(TW13, TW23, TW33, TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 1-3a 및 제 1-3b 보조 라우팅 배선들(TW13a, TW13b)은 제 1-3 터치전극(Tx13) 영역 내에만 배치된다.
제 3 열의 터치전극들(Tx13~Tx53) 중, 제 2-3 터치전극(Tx23)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 3-2 메인 라우팅 배선(TW23)과 접속된다. 제 3-2 메인 라우팅 배선(TW23)은 제 3 열에 배치된 나머지 제 1-3, 제 3-3, 제 4-3 및 제 5-3 터치전극(Tx13, Tx33, Tx43, Tx53)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 3-1, 제 3-3, 제 3-4, 제 3-5 메인 라우팅 배선(TW13, TW33, TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 2-3a 및 제 2-3b 보조 라우팅 배선들(TW23a, TW23b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 2-3 터치전극(Tx23)에 접속되며, 제 3-1 내지 제 3-5 메인 라우팅 배선들(TW13, TW23, TW33, TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 2-3a 및 제 2-3b 보조 라우팅 배선들(TW23a, TW23b)은 제 2-3 터치전극(Tx23) 영역 내에만 배치된다.
제 3 열의 터치전극들(Tx13~Tx53) 중, 제 3-3 터치전극(Tx33)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 3-3 메인 라우팅 배선(TW33)과 접속된다. 제 3-3 메인 라우팅 배선(TW33)은 제 3 열에 배치된 나머지 제 1-3, 제 2-3, 제 4-3 및 제 5-3 터치전극(Tx13, Tx23, Tx43, Tx53)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 3-1, 제 3-2, 제 3-4, 및 제 3-5 메인 라우팅 배선(TW13, TW23, TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 3-3a 및 제 3-3b 보조 라우팅 배선들(TW33a, TW33b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 3-3 터치전극(Tx33)에 접속되며, 제 3-1 내지 제 3-5 메인 라우팅 배선들(TW13, TW23, TW33 TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 3-3a 및 제 3-3b 보조 라우팅 배선들(TW33a, TW33b)은 제 3-3 터치전극(Tx33) 영역 내에만 배치된다.
제 3 열의 터치전극들(Tx13~Tx53) 중, 제 4-3 터치전극(Tx43)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 3-4 메인 라우팅 배선(TW43)과 접속된다. 제 3-4 메인 라우팅 배선(TW43)은 제 3 열에 배치된 나머지 제 1-3, 제 2-3, 제 3-3 및 제 5-3 터치전극(Tx13, Tx23, Tx33, Tx53)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 3-1, 제 3-2, 제 3-3, 및 제 3-5 메인 라우팅 배선(TW13, TW23, TW33, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 4-3a 및 제 4-3b 보조 라우팅 배선들(TW43a, TW43b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 4-3 터치전극(Tx43)에 접속되며, 제 3-1 내지 제 3-5 메인 라우팅 배선들(TW13, TW23, TW33 TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 4-3a 및 제 4-3b 보조 라우팅 배선들(TW43a, TW43b)은 제 4-3 터치전극(Tx43) 영역 내에만 배치된다.
제 3 열의 터치전극들(Tx13~Tx53) 중, 제 5-3 터치전극(Tx53)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 3-5 메인 라우팅 배선(TW53)과 접속된다. 제 3-5 메인 라우팅 배선(TW53)은 제 3 열에 배치된 나머지 제 1-3, 제 2-3, 제 3-3 및 제 4-3 터치전극(Tx13, Tx,23, Tx33, Tx43)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 3-1, 제 3-2, 제 3-3, 및 제 3-4 메인 라우팅 배선(TW13, TW23, TW33, TW43)과 나란하게 배열된다. 제 5-3a 및 제 5-3b 보조 라우팅 배선들(TW53a, TW53b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 5-3 터치전극(Tx53)에 접속되며, 제 3-1 내지 제 3-5 메인 라우팅 배선들(TW13, TW23, TW33 TW43, TW53)과 나란하게 배열된다. 제 5-3a 및 제 5-3b 보조 라우팅 배선들(TW53a, TW53b)은 제 5-3 터치전극(Tx53) 영역 내에만 배치된다.
제 4 열의 터치전극들(Tx14~Tx54) 중, 제 1-4 터치전극(Tx14)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 4-1 메인 라우팅 배선(TW14)과 접속된다. 제 4-1 메인 라우팅 배선(TW14)은 제 4 열에 배치된 나머지 제 2-4 내지 제 5-4터치전극(Tx24~Tx54)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 4-2 내지 제 4-5 메인 라우팅 배선들(TW24, TW34, TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 1-4a 및 제 1-4b 보조 라우팅 배선들(TW14a, TW14b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 1-4 터치전극(Tx14)에 접속되며, 제 4-2 내지 제 4-5 메인 라우팅 배선들(TW24, TW34, TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 1-4a 및 제 1-4b 보조 라우팅 배선선들(TW14a, TW14b)은 제 1-4 터치전극(Tx14) 영역 내에만 배치된다.
제 4 열의 터치전극들(Tx14~Tx54) 중, 제 2-4 터치전극(Tx24)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 4-2 메인 라우팅 배선(TW24)과 접속된다. 제 4-2 메인 라우팅 배선(TW24)은 제 4 열에 배치된 나머지 제 1-4, 제 3-4, 제 4-4 및 제 5-4 터치전극(Tx14, Tx34, Tx44, Tx54)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 4-1, 제 4-3, 제 4-4, 제 4-5 메인 라우팅 배선(TW14, TW34, TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 2-4a 및 제 2-4b 보조 라우팅 배선들(TW24a, TW24b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 2-4 터치전극(Tx24)에 접속되며, 제 4-1 내지 제 4-5 메인 라우팅 배선들(TW14, TW24, TW34, TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 2-4a 및 제 2-4b 보조 라우팅 배선들(TW24a, TW24b)은 제 2-4 터치전극(Tx24) 영역 내에만 배치된다.
제 4 열의 터치전극들(Tx14~Tx54) 중, 제 3-4 터치전극(Tx34)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 4-3 메인 라우팅 배선(TW34)과 접속된다. 제 4-3 메인 라우팅 배선(TW34)은 제 4 열에 배치된 나머지 제 1-4, 제 2-4, 제 4-4 및 제 5-4 터치전극(Tx14, Tx24, Tx44, Tx54)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 4-1, 제 4-2, 제 4-4, 및 제 4-5 메인 라우팅 배선(TW14, TW24, TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 3-4a 및 제 3-4b 보조 라우팅 배선들(TW34a, TW34b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 3-4 터치전극(Tx34)에 접속되며, 제 4-1 내지 제 4-5 메인 라우팅 배선들(TW14, TW24, TW34 TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 3-4a 및 제 3-4b 보조 라우팅 배선들(TW34a, TW34b)은 제 3-4 터치전극(Tx34) 영역 내에만 배치된다.
제 4 열의 터치전극들(Tx14~Tx54) 중, 제 4-4 터치전극(Tx44)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 4-4 메인 라우팅 배선(TW44)과 접속된다. 제 4-4 메인 라우팅 배선(TW44)은 제 4 열에 배치된 나머지 제 1-4, 제 2-4, 제 3-4 및 제 5-4 터치전극(Tx14, Tx24, Tx34, Tx54)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 4-1, 제 4-2, 제 4-3, 및 제 4-5 메인 라우팅 배선(TW14, TW24, TW34, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 4-4a 및 제 4-4b 보조 라우팅 배선들(TW44a, TW44b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 4-4 터치전극(Tx44)에 접속되며, 제 4-1 내지 제 4-5 메인 라우팅 배선들(TW14, TW24, TW34 TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 4-4a 및 제 4-4b 보조 라우팅 배선들(TW44a, TW44b)은 제 4-4 터치전극(Tx44) 영역 내에만 배치된다.
제 4 열의 터치전극들(Tx14~Tx54) 중, 제 5-4 터치전극(Tx54)은 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)을 통해 제 4-5 메인 라우팅 배선(TW54)과 접속된다. 제 4-5 메인 라우팅 배선(TW54)은 제 4 열에 배치된 나머지 제 1-4, 제 2-4, 제 3-4 및 제 4-4 터치전극(Tx14, Tx24, Tx34, Tx44)과 중첩되지만 이들과 접촉하지는 않으며, 제 4-1, 제 4-2, 제 4-3, 및 제 4-4 메인 라우팅 배선(TW14, TW24, TW34, TW44)과 나란하게 배열된다. 제 5-4a 및 제 5-4b 보조 라우팅 배선들(TW54a, TW54b)은 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)을 통해 제 5-5 터치전극(Tx45)에 접속되며, 제 4-1 내지 제 4-5 메인 라우팅 배선들(TW14, TW24, TW34 TW44, TW54)과 나란하게 배열된다. 제 5-4a 및 제 5-4b 보조 라우팅 배선들(TW54a, TW54b)은 제 5-4 터치전극(Tx54) 영역 내에만 배치된다.
이상 설명한 도 4 및 도 5의 실시예에서는 5행 4열로 이루어진 터치전극과, 하나의 터치전극에 3행 7열의 픽셀이 배치되는 구성에 대해 설명하고 있지만 이는 예시적인 사항에 지나지 않으며 필요에 따라 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 터치센서 일체형 표시장치의 구조에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 6a는 도 5의 영역 R3을 도시한 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 I-I'라인 및 II-II'라인을 따라 취한 단면도이다.
도 5a, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센서 일체형 표시장치는 박막 트랜지스터 어레이(TFTA)의 기판(SUB1) 상에 서로 교차되도록 형성되는 게이트 라인들(GL1~GL3) 및 데이터 라인들(DL1~DL7)과, 상기 게이트 라인들(GL1~GL3)과 데이터 라인들(DL1~DL7)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터들(TFT)과, 게이트 라인들(GL1~GL3)과 데이터 라인들(DL1~DL7)의 교차에 의해 정의되는 영역에 형성되는 픽셀전극들(P11~P37)과, 상기 픽셀전극들(P11~P37)과 대향하는 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)이 배치된다. 이 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)은 디스플레이 구동시에는 공통전극의 기능을 수행하고, 터치 구동시에는 터치전극의 기능을 수행한다.
상기 구성에서, 기판(SUB1) 상에는 복수의 게이트 라인들(GL1~GL3)이 서로 나란하게 형성되며, 그 상부에는 복수의 게이트 라인들(GL1~GL3)을 커버하도록 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(SUB1) 상에 형성되는 게이트 라인들(GL1~GL3)로부터 각각 연장되는 게이트 전극들(G)과, 게이트 라인들(GL1~GL3) 및 게이트 전극들(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) 상에서 분리되어 형성되는 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함한다. 소스 전극(S)은 데이터 라인들(DL1~DL7) 각각으로부터 연장된다.
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 트랜지스터들(TFT)과 데이터 라인들(DL1~DL7)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 비아홀이 형성된다.
제 1 절연막(INS1) 상에는 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)의 교차에 의해 정의되는 픽셀영역들 내에 각각 픽셀전극(P11~P37)이 형성된다. 제 1 절연막(INS1)은 제 1 보호막(PAS1)의 비아홀을 통해 노출되는 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키도록 콘택홀이 형성된다. 픽셀전극(P11~P37)의 각각은 제 1 절연막(INS1)및 제 1 보호막(PAS1)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)에 접속된다.
픽셀전극들(P11~P37)이 형성된 제 1 절연막(INS1) 상에는 픽셀전극들(P11~P37)을 커버하도록 제 2 보호막(PAS2)이 형성된다.
제 2 보호막(PAS) 상에는 모든 데이터 라인들(DL1~DL7)과 중첩되도록 메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 보조 라우팅 배선들(TW11a, TW11b)이 형성된다.
메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 보조 라우팅 배선들(TW11a, TW11b)이 형성된 제 2 보호막(PAS2) 상에는 메인 라우팅 배선(TW11)의 일부분을 노출시키는 적어도 하나의 제 1 콘택홀(CH1)과 보조 라우팅 배선(TW11a, TW11b)의 일부분을 노출시키는 적어도 하나의 제 2 콘택홀(CH2)이 형성된 제 2 절연막(INS2)이 형성된다. 제 2 절연막(INS2) 상에는 제 1 및 제 2 콘택홀(CH1, CH2)을 통해 메인 라우팅 배선들(TW11, TW21, TW31, TW41, TW51)과 보조 라우팅 배선들(TW11a, TW11b)과 접속되도록 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)이 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)은 복수의 픽셀전극들(P15, P16)과 중첩되도록 형성된다. 공통전극 겸용 터치전극(Tx11)은 픽셀전극들(P15, P16)과의 사이에 수평전계가 형성되기 용이하도록 복수의 슬릿(SL)이 형성되어 있다.
상기 터치 센서 일체형 액정 표시장치는 디스플레이 구동시에는 터치 구동이 오프되어 터치 구동이 중단되고, 터치 구동시에는 디스플레이 구동이 오프되어, 공통전압이 공급되지 않는 시분할 구동으로 구동된다.
상술한 본 발명의 실시예에 의한 터치 센서 일체형 표시장치에 따르면, 모든 데이터 라인과 중첩되도록 터치전극에 연결되는 메인 라우팅 배선들 및 보조 라우팅 배선들이 형성되므로, 데이터 라인과 픽셀전극 간에 형성되는 전계가 메인 라우팅 배선들과 보조 라우팅 배선들에 의해 차단되게 된다. 따라서, 데이터 라인과 픽셀전극 간에 형성되는 전계에 의해 액정의 거동이 영향을 받지 않게 되므로, 빛샘 현상 등에 의해 디스플레이 얼룩이 발생되지 않게 되며 디스플레이 화상불량을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 설명하고 있는 제 1 방향은 x축 방향인 경우를, 제 2 방향은 y축 방향인 경우를 예로 들었으나, 이는 서로 반대되는 방향으로 변경하는 것이 가능하고, 공통전극 겸용 터치전극의 크기 및 수와 형상, 하나의 터치전극에 대응하는 픽셀전극의 크기 및 수와 형상, 각각의 터치전극과 접속되는 메인 라우팅 배선과 보조 라우팅 배선의 수 또한 필요에 따라 적절히 변경할 수 있는 사항이다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 메인 라우팅 배선과 보조 라우팅 배선의 배열 순서가 메인 라우팅 배선이 좌측에 배열되고, 보조 라우팅 배선이 그 우측에 배열되는 것으로 설명되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 보조 라우팅 배선이 좌측에 배열되고 메인 라우팅 배선이 그 우측에 배열될 수도 있으며, 메인 라우팅 배선과 보조 라우팅 배선이 적절히 혼합되어 배열될 수도 있다.
또한 본 발명의 실시예에서는 자기 정전용량식 터치센서 일체형 표시장치를 예로 들어 설명하였지만, 모든 데이터라인과 중첩하도록 메인 라우팅 배선과 보조 라우팅 배선을 형성하면 상호 정전용량식 터치센서 일체형 표시장치에도 적용가능하다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 발명의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 소스 구동 및 터치 센싱 IC
Tx11~Tx14, Tx21~Tx24, Tx31~Tx34, Tx41~Tx44, Tx51~Tx54: 공통전극 겸용 터치전극(터치전극)
TW11~TW14, TW21~TW24, TW31~TW34, TW41~TW44, TW51~TW54: 메인 라우팅 배선
TW11a, TW11b; TW12a, TW12b; TW13a, TW13b; TW14a, TW14b; TW21a, TW21b; TW22a, TW22b; TW23a, TW23b; TW24a, TW24b; TW31a, TW31b; TW32a, TW32b; TW33a, TW33b; TW34a, TW34b; TW41a, TW41b; TW42a, TW42b; TW43a, TW43b; TW44a, TW44b; TW51a, TW51b; TW52a, TW52b; TW53a, TW53b; TW54a, TW54b: 보조 라우팅 배선

Claims (6)

  1. 액티브 영역과, 상기 액티브 영역 외측에 배치되는 베젤 영역을 구비하는 터치 센서 일체형 표시장치에 있어서,
    서로 교차하도록 배열되는 복수의 게이트 라인들과 복수의 데이터 라인들;
    상기 액티브 영역에서 상기 복수의 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차에 의해 정의되는 영역 내에 각각 형성되는 복수의 픽셀전극들;
    각각이 상기 액티브 영역에서 상기 복수의 픽셀전극들 중 일부의 픽셀전극들과 중첩되도록 형성되는 복수의 공통전극 겸용 터치 전극들;
    상기 복수의 공통전극 겸용 터치 전극들 각각에 연결되어 서로 나란하게 배열되며, 상기 액티브 영역으로부터 상기 베젤영역으로 연장되는 복수의 메인 라우팅 배선들; 및
    상기 공통전극 겸용 터치전극들 각각의 영역 내에서 상기 공통전극 겸용 터치전극의 각각과 접촉하도록 상기 복수의 메인 라우팅 배선들과 나란하게 배치되는 적어도 하나의 보조 라우팅 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서 일체형 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 게이트 라인들과 상기 복수의 데이터 라인들의 교차부에 배치되는 복수의 박막 트랜지스터들;
    상기 복수의 박막 트랜지스터들을 커버하는 제 1 보호막;
    상기 제 1 보호막 상에 배열되며 비아홀을 통해 상기 박막 트랜지스터들과 각각 접촉하는 상기 복수의 픽셀전극들을 커버하는 제 2 보호막; 및
    상기 제 2 보호막 상에 형성되며, 상기 복수의 데이터 라인들의 일부와 중첩되도록 서로 나란하게 배열되는 상기 복수의 메인 라우팅 배선들과, 상기 제 2 보호막 상에 형성되며, 상기 복수의 데이터 라인들의 나머지와 중첩되도록 서로 나란하게 배열되는 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선을 커버하는 절연막을 더 포함하며,
    상기 복수의 메인 라우팅 배선들 각각은 상기 절연막에 형성된 적어도 하나의 제 1 콘택홀을 통해 상기 복수의 공통전극 겸용 터치전극들 각각에 접촉되며,
    상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선은 상기 절연막에 형성된 적어도 하나의 제 2 콘택홀을 통해 상기 복수의 공통전극 겸용 터치전극들 각각에 접촉되는 것을 특징으로 하는 터치센서 일체형 표시장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 라인들 전부는 상기 복수의 메인 라우팅 배선들 및 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선들 전부와 중첩되는 것을 특징으로 하는 터치 센서 일체형 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 메인 라우팅 배선의 수는 행 방향으로 배열되는 상기 공통전극 겸용 터치전극의 라인 수의 n(n은 자연수)배인 것을 특징으로 하는 터치 센서 일체형 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선의 수는 하나의 공통전극 겸용 터치전극에 대응하는 데이터 라인의 수에서 상기 공통전극 겸용 터치전극의 라인의 수를 뺀 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 센서 일체형 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 메인 라우팅 배선들과 상기 적어도 하나의 보조 라우팅 배선들은 차례대로 배열되거나 또는 혼합하여 배열되는 것을 특징으로 하는 터치 센서 일체형 표시장치.
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KR20140054739A (ko) * 2012-10-29 2014-05-09 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치

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KR20140054739A (ko) * 2012-10-29 2014-05-09 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치

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