特許 6133570 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6133570

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20170515BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20170515BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 410

   G06F3/041 422

   G06F3/041 490

   G06F3/044 127

   G06F3/044 129

【請求項の数】28

【全頁数】39

(21)【出願番号】特願2012-237240(P2012-237240)

(22)【出願日】2012年10月26日

(65)【公開番号】特開2013-218659(P2013-218659A)

(43)【公開日】2013年10月24日

【審査請求日】2015年10月20日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0036765

(32)【優先日】2012年4月9日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金 哲

(72)【発明者】

【氏名】朴 修 ビン

(72)【発明者】

【氏名】金 志 雄

(72)【発明者】

【氏名】文 勝 煥

(72)【発明者】

【氏名】具 南 希

(72)【発明者】

【氏名】鄭 錫 鉉

【審査官】 若林 治男

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０３９０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２３１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８２５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９８５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２９７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３９５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１０１１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部物体の接触が行われる第１面、及び前記第１面の反対側面の第２面を含む第１基板、
前記第１基板の前記第２面の上に位置して、映像を表示するための駆動信号を伝達する複数の駆動信号線、
前記複数の駆動信号線と接続されているスイッチング素子をそれぞれ含む複数の画素、
前記第１基板の前記第２面の上に位置して、タッチによる感知信号を伝達する感知信号線、及び
前記複数の駆動信号線のうちの少なくとも一つの駆動信号線及び前記感知信号線からなる感知キャパシタを含むタッチセンサユニット、を含み、
前記感知信号線の上に位置する絶縁層をさらに含み、
前記複数の駆動信号線は前記絶縁層上に位置する、ことを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記感知キャパシタは、
前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線の互いに重畳する部分によって形成される重畳感知キャパシタ、及び
前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線が重畳せずに互いに対向する部分によって形成されるフリンジ感知キャパシタを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

外部物体の接触が行われる第１面、及び前記第１面の反対側面の第２面を含む第１基板、
前記第１基板の前記第２面の上に位置して、映像を表示するための駆動信号を伝達する複数の駆動信号線、
前記複数の駆動信号線と接続されているスイッチング素子をそれぞれ含む複数の画素、
前記第１基板の前記第１面の上に位置して、タッチによる感知信号を伝達する感知信号線、及び
前記複数の駆動信号線のうちの少なくとも一つの駆動信号線及び前記感知信号線からなる感知キャパシタを含むタッチセンサユニット、を含み、
前記感知信号線は透明導電物質を含み、
前記感知キャパシタは、
前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線の互いに重畳する部分によって形成される重畳感知キャパシタ、及び
前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線が重畳せずに互いに対向する部分によって形成されるフリンジ感知キャパシタを含む、ことを特徴とする表示装置。

【請求項4】

前記複数の画素は複数の薄膜トランジスタを含み、
前記複数の駆動信号線は前記複数の薄膜トランジスタにゲート信号をそれぞれ伝達する複数のゲート線を含む、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。

【請求項5】

別途の感知入力信号を出力する感知入力信号入力部、
前記複数のゲート線に前記ゲート信号を伝達するゲート駆動部、及び
前記ゲート信号及び前記感知入力信号のうちの一つを選択して前記複数のゲート線に伝達する選択部、を含む、ことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。

【請求項6】

前記感知信号線と接続されて、前記感知信号を処理する感知信号処理部をさらに含み、
前記感知入力信号入力部は前記感知信号処理部に含まれることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。

【請求項7】

前記複数の駆動信号線と分離されている感知入力信号線、及び
前記感知入力信号線及び前記感知信号線からなる感知キャパシタを含む少なくとも一つの他のタッチセンサユニットをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。

【請求項8】

前記第１基板の前記第２面の上に位置して、共通電圧を伝達する共通電圧線をさらに含み、
前記感知入力信号線は前記共通電圧線及び前記ゲート線の間に位置する、ことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。

【請求項9】

一つのタッチセンサユニットを通過する前記感知信号線は、少なくとも一つの主感知信号線、及び前記少なくとも一つの主感知信号線から延在した複数の感知電極を含む、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。

【請求項10】

前記複数の感知電極は、前記少なくとも一つの主感知信号線それぞれの両側に延びる、ことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。

【請求項11】

前記複数の画素は複数の薄膜トランジスタを含み、
前記複数の駆動信号線は、前記複数の薄膜トランジスタにゲート信号をそれぞれ伝達する複数のゲート線を含み、
前記複数の感知電極のうちの第１感知電極は前記複数のゲート線と重畳し、
前記複数の感知電極のうちの第２感知電極は前記複数のゲート線と隣接して重畳しない、ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。

【請求項12】

一つのタッチセンサユニットにおける前記複数の感知電極の個数は、前記一つのタッチセンサユニットに含まれている前記ゲート線の個数より少ない、ことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。

【請求項13】

前記感知信号線と分離されて、前記複数の感知電極の間に位置するダミーパターンをさらに含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。

【請求項14】

前記のダミーパターンは、前記ゲート線と重畳するか、又は前記ゲート線の両側で前記ゲート線と隣接する、ことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。

【請求項15】

前記少なくとも一つの主感知信号線が二つ以上の主感知信号線を含むとき、
隣接する主感知信号線の間に位置して、前記隣接する主感知信号線から延在された前記複数の感知電極は、交互に配置されるか、又は一対一に互いに接続される、ことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。

【請求項16】

前記少なくとも一つの主感知信号線は、一列に配列された複数の拡張部、及び隣接する前記拡張部を接続する複数の接続部を含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。

【請求項17】

一つのタッチセンサユニットを通過する前記感知信号線は、少なくとも一つの副感知信号線、及び前記少なくとも一つの副感知信号線が二つ以上であるとき、前記少なくとも一つの副感知信号線を接続する接続部を含む、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の表示装置。

【請求項18】

前記少なくとも一つの副感知信号線から延在した複数の感知電極をさらに含む、ことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。

【請求項19】

前記少なくとも一つの副感知信号線は周期的に曲がっている、ことを特徴とする請求項１８に記載の表示装置。

【請求項20】

前記少なくとも一つの副感知信号線はデータ線と重畳する、ことを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。

【請求項21】

前記感知信号線は透明導電物質を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。

【請求項22】

前記感知信号線は不透明導電物質を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項23】

前記感知信号線は、前記複数の駆動信号線、前記第１基板の前記第２面の上に位置して、共通電圧を伝達する共通電圧線、及び前記第１基板の前記第２面の上に位置する遮光部材のうちの少なくとも一つによって覆われる、ことを特徴とする請求項２２に記載の表示装置。

【請求項24】

前記遮光部材は、前記第１基板と前記感知信号線との間に位置する、ことを特徴とする請求項２３に記載の表示装置。

【請求項25】

一つのタッチセンサユニットを通過する前記感知信号線は、少なくとも一つの副感知信号線、及び前記副感知信号線から延在した複数の感知電極を含む、ことを特徴とする請求項２４に記載の表示装置。

【請求項26】

前記複数の画素は複数の薄膜トランジスタを含み、
前記複数の駆動信号線は、前記複数の薄膜トランジスタにゲート信号をそれぞれ伝達する複数のゲート線を含み、
前記感知電極は前記ゲート線と重畳する、ことを特徴とする請求項２５に記載の表示装置。

【請求項27】

一つのタッチセンサユニットにおける前記感知電極の個数は、前記一つのタッチセンサユニットに含まれている前記ゲート線の個数より少ない、ことを特徴とする請求項２６に記載の表示装置。

【請求項28】

前記複数の画素は複数の薄膜トランジスタを含み、
前記複数の駆動信号線は、前記複数の薄膜トランジスタにゲート信号をそれぞれ伝達する複数のゲート線を含み、
一つのタッチセンサユニットに対応する前記感知信号線は、前記複数のゲート線と交差する複数の副感知信号線を含む、ことを特徴とする請求項２４に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は表示装置に係り、より詳しくは、タッチセンサを含む表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ、ＯＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙ）、及び電気泳動表示装置（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）などの平板表示装置は、電界生成電極と電気光学活性層（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ ａｃｔｉｖｅ ｌａｙｅｒ）を含む。液晶表示装置は電気光学活性層として液晶層を含み、有機発光表示装置は電気光学活性層として有機発光層を含み、電気泳動表示装置は電荷を帯びた粒子を含む。電界生成電極は、薄膜トランジスタなどのスイッチング素子に接続されて、データ信号の印加を受け、電気光学活性層は、このようなデータ信号を光学信号に変換することによって、映像を表示する。

【0003】

最近、このような平板表示装置は、映像を表示する機能以外に、使用者との相互作用が可能なタッチ感知機能を含む。タッチ感知機能は、使用者が画面の上に指又はタッチペン（ｔｏｕｃｈ ｐｅｎ）などを接触して文字を書いたり絵を描いたりする場合、表示装置が、上記の接触により画面に加えられた圧力、電荷、光などの変化を感知することによって、物体の画面への接触有無及びその接触位置などの接触情報を見つける。表示装置はこのような接触情報に基づいて映像信号を受信する。

【0004】

このようなタッチ感知機能はセンサによって実現される。センサは、抵抗膜方式（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）、静電容量方式（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｙｐｅ）、電磁気誘導型（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｙｐｅ、ＥＭ）、及び光感知方式（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｙｐｅ）などの多様な方式に分類される。

【0005】

この中で、静電容量方式のセンサは、感知信号を伝達する感知電極からなる感知キャパシタを含み、指のような導電体がセンサに接近するときに発生する感知キャパシタの静電容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）の変化を感知して、接触有無と接触位置などを見つける。

【0006】

しかしながら、このようなセンサを表示装置に内蔵すれば、追加的な回路構成によって表示装置の開口率及び透過率が減少する恐れがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、タッチセンサを含む表示装置の開口率及び透過率を高め、さらにタッチセンサの感度を改善することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係る表示装置は、外部物体の接触が行われる第１面、及び前記第１面の反対側面の第２面を含む第１基板、前記第１基板の前記第２面の上に位置して、映像を表示するための駆動信号を伝達する複数の駆動信号線、前記複数の駆動信号線と接続されているスイッチング素子をそれぞれ含む複数の画素、前記第１基板の前記第１面又は前記第２面の上に位置して、タッチによる感知信号を伝達する感知信号線、前記複数の駆動信号線のうちの少なくとも一つの駆動信号線及び前記感知信号線からなる感知キャパシタを含むタッチセンサユニットを含む。

【0009】

前記感知信号線は、前記第１基板の前記第２面の上に位置して、前記感知信号線の上に位置する絶縁層をさらに含み、前記複数の駆動信号線は前記絶縁層上に位置することができる。
前記感知キャパシタは、前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線の互いに重畳する部分によって形成される重畳感知キャパシタ、及び前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線が重畳せずに互いに対向する部分によって形成されるフリンジ感知キャパシタを含むことができる。
前記複数の画素は複数の薄膜トランジスタを含み、前記複数の駆動信号線は前記複数の薄膜トランジスタにゲート信号をそれぞれ伝達する複数のゲート線を含むことができる。
別途の感知入力信号を出力する感知入力信号入力部、前記複数のゲート線に前記ゲート信号を伝達するゲート駆動部、そして前記ゲート信号及び前記感知入力信号のうちの一つを選択して前記複数のゲート線に伝達する選択部を含むことができる。
前記感知信号線と接続されており、前記感知信号を処理する感知信号処理部をさらに含み、前記感知入力信号入力部は前記感知信号処理部に含まれることができる。
前記複数の駆動信号線と分離されている感知入力信号線、そして前記感知入力信号線及び前記感知信号線からなる感知キャパシタを含む少なくとも一つの他のタッチセンサユニットをさらに含むことができる。
前記第１基板の前記第２面の上に位置して、共通電圧を伝達する共通電圧線をさらに含み、前記感知入力信号線は前記共通電圧線及び前記ゲート線の間に位置することができる。

【0010】

一つのタッチセンサユニットを通過する前記感知信号線は、少なくとも一つの主感知信号線及び前記少なくとも一つの主感知信号線から延在した複数の感知電極を含むことができる。
前記複数の感知電極は、前記少なくとも一つの主感知信号線それぞれの両側に延びることができる。
前記複数の感知電極のうちの第１感知電極は前記複数のゲート線と重畳し、前記複数の感知電極のうちの第２感知電極は前記複数のゲート線と隣接して重畳しないことができる。
一つのタッチセンサユニットにおける前記複数の感知電極の個数は、前記一つのタッチセンサユニットに含まれている前記ゲート線の個数より少ないことができる。
前記感知信号線と分離されており、前記複数の感知電極の間に位置するダミーパターンをさらに含むことができる。
前記のダミーパターンは、前記ゲート線と重畳するか、又は前記ゲート線の両側で前記ゲート線と隣接することができる。
前記少なくとも一つの主感知信号線が二つ以上の主感知信号線を含むとき、隣接する主感知信号線の間に位置し、前記隣接する主感知信号線から延在した前記複数の感知電極は、交互に配置するか、又は互いに接続することができる。
前記少なくとも一つの主感知信号線は、一列に配列された複数の拡張部、及び隣接する前記拡張部を接続する複数の接続部を含むことができる。

【0011】

一つのタッチセンサユニットを通過する前記感知信号線は、少なくとも一つの副感知信号線、及び前記少なくとも一つの副感知信号線が二つ以上であるとき、前記少なくとも一つの副感知信号線を接続する接続部を含むことができる。
前記少なくとも一つの副感知信号線から延在した複数の感知電極をさらに含むことができる。
前記少なくとも一つの副感知信号線は周期的に曲がることができる。
前記少なくとも一つの副感知信号線はデータ線と重畳することができる。

【0012】

前記感知信号線は透明導電物質を含むことができる。
前記感知信号線は不透明導電物質を含むことができる。
前記感知信号線は、前記複数の駆動信号線、前記第１基板の前記第２面の上に位置して、共通電圧を伝達する共通電圧線、及び前記第１基板の前記第２面の上に位置する遮光部材のうちの少なくとも一つによって覆われる。
前記遮光部材は、前記第１基板と前記感知信号線の間に位置することができる。
一つのタッチセンサユニットを通過する前記感知信号線は、少なくとも一つの副感知信号線、及び前記副感知信号線から延在した複数の感知電極を含むことができる。
前記複数の画素は複数の薄膜トランジスタを含み、前記複数の駆動信号線は前記複数の薄膜トランジスタにゲート信号をそれぞれ伝達する複数のゲート線を含み、前記感知電極は前記ゲート線と重畳することができる。
一つのタッチセンサユニットにおける前記感知電極の個数は、前記一つのタッチセンサユニットに含まれている前記ゲート線の個数より少ないことができる。
一つのタッチセンサユニットに対応する前記感知信号線は、前記複数のゲート線と交差する複数の副感知信号線を含むことができる。

【0013】

前記感知信号線は前記第１基板の前記第１面の上に位置し、前記感知信号線は透明導電物質を含むことができる。
前記感知キャパシタは、前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線の互いに重畳する部分によって形成される重畳感知キャパシタ、そして前記感知信号線と前記少なくとも一つの駆動信号線が重畳せずに互いに対向する部分によって形成されるフリンジ感知キャパシタを含むことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の実施形態によれば、表示装置の開口率及び透過率を高めることができ、簡単な回路構成で外部の接触を感知できるタッチセンサを含む表示装置が提供され、また、タッチセンサの接触感知敏感性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置概略図である。

【図2】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置概略図である。

【図3】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサ及び感知信号処理部の回路図である。

【図4】本発明の一実施形態による表示装置の一画素の回路図である。

【図5】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置概略図である。

【図6】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの駆動信号及び感知信号の波形図である。

【図7】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの一つの駆動信号の波形図である。

【図8】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサ及び感知信号処理部の回路図である。

【図9】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置概略図である。

【図10】図９に示した表示装置が含むタッチセンサの駆動信号の波形図である。

【0016】

【図11】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図12】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図13】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図14】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図15】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図16】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図17】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図18】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図19】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図20】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【0017】

【図21】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の一画素に対する概略的な回路図である。

【図22】図２１に示した実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置簡略図である。

【図23】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図24】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図25】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの平面図である。

【図26】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの平面図である。

【図27】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの平面図である。

【図28】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図29】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図30】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図31】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【0018】

【図32】本発明の一実施形態による表示装置の平面図である。

【図33】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図34】図３１のタッチセンサユニットをＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線に沿って切断した断面構造の概略的な回路図である。

【図35】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図36】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図37】本発明の一実施形態による表示装置の平面図である。

【図38】図３６のタッチセンサユニットの部分的拡大図である。

【図39】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図40】本発明の一実施形態による表示装置の平面図である。

【図41】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【0019】

【図42】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図43】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図44】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図45】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図46】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図47】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図48】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図49】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図50】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図51】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図52】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図53】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図54】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【図55】本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【0020】

【図56】本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの平面図である。

【図57】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【図58】本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。

【0022】

図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部材に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部材が他の部材の「上」にあるというとき、これは他の部材の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部材がある場合も含む。一方、ある部材が他の部材の「すぐ上」にあるというときには、中間に他の部材がないことを意味する。

【0023】

以下、図１乃至図４を参照して、本発明の一実施形態によるセンサを含む表示装置について説明する。

【0024】

図１及び図２は、それぞれ本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置概略図であり、図３は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサ及び感知信号処理部の回路図であり、図４は、本発明の一実施形態による表示装置の一画素の回路図である。

【0025】

最初に、図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置は、表示板３００、駆動部４００、及び感知信号処理部８００を含む。

【0026】

表示板３００は、複数の駆動信号線ＳＬ、複数の感知信号線５０、及び駆動信号線ＳＬに接続されており、ほぼ行列状に配列された複数の画素ＰＸ、及び複数の感知信号線５０に接続された複数のタッチセンサユニットＴＳＵを含む。

【0027】

駆動信号線ＳＬは映像を表示するための駆動信号を伝達する。駆動信号線ＳＬは、ゲート信号（「走査信号」ともいう）を伝達するゲート線、データ電圧を伝達するデータ線、又は所定パルスを含む信号を伝達する電圧線などを含む。

【0028】

図１（ｂ）を参照すれば、複数の駆動信号線ＳＬは、隣接するｋ（ｋは、１以上の自然数）個の駆動信号線（ＳＬ１、ＳＬ２、・・・、ＳＬｋ）をそれぞれ含む複数の駆動信号線集合ＳＬＵに分かれる。

【0029】

感知信号線５０には基準電圧が定常的に（ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ）印加され、タッチによってタッチセンサユニットＴＳＵから発生した感知信号を伝達する。図１（ａ）を参照すれば、感知信号線５０は複数の駆動信号線ＳＬを含む駆動信号線集合ＳＬＵと交差する。

【0030】

図２を参照すれば、画素ＰＸは、映像を表示する単位であって、一つの画素ＰＸが三原色（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示（空間分割）するか、又は複数個の画素ＰＸが時間によって交互に三原色を表示（時間分割）することによって、これら三原色の空間的又は時間的な合計によって所望の色を表示することができる。

【0031】

図４を参照すれば、一画素ＰＸは、駆動信号線ＳＬと接続されている薄膜トランジスタなどのスイッチング素子Ｑａ、及びスイッチング素子Ｑａからデータ電圧が伝達される画素電極１９１を含む。駆動信号線ＳＬがゲート信号を伝達するゲート線である場合、スイッチング素子Ｑａはデータ電圧を伝達するデータ線にさらに接続される。この場合、スイッチング素子Ｑａは、駆動信号線ＳＬのゲート信号によってターンオフ又はターンオンされる。

【0032】

図２及び図４を参照すれば、駆動信号線ＳＬが延びる方向を横方向とし、横方向に対して垂直方向を縦方向とするとき、一画素ＰＸ又は一画素電極１９１の横方向の長さは、図４（ａ）に示したように縦方向の長さより長くてもよく、図４（ｂ）に示したように縦方向の長さより短くてもよい。

【0033】

さらに図１を参照すれば、各タッチセンサユニットＴＳＵは静電容量方式であって、表示板３００への接触を感知して感知信号を生成する。タッチセンサユニットＴＳＵは、各駆動信号線集合ＳＬＵ及び感知信号線５０の交差領域に一つずつ位置する。

【0034】

図３を参照すれば、一つのタッチセンサユニットＴＳＵは、駆動信号線集合ＳＬＵと感知信号線５０からなる感知キャパシタ（ｓｅｎｓｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｍを含む。感知キャパシタＣｍは、駆動信号線集合ＳＬＵの駆動信号線ＳＬと感知信号線５０の重畳からなる重畳感知キャパシタ（ｏｖｅｒｌａｐ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、又は駆動信号線ＳＬと感知信号線５０が重畳せずに互いに隣接して形成されるフリンジ感知キャパシタ（ｆｒｉｎｇｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を含む。タッチセンサユニットＴＳＵは、駆動信号線集合ＳＬＵが含む駆動信号線ＳＬの駆動信号を受信して、外部物体の接触による感知キャパシタＣｍの電荷量変化を感知信号として出力する。説明の便宜上、駆動信号線ＳＬそれぞれが感知信号線５０と重畳するか、又は隣接して形成される感知キャパシタＣｍの一部を、タッチセンサＴＳという。

【0035】

図１（ａ）を再び参照すれば、駆動部４００は表示板３００の駆動信号線ＳＬに接続されており、駆動信号を表示板３００の駆動信号線ＳＬに伝達する。

【0036】

感知信号処理部８００は表示板３００の感知信号線５０と接続されており、感知信号線５０からの感知信号を受信して処理する。感知信号処理部８００は処理された感知信号を利用して接触有無及び接触位置などの接触情報を生成する。

【0037】

図３を参照すれば、感知信号処理部８００は、表示板３００の感知信号線５０と接続されている複数の増幅器（ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）ＡＰを含む。増幅器ＡＰは、反転端子（−）と出力端子の間に接続されているキャパシタＣｖを含むことができる。増幅器ＡＰの非反転端子（＋）は接地電圧ＧＮＤなどの一定の電圧と接続されており、増幅器ＡＰの反転端子（−）は感知信号線５０に接続されている。増幅器ＡＰは、電流積分器で感知信号線５０からの感知信号の電流を所定時間（例えば、１フレーム）間に積分して、感知出力信号Ｖｏｕｔを生成する。

【0038】

タッチセンサユニットＴＳＵには少なくとも一つの画素ＰＸが対応する。タッチセンサユニットＴＳＵの一辺の長さは、ほぼ数ｍｍであってもよく、例えば、ほぼ４〜５ｍｍであってもよい。このようなタッチセンサユニットＴＳＵの大きさは、物体が表示板３００に接触するとき、接触する面積によって変化する。

【0039】

以下、図５を参照して、本発明の一実施形態によるセンサを含む表示装置について説明する。

【0040】

図５は、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置概略図である。

【0041】

本実施形態による表示装置は、上述した図１乃至図４に示した実施形態と大部分同一であるが、上述した駆動信号線ＳＬがゲート信号を伝達するゲート線ＧＬである。

【0042】

図５（ａ）を参照すれば、タッチセンサユニットＴＳＵは、ゲート信号を伝達するゲート線集合ＧＬＵと接続される。ゲート線集合ＧＬＵは、図５（ｂ）に示したようにｋ（ｋは、１以上の自然数）個のゲート線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｋ）を含む。ゲート線ＧＬはゲート駆動部４２０と接続されて、ゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの組み合わせからなるゲート信号の印加を受ける。ゲートオン電圧Ｖｏｎは、１フレーム内で一回以上印加される。この場合、表示板３００の複数の画素ＰＸは、データ駆動部４４０からデータ電圧Ｖｄが印加される。

【0043】

データ駆動部４４０のデータ駆動回路を印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄｄ）（図示せず）の上に形成するとき、感知信号処理部８００の回路は、図５（ａ）において点線４４０で示唆したようにデータ駆動部４４０と同一の印刷回路基板（図示せず）の上に形成してもよい。このように感知信号処理部８００とデータ駆動部４４０を同一の基板上に形成することによって、全体の回路基板の面積を削減できる。

【0044】

以下、図６及び図７と上述した図１乃至図５を共に参照して、タッチセンサユニットＴＳＵの動作について具体的に説明する。

【0045】

図６は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの駆動信号及び感知信号の波形図であり、図７は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの一つの駆動信号の波形図である。

【0046】

図６を参照すれば、駆動信号線ＳＬを通じて伝達される駆動信号Ｖｇは、少なくとも二つの互いに異なるＤＣ電圧レベルを含む。例えば、駆動信号Ｖｇは高電圧Ｖ２と低電圧Ｖ１を含み、高電圧Ｖ２はゲートオン電圧Ｖｏｎであって、低電圧Ｖ１はゲートオフ電圧Ｖｏｆｆである。周期的に且つ交互に出力される高電圧Ｖ２と低電圧Ｖ１はパルス列からなる駆動信号Ｖｇを形成する。

【0047】

反面、図７を参照すれば、駆動信号Ｖｇは、一定のＤＣ電圧レベルを基準として変化する交流電圧ＡＣでありうる。この時、一定のＤＣ電圧レベルは、高電圧Ｖ２及び低電圧Ｖ１のうちの少なくとも一つである。このように駆動信号Ｖｇが交流電圧である場合、さらに多い感知信号を処理して、さらに正確なタッチ情報を得る。図７に示した駆動信号Ｖｇの波形は、後述する感知入力信号線が伝達する感知入力信号にも同等に印加される。

【0048】

タッチセンサユニットＴＳＵに駆動信号Ｖｇが入力されると、感知キャパシタＣｍには所定の電荷量が充電されて、接触の有無によって変化した電荷量が感知信号Ｖｓとして感知信号線５０に出力される。つまり、外部物体の接触があると、感知キャパシタＣｍに充電された電荷量が変化して、それによる感知信号Ｖｓが出力される。表示板３００に物体が接触した場合の感知信号Ｖｓの電圧レベルは、物体が接触しない場合の感知信号Ｖｓの電圧レベルより、小さい。

【0049】

図６を再び参照すれば、表示板３００に物体が接触した場合と、接触しない場合の感知信号Ｖｓの差ΔＶは、感知キャパシタＣｍの電荷変化量ΔＱｍにほぼ比例する。例えば、接触によって減少した感知キャパシタＣｍの電荷変化量ΔＱｍが大きいほど、減少した感知信号Ｖｓの変化量ΔＶも大きくなり、タッチセンサユニットＴＳＵの感度も大きくなる。従って、接触情報の正確度が高くなる。

【0050】

以下、図８を参照して、本発明の一実施形態によるセンサを含む表示装置について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサ及び感知信号処理部の回路図である。

【0051】

図８に示した実施形態は、図３に示した実施形態と大部分同一であるが、タッチセンサユニットＴＳＵは、駆動信号線ＳＬと分離された感知入力信号線（ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｎｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）ＴＬと感知信号線５０からなる感知キャパシタＣｍを含む。この場合、タッチセンサユニットＴＳＵは感知入力信号線ＴＬが伝達する感知入力信号を受信して、外部物体の接触による感知キャパシタＣｍの電荷量変化を感知信号として出力する。感知入力信号線ＴＬは、基板上で駆動信号線ＳＬと平行に延び、駆動信号線ＳＬと同一層に形成できる。

【0052】

また、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置は、上述した図３に示したタッチセンサユニットＴＳＵ及び図８に示したタッチセンサユニットＴＳＵを共に含むことも可能である。

【0053】

本実施形態のように、タッチセンサユニットＴＳＵが感知入力信号線ＴＬと感知信号線５０からなるとき、感知入力信号線ＴＬが伝達する感知入力信号は、上述した図６及び図７に示した駆動信号Ｖｇと同一であるか、又は他の多様な波形を有し得る。

【0054】

以下、図９及び図１０を参照して、本発明の一実施形態によるセンサを含む表示装置について説明する。

【0055】

図９は、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置概略図であり、図１０は、図９に示した表示装置が含むタッチセンサの駆動信号の波形図である。

【0056】

図９に示した実施形態は、上述した図５に示した実施形態と大部分同一であるが、感知信号処理部８００及びゲート駆動部４２０と接続された選択部４６０をさらに含む。また、感知信号処理部８００は、感知入力信号を送出する感知入力信号入力部８１０、及び感知信号線５０と接続されて感知信号を受信する感知信号受信部８２０を含む。

【0057】

選択部４６０は、ゲート駆動部４２０からのゲート信号及び感知入力信号入力部８１０からの感知入力信号のいずれか一つを選択して、駆動信号Ｖｇとしてゲート線ＧＬにスキャニングしながら印加する。

【0058】

図１０を参照すれば、１フレーム（Ｆｒａｍｅ１、Ｆｒａｍｅ２）内にゲート駆動部４２０が全体のゲート線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｋ、・・・）にゲート信号Ｖｇ１を順次に印加して、全体の画素ＰＸにデータ電圧Ｖｄを印加し、隣接するフレーム（Ｆｒａｍｅ１、Ｆｒａｍｅ２）の間には垂直ブランク区間（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｂｌａｎｋ ｐｅｒｉｏｄ）ＶＢが位置する。垂直ブランク区間ＶＢでは直前フレームで画素ＰＸに印加されたデータ電圧が維持される。

【0059】

選択部４６０は、各フレーム（Ｆｒａｍｅ１、Ｆｒａｍｅ２、・・・）内には、ゲート線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｋ、・・・）をゲート駆動部４２０と接続させて、ゲート線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｋ、・・・）にゲート信号Ｖｇ１が順次に印加されるようにし、垂直ブランク区間ＶＢの間にはゲート線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｋ、・・・）を感知入力信号入力部８１０と接続させて、感知入力信号Ｖｇ２がゲート線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｋ、・・・）に入力されるようにする。このことにより、各フレーム（Ｆｒａｍｅ１、Ｆｒａｍｅ２、・・・）内にはゲート信号Ｖｇ１を駆動信号Ｖｇにして、タッチセンサユニットＴＳＵがタッチを感知することができ、垂直ブランク区間ＶＢでは感知入力信号Ｖｇ２を駆動信号Ｖｇにして、タッチセンサユニットＴＳＵがタッチを感知する。このようにフレーム（Ｆｒａｍｅ１、Ｆｒａｍｅ２、・・・）だけでなく、垂直ブランク区間ＶＢでもタッチを感知するようにすれば、より多くの接触情報を通じてさらに正確なタッチ情報を得る。

【0060】

図１０を再び参照すれば、感知入力信号Ｖｇ２はゲート信号Ｖｇ１よりさらに小さいパルス周期及びパルス幅を有する。一つのゲート線集合ＧＬＵには同一の波形の感知入力信号Ｖｇ２が同時に入力され、互いに異なるゲート線集合ＧＬＵには互いに異なる時間に感知入力信号Ｖｇ２が入力される。

【0061】

以下、図１１乃至図２０をそれぞれ参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の構造について説明する。

【0062】

図１１乃至図２０は、それぞれ本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【0063】

まず、図１１及び図１２を参照すれば、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置は第１表示板１００を含む。液晶表示装置の場合、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置は、第１表示板１００と対向する第２表示板２００、及び二つの表示板１００、２００の間に位置する液晶層３をさらに含む。

【0064】

第１表示板１００について説明すれば、第１基板１１０の二面のうち、上側に向かう面を第１面とすれば、第１基板１１０の第１面の上に外部物体の接触が行われる。

【0065】

第１基板１１０の二面のうち、上側に位置する面を第１面とし、その反対側面を第２面とするとき、第１基板１１０の第２面の上に駆動信号線が位置する。以下、「上」といえば、基板の面を基準として基板の面から遠くなる方をいう。

【0066】

駆動信号線はゲート信号を伝達するゲート線であり、ゲート線は、図１１及び図１２に示したようにゲート電極１２４を含む。ここで、第１基板１１０は透明なガラス又はプラスチックのような絶縁物質から形成される。

【0067】

第１基板１１０の第２面の上には共通電圧Ｖｃｏｍなどの一定の電圧を伝達する共通電圧線１３５がさらに位置する。

【0068】

ゲート電極１２４を含むゲート線及び共通電圧線１３５は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、及びチタニウム（Ｔｉ）などで形成できる。さらに、ゲート電極１２４を含むゲート線は、物理的性質が異なる少なくとも二つの導電膜を含む多重膜構造を有することもできる。

【0069】

ゲート電極１２４を含むゲート線の上にはゲート絶縁膜１４０が位置する。ゲート絶縁膜１４０は物理的性質が異なる少なくとも二つの絶縁層を含む多層膜構造を有することもできる。

【0070】

ゲート絶縁膜１４０の上には非晶質シリコン又は多結晶シリコンなどからなる半導体１５４が位置する。半導体１５４はゲート電極１２４の少なくとも一部と重畳する。

【0071】

半導体１５４の上には互いに対向するソース電極１７３とドレイン電極１７５が位置する。ソース電極１７３にはデータ電圧が伝達される。

【0072】

ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は、半導体１５４と共に薄膜トランジスタを構成し、薄膜トランジスタのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の半導体１５４に形成される。

【0073】

半導体１５４とソース電極１７３の間、そして半導体１５４とドレイン電極１７５の間には、オーミックコンタクト部材（図示せず）を形成できる。オーミックコンタクト部材は、リン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）などのｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質、又はシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）で形成できる。

【0074】

ドレイン電極１７５及びゲート絶縁膜１４０の上には画素電極１９１が位置する。画素電極１９１は、ドレイン電極１７５の一部と直接接触し、ドレイン電極１７５からデータ電圧が伝達される。画素電極１９１は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、又はＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質で形成する。

【0075】

薄膜トランジスタ及び画素電極１９１の上には保護膜１８０が位置する。保護膜１８０は、窒化ケイ素と酸化ケイ素などの無機絶縁物又は有機絶縁物で形成する。保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には共通電圧線１３５を露出するコンタクトホール１８３を形成する。

【0076】

保護膜１８０の上には共通電極２７１を形成する。共通電極２７１は、画素電極１９１と重畳する複数の枝電極を含む。共通電極２７１は、コンタクトホール１８３を通じて共通電圧線１３５から共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。しかし、本発明の実施形態はこのような共通電極２７１を含む構造に限定されない。

【0077】

第１基板１１０の第１面及び第２面のうちの少なくとも一面の上には感知信号線５０が位置する。図１１は、感知信号線５０が第１基板１１０の第１面の上に位置する例を示し、図１２は、感知信号線５０が第１基板１１０の第２面の上に位置する例を示す。図示していないが、同一の第１基板１１０に対して感知信号線５０が第１面及び第２面の両側に位置することもできる。

【0078】

図１２に示した実施形態において、感知信号線５０はゲート電極１２４と第１基板１１０の間に位置し、感知信号線５０とゲート電極１２４の間には絶縁物質を含む絶縁層８０をさらに含む。

【0079】

感知信号線５０はゲート線又はゲート電極１２４と共に感知キャパシタＣｍを形成する。図１１に示した実施形態の場合、感知信号線５０とゲート線又はゲート電極１２４の間に位置する第１基板１１０が、感知キャパシタＣｍの誘電体として機能し、図１２に示した実施形態の場合は、絶縁層８０が感知キャパシタＣｍの誘電体として機能する。

【0080】

感知信号線５０は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、又はＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質、或いは金属などの不透明な導電物質で形成する。

【0081】

図１１に示した実施形態では、感知信号線５０が透明な導電物質からなるのが好ましく、図１２に示した実施形態では、感知信号線５０は透明な導電物質又は不透明な導電物質で形成できる。図１２に示した実施形態において、感知信号線５０が不透明である場合、感知信号線５０は遮光部材（図示せず）又は不透明な信号線などによって覆われる。このような不透明な信号線は、共通電圧線１３５又はデータ電圧Ｖｄを伝達するデータ線とすることができる。

【0082】

感知信号線５０の厚さは、０Åより大きく、３０００Åより小さい。

【0083】

第１基板１１０の第１面の上に偏光板１２が位置する。第１基板１１０の第１面の上に感知信号線５０が位置する場合、偏光板１２は感知信号線５０の上に位置する。

【0084】

以下、第２表示板２００について説明する。

【0085】

透明なガラス又はプラスチックなどからなる第２基板２１０の上に遮光部材（ｌｉｇｈｔ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）２２０及びカラーフィルタ２３０が位置する。遮光部材２２０はブラックマトリックス（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）ともいい、光漏れを防止する。カラーフィルタ２３０は、遮光部材２２０によって実質的に取り囲まれた領域を占める。遮光部材２２０によって取り囲まれた領域は、画素ＰＸ又は画素領域と定義される。カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０のうちの少なくとも一つは、第１表示板１００に位置することもできる。

【0086】

第２基板２１０の、遮光部材２２０が形成された面と反対側の面に偏光板２２が位置する。

【0087】

液晶表示装置の場合、第１表示板１００及び第２表示板２００の間には液晶層３が位置する。この場合、データ電圧Ｖｄの印加を受けた画素電極１９１は、共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受けた共通電極２７１と共に、液晶層３に電界を生成する。本発明の一実施形態による表示装置の液晶層３は液晶分子（図示せず）を含み、液晶分子は、電界がない状態で、その長軸が第１表示板１００及び第２表示板２００の表面に対して水平をなすように配向されている。

【0088】

第２表示板２００の外側には、光を生成して第１表示板１００及び第２表示板２００に光を提供するバックライト部（図示せず）をさらに含む。

【0089】

次に、図１３及び図１４を参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置について説明する。

【0090】

図１３及び図１４に示した実施形態は、図１１及び図１２に示した実施形態と大部分同一であるが、カラーフィルタ２３０が第１基板１１０の上に位置する点が異なる。

【0091】

さらに具体的に、ゲート電極１２４、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５、そして半導体１５４からなる薄膜トランジスタの上に第１保護膜１８０ａが位置し、第１保護膜１８０ａの上にカラーフィルタ２３０が位置する。カラーフィルタ２３０の上には第２保護膜１８０ｂが位置する。第１保護膜１８０ａ及び第２保護膜１８０ｂはドレイン電極１７５を露出するコンタクトホール１８５を含み、第１保護膜１８０ａ、第２保護膜１８０ｂ、及びゲート絶縁膜１４０は、共通電圧線１３５を露出するコンタクトホール１８３を含む。この時、カラーフィルタ２３０はコンタクトホール１８３、１８５に対応する開口部を含む。

【0092】

第２保護膜１８０ｂの上には画素電極１９１が位置する。画素電極１９１はコンタクトホール１８５によってドレイン電極１７５と接続され、データ電圧の印加を受ける。

【0093】

画素電極１９１の上には第３保護膜１８０ｃが位置し、その上には共通電極２７１が形成されている。共通電極２７１は、上述した図１１及び図１２に示した実施形態と同様に、画素電極１９１と重畳する複数の枝電極を含むことができる。

【0094】

図１３及び図１４に示した感知信号線５０及び感知キャパシタＣｍなどの構成要素に対する説明は、上述した図１１及び図１２に示した実施形態と同一なので、ここで詳細な説明を省略する。

【0095】

次に、図１５及び図１６を参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置について説明する。

【0096】

図１５及び図１６に示した実施形態は、図１１及び図１２に示した実施形態と大部分同一であるが、液晶層３の液晶分子３１を配向するモード及び液晶層３に電界を生成する方法が異なる。

【0097】

さらに具体的に、上述した実施形態との差異点について説明すれば、ゲート電極１２４、半導体１５４、ドレイン電極１７５、及びソース電極１７３からなる薄膜トランジスタなどのスイッチング素子Ｑａの上に保護膜１８０が位置し、保護膜１８０は、ドレイン電極１７５を露出するコンタクトホール１８５を有する。保護膜１８０の上にはコンタクトホール１８５によってドレイン電極１７５と電気的、物理的に接続されている画素電極１９１が位置する。

【0098】

次に、第２表示板２００の第２基板２１０の上にはカラーフィルタ２３０及び遮光部材（図示せず）が位置し、その上に画素電極１９１と対向する対向電極２７０が形成されている。

【0099】

本実施形態による液晶表示装置は、液晶層３の液晶分子３１の配向方式によって垂直配向方式（ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ ｍｏｄｅ、ＶＡ）又はツイステッドネマチック方式（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ ｍｏｄｅ、ＴＮ）などの多様なモードのうちの一つに従う。垂直配向方式に従う場合、液晶分子３１は第１表示板１００及び第２表示板２００の表面にほぼ垂直をなすように配向され、ツイステッドネマチック方式に従う場合、液晶分子３１は一つの表示板から他の表示板に至るまで螺旋状に捩じれた構造を有する。

【0100】

第１表示板１００の画素電極１９１と第２表示板２００の対向電極２７０は、液晶層３内に電界を形成して液晶分子３１の配列方向を制御する。

【0101】

図１５及び図１６に示した感知信号線５０及び感知キャパシタＣｍなどの構成要素に対する説明は、上述した図１１及び図１２に示した実施形態と同一なので、ここで詳細な説明を省略する。

【0102】

次に、図１７及び図１８を参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置について説明する。

【0103】

図１７及び図１８に示した実施形態は、図１１及び図１２に示した実施形態と大部分同一であるが、電界生成電極としての画素電極１９１及び共通電極２７１の位置関係が異なる。

【0104】

さらに具体的に上述した実施形態との差異点について説明すれば、ゲート電極１２４、半導体１５４、ドレイン電極１７５、及びソース電極１７３からなる薄膜トランジスタの上に第１保護膜１８０ａが位置し、その上に共通電極２７１が位置する。共通電極２７１は、第１保護膜１８０ａ及びゲート絶縁膜１４０に形成されたコンタクトホール１８３によって共通電圧線１３５と接続されている。図１７及び図１８に示した場合とは異なって、第１保護膜１８０ａが省略され、共通電極２７１が直接共通電圧線１３５と接続される。

【0105】

共通電極２７１の上には第２保護膜１８０ｂが位置し、その上に画素電極１９１が位置する。画素電極１９１は第１保護膜１８０ａ及び第２保護膜１８０ｂに形成されているコンタクトホール１８５によってドレイン電極１７５と接続されて、データ電圧Ｖｄの印加を受ける。本実施形態では画素電極１９１が共通電極２７１と重畳する複数の枝電極を含む。

【0106】

この他に、上述した図１１及び図１２に示した実施形態の種々の特徴を図１７及び図１８に示した実施形態にそれぞれ適用できる。また、共通電極２７１は、画素電極１９１と重畳するように、図示した場合以外の種々の層に位置できる。

【0107】

次に、図１９及び図２０を参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置について説明する。

【0108】

図１９及び図２０に示した実施形態は、図１１及び図１２に示した実施形態と大部分同一であるが、液晶層３の液晶分子３１の配列モード及び電界生成方法が異なる。

【0109】

さらに具体的に、ゲート電極１２４、半導体１５４、ドレイン電極１７５、及びソース電極１７３からなる薄膜トランジスタの上に保護膜１８０が位置し、その上に画素電極１９１及び共通電極２７１が位置する。画素電極１９１は、保護膜１８０のコンタクトホール１８５によってドレイン電極１７５と接続されて、データ電圧Ｖｄの印加を受け、共通電極２７１は、ゲート絶縁膜１４０及び保護膜１８０のコンタクトホール１８３によって共通電圧線１３５と接続されて、共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。画素電極１９１及び共通電極２７１は各々、棒状の形態にし、互いに噛み合って交互に配置される。

【0110】

液晶層３の液晶分子３１は、液晶層３に電界がない状態で、その長軸が第１表示板１００及び第２表示板２００の表面に対して水平をなすように配向され、正の誘電率異方性を有する。

【0111】

画素電極１９１にデータ電圧Ｖｄが印加され、共通電極２７１に共通電圧Ｖｃｏｍが印加されると、液晶層３に第１表示板１００及び第２表示板２００にほぼ水平の電界が生成され、この電界に応答して液晶分子３１はその長軸が電界に平行な方向に回転しようとする。

【0112】

図１９及び図２０に示した感知信号線５０及び感知キャパシタＣｍなどの構成要素に対する説明は、上述した図１１及び図１２に示した実施形態と同一なので、ここで詳細な説明を省略する。本実施形態で例として挙げている表示装置の構造に本発明は限定されない。

【0113】

以下、図２１及び図２２を参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置について説明する。

【0114】

図２１は、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の一画素に対する概略的な回路図であり、図２２は、図２１に示した実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の配置簡略図である。

【0115】

本実施形態による表示装置は、有機発光（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）表示装置である。本実施形態による有機発光表示装置も、上述した図２に示したように行列状に配列された複数の画素ＰＸ及び複数の駆動信号線を含む。

【0116】

駆動信号線は、ゲート信号（又は走査信号）を伝達する複数のゲート線ＧＬ、データ電圧Ｖｄを伝達する複数のデータ線ＤＬ、及び駆動電圧を伝達する複数の駆動電圧線（ｄｒｉｖｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ ｌｉｎｅ）ＶＤＤなどを含む。

【0117】

各画素ＰＸは、スイッチング素子Ｑｓ、駆動スイッチング素子（ｄｒｉｖｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）Ｑｄ、ストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）Ｃｓ、及び有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）ＬＤを含む。

【0118】

スイッチング素子Ｑｓの制御端子はゲート線ＧＬに接続され、入力端子はデータ線ＤＬに接続され、出力端子は駆動スイッチング素子Ｑｄに接続される。スイッチング素子Ｑｓはゲート線ＧＬから受信したゲート信号に応答して、データ線ＤＬから受信したデータ電圧Ｖｄを駆動スイッチング素子Ｑｄに伝達する。

【0119】

駆動スイッチング素子Ｑｄの制御端子はスイッチング素子Ｑｓに接続され、入力端子は駆動電圧線ＶＤＤに接続され、出力端子は有機発光素子ＬＤに接続される。駆動スイッチング素子Ｑｄは、制御端子と出力端子の間の電圧によってその大きさが変化する出力電流を流す。

【0120】

キャパシタＣｓは、駆動スイッチング素子Ｑｄの制御端子と入力端子の間に接続されており、駆動スイッチング素子Ｑｄの制御端子に印加されるデータ電圧を充電し、スイッチング素子Ｑｓがターンオフされた後にもこれを維持できる。

【0121】

有機発光素子ＬＤは、例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であり、駆動スイッチング素子Ｑｄの出力端子に接続されているアノード（ａｎｏｄｅ）と、接地電圧又は共通電圧に接続されているカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）を有する。有機発光素子ＬＤは、駆動スイッチング素子Ｑｄの出力電流に応じて強さの異なる発光によって映像を表示する。

【0122】

一方、本実施形態によるタッチセンサは、感知信号線５０とゲート線ＧＬを二端子とする感知キャパシタＣｍをさらに含む。

【0123】

図２２を参照すれば、データ線ＤＬと駆動電圧線ＶＤＤは互いにほぼ平行して、共にゲート線ＧＬと交差する。上述したように、遮光部材に取り囲まれた領域を、映像を表示する画素領域ＰＡと定義する。感知信号線５０は、主感知信号線（ｍａｉｎ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｌｉｎｅ）５１及び主感知信号線５１から横方向に延びる複数の感知電極５３を含む。感知電極５３、及びこれと重畳するか、又は隣接するゲート線ＧＬは、共に感知キャパシタＣｍを形成する。

【0124】

これとは異なって、上述した実施形態のように、タッチセンサユニットＴＳＵは、ゲート線ＧＬと分離された別途の感知入力信号線（図示せず）と感知信号線５０からなる感知キャパシタＣｍを含むこともできる。

【0125】

この他に、上述した実施形態において、感知キャパシタＣｍ、感知信号線５０、及び感知キャパシタＣｍの動作と係る種々の特徴が、図２１及び図２２に示した本実施形態にも同様に適用される。

【0126】

以下、図２３及び図２４を参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の構造について説明する。上述した実施形態と同一の構成要素については同一の図面符号を付けて、同一の説明は省略する。

【0127】

図２３及び図２４は、それぞれ本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【0128】

図２３及び図２４を参照すれば、本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置は、透明なガラス又はプラスチックなどからなる第１基板１１０を含む。

【0129】

第１基板１１０の二面のうち、上側に向かう面である第１面に外部物体又は指の接触が行われ、第１面の反対側の面である第２面の上に駆動信号線が位置する。本実施形態による駆動信号線は、図２１及び図２２に示したスイッチング素子Ｑｓの制御端子にゲート信号を伝達するゲート線である。ゲート線はゲート電極１２４を含む。

【0130】

ゲート電極１２４を含むゲート線の上にゲート絶縁膜１４０が位置して、その上に半導体１５４が位置する。半導体１５４の上には島型オーミックコンタクト部材１６３、１６５が位置し、その上に互いに対向するソース電極１７３とドレイン電極１７５が位置する。ソース電極１７３はデータ線ＤＬと接続されて、データ電圧の印加を受ける。

【0131】

ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は、半導体１５４と共にスイッチング素子Ｑｓを構成する。

【0132】

ドレイン電極１７５及びソース電極１７３の上に保護膜１８０が位置し、保護膜１８０にはドレイン電極１７５を露出するコンタクトホール（図示せず）が形成される。図示していないが、図２１及び図２２に示したような駆動スイッチング素子Ｑｄの制御端子は、接触補助部材（図示せず）などによってドレイン電極１７５と電気的に接続される。

【0133】

スイッチング素子Ｑｓ及び駆動スイッチング素子Ｑｄの上にはカラーフィルタ２３０が位置する。カラーフィルタ２３０は省略することも可能である。

【0134】

カラーフィルタ２３０の上には蓋膜（ｏｖｅｒｃｏａｔ ｌａｙｅｒ）２５０が位置する。蓋膜２５０は平坦化機能を有する絶縁膜である。

【0135】

蓋膜２５０の上には駆動スイッチング素子（図示せず）の出力端子と電気的に接続されている画素電極１９１が位置する。画素電極１９１はＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明導電性物質で形成される。

【0136】

画素電極１９１の上には有機発光部材３７０が形成されている。有機発光部材３７０は白色の光を出し、カラーフィルタ２３０が省略される場合、各画素ＰＸに位置する有機発光部材３７０は三原色のうちの一つの光を出すこともできる。

【0137】

一方、画素電極１９１と有機発光部材３７０の間には隔壁３３０をさらに形成することもできる。隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）３３０は、画素電極１９１の周縁周辺を堤（ｂａｎｋ）のように取り囲んで開口部を定義する。隔壁３３０は黒色顔料を含んで、遮光部材の役割を果たすこともできる。

【0138】

有機発光部材３７０の上には共通電圧Ｖｃｏｍを伝達する対向電極２７０が形成されている。対向電極２７０は、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）などを含む反射性金属で形成される。

【0139】

対向電極２７０の上には封止層（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）３９０が位置する。封止層３９０は、有機発光部材３７０及び対向電極２７０を封止（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）して、外部から水分及び／又は酸素が侵入することを防止する。

【0140】

画素電極１９１、有機発光部材３７０、及び対向電極２７０は有機発光素子ＬＤを構成する。有機発光素子ＬＤは、第１基板１１０の第１面の上側に光を出射して、映像を表示する。

【0141】

上述した種々の実施形態のように、本実施形態においても、第１基板１１０の第１面の上又は第２面の上に感知信号線５０が位置できる。図２３は、感知信号線５０が第１基板１１０の第１面の上に位置する例を示し、図２４は、感知信号線５０が第１基板１１０の第２面の上に位置する例を示す。図２４に示した実施形態において、感知信号線５０はゲート電極１２４と第１基板１１０の間に位置し、感知信号線５０とゲート電極１２４の間には絶縁物質を含む絶縁層８０をさらに含む。

【0142】

感知信号線５０はゲート線又はゲート電極１２４と共に感知キャパシタＣｍを形成する。図２３に示した実施形態の場合、感知信号線５０とゲート線又はゲート電極１２４の間に位置する第１基板１１０が感知キャパシタＣｍの誘電体として機能し、図２４に示した実施形態の場合は、絶縁層８０が感知キャパシタＣｍの誘電体として機能する。

【0143】

一方、本実施形態で第１基板１１０の第１面の外側には強化ガラス１３をさらに付着することができる。

【0144】

この他に、上述した種々の実施形態における感知信号線５０及び感知キャパシタＣｍの色々な特徴が、図２３及び図２４を参照して示した本実施形態にも適用できる。

【0145】

次に、図２５、図２６、及び図２７を参照して、上述した本発明の種々の実施形態による表示装置が含むタッチセンサＴＳの具体的な構造について説明する。

【0146】

図２５、図２６、及び図２７は、それぞれ本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの平面図である。

【0147】

図２５を参照すれば、本発明の一実施形態によるタッチセンサＴＳは、タッチセンサユニットＴＳＵの一部であって、駆動信号線ＳＬである一つのゲート線１２１及び感知信号線５０を含む。

【0148】

ゲート線１２１は、ほぼ横方向に延び、ゲート電極１２４を含む。ここで、行列状に配列された画素ＰＸを基準として、横方向は主に行方向を意味し、縦方向は主に列方向を意味する。

【0149】

感知信号線５０は、主に縦方向に延びて、ゲート線１２１と交差し、交互に配列されている第１感知電極５７及び第２感知電極５５を含む。

【0150】

第１感知電極５７はゲート電極１２４と重畳し、第２感知電極５５は縦方向に隣接する二つのゲート電極１２４の間に位置する。

【0151】

第１感知電極５７とゲート電極１２４の互いに重畳する部分は重畳感知キャパシタＣｏｖを形成する。第２感知電極５５とゲート線１２１又はゲート電極１２４が互いに重畳せずに互いに対向する部分は、フリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２を形成する。

【0152】

第１感知電極５７の、ゲート線１２１の延伸方向の幅（以下、単に横方向幅という）は、第２感知電極５５の横方向幅よりも小さくできる。また、第２感知電極５５の横方向幅はゲート電極１２４の横方向幅と実質的に同一であるが、これに限定されない。

【0153】

外部物体の接触がある場合、重畳感知キャパシタＣｏｖの静電容量はほとんど変化がなく、フリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２の静電容量が主に変化しうる。従って、本実施形態において、フリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２に比べて重畳感知キャパシタＣｏｖの大きさを小さくすることによって、ゲート線１２１と感知信号線５０の間の静電容量変化を敏感に感知できる。

【0154】

図２６を参照すれば、本実施形態によるタッチセンサＴＳは図２５に示した実施形態と大部分同一である。しかし、感知信号線５０は第１感知電極５７及び交互に配列されている第２感知電極５５ａ、５５ｂを含む。

【0155】

第１感知電極５７はゲート電極１２４と重畳し、第２感知電極５５ａ、５５ｂはそれぞれゲート電極１２４の上側及び下側に位置して、ゲート線１２１又はゲート電極１２４と隣接する。

【0156】

第１感知電極５７とゲート電極１２４の互いに重畳する部分は重畳感知キャパシタＣｏｖを形成し、第２感知電極５５ａ、５５ｂとゲート線１２１又はゲート電極１２４が互いに重畳せずに対向する部分は、フリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２を形成する。

【0157】

本実施形態においては、上述した図２５の実施形態とは異なって、第２感知電極５５ａがゲート電極１２４の少なくとも二辺を取り囲むので、図２５に示した第２感知電極５５に比べて、ゲート線１２１と対向する辺長、従ってキャパシタとしての対抗する有効面積がさらに大きい。また、第２感知電極５５ｂも、図２５に示した第２感知電極５５に比べてゲート線１２１と対向する辺長が大きいので、ゲート線１２１と対向する有効面積が大きい。

【0158】

従って、本実施形態においては、第２感知電極５５ａ、５５ｂがゲート電極１２４と対向する部分の辺長、従って有効面積をさらに大きくでき、タッチセンサＴＳを構成するゲート電極１２４又はゲート線１２１と第２感知電極５５ａ、５５ｂの間で発生するフリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２の静電容量が大きくなる。従って、接触感知の敏感度を向上できる。

【0159】

図２７を参照すれば、本実施形態によるタッチセンサＴＳは、図２６に示した実施形態と大部分同一である。しかし、ゲート線１２１と隣接する共通電圧線１３１がさらに設置される。また、感知信号線５０は第１感知電極５７及び交互に配列されている第２感知電極５５ａ、５５ｂ、５５ｃを含む。

【0160】

第１感知電極５７はゲート電極１２４と重畳し、第２感知電極５５ａはゲート電極１２４及びゲート線１２１の上側に位置し、第２感知電極５５ｂはゲート線１２１と共通電圧線１３１の間に位置し、第２感知電極５５ｃは共通電圧線１３１の下側に位置する。

【0161】

第１感知電極５７とゲート電極１２４の互いに重畳する部分は重畳感知キャパシタＣｏｖ１を形成し、第１感知電極５７と共通電圧線１３１の互いに重畳する部分は重畳感知キャパシタＣｏｖ２を形成する。第２感知電極５５ａ、５５ｂとゲート線１２１又はゲート電極１２４の互いに対向する部分はフリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２を形成し、第２感知電極５５ｂ、５５ｃと共通電圧線１３１の互いに対向する部分はフリンジ感知キャパシタＣｆ３、Ｃｆ４を形成する。

【0162】

従って、図２５又は図２６に示した実施形態に比べて、重畳感知キャパシタＣｏｖ１、Ｃｏｖ２及びフリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２、Ｃｆ３、Ｃｆ４を含む全体感知キャパシタＣｆ、特にフリンジ感知キャパシタＣｆ１、Ｃｆ２、Ｃｆ３、Ｃｆ４の静電容量が大きくなることによって、接触感知の敏感度が向上する。

【0163】

以下、図２８、図２９、及び図３０を参照して、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットＴＳＵについて説明する。

【0164】

図２８、図２９、及び図３０は、それぞれ本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【0165】

図２８、図２９、及び図３０を参照すれば、本発明の一実施形態によるタッチセンサユニットＴＳＵは、少なくとも一つのタッチセンサＴＳを含む。各タッチセンサＴＳは、上述した種々の実施形態によるタッチセンサＴＳの構造を有する。図２８は、タッチセンサＴＳが図２５に示したタッチセンサＴＳの構造を有する例を示し、図２９は、タッチセンサＴＳが図２６に示したタッチセンサＴＳの構造を有する例を示し、図３０は、タッチセンサＴＳが図２７に示したタッチセンサＴＳの構造を有する例を示す。

【0166】

図２８乃至図３０において、感知信号線５０は複数個集まって接続部５９によって互いに連結されて一つのタッチセンサユニットＴＳＵの感知信号線（これも５０と符番する）を構成する。感知信号線５０が縦方向に延びる場合、接続部５９は主に横方向に延びて複数の感知信号線５０を連結接続される。

【0167】

また、図示していないが、縦方向に隣接する複数のタッチセンサユニットＴＳＵの感知信号線５０は互いに連結接続できる。

【0168】

図２８に示した実施形態において、感知信号線５０は、上述した図２５の実施形態のように、縦方向に交互に配列されている第１感知電極５７及び第２感知電極５５を含む。

【0169】

図２９に示した実施形態において、感知信号線５０は、上述した図２６の実施形態のように、縦方向に交互に配列されている第１感知電極５７及び第２感知電極５５を含む。

【0170】

図３０に示した実施形態において、感知信号線５０は、上述した図２７の実施形態のように、縦方向に交互に配列されている第１感知電極５７及び第２感知電極５５ａ、５５ｂ、５５ｃを含む。

【0171】

次に、図３１乃至図４１をそれぞれ参照して、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの他の例について説明する。

【0172】

図３１は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図であり、図３２は、本発明の一実施形態による表示装置の平面図であり、図３３は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図であり、図３４は、図３１のタッチセンサユニットをＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線に沿って切断した断面構造の概略的な回路図であり、図３５は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図であり、図３６は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図であり、図３７は、本発明の一実施形態による表示装置の平面図であり、図３８は、図３６のタッチセンサユニットの部分的拡大図であり、図３９は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図であり、図４０は、本発明の一実施形態による表示装置の平面図であり、図４１は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサユニットの平面図である。

【0173】

まず、図３１及び図３４を参照すれば、感知信号線５０は一つのタッチセンサユニットＴＳＵを通過する主感知信号線５１、及び主感知信号線５１から横方向に延びる複数の感知電極５３を含む。複数の感知電極５３は、互いに実質的に平行に、且つ主感知信号線５１を中心に対称に配置される。

【0174】

図３２に示したように、縦方向に隣接するタッチセンサユニットＴＳＵの主感知信号線５１は互いに連結接続されて、感知信号処理部８００と接続される。表示板３００の全体で複数のタッチセンサユニットＴＳＵは行列状に配列され、複数の感知信号線５０は、図３２に示したように横方向に配列されている。横方向に隣接する感知信号線５０は一定の間隔を有して離隔する。

【0175】

図３３を参照すれば、一つのタッチセンサユニットＴＳＵは、複数の画素ＰＸに対応し、一つのタッチセンサユニットＴＳＵに対し、横方向に数十個乃至数百個の画素ＰＸ列を配列し、縦方向には数十個の画素ＰＸ行を配列する。さらに具体的に、縦方向に隣接する感知電極５３の間には１０×ｎ（ｎは、１以上の自然数）個の画素行が配置される。例えば、縦方向に見たとき、１０の倍数個の画素ＰＸ行ごとに一つずつの感知電極５３が配置される。しかし、一つのタッチセンサユニットＴＳＵ当たりの画素ＰＸの密度はこれに限定されず、解像度によって多様に変化する。

【0176】

主感知信号線５１及び感知電極５３は、重畳又は対向するゲート線１２１及びゲート電極１２４と共に、感知キャパシタＣｍを形成する。この時、感知電極５３はゲート線１２１又はゲート電極１２４と重畳する場合と、重畳しない場合がある。感知電極５３とゲート線１２１又はゲート電極１２４との重畳の有無によって、上述した重畳感知キャパシタを構成するか、又はフリンジ感知キャパシタを構成することができる。

【0177】

感知電極５３が、図３１に示したように、ゲート線１２１と主に重畳する場合、感知電極５３とゲート電極１２４の間にフリンジ感知キャパシタが形成されて、接触による感知キャパシタＣｍの電荷変化量が大きくなりうるので、タッチ感度が改善できる。

【0178】

本実施形態において、感知電極５３は一つ以上のゲート線１２１ごとに一つずつ位置する。つまり、感知電極５３の縦方向の密度は、ゲート線１２１の縦方向の密度と同一であるか、又は小さい。例えば、図３１に示した場合では、感知電極５３は五つのゲート線１２１ごとに一つずつ位置する。

【0179】

図３４を参照して、一つの感知電極５３を中心に隣接するゲート電極１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ、１２４ｅが形成する感知キャパシタについて説明すると、各ゲート電極１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ、１２４ｅは最も近い感知電極５３と共に重畳して、フリンジ感知キャパシタＣｆａ、Ｃｆｂ、Ｃｆｃ、Ｃｆｄ、Ｃｆｅを形成する。この時、各感知キャパシタＣｆａ、Ｃｆｂ、Ｃｆｃ、Ｃｆｄ、Ｃｆｅの静電容量値は、ほぼ０〜５％程度の変動範囲で大体均一である。従って、表示板３００に対する接触位置と無関係に、均一なタッチ感度を維持できる。

【0180】

図３５を参照すれば、本実施形態によるタッチセンサユニットＴＳＵは、図３１に示した実施形態と大部分同一であるが、感知電極５３の形状が異なる。具体的に、感知電極５３は、ゲート線１２１だけでなく、ゲート電極１２４とも重畳可能である。さらに具体的に、感知電極５３の平面形状はゲート電極１２４を含むゲート線１２１の平面形状と実質的に同一である。このことにより、感知キャパシタＣｍの静電容量が大きくなり、物体の接触による電荷の変化量も大きくなるので、接触による感知信号の差も大きくなる。従って、接触感度の敏感性が向上する。

【0181】

次に、図３６乃至図３８を参照すれば、一つのタッチセンサユニットＴＳＵを通過する感知信号線５０は、複数の副感知信号線５２及び一つのタッチセンサユニットＴＳＵに含まれている複数の副感知信号線５２を接続する接続部５８を含む。接続部５８は、図３７に示したように横方向に配列されている。横方向に隣接する感知信号線５０は一定の間隔を有して離隔する。

【0182】

副感知信号線５２は、ゲート線１２１と交差して、主に縦方向に延び、接続部５８は、主に横方向に延びる。

【0183】

図３６を参照すれば、副感知信号線５２は縦方向に周期的に曲がっているが、これに限定されず、直線に延びることもできる。このような副感知信号線５２の縦方向の形状は、表示板３００の縦方向に延びる駆動信号線、例えば、データ線の縦方向の形状と大体一致して、データ線と重畳することもできる。

【0184】

タッチセンサユニットＴＳＵは、ゲート線１２１又はゲート電極１２４と副感知信号線５２が互いに重畳又は対向する部分によって生成される感知キャパシタＣｍを含む。

【0185】

図３６及び図３８に示した実施形態においては、全てのゲート電極１２４を副感知信号線５２が通過しているが、これに限定されず、横方向に２つ以上のゲート電極１２４ごとに一つずつの副感知信号線５２を配置することも可能である。つまり、一つのタッチセンサユニットＴＳＵにおいて副感知信号線５２の横方向の密度は適切に調整できる。

【0186】

次に、図３９を参照すれば、本実施形態によるタッチセンサユニットＴＳＵは、図３６及び図３８に示した実施形態と大部分同一であるが、一つのタッチセンサユニットＴＳＵが含む副感知信号線５２の個数をさらに少なくすることができる。つまり、一つのタッチセンサユニットＴＳＵにおいて、全てのゲート電極１２４を副感知信号線５２が通過せずに、一部のゲート電極１２４だけが副感知信号線５２と交差して、感知キャパシタＣｍを形成することができる。

【0187】

図３９を参照すれば、一つのタッチセンサユニットＴＳＵを通過する感知信号線５０は、一部の領域に集まっている一つのグループの副感知信号線５２、及び該グループの周縁に位置する副感知信号線５２から横方向に延びる複数の感知電極５４を含む。感知電極５４の形状及び役割は上述の図３１に示した感知電極５３と同一である。

【0188】

図４０を参照すれば、複数の感知信号線５０は、表示板３００の全体で横方向に配列される。横方向に隣接する感知信号線５０は、一定の間隔を有して離隔する。

【0189】

本実施形態においては、全体感知キャパシタＣｍの静電容量に対し、感知電極５４とゲート電極１２４の間に形成されるフリンジ感知キャパシタの静電容量の比率が大きくなるので、感知キャパシタＣｍの電荷の変化率が大きくなり、接触感知の敏感度を向上できる。

【0190】

この他に、上述した図３１に示した実施形態の色々な特徴が図３９及び図４０を参照して示した本実施形態にも適用できる。

【0191】

図４１を参照すれば、本実施形態によるタッチセンサユニットＴＳＵは、図２８に示した実施形態と大部分同一であるが、感知電極５４の形状及び役割が上述の図３５に示した感知電極５３と同一である。つまり、感知電極５４は、ゲート線１２１だけでなく、ゲート電極１２４とも重畳する。

【0192】

図３９及び図４１に示した実施形態においては、全体感知キャパシタＣｍの静電容量に対し、感知電極５４とゲート電極１２４の間に形成されるフリンジ感知キャパシタの静電容量の比率が、図３６に示した実施形態に比べて大きいので、感知キャパシタＣｍの電荷変化率が大きくなる。従って、接触感知の敏感度が向上する。

【0193】

次に、図４２乃至図５５をそれぞれ参照して、本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線の多様な実施形態について説明する。

【0194】

図４２乃至図５５は、それぞれ本発明の一実施形態による表示装置が含む感知信号線を含むタッチセンサユニットの平面図である。

【0195】

まず、図４２及び図４３を参照すれば、本発明の一実施形態による感知信号線５０は各々、主感知信号線５１、及びこれと接続された複数の感知電極５３を含む。

【0196】

複数の感知電極５３は、主感知信号線５１の両側方向に延び、主感知信号線５１の両側に位置して、互いに対応する一対の感知電極５３は同一線上に位置する。主感知信号線５１を中心に一側に位置する複数の感知電極は、実質的に一定の間隔を有して一列に配列される。即ち、感知信号線５０の形状は主感知信号線５１を中心に対称である。

【0197】

各感知電極５３は、図４２に示したように、ゲート信号を伝達するゲート線１２１と重畳するか、図４３に示したように、ゲート線１２１と隣接する。図４２及び図４３に示されたゲート線１２１は、例えば、図２２を参照して説明した感知入力信号線により代替できる。（これについては、感知入力信号線１２５として後述する）

【0198】

図４４に示した実施形態は、図４２に示した実施形態と大部分同一であるが、隣接する感知電極５３の間に位置する少なくとも一つのダミーパターン６１を含む。ダミーパターン６１は感知信号線５０と分離されており、ダミーパターン６１同士の間隔は実質的に一定である。

【0199】

ダミーパターン６１は、感知電極５３と重畳も隣接もしないゲート線（又は感知入力信号線）と重畳又は隣接する。そのために、感知電極５３と重畳又は隣接する、ゲート線（又は感知入力信号線）と、そうでないゲート線（又は感知入力信号線）との間の信号遅延の差、輝度の差、又は視認性の差を抑制できる。

【0200】

図４５を参照すれば、本発明の一実施形態による感知信号線５０は、主感知信号線５１、及びこれと接続された複数の感知電極対５３ａ、５３ｂを含む。

【0201】

各感知電極対５３ａ、５３ｂを構成する感知電極５３ａ及び感知電極５３ｂは、一対を成して一つのゲート線１２１（又は感知入力信号線）の両側にそれぞれ隣接して位置する。一つのゲート線１２１（又は感知入力信号線）の両側に位置する感知電極５３ａ、５３ｂと、これと隣接したゲート線１２１（又は感知入力信号線）との間の距離は、実質的に同一にできる。この他に、上述した図４２を参照して説明した色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。

【0202】

図４６に示した実施形態は、図４５に示した実施形態と大部分同一であるが、隣接する感知電極対５３ａ、５３ｂの間に位置する少なくとも一つのダミーパターン対６１ａ、６１ｂをさらに含む。ダミーパターン対６１ａ、６１ｂは感知信号線５０と分離されており、感知電極対５３ａ、５３ｂと重畳も隣接もしないゲート線１２１（又は感知入力信号線）とそれぞれ隣接できる。この他に、上述した図４４の色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。

【0203】

図４７を参照すれば、本発明の一実施形態による感知信号線５０は、少なくとも二つの主感知信号線、即ち、第１主感知信号線５１ａと、第２主感知信号線５１ｂ、及びこれと接続された複数の感知電極、即ち、第１、第２感知電極５３ｃ、５３ｄを含むことができる。

【0204】

少なくとも二つの第１主感知信号線５１ａ及び第２主感知信号線５１ｂは、第１感知電極５３ｃを通じて接続されており、実質的に互いに平行に縦方向に延びる。

【0205】

第１感知電極５３ｃは、第１主感知信号線５１ａ及び第２主感知信号線５１ｂを横切って延びることができ、第２感知電極５３ｄは、第２主感知信号線５１ｂから第１主感知信号線５１ａに向かって延び、第１部感知信号線５１ａと一定の間隔を維持する。隣接する主感知信号線５１ａ、５１ｂの間に位置する第１感知電極５３ｃ及び第２感知電極５３ｄは、縦方向に交互に配置される。

【0206】

上述した種々の実施形態のように、各感知電極５３ｃ、５３ｄは、ゲート線１２１（又は感知入力信号を伝達する感知入力信号線）と重畳又は隣接する。ここにおいては、図４７に示されたゲート線１２１は感知入力信号線により代替できる。

【0207】

図４８に示した実施形態は、図４７に示した実施形態と大部分同一であるが、隣接する感知電極５３ｃ、５３ｄの間に位置する少なくとも一つのダミーパターン６１を含む。この他に、上述した図４４の色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。

【0208】

図４９を参照すれば、本発明の一実施形態による感知信号線５０は、少なくとも三つの主感知信号線、即ち、第１、第２、第３主感知信号線５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、及びこれと接続された複数の感知電極５３を含む。

【0209】

少なくとも三つの第１、第２、第３主感知信号線５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、感知電極５３を通じて接続されており、実質的に互いに平行に延びる。

【0210】

複数の感知電極５３は、第１、第２、第３主感知信号線５１ａ、５１ｂ、５１ｃの両側方向に延びて、行方向に互いに対応する複数の感知電極５３は同一線上に位置する。主感知信号線５１ａ、５１ｂ、５１ｃを中心に一側に位置する複数の感知電極５３は、実質的に一定の間隔を有して一列に配列される。

【0211】

上述した種々の実施形態のように、感知電極５３は、ゲート線１２１（又は感知入力信号線）と重畳又は隣接する。縦方向に隣接する感知電極５３の間にも少なくとも一つのゲート線１２１が位置する。同様に、図４９に示されたゲート線１２１は、上述のように感知入力信号線により代替できる。

【0212】

図５０に示した実施形態は、図４９に示した実施形態と大部分同一であるが、隣接する感知電極５３の間に位置する少なくとも一つのダミーパターン６１を含む。ダミーパターン６１は感知信号線５０と分離されており、ダミーパターン６１の間の間隔は実質的に一定である。この他に、上述した図４４の色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。

【0213】

図５１を参照すれば、本発明の一実施形態による感知信号線５０は、一対の主感知信号線、即ち、第１、第２主感知信号線５１ａ、５１ｂ、及び第１、第２、二つの主感知信号線５１ａ、５１ｂの間に位置して、これとそれぞれ接続された複数の感知電極、即ち、第１、第２感知電極５３ｃ、５３ｄを含む。

【0214】

対をなす第１、第２主感知信号線５１ａ、５１ｂは、図示していないが、外郭で接続部（図示せず）を通じて接続してもよく、接続しなくてもよい。

【0215】

図５１を参照すれば、感知電極５３ｃは、第１主感知信号線５１ａから第２主感知信号線５１ｂに向かって延び、感知電極５３ｄは、第２主感知信号線５１ｂから第１主感知信号線５１ａに向かって延びる。第１、第２主感知信号線５１ａ、５１ｂの間に位置する第１、第２感知電極５３ｃ、５３ｄは交互に配置される。

【0216】

上述した種々の実施形態のように、第１、第２感知電極５３ｃ、５３ｄは、ゲート線１２１（又は感知入力信号線）と重畳するか、又は隣接する。
縦方向に隣接する第１、第２感知電極５３ｃ、５３ｄの間にも少なくとも一つのゲート線１２１が位置できる。
同様に、図５１に示されたゲート線１２１は感知入力信号線により代替できる。

【0217】

図５２を参照すれば、表示板３００の全体で複数のタッチセンサユニットＴＳＵは行列状に配列され、複数の感知信号線５０は横方向に配列されている。横方向に隣接する感知信号線５０は一定の間隔を有して離隔する。

【0218】

図５３に示した実施形態は、図５１に示した実施形態と大部分同一であるが、隣接する感知電極５３ｃ、５３ｄの間に位置する少なくとも一つのダミーパターン６１を含む。この他に、上述した図４４の色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。

【0219】

図５４を参照すれば、本発明の一実施形態による感知信号線５０は、主感知信号線５１、及びこれと接続された複数の感知電極５３を含む。

【0220】

主感知信号線５１は、一列に配列された複数の拡張部５１Ｅ、及び隣接する拡張部５１Ｅを接続する複数の接続部５１Ｓを含む。拡張部５１Ｅの横方向の幅は、接続部５１Ｓの横方向の幅より大きい。

【0221】

感知電極５３は、主感知信号線５１の拡張部５１Ｅ又は接続部５１Ｓから延びる。

【0222】

上述した種々の実施形態のように、感知電極５３は、ゲート線１２１（又は感知入力信号線）と重畳するか、又は隣接する。縦方向に隣接する感知電極５３の間にも少なくとも一つのゲート線１２１が位置できる。同様に、図５４に示されたゲート線１２１は、上述のように、感知入力信号線により代替できる。

【0223】

この他に、上述した図３８の色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。
図５５に示した実施形態は、図５４に示した実施形態と大部分同一であるが、隣接する感知電極５３の間に位置する少なくとも一つのダミーパターン６１を含む。この他に、上述した図４４の色々な特徴が本実施形態にも同様に適用される。

【0224】

この他にも、本発明の一実施形態による感知信号線５０は多様な形状のパターンを有し得る。

【0225】

次に、図５６を参照して、本発明の一実施形態によるタッチセンサの構造について説明する。

【0226】

図５６は、本発明の一実施形態による表示装置が含むタッチセンサの平面図である。

【0227】

図５６を参照すれば、上述の図４を参照して示した実施形態のように、タッチセンサユニットＴＳＵの感知キャパシタＣｍが、感知信号線５０と、ゲート線とは別途の感知入力信号線１２５との重畳により形成される。

【0228】

具体的に、本発明の一実施形態による感知信号線５０は、上述した種々の実施形態のように、主感知信号線５１、及びこれと接続された少なくとも一つの感知電極５３を含む。感知電極５３は、ゲート線１２１ではなく、感知入力信号線１２５と重畳するか、又は対向して感知キャパシタＣｍを形成する。感知入力信号線１２５は多様に配置されるが、一例として、図５６に示したようにゲート線１２１と共通電圧Ｖｃｏｍを伝達する共通電圧線１３１の間に位置する。また、感知入力信号線１２５は、上述した感知入力信号入力部８１０と接続され、感知信号線５０は感知信号受信部８２０と接続される。

【0229】

最後に、図５７及び図５８は、それぞれ本発明の一実施形態によるタッチセンサを含む表示装置の断面図である。

【0230】

図５７及び図５８を参照すれば、本発明の一実施形態による感知信号線５０は、上述したように、透明な導電物質又は不透明な導電物質から形成される。感知信号線５０が不透明な導電物質、例えば、金属からなる場合、感知信号線５０は不透明な部材によって覆われる。

【0231】

具体的に、図５７に示したように、感知信号線５０は遮光部材２２８によって覆われる。この時、感知信号線５０は指などの物体が接触する第１基板１１０の第１面の反対側の面である第２面の上に位置するのが好ましい。また、遮光部材２２８も第１基板１１０の第２面の上に位置する。

【0232】

図５８を参照すれば、感知信号線５０は共通電圧線１３５によって覆われる。この時、第１基板１１０の第２面の上に共通電圧線１３５が位置し、その上に絶縁層４０が位置し、絶縁層４０の上に感知信号線５０が位置する。図示していないが、感知信号線５０は共通電圧線１３５以外の不透明な信号線（例えば、データ線）によって覆われることもできる。

【0233】

このように不透明な感知信号線５０が外部で視認されないようにすることで、表示品質を高めることができる。

【0234】

本発明の種々の実施形態においては、感知キャパシタ（Ｃｍ）の一端子としてゲート線のゲート電極（１２４）を例に挙げて図示ないし説明したが、これに限定されず、感知キャパシタ（Ｃｍ）は、感知信号線（５０）がゲート線又は感知入力信号線と、重畳するか、又は隣接して形成することもできる。

【0235】

また、本発明は種々の実施形態で図示ないし説明した液晶表示装置又は有機発光表示装置などに限定されず、多様な表示装置の表示板に同様に適用できる。

【0236】

このように本発明の種々の実施形態によれば、表示装置の映像表示のための駆動信号線、例えば、走査信号を伝達するゲート線を利用して感知キャパシタを形成し、感知キャパシタの接触による静電容量変化を利用して接触を感知できる。従って、従来に比べて表示装置の開口率及び透過率を高められ、簡単な回路構成で外部の接触を感知できるタッチセンサを含む表示装置が提供できる。

【0237】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、別途の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

【符号の説明】

【0238】

３ 液晶層
１２、２２ 偏光板
１３ 強化ガラス
３１ 液晶分子
５０ 感知信号線
５１ 主感知信号線
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ 第１、第２、第３主感知信号線
５１Ｅ 拡張部
５１Ｓ 接続部
５２ 副感知信号線
５３、５４ 感知電極
５３ａ、５３ｂ 感知電極対
５３ｃ、５４ｄ 第１、第２感知電極
５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ 第２感知電極
５７ 第１感知電極
５８、５９ 接続部
６１ ダミーパターン
６１ａ、６１ｂ ダミーパターン対
８０ 絶縁層
１００ 表示板、第１表示板
１１０ 第１基板
１２１ ゲート線
１２４ ゲート電極
１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ，１２４ｅ ゲート電極
１２５ ＴＬ、感知入力信号線
１３１、１３５ 共通電圧線
１４０ ゲート絶縁膜
１５４ 半導体
１６３、１６５ 島型オーミックコンタクト部材
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ 第１、第２、第３保護膜
１８３、１８５ コンタクトホール
１９１ 画素電極
２００ 第２表示板
２１０ 第２基板
２２０、２２８ 遮光部材
２３０ カラーフィルタ
２５０ 蓋膜
２７０ 対向電極
２７１ 共通電極
３００ 表示板
３３０ 隔壁
３７０ 有機発光部材
３９０ 封止層
４００ 駆動部
４２０ ゲート駆動部
４４０ データ駆動部
４６０ 選択部
８００ 感知信号処理部
８１０ 感知入力信号入力部
８２０ 感知信号受信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】