(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板と、
前記ベース基板上に形成される第１アクティブパターンと、該第１アクティブパターン上に離隔されて形成される第１センシングソース電極と、前記第１アクティブパターン上に前記第１センシングソース電極と離隔して形成される第１センシングドレイン電極と、前記第１センシングソース電極及び前記第１センシングドレイン電極上に形成される第１センシングゲート電極とを含んで、第１光を感知する第１センシング素子と、
前記ベース基板上に形成される第１スイッチングゲート電極と、前記第１スイッチングゲート電極上に形成される第２アクティブパターンと、該第２アクティブパターン上に形成される第１スイッチングソース電極と、前記第２アクティブパターン上に前記第１スイッチングソース電極と離隔して形成される第１スイッチングドレイン電極とを含む第１スイッチング素子と、
前記第１光の受光の有無に基づき、前記第１センシングゲート電極に第１センシングゲート電圧と前記第１センシングゲート電圧のレベルより高い第２センシングゲート電圧との内の少なくとも１つを提供する第１可変電圧部と、
前記第１スイッチングゲート電極と電気的に接続されて前記第１スイッチングゲート電極に第１センシングゲート信号を伝送する第１センシングゲートラインと、
前記第１センシングソース電極と電気的に接続されて前記第１センシングソース電極に第１バイアス電圧を伝送する第１バイアス電圧ラインと、
前記第１可変電圧部と電気的に接続されて前記第１可変電圧部に第２バイアス電圧を印加する第２バイアス電圧ラインとを有し、
前記第１可変電圧部は、前記第１光を遮断する第１遮光パターンと、
前記第１遮光パターン上に形成され、前記第１バイアス電圧ラインと電気的に接続される第１可変ソース電極と、
前記第２バイアス電圧ラインと電気的に接続される第２可変ソース電極と、
前記第１可変ソース電極と前記第２可変ソース電極との間に相互離隔されて形成され、前記第１センシングゲート電極と電気的に接続される第１共通ドレイン電極と、
前記第１及び第２可変ソース電極と前記第１共通ドレイン電極の下部に形成される第１共通アクティブパターンと、
前記第１及び第２可変ソース電極と前記第１共通ドレイン電極の上部に形成され、前記第１共通アクティブパターンと重畳する第１共通ゲート電極とを含むことを特徴とするタッチ基板。
【請求項２】
前記第１可変電圧部は、前記第１光を受光しない時、前記第１センシングゲート電極に前記第１センシングゲート電圧を提供し、
前記第１光を受光した時、前記第１センシング素子の光電流を増加させるために前記第１センシングゲート電極に前記第２センシングゲート電圧を提供することを特徴とする請求項１に記載のタッチ基板。
【請求項３】
前記第１共通ゲート電極は、前記第２可変ソース電極と電気的に接続されて前記第２バイアス電圧を受信することを特徴とする請求項１に記載のタッチ基板。
【請求項４】
前記第１可変電圧部は、前記第１光を遮断する第１遮光パターンと、
前記第１遮光パターン上に形成され、前記第１バイアス電圧ラインと電気的に接続される第１入力電極と、
前記第２バイアス電圧ラインと電気的に接続される第２入力電極と、
前記第１入力電極と前記第２入力電極との間に相互離隔されて形成され、前記第１センシングゲート電極と電気的に接続される第１共通出力電極と、
前記第１及び第２入力電極と前記第１共通出力電極の下部に形成される第１共通アクティブパターンとを含むことを特徴とする請求項１に記載のタッチ基板。
【請求項５】
前記ベース基板上に形成される第２スイッチングゲート電極と、前記第２スイッチングゲート電極上に形成される第３アクティブパターンと、該第３アクティブパターン上に形成される第２スイッチングソース電極と、前記第３アクティブパターン上に前記第２スイッチングソース電極と離隔して形成される第２スイッチングドレイン電極とを含む第２スイッチング素子と、
前記第２スイッチングソース電極と電気的に接続される第２センシングドレイン電極と、前記第２センシングドレイン電極と離隔して形成される第２センシングソース電極と、前記第２センシングドレイン電極及び前記第２センシングソース電極の下部に形成される第４アクティブパターンと、前記第２センシングドレイン電極及び前記第２センシングソース電極上に形成される第２センシングゲート電極とを含んで、第２光を感知する第２センシング素子と、
前記第２光の受光の有無に基づき、前記第２センシングゲート電極に第３センシングゲート電圧と前記第３センシングゲート電圧のレベルより高い第４センシングゲート電圧との内の少なくとも１つを提供する第２可変電圧部とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のタッチ基板。
【請求項６】
前記第２スイッチングゲート電極と電気的に接続される第２センシングゲートラインと、
前記第１スイッチングドレイン電極と電気的に接続され、前記第１光の感知による前記第１センシング素子からの第１センシング信号を出力する第１リードアウトラインと、
前記第２スイッチングドレイン電極と電気的に接続され、前記第２光の感知による前記第２センシング素子からの第２センシング信号を出力する第２リードアウトラインとをさらに有することを特徴とする請求項５に記載のタッチ基板。
【請求項７】
前記第１光は赤外光であり、前記第２光は可視光であって、
前記第１センシング素子の下部に形成され、前記第１光を透過させ、前記第２光を吸収する第２遮光パターンをさらに有することを特徴とする請求項５に記載のタッチ基板。
【請求項８】
前記第１光は可視光であり、前記第２光は赤外光であって、
前記第２センシング素子の下部に形成され、前記第２光を透過させ、前記第１光を吸収する第２遮光パターンをさらに有することを特徴とする請求項５に記載のタッチ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ基板に関し、より詳細には、タッチ感度を向上させたタッチパネルに用いられるタッチ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、液晶表示パネルは、各画素領域を駆動するための薄膜トランジスタが形成された第１基板と、第１基板と対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間に介在して形成される液晶層を含む。
【０００３】
また、液晶表示パネルは、外部からの接触（タッチ）を通じて動作するタッチパネルの機能を有することができる。液晶表示パネルがタッチパネルの機能を有するためには、第２基板はセンシング素子及びこれを制御するためのスイッチング素子を含む。
外部からのタッチが加えられると、センシング素子は、特定の波長帯の入射光を吸収して光電流（ｐｈｏｔｏ  ｃｕｒｒｅｎｔ）を発生する。液晶表示パネルと接続された中央処理装置は、光電流と入射光が照射される前のセンシング素子の暗電流（ｄａｒｋ  ｃｕｒｒｅｎｔ）との差を用いて液晶表示パネル上のタッチ地点を計算することができる。
【０００４】
センシング素子とスイッチング素子は、相互に要求される電気的特性が相異なる。
スイッチング素子は、ゲート信号によってオン／オフだけを調節すれば良いが、センシング素子は、入射光によって光電流を発生するので、入射光による感度向上が要求される。
センシング素子の感度を向上させるためには、入射光を受光するアクティブパターンの面積を大きくするか、アクティブパターンの厚さを増加させなければならない。しかし、上記のようにアクティブパターンの面積を大きくする場合、タッチパネルに実装できるセンシング素子の数が減る。また、アクティブパターンの厚さを厚くする場合、工程時間が増加し、また、高い応力付加によって、ベース基板が曲がるという問題点が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７８５０４号公報
【特許文献２】特開２００６−３３０６４９号公報
【特許文献３】特開２００８−１９１８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は上記従来のタッチパネルにおける問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、タッチ感度を向上させたタッチパネルに用いられるタッチ基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明によるタッチ基板は、ベース基板と、前記ベース基板上に形成される第１アクティブパターンと、該第１アクティブパターン上に離隔されて形成される第１センシングソース電極と、前記第１アクティブパターン上に前記第１センシングソース電極と離隔して形成される第１センシングドレイン電極と、前記第１センシングソース電極及び前記第１センシングドレイン電極上に形成される第１センシングゲート電極とを含んで、第１光を感知する第１センシング素子と、前記第１光の受光の有無に基づき、前記第１センシングゲート電極に第１センシングゲート電圧と前記第１センシングゲート電圧のレベルより高い第２センシングゲート電圧との内の少なくとも１つを提供する第１可変電圧部とを有することを特徴とする。
【０００８】
前記第１可変電圧部は、前記第１光を受光しない時、前記第１センシングゲート電極に前記第１センシングゲート電圧を提供し、前記第１光を受光した時、前記第１センシング素子の光電流を増加させるために前記第１センシングゲート電極に前記第２センシングゲート電圧を提供することが好ましい。
前記ベース基板上に形成される第１スイッチングゲート電極と、前記第１スイッチングゲート電極上に形成される第２アクティブパターンと、該第２アクティブパターン上に形成される第１スイッチングソース電極と、前記第２アクティブパターン上に前記第１スイッチングソース電極と離隔して形成される第１スイッチングドレイン電極とを含む第１スイッチング素子と、前記第１スイッチングゲート電極と電気的に接続されて前記第１スイッチングゲート電極に第１センシングゲート信号を伝送する第１センシングゲートラインと、前記第１センシングソース電極と電気的に接続されて前記第１センシングソース電極に第１バイアス電圧を伝送する第１バイアス電圧ラインと、前記第１可変電圧部と電気的に接続されて前記第１可変電圧部に第２バイアス電圧を印加する第２バイアス電圧ラインとをさらに有することが好ましい。
前記第１可変電圧部は、前記第１光を遮断する第１遮光パターンと、前記第１遮光パターン上に形成され、前記第１バイアス電圧ラインと電気的に接続される第１可変ソース電極と、前記第２バイアス電圧ラインと電気的に接続される第２可変ソース電極と、前記第１可変ソース電極と前記第２可変ソース電極との間に相互離隔されて形成され、前記第１センシングゲート電極と電気的に接続される第１共通ドレイン電極と、前記第１及び第２可変ソース電極と前記第１共通ドレイン電極の下部に形成される第１共通アクティブパターンと、前記第１及び第２可変ソース電極と前記第１共通ドレイン電極の上部に形成され、前記第１共通アクティブパターンと重畳する第１共通ゲート電極とを含むことが好ましい。
前記第１共通ゲート電極は、前記第２可変ソース電極と電気的に接続されて前記第２バイアス電圧を受信することが好ましい。
【０００９】
前記第１可変電圧部は、前記第１光を遮断する第１遮光パターンと、前記第１遮光パターン上に形成され、前記第１バイアス電圧ラインと電気的に接続される第１入力電極と、前記第２バイアス電圧ラインと電気的に接続される第２入力電極と、前記第１入力電極と第２入力電極との間に相互離隔されて形成され、前記第１センシングゲート電極と電気的に接続される第１共通出力電極と、前記第１及び第２入力電極と前記第１共通出力電極の下部に形成される第１共通アクティブパターンとを含むことが好ましい。
前記ベース基板上に形成される第２スイッチングゲート電極と、前記第２スイッチングゲート電極上に形成される第３アクティブパターンと、該第３アクティブパターン上に形成される第２スイッチングソース電極と、前記第３アクティブパターン上に前記第２スイッチングソース電極と離隔して形成される第２スイッチングドレイン電極とを含む第２スイッチング素子と、前記第２スイッチングソース電極と電気的に接続される第２センシングドレイン電極と、前記第２センシングドレイン電極と離隔して形成される第２センシングソース電極と、前記第２センシングドレイン電極及び前記第２センシングソース電極の下部に形成される第４アクティブパターンと、前記第２センシングドレイン電極と第２センシングソース電極上に形成される第２センシングゲート電極とを含んで、第２光を感知する第２センシング素子と、前記第２光の受光の有無に基づき、前記第２センシングゲート電極に第３センシングゲート電圧と前記第３センシングゲート電圧のレベルより高い第４センシングゲート電圧との内の少なくとも１つを提供する第２可変電圧部とをさらに有することが好ましい。
前記第２スイッチングゲート電極と電気的に接続される第２センシングゲートラインと、前記第１スイッチングドレイン電極と電気的に接続され、前記第１光の感知による前記第１センシング素子からの第１センシング信号を出力する第１リードアウトラインと、前記第２スイッチングドレイン電極と電気的に接続され、前記第２光の感知による前記第２センシング素子からの第２センシング信号を出力する第２リードアウトラインとをさらに有することが好ましい。
前記第１光は赤外光であり、前記第２光は可視光であって、前記第１センシング素子の下部に形成され、前記第１光は透過させ、前記第２光は吸収する第２遮光パターンをさらに有することが好ましい。
前記第１光は可視光であり、前記第２光は赤外光であって、前記第２センシング素子の下部に形成され、前記第２光は透過させ、前記第１光は吸収する第２遮光パターンをさらに有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るタッチ基板によれば、赤外光や可視光をセンシングするセンシング素子のセンシングゲート電極に印加されるセンシングゲート電圧を調節して光が受信されない状態での暗電流と光が受信された状態での光電流との差を増加させることができ、センシング素子の感度を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る表示装置の断面図である。
【図２】図１に示したタッチ基板の平面図である。
【図３】図２に示したタッチ基板の等価回路図である。
【図４】図２のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図５】図２のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【図６】図４に示したタッチ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】図４に示したタッチ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】図４に示したタッチ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】図４に示したタッチ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】図４に示したタッチ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】図４に示したタッチ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るタッチ基板の平面図である。
【図１３】図１２に示したタッチ基板の等価回路図である。
【図１４】図１２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【図１５】図１２のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係る第１可変電圧部によるセンシングゲート電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。
【図１７】本発明の第１の実施形態に係る第１センシング素子の電流−電圧特性を示すグラフである。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係る第１センシング素子の電流−電圧特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明に係るタッチ基板を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置の断面図である。
図１を参照すると、本実施形態に係る表示装置１０００は、タッチパネル４００、及びタッチパネル４００に光を提供するバックライトアセンブリ５００を含む。
【００１８】
タッチパネル４００は、表示基板１００、表示基板１００と対向するタッチ基板２００、及び表示基板１００とタッチ基板２００との間に介在された液晶層３００を含む。
【００１９】
表示基板１００は、第１ベース基板１０１上に形成された画素スイッチング素子１１０、画素スイッチング素子１１０と電気的に接続された画素電極ＰＥ、及び絶縁層１２０を含む。
絶縁層１２０は、画素スイッチング素子１１０のゲート電極（図示せず）上に形成されたゲート絶縁層（図示せず）及び画素スイッチング素子１１０のソース及びドレイン電極（図示せず）上に形成されたパッシベーション層（図示せず）を含むことができる。
【００２０】
タッチ基板２００は、第２ベース基板２０１上に形成された第１光センシング部ＬＳＰ１、第２光センシング部ＬＳＰ２、第１可変電圧部（図示せず）、及び第２可変電圧部（図示せず）を含む。
第１光センシング部ＬＳＰ１は、赤外光を感知する第１センシング素子（図示せず）と第１センシング素子を駆動する第１スイッチング素子（図示せず）を含む。
【００２１】
第２光センシング部ＬＳＰ２は、可視光を感知する第２センシング素子（図示せず）と第２センシング素子（図示せず）を駆動する第２スイッチング素子（図示せず）を含む。
第１可変電圧部は、第１センシング素子のセンシングゲート電極に電気的に接続されて可変ゲート電圧を提供する。第２可変電圧部は、第２センシング素子のゲート電極に電気的に接続されて可変ゲート電圧を提供する。
【００２２】
タッチ基板２００は、ブラックマトリックスＢＭ、カラーフィルタ層ＣＦ、オーバーコーティング層ＯＣ、及び共通電極ＣＥをさらに含む。共通電極ＣＥは、画素電極ＰＥと向き合い液晶層３００に対し電界を形成する。
【００２３】
バックライトアセンブリ５００は、表示基板１００の下部に配置される。バックライトアセンブリ５００は、赤外光を発生する第１光源（図示せず）及び可視光を発生する第２光源（図示せず）を含むことができる。第１及び第２光源は発光ダイオードであってもよい。
【００２４】
図２は、図１に示したタッチ基板の平面図であり、図３は、図２に示したタッチ基板の等価回路図であり、図４は、図２のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図であり、図５は、図２のＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
【００２５】
図１〜図５を参照すると、タッチ基板２００は、第１センシングゲートラインＳＧＬ１、第１バイアス電圧ラインＢＶＬ１、第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２、第１リードアウトラインＲＯＬ１、第１光センシング部ＬＳＰ１、第１遮光パターンＢＰ１、第１可変電圧部２４０及び第１キャパシタ２５２を含む。
【００２６】
第１センシングゲートラインＳＧＬ１は、第１方向に延長されて第１センシングゲート信号を印加する。
第１バイアス電圧ラインＢＶＬ１は、第１方向と交差する第２方向に延長され、第１バイアス電圧を印加する。第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２は、第２方向に延長されて第２バイアス電圧を印加する。
【００２７】
第１リードアウトラインＲＯＬ１は、第２方向に延長される。第１リードアウトラインＲＯＬ１は、一フレームの間、第１光センシング部ＬＳＰ１の第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１に基準電圧を印加し、次のフレームの間、第１光センシング部ＬＳＰ１の第１センシング素子ＳＴＲ１からセンシングされたセンシング信号を読み出す。
【００２８】
第１光センシング部ＬＳＰ１は、第１センシング素子ＳＴＲ１及び第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１を含む。
第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１は、第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１、第１アクティブパターンＡＰ１、第１スイッチングソース電極ＳＷＳ１、及び第１スイッチングドレイン電極ＳＷＤ１を含む。
【００２９】
第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１は、第１センシングゲートラインＳＧＬ１と電気的に接続される。第１アクティブパターンＡＰ１は、ゲート絶縁層２１０を間に介在させて、第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１と重畳する。
第１アクティブパターンＡＰ１は、第１半導体層２２２及び第１オーミックコンタクト層２２４を含む。
【００３０】
第１半導体層２２２は、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）を含み、第１オーミックコンタクト層２２４はｎ型不純物が高濃度でドーピングされた非晶質シリコン（ｎ＋  ａ−Ｓｉ）を含む。第１スイッチングソース電極ＳＷＳ１及び第１スイッチングドレイン電極ＳＷＤ１は、第１アクティブパターンＡＰ１の上に相互離隔されて配置される。第１スイッチングドレイン電極ＳＷＤ１は第１リードアウトラインＲＯＬ１と電気的に接続される。
【００３１】
第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１は、第１トップゲート電極ＴＧ１をさらに含む。
第１トップゲート電極ＴＧ１は、第１コンタクトホールＣＮＴ１を通じて第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１と電気的に接続される。第１トップゲート電極ＴＧ１は第１バイアス電圧ラインＢＶＬ１と電気的に接続されて第１バイアス電圧を受信する。第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１は、第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１と第１トップゲート電極ＴＧ１とを含んでダブルゲート構造を有する。
【００３２】
第１センシング素子ＳＴＲ１は、第１光、例えば、赤外光を感知する。
第１センシング素子ＳＴＲ１は、第２アクティブパターンＡＰ２、第１センシングソース電極ＳＳ１、第１センシングドレイン電極ＳＤ１、及び第１センシングゲート電極ＳＧ１を含む。
第２アクティブパターンＡＰ２は、第２半導体層２３２及び第２オーミックコンタクト層２３４を含む。第２半導体層２３２は、非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）を含み、第２オーミックコンタクト層２３４は、ｎ型不純物が高濃度でドーピングされた非晶質シリコン（ｎ＋  ａ−Ｓｉ）を含む。
【００３３】
第１センシングソース電極ＳＳ１及び第１センシングドレイン電極ＳＤ１は、第２アクティブパターンＡＰ２上に相互離隔されて配置される。
第１センシングソース電極ＳＳ１は、第２コンタクトホールＣＮＴ２を通じて第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続される。第１センシングドレイン電極ＳＤ１は第１スイッチングソース電極ＳＷＳ１と電気的に接続される。
第１センシングソース電極ＳＳ１及び第１センシングドレイン電極ＳＤ１のそれぞれは第１センシング素子ＳＴＲ１のチャネル領域を広く確保するためにＵ字形状が反復するジグザグパターンを有する。
第１センシングゲート電極ＳＧ１は第１センシングソース電極ＳＳ１及び第１センシングドレイン電極ＳＤ１上に形成される。
【００３４】
第１遮光パターンＢＰ１は、第１センシング素子ＳＴＲ１の下部に形成される。
第１遮光パターンＢＰ１は、半導体を含んで形成され得る。例えば、第１遮光パターンＢＰ１は、非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）を含むことができる。
第１遮光パターンＢＰ１は、赤外光は透過させて可視光は吸収して遮断する。
第１遮光パターンＢＰ１は、第３コンタクトホールＣＮＴ３を通じて第１センシングゲート電極ＳＧ１と電気的に接続される。これによって、第１センシング素子ＳＴＲ１は第１センシングゲート電極ＳＧ１と第１遮光パターンＢＰ１とを含むダブルゲート構造を有する。
【００３５】
第１可変電圧部２４０は、第１センシングゲート電極ＳＧ１に電気的に接続される。
第１可変電圧部２４０は、第１光、例えば、赤外光の受光の有無に基づき第１センシングゲート電極ＳＧ１に第１センシングゲート電圧、または、第１センシングゲート電圧のレベルより高い第２センシングゲート電圧を提供する。
例えば、第１可変電圧部２４０は、赤外光を受光しない場合、第１センシングゲート電極ＳＧ１に第１センシングゲート電圧を提供し、赤外光を受光した場合、第２センシングゲート電圧を提供する。例えば、第１センシングゲート電圧は負（−）のレベルを有することができる。第２センシングゲート電圧は、約０Ｖ〜５Ｖの間の電圧レベルを有することができる。
【００３６】
第１可変電圧部２４０は、第１共通アクティブパターンＣＡＰ１、第１可変ソース電極ＶＳ１、第１共通ドレイン電極ＣＤ１、第２可変ソース電極ＶＳ２、第１共通ゲート電極ＣＧ１、及び第２遮光パターンＢＰ２を含む。
第１共通アクティブパターンＣＡＰ１は、第２半導体層２３２及び第２オーミックコンタクト層２３４を含む。
第１可変ソース電極ＶＳ１は、第１共通アクティブパターンＣＡＰ１上に形成され、第４コンタクトホールＣＮＴ４を通じて第１バイアス電圧ラインＢＶＬ１と電気的に接続される。
第１共通ドレイン電極ＣＤ１は、第１可変ソース電極ＶＳ１と離隔され、第５コンタクトホールＣＮＴ５を通じて第１センシングゲート電極ＳＧ１と電気的に接続される。
【００３７】
第２可変ソース電極ＶＳ２は、第１共通ドレイン電極ＣＤ１と離隔され、第６コンタクトホールＣＮＴ６を通じて第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続される。
第１共通ゲート電極ＣＧ１は、第１可変ソース電極ＶＳ１、第１共通ドレイン電極ＣＤ１、及び第２可変ソース電極ＶＳ２上に、第１共通アクティブパターンＣＡＰ１と重畳するように形成される。
第１共通ゲート電極ＣＧ１は、第６コンタクトホールＣＮＴ６を通じて第２可変ソース電極ＶＳ２と電気的に接続される。これとは異なり、第１共通ゲート電極ＣＧ１は別の信号ラインと接続されてゲート信号を印加され得る。
【００３８】
第１共通アクティブパターンＣＡＰ１、第１可変ソース電極ＶＳ１、第１共通ドレイン電極ＣＤ１、及び第１共通ゲート電極ＣＧ１によって、第１光抵抗スイッチング素子（ＬＴＲ１、図３参照）が定義され、
第１共通アクティブパターンＣＡＰ１、第２可変ソース電極ＶＳ２、第１共通ドレイン電極ＣＤ１、及び第１共通ゲート電極ＣＧ１によって、第２光抵抗スイッチング素子（ＬＴＲ２、図３参照）が定義される。
これによって、第１可変電圧部２４０は、第１及び第２光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１、ＬＴＲ２が第１センシングゲート電極ＳＧ１に並列接続された構造を有することができる。
【００３９】
第１センシングゲート電極ＳＧ１に印加されるセンシングゲート電圧ＶＧは以下の数式１のように定義される。
【数１】
0005855384.tif 000002
【００４０】
ここで、Ｒ１は第１光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１の抵抗値であり、Ｒ２は第２光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ２の抵抗値であり、ＶＢ１は第１可変ソース電極ＶＳ１に印加される第１バイアス電圧であり、ＶＢ２は第２可変ソース電極ＶＳ２に印加される第２バイアス電圧であり、ＶＳは第１センシング素子ＳＴＲ１の第１センシングソース電極ＳＳ１に印加されるソース電圧である。
【００４１】
第２遮光パターンＢＰ２は、第１光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１の下部に配置される。
第２遮光パターンＢＰ２は、第１光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１に入射する赤外光を遮断する。これによって、第１光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１は常に一定の抵抗値Ｒ１を維持する。
第２光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ２は、入射した赤外光に比例して抵抗値Ｒ２が減少する。赤外光を受光しない状態での第１及び第２光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１、ＬＴＲ２の抵抗値Ｒ１、Ｒ２は互いに同一である。
【００４２】
第１及び第２光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１、ＬＴＲ２は、第１センシング素子ＳＴＲ１の幅対長さの比率に比べて相対的に小さい幅対長さの比率を有する。例えば、第１及び第２光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ１、ＬＴＲ２のそれぞれに対するチャネルの幅対長さの比率は約１〜約１０となる。
【００４３】
第１キャパシタ２５２は、第１センシングドレイン電極ＳＤ１と電気的に接続された第１電極２５２ａ、第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続された第２電極２５２ｂ、第１及び第２電極２５２ａ、２５２ｂの間に配置されるパッシベーション層２７０、及び有機層２８０を含む誘電層とによって定義される。
第１キャパシタ２５２は、第１センシング素子ＳＴＲ１の第２アクティブパターンＡＰ２に入射した赤外線によって発生する電荷を充電する。
【００４４】
第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１及び第１センシング素子ＳＴＲ１によって赤外光をセンシングする工程を簡略的に説明すると次のようである。
【００４５】
第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１がターン−オンされると、第１キャパシタ２５２は第１リードアウトラインＲＯＬ１から印加される基準電圧によって充電される。
第１センシング素子ＳＴＲ１の第１アクティブパターンＡＰ１に赤外光が受光されると、第１センシングソース電極ＳＳ１及び第１センシングドレイン電極ＳＤ１の間に光電流が流れる。
これによって、第１キャパシタ２５２に充電された電圧は放電される。
【００４６】
第１キャパシタ２５２に充電された電圧は、次のフレームで第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１がターン−オンされる時、第１リードアウトラインＲＯＬ１を通じてリードアウト駆動部（図示せず）に伝達される。リードアウト駆動部は、第１キャパシタ２５２に充電された電圧と基準電圧を用いて第１センシング素子ＳＴＲ１によってセンシングされた光強度を検出する。リードアウト駆動部と電気的に接続されたタッチ検出部（図示せず）から第１センシング素子ＳＴＲ１によってセンシングされた光強度を基にタッチ位置を検出する。
【００４７】
タッチ基板２００は、第２センシングゲートラインＳＧＬ２、第２リードアウトラインＲＯＬ２、第２光センシング部ＬＳＰ２、第２可変電圧部２６０、及び第２キャパシタ２５４をさらに含むことができる。
第２光センシング部ＬＳＰ２は、第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２及び第２センシング素子ＳＴＲ２を含む。
【００４８】
第２センシングゲートラインＳＧＬ２は、第１方向に延長され、第１センシングゲートラインＳＧＬ１と平行するように配置される。第２センシングゲートラインＳＧＬ２は第２センシングゲート信号を印加する。
【００４９】
第２リードアウトラインＲＯＬ２は、第２方向に延長される。
第２リードアウトラインＲＯＬ２は、一フレームの間、第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２に基準電圧を印加し、次のフレームの間、第２センシング素子ＳＴＲ２によってセンシングされたセンシング信号を読み出す。
【００５０】
第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２は、第２スイッチングゲート電極ＳＷＧ２、第３アクティブパターンＡＰ３、第２スイッチングソース電極ＳＷＳ２、及び第２スイッチングドレイン電極ＳＷＤ２を含む。
第２スイッチングゲート電極ＳＷＧ２は、第２センシングゲートラインＳＧＬ２と電気的に接続される。
第３アクティブパターンＡＰ３は、ゲート絶縁層２１０を間に介在させて第２スイッチングゲート電極ＳＷＧ２と重畳する。第３アクティブパターンＡＰ３は第１半導体層２２２と第１オーミックコンタクト層２２４とを含むことができる。
第２スイッチングソース電極ＳＷＳ２及び第２スイッチングドレイン電極ＳＷＤ２は、第３アクティブパターンＡＰ３の上に相互離隔されて配置される。第２スイッチングドレイン電極ＳＷＤ２は、第２リードアウトラインＲＯＬ２と電気的に接続される。
【００５１】
第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２は、第２タップゲート電極ＴＧ２をさらに含むことができる。
第２タップゲート電極ＴＧ２は、第７コンタクトホールＣＮＴ７を通じて第２スイッチングゲート電極ＳＷＧ２と電気的に接続される。これによって、第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２は、第２スイッチングゲート電極ＳＷＧ２と第２タップゲート電極ＴＧ２とを含むダブルゲート構造を有することができる。
【００５２】
第２センシング素子ＳＴＲ２は可視光を感知する。
第２センシング素子ＳＴＲ２は、第４アクティブパターンＡＰ４、第２センシングソース電極ＳＳ２、第２センシングドレイン電極ＳＤ２、及び第２センシングゲート電極ＳＧ２を含む。
第４アクティブパターンＡＰ４は、第１半導体層２２２及び第１オーミックコンタクト層２２４を含むことができる。第２センシングソース電極ＳＳ２及び第２センシングドレイン電極ＳＤ２は、第４アクティブパターンＡＰ４上に相互離隔されて配置される。
【００５３】
第２センシングソース電極ＳＳ２は、第８コンタクトホールＣＮＴ８を通じて第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続される。
第２センシングドレイン電極ＳＤ２は、第２スイッチングソース電極ＳＷＳ２と電気的に接続される。
第２センシングソース電極ＳＳ２及び第２センシングドレイン電極ＳＤ２のそれぞれは、第２センシング素子ＳＴＲ２のチャネル領域を広く確保するためにＵ字形状が反復するジグザグパターンを有することができる。
第２センシングゲート電極ＳＧ２は、第２センシングソース電極ＳＳ２及び第２センシングドレイン電極ＳＤ２上に形成される。
【００５４】
第２可変電圧部２６０は、第２センシングゲート電極ＳＧ２に電気的に接続される。
第２可変電圧部２６０は、可視光受光の有無によって第２センシングゲート電極ＳＧ２に可変センシングゲート電圧を提供する。例えば、第２可変電圧部２６０は可視光を受信しなかった場合、第２センシングゲート電極ＳＧ２に第１センシングゲート電圧を提供し、可視光を受光した場合、第２センシングゲート電圧を提供する。
【００５５】
第２可変電圧部２６０は、第２共通アクティブパターンＣＡＰ２、第３可変ソース電極ＶＳ３、第２共通ドレイン電極ＣＤ２、第４可変ソース電極ＶＳ４、第２共通ゲート電極ＣＧ２、及び第３遮光パターンＢＰ３を含む。
第２共通アクティブパターンＣＡＰ２は、第１半導体層２２２及び第１オーミックコンタクト層２２４を含むことができる。
第３可変ソース電極ＶＳ３は、第２共通アクティブパターンＣＡＰ２上に形成され、第９コンタクトホールＣＮＴ９を通じて第１バイアス電圧ラインＢＶＬ１と電気的に接続される。
第２共通ドレイン電極ＣＤ２は、第３可変ソース電極ＶＳ３と離隔され、第１０コンタクトホールＣＮＴ１０を通じて第２センシングゲート電極ＳＧ２と電気的に接続される。
【００５６】
第４可変ソース電極ＶＳ４は、第２共通ドレイン電極ＣＤ２と離隔され、第１１コンタクトホールＣＮＴ１１を通じて第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続される。
第２共通ゲート電極ＣＧ２は、第３可変ソース電極ＶＳ３、第２共通ドレイン電極ＣＤ２、及び第４可変ソース電極ＶＳ４上に第２共通アクティブパターンＣＡＰ２と重畳するように形成される。
第２共通ゲート電極ＣＧ２は、第１１コンタクトホールＣＮＴ１１を通じて第４可変ソース電極ＶＳ４と電気的に接続される。これとは異なり、第２共通ゲート電極ＣＧ２は別の信号ラインと接続されてゲート信号を受けることもできる。
【００５７】
第２共通アクティブパターンＣＡＰ２、第３可変ソース電極ＶＳ３、第２共通ドレイン電極ＣＤ２、及び第２共通ゲート電極ＣＧ２によって第３光抵抗スイッチング素子（ＬＴＲ３、図３参照）が定義され、第２共通アクティブパターンＣＡＰ２、第４可変ソース電極ＶＳ４、第２共通ドレイン電極ＣＤ２、及び第２共通ゲート電極ＣＧ２によって第４光抵抗スイッチング素子（ＬＴＲ４、図３参照）が定義される。
これによって、第２可変電圧部２６０は、第３及び第４光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ３、ＬＴＲ４が第２センシングゲート電極ＳＧ２に並列接続された構造を有することができる。
【００５８】
第３遮光パターンＢＰ３は、第３光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ３の下部に配置される。
第３遮光パターンＢＰ３は、第３光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ３に入射される可視光遮断する。これによって、第３光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ３は常に一定の抵抗値を有する。第２センシングゲート電極ＳＧ２には第３及び第４光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ３、ＬＴＲ４によって電圧分配されたセンシングゲート電圧が印加される。
【００５９】
第３及び第４光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ３、ＬＴＲ４は、第２センシング素子ＳＴＲ２の幅対長さの比率に比べて相対的に小さい幅対長さの比率を有する。例えば、第３及び第４光抵抗スイッチング素子ＬＴＲ３、ＬＴＲ４のそれぞれに対するチャネルの幅対長さの比率は約１〜約１０となる。
【００６０】
第２キャパシタ２５４は、第２センシングドレイン電極ＳＤ２と電気的に接続された第１電極２５４ａ、第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続された第２電極２５４ｂ、及び第１及び第２電極２５４ａ、２５４ｂの間に介在するパッシベーション層２７０及び有機層２８０を含む誘電層によって定義される。
第２キャパシタ２５４は、第２センシング素子ＳＴＲ２の第４アクティブパターンＡＰ４に入射された可視光によって生成された電荷を充電する。
【００６１】
第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２及び第２センシング素子ＳＴＲ２によって可視光をセンシングする工程を簡略的に説明すると次のようである。
【００６２】
第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２がターン−オンされると、第２キャパシタ２５４は第２リードアウトラインＲＯＬ２から印加される基準電圧によって充電される。
第２センシング素子ＳＴＲ２の第３アクティブパターンＡＰ３に可視光が受光され、第２センシングソース電極ＳＳ２と第２センシングドレイン電極ＳＤ２との間に光電流が流れる。
これによって、第２キャパシタ２５４に充電された電圧は放電される。
【００６３】
第２キャパシタ２５４に充電された電圧は、次のフレームで第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２がターン−オンされる時、第２リードアウトラインＲＯＬ２を通じてリードアウト駆動部（図示せず）に伝達される。リードアウト駆動部と電気的に接続されたタッチ検出部（図示せず）から第２センシング素子ＳＴＲ２によってセンシングされた光強度を基にタッチ位置をセンシングする。
【００６４】
タッチ基板２００は、ブラックマトリックスＢＭ、カラーフィルタ層ＣＦ、オーバーコーティング層ＯＣ、及び共通電極ＣＥをさらに含むことができる。
ブラックマトリックスＢＭは、第２ベース基板２０１に定義された画素領域Ｒ、Ｇ、Ｂの境界領域に形成され、光漏れを防止する。
【００６５】
カラーフィルタ層ＣＦは、画素領域Ｒ、Ｇ、Ｂに配置される。カラーフィルタ層ＣＦは赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタを含む。
オーバーコーティング層ＯＣは、カラーフィルタ層ＣＦが形成された第２ベース基板２０１の上に形成される。
共通電極ＣＥは、オーバーコーティング層ＯＣ上に形成される。共通電極ＣＥはタッチ基板２００の全面に形成される。
【００６６】
図６〜図１１は、図４に示したタッチ基板の製造方法を説明するための断面図である。
図４及び図６を参照すると、第２ベース基板２０１上に第１遮光パターンＢＰ１及び第２遮光パターンＢＰ２を形成する。
【００６７】
第１及び第２遮光パターンＢＰ１、ＢＰ２は、第２ベース基板２０１の上に非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）を含む半導体層を形成した後、半導体層をパターニングして形成する。
【００６８】
図４及び図７を参照すると、第１及び第２遮光パターンＢＰ１、ＢＰ２を含む第２ベース基板２０１上に第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１を含む第１ゲート金属パターンを形成する。
第１ゲート金属パターンは、第２ベース基板２０１上に第１ゲート金属層を形成し、第１ゲート金属層をパターニングして形成することができる。
次いで、第１及び第２遮光パターンＢＰ１、ＢＰ２、及びゲート金属パターンを含む第２ベース基板２０１上にゲート絶縁層２１０を形成する。
【００６９】
図４及び図８を参照すると、ゲート絶縁層２１０が形成された第２ベース基板２０１の上に第１アクティブパターンＡＰ１を形成する。
第１アクティブパターンＡＰ１は、第２ベース基板２０１上に第１半導体層２２２及び第１オーミックコンタクト層２２４を形成した後、第１半導体層２２２及び第１オーミックコンタクト層２２４をパターニングして形成することができる。第１アクティブパターンＡＰ１は第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１上に形成される。
【００７０】
図４及び図９を参照すると、第１アクティブパターンＡＰ１を含む第２ベース基板２０１上に第２アクティブパターンＡＰ２及び第１共通アクティブパターンＣＡＰ１を形成する。
第２アクティブパターンＡＰ２及び第１共通アクティブパターンＣＡＰ１は、第２ベース基板２０１上に第２半導体層２３２及び第２オーミックコンタクト層２３４を形成した後、第２半導体層２３２及び第２オーミックコンタクト層２３４をパターニングして形成することができる。第２アクティブパターンＡＰ２は第１遮光パターンＢＰ１上に形成され、第１共通アクティブパターンＣＡＰ１は第２遮光パターンＢＰ２上に形成される。
【００７１】
図４及び図１０を参照すると、第１及び第２アクティブパターンＡＰ１、ＡＰ２及び第１共通アクティブパターンＣＡＰ１を含む第２ベース基板２０１上にソース金属層を形成した後、ソース金属層をパターニングしてソース金属パターンを形成する。
ソース金属パターンは、第１スイッチングソース電極ＳＷＳ１及び第１スイッチングドレイン電極ＳＷＤ１、第１センシングソース電極ＳＳ１及び第１センシングドレイン電極ＳＤ１、第１可変ソース電極ＶＳ１及び第２可変ソース電極ＶＳ２、及び第１共通ドレイン電極ＣＤ１を含む。
【００７２】
図４及び図１１を参照すると、ソース金属パターンを含む第２ベース基板２０１上にパッシベーション層２７０及び有機層２８０を順次に形成する。
次いで、第１スイッチングゲート電極ＳＷＧ１上のゲート絶縁層２１０、パッシベーション層２７０、及び有機層２８０を除去して第１コンタクトホールＣＮＴ１を形成する。
また、第２可変ソース電極ＶＳ２上のパッシベーション層２７０及び有機層２８０を除去して第４コンタクトホールＣＮＴ４を形成する。
同時に、第１共通ドレイン電極ＣＤ１上のパッシベーション層２７０、有機層２８０を除去して第５コンタクトホールＣＮＴ５を形成する。第２可変ソース電極ＶＳ２上のパッシベーション層２７０及び有機層２８０を除去して第６コンタクトホールＣＮＴ６を形成する。
【００７３】
次いで、第１、第４、第５、及び第６コンタクトホールＣＮＴ１、ＣＮＴ４、ＣＮＴ５、ＣＮＴ６を含む第２ベース基板２０１上に第２ゲート金属層を形成した後、第２ゲート金属層をパターニングして第２ゲート金属パターンを形成する。
第２ゲート金属パターンは、第１タップゲート電極ＴＧ１、第１センシングゲート電極ＳＧ１、及び第１共通ゲート電極ＣＧ１を含むことができる（図４参照）。
【００７４】
第２ゲート金属パターンを含む第２ベース基板２０１上に、ブラックマトリックスＢＭ、カラーフィルタ層ＣＦ、オーバーコーティング層ＯＣ、及び共通電極ＣＥを形成する（図４参照）。
これによって、本実施形態に係るタッチ基板２００が製造される。
【００７５】
一方、図５に示したタッチ基板２００の第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２、第２センシング素子ＳＴＲ２、第２可変電圧部２６０を形成する工程は、第３及び第４アクティブパターンＡＰ３、ＡＰ４に含まれる半導体層の物質が相異することを除いては、図６〜図１１を参照して説明した工程と実質的に同一なので、重複する説明は省略する。
【００７６】
すなわち、第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２、第２センシング素子ＳＴＲ２、及び第２可変電圧部２６０に該当する第３及び第４アクティブパターンＡＰ３、ＡＰ４、及び第２共通アクティブパターンＣＡＰ２は全て同一の半導体物質を含む。従って、第３及び第４アクティブパターンＡＰ３、ＡＰ４、及び第２共通アクティブパターンＣＡＰ２を一つのマスクを通じて形成することができる。
【００７７】
本実施形態によれば、第１及び第２可変電圧部２４０、２６０を利用して第１センシングゲート電極ＳＧ１、又は第２センシングゲート電極ＳＧ２に印加されるセンシングゲート電圧を調節することができる。赤外光、または、可視光が入射された状態でセンシングゲート電圧が増加するので、第１及び第２センシング素子ＳＴＲ１、ＳＴＲ２の光電流を増加させることができる。したがって、第１及び第２センシング素子ＳＴＲ１、ＳＴＲ２の感度を向上させることができる。
【００７８】
図１２は、本発明の他の実施形態に係るタッチ基板の平面図であり、図１３は、図１２に示すタッチ基板の等価回路図であり、図１４は、図１２のＩＩＩ−ＩＩＩ’線に沿って切断した断面図であり、図１５は、図１２のＩＶ−ＩＶ’線に沿って切断した断面図である。
【００７９】
本実施形態に係る表示装置は、タッチ基板６００を除いては、図１に示した第１の実施形態に係る表示装置１０００と実質的に同一なので、タッチ基板２００を除いた残りの構成に対しては図１を参照する。
また、本実施形態に係るタッチ基板６００は第１可変電圧部６１０及び第２可変電圧部６２０を除いては図２に示した第１の実施形態に係るタッチ基板２００と実質的に同一なので、同じ構成要素には同じ参照符号を付与し、重複する部分は省略する。
【００８０】
図１２、図１３及び図１４を参照すると、本実施形態に係るタッチ基板６００は、第１スイッチング素子ＳＷＴＲ１、第１センシング素子ＳＴＲ１、第１可変電圧部６１０、第２スイッチング素子ＳＷＴＲ２、第２センシング素子ＳＴＲ２、及び第２可変電圧部６２０を含む。
【００８１】
第１可変電圧部６１０は、第１センシング素子ＳＴＲ１の第１センシングゲート電極ＳＧ１に電気的に接続されて第１センシングゲート電極ＳＧ１に可変ゲート電圧を提供する。
第１可変電圧部６１０は、第１共通アクティブパターンＣＡＰ１、第１入力電極６１２、第１共通出力電極６１４、第２入力電極６１６、及び第２遮光パターンＢＰ２を含む。
【００８２】
第１共通アクティブパターンＣＡＰ１は、第１入力電極６１２、第１共通出力電極６１４、及び第２入力電極６１６の下部に形成される。第１共通アクティブパターンＣＡＰ１は、第２半導体層２３２及び第２オーミックコンタクト層２３４を含む。
第２半導体層２３２は、非晶質シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ）を含み、第２オーミックコンタクト層２３４はｎ＋非晶質シリコンを含む。
【００８３】
第１入力電極６１２は、第４コンタクトホールＣＮＴ４を通じて第１バイアス電圧ラインＢＶＬ１と電気的に接続されて第１バイアス電圧を受信する。
第１共通出力電極６１４は、第１入力電極６１２と第２入力電極６１６との間に第１及び第２入力電極６１２、６１６と相互離隔して形成される。第１共通出力電極６１４は、第５コンタクトホールＣＮＴ５を通じて第１センシングゲート電極ＳＧ１と電気的に接続される。
第２入力電極６１６は、第６コンタクトホールＣＮＴ６を通じて第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続されて第２バイアス電圧を受信する。
【００８４】
第１共通アクティブパターンＣＡＰ１、第１入力電極６１２、及び第１共通出力電極６１４によって第１フォトコンダクタ（ＰＣ１、図１３参照）が定義され、第１共通アクティブパターンＣＡＰ１、第２入力電極６１６、及び第１共通出力電極６１４によって第２フォトコンダクタ（ＰＣ２、図１３参照）が定義される。
これによって、第１可変電圧部６１０は、第１及び第２フォトコンダクタＰＣ１、ＰＣ２が第１センシングゲート電極ＳＧ１に並列接続された構造を有する。
【００８５】
第２遮光パターンＢＰ２は、第１フォトコンダクタＰＣ１の下部に形成される。第２遮光パターンＢＰ２は、第１フォトコンダクタＰＣ１に入射される赤外光を遮断する。
これによって、第１フォトコンダクタＰＣ１の抵抗値は、常に一定の値を維持する。第２フォトコンダクタＰＣ２の抵抗値は、入射される赤外光量に比例して抵抗値が減少する。
【００８６】
第２可変電圧部６２０は、第２センシング素子ＳＴＲ２の第２センシングゲート電極ＳＧ２に電気的に接続されて第２センシングゲート電極ＳＧ２に可変センシングゲート電圧を提供する。
第２可変電圧部６２０は、第２共通アクティブパターンＣＡＰ２、第３入力電極６２２、第２共通出力電極６２４、第４入力電極６２６、及び第３遮光パターンＢＰ３を含む。
【００８７】
第２共通アクティブパターンＣＡＰ２は、第３入力電極６２２、第２共通出力電極６２４、及び第４入力電極６２６の下部に形成される。第２共通アクティブパターンＣＡＰ２は、第１半導体層２２２及び第１オーミックコンタクト層２２４を含む。
第１半導体層２２２は、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）を含み、第１オーミックコンタクト層２２４はｎ＋非晶質シリコンを含む。
【００８８】
第３入力電極６２２は、第９コンタクトホールＣＮＴ９を通じて第１バイアス電圧ラインＢＶＬ１と電気的に接続されて第１バイアス電圧を受信する。第２共通出力電極６２４は第３入力電極６２２と第４入力電極６２６との間に第３及び第４入力電極６２２、６２６と相互離隔して形成される。第２共通出力電極６２４は第１０コンタクトホールＣＮＴ１０を通じて第２センシングゲート電極ＳＧ２と電気的に接続される。
第４入力電極６２６は、第１１コンタクトホールＣＮＴ１１を通じて第２バイアス電圧ラインＢＶＬ２と電気的に接続されて第２バイアス電圧を受信する。
【００８９】
第２共通アクティブパターンＣＡＰ２、第３入力電極６２２、及び第２共通出力電極６２４によって第３フォトコンダクタ（ＰＣ３、図１３参照）が定義され、第２共通アクティブパターンＣＡＰ２、第４入力電極６２６、及び第２共通出力電極６２４によって第４フォトコンダクタ（ＰＣ４、図１３参照））が定義される。
これによって、第２可変電圧部６２０は、第３及び第４フォトコンダクタＰＣ３、ＰＣ４が第２センシングゲート電極ＳＧ２に並列接続された構造を有する。
【００９０】
第３遮光パターンＢＰ３は、第３フォトコンダクタＰＣ３の下部に形成される。第３遮光パターンＢＰ３は、第３フォトコンダクタＰＣ３に入射される可視光を遮断する。
これによって、第３フォトコンダクタＰＣ３の抵抗値は、常に一定の値を維持する。第４フォトコンダクタＰＣ４の抵抗値は、入射される可視光量に比例して抵抗値が減少する。
【００９１】
一方、本実施形態に係るタッチ基板６００の製造方法は、第１及び第２可変電圧部６１０、６２０を除いては、図６〜図１１を参照して説明した第１の実施形態に係るタッチ基板２００の製造方法と実質的に同一なので、重複する部分は省略する。
【００９２】
図１１に示したように、第１、第４、第５、及び第６コンタクトホールＣＮＴ１、ＣＮＴ４、ＣＮＴ５、ＣＮＴ６を形成した後、第２ベース基板２０１上に第２ゲート金属パターンを形成する。
第２ゲート金属パターンは、第１、第４、第５、及び第６コンタクトホールＣＮＴ１、ＣＮＴ４、ＣＮＴ５、ＣＮＴ６を含む第２ベース基板２０１上に第２ゲート金属層を形成した後、第２ゲート金属層をパターニングして形成することができる。
【００９３】
第２ゲート金属パターンは、第１タップゲート電極ＴＧ１及び第１センシングゲート電極ＳＧ１を含む。第２ゲート金属パターンを含む第２ベース基板２０１上にブラックマトリックスＢＭ、カラーフィルタ層ＣＦ、オーバーコーティング層ＯＣ、及び共通電極ＣＥを形成する。
これによって、本発明の第２の実施形態に係るタッチ基板６００が製造される。
【００９４】
本実施形態によれば、第１及び第２可変電圧部６１０、６２０の構造を、第１の実施形態に係る第１及び第２可変電圧部２４０、２６０の構造と対比して、単純化させることができる。
【００９５】
〔センシングゲート電圧特性評価〕
本発明の第１の実施形態に係る第１可変電圧部が適用されたサンプル表示装置を製造し、第１可変電圧部の第１可変ソース電極に印加される第１バイアス電圧は５Ｖで固定させ、第２ソース電極に印加される第２バイアス電圧を、−２０Ｖから２０Ｖに可変させながら第１センシングゲート電極に印加されるセンシングゲート電圧を測定した。
【００９６】
図１６は、本願発明の第１の実施形態に係る第１可変電圧部によるセンシングゲート電圧の変化を測定した結果を示したグラフである。
図１６において、ｘ軸は第２バイアス電圧を示し、ｙ軸はセンシングゲート電圧を示す。
【００９７】
図１６を参照すると、第２バイアス電圧が約−１０Ｖである時、赤外光が受光されなかった状態（以下「ｄａｒｋ状態」と称する）でのセンシングゲート電圧は約−８．２Ｖであり、赤外光を受光した状態（以下「ｐｈｏｔｏ状態」と称する）でのセンシングゲート電圧は約３．８Ｖである。
また、第２バイアス電圧が約０Ｖである時、ｄａｒｋ状態でのセンシングゲート電圧は約３．６Ｖであり、ｐｈｏｔｏ状態でのセンシングゲート電圧は約５Ｖである。
このように、本発明に係る第１可変電圧部によれば、赤外光を受光した場合、センシングゲート電圧が増加することが分かる。
【００９８】
図１７及び図１８は、本発明の第１の実施形態に係る第１センシング素子の電流−電圧特性を示したグラフである。
図１７及び図１８のそれぞれにおいて、ｘ軸は第１センシング素子の第１センシングゲート電極に印加されるセンシングゲート電圧（単位：Ｖ）を示し、ｙ軸は第１センシング素子のドレイン電流（単位：Ａ）を示す。
【００９９】
まず、赤外光を受光しない場合、第１センシングゲート電極に約−６Ｖのセンシングゲート電圧が印加され、赤外光を受光する場合、第１センシングゲート電極に約４Ｖのセンシングゲート電圧が印加されると仮定する。
【０１００】
第１センシング素子がｄａｒｋ状態及びｐｈｏｔｏ状態で図１７のような電流−電圧特性を有する時、ｄａｒｋ状態で第１センシング素子の暗電流（ｄａｒｋ  ｃｕｒｒｅｎｔ）は約７．８８×１０−１２Ａであることが分かる。
一方、ｐｈｏｔｏ状態で約−６Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時、第１センシング素子の光電流（ｐｈｏｔｏ  ｃｕｒｒｅｎｔ）は約４．４３×１０−８Ａであり、約４Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時、第１センシング素子の光電流は約１．２４×１０−７Ａであることが分かる。
【０１０１】
約−６Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時と４Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時との第１センシング素子の光電流に対する暗電流の比を計算すると、それぞれ約５、６１７と約１５、７０６となる。
図１７のような電圧−電流特性を有する第１センシング素子の場合、センシングゲート電圧を増加させる場合、光電流と暗電流との差が約２．７倍程度増加することが確認できた。
【０１０２】
一方、第１センシング素子がｄａｒｋ状態及びｐｈｏｔｏ状態において、図１８のような電流−電圧特性を有する時、ｄａｒｋ状態で第１センシング素子の暗電流（ｄａｒｋ  ｃｕｒｒｅｎｔ）は約３．００×１０−１３Ａであることが分かる。
ｐｈｏｔｏ状態で約−６Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時、第１センシング素子の光電流は約３．２２×１０−１０Ａで、約４Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時、第１センシング素子の光電流は約１．８２×１０―８Ａであることが分かる。
【０１０３】
約−６Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時と、４Ｖのセンシングゲート電圧が印加される時との第１センシング素子の光電流に対する暗電流の比を計算すると、それぞれ約１、０７２と約６０、８３０となる。
図１８のような電圧−電流特性を有する第１センシング素子の場合、センシングゲート電圧を増加させる場合、光電流と暗電流との差が約５６倍程度増加することが確認できた。
【０１０４】
以上で説明した通り、本発明の実施形態によれば、第１及び第２センシング素子に印加されるセンシングゲート電圧を可変することができるので、光が受光されない状態での暗電流と光を受光した状態での光電流との差を増加させる。したがって、第１及び第２センシング素子の感度を向上させることができる。
【０１０５】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、タッチパネルを有する液晶表示装置等に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１００    表示基板
１０１    第１ベース基板
１１０    画素スイッチング素子
１２０    絶縁層
２００    タッチ基板
２０１    第２ベース基板
２１０    ゲート絶縁層
２４０、２６０    第１、第２可変電圧部
２５２、２５４    第１、第２キャパシタ
２７０    パッシベーション層
２８０    有機層
３００    液晶層
４００    タッチパネル
５００    バックライトアセンブリ
１０００    表示装置
ＢＭ    ブラックマトリックス
ＣＡＰ１、ＣＡＰ２    第１、第２共通アクティブパターン
ＣＤ１、ＣＤ２    第１、第２共通ドレイン電極
ＣＥ    共通電極
ＣＦ    カラーフィルタ層
ＬＳＰ１、ＬＳＰ２    第１、第２光センシング部
ＯＣ    オーバーコーティング層
ＰＥ    画素電極
ＳＤ１、ＳＤ２    第１、第２センシングドレイン電極
ＳＧ１、ＳＧ２    第１、第２センシングゲート電極
ＳＳ１、ＳＳ２    第１、第２センシングソース電極
ＳＴＲ１、ＳＴＲ２    第１、第２センシング素子
ＳＷＴＲ１、ＳＷＴＲ２    第１、第２スイッチング素子
ＶＳ１、ＶＳ２、ＶＳ３、ＶＳ４    第１、第２、第３、第４可変ソース電極
【図１】
0005855384.tif 000003
【図２】
0005855384.tif 000004
【図３】
0005855384.tif 000005
【図４】
0005855384.tif 000006
【図５】
0005855384.tif 000007
【図６】
0005855384.tif 000008
【図７】
0005855384.tif 000009
【図８】
0005855384.tif 000010
【図９】
0005855384.tif 000011
【図１０】
0005855384.tif 000012
【図１１】
0005855384.tif 000013
【図１２】
0005855384.tif 000014
【図１３】
0005855384.tif 000015
【図１４】
0005855384.tif 000016
【図１５】
0005855384.tif 000017
【図１６】
0005855384.tif 000018
【図１７】
0005855384.tif 000019
【図１８】
0005855384.tif 000020