KR102552594B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 및 제2서브픽셀을 각각 포함하며 서로 이웃하는 제1 및 제2터치블록을 포함하고, 제1 및 제2서브픽셀은 제1 및 제2터치블록 사이에서 서로 마주보는 기판과, 기판 상의 제1 및 제2서브픽셀 상하에 배치되는 제1 및 제2게이트배선과, 제1 및 제2게이트배선과 교차하며 제1서브픽셀 좌측과 제1 및 제2서브픽셀 사이에 각각 배치되는 데이터배선 및 전계차단배선과, 제1 및 제2터치블록에 배치되며 제1 및 제2서브픽셀 사이에서 단선되는 제2전극을 포함한다.
이를 통해, 빛샘 현상을 방지하여, 표시품질을 향상시킬 수 있는 인셀터치방식 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 표시품질 저하를 방지할 수 있는 인셀터치방식 액정표시장치에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다.
이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소 별로 전압의 온(on), 오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
이러한 액정표시장치는 화상이 표시되는 액정패널을 포함하게 되는데, 액정패널을 구동할 때에는 내부 액정의 열화를 방지하고, 화상의 표시 품질을 향상시키기 위하여 일정한 단위로 극성을 반전하여 구동하는 인버젼 구동방법이 사용되는 것이 일반적이다.
인버젼 구동방법은 극성이 반전되는 단위에 따라 프레임 인버젼(Frame Inversion) 방식, 라인 인버젼(Line Inversion) 방식, 도트 인버젼 방식(Dot Inversion)으로 구분된다.
또한, 액정표시장치는 게이트배선들을 구동하기 위한 게이트 구동부와 데이터배선들을 구동하기 위한 데이터 구동부를 포함하며, 액정표시장치가 대형화 및 고해상도화 될수록 요구되는 구동부를 이루는 IC의 갯수는 증가하고 있다.
그런데, 데이터 구동부의 IC는 타 소자에 비해 상대적으로 매우 고가이기 때문에, 최근에는 액정표시장치의 생산단가를 낮추기 IC 갯수를 줄이기 위한 여러 방법들이 연구 개발되고 있으며, 이중 하나로써 기존 대비 게이트배선들의 갯수는 2배로 늘리는 대신 데이터배선들의 갯수를 1/2배로 줄여 필요로 하는 IC의 갯수를 반으로 줄이면서도 기존과 동일 해상도를 구현하는 DRD(Double Rate Driving) 방식이 제안되었다.
한편, 액정표시장치는 TV, 프로젝터, 휴대폰, PDA 등 다양한 응용제품에 이용되고 있으며, 이러한 응용제품들은 최근에 화면을 터치하여 동작할 수 있도록 터치 기능이 기본적으로 장착되고 있는 실정이다.
여기서, 터치 기능이 내장된 액정표시장치를 인셀터치방식 액정표시장치라 하는데, 터치 기능이 없는 일반적인 액정표시장치 대비 터치 기능이 구비되는 인셀터치방식 액정표시장치는 게이트 및 데이터 배선 이외에 추가적으로 터치시 이를 감지하는 다수의 터치 블록과 이와 연결된 터치 배선이 필요하다.
이와 같은, 인셀터치방식 액정표시장치는 화상을 표시하는 표시기간에는 공통전극에 공통전압을 공급하여 화상을 표시하고, 화상을 표시하지 않는 비표시기간에는 공통전극을 사용자의 터치 검출을 위한 터치전극으로 이용하고 있다.
또한, 인셀터치방식 액정표시장치는 사용자가 손가락 등을 이용하여 표시영역을 터치하게 되면, 터치블록 별로 분리 형성된 공통전극 간에 터치 정전용량이 형성되며, 사용자의 터치에 따른 터치 정전용량과 기준 정전용량을 비교하여 사용자의 터치 위치를 검출한다.
그러나, 종래의 인셀터치방식 액정표시장치는 공통전극이 각 터치블록 마다 분리 형성됨에 따라, 각 터치블록 경계부에서 빛샘 현상이 발생할 수 있다.
구체적으로, 서로 이웃한 터치블록 중 어느 하나의 터치블록이 터치되면, 터치된 터치블록에 포함된 공통전극과, 터치 되지 않은 나머지 터치블록에 포함된 공통전극 사이에 전압 차가 발생하게 되고, 이러한 전압 차에 의해 형성된 전계에 의해 블랙(black) 상태에서도 터치블록 경계부에 위치한 액정분자들을 구동시켜 터치블록 경계부에서 빛샘 현상이 발생할 수 있다.
본 발명은 빛샘 현상을 방지하여, 표시품질을 향상시킬 수 있는 인셀터치방식 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 및 제2서브픽셀을 각각 포함하며 서로 이웃하는 제1 및 제2터치블록을 포함하고, 제1 및 제2서브픽셀은 제1 및 제2터치블록 사이에서 서로 마주보는 기판과, 제1 및 제2게이트배선과 교차하며 제2서브픽셀과 마주보는 제1서브픽셀 일측에 배치되는 전계차단배선과, 제1 및 제2게이트배선과 교차하며 제1서브픽셀 타측에 배치되는 데이터배선과, 제1 및 제2터치블록에 배치되며제1 및 제2서브픽셀 사이에서 단선되는 제2전극을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이 때, 전계차단배선은 데이터배선이 공급하는 전압과 다른 레벨의 전압을 공급하고, 제2전극에 공급되는 전압과 동일 레벨의 전압을 공급한다.
또한, 전계차단배선은 데이터배선과 동일층으로 이루어진다.
또한, 전계차단배선은 제2전극의 단선부와 중첩되고, 제2전극의 단선부 양측의 연결부와 일부 중첩된다.
본 발명은 터치블록 경계부에 전계차단배선을 배치함으로써, 블랙(black) 상태에서 터치블록 경계부에 위치한 액정들이 구동되지 않게 되어 터치블록 경계부에서의 빛샘 현상을 방지하여 표시품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 터치 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 도 1의 A영역을 확대한 도면으로서, 도 2의 제1 및 제2서브픽셀을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 터치 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 도 5의 A영역을 확대한 도면으로서, 도 6의 제1 및 제2서브픽셀을 도시한 도면이다.
도 8는 도 7의 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
<제 1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 터치 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치(100)는, 기판(101) 상에 다수의 서브픽셀(SP)을 각각 포함하는 다수의 터치블록(TB)과, 각 터치블록(TB)에 대응하여 분리된 형태를 갖는 제2전극(120)과, 제2전극(120) 하부에 일 방향으로 배치되는 다수의 터치배선(TL)을 포함한다.
이 때, 터치배선(TL)은 터치블록(TB) 별로 분리된 제2전극(120)과 선택적으로 연결됨으로써, 터치블록(TB) 별로 분리된 제2전극(120)의 커패시턴스 변화를 감지하여 센싱회로(미도시)로 전달한다.
즉, 터치배선(TL)은 어느 하나의 터치블록(TB) 내에 위치하는 제2전극(120)과 터치콘택홀(TCH)을 통해 연결되면, 이와 다른 터치블록(TB)의 제2전극(120)과는 연결되지 않는다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치는 기판(101) 상에 3행 6열로 배열되는 제1 내지 제18서브픽셀(SP1~SP18)과, 제1 내지 제6게이트배선(GL1~GL6)과, 제1 내지 제4데이터배선(DL1~DL4)과, 제1 내지 제18박막트랜지스터(T1~T18)를 포함한다.
또한, 제1 내지 제18서브픽셀(SP1~SP18)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 색을 표시하며, 서로 인접한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 표시하는 3개의 서브 픽셀이 모여 하나의 단위 픽셀을 이룬다.
한편, 도면에는 제1 내지 제18서브픽셀(SP1~SP18)이 3행 6열로 배열되는 것으로 도시하였지만, 더 많은 수의 서브픽셀들이 다수의 행과 열로 배열될 수 있다.
또한, 제1 및 제2게이트배선(GL1, GL2)은 1행에 배열되는 서브픽셀들(SP1~SP6)의 상측 및 하측에 각각 배치되고, 제3 및 제4게이트배선(GL3, GL4)은 2행에 배열되는 서브픽셀들(SP7~SP12)의 상측 및 하측에 각각 배치되고, 제5 및 제6게이트배선(GL5, GL6)은 3행에 배열되는 서브픽셀들(SP13~SP18)의 상측 및 하측에 각각 배치된다.
또한, 제1 내지 제4데이터배선(DL1~DL4)은 제1 내지 제6게이트배선(GL1~GL6)과 교차하는데, 제1데이터배선(DL1)은 1열에 배열되는 서브픽셀들(SP1, SP7, SP13)의 좌측에 배치되고, 제2데이터 배선(DL2)은 2열에 배치되는 서브픽셀들(SP2, SP8, SP14) 및 3열에 배치되는 서브픽셀들(SP3, SP9, SP15) 사이에 배치되고, 제3데이터배선(DL3)은 제4열에 배치되는 서브픽셀들(SP4, SP10, SP16) 및 5열에 배치되는 서브픽셀들(SP5, SP11, SP17) 사이에 배치되고, 제4데이터배선(DL4)은 6열에 배치되는 서브픽셀들(SP6, SP12, SP18) 우측에 배치된다.
또한, 서브픽셀들(SP1~SP18)은 2개의 데이터배선(DL1~DL4) 사이 마다 2열씩 배치되며, 이들 2개의 데이터배선(DL1~DL4)은 각각 서브픽셀들(SP1~SP18)에 포함된 박막트랜지스터(T1~T18)와 그 행을 달리하여 지그재그 형태로 연결된다.
또한, 2개의 서브픽셀(SP1~SP18) 행 사이에는 2개의 게이트배선(GL1~GL6)이 각각 배치되며, 이들 2개의 게이트배선(GL1~GL6)은 2개의 서브픽셀(SP1~SP18) 행에 포함된 박막트랜지스터(T1~T18)와 각각 연결된다.
여기서, 제1 및 제3데이터 배선(DL1, DL3)과 제2 및 제4데이터배선(DL2, DL4)은 서로 다른 극성을 갖는 데이터전압을 일 프레임 동안 극성 반전 없이 공급하여 수평 2도트(dot) 인버젼 방식으로 구동하기 때문에 소비전력을 저감시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 A영역을 확대한 도면으로서, 도 2의 제1 및 제2서브픽셀을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(101) 상에 배치되는 터치블록(TB)은 서로 이웃한 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2)을 포함하며, 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)을 각각 포함한다.
여기서, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)은 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2) 사이에서 서로 마주본다.
또한, 기판(101) 상의 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 상하에 배치되는 제1 및 제2게이트배선(GL1, GL2)과, 제1 및 제2게이트배선(GL1, GL2)과 교차하는 제1 및 제2데이터배선(DL1, DL2)과, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 각각 배치되는 제1 및 제2박막트랜지스터(T1, T2)와, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 각각 배치되어 이들 박막트랜지스터(T1, T2)와 연결되는 제1전극(110)과, 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2) 마다 분리 배치되는 제2전극(120)을 포함한다.
여기서, 제1박막트랜지스터(T1)는 제1게이트배선(GL1)과 제1데이터배선(DL1)과 연결되고, 제2박막트랜지스터(T2)는 제2게이트배선(GL2)과 제1데이터배선(DL1)과 연결된다.
구체적으로, 제1박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(G)은 제1게이트배선(GL1)과 연결되고, 소스전극(S)은 제1데이터배선(DL1)과 연결되고, 드레인전극(D)은 드레인콘택홀(DCH)을 통해 제1서브픽셀(SP1)의 제1전극(110)과 연결된다.
또한, 제2박막트랜지스터(T2)의 게이트전극(G)은 제2게이트배선(GL2)과 연결되고, 소스전극(S)은 제1데이터배선(DL1)과 연결되고, 드레인전극(D)은 드레인콘택홀(DCH)을 통해 제2서브픽셀(SP2)의 제1전극(110)과 연결된다.
이 때, 제1데이터배선(DL1)은 제1서브픽셀(SP1) 좌측에 배치되어 제1데이터배선(DL1)과 가까운 쪽에 배치되는 제1서브픽셀(SP1)과 먼 쪽에 배치되는 제2서브픽셀(SP2)에 데이터전압을 각각 공급한다.
또한, 제1데이터배선(DL1)은 동일 극성을 갖는 데이터전압을 일 프레임 동안 극성 반전 없이 공급하여 수평 2도트(dot) 인버젼 방식으로 구동한다.
이 때, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 표시기간에는 제2전극(120)에 공통전압을 공급하여 화상을 표시하고, 화상을 표시하지 않는 비표시기간에는 제2전극(120)을 사용자의 터치 검출을 위한 터치전극으로 이용한다.
또한, 제1전극(110)은 각 박막트랜지스터(T1, T2)를 통해 제1데이터 배선(DL1)으로부터 공급되는 데이터전압을 공급받고, 제2전극(120)은 공통전압배선(미도시)으로부터 공통전압을 공급 받는다.
이 때, 제1전극(110)에 공급된 데이터전압과 제2전극(120)에 공급된 공통전압에 의해 전계가 형성되고, 형성된 전계에 따라 액정이 거동되어 백라이트(미도시)로부터 출사된 광의 투과율이 조절됨으로써, 화상이 표시된다.
또한, 기판(101) 하부에 배치되는 백라이트(미도시)로부터 출사되는 광을 투과시키기 위해서, 제1 및 제2전극(110, 120)은 투명도전성물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1전극(110)은 평판 형태로 이루어지며, 제2전극(120)은 제1전극(110) 및 각 데이터배선(DL1, DL2)과 각각 중첩되며 다수의 바(bar) 형태를 갖는 핑거부(120a)와, 핑거부(120a) 양 끝단과 각각 연결되는 연결부(120b)와, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에서 연결부(120b)를 단선시키는 단선부(120c)를 포함한다.
또한, 핑거부(120a)는 각 서브픽셀(SP1, SP2) 중앙부를 기준으로 대칭을 이루며 제1각도로 절곡된다.
이를 통해, 하나의 서브픽셀이 서브픽셀 중앙부를 기준으로 두 개의 도메인으로 나뉘고, 그에 따라 각각의 도메인 내에서 액정이 서로 상이하게 구동될 수 있어, 시야각 방향에 따른 광투과율이 균일해질 수 있다.
또한, 제2전극(120)의 핑거부(120a)는 서브픽셀 중앙부에서 제1각도 보다 큰 제2각도로 절곡 됨으로써, 서브픽셀 중앙부에서 액정 분자들이 응답하는 방향에 차이가 발생하는 것을 최소화하여 불연속적인 도메인이 형성되는 것을 최소화 할 수 있다. 이에 따라 서브픽셀 중앙부에서의 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
한편, 제1 및 제2데이터 배선(DL1, DL2)은 서브픽셀 중앙부에서 제2전극의 핑거부(120a)와 동일한 형태로 절곡된다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 터치배선(도 1의 TL)은 각 데이터배선(DL1, DL2)과 평행하며 제1 및 제2터치블록(도 1의 TB1, TB2)에 각각 배치되어, 이들 터치블록(도 1의 TB1, TB2)의 제2전극(120)과 각각 연결된다.
이 때, 터치배선(도 1의 TL)은 센싱회로(미도시)로 공급하는 터치신호의 지연 방지를 위해 Al, Cu 등의 저저항 금속물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 단일층 또는 이중층으로 형성될 수 있다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절단한 단면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치는 게이트전극(G)을 덮으며 기판(101) 상에 배치되는 게이트절연막(103)과, 게이트절연막(103) 상부에 배치되는 층간절연막(105)과, 층간절연막(105) 상부에 배치되어 평탄화층(107)을 포함한다.
구체적으로, 게이트절연막(103) 상부에는 게이트전극(G)에 대응하여 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(S, D)이 배치되고, 소스전극(S)과 연결되는 제1데이터배선(DL1)이 배치된다.
또한, 층간절연막(105)은 드레인전극(D)을 노출시키는 드레인콘택홀(DCH)을 구비하며, 소스 및 드레인전극(S, D)과, 제1데이터배선(DL1)을 덮으며 게이트절연막(103) 상부에 배치된다.
또한, 제1전극(110)은 층간절연막(105) 상부에 배치되며, 드레인콘택홀(DCH)을 통해 노출된 드레인전극(D)과 연결된다.
또한, 평탄화층(107)은 제1전극(110)을 덮으며 층간절연막(105) 상부에 배치되며, 제2전극(120)은 제1 및 제2서브피셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에서 이격하며 평탄화층(107) 상부에 배치된다.
이 때, 제2전극(120)은 제1전극(110)과 일부 중첩되어, 이들 전극(110, 120) 사이에 형성된 전계에 의해 액정분자들을 구동한다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 평탄화층(107) 및 제2전극(120) 사이에 절연층(미도시)이 개재된다.
이 때, 평탄화층(107) 상부에는 터치배선(도1의 TL)이 배치되고 절연층(미도시)은 터치배선(도 1의 TL)을 덮으며 평탄화층(107) 상부에 배치되고, 제2전극(120)은 절연층(미도시) 상부에 배치된다.
또한, 절연층(미도시)은 터치배선(도 1의 TL) 일부를 노출시키는 터치콘택홀(도 1의 TCH)을 구비하며, 제2전극(120)은 터치콘택홀(도 1의 TCH)을 통해 터치 배선(TL)과 연결된다.
한편, 제2전극(120)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에서 단선됨에 따라, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에서 빛샘 현상이 발생할 수 있다.
구체적으로, 제1 또는 제2터치블록(TB1, TB2) 중 어느 하나의 터치블록이 터치되면, 터치된 터치블록에 포함된 서브픽셀의 제2전극(120)과, 터치 되지 않은 나머지 터치블록에 포함된 서브픽셀의 제2전극(120) 사이에 전압 차가 발생하게 되고, 이러한 전압 차에 의해 형성된 전계에 의해 블랙(black) 상태에서도 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에 위치한 액정분자들을 구동시켜 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에서 빛샘 현상이 발생할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 터치 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치(200)는, 기판(201) 상에 다수의 서브픽셀(SP)을 각각 포함하는 다수의 터치블록(TB)과, 각 터치블록(TB)에 대응하여 분리된 형태를 갖는 제2전극(220)과, 제2전극(220) 하부에 일 방향으로 배치되는 다수의 터치배선(TL)을 포함한다.
이 때, 터치배선(TL)은 터치블록(TB) 별로 분리된 제2전극(220)과 선택적으로 연결됨으로써, 터치블록(TB) 별로 분리된 제2전극(220)의 커패시턴스 변화를 감지하여 센싱회로(미도시)로 전달한다.
즉, 터치배선(TL)은 어느 하나의 터치블록(TB) 내에 위치하는 제2전극(220)과 터치콘택홀(TCH)을 통해 연결되면, 이와 다른 터치블록(TB)의 제2전극(220)과는 연결되지 않는다.
또한, 수평방향으로 배열된 각 터치블록(TB) 사이에는 전계차단배선(CL)이 터치배선(TL)과 평행하게 배치된다.
도 6는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 구동 방식을 설명하기 위한 평면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치는 기판(201) 상에 3행 6열로 배열되는 제1 내지 제18서브픽셀(SP1~SP18)과, 제1 내지 제6게이트배선(GL1~GL6)과, 제1 내지 제4데이터배선(DL1~DL4)과, 전계차단배선(CL)과, 제1 내지 제18박막트랜지스터(T1~T18)를 포함한다.
또한, 제1 내지 제18서브픽셀(SP1~SP18)은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 색을 표시하며, 서로 인접한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 표시하는 3개의 서브 픽셀이 모여 하나의 단위 픽셀을 이룬다.
한편, 도면에는 제1 내지 제18서브픽셀(SP1~SP18)이 3행 6열로 배열되는 것으로 도시하였지만, 더 많은 수의 서브픽셀들이 다수의 행과 열로 배열될 수 있다.
또한, 제1 및 제2게이트배선(GL1, GL2)은 1행에 배열되는 서브픽셀들(SP1~SP6)의 상측 및 하측에 각각 배치되고, 제3 및 제4게이트배선(GL3, GL4)은 2행에 배열되는 서브픽셀들(SP7~SP12)의 상측 및 하측에 각각 배치되고, 제5 및 제6게이트배선(GL5, GL6)은 3행에 배열되는 서브픽셀들(SP13~SP18)의 상측 및 하측에 각각 배치된다.
또한, 제1 내지 제4데이터배선(DL1~DL4)은 제1 내지 제6게이트배선(GL1~GL6)과 교차하는데, 제1데이터배선(DL1)은 1열에 배열되는 서브픽셀들(SP1, SP7, SP13)의 좌측에 배치되고, 제2데이터 배선(DL2)은 2열에 배치되는 서브픽셀들(SP2, SP8, SP14) 및 3열에 배치되는 서브픽셀들(SP3, SP9, SP15) 사이에 배치되고, 제3데이터배선(DL3)은 제4열에 배치되는 서브픽셀들(SP4, SP10, SP16) 및 5열에 배치되는 서브픽셀들(SP5, SP11, SP17) 사이에 배치되고, 제4데이터배선(DL4)은 6열에 배치되는 서브픽셀들(SP6, SP12, SP18) 우측에 배치된다.
또한, 전계차단배선(CL)은 제1 내지 제4데이터배선(DL1~DL4)이 배치되지 않는 각 서브픽셀 사이에 제1 내지 제6게이트배선(GL1~GL6)과 교차하며 각각 배치된다.
이 때, 전계차단배선(CL)은 제1 내지 제4데이터배선(DL1~DL4)과 동일층 및 동일물질로 이루어질 수 있다.
또한, 서브픽셀들(SP1~SP18)은 2개의 데이터배선(DL1~DL4) 사이 마다 2열씩 배치되며, 이들 2개의 데이터배선(DL1~DL4)은 각각 서브픽셀들(SP1~SP18)에 포함된 박막트랜지스터(T1~T18)와 그 행을 달리하여 지그재그 형태로 연결된다.
또한, 2개의 서브픽셀(SP1~SP18) 행 사이에는 2개의 게이트배선(GL1~GL6)이 각각 배치되며, 이들 2개의 게이트배선(GL1~GL6)은 2개의 서브픽셀(SP1~SP18) 행에 포함된 박막트랜지스터(T1~T18)와 각각 연결된다.
여기서, 제1 및 제3데이터 배선(DL1, DL3)과 제2 및 제4데이터배선(DL2, DL4)은 서로 다른 극성을 갖는 데이터전압을 일 프레임 동안 극성 반전 없이 공급하여 수평 2도트(dot) 인버젼 방식으로 구동하기 때문에 소비전력을 저감시킬 수 있다.
한편, 전계차단배선(CL)은 제1 내지 제4데이터배선(DL1~DL4)이 공급하는 전압과 다른 레벨의 전압 예를 들어, 공통전압을 공급한다.
도 7은 도 5의 A영역을 확대한 도면으로서, 도 6의 제1 및 제2서브픽셀을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(201) 상에 배치되는 터치블록(TB)은 서로 이웃한 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2)을 포함하며, 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)을 각각 포함한다.
여기서, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)은 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2) 사이에서 서로 마주본다.
또한, 기판(201) 상의 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 상하에 배치되는 제1 및 제2게이트배선(GL1, GL2)과, 제1 및 제2게이트배선(GL1, GL2)과 교차하는 제1 및 제2데이터배선(DL1, DL2)과, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 각각 배치되는 제1 및 제2박막트랜지스터(T1, T2)와, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)에 각각 배치되어 이들 박막트랜지스터(T1, T2)와 연결되는 제1전극(210)과, 제1 및 제2터치블록(TB1, TB2) 마다 분리 배치되는 제2전극(220)을 포함한다.
여기서, 제1박막트랜지스터(T1)는 제1게이트배선(GL1)과 제1데이터배선(DL1)과 연결되고, 제2박막트랜지스터(T2)는 제2게이트배선(GL2)과 제1데이터배선(DL1)과 연결된다.
구체적으로, 제1박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(G)은 제1게이트배선(GL1)과 연결되고, 소스전극(S)은 제1데이터배선(DL1)과 연결되고, 드레인전극(D)은 드레인콘택홀(DCH)을 통해 제1서브픽셀(SP1)의 제1전극(210)과 연결된다.
또한, 제2박막트랜지스터(T2)의 게이트전극(G)은 제2게이트배선(GL2)과 연결되고, 소스전극(S)은 제1데이터배선(DL1)과 연결되고, 드레인전극(D)은 드레인콘택홀(DCH)을 통해 제2서브픽셀(SP2)의 제1전극(210)과 연결된다.
이 때, 제1데이터배선(DL1)은 제1서브픽셀(SP1) 좌측에 배치되어 제1데이터배선(DL1)과 가까운 쪽에 배치되는 제1서브픽셀(SP1)과 먼 쪽에 배치되는 제2서브픽셀(SP2)에 데이터전압을 각각 공급한다.
또한, 제1데이터배선(DL1)은 동일 극성을 갖는 데이터전압을 일 프레임 동안 극성 반전 없이 공급하여 수평 2도트(dot) 인버젼 방식으로 구동한다.
이 때, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치는 화상을 표시하는 표시기간에는 제2전극(220)에 공통전압을 공급하여 화상을 표시하고, 화상을 표시하지 않는 비표시기간에는 제2전극(220)을 사용자의 터치 검출을 위한 터치전극으로 이용한다.
또한, 제1전극(210)은 각 박막트랜지스터(T1, T2)를 통해 제1데이터 배선(DL1)으로부터 공급되는 데이터전압을 공급받고, 제2전극(220)은 공통전압배선(미도시)으로부터 공통전압을 공급 받는다.
이 때, 제1전극(210)에 공급된 데이터전압과 제2전극(220)에 공급된 공통전압에 의해 전계가 형성되고, 형성된 전계에 따라 액정이 거동되어 백라이트(미도시)로부터 출사된 광의 투과율이 조절됨으로써, 화상이 표시된다.
또한, 기판(201) 하부에 배치되는 백라이트(미도시)로부터 출사되는 광을 투과시키기 위해서, 제1 및 제2전극(210, 220)은 투명도전성물질 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 제1전극(210)은 평판 형태로 이루어지며, 제2전극(220)은 제1전극(210) 및 각 데이터배선(DL1, DL2)과 각각 중첩되며 다수의 바(bar) 형태를 갖는 핑거부(220a)와, 핑거부(220a) 양 끝단과 각각 연결되는 연결부(220b)와, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에서 연결부(220b)를 단선시키는 단선부(220c)를 포함한다.
또한, 핑거부(220a)는 각 서브픽셀(SP1, SP2) 중앙부를 기준으로 대칭을 이루며 제1각도로 절곡된다.
이를 통해, 하나의 서브픽셀이 서브픽셀 중앙부를 기준으로 두 개의 도메인으로 나뉘고, 그에 따라 각각의 도메인 내에서 액정이 서로 상이하게 구동될 수 있어, 시야각 방향에 따른 광투과율이 균일해질 수 있다.
또한, 제2전극(220)의 핑거부(220a)는 서브픽셀 중앙부에서 제1각도 보다 큰 제2각도로 절곡 됨으로써, 서브픽셀 중앙부에서 액정 분자들이 응답하는 방향에 차이가 발생하는 것을 최소화하여 불연속적인 도메인이 형성되는 것을 최소화 할 수 있다. 이에 따라 서브픽셀 중앙부에서의 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
한편, 제1 및 제2데이터 배선(DL1, DL2)은 서브픽셀 중앙부에서 제2전극의 핑거부(220a)와 동일한 형태로 절곡된다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 터치배선(도 5의 TL)은 각 데이터배선(DL1, DL2)과 평행하며 제1 및 제2터치블록(도 5의 TB1, TB2)에 각각 배치되어, 이들 터치블록(도 5의 TB1, TB2)의 제2전극(120)과 각각 연결된다.
이 때, 터치배선(도 5의 TL)은 센싱회로(미도시)로 공급하는 터치신호의 지연 방지를 위해 Al, Cu 등의 저저항 금속물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 단일층 또는 이중층으로 형성될 수 있다.
한편, 제2전극(220)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에서 단선됨에 따라, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에서 빛샘 현상이 발생할 수 있다.
이와 같은 빛샘 현상을 방지하기 위해, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치는 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에 제1 및 제2게이트배선(GL1, GL2)과 교차하는 전계차단배선(CL)을 배치한다.
이 때, 전계차단배선(CL)은 제1 및 제2데이터배선(DL1, DL2)이 공급하는 전압과 다른 레벨의 전압을 공급하며, 제2전극(220)에 공급되는 전압과 동일 레벨의 전압 예를 들면, 공통전압을 공급한다.
또한, 전계차단배선(CL)은 제2전극(220)의 단선부(220c)와 중첩되며 일정한 폭으로 배치될 수 있는데, 서브픽셀 중앙부에서 제2전극(220)의 핑거부(220a)와 동일한 형태로 절곡된다.
또한, 전계차단배선(CL)은 제2전극(220)의 단선부(220c) 양측의 연결부(220b)와 일부 중첩될 수 있으며, 이로 인해 평면적으로 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 제2전극(220)은 단선되지 않은 것처럼 보이게 된다.
이와 같이 배치된 전계차단배선(CL)에 제2전극(220)에 공급되는 전압과 동일 레벨의 전압을 공급함으로써, 터치된 터치블록에 포함된 서브픽셀의 제2전극(220)과, 터치 되지 않은 나머지 터치블록에 포함된 서브픽셀의 제2전극(220) 사이에 발생되는 전계를 차단하여, 블랙(black) 상태에서 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에 위치한 액정분자들이 구동되지 않게 됨으로써, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에서의 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치는 DRD방식으로서, 하나의 데이터배선을 통해 두 개의 서브픽셀에 데이터전압을 공급하기 때문에, 이들 서브픽셀 사이에는 데이터배선이 배치되지 않게 된다.
이에 따라, 전계차단배선(CL)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이에 제1 및 제2데이터배선(DL1, DL2)과 동일층 및 동일물질로서 함께 형성할 수 있다.
도 8는 도 7의 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 단면도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치는 게이트전극(G)을 덮으며 기판(201) 상에 배치되는 게이트절연막(203)과, 게이트절연막(203) 상부에 배치되는 층간절연막(205)과, 층간절연막(205) 상부에 배치되어 평탄화층(207)을 포함한다.
구체적으로, 게이트절연막(203) 상부에는, 게이트전극(G)에 대응하여 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(S, D)이 배치되고, 소스전극(S)과 연결되는 제1데이터배선(DL1)이 배치되고, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에 제1데이터배선(DL1)과 동일층 및 동일물질로 이루어지는 전계차단배선(CL)이 배치된다.
또한, 층간절연막(205)은 드레인전극(D)을 노출시키는 드레인콘택홀(DCH)을 구비하며, 소스 및 드레인전극(S, D)과, 제1데이터배선(DL1)을 덮으며 게이트절연막(203) 상부에 배치된다.
또한, 제1전극(210)은 층간절연막(205) 상부에 배치되며, 드레인콘택홀(DCH)을 통해 노출된 드레인전극(D)과 연결된다.
또한, 평탄화층(207)은 제1전극(210)을 덮으며 층간절연막(205) 상부에 배치되며, 제2전극(220)은 제1 및 제2서브피셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에서 이격하며 평탄화층(207) 상부에 배치된다.
이 때, 제2전극(220)은 제1전극(210)과 일부 중첩되어, 이들 전극(210, 220) 사이에 형성된 전계에 의해 액정분자들을 구동한다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 평탄화층(207) 및 제2전극(220) 사이에 절연층(미도시)이 개재된다.
이 때, 평탄화층(207) 상부에는 터치배선(도5의 TL)이 배치되고 절연층(미도시)은 터치배선(도 5의 TL)을 덮으며 평탄화층(207) 상부에 배치되고, 제2전극(220)은 절연층(미도시) 상부에 배치된다.
또한, 절연층(미도시)은 터치배선(도 5의 TL) 일부를 노출시키는 터치콘택홀(도 5의 TCH)을 구비하며, 제2전극(220)은 터치콘택홀(도 5의 TCH)을 통해 터치 배선(TL)과 연결된다.
또한, 전계차단배선(CL)은 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a) 양측의 제2전극(220)과 일부 중첩되며 배치됨으로써, 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)을 완전히 가리게 된다.
또한, 전계차단배선(CL)에는 제2전극(220)에 공급되는 전압과 동일 레벨의 전압 예를 들면, 공통전압이 인가됨에 따라, 평면적으로 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2)의 제2전극(220)은 단선되지 않은 것처럼 보이게 된다.
이에 따라, 전술한 제1 및 제2서브픽셀(SP1, SP2) 사이 영역(a)에서의 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
210, 220 : 제1 및 제2전극
GL1, GL2 : 제1 및 제2게이트배선
DL1, DL2 : 제1 및 제2데이터배선
TL : 터치배선
CL : 전계차단배선

Claims (10)

  1. 제1서브픽셀을 포함하는 제1터치블록 및 상기 제1터치블록과 이웃하며 제2서브픽셀을 포함하는 제2터치블록을 포함하는 기판;
    상기 제1 및 제2서브픽셀에 각각 배치되는 제1전극;
    상기 제1 및 제2터치블록에 각각 배치되며, 상기 제1 및 제2서브픽셀 사이에서 단선되는 제2전극;
    상기 제1 및 제2서브픽셀 일측에 각각 배치되는 제1 및 제2데이터배선; 및
    상기 제1 및 제2서브픽셀 사이에 배치되는 전계차단배선을 포함하고,
    상기 제1 및 제2서브픽셀은 상기 제1 및 제2터치블록 사이에서 서로 마주보며 상기 제1 및 제2데이터배선 사이에 배치되며,
    평면 상에서 볼 때, 상기 전계차단배선은 상기 제1터치블록의 제2전극과 상기 제2터치블록의 제2전극 사이의 영역을 완전히 가리도록 배치되고, 상기 전계차단배선은 상기 제1터치블록의 제2전극의 일부 및 상기 제2터치블록의 제2전극의 일부와 중첩하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전계차단배선에 공급되는 전압은 상기 데이터배선에 공급되는 전압과 다른 레벨인 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전계차단배선에 공급되는 전압은 상기 제2전극에 공급되는 전압과 동일 레벨인 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전계차단배선은 상기 데이터배선과 동일층으로 이루어지는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2전극은,
    상기 제1전극과 중첩되며 다수의 바 형태를 갖는 핑거부;
    상기 핑거부 양 끝단과 각각 연결되는 연결부; 및
    상기 제1 및 제2서브픽셀 사이에서 상기 연결부를 단선시키는 단선부를 포함하는 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전계차단배선은 상기 제2전극의 상기 단선부와 중첩되는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전계차단배선은 상기 제2전극의 상기 단선부 양측의 상기 연결부와 일부 중첩되는 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터배선과 평행하며 상기 제1 및 제2터치블록에 각각 배치되는 터치배선을 더 포함하고,
    상기 터치배선은 상기 제2전극과 전기적으로 연결되는 액정표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전계차단배선은 제2전극과 절연층을 사이에 두고 배치되어 상기 제2전극과는 전기적으로 절연되는 액정표시장치.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 제2전극의 상기 핑거부는 상기 제1 및 제2데이터배선과 중첩되는 다수의 바형태로 구성된 액정표시장치.
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