KR102670075B1 - 인셀형 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

인셀형 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 마주보는 제1 표시판과 제2 표시판; 및 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 제2 표시판은 공통 전압을 전달하며 복수의 공통 전극 패드들을 포함하는 공통 전극; 차광 부재; 및 상기 공통 전극과 연결되며 감지 신호를 전달하는 복수의 센싱 배선들을 포함하고, 상기 복수의 센싱 배선들은 상기 차광 부재와 중첩한다.

Description

인셀형 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING IN-CELL TYPE TOUCH SENSOR}
본 개시는 인셀형 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 액정을 포함하는 액정층, 액정층의 액정의 배향을 제어하기 위한 전기장 생성 전극(field generating electrode) 및 전기장 생성 전극에 전압을 인가하기 위한 복수의 신호선을 포함한다. 전기장 생성 전극에 전압이 인가되면 액정층에 전기장이 생성되어 액정은 재배열되고, 이에 따라 투과되는 빛의 양을 조절하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.
전기장 생성 전극은 데이터 전압을 인가 받는 화소 전극, 공통 전압을 인가 받을 수 있는 공통 전극을 포함한다. 화소 전극은 트랜지스터와 같은 스위칭 소자를 통해 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.
또한, 액정 표시 장치의 화면을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있는 터치 타입의 표시 장치가 널리 이용되고 있다.
이러한 터치 감지 기능은 터치 센서를 통해 구현될 수 있다. 터치 센서는 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 전자기 공진형(electromagnetic resonance type, EMR), 광 감지 방식(optical type) 등 다양한 터치 감지 방식에 따라 분류될 수 있다.
특히, 정전 용량 방식의 터치 센서는 감지 신호를 전달할 수 있는 터치 전극으로 이루어진 감지 축전기를 포함하고, 손가락과 같은 도전체가 센서에 접근할 때 발생하는 감지 축전기의 정전 용량(capacitance)의 변화를 감지하여 접촉 여부와 접촉 위치 등을 알아낼 수 있다.
실시예들은 별도의 터치 전극층을 포함하지 않고 터치 센싱이 가능한 공통 전극을 포함하여, 두께가 얇고, 제조 공정이 단순화 되며, 투과율이 향상된 인셀형 터치 센서를 갖는 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 마주보는 제1 표시판과 제2 표시판; 및 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 제2 표시판은 공통 전압을 전달하며 복수의 공통 전극 패드들을 포함하는 공통 전극; 차광 부재; 및 상기 공통 전극과 연결되며 감지 신호를 전달하는 복수의 센싱 배선들을 포함하고, 상기 복수의 센싱 배선들은 상기 차광 부재와 중첩한다.
상기 제1 표시판은 제1 기판, 제1 방향으로 연장된 게이트선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함하고, 상기 차광 부재와 상기 복수의 센싱 배선들은 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판 위에 위치하는 절연층을 더 포함하고, 상기 절연층은 상기 복수의 센싱 배선들과 상기 복수의 공통 전극 패드들 사이에 위치하고, 상기 복수의 공통 전극 패드들은 상기 복수의 센싱 배선들을 노출하는 상기 절연층의 오프닝을 통해 상기 복수의 센싱 배선들과 연결될 수 있다.
상기 복수의 공통 전극 패드들 각각은 상기 복수의 센싱 배선들 중 적어도 하나와 연결될 수 있다.
상기 차광 부재는 상기 박막 트랜지스터와 중첩할 수 있다.
상기 복수의 공통 전극 패드들은 행렬 형태로 배열되고, 상기 복수의 공통 전극 패드들 각각은 상기 복수의 센싱 배선들 중 서로 다른 센싱 배선에 연결될 수 있다.
상기 복수의 공통 전극 패드들 각각은 이격될 수 있다.
상기 복수의 공통 전극 패드들은 동일한 층에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 터치 구동부를 더 포함하고, 상기 터치 구동부는 상기 복수의 공통 전극 패드들 각각에 연결될 수 있다.
상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함할 수 있다.
상기 화소 전극은 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 사이에 위치할 수 있다.
상기 복수의 센싱 배선들은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 사이에서 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트선에서 연장된 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판; 상기 제1 기판 위에 위치하며 제1 방향으로 연장되는 게이트선; 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판; 상기 제2 기판 위에 위치하는 차광 부재; 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 차광 부재 위에 위치하며, 감지 신호를 전달하는 센싱 배선; 상기 차광 부재 및 상기 센싱 배선 위에 위치하며, 상기 센싱 배선을 노출하는 오프닝을 포함하는 절연층; 상기 절연층 위에 위치하며 공통 전압을 전달하는 공통 전극; 상기 센싱 배선은 상기 절연층의 상기 오프닝에서 상기 공통 전극과 연결되고, 상기 오프닝은 상기 차광 부재와 중첩한다.
상기 차광 부재는 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 더 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 박막 트랜지스터와 중첩할 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 제1 방향으로 인접하는 제1 공통 전극 패드와 제2 공통 전극 패드를 포함하고, 상기 센싱 배선은 상기 제1 공통 전극 패드와 연결되는 제1 센싱 배선 및 상기 제2 공통 전극 패드와 연결되는 제2 센싱 배선을 포함하고, 상기 제1 공통 전극 패드는 상기 제1 센싱 배선 및 상기 제2 센싱 배선과 중첩할 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 제1 공통 전극 패드와 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 인접하는 제3 공통 전극 패드를 더 포함하고, 상기 센싱 배선은 상기 제3 공통 전극 패드와 연결되는 제3 센싱 배선을 더 포함하고, 상기 제3 공통 전극 패드는 상기 제1 센싱 배선 및 상기 제2 센싱 배선과 중첩하지 않을 수 있다.
상기 제1 공통 전극 패드, 상기 제2 공통 전극 패드 및 상기 제3 공통 전극 패드는 동일한 층에 위치하며 서로 이격될 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고, 상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 터치 전극층을 별도로 형성하지 않아도 되어 표시 장치의 두께가 얇아질 수 있고, 제조 공정이 단순화될 수 있다. 또한, 액정 표시 장치의 투과율이 향상될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 및 센싱 배선을 나타내는 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 하나의 공통 전극 패드를 나타내는 평면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이다.
도 6는 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 하나의 공통 전극 패드를 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참고하면, 액정 표시 장치(10)는 표시 영역(DA), 터치 영역(TA) 및 주변 영역(PA)을 포함하는 표시판(300)을 포함한다.
표시판(300)의 표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 영역이다. 표시 영역(DA)에는 복수의 게이트선(121), 복수의 데이터선(171), 그리고 복수의 게이트선(121) 및 복수의 데이터선(171)에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)가 위치한다. 게이트선(121)은 대략 제1 방향(x)으로 뻗으며 게이트 신호를 전달한다. 데이터선(171)은 대략 제2 방향(y)으로 뻗으며 데이터 전압을 전달한다. 화소(PX)는 이미지(iamge)를 표시하는 최소 단위를 말하며, 표시 장치는 복수의 화소(PX)를 통해 이미지를 표시한다. 각 화소(PX)는 하나의 게이트선(121) 및 하나의 데이터선(171)과 연결된 스위칭 소자 및 화소 전극을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 표시판(300)에 집적되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자일 수 있다.
표시판(300)의 터치 영역(TA)은 물체가 터치 영역(TA)에 직접 접촉하는 경우뿐만 아니라, 근접하거나 접근한 상태에서 움직이는 경우, 이러한 접촉이나 움직임을 감지할 수 있는 영역이다. 터치 영역(TA)은 표시 영역(DA)과 중첩할 수 있다. 도 1에서 터치 영역(TA)은 표시 영역(DA)과 일치하는 것으로 도시하였으나 이에 한정되지 않고, 터치 영역(TA)은 표시 영역(DA)이 일치하지 않는 것도 가능하다.
주변 영역(PA)은 표시 영역(DA) 또는 터치 영역(TA)의 둘레 영역에 위치하며, 주변 영역(PA)에는 표시 영역(DA) 또는 터치 영역(TA)에 인가되는 각종 신호들을 생성 또는 전달하기 위한 소자 또는 배선들이 위치한다.
게이트 구동부(400)는 표시판(300)의 주변 영역(PA)에 집적되어 있으며 복수의 게이트선(121)에 게이트 신호를 순차적으로 전달한다. 게이트 신호는 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)을 포함할 수 있다. 게이트 구동부(400)는 복수의 게이트선(121)을 순차적으로 구동하기 위해서 게이트 온 펄스의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호, 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클럭 신호 등을 인가 받을 수 있다. 이러한 신호들을 게이트 구동부(400)에 인가하기 위한 신호선(미도시)들은 표시판(300)의 주변 영역(PA)에 배치될 수 있다.
데이터 구동부(500)는 데이터선(171)과 연결되어 데이터 전압을 전달한다. 데이터 구동부(500)는 직접 표시판(300)의 주변 영역(PA)에 실장 될 수도 있고 표시 영역(DA)에 위치하는 스위칭 소자와 동일한 제조 공정에서 주변 영역(PA)에 집적될 수도 있다. 또는, 도 1에 도시한 바와 달리, 표시판(300)에 부착된 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film) 위에 위치할 수도 있다.
터치 구동부(600)는 터치 영역(TA) 밖의 주변 영역(PA)에 위치하며, 센싱 배선(231)을 통해 후술하는 공통 전극 패드(Cp, 도 2 참조)에 연결되어 공통 전극 패드(Cp)에 감지 입력 신호를 전달하고 감지 출력 신호를 인가 받는다. 터치 구동부(600)는 감지 출력 신호를 처리하여 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 생성할 수 있다. 터치 구동부(600)는 표시판(300)과 별도의 인쇄 회로막 위에 위치하여 표시판(300)과 연결될 수도 있고, 표시판(300) 상에 집적 회로 칩의 형태 또는 TCP 형태로 부착되어 있을 수도 있으며, 표시판(300)에 집적되어 있을 수도 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)가 포함하는 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 터치 구동부(600) 그리고 이외의 다양한 전기적 구성 요소는 복수의 박막 트랜지스터, 복수의 축전기, 복수의 다이오드 등의 복수의 전기 소자를 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)에 대해 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 및 센싱 배선을 나타내는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 공통 전압을 인가 받는 공통 전극(270)은 자가 감지 축전기를 형성하기 위해 통판 형태가 아닌 분할된 복수의 공통 전극 패드(Cp)를 포함한다. 복수의 공통 전극 패드(Cp)는 터치 센싱 단위로 분할되며 공통 전극을 인가 받는 전극일 수 있다. 복수의 공통 전극 패드(Cp)는 서로 분리되어 있으며 행렬 형태로 배열될 수 있다. 각각의 공통 전극 패드(Cp)는 복수의 화소(PX)와 중첩할 수 있다. 여기서 화소(PX)란 영상을 표시하는 단위로서 영상을 표시하는 개구 영역으로 정의될 수 있으며, 스위칭 소자 역할을 수행하는 박막 트랜지스터 및 전기용량 전자 부품을 포함할 수 있다.
복수의 공통 전극 패드(Cp)는 단면 구조로 볼 때 서로 동일한 층에 위치할 수 있다. 복수의 공통 전극 패드(Cp)는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명 도전 물질과, 금속 나노와이어(metal nanowire)를 포함할 수 있다. 복수의 공통 전극 패드(Cp)의 모양은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 사각형일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 모양을 가질 수 있다.
각 공통 전극 패드(Cp)는 손가락과 같은 터치 물체와 함께 자가 감지 축전기(self sensing capacitor)를 형성하여 감지 입력 신호를 입력 받은 후 소정 전하량으로 충전될 수 있다. 이 때, 입력된 감지 입력 신호와 다른 감지 출력 신호가 출력될 수 있다. 이와 같이 생성된 감지 출력 신호를 통해 접촉 여부, 접촉 위치 등의 접촉 정보를 알아낼 수 있다.
센싱 배선(231)은 대략 제1 방향(x)으로 연장되며, 공통 전극 패드(Cp)와 터치 구동부(600)를 연결하여 감지 입력 신호 또는 감지 출력 신호를 전달한다. 이하, 감지 입력 신호와 감지 출력 신호를 함께 감지 신호라 한다. 센싱 배선(231)은 공통 전극 패드(Cp)와 서로 다른 층에 위치하며 오프닝(21)을 통해 연결될 수 있다. 센싱 배선(231)은 제2 표시판(200)의 차광 부재(220)와 중첩할 수 있다. 복수의 공통 전극 패드(Cp) 각각은 서로 다른 센싱 배선(231)을 통해 터치 구동부(600)와 연결될 수 있다.
도 3에서 센싱 배선(231)들은 제1 방향(x)의 양 끝까지 연장되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 도 2에 도시한 바와 같이 센싱 배선(231)은 터치 구동부(600)로부터 공통 전극 패드(Cp)에 연결되는 부분까지만 연장될 수 있다. 이 때, 복수의 공통 전극 패드(Cp)가 행렬 형태로 배열되는 경우, 각 행(A1, A2, A3, A4, A5, A6)에서 맨 끝에 위치하는 공통 전극 패드들(Cp)과 중첩하는 센싱 배선(231)의 개수는 각 행(A1, A2, A3, A4, A5, A6)에 위치하는 공통 전극 패드(Cp)의 개수 이상일 수 있다.
예를 들어, 첫번째 행(A1)의 가장 우측에 위치하는 공통 전극 패드(Cp, 이하, 제1 공통 전극 패드 라고도 함)는 첫번째 행(A1)에 위치하는 공통 전극 패드(Cp)의 수에 해당하는 수의 센싱 배선(231)과 중첩한다. 제1 공통 전극 패드는 제1 공통 전극 패드와 중첩하는 센싱 배선들(231) 중 어느 하나의 센싱 배선(이하, 제1 센싱 배선이라고도 함)과 연결된다. 제1 공통 전극 패드와 제1 방향(x)으로 인접하는 공통 전극 패드(Cp, 이하, 제2 공통 전극 패드라고도 함)는 제1 공통 전극 패드와 중첩하는 센싱 배선들(231) 중 제1 센싱 배선을 제외한 어느 하나의 센싱 배선(이하, 제2 센싱 배선이라고도 함)과 연결된다. 이 때, 제1 공통 전극 패드는 제1 센싱 배선 및 제2 센싱 배선과 중첩한다. 제1 공통 전극 패드와 제2 방향(y)으로 인접하며 두번째 행(A2)에 위치하는 공통 전극 패드(Cp, 이하, 제3 공통 전극 패드라고도 함)는 센싱 배선들(231) 중 어느 하나의 센싱 배선(이하, 제3 센싱 배선이라고도 함)과 연결된다. 이 때, 제3 공통 전극 패드는 제1 센싱 배선 및 제2 센싱 배선과는 중첩하지 않는다.
터치 구동부(600)는 센싱 배선(231)을 통해 공통 전극 패드(Cp)와 연결되어 공통 전극 패드(Cp)에 감지 입력 신호를 전달하고 감지 출력 신호를 입력 받는다. 터치 구동부(600)는 감지 출력 신호를 처리하여 접촉 여부 및 접촉 위치 등의 접촉 정보를 생성할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 하나의 공통 전극 패드를 나타내는 평면도이다.
하나의 공통 전극 패드(Cp)는 복수의 화소(PX)에 대응할 수 있다. 각 화소(PX)는 화소 전극(191) 및 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함하는 트랜지스터 회로 영역(TRA)을 포함한다. 트랜지스터 회로 영역(TRA)은 데이터선(171), 게이트선(121) 및 화소 전극(191)에 연결되는 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
차광 부재(220)는 트랜지스터 회로 영역(TRA)과 중첩하며, 제1 방향(x)으로 연장된다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막을 수 있다.
센싱 배선(231)은 차광 부재(220)와 중첩하며 제1 방향(x)으로 연장된다. 제1 방향(x)으로 나열된 각 화소 행은 두 개의 센싱 배선(231)과 중첩하는 것으로 도시하였으나, 각 화소 행은 하나의 센싱 배선(231) 또는 세 개 이상의 센싱 배선(231)과 중첩하는 것도 가능하다. 센싱 배선(231)은 오프닝(21)을 통해 공통 전극 패드(Cp)에 연결된다. 이 때, 공통 전극 패드(Cp)는 하나의 센싱 배선(231)과 연결된다. 오프닝(21)은 차광 부재(220)와 중첩할 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 공통 전압을 인가 받는 공통 전극이 통판 형태가 아닌 터치 센싱 단위로 분할된 복수의 공통 전극 패드를 포함하여, 터치 전극층을 별도로 포함하지 않아도 터치 센싱이 가능하다. 즉, 터치 센싱이 가능하면서도 표시 장치의 두께가 얇아질 수 있다. 또한, 터치 전극층을 별도로 형성하지 않아도 되어 제조 공정이 단순화될 수 있다. 뿐만 아니라, 센싱 배선이 트랜지스터 회로 영역의 빛샘을 방지하는 차광 부재와 중첩하고, 터치 전극층을 추가로 포함하지 않아 표시 장치의 투과율이 향상될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 도 5는 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이다. 이 때, 도 5에는 제2 표시판(200)의 도시는 생략하였다. 도 6는 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다.
도 5 및 도 6를 참조하면, 액정 표시 장치(10)는 제1 표시판(100), 제2 표시판(200) 및 두 표시판(100, 200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 제1 기판(110)을 포함한다. 제1 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다. 게이트 전극(124)은 게이트선(121)으로부터 연장되어 일 방향으로 돌출되어 있을 수 있다. 게이트 도전체는 몰리브덴, 알루미늄, 은, 구리, 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등의 금속 또는 이의 합금을 포함할 수 있다.
게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140) 위에는 반도체층(154)이 위치한다. 반도체층(154)은 비정질 규소, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
반도체층(154) 위에는 데이터선(171), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다. 반도체층(154)과 데이터선(171), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에는 오믹 콘택(ohmic contact)(163)이 위치한다. 데이터 도전체는 몰리브덴, 크롬, 구리, 알루미늄, 탄탈륨, 티타늄 등의 금속 또는 이의 합금을 포함할 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 위치할 수 있다.
게이트 절연막(140), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에 제1 절연층(160)이 위치한다.
제1 절연층(160) 위에 컬러 필터(170)가 위치한다. 컬러 필터(170)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다.
컬러 필터(170) 위에 유기 절연막(180)이 위치한다. 제1 절연층(160), 컬러 필터(170) 및 유기 절연막(180)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 오프닝(81)이 위치한다.
유기 절연막(180) 위에 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 오프닝(81)을 통해 드레인 전극(175)과 연결된다. 화소 전극(191)은 가로 줄기부(192), 세로 줄기부(193) 및 미세 가지부(194)를 포함할 수 있다. 화소 전극(191)은 ITO, IZO 등과 같이 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다.
게이트선(121)을 통해 인가되는 게이트 온 전압에 의해 트랜지스터(TR)가 턴 온 되면, 화소 전극(191)은 데이터선(171)을 통해 인가되는 데이터 전압을 인가 받고, 이에 따라 화소(PX)는 데이터 전압으로 충전될 수 있다.
이하, 제2 표시판(200)에 대해 설명한다.
제2 표시판(200)은 제2 기판(210)을 포함한다.
제2 기판(210) 아래에 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 제1 표시판(100)의 트랜지스터와 중첩할 수 있다.
차광 부재(220) 아래에 센싱 배선(231)이 위치한다. 센싱 배선(231)은 차광 부재(220)와 중첩한다.
센싱 배선(231) 아래에 제2 절연층(240)이 위치한다. 제2 절연층(240)은 센싱 배선(231)을 노출하는 오프닝(21)을 포함한다.
제2 절연층(240) 아래에 공통 전극 패드(Cp)가 위치한다. 공통 전극 패드(Cp)는 공통 전압선과 연결되어 공통 전압을 인가 받는다. 또한, 공통 전극 패드(Cp)는 오프닝(21)을 통해 센싱 배선(231)과도 연결되어, 감지 신호를 인가 받을 수 있다. 공통 전극 패드(Cp)는 ITO, IZO 등과 같이 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다.
제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 액정층(3)이 위치한다. 액정층(3)은 액정 분자(31)를 포함한다. 액정 분자(31)는 화소 전극(191)과 공통 전극 패드(Cp)에 인가되는 전압에 의해 생성된 전기장에 의해 배향이 조절되고, 이에 따라 입사광의 편광을 조절함으로써 계조를 표현할 수 있다. 액정 분자(31)는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있고, 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 대체로 그 장축이 제1 기판(110)의 면에 대하여 수직 또는 수직에서 일정한 각도만큼 기울어져 있도록 배향되어 있을 수 있다.
화소 전극(191)과 액정층(3) 사이 및 공통 전극 패드(Cp)와 액정층(3) 사이에는 배향막(미도시)이 위치할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에서 하나의 공통 전극 패드(Cp) 영역에 대해 설명한다. 도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 하나의 공통 전극 패드를 나타내는 평면도이다.
화소(PX)는 측면 시인성 향상을 위해 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)를 포함할 수 있고, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b) 사이에 위치하는 트랜지스터 회로 영역(TRA)을 포함한다. 트랜지스터 회로 영역(TRA)은 데이터선(171), 제1 부화소 전극(191a) 또는 제2 부화소 전극(191b) 에 연결되는 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
차광 부재(220)는 트랜지스터 회로 영역(TRA)과 중첩하며, 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b) 사이에서 제1 방향(x)으로 연장된다.
센싱 배선(231)은 차광 부재(220)와 중첩하며, 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b) 사이에서 제1 방향(x)으로 연장된다. 제1 방향(x)으로 나열된 각 화소 행은 두 개의 센싱 배선(231)과 중첩하는 것으로 도시하였으나, 각 화소 행은 하나의 센싱 배선(231) 또는 세 개 이상의 센싱 배선(231)과 중첩하는 것도 가능하다. 센싱 배선(231)은 오프닝(21)을 통해 공통 전극 패드(Cp)에 연결된다. 이 때, 공통 전극 패드(Cp)는 하나의 센싱 배선(231)과 연결된다. 오프닝(21)은 차광 부재(220)와 중첩할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 액정 표시 장치 100: 제1 표시판
110: 제1 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 140: 게이트 절연막
154: 반도체층 160: 제1 절연층
170: 컬러 필터 171: 데이터선
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
180: 유기 절연막 191: 화소 전극
191a: 제1 부화소 전극 191b: 제2 부화소 전극
200: 제2 표시판 21: 오프닝
210: 제2 기판 220: 차광 부재
231: 센싱 배선 240: 제2 절연층
270: 공통 전극 3: 액정층
300: 표시판 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 터치 구동부
Cp: 공통 전극 패드

Claims (20)

  1. 마주보는 제1 표시판과 제2 표시판; 및
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 제2 표시판은,
    공통 전압을 전달하며 복수의 공통 전극 패드들을 포함하는 공통 전극;
    차광 부재; 및
    상기 공통 전극과 연결되며 감지 신호를 전달하는 복수의 센싱 배선들을 포함하고,
    상기 복수의 센싱 배선들은 상기 차광 부재와 중첩하며,
    상기 공통 전극은 제1 방향으로 인접하는 제1 공통 전극 패드와 제2 공통 전극 패드를 포함하고,
    상기 센싱 배선은 상기 제1 공통 전극 패드와 연결되는 제1 센싱 배선 및 상기 제2 공통 전극 패드와 연결되는 제2 센싱 배선을 포함하고,
    상기 제1 공통 전극 패드는 상기 제1 센싱 배선 및 상기 제2 센싱 배선과 중첩하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 표시판은 제1 기판, 상기 제1 방향으로 연장된 게이트선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함하고,
    상기 차광 부재와 상기 복수의 센싱 배선들은 상기 제1 방향으로 연장되는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 표시판은 제2 기판 및 상기 제2 기판 위에 위치하는 절연층을 더 포함하고,
    상기 절연층은 상기 복수의 센싱 배선들과 상기 복수의 공통 전극 패드들 사이에 위치하고,
    상기 복수의 공통 전극 패드들은 상기 복수의 센싱 배선들을 노출하는 상기 절연층의 오프닝을 통해 상기 복수의 센싱 배선들과 연결되는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 복수의 공통 전극 패드들 각각은 상기 복수의 센싱 배선들 중 적어도 하나와 연결되는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 차광 부재는 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 복수의 공통 전극 패드들은 행렬 형태로 배열되고,
    상기 복수의 공통 전극 패드들 각각은 상기 복수의 센싱 배선들 중 서로 다른 센싱 배선에 연결되는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 공통 전극 패드들 각각은 이격되는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 복수의 공통 전극 패드들은 동일한 층에 위치하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    터치 구동부를 더 포함하고,
    상기 터치 구동부는 상기 복수의 공통 전극 패드들 각각에 연결되는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제2항에서,
    상기 화소 전극은 제1 부화소 전극과 제2 부화소 전극을 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 복수의 센싱 배선들은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 사이에서 상기 제1 방향으로 연장되는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트선에서 연장된 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제1 기판;
    상기 제1 기판 위에 위치하며 제1 방향으로 연장되는 게이트선;
    상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판;
    상기 제2 기판 위에 위치하는 차광 부재;
    상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 차광 부재 위에 위치하며, 감지 신호를 전달하는 센싱 배선;
    상기 차광 부재 및 상기 센싱 배선 위에 위치하며, 상기 센싱 배선을 노출하는 오프닝을 포함하는 절연층;
    상기 절연층 위에 위치하며 공통 전압을 전달하는 공통 전극;
    상기 센싱 배선은 상기 절연층의 상기 오프닝에서 상기 공통 전극과 연결되고,
    상기 오프닝은 상기 차광 부재와 중첩하며,
    상기 공통 전극은 상기 제1 방향으로 인접하는 제1 공통 전극 패드와 제2 공통 전극 패드를 포함하고,
    상기 센싱 배선은 상기 제1 공통 전극 패드와 연결되는 제1 센싱 배선 및 상기 제2 공통 전극 패드와 연결되는 제2 센싱 배선을 포함하고,
    상기 제1 공통 전극 패드는 상기 제1 센싱 배선 및 상기 제2 센싱 배선과 중첩하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 차광 부재는 상기 제1 방향으로 연장되는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 더 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 액정 표시 장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에서,
    상기 공통 전극은 상기 제1 공통 전극 패드와 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향으로 인접하는 제3 공통 전극 패드를 더 포함하고,
    상기 센싱 배선은 상기 제3 공통 전극 패드와 연결되는 제3 센싱 배선을 더 포함하고,
    상기 제3 공통 전극 패드는 상기 제1 센싱 배선 및 상기 제2 센싱 배선과 중첩하지 않는 액정 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 제1 공통 전극 패드, 상기 제2 공통 전극 패드 및 상기 제3 공통 전극 패드는 동일한 층에 위치하며 서로 이격되는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고,
    상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함하는 액정 표시 장치.
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