KR20080068949A

KR20080068949A - 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널

Info

Publication number: KR20080068949A
Application number: KR1020070006406A
Authority: KR
Inventors: 권선자; 어기한; 정민경
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-22
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2008-07-25
Anticipated expiration: 2027-01-22
Also published as: KR101305071B1; EP1947504A2; EP1947504A3; US20080174706A1; US7649578B2

Abstract

개구율이 향상된 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널이 개시된다. 어레이 기판은 게이트 배선, 데이터 배선, 박막 트랜지스터, 화소전극, 제1 센서배선, 제2 센서배선 및 센서 전극부를 포함한다. 게이트 배선은 제1 방향으로 형성되고, 데이터 배선은 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된다. 박막 트랜지스터는 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 화소전극은 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 제1 센서배선은 게이트 배선과 평행하고, 제2 센서배선은 데이터 배선과 평행하다. 센서 전극부는 단위영역 내에 형성되어 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되고, 화소전극과 단위영역의 장축방향으로 이웃한다. 이와 같이, 센서 전극부가 화소전극과 단위영역의 장축방향으로 이웃하게 형성되어, 개구율을 보다 향상시킬 수 있다.

센서 돌출전극, 센서 더미전극

Description

어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널{ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY PANEL HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널의 일부를 도시한 평면도이다.

도 2는 도 1에서 게이트 배선, 스토리지 배선, 제1 센서배선 및 제1 센서 더미전극만을 도시한 평면도이다.

도 3은 도 1에서 데이터 배선, 액티브 패턴, 드레인 전극, 제2 센서배선 및 제2 센서 더미전극만을 도시한 평면도이다.

도 4는 도 1에서 화소전극들만을 도시한 평면도이다.

도 5는 도 1의 A부분을 확대해서 도시한 평면도이다.

도 6은 도 5의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 7은 도 1의 구성요소들의 전기적인 연결관계를 나타낸 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 어레이 기판 110 : 제1 베이스 기판

GL : 게이트 배선 120 : 제1 센서배선

124 : 제1 센서 돌출배선 126 : 제1 센서 더미전극

130 : 게이트 절연막 DL : 데이터 배선

TFT : 박막 트랜지스터 140 : 제2 센서배선

144 : 제2 센서 돌출배선 146 : 제2 센서 더미전극

150 : 보호막 160 : 화소전극

170 : 센서 전극부 172 : 제1 센서 메인전극

174 : 제2 센서 메인전극 200 : 대향기판

300 : 액정층

본 발명은 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개구율이 향상된 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시장치는 두께가 얇고 무게가 가벼우며 전력소모가 낮은 장점이 있어, 모니터, 노트북, 휴대폰 등에 주로 사용된다. 이러한 액정 표시장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시패널 및 상기 액정 표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

상기 액정 표시패널은 신호선, 박막 트랜지스터 및 화소전극을 갖는 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하며 공통전극을 갖는 대향기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

한편, 상기 액정 표시패널은 외부의 압력을 통해 위치 데이터를 인가받을 수 있는 터치패널 기능을 가질 수 있다. 즉, 전자펜이나 사람의 손을 상기 액정 표시 패널의 화면에 압력 등을 가함으로써, 위치 데이터 신호를 메인 시스템의 중앙처리장치에 인가할 수 있다.

상기 액정 표시패널은 상기 터치패널 기능을 수행하기 위해 상기 신호선과 별도로 센서배선 및 센서 전극부를 더 포함한다. 구체적으로, 상기 센서배선은 상기 어레이 기판 상에 상기 신호선과 이격되어 형성되고, 상기 센서 전극부는 단위화소 내에 형성되어 상기 신호선과 전기적으로 연결된다. 한편, 외부의 압력이 상기 대향기판에 가해져 상기 공통전극이 상기 센서 전극부에 접촉되면, 접촉지점의 위치 데이터는 상기 센서배선을 통해 상기 중앙처리장치로 전송되어 별도의 프로그램을 수행한다.

그러나, 이와 같이 상기 센서 전극부가 상기 단위화소 내에 형성될 경우, 상기 센서 전극부의 면적만큼 상기 액정 표시패널의 개구율이 감소되어 휘도가 떨어지는 문제점이 발생된다. 또한, 휘도를 높이기 위해 상기 센서 전극부의 면적을 최소로 감소시킬 경우, 상기 대향기판의 공통전극과 전기적인 접촉이 어려워지는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 센서 전극부의 위치를 변경하여 개구율을 향상시킨 어레이 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 어레이 기판을 갖는 표시패널을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 어레이 기판은 게이트 배선, 데이터 배선, 박막 트랜지스터, 화소전극, 제1 센서배선, 제2 센서배선 및 센서 전극부를 포함한다.

상기 게이트 배선은 제1 방향으로 형성된다. 상기 데이터 배선은 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된다. 상기 화소전극은 상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 센서배선은 상기 게이트 배선과 평행하게 형성된다. 상기 제2 센서배선은 상기 데이터 배선과 평행하게 형성된다. 상기 센서 전극부는 상기 단위영역 내에 형성되어 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되고, 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하게 형성된다.

여기서, 상기 게이트 배선 및 상기 제1 센서배선은 베이스 기판 상에 형성되어 게이트 절연막에 의해 덮여지고, 상기 데이터 배선 및 상기 제2 센서배선은 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 보호막에 의해 덮여지며, 상기 화소전극 및 상기 센서 전극부는 상기 보호막 상에 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제1 센서배선은 상기 제1 방향으로 형성된 제1 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 메인배선으로부터 상기 제2 방향으로 돌출된 제1 센서 돌출전극을 포함할 수 있고, 상기 제2 센서배선은 상기 제2 방향으로 형성된 제2 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 돌출전극과 마주보도록 상기 제2 센서 메인배선으로부터 상기 제1 방향으로 돌출된 제2 센서 돌출전극을 포함할 수 있다.

또한, 상기 센서 전극부는 상기 제1 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 보호막 상에 형성되어, 상기 게이트 절연막 및 상기 보호막에 형성된 제1 콘택홀을 통해 상기 제1 센서 돌출전극과 전기적으로 연결되는 제1 센서 메인전극과, 상기 제2 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 보호막 상에 형성되어, 상기 보호막에 형성된 제2 콘택홀을 통해 상기 제2 센서 돌출전극과 전기적으로 연결되는 제2 센서 메인전극을 포함할 수 있다.

한편, 상기 어레이 기판은 상기 제2 센서 돌출전극과 대응되도록 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 상기 게이트 절연막에 의해 덮여진 제1 센서 더미전극과, 상기 제1 센서 돌출전극과 대응되도록 상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 보호막에 의해 덮여진 제2 센서 더미전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 어레이 기판은 게이트 배선, 데이터 배선, 박막 트랜지스터, 화소전극, 제1 센서배선, 제2 센서배선 및 센서 전극부를 포함한다.

상기 게이트 배선은 제1 방향으로 형성된다. 상기 데이터 배선은 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된다. 상기 화소전극은 상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 센서배선은 상기 게이트 배선과 평행하게 형성된다. 상기 제2 센서배선은 상기 데이터 배선과 평행하게 형성된다. 상기 센서 전극부는 상기 단위영역 중 상기 제1 및 제2 센서배선과 교차하는 곳에 형성되어, 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 센서 전극부는 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하는 위치에 형성된 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시패널은 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

상기 어레이 기판은 제1 방향으로 형성된 게이트 배선과, 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된 데이터 배선과, 상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극과, 상기 게이트 배선과 평행한 제1 센서배선과, 상기 데이터 배선과 평행한 제2 센서배선과, 상기 단위영역 내에 형성되어 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되고, 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하는 센서 전극부를 포함한다.

여기서, 상기 대향기판은 상기 센서 전극부를 향해 돌출된 센서돌기를 갖는 오버 코팅막과, 상기 오버 코팅막 상에 형성된 공통전극을 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 센서 전극부는 상기 제1 방향으로의 길이가 상기 제2 방향으로의 길이보다 긴 형상을 갖고, 상기 센서돌기는 상기 센서 전극부와 대응되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 표시패널은 어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

상기 어레이 기판은 제1 방향으로 형성된 게이트 배선과, 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된 데이터 배선과, 상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극과, 상기 게이트 배선과 평행한 제1 센서배선과, 상기 데이터 배선과 평행한 제2 센서배선과, 상기 단위영역 중 상기 제1 및 제2 센서배선과 교차하는 곳에 형성되어, 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되는 센서 전극부를 포함한다. 바람직하게, 상기 센서 전극부는 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하는 위치에 형성된다.

이러한 본 발명에 따르면, 센서 전극부가 화소전극과 단위영역의 장축방향으로 이웃하게 형성되고, 제1 및 제2 센서 더미전극이 제1 및 제2 센서 돌출전극과 대응되게 형성됨에 따라, 센서 전극부에서 단차가 생기는 것을 억제하여 센서 전극부의 면적으로 최소화할 수 있고, 그 결과 표시패널의 개구율을 증가시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널의 일부를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에서 게이트 배선, 스토리지 배선, 제1 센서배선 및 제1 센서 더미전극 만을 도시한 평면도이며, 도 3은 도 1에서 데이터 배선, 액티브 패턴, 드레인 전극, 제2 센서배선 및 제2 센서 더미전극만을 도시한 평면도이고, 도 4는 도 1에서 화소전극들만을 도시한 평면도이며, 도 5는 도 1의 A부분을 확대해서 도시한 평면도이고, 도 6은 도 5의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시패널은 어레이 기판(100), 대향기판(200) 및 액정층(액정층)을 포함하며, 영상을 외부로 표시한다. 우선, 각 구성요소에 대하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.

어레이 기판(100)은 일례로, 매트릭스 형태로 배치된 화소전극(160)들, 화소전극(160)들과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(TFT)들 및 박막 트랜지스터(TFT)들과 전기적으로 연결된 신호선들을 포함한다.

대향기판(200)은 어레이 기판(100)과 대향하여 배치되고, 일례로 광을 차단하는 차광막(220), 화소전극(160)들과 대응되는 컬러필터들 및 공통전압이 인가되는 공통전극(240)을 포함한다.

액정층(300)은 어레이 기판(100) 및 대향기판(200)의 사이에 개재되며, 어레이 기판(100) 및 대향기판(200)의 사이에 형성된 전기장에 의하여 재배열된다. 이와 같이 재배열된 액정층(300)은 외부에서 인가된 광의 광투과율을 조절하고, 광투과율이 조절된 광은 상기 컬러필터들을 통과함으로써 영상을 외부로 표시한다.

이어서, 본 실시예에 의한 어레이 기판(100)을 자세하게 설명하겠다.

우선, 어레이 기판(100)은 제1 베이스 기판(110), 게이트 배선(GL), 스토리지 배선(SL), 제1 센서배선(120), 제1 센서 더미전극(126), 게이트 절연막(130), 데이터 배선(DL), 박막 트랜지스터(TFT), 제2 센서배선(140), 제2 센서 더미전극(146), 보호막(150), 화소전극(160) 및 센서 전극부(170)를 포함한다.

제1 베이스 기판(110)은 플레이트 형상을 갖고, 투명한 물질, 일례로 유리, 석영, 합성수지 등으로 이루어진다.

도 2를 중심으로 도 1, 도 5 및 도 6을 같이 참조하면, 게이트 배선(GL)은 제1 베이스 기판(110) 상에 제1 방향으로 복수개가 형성된다. 스토리지 배선(SL)은 제1 베이스 기판(110) 상에 게이트 배선(GL)과 이격되어 형성된다. 스토리지 배선(SL)은 후술될 화소전극(160)의 가장자리와 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다.

제1 센서배선(120)은 게이트 배선(GL) 및 스토리지 배선(SL)과 이격되어 게이트 배선(GL)과 평행하게 형성된다. 즉, 제1 센서배선(120)은 제1 방향으로 복수개가 형성된다.

제1 센서배선(120)은 게이트 배선(GL)과 이웃하게 형성되고, 바람직하게 소정의 개수의 게이트 배선(GL)들마다 하나씩 형성된다. 일례로, 제1 센서배선(120)은 6 개의 게이트 배선(GL)들마다 하나씩 형성된다.

제1 센서배선(120)은 제1 방향으로 형성된 제1 센서 메인배선(122) 및 제1 센서 메인배선(122)으로부터 제1 방향에 교차되는 방향으로 돌출된 제1 센서 돌출전극(124)을 포함한다. 제1 센서 돌출전극(124)은 제1 센서 메인배선(122)으로부터 제1 방향에 수직한 방향으로 돌출되는 것이 바람직하다.

제1 센서 더미전극(126)은 제1 베이스 기판(110) 상에 제1 센서배선(120) 및 스토리지 배선(SL)과 이격되어 형성된다. 구체적으로 설명하면, 제1 센서 더미전극(126)은 제1 센서 돌출전극(124)으로부터 제1 센서 메인배선(122)과 평행한 방향으로 이격된 위치에 형성되고, 제1 방향으로 연장된 형상을 갖는 것이 바람직하다.

게이트 절연막(130)은 게이트 배선(GL), 스토리지 배선(SL), 제1 센서배선(120) 및 제1 센서 더미전극(126)을 덮도록 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 게이트 절연막(130)은 무기 절연막인 것이 바람직하고, 일례로 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx)을 포함한다.

도 3을 중심으로 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6을 같이 참조하면, 데이터 배선(DL)은 게이트 절연막(130) 상에 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 복수개가 형성된다. 이때, 제2 방향은 제1 방향에 대하여 수직한 방향인 것이 바람직하다.

한편, 복수의 게이트 배선(GL)들 및 복수의 데이터 배선(DL)들은 이와 같이 서로 교차되는 방향으로 형성되어, 어레이 기판(100) 상에 복수의 단위영역들을 정의한다. 여기서, 상기 각 단위영역은 제1 방향보다 제2 방향이 긴 직사각형 형상을 갖는다.

제2 센서배선(140)은 데이터 배선(DL)과 이격되어 데이터 배선(DL)과 평행하게 형성된다. 즉, 제2 센서배선(140)은 제2 방향으로 복수개가 형성된다.

제2 센서배선(140)은 데이터 배선(DL)과 이웃하게 형성되고, 바람직하게 소정의 개수의 데이터 배선(DL)들마다 하나씩 형성된다. 일례로, 제2 센서배선(140)은 6 개의 데이터 배선(DL)들마다 하나씩 형성된다.

제2 센서배선(140)은 제2 방향으로 형성된 제2 센서 메인배선(142) 및 제2 센서 메인배선(142)으로부터 제2 방향과 교차되는 방향으로 돌출된 제2 센서 돌출전극(144)을 포함한다. 이때, 제2 센서 돌출전극(144)은 제2 센서 메인배선(142)으로부터 제2 방향과 수직한 방향으로 돌출되는 것이 바람직하다.

제2 센서 더미전극(146)은 게이트 절연막(130) 상에 제2 센서배선(140) 및 데이터 배선(DL)과 이격되어 형성된다. 구체적으로 설명하면, 제2 센서 더미전극(146)은 제2 센서 돌출전극(124)으로부터 제1 방향으로 이격된 위치에 형성된다.

박막 트랜지스터(TFT)는 상기 단위영역들 내에 각각 형성되어, 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)과 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 액티브 패턴(AP), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.

게이트 전극(GE)은 게이트 배선(GL)으로부터 제1 방향과 교차되는 방향으로 돌출되어 형성된다. 액티브 패턴(AP)은 게이트 전극(GE)과 중첩되도록 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 소스 전극(SE)은 데이터 배선(DL)으로부터 게이트 전극(GE)을 향하여 돌출되고, 액티브 패턴(AP)과 중첩된다. 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)으로부터 이격되어 액티브 패턴(AP)과 중첩되고, 후술될 화소전극(160)과 중첩되도록 연장된다.

한편, 도면에 도시된 박막 트랜지스터(TFT)는 일례로, 4 마스크 공정을 통해 형성된 것으로, 액티브 패턴(AP)은 데이터 배선(DL)의 하부에도 형성될 수 있다. 즉, 액티브 패턴(AP)은 게이트 절연막(130) 상에 형성되고, 데이터 배선(DL)은 액티브 패턴(AP) 상에 형성될 수 있다.

보호막(150)은 데이터 배선(DL), 제2 센서배선(140) 및 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 게이트 절연막(130) 상에 형성된다. 보호막(150)은 단일층으로 이루어질 수 있으나, 바람직하게 2중층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 일례로, 보호막(150)은 데이터 배선(DL), 제2 센서배선(140) 및 박막 트랜지스터(TFT)를 덮는 무기 보호막(152) 및 무기 보호막(152) 상에 형성된 유기 보호막(154)을 포함한다. 이때, 유기 보호막(154)은 무기 보호막(152)에 비해 더 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.

도 4를 중심으로 도 1, 도 5 및 도 6을 같이 참조하면, 화소전극(160)은 보호막(150) 상에 형성되고, 상기 각 단위영역 내에 형성된다. 화소전극(160)은 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되고, 투명한 도전성 물질로 이루어진다.

구체적으로, 화소전극(160)은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(DE)과 중첩되도록 보호층(150) 상에 형성되어, 보호층(150)에 형성된 화소 콘택홀(PH)에 통해 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다.

센서 전극부(170)는 화소전극(160)과 이격되어 보호막(150) 상에 형성된다. 바람직하게, 센서 전극부(170)는 상기 단위영역들 중 일부영역 내에 형성되어, 제1 센서배선(120) 및 제2 센서배선(140)과 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 센서 전극부(170)는 화소전극(160)과 상기 단위영역의 장축방향, 즉 제2 방향으로 이웃하게 형성된다. 한편, 센서 전극부(170)는 상기 단위영역 중 제1 센서배선(120) 및 제2 센서배선(140)이 서로 교차되는 지점에 형성되는 것이 바람직하다.

센서 전극부(170)는 제1 센서배선(120)과 전기적으로 연결된 제1 센서 메인 전극(172) 및 제1 센서배선(140)과 전기적으로 연결된 제2 센서 메인전극(174)을 포함한다.

한편, 상기 단위영역들 중 센서 전극부(170)가 형성되지 않은 단위영역들을 제1 단위영역들이라 하고, 센서 전극부가 형성된 단위영역을 제2 단위영역들이라 할 때, 화소전극(160)들은 상기 제1 단위영역들 내에 형성된 제1 화소전극(162)들 및 상기 제2 단위영역들 내에 형성된 제2 화소전극(164)들을 포함한다.

이때, 제1 화소전극(162) 및 제2 화소전극(164)은 서로 다른 면적으로 가질 수도 있지만, 바람직하게 서로 동일한 면적을 갖는다. 즉, 상기 각 단위영역들 내에 형성된 화소전극(160)들의 면적은 모두 동일한 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 단위영역의 제1 방향으로의 폭은 상기 제1 단위영역의 제1 방향으로의 폭보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 제1 화소전극(162)들의 제1 방향으로의 제1 폭(W1)은 제2 화소전극(164)들의 제1 방향으로의 제2 폭(W2)보다 작고, 제1 화소전극(162)들의 제2 방향으로의 제1 길이(L1)는 제2 화소전극(164)들의 제2 방향으로의 제2 길이(L2)보다 큰 것이 바람직하다.

도 4 및 도 5를 참조하여 제1 센서배선(120), 제1 센서 더미전극(126), 제2 센서배선(140), 제2 센서 더미전극(146), 센서 전극부(170) 등에 대하여 보다 자세하게 설명하겠다.

제1 센서배선(120)은 제1 베이스 기판(110) 상에 형성되며, 제1 센서 메인배선(122) 및 제1 센서 돌출전극(124)을 포함한다.

제1 센서 메인배선(122)은 제1 방향으로 길게 연장되어 형성되고, 바람직하게 게이트 배선(GL)과 이웃하게 배치된다.

제1 센서 돌출전극(124)은 제1 센서 메인배선(122)으로부터 제1 방향과 교차되는 방향으로 돌출되고, 바람직하게 데이터 배선(DL)과 평행한 방향으로 돌출되며, 더욱 바람직하게는 제1 방향에 수직한 방향으로 돌출된다. 제1 센서 돌출전극(124)은 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다.

제1 센서 더미전극(126)은 제1 베이스 기판(110) 상에 제1 센서배선(120) 및 스토리지 배선(SL)과 이격되어 형성된다. 제1 센서 더미전극(126)은 제1 센서 돌출전극(124)으로부터 제1 센서 메인배선(122)과 평행한 방향으로 이격된 위치에 형성된다. 제1 센서 더미전극(126)은 제1 방향으로 연장된 형상을 갖고, 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다.

제2 센서배선(140)은 게이트 절연막(120) 상에 형성되고, 제2 센서 메인배선(142) 및 제2 센서 돌출전극(144)을 포함한다.

제2 센서 메인배선(142)은 제2 방향으로 길게 연장되어 형성되고, 바람직하게 데이터 배선(DL)과 이웃하게 배치된다.

제2 센서 돌출전극(144)은 제2 센서 메인배선(142)으로부터 제2 방향과 교차되는 방향으로 제1 센서 돌출전극(124)을 향하여 돌출된다. 즉, 제2 센서 돌출전극(144)은 게이트 배선(GL)과 평행한 방향으로 돌출되며, 더욱 바람직하게는 제2 방향에 수직한 방향으로 돌출된다. 제1 센서 돌출전극(124)은 제1 센서 더미전 극(126)과 중첩되며, 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다.

제2 센서 더미전극(146)은 게이트 절연막(130) 상에 데이터 배선(DL)과 이격되어 형성된다. 제2 센서 더미전극(146)은 제2 센서 돌출전극(144)으로부터 제1 센서 메인배선(122)과 평행한 방향으로 이격되어, 제1 센서 돌출전극(124)과 중첩된다. 제2 센서 더미전극(146)은 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 제1 센서 더미전극(126)은 제2 센서 돌출전극(144)보다 큰 면적을 갖는 것이 바람직하고, 제2 센서 더미전극(146)은 제1 센서 돌출전극(124)보다 작은 면적을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 제1 센서 돌출전극(124)의 면적은 제1 센서 더미전극(126)의 면적과 동일한 것이 바람직하고, 제2 센서 돌출전극(144)의 면적은 제2 센서 더미전극(146)의 면적과 동일한 것이 바람직하다.

센서 전극부(170)는 보호막(150) 상에 형성되고, 화소전극(160)과 동일하게 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 센서 전극부(170)는 제1 센서배선(120)과 전기적으로 연결된 제1 센서 메인전극(172) 및 제1 센서배선(140)과 전기적으로 연결된 제2 센서 메인전극(174)을 포함한다.

제1 센서 메인전극(172)은 제1 센서 돌출전극(124)과 중첩되도록 보호막(150) 상에 형성되고, 게이트 절연막(130) 및 보호막(150)에 형성된 제1 콘택홀(CH1)을 통해 제1 센서 돌출전극(124)과 전기적으로 연결된다. 제1 센서 메인전 극(172)은 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하고, 제1 센서 돌출전극(124)을 커버하는 면적을 갖는 것이 바람직하다.

제2 센서 메인전극(174)은 제2 센서 돌출전극(144)과 중첩되도록 보호막(150) 상에 형성되고, 보호막(150)에 형성된 제2 콘택홀(CH2)을 통해 제2 센서 돌출전극(144)과 전기적으로 연결된다. 제2 센서 메인전극(174)은 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하고, 제2 센서 더미전극(126)을 커버하는 면적을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 제1 센서 메인전극(172) 및 제2 센서 메인전극(174)은 제1 방향과 평행한 가상의 기준선을 따라 연장된 형상을 갖는 것이 바람직한다. 또한, 제2 센서 더미전극(146)은 게이트 절연막(130) 및 보호막(150)에 형성된 제1 콘택홀(CH1)의 일측에 제1 센서 돌출전극(124)과 중첩되도록 형성된 것이 바람직하다.

도 1, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 실시예에 의한 대향기판(200)을 설명하겠다.

우선, 대향기판(200)은 제2 베이스 기판(210), 차광막(220), 컬러필터(미도시), 오버 코팅막(230) 및 공통전극(240)을 포함한다.

제2 베이스 기판(210)은 제1 베이스 기판(110)과 대향하여 배치되며, 플레이트 형상을 갖는다. 제2 베이스 기판(210)은 제1 베이스 기판(110)과 동일하게 투명한 유리, 석영, 합성수지 등으로 이루어질 수 있다.

차광막(220)은 제1 베이스 기판(110)과 마주보는 제2 베이스 기판(210)의 일면에 형성된다. 일례로, 차광막(220)은 게이트 배선(GL), 데이터 배선(DL), 제1 센 서배선(120), 제2 센서배선(140), 스토리지 배선(SL) 및 박막 트랜지스터(TFT)를 커버하도록 형성될 수 있다.

상기 컬러필터는 차광막(220)을 덮도록 제2 베이스 기판(210) 상에 형성되고, 어레이 기판(100)의 화소전극(160)들과 대응되도록 복수개가 형성된다. 상기 컬러필터는 일례로, 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함한다.

오버 코팅막(230)은 상기 컬러필터를 덮도록 형성되고, 센서 전극부(170)를 향해 돌출된 센서돌기(232)를 포함한다. 센서돌기(232)는 센서 전극부(170)의 길이방향과 동일한 방향, 즉 제1 방향으로 연장된 형상을 갖는다. 센서돌기(232)의 제1 방향의 길이는 30um ~ 60um의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

도 1, 도 5, 도 6 및 도 7을 참조하여 도 1에 도시된 구성요소들의 전기적인 연결관계를 간단하게 설명하겠다.

우선, 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 서로 교차되는 방향으로 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극이 게이트 배선(GL)과 전기적으로 연결되고, 소스 전극이 데이터 배선(DL)과 전기적으로 연결되며, 드레인 전극이 화소전극(160)과 전기적으로 연결된다. 이때, 화소전극(160)은 센서 전극부(170)와 이웃하지 않는 제1 화소전극(162) 및 센서 전극부(170)와 이웃하는 제2 화소전극(164)을 포함한다.

화소전극(160)은 대향기판(200)의 공통전극(240)과의 사이에서 액정 커패시터(Clc)를 형성하고, 스토리지 배선(SL)과의 사이에서 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 여기서, 공통전극(240)에는 공통전압(Vcom)이 인가되고, 스토리지 배선(SL)에는 스토리지 전압(Vst)이 인가된다.

한편, 제1 센서배선(120)이 게이트 배선(GL)과 평행하게 형성되고, 제2 센서배선(140)이 데이터 배선(DL)과 평행하게 형성된다. 제1 및 제2 센서배선(120, 140)은 제2 화소전극(164)과 이웃하게 형성된 센서 전극부(170)와 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 제1 센서배선(120)은 제1 센서 메인전극(172)과 전기적으로 연결되고, 제2 센서배선(140)은 제2 센서 메인전극(174)과 전기적으로 연결된다.

따라서, 표시패널의 외부에 압력을 가하면, 공통전극(240)이 제1 및 제2 센서 메인전극(172, 174)과 전기적으로 접촉되고, 그 결과 공통전압(Vcom)이 제1 및 제2 센서배선을 통해 외부의 센서 구동부(미도시)로 이동하여 제어한다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 우선 센서 전극부(170)가 화소전극(160)과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하여 형성됨에 따라, 전체적인 표시패널의 개구율을 보다 증가시킬 수 있다.

즉, 종래에는 센서 전극부(170)가 화소전극(160)과 상기 단위영역의 단축방향으로 이웃하여 형성됨에 따라, 화소전극(160)이 차지하는 면적이 줄어듦으로써 전체적인 개구율이 감소되었으나, 본 실시예처럼 센서 전극부(170)가 화소전극(160)과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하여 형성될 경우, 화소전극(160)의 면적이 감소되는 것을 최소화하여 전체적인 개구율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 센서 돌출전극(124)의 상부에 제2 센서 더미전극(146)이 형성되고, 제2 센서 돌출전극(144)의 하부에 제1 센서 더미전극(126)이 형성됨에 따라, 센서 전극부(170)에서 단차가 생기는 것을 어느 정도 억제할 수 있다. 이와 같이 센서 전극부(170)에서 단차가 생기는 것이 억제될 경우, 외부의 압력에 의해 공통전극(126)이 제1 및 제2 센서 메인전극(172, 174)과 동시에 접촉될 뿐만 아니라 접촉될 확률도 다소 높아질 수 있다. 결국, 제1 및 제2 센서 메인전극(172, 174)의 전체면적도 최소화되어, 표시패널의 전체적인 개구율이 더욱 향상될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 센서 전극부가 화소전극과 단위영역의 장축방향으로 이웃하여 형성됨에 따라, 전체적인 표시패널의 개구율을 보다 증가시킬 수 있고, 그 결과 전체적인 휘도가 증가될 수 있다.

또한, 제1 센서 돌출전극의 상부에 제2 센서 더미전극이 형성되고, 제2 센서 돌출전극의 하부에 제1 센서 더미전극이 형성됨에 따라, 센서 전극부(170)에서 단차가 생기는 것을 억제하여, 공통전극을 제1 및 제2 센서 메인전극에 동시에 접촉시킬 뿐만 아니라 접촉될 확률도 향상시킬 수 있다. 그로 인해, 제1 및 제2 센서 메인전극의 전체면적을 최소화하여 표시패널의 개구율을 더욱 향상시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

제1 방향으로 형성된 게이트 배선;

상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된 데이터 배선;

상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터;

상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극;

상기 게이트 배선과 평행한 제1 센서배선;

상기 데이터 배선과 평행한 제2 센서배선; 및

상기 단위영역 내에 형성되어 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되고, 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하는 센서 전극부를 포함하는 어레이 기판.
제1항에 있어서, 상기 게이트 배선 및 상기 제1 센서배선은 베이스 기판 상에 형성되어 게이트 절연막에 의해 덮여지고,

상기 데이터 배선 및 상기 제2 센서배선은 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 보호막에 의해 덮여지며,

상기 화소전극 및 상기 센서 전극부는 상기 보호막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제2항에 있어서, 상기 제1 센서배선은 상기 제1 방향으로 형성된 제1 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 메인배선으로부터 상기 제2 방향으로 돌출된 제1 센서 돌출전극을 포함하고,

상기 제2 센서배선은 상기 제2 방향으로 형성된 제2 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 돌출전극과 마주보도록 상기 제2 센서 메인배선으로부터 상기 제1 방향으로 돌출된 제2 센서 돌출전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제3항에 있어서, 상기 센서 전극부는

상기 제1 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 보호막 상에 형성되어, 상기 게이트 절연막 및 상기 보호막에 형성된 제1 콘택홀을 통해 상기 제1 센서 돌출전극과 전기적으로 연결되는 제1 센서 메인전극; 및

상기 제2 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 보호막 상에 형성되어, 상기 보호막에 형성된 제2 콘택홀을 통해 상기 제2 센서 돌출전극과 전기적으로 연결되는 제2 센서 메인전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 센서 메인전극은 상기 제1 방향의 길이가 상기 제2 방향의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제3항에 있어서, 상기 제2 센서 돌출전극과 대응되도록 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 상기 게이트 절연막에 의해 덮여진 제1 센서 더미전극; 및

상기 제1 센서 돌출전극과 대응되도록 상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 보호막에 의해 덮여진 제2 센서 더미전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제6항에 있어서, 상기 제2 센서 더미전극은 상기 제1 센서 돌출전극보다 작은 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제7항에 있어서, 상기 제2 센서 더미전극은 상기 제1 콘택홀의 일측에 상기 제1 센서 돌출전극과 중첩되도록 형성된 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제6항에 있어서, 상기 제1 센서 더미전극은 상기 제2 센서 돌출전극보다 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제9항에 있어서, 상기 제1 센서 더미전극은 상기 제1 방향의 길이가 상기 제2 방향의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제1항에 있어서, 상기 단위영역은 매트릭스 형태로 복수개가 형성되고, 상기 화소전극은 상기 단위영역들 내에 각각 형성되며,

상기 센서 전극부는 상기 단위영역들 중 일부에 상기 화소전극과 이웃하여 형성된 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제11항에 있어서, 상기 각 단위영역들 내에 형성된 상기 화소전극들의 면적은 모두 동일한 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제12항에 있어서, 상기 화소전극들은 상기 센서 전극부가 형성되지 않은 제1 단위영역들 내에 형성된 제1 화소전극들 및 상기 센서 전극부가 형성된 제2 단위영역들 내에 형성된 제2 화소전극들을 포함하고,

상기 제1 화소전극들의 상기 제1 방향으로의 폭은 상기 제2 화소전극들의 제1 방향으로의 폭보다 짧고, 상기 제1 화소전극들의 상기 제2 방향으로의 길이는 상기 제2 화소전극들의 제2 방향으로의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 표시패널에 있어서,

상기 어레이 기판은

제1 방향으로 형성된 게이트 배선;

상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된 데이터 배선;

상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터;

상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극;

상기 게이트 배선과 평행한 제1 센서배선;

상기 데이터 배선과 평행한 제2 센서배선; 및

상기 단위영역 내에 형성되어 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되고, 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하는 센서 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제14항에 있어서, 상기 제1 센서배선은 상기 제1 방향으로 형성된 제1 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 메인배선으로부터 상기 제2 방향으로 돌출된 제1 센서 돌출전극을 포함하고,

상기 제2 센서배선은 상기 제2 방향으로 형성된 제2 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 돌출전극과 마주보도록 상기 제2 센서 메인배선으로부터 상기 제1 방향으로 돌출된 제2 센서 돌출전극을 포함하며,

상기 어레이 기판은

상기 제2 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 제2 센서 돌출전극의 하부에 형성된 제1 센서 더미전극; 및

상기 제1 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 제1 센서 돌출전극의 상부에 형성된 제2 센서 더미전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제14항에 있어서, 상기 대향기판은

상기 센서 전극부를 향해 돌출된 센서돌기를 갖는 오버 코팅막; 및

상기 오버 코팅막 상에 형성된 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제16항에 있어서, 상기 센서 전극부는 상기 제1 방향의 길이가 상기 제2 방향의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 표시패널.
제17항에 있어서, 상기 센서돌기는 상기 센서 전극부에 대응되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제18항에 있어서, 상기 센서돌기의 상기 제1 방향의 길이는 30um ~ 60um의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제14항에 있어서, 상기 대향기판은

대향 베이스 기판 상에 형성된 차광막; 및

상기 차광막을 덮도록 상기 대향 베이스 기판 상에 형성되며, 상기 오버 코팅막에 의해 덮여지는 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1 방향으로 형성된 게이트 배선;

상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된 데이터 배선;

상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터;

상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극;

상기 게이트 배선과 평행한 제1 센서배선;

상기 데이터 배선과 평행한 제2 센서배선; 및

상기 단위영역 중 상기 제1 및 제2 센서배선과 교차하는 곳에 형성되어, 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되는 센서 전극부를 포함하는 어레이 기판.
제21항에 있어서, 상기 센서 전극부는 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제22항에 있어서, 상기 게이트 배선 및 상기 제1 센서배선은 베이스 기판 상에 형성되어 게이트 절연막에 의해 덮여지고,

상기 데이터 배선 및 상기 제2 센서배선은 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 보호막에 의해 덮여지며,

상기 화소전극 및 상기 센서 전극부는 상기 보호막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제23항에 있어서, 상기 제1 센서배선은 상기 제1 방향으로 형성된 제1 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 메인배선으로부터 상기 제2 방향으로 돌출된 제1 센서 돌출전극을 포함하고,

상기 제2 센서배선은 상기 제2 방향으로 형성된 제2 센서 메인배선, 및 상기 제1 센서 돌출전극과 마주보도록 상기 제2 센서 메인배선으로부터 상기 제1 방향으로 돌출된 제2 센서 돌출전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제24항에 있어서, 상기 센서 전극부는

상기 제1 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 보호막 상에 형성되어, 상기 게이트 절연막 및 상기 보호막에 형성된 제1 콘택홀을 통해 상기 제1 센서 돌출전극과 전기적으로 연결되는 제1 센서 메인전극; 및

상기 제2 센서 돌출전극과 중첩되도록 상기 보호막 상에 형성되어, 상기 보호막에 형성된 제2 콘택홀을 통해 상기 제2 센서 돌출전극과 전기적으로 연결되는 제2 센서 메인전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
제25항에 있어서, 상기 제2 센서 돌출전극과 대응되도록 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 상기 게이트 절연막에 의해 덮여진 제1 센서 더미전극; 및

상기 제1 센서 돌출전극과 대응되도록 상기 게이트 절연막 상에 형성되고, 상기 보호막에 의해 덮여진 제2 센서 더미전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
어레이 기판, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향기판, 및 상기 어레이 기판 과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 표시패널에 있어서,

상기 어레이 기판은

제1 방향으로 형성된 게이트 배선;

상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 형성된 데이터 배선;

상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터;

상기 게이트 및 데이터 배선에 의해 정의된 단위영역 내에 형성되어, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극;

상기 게이트 배선과 평행한 제1 센서배선;

상기 데이터 배선과 평행한 제2 센서배선; 및

상기 단위영역 중 상기 제1 및 제2 센서배선과 교차하는 곳에 형성되어, 상기 제1 및 제2 센서배선과 전기적으로 연결되는 센서 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제27항에 있어서, 상기 센서 전극부는 상기 화소전극과 상기 단위영역의 장축방향으로 이웃하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 표시패널.