KR100272514B1 - Ips mode lcd apparatus equipped with position detection function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서 특히, IPS모드에서 정전차폐 및 위치검출을 동시에 수행하는데 적당하도록 한 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to an IPS mode liquid crystal display device having a position detection function suitable for simultaneously performing electrostatic shielding and position detection in the IPS mode.
일반적으로 액정 디스플레이 셀은 기본적으로 내측에 액정을 포함하는 두 개의 글래스 기판으로 만들어지며 디스플레이모드에 따라 TN, STN으로 나뉘어 진다.Generally, a liquid crystal display cell is basically made of two glass substrates containing liquid crystals inside, and is divided into TN and STN according to the display mode.
비록 TN과 STN이 이러한 액정디스플레이소자의 공정에서 액정의 물질, 구동, 전극패턴, 디스플레이 사이즈를 위한 많은 변수를 가지고 있다는 것은 같지만 이러한 LCD의 공정프로세서를 완벽하게 하기 위해서는 많은 에셈블링 공정스텝을 필요로하게 된다.Although TN and STN have many variables for the material, driving, electrode pattern, and display size of liquid crystal in the process of the liquid crystal display device, many of the assembling process steps are required to perfect the process processor of the LCD. Done.
일반적으로 TN-모드 LCD는 디스플레이 모드에 따라 Reflective타입과 트랜스미션 타입의 2가지 타입이 있다.In general, there are two types of TN-mode LCDs, a reflective type and a transmission type, depending on the display mode.
액티브 메트릭스 LCD에서 트랜스미션 타입은 일반적으로 색상 디스플레이의 경우에 사용된다.In active matrix LCDs, transmission types are commonly used for color displays.
트랜스미션 모드에서는 판넬의 뒷면에 부착된 형광램프에 의해 디스플레이 동작한다.In transmission mode, the display is activated by a fluorescent lamp attached to the back of the panel.
판넬은 하판과 상판의 두 개의 평판으로 구성된다. 하판은 TFT어레이가 배치되고 상판은 블랙매트릭스층 및 칼라필터층이 배치된다.The panel consists of two plates, the bottom plate and the top plate. The lower plate is arranged with the TFT array and the upper plate is arranged with the black matrix layer and the color filter layer.
이러한 하판과 상판은 TFT와 칼라필터층이 서로 마주보도록 설계된다.The lower plate and the upper plate are designed so that the TFT and the color filter layer face each other.
액정은 두 개의 평판 사이에 주입되고 최대한 균일성을 갖고 수 마이크로미터의 조그만 갭(Gap)에 채워진다.The liquid crystal is injected between the two plates and filled in a small gap of several micrometers with maximum uniformity.
일반적으로 트위스트된 Nematic액정이 사용되며 따라서 각각의 기판 바깥쪽 표면상에 편광필름을 필요로 한다.Twisted Nematic liquid crystals are generally used and therefore require a polarizing film on the outer surface of each substrate.
픽셀은 하부기판상에 형성되고 X-Y메트릭스 형태로 배열된다.The pixels are formed on the lower substrate and arranged in the form of X-Y metrics.
각각의 픽셀은 액정캐패시터에 축적된 전하를 컨트롤하기 위해 아날로그 스위치와 같이 동작하는 비정질 실리콘 TFT를 가진다.Each pixel has an amorphous silicon TFT that acts like an analog switch to control the charge accumulated in the liquid crystal capacitor.
캐패시턴스는 하부기판상의 픽셀전극과 상부전극상의 공통전극 사이에 형성된다.The capacitance is formed between the pixel electrode on the lower substrate and the common electrode on the upper electrode.
상부기판상의 칼라필터층은 R, G, B 3색으로 구성되어 있다.The color filter layer on the upper substrate is composed of three colors R, G, and B.
전극라인은 TFT기판상에 형성되고 각 픽셀에서 TFT동작을 제어한다. 각각의 단위픽셀회로는 버스라인들이 교차하는 지점에 형성된다.An electrode line is formed on the TFT substrate and controls the TFT operation at each pixel. Each unit pixel circuit is formed at the intersection of bus lines.
여기서 모든 버스라인들은 스크린 주변의 드라이브 IC와 연결된다.Here all bus lines are connected to the drive ICs around the screen.
TFT-LCD는 아날로그 메모리소자로 간주될 수 있으며 한 픽셀은 게이트와 데이타 버스라인이 교차하는 지점에 형성된다.TFT-LCDs can be thought of as analog memory devices and one pixel is formed at the intersection of the gate and data bus lines.
각 픽셀은 TFT와 픽셀 로드캐패시터를 포함하고 상판위의 공통전극과 하판의 픽셀전극 사이에 형성된 액정 캐패시턴스를 포함한다.Each pixel includes a TFT and a pixel load capacitor and includes a liquid crystal capacitance formed between the common electrode on the upper plate and the pixel electrode on the lower plate.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 IPS모드 액정표시장치를 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional IPS mode liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 1b는 종래 IPS모드 액정표시장치(LCD)의 평면도이다.1A to 1B are plan views of a conventional IPS mode liquid crystal display (LCD).
도 1a에 도시한 바와같이 일방향으로 형성된 데이터라인(11)과, 상기 데이터라인과 교차하는 방향으로 형성된 게이트라인(13)과, 상기 게이트라인(13)과 데이터라인(11)에 의해 정의되는 화소영역의 주변부에 형성된 화소전극(15)과, 상기 화소전극(15)을 가로지르며 T형상으로 형성된 대향전극(Vcom)(17)과, 상기 게이트라인(13)과 데이터라인(11)의 교차점에 배치된 TFT(19)로 구성된다.As illustrated in FIG. 1A, a data line 11 formed in one direction, a gate line 13 formed in a direction crossing the data line, and a pixel defined by the gate line 13 and the data line 11 are illustrated. At the intersection of the pixel electrode 15 formed at the periphery of the region, the counter electrode Vcom 17 formed in a T shape across the pixel electrode 15, and the gate line 13 and the data line 11. It consists of the TFT 19 arrange | positioned.
도 1b는 도 1a와 유사하며 대향전극(17)과 화소전극(15)의 배치만이 다르다.FIG. 1B is similar to FIG. 1A and differs only in the arrangement of the counter electrode 17 and the pixel electrode 15.
이와같은 IPS모드의 LCD는 기존의 TN모드의 LCD와는 달리 화소전극과 대향전극간에 형성되는 횡전계에 의해 액정분자를 제어함으로써 투과량을 조절하여 화상을 표시한다.The LCD of the IPS mode, unlike the LCD of the conventional TN mode, displays an image by controlling the amount of transmission by controlling the liquid crystal molecules by a transverse electric field formed between the pixel electrode and the counter electrode.
또한 TN모드의 LCD에서는 상판에 존재하던 ITO(Vcom)가 하판 즉, 화소전극과 같은 기판상에 형성된다.In the LCD of the TN mode, ITO (Vcom) existing on the upper plate is formed on the lower plate, that is, the substrate such as the pixel electrode.
도 2a 내지 2b는 도 1에 도시된 화소전극과 대향전극이 같이 형성되는 하판글래스를 간략히 도시한 단면도이다.2A to 2B are cross-sectional views briefly illustrating a bottom glass in which the pixel electrode and the counter electrode shown in FIG. 1 are formed together.
도 2a는 도 1a에 해당하고 도 2b는 도 1a에 해당한다.FIG. 2A corresponds to FIG. 1A and FIG. 2B corresponds to FIG. 1A.
도 2a 내지 2b에 도시된 바와같이 참조부호 "11"은 데이터라인, 참조부호 "15"는 화소전극, 참조부호 "17"은 대향전극 그리고 참조부호 "21"는 화소전극과 대향전극 사이에 인가되는 신호전계이고, 참조부호 "23"은 잡음전계를 나타낸다.As shown in Figs. 2A to 2B, reference numeral 11 is applied to a data line, reference numeral 15 is a pixel electrode, reference numeral 17 is a counter electrode, and reference numeral 21 is applied between the pixel electrode and the counter electrode. Is a signal electric field, and reference numeral 23 denotes a noise electric field.
여기서 Cp는 화소전극(15)과 대향전극(17)간의 커패시턴스를 가리킨다.Here, Cp denotes the capacitance between the pixel electrode 15 and the counter electrode 17.
한편, 도 3은 종래기술에 따른 IPS모드 액정표시장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an IPS mode liquid crystal display device according to the prior art.
도 3에 도시한 바와같이 크게 상판글래스(31)와 하판글래스(33)로 구성되며 상기 상판글래스(31)상에는 일정간격을 두고 형성된 블랙매트릭스층(35)과, 상기 블랙매트릭스층(35)사이사이에 형성된 칼라필터층(37)과, 상기 칼라필터층(37)을 포함한 전면에 형성된 오버코트층(39)으로 구성되며, 상기 하판글래스(33)에는 상기 블랙매트릭스층(35)에 대향되는 데이터라인(11)과, 상기 데이터라인(11)의 일측에 형성된 대향전극(17)과, 상기 데이터라인(15)의 다른 일측에 형성된 화소전극(15)으로 구성된다.As shown in FIG. 3, the upper plate glass 31 and the lower plate glass 33 are largely formed, and the black matrix layer 35 formed on the upper plate glass 31 with a predetermined interval therebetween, and the black matrix layer 35. And a color filter layer 37 formed therebetween and an overcoat layer 39 formed on the entire surface including the color filter layer 37. The lower plate glass 33 has a data line facing the black matrix layer 35. 11, a counter electrode 17 formed on one side of the data line 11, and a pixel electrode 15 formed on the other side of the data line 15.
그리고 상기 상판글래스(31)와 하판글래스(33)상에 액정(LC)이 봉입되며 상기 상판글래스(31)의 배면에는 ITO층(41)이 형성되는데 이는 외부로부터 인가되는 정전기를 차단하기 위한 것이다.The liquid crystal LC is encapsulated on the upper glass 31 and the lower glass 33, and an ITO layer 41 is formed on the rear surface of the upper glass 31 to block static electricity applied from the outside. .
즉, 외부의 대전된 물체에 접촉할 경우, 상판글래스(31)도 대전되고 이 대전된 상판글래스(31)는 직접적으로 액정분자의 배열에 영향을 주게 된다.That is, when contacted with an externally charged object, the upper glass 31 is also charged and the charged upper glass 31 directly affects the arrangement of liquid crystal molecules.
상기와 같이 대전된 상판글래스(31)에 의한 영향은 빛의 투과량이 데이터 전압으로 제어되지 못하게 되어 화질을 약화시키는 요인으로 작용한다.The influence of the charged top glass 31 as described above is a factor that reduces the image quality of the light transmission amount is not controlled by the data voltage.
따라서, 정전기에 의한 화질의 감소를 방지하기 위해서 상기 상판글래스(31)의 배면에 투명한 전도체인 ITO층(41)을 형성하여 외부로부터 인가되는 정전기를 방지하였다.Therefore, in order to prevent a decrease in image quality due to static electricity, an ITO layer 41, which is a transparent conductor, is formed on the rear surface of the upper glass 31 to prevent static electricity from being applied from the outside.
그러나 상기와 같은 종래 IPS모드의 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the liquid crystal display of the conventional IPS mode as described above has the following problems.
비록 ITO층이 투명할지라도 백-라이트(Back-Light)빛의 투과도를 감소시키며 상판글래스의 배면에 ITO층을 형성하는 공정이 추가되므로 공정이 복잡해진다.Although the ITO layer is transparent, the process is complicated because it reduces the transmittance of back-light light and adds the process of forming the ITO layer on the back surface of the top glass.
특히, IPS모드의 경우, 하판글래스에 화소전극과 대향전극이 모두 형성되어 있으므로 개구율이 매우 떨어지게 된다.In particular, in the IPS mode, since both the pixel electrode and the counter electrode are formed on the bottom glass, the aperture ratio is very low.
이러한 개구율의 저하는 구동전압의 상승을 유발하게 되어 소비전력의 증가를 초래하게 된다.Such a decrease in the aperture ratio causes an increase in the driving voltage, leading to an increase in power consumption.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 개구율(또는 투과도)의 저하를 방지하면서 동시에 정전기에 의한 화질의 저하를 방지하고 별도의 디지타이저(Digitizer)나 타블랫(Tablet)과 같은 위치검출소자를 필요치 않는 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and prevents a decrease in aperture ratio (or transmittance) and at the same time prevents a decrease in image quality due to static electricity and detects a position such as a separate digitizer or tablet. An object of the present invention is to provide an IPS mode liquid crystal display device having a position detection function that does not require an element.
도 1a 내지 1b는 종래 IPS모드 액정표시장치(LCD)의 평면도1A to 1B are plan views of a conventional IPS mode liquid crystal display (LCD).
도 2a 내지 2b는 도 1의 하판글래스에 따른 커패시터 커플링현상을 설명하기 위한 단면도2A through 2B are cross-sectional views illustrating a capacitor coupling phenomenon according to the bottom glass of FIG. 1.
도 3은 종래기술에 따른 IPS모드 액정표시장치의 단면도3 is a cross-sectional view of an IPS mode liquid crystal display device according to the prior art.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 기능을 갖는 IPS모드의 액정표시장치의 단면도4 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device in IPS mode having a position detection function according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치의 평면도5 is a plan view of an IPS mode liquid crystal display device having a position detection function according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 블랙매트릭스층을 보다 자세하게 도시한 등가회로도6 is an equivalent circuit diagram showing in more detail the black matrix layer of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치의 단면도7 is a cross-sectional view of an IPS mode liquid crystal display device having a position detection function according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 ITO층의 구조를 설명하기 위한 위치검출장치의 평면도8 is a plan view of a position detection device for explaining the structure of the ITO layer according to the second embodiment of the present invention;
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 데이터라인 13 : 게이트라인11: data line 13: gate line
15 : 화소전극 17 : 대향전극15 pixel electrode 17 counter electrode
31 : 상판글래스 33 : 하판글래스31: upper glass 33: lower glass
35 : 블랙매트릭스층 35a : 블랙매트릭스패턴35: black matrix layer 35a: black matrix pattern
37 : 칼라필터층 39 : 오버코트층37: color filter layer 39: overcoat layer
41 : ITO층 43a,43b,43c,43d : 구동신호 인가부41: ITO layer 43a, 43b, 43c, 43d: drive signal applying unit
45 : 접지신호 인가라인 51,53 : X축, Y축 그리드45: ground signal applying line 51,53: X-axis, Y-axis grid
55 : 등전위 유지저항 57 : 등전위 보상저항55: equipotential holding resistance 57: equipotential compensation resistance
60 : 액티브영역60: active area
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치는 IPS모드의 액정표시장치에 있어서, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판상에 형성되어 위치검출소자로 사용됨과 동시에 외부로부터 유입되는 정전기를 바이패스시키는 블랙매트릭스층과, 제 2 기판과, 상기 블랙매트릭스층에 대향되도록 상기 제 2 기판상에 형성된 데이터라인과, 상기 데이터라인의 양측에 각각 형성된 화소전극 및 대향전극과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판사이에 봉입된 액정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The IPS mode liquid crystal display device having a position detection function according to the present invention for achieving the above object is formed on the first substrate and the first substrate and used as a position detection element in the liquid crystal display device of the IPS mode. A black matrix layer for bypassing static electricity flowing from the outside, a second substrate, a data line formed on the second substrate so as to face the black matrix layer, and pixel electrodes and opposite electrodes formed on both sides of the data line, respectively And a liquid crystal encapsulated between the first substrate and the second substrate.
이하, 본 발명의 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an IPS mode liquid crystal display having a position detecting function according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 위치검출 기능을 갖는 IPS모드의 액정표시장치에 따른 제 1 실시예를 도시한 것이다.Fig. 4 shows a first embodiment according to the liquid crystal display of the IPS mode having the position detection function of the present invention.
먼저, 본 발명은 정전기를 차단하기 위해 별도로 상판글래스의 배면에 ITO층을 형성하지 않고, 액정표시장치의 블랙매트릭스층을 위치검출소자로 사용함과 동시에 인가되는 정전기를 외부로 바이패스(bypass)시키기 위한 것이다.First, in order to block static electricity, the present invention does not separately form an ITO layer on the rear surface of the top glass, and uses the black matrix layer of the liquid crystal display as a position detection device and simultaneously bypasses static electricity applied to the outside. It is for.
도 4에 도시한 바와같이 크게 상판글래스(31)와 하판글래스(33), 그리고 상판글래스(31)와 하판글래스(33)사이에 봉입된 액정(LC)을 포함하여 구성되며, 위치검출을 위한 위치신호가 인가되며 상기 상판글래스(31)상에 매트릭스형태로 형성된 블랙매트릭스층(35)과, 상기 블랙매트릭스층(35)의 사이사이에 형성된 칼라필터층(37)과, 상기 칼라필터층(37)을 포함한 전면에 형성된 오버코트층(39)으로 구성된다.As shown in FIG. 4, a liquid crystal (LC) enclosed between the upper glass 31 and the lower glass 33, and the upper glass 31 and the lower glass 33 is largely configured, and is used for position detection. The color filter layer 37 and the color filter layer 37 formed between the black matrix layer 35 formed in a matrix form on the upper plate glass 31 and the black matrix layer 35 are applied to the position signal. It consists of an overcoat layer 39 formed on the front surface.
상기 하판글래스(33)상에는 상기 블랙매트릭스층(35)에 대향되어 형성된 데이터라인(11)과, 상기 데이터라인(11)의 일측에 형성된 대향전극(17)과, 상기 데이터라인의 다른 일측에 형성된 화소전극(15)으로 구성된다.The data line 11 formed on the lower plate 33 to face the black matrix layer 35, the counter electrode 17 formed on one side of the data line 11, and the other side of the data line. It consists of the pixel electrode 15.
이와같은 본 발명의 제 1 실시예에서는 상판글래스(31)상에 형성된 블랙매트릭스층(35)을 위치검출소자로 사용한다.In the first embodiment of the present invention, the black matrix layer 35 formed on the upper plate glass 31 is used as the position detecting element.
즉, 도 4에 도시한 바와같이 블랙매트릭스층(35)을 위치검출소자로 사용하기 위해서, 상판글래스(31)의 일측에서 상기 블랙매트릭스층(35)으로 위치검출을 위한 구동AC신호를 인가하는 구동신호 인가부(43)와, 상기 상판글래스(31)의 또다른 일측에서 블랙매트릭스층(35)으로 접지신호를 인가하는 접지신호 인가라인(45)이 더 구성된다.That is, in order to use the black matrix layer 35 as the position detecting element as shown in FIG. 4, a driving AC signal for position detection is applied from one side of the upper plate glass 31 to the black matrix layer 35. The driving signal applying unit 43 and a ground signal applying line 45 for applying a ground signal to the black matrix layer 35 on the other side of the upper glass 31 are further configured.
여기서, 상기 구동신호 인가부(43)와 접지신호 인가라인(45)은 신호인가 방향에 따라 인가되는 신호가 서로 바뀔 수 있다.In this case, the driving signal applying unit 43 and the ground signal applying line 45 may change signals applied according to a signal application direction.
이와같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The IPS mode liquid crystal display device having a position detection function according to the first embodiment of the present invention will be described in detail as follows.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치의 평면도이다.5 is a plan view of an IPS mode liquid crystal display device having a position detection function according to a first embodiment of the present invention.
도 5에 도시한 바와같이 상판글래스(31)의 네 모서리부근에 위치하여 위치검출소자로 위치검출용 AC신호를 인가하는 구동신호 인가부(43a,43b,43c,43d)와, 액티브영역내에서 서로 일정간격을 두고 일방향으로 형성된 X축 그리드(51)들과, 상기 X축 그리드(51)들과 교차하는 방향으로 형성된 Y축 그리드(53)들과, 상기 구동신호 인가부(43)에서 전달된 위치검출용 AC신호가 상기 X, Y축 그리드(51,53)들에 인가될 때 등전위를 이루도록 전위를 보상해주는 등전위 유지저항(55) 및 등전위 보상저항(57)들을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, drive signal applying units 43a, 43b, 43c, 43d located near the four corners of the upper plate glass 31 to apply the position detection AC signal to the position detecting element, and in the active region. X-axis grids 51 formed in one direction at a predetermined interval from each other, Y-axis grids 53 formed in a direction crossing the X-axis grids 51, and transmitted from the driving signal applying unit 43 And the equipotential holding resistor 55 and the equipotential compensating resistors 57 for compensating for the potential to achieve the equipotential when the position detecting AC signal is applied to the X and Y axis grids 51 and 53.
여기서, 미설명부호 "59"은 각 구동신호 인가부(43a,43b,43c,43d)에서 전달된 구동AC신호를 상기 등전위 유지저항(55)에 전달하는 신호전달저항이고, 상기 등전위 보상저항(57)은 등전위 유지저항(55)과 X축 및 Y축 그리드(51,53)들 사이에 형성되어 등전위 유지저항(55)으로 부터 전달된 구동AC신호가 각 X축 및 Y축 그리드(51,53)로 전달될 때 등전위를 이루도록 전위를 보상한다.Here, reference numeral "59" denotes a signal transfer resistance that transfers the drive AC signal transmitted from each driving signal applying unit 43a, 43b, 43c, 43d to the equipotential holding resistor 55, and the equipotential compensation resistor ( 57 is formed between the equipotential holding resistor 55 and the X-axis and Y-axis grids 51 and 53 so that driving AC signals transmitted from the equipotential holding resistors 55 are applied to the X- and Y-axis grids 51, respectively. Compensation for the potential to achieve the equipotential when delivered to 53).
그리고 참조부호 "60"은 LCD의 화상이 디스플레이되는 액티브영역을 나타내며 도 5에 도시된 바와같이 상기 액티브영역 이외의 영역인 넌-액티브영역에 등전위 보상저항(57)들이 구성된다.Reference numeral 60 denotes an active area in which an image of the LCD is displayed, and equipotential compensation resistors 57 are formed in a non-active area other than the active area as shown in FIG.
따라서, 등전위 보상저항(57)들이 액티브영역의 크기에는 영향을 주지 않는다.Therefore, the equipotential compensation resistors 57 do not affect the size of the active region.
또한, 상기 X축 그리드 및 Y축 그리드(51,53)들은 블랙매트릭스층(35)으로 이루어지며 상기 구동신호 인가부(43a,43b,43c,43d)는 하판글래스(33)를 통해 상판글래스(31)로 신호가 인가되도록 구성된다.In addition, the X-axis grid and Y-axis grid (51, 53) is made of a black matrix layer 35, the drive signal applying unit (43a, 43b, 43c, 43d) is the upper plate glass (33) through the lower plate glass (33) And a signal is applied.
이와같이 구성된 본 발명의 블랙매트릭스층을 보다 자세하게 도시한 등가회로를 도 6에 도시하였다.An equivalent circuit showing the black matrix layer of the present invention configured as described above in more detail is shown in FIG.
도 6에 도시한 바와같이 X축 그리드(51)들과 Y축 그리드(53)들이 교차하는 지점을 중심으로해서 사방으로 저항(r)들이 구성되어 있음을 볼 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be seen that resistors r are formed in all directions around the intersection point of the X-axis grids 51 and the Y-axis grids 53.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the IPS mode liquid crystal display device having the position detection function according to the first embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
도 5에 도시한 바와같이 먼저, 상판글래스(31)의 네 모서리부분의 구동신호 인가부(43a,43b,43c,43d)중 구동신호 인가부(43a,43c)를 통해 위치검출용 AC신호가 인가되면 상기 AC신호들은 X축 그리드(51)들을 통해 맨우측까지 전달된다.As shown in FIG. 5, first, the position detection AC signal is transmitted through the drive signal applying units 43a and 43c of the drive signal applying units 43a, 43b, 43c, and 43d at the four corners of the upper plate glass 31. As shown in FIG. When applied, the AC signals are transmitted to the far right through the X-axis grids 51.
이때, 도 6에 도시한 바와같이 매 그리드들마다 저항이 형성되어 있으므로 좌측에서 우측으로 갈수록 각 지점마다 전위차를 갖게된다.In this case, as shown in FIG. 6, since resistances are formed in every grid, a potential difference exists at each point from left to right.
Y축에 대해서도 X축과 마찬가지로 상기 구동신호 인가부(43a,43b)를 통해 Y축 그리드(53)들로 위치검출용 AC신호를 전달하면 된다.Similarly to the X axis, the position detection AC signal may be transferred to the Y axis grid 53 through the drive signal applying units 43a and 43b.
이와같이 X축 및 Y에 대해 구동신호를 인가하고 전자펜을 임의의 지점에 콘택시키면 전자펜과 X축 및 Y축 그리드(51,53)들로 구성된 블랙매트릭스층과의 커패시티브 커플링효과에 의해 전자펜에 신호가 유기된다.In this way, when a driving signal is applied to the X and Y axes, and the electronic pen is contacted at an arbitrary point, the capacitive coupling effect between the electronic pen and the black matrix layer composed of the X and Y axis grids 51 and 53 is applied. The signal is induced by the electronic pen.
따라서, 전자펜에 유기된 신호를 계산하면 임의의 지점에 대해 위치를 검출할 수 있다.Therefore, by calculating the signal induced in the electronic pen, the position can be detected at any point.
이때 외부로부터 정전기가 인가되더라도 도 4에 도시한 바와같이 상판글래스(31)상에 형성된 블랙매트릭스층(35)을 통해서 외부로 바이패스시킬 수 있다.In this case, even if static electricity is applied from the outside, it may be bypassed to the outside through the black matrix layer 35 formed on the top glass 31 as shown in FIG.
즉, 블랙매트릭스층(35)을 위치검출소자로 사용하기 위해서는 일측에 구동신호를 인가하여야 하고, 또다른 일측에는 접지신호를 인가하여야 하기 때문에 외부로부터 정전기가 유입되면 상기 블랙매트릭스층(35)의 구동신호의 패스(PATH)를 따라 정전기가 빠져나가게 된다.That is, in order to use the black matrix layer 35 as a position detecting element, a driving signal should be applied to one side and a ground signal should be applied to the other side, so that when the static electricity flows from the outside, the black matrix layer 35 Static electricity is discharged along the path PATH of the driving signal.
한편, 도 7은 본 발명의 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a second embodiment of the IPS mode liquid crystal display apparatus having the position detection function of the present invention.
본 발명에 따른 제 2 실시예는 상판글래스와 하판글래스 사이에 정전기 차폐용 ITO층을 구성한 것이다.According to a second embodiment of the present invention, an ITO layer for electrostatic shielding is formed between upper glass and lower glass.
그리고 위치검출용 AC신호를 상기 정전기 차폐용 ITO층에 인가하여 상기 정전기 차폐용 ITO층을 위치검출소자로 사용하는 것을 특징으로 한다.The position detection AC signal is applied to the electrostatic shielding ITO layer, and the electrostatic shielding ITO layer is used as a position detecting element.
즉, 도 7에 도시한 바와같이 크게 상판글래스(31) 및 하판글래스(33)와, 상기 상판글래스(31)와 하판글래스(33)사이에 형성된 액정(LC)으로 구성되며 상기 상판글래스(31)상에는 일정간격을 두고 형성된 복수개의 블랙매트릭스층(35)과, 상기 각 블랙매트릭스층(35) 사이사이에 형성된 칼라필터층(37)과, 상기 칼라필터층(37)을 포함한 전면에 형성된 오버코트층(39)과, 상기 오버코트층(39)상에 형성되고 위치검출용 AC신호가 인가되는 정전기 차폐용 ITO층(41)을 포함하여 구성된다.That is, as shown in FIG. 7, the upper glass 31 is composed of a liquid crystal LC formed between the upper glass 31 and the lower glass 33 and the upper glass 31 and the lower glass 33. ) A plurality of black matrix layers 35 formed at predetermined intervals, a color filter layer 37 formed between each of the black matrix layers 35, and an overcoat layer formed on the entire surface including the color filter layer 37. 39 and an electrostatic shielding ITO layer 41 formed on the overcoat layer 39 and to which an AC signal for position detection is applied.
그리고 상기 하판글래스(33)상에는 상기 블랙매트릭스층(35)에 대향되어 형성된 데이터라인(11)과, 상기 데이터라인(11)의 일측에 형성된 대향전극(17)과, 상기 데이터라인의 다른 일측에 형성된 화소전극(15)이 구성된다.In addition, the lower plate 33 has a data line 11 formed to face the black matrix layer 35, a counter electrode 17 formed at one side of the data line 11, and another side of the data line. The formed pixel electrode 15 is constituted.
이와같은 본 발명의 제 2 실시예에 의하면 ITO층에 위치검출을 위한 AC신호를 인가하여 상기 ITO층을 위치검출용 그리드전극으로 사용하는 것이다.According to the second embodiment of the present invention, an AC signal for position detection is applied to the ITO layer to use the ITO layer as a grid electrode for position detection.
그리고, 상기 블랙매트릭스층(35)과 ITO층(41)간의 구조상 발생하는 커패시티브 커플링현상을 최소화하기 ITO층의 구조를 다음과 같이 패터닝한다.In addition, the structure of the ITO layer is patterned as follows to minimize capacitive coupling occurring due to the structure between the black matrix layer 35 and the ITO layer 41.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 ITO층의 구조를 설명하기 위한 위치검출장치의 평면도이다.8 is a plan view of a position detection apparatus for explaining the structure of the ITO layer according to the second embodiment of the present invention.
매트릭스형태로 형성된 블랙매트릭스패턴(35a)들과, 인접한 블랙매트릭스패턴(35a)들 사이에서 위치검출을 위한 X축방향의 그리드로 사용되는 제 1 ITO층(41a)과, Y축방향의 그리드로 사용되며 상기 제 1 ITO층(41a)과 교차하는 방향으로 형성된 제 2 ITO층(41b)과, 상기 제 1 ITO층(41a)하부에서 제 1 ITO층(41a)의 폭과 동일하게 패터닝된 화소전극(도면에 도시되지 않음)을 포함하여 구성된다.Between the black matrix patterns 35a formed in a matrix form, the first ITO layer 41a used as a grid in the X-axis direction for position detection between the adjacent black matrix patterns 35a, and a grid in the Y-axis direction. A second ITO layer 41b used in the direction intersecting the first ITO layer 41a, and a pixel patterned to be equal to the width of the first ITO layer 41a below the first ITO layer 41a. And an electrode (not shown in the figure).
여기서, 도면부호 "43a"는 구동신호 인가부이고, 도면부호 "55"는 등전위 유지저항이다. 그리고 도면부호 "57"은 등전위 보상저항이고 "59"는 신호전달저항이다.Here, reference numeral 43a denotes a drive signal applying unit, and reference numeral 55 denotes an equipotential holding resistor. Reference numeral 57 denotes an equipotential compensation resistor and 59 a signal transfer resistance.
이와같은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 IPS모드 위치검출장치는 위치검출을 위한 위치신호를 화소전극의 폭과 동일하게 패터닝된 제 1 및 제 2 ITO층(41a,41b)에 인가한다.The IPS mode position detection apparatus according to the second embodiment of the present invention applies a position signal for position detection to the first and second ITO layers 41a and 41b patterned to have the same width as the pixel electrode.
즉, 기존의 공통전극용 ITO층처럼 신호가 인가되지 않기 때문에 도 8과 같이 패터닝하게 되면 저항이 높아지더라도 문제가 되지 않는다.That is, since a signal is not applied as in the conventional ITO layer for the common electrode, when patterning as shown in FIG. 8, it does not matter even if the resistance is high.
그리고 제 1 ITO층(41a)들간의 간격이 일정거리를 두고 형성되어 있기 때문에 인접한 ITO층과 블랙매트릭스패턴간에 형성되는 커패시턴스가 현저하게 감소된다.Since the distance between the first ITO layers 41a is formed at a predetermined distance, the capacitance formed between the adjacent ITO layers and the black matrix pattern is significantly reduced.
물론, 제 2 ITO층(41b)도 제 1 ITO층(41a)과 마찬가지이다.Of course, the 2nd ITO layer 41b is also the same as the 1st ITO layer 41a.
따라서 커패시티브 커플링효과를 현저하게 감소시킬 수 있다.Thus, the capacitive coupling effect can be significantly reduced.
또한 블랙매트릭스패턴의 폭보다 화소전극(도면에 도시되지 않음)의 폭이 매우 크므로 전자펜과의 커플링효과가 매우 커지게 되어 전자펜에 유지되는 신호의 크기도 커지게 되므로 신호대 잡음비(S/N비)가 향상된다.In addition, since the width of the pixel electrode (not shown in the drawing) is much larger than the width of the black matrix pattern, the coupling effect with the electronic pen becomes very large, and thus the size of the signal held in the electronic pen increases. / N ratio) is improved.
이상 상술한 바와같이 본 발명의 위치검출 기능을 갖는 IPS모드 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the IPS mode liquid crystal display device having the position detection function of the present invention has the following effects.
첫째, IPS모드 액정표시장치에서 정전기 차폐용으로 사용되는 ITO층에 의해 빛의 투과도가 감소되는 것을 방지하고 블랙매트릭스를 위치검출 소자로 사용하여 위치를 검출함과 동시에 별도의 정전기 차폐용ITO층을 형성하지 않고도 정전기를 방지할 수 있다.Firstly, the light transmittance is prevented from being reduced by the ITO layer used for the electrostatic shielding in the IPS mode liquid crystal display device. Static electricity can be prevented without forming.
둘째, 별도의 위치검출소자를 사용하지 않고 정전기 차폐용 ITO층을 이용하여 위치검출이 가능하다.Second, it is possible to detect the position using an ITO layer for electrostatic shielding without using a separate position detecting element.
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