JP4477379B2 - 液晶表示パネル、これを具備した液晶表示装置及びこの製造方法 - Google Patents

液晶表示パネル、これを具備した液晶表示装置及びこの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は液晶表示パネル、これを具備した液晶表示装置及びこの製造方法に関し、より詳細には表示特性を向上させながら全体的な厚さを減少させることができる液晶表示パネル、これを具備した液晶表示装置及びこの製造方法に関するものである。
一般に表示装置に用いられるタッチパネルは、表示パネルの画面上に示した指示内容を人の手又は物体で選択することができるように表示パネルの最上側に具備されて、手及び物体に直接的に接触される。タッチパネルは接触された位置を把握し、表示装置は接触された位置で指示する内容を入力信号として受けて表示パネルを駆動する。タッチパネルを有する表示装置は、キーボード及びマウスのように表示パネルに連結されて動作する別の入力装置を必要としないため、使用が増加している。
最近、タッチパネルは液晶表示装置にも適用されており、タッチパネルを有する液晶表示装置は映像を表示する液晶表示パネル及び液晶表示パネルの上側に具備され、ユーザから所定の入力を受けて位置情報を検出するタッチパネルを含む。
タッチパネルは、第１基板、第１基板から所定の間隔ほど離隔された第２基板、第１及び第２基板が向かい合う面にそれぞれ形成される第１及び第２透明電極で構成される。
タッチパネルは接着剤によって液晶表示パネルに結合される。この場合、液晶表示パネルとタッチパネルとの間には、液晶表示パネル及びタッチパネルと異なる屈折率を有する層が生成される。従って、液晶表示パネルから出射され映像情報を含む光が前記層によって変質され、結果的に液晶表示装置の全体的な光学的特性が低下する。
又、タッチパネルは、第１及び第２透明電極、第１及び第２基板で構成されるので、タッチパネルによって液晶表示装置の製造原価が上昇して生産性が低下する。又、液晶表示パネル以外にタッチパネルを追加的に具備するので、液晶表示装置の全体的な厚さも増加される。
従って、本発明はユーザが入力する信号を感知して、この信号により駆動される液晶表示パネルを提供する。
本発明は表示特性を向上させながら全体的な厚さを減少させるための液晶表示装置を提供する。
又、本発明は前記した液晶表示装置の製造方法を提供する。
映像を表示するための多数の画素部と外部から提供される光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の光感知部とを有する第１基板と、前記第１基板と対向して結合する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層と、を含み、前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、前記光感知部は、前記光によって駆動されて前記データラインに提供される第１信号を出力するための第２スイッチング素子及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から提供された前記第１信号を出力するための第３スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示パネルを提供する。
また、画像を表示するための複数の画素部及び外部から提供される赤外線に応答して前記赤外線が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための複数の赤外線感知部を有する第１基板と、前記第１基板と対向して結合する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含み、前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、前記赤外線感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する焦電気薄膜によって形成され、前記赤外線に反応して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して、前記コンデンサに充電された前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示パネルを提供する。
また、画像を表示するための複数の画素部及び外部から加わる圧力に応答して前記圧力が加わった位置情報を有するアナログ信号を出力するための複数の圧力感知部を有する第１基板と、前記第１基板と対向して結合する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含み、前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、前記圧力感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する圧電薄膜によって形成され、前記圧力に反応して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して、前記コンデンサに充電された前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示パネルを提供する。
また、多数の画素部を通じて映像を表示し、表示面を通じて入射された光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の光感知部を有する液晶表示パネルと、前記多数の光感知部からの前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、前記光感知部は、前記光によって駆動されて前記データラインに提供される第１信号を出力するための第２スイッチング素子及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から提供された前記第１信号を出力するための第３スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
また、多数の画素部を通じて映像を表示し、表示面を通じて入射された光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の光感知部を有する液晶表示パネルと、前記多数の光感知部からの前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、前記光感知部は、前記制御部から第１信号の入力を受ける第１センサーラインと、前記光に応答して前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子と、前記ゲートラインを通じて提供された第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から印加された前記第１信号を出力するための第３スイッチング素子と、前記第３スイッチング素子から出力された前記第１信号を前記制御部に提供するための第２センサーラインと、を含むことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
また、多数の画素部を通じて映像を表示し、表示面を通じて入射された赤外線に応答して前記赤外線が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の赤外線感知部を有する液晶表示パネルと、前記多数の赤外線感知部からの前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、前記赤外線感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する焦電気薄膜によって形成され、前記赤外線に反応して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して、前記コンデンサに充電された前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
また、多数の画素部を通じて映像を表示し、外部から加わる圧力に応答して、前記圧力が加わる位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の圧力感知部を有する液晶表示パネルと、前記圧力感知部から前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号によって前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、前記液晶表示パネルは、第１スイッチング素子、前記第１スイッチング素子に接続されたゲートライン及びデータラインからなる前記複数の画素部及び前記複数の感知部が具備された第１基板、前記第１基板と対向する第２基板、前記第１及び第２基板との間に介在された液晶層及び前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１及び第２基板との離隔距離を維持するためのセルギャップ維持部材を含み、前記圧力感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する圧電薄膜によって形成され、前記圧力に応答して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインから提供された第２信号に応答して前記コンデンサから提供される前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
また、多数の画素部を通じて映像を表示し、外部から加わる圧力に応答して、前記圧力が加わる位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の圧力感知部を有する液晶表示パネルと、前記圧力感知部から前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号によって前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、前記液晶表示パネルは、ｎ（２以上の自然数）個のゲートライン、ｍ（２以上の自然数）個のデータラインを含む第１基板と、前記第１基板と向かい合う第２基板と、前記第１及び第２基板との間に介在された液晶層と、前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１及び第２基板の離隔距離を維持するためのセルギャップ維持部材と、を含み、前記感知部は、前記圧力に応答して第１信号を充電するためのコンデンサと、前記コンデンサの第１電極に連結され、前記ｎ個のゲートラインのうち、ｉ（１〜ｎの自然数） 番目ゲートラインから提供された第２信号により駆動されて第２信号を出力するための第１スイッチング素子と、前記コンデンサの第１及び第２電極に連結され、前記第１信号により駆動されて前記第２信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置を提供する。
また、液晶表示パネルを通じて映像を表示するための液晶表示装置の製造方法において、映像を表示するために、ゲートライン、データライン、及び第１スイッチング素子からなる多数の画素部及び前記液晶表示パネルの表示面を通じて提供される光を感知して、前記光が提供された位置情報を出力するために第１センサーライン、第２センサーライン、前記光によって駆動されて前記データラインに提供される第１信号を出力するための第２スイッチング素子及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から提供された前記第１信号を出力するための前記第３スイッチング素子からなる光感知部を有する第１基板を製造する段階と、前記第１基板と対向して結合するための第２基板を製造する段階と、前記第１基板と前記第２基板とを結合する段階と、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を形成する段階と、を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法を提供する。
このような液晶表示パネル、これを具備した液晶表示装置及びこの製造方法によると、前記液晶表示パネルには表示面から提供される光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための前記光感知部が前記液晶表示パネルに内蔵される。従って、前記液晶表示装置の表示特性を向上させることができ、全体的な厚さを減少させることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の望ましい実施例をより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る液晶表示装置のブロックダイヤグラムである。
図１を参照すると、本発明の一実施例に係る液晶表示装置７００は、液晶表示パネル４００、光感知部ＬＳＰ、読み出し部５００及び駆動部６００を含む。前記液晶表示パネル４００は、映像を表示するための表示面を具現し、ユーザが提供する光が前記表示面を通じて入力される。一方、前記読み出し部５００と駆動部６００は液晶表示パネルの駆動を制御する制御部を構成する。
前記光感知部ＬＳＰは、前記液晶表示パネル４００に内蔵され前記液晶表示パネル４００の表示面を通じて入射される前記光を感知する。又、前記光感知部ＬＳＰは、前記光が入力された位置情報を有するアナログ信号を出力して前記読み出し部５００に提供する。
前記読み出し部５００は、前記駆動部６００から提供される制御信号に応答して前記光感知部ＬＳＰが前記光を感知することができるように前記光感知部ＬＳＰの駆動を制御するのみならず、前記光感知部ＬＳＰから入力された前記アナログ信号をデジタル信号に変換する。前記読み出し部５００は、変換された前記デジタル信号を前記駆動部６００に伝送する。
前記駆動部６００は、前記読み出し部５００の駆動を制御するための前記制御信号を前記読み出し部５００に提供し、前記読み出し部５００から入力された前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネル４００を駆動するための駆動信号を出力する。従って、前記液晶表示パネル４００は、前記駆動信号に応答して映像を表示する。即ち、前記液晶表示装置７００は、前記現在の画面で前記光が入力された位置に対応する指示内容によって以後の画面を表示することができる。
図２は、図１に図示された液晶表示パネルの断面図であり、図３は、図２に図示された液晶表示パネルを拡大して示した断面図であり、図４は、図３に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。
図２及び図３を参照すると、液晶表示パネル４００は、アレー基板１００、前記アレー基板１００と向かい合うカラーフィルター基板２００及び前記アレー基板１００とカラーフィルター基板２００との間に介在される液晶層３００で構成される。
前記アレー基板１００は、マトリックス形態に形成された多数の画素部ＰＰを有する基板である。又、前記アレー基板１００には、前記液晶表示パネル４００の表示面４１０から入力される光を感知するための多数の光感知部ＬＳＰがマトリックス形態に形成される。ここで、前記アレー基板１００の全体面積において前記光感知部ＬＳＰが占める比率は、前記画素部ＰＰが占める比率より小さい。従って、前記光感知部ＬＳＰによって前記液晶表示パネル４００の全体的な開口率が低下することを減少させることができる。
一方、前記光は前記液晶表示パネル４００の外部からユーザのライトペン８００を通じて提供される。前記ライトペン８００は、前記液晶表示パネル４００の表示面４１０と接触される部分に前記光が発生する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）を内蔵する。
図３及び図４に図示されたように、前記多数の画素部ＰＰのそれぞれは、第１方向Ｄ１に延長されたゲートラインＧＬ、前記第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に延長されたデータラインＤＬ、前記ゲートラインＧＬと前記データラインＤＬにそれぞれ連結された第１薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下、ＴＦＴ）（Ｔ１）及び前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）に連結された透明電極ＴＥ及び反射電極ＲＥを含む。
前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）は、前記ゲートラインＧＬから分岐されたゲート電極、前記データラインＤＬから分岐されたソース電極及び前記透明電極ＴＥと前記反射電極ＲＥに連結されたドレイン電極で構成される。
一方、前記光感知部ＬＳＰのそれぞれは、外部から提供される光により駆動される第２ＴＦＴ（Ｔ２）、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）と電気的に連結された第３ＴＦＴ（Ｔ３）及び前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）に結合され、前記第２方向Ｄ２に延長された第１センサーラインＳＬ１で構成される。前記光感知部ＬＳＰは、前記第１方向Ｄ１に延長され、読み出し部５００（図１に図示されている）から所定の信号を提供受ける第２センサーラインＳＬ２を更に具備する。
前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）は、前記第２センサーラインＳＬ２から分岐されたゲート電極、前記データラインＤＬから分岐されたソース電極及び前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）に連結されたドレイン電極を具備する。前記第２センサーラインＳＬ２は、前記ゲートラインＧＬと同一層に形成され、前記ゲートラインＧＬと所定間隔で離隔された状態で互いに電気的に絶縁される。
又、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）は、前記ゲートラインＧＬから分岐されたゲート電極、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極と連結されたソース電極及び前記第１センサーラインＳＬ１から分岐されたドレイン電極を具備する。前記第１センサーラインＳＬ１は、前記データラインＤＬと同一層に形成され、前記データラインＤＬと所定間隔で離隔された状態で互いに電気的に絶縁される。第１ＴＦＴ（Ｔ１）〜第３ＴＦＴ（Ｔ３）は、例えば非晶質薄膜トランジスタから構成される。
前記透明電極ＴＥは、前記第１〜第３ＴＦＴ（Ｔ１〜Ｔ３）をカバーする絶縁膜上で、前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のドレイン電極を露出させるコンタクトホールＣＯＮを通じて前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）と電気的に連結される。前記透明電極ＴＥは、透明性導電物質であるインジウムティンオキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；以下、ＩＴＯ）またはインジウムジンクオキサイド（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ；以下、ＩＺＯ）からなる。
一方、前記反射電極ＲＥは前記透明電極ＴＥ上に形成され、前記透明電極ＴＥと露出させるための透過窓Ｗ１及び第２ＴＦＴ（Ｔ２）を露出させるための開口窓Ｗ２を具備する。前記反射電極ＲＥは、反射率が高いアルミニウム−ネオジム（ＡｌＮｄ）からなる単一反射膜またはアルミニウム−ネオジム（ＡｌＮｄ）とモリブデンタングステン（ＭｏＷ）からなる二重反射膜で構成されることができる。
前記透過窓Ｗ１は、前記液晶表示装置において生成され液晶表示パネル４００の後面から入射された第１光を透過するための透過部を形成する。又、前記反射電極ＲＥは、前記液晶表示装置の外部から提供される第２光が前記液晶表示パネル４００の表示面を通じて入射される時、前記第２光を反射する反射部を形成する。
一方、前記開口窓Ｗ２は前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）を露出させることにより、前記液晶表示パネル４００の外部でユーザにより故意的に提供される前記光が前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）に印加されることを容易にする。ここで、前記反射電極ＲＥは前記第１及び第３ＴＦＴ（Ｔ１,Ｔ３）をカバーすることにより、前記第１及び第３ＴＦＴ（Ｔ１,Ｔ３）が前記光に反応することを防止する。
ここで、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）はライトペンを用いて前記ユーザが前記液晶表示パネル４００に故意的に提供した前記光にのみ応答するように製造される。即ち、前記液晶表示パネル４００には前記光以外にも前記液晶表示装置６００において生成された第１光及び太陽光のような前記第２光が提供される。この場合、ライトペンを用いて前記ユーザが前記液晶表示パネル４００に故意的に提供した光は、前記第１及び第２光の光度より高い光度を有することにより、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）がその光にのみ動作することができるようにする。
図３及び図４では、前記透明電極ＴＥと反射電極ＲＥを具備する半透過型液晶表示装置のみを図示した。しかし、本発明は前記半透過型液晶表示装置にのみ適用されるのでなく、透過型または反射型液晶表示装置にも充分に適用されることができる。
但し、本発明が前記透過型液晶表示装置に適用される場合、前記透過型液晶表示装置は、前記第１及び第３ＴＦＴ（Ｔ１,Ｔ３）がライトペンからの光に反応しないように前記第１及び第３ＴＦＴ（Ｔ１,Ｔ３）にライトペンからの光が入射されることを遮断するための光遮断部材を更に具備する。
図５は、図４に図示されたアレー基板の各画素及び感知部の等価回路図である。
図５を参照すると、画素部ＰＰのそれぞれは、ゲートラインＧＬ、データラインＤＬ、第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び第１ＴＦＴ（Ｔ１）のドレイン電極に連結された液晶コンデンサＣｌｃを含み、光感知部ＬＳＰは第２ＴＦＴ（Ｔ２）、第３ＴＦＴ（Ｔ３）、第１及び第２センサーラインＳＬ１,ＳＬ２で構成される。
ユーザがライトペンを用いて液晶表示パネルの表示面を通じて前記液晶表示パネル４００（図１に図示されている）に内蔵された前記光感知部ＬＳＰ（図１に図示されている）に光を提供すると、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）はライトペンからの光に応答して駆動される。前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）が駆動されると、前記データラインＤＬを通じて前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極に提供された第１信号は、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極に出力される。ここで、前記第１信号は、駆動部６００（図１に図示されている）から出力され、映像情報を含んでおり、前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）を通過して画素電極に印加されるデータ駆動電圧である。
以後、前記ゲートラインＧＬに第２信号が提供され、その第２信号によって前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）が駆動された状態で、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極から出力された前記第１信号が前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のソース電極に提供される。従って、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のドレイン電極には前記第１信号が出力される。ここで、前記第２信号は駆動部６００から出力され前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のゲート電極に印加されるゲート駆動電圧である。
前記第１信号は、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のドレイン電極に連結された前記第１センサーラインＳＬ１を通じて読み出し部５００（図１に図示されている）に入力される。以後の動作過程は図１及び図２と関連して説明したので省略する。
図６乃至図９は、図３に図示されたアレー基板の製造工程を示した工程図である。
図６を参照すると、アレー基板に全体的に第１導電物質（図示せず）を形成して、前記第１導電物質をパターニングして第１導電パターンを形成する。前記第１導電パターンは、第１方向Ｄ１に延長されたゲートラインＧＬ及び第２センサーラインＳＬ２を含む。前記第１導電パターンは、前記ゲートラインＧＬから分岐された第１ＴＦＴのゲート電極ＧＥ１及び第３ＴＦＴのゲート電極ＧＥ３を更に含む。
図７を参照すると、前記第１導電パターンが形成された前記アレー基板上に半導体膜（図示せず）を形成し、前記半導体膜をタパーニングして、第１乃至第３ＴＦＴのゲート電極ＧＥ１,ＧＥ２,ＧＥ３上に半導体パターンＳＰをそれぞれ形成する。
図８を参照すると、前記半導体パターンＳＰが形成された前記アレー基板上に全体的に第２導電物質（図示せず）を形成し、前記第２導電物質をパターニングして第２導電パターンを形成する。前記第２導電パターンは、第１方向Ｄ１と垂直する第２方向Ｄ２に延長されたデータラインＤＬ及び第１センサーラインＳＬ１を含む。
又、前記第２導電パターンは、前記データラインＤＬから分岐された第１ＴＦＴ（Ｔ１）のソース電極及びドレイン電極ＳＥ１,ＤＥ１、第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース及びドレイン電極ＳＥ２,ＤＥ２、前記第１センサーラインＳＬ１から分岐された第３ＴＦＴ（Ｔ３）のソース電極及びドレイン電極ＳＥ３,ＤＥ３を更に含む。
図４を更に参照すると、アレー基板上には第１ＴＦＴ（Ｔ１）のドレイン電極と電気的に連結され、ＩＴＯまたはＩＺＯからなる透明電極ＴＥが形成される。
図９を参照すると、透明電極ＴＥ上には前記透明電極ＴＥの一部分を露出させるための透過窓Ｗ１及び第２ＴＦＴ（Ｔ２）を露出させるための開口窓Ｗ２を具備する反射電極ＲＥが形成される。
前記透過窓Ｗ１は透過部を形成し、前記反射電極ＲＥは反射部を形成する。前記開口窓Ｗ２は、第２ＴＦＴ（Ｔ２）を露出させることにより、ライトペンから提供される光が前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）に入射されることを容易にする。一方、前記反射電極ＲＥは前記第１及び第３ＴＦＴ（Ｔ１,Ｔ３）をカバーすることにより、前記第１及び第３ＴＦＴ（Ｔ１,Ｔ３）が前記光に反応することを防止する。
図１０は、本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルを示した断面図であり、図１１は、図１０に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。
図１０及び図１１を参照すると、本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルは多数の画素部及び多数の光感知部を含む。
前記多数の画素部ＰＰのそれぞれは、第１方向Ｄ１に延長されたゲートラインＧＬ、前記第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に延長された第１データラインＤＬ１、前記ゲートラインＧＬと前記第１データラインＤＬ１にそれぞれ連結された第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）に連結された透明電極ＴＥ及び反射電極ＲＥを含む。前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）は、前記ゲートラインＧＬに印加されるゲート駆動電圧に応答して前記第１データラインＤＬ１に印加される映像信号を前記ソース電極から入力受けて前記ドレイン電極に出力する。
一方、前記多数の光感知部ＬＳＰのそれぞれは、外部から提供される光によって駆動される第２ＴＦＴ（Ｔ２）、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）と電気的に連結された第３ＴＦＴ（Ｔ３）及び前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）に結合され、前記第２方向Ｄ２に延長された第１センサーラインＳＬ１、前記第１方向Ｄ１に延長され、読み出し部５００（図１に図示されている）から第１信号を提供受ける第２センサーラインＳＬ２を具備する。
前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）は、前記第２センサーラインＳＬ２から分岐されたゲート電極、前記ゲート電極に結合されたソース電極及び前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）に連結されたドレイン電極を具備する。前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）の前記ゲート電極と前記ソース電極を電気的に連結させることにより、前記ゲート電極に提供された第１信号は前記ソース電極に印加される。即ち、前記読み出し部５００から出力された第１信号は、前記第２センサーラインＳＬ２を通じて前記ゲート電極に提供された後、前記ソース電極に印加される。従って、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）が光に応答して駆動されると、前記第１信号は前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極に出力される。
前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）は、前記ゲートラインＧＬから分岐されたゲート電極、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極と連結されたソース電極及び前記第１センサーラインＳＬ１から分岐されたドレイン電極を具備する。前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極から出力された前記第１信号は、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のソース電極に提供される。前記第１信号は、前記ゲートラインＧＬに提供される前記ゲート駆動電圧である第２信号に応答して前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）が動作する時、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のドレイン電極に出力される。以後に、前記第１信号は、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のドレイン電極と連結された前記第１センサーラインＳＬ１を通じて前記読み出し部５００に入力される。
図４に示したように、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極が前記第１データラインＤＬ１から分岐される本発明の一実施例とは異なり、本発明の他の実施例に係る前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極は前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のゲート電極とコンタクトされる。従って、前記第１データラインＤＬ１にかかる負荷を減少させることができ、このために前記映像信号の遅延を防止することができる。
又、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極が前記第１データラインＤＬ１から分岐されると、前記光感知部ＬＳＰが連結された第１データラインＤＬ１にかかる負荷と、前記光感知部ＬＳＰが連結されない第２データラインＤＬ２にかかる負荷とに差が発生する。前記第１及び第２データラインＤＬ１,ＤＬ２間の負荷の大きさが異なるので、前記液晶表示パネル４００にはクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）またはフリッカー（ｆｌｉｃｋｅｒ）現象が発生する。
このように、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極が前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のゲート電極とコンタクトされると、前記第１及び第２データラインＤＬ１,ＤＬ２間にかかる負荷が同じになり、これにより前記液晶表示パネル４００の表示特性を向上させることができる。
図１２は、図１１に図示されたアレー基板の画素部及び光感知部の等価回路図である。
図１２を参照すると、光感知部へ光が提供されると、第２ＴＦＴ（Ｔ２）は前記光に応答して駆動される。前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）が駆動されると、第２センサーラインＳＬ２を通じて前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のゲート電極に提供された第１信号は、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極に提供された後、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極に出力される。ここで、前記第１信号は読み出し部５００（図１に図示されている）から出力され前記第２センサーラインＳＬ２に提供された信号である。
前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極から出力された前記第１信号が前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のソース電極に提供される。以後、前記ゲートラインＧＬに提供された第２信号に応答して前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）が駆動されると、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のドレイン電極には前記第１信号が出力される。
図１３は、本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルを示した断面図であり、図１４は、図１３に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。
図１３及び図１４を参照すると、本発明の他の実施例に係る液晶表示パネル４３０のアレー基板１００は、多数の画素部ＰＰ及び多数の赤外線感知部ＩＳＰを具備する。
前記多数の画素部ＰＰのそれぞれは、ゲートラインＧＬ、データラインＤＬ、第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び透明電極ＴＥ及び反射電極ＲＥを含む。
前記多数の赤外線感知部ＩＳＰのそれぞれは、コンデンサＣ１、第２ＴＦＴ（Ｔ２）及びセンサーラインＳＬで構成され、前記液晶表示パネル４３０の表示面４１０を通じて提供される赤外線が提供された位置を感知し、前記位置情報を有するアナログ信号を出力する。
前記コンデンサＣ１は、前記ゲートラインＧＬと絶縁された状態で前記第１方向Ｄ１に延長された電極ラインＥＬ１及び前記電極ラインＥＬ１と絶縁層を挟んで向かい合う焦電気薄膜ＰＥ１で構成される。前記焦電気薄膜ＰＥ１は、外部から提供される前記赤外線により伝導性を有する物質として、前記赤外線に反応してキャリヤーを発生させる。
一方、前記電極ラインＥＬ１は読み出し部５００に連結され所定信号の入力を受ける。前記電極ラインＥＬ１は、前記ゲートラインＧＬと同一層に形成され、前記ゲートラインＧＬと所定間隔で離隔された状態で第１方向Ｄ１に延長され互いに電気的に絶縁状態を維持する。
又、前記センサーラインＳＬは、前記データラインＤＬと同一層に形成される。前記センサーラインＳＬは、前記データラインＤＬと所定間隔で離隔された状態で前記第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２に延長され互いに電気的に絶縁状態を維持する。
一方、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）は、前記ゲートラインＧＬから分岐されたゲート電極、前記焦電気薄膜ＰＥ１と接続されたソース電極及び前記センサーラインＳＬから分岐されたドレイン電極を具備する。
前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極は、前記焦電気薄膜ＰＥ１を全体的にカバーしながら連結される。前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極は、透明性導電物質であるＩＴＯからなり、前記赤外線は前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極を通過して前記焦電気薄膜ＰＥ１に提供される。ここで、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極と同時にパターニングされる前記センサーラインＳＬ、前記データラインＤＬ、前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のソース及びドレイン電極、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極も前記ＩＴＯからなることが好ましい。
図１５は、図１４に反射電極が具備された状態を示した平面図である。
図１３及び図１５を参照すると、透明電極ＴＥは第１及び第２ＴＦＴ（Ｔ１,Ｔ２）をカバーする絶縁膜上で前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のドレイン電極を露出させるためのコンタクトホールＣＯＮを通じて前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）と電気的に連結される。前記反射電極ＲＥは、前記透明電極ＴＥ上に具備され、前記反射電極ＲＥは、前記透明電極ＴＥと部分的に対応して前記透明電極ＴＥを露出させるための透過窓Ｗ１及び前記焦電気薄膜ＰＥ１を露出させるための開口窓Ｗ２をそれぞれ具備する。
前記開口窓Ｗ２は、前記焦電気薄膜ＰＥ１を露出させることにより、前記液晶表示パネル４３０の外部でユーザにより故意的に提供される前記赤外線が前記焦電気薄膜ＰＥ１に印加されることを容易にする。
図１３乃至図１５では、前記透明電極ＴＥと反射電極ＲＥを具備する半透過型液晶表示装置のみを図示した。しかし、本発明は前記半透過型液晶表示装置にのみ適用されるのでなく、透過型又は反射型液晶表示装置にも充分に適用されることができる。
但し、本発明が前記透過型液晶表示装置に適用される場合、前記透過型液晶表示装置は、前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）が前記赤外線に反応しないように前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）上には前記赤外線を遮断するための赤外線遮断部材を更に具備する。
図１６は、図１４に図示されたアレー基板の各画素及び赤外線感知部の等価回路図である。
図１６を参照すると、画素部ＰＰのそれぞれは、ゲートラインＧＬ、データラインＤＬ、第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び第１ＴＦＴ（Ｔ１）のドレイン電極に連結された液晶コンデンサＣｌｃを含み、赤外線感知部ＩＳＰは、電極ラインＥＬ１、コンデンサＣｌ、第２ＴＦＴ（Ｔ２）及びセンサーラインＳＬで構成される。
赤外線感知部ＩＳＰに赤外線が提供されると、前記コンデンサＣｌは前記赤外線に応答して第１信号を充電する。以後、前記ゲートラインＧＬに印加された第２信号に応答して前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）が駆動されると、前記コンデンサＣｌに充電された第１信号は前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極に提供された後、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極に出力される。ここで、前記第２信号は、駆動部６００から出力され前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のゲート電極に印加されるゲート駆動電圧である。
以後、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極に出力された前記第１信号は前記センサーラインＳＬに入力された後、読み出し部５００に提供される。従って、前記読み出し部５００は前記第２信号により前記液晶表示パネル４００の外部で前記紫外線が提供された位置情報を前記赤外線感知部ＩＳＰから受信することができる。
図１７は、本発明の他の実施例に係る液晶表示装置のブロックダイヤグラムである。
図１７を参照すると、本発明の他の実施例に係る液晶表示装置９００は、液晶表示パネル４５０、圧力感知部ＰＳＰ１、読み出し部５００及び駆動部６００を含む。前記液晶表示パネル４５０は、映像を表示するための表示面を具現し、ユーザが提供する圧力が前記表示面を通じて入力される。
前記圧力感知部ＰＳＰ１は、前記液晶表示パネル４５０に内蔵され前記液晶表示パネル４５０の表示面を通じて提供される前記圧力を受信する。又、前記圧力感知部ＰＳＰ１は、前記圧力が加わる位置情報を有するアナログ信号を出力して前記読み出し部５００に提供する。
前記読み出し部５００は、前記駆動部６００から提供される制御信号に応答して前記圧力感知部ＰＳＰ１が前記圧力を感知することができるように駆動を制御する。又、前記読み出し部５００は、前記圧力感知部ＰＳＰ１から入力された前記アナログ信号をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記駆動部６００に伝送する。
前記駆動部６００は、前記制御信号を前記読み出し部５００に提供するのみならず、前記読み出し部５００から入力された前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネル４５０を駆動するための駆動信号を出力する。従って、前記液晶表示パネル４５０は前記駆動信号に応答して映像を表示する。即ち、前記液晶表示装置９００は、前記現在の画面で前記圧力が加わる位置に対応する指示内容を以後の画面で表示することができる。
図１８は、図１７に図示された液晶表示パネルを示した断面図であり、図１９は、図１８に図示された液晶表示パネルを拡大して示した断面図であり、図２０は、図１９に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。
図１８及び図１９を参照すると、液晶表示パネル４５０は、アレー基板１００、前記アレー基板１００と向かい合うカラーフィルター基板２００、前記アレー基板１００と前記カラーフィルター基板２００との間に介在された液晶層３００及び前記アレー基板１００と前記カラーフィルター基板２００との間で二つの基板を所定間隔で離隔させるためのセルギャップ維持部材３５０を含む。
前記アレー基板１００は、マトリックス形態に配置された多数の画素部ＰＰ及び前記液晶表示パネル４５０の外部から加わる圧力を感知するための多数の圧力感知部ＰＳＰ１を具備する。前記セルギャップ維持部材３５０は、前記多数の圧力感知部ＰＳＰ１が形成された位置に対応するように具備される。前記圧力はユーザの指９５０またはペンを用いて前記液晶表示パネル４５０の表示面４１０に提供されることができる。以後、前記圧力は前記セルギャップ維持部材３５０を通じて前記多数の圧力感知部ＰＳＰ１に伝達される。
前記圧力が、前記セルギャップ維持部材３５０を通じて前記多数の圧力感知部ＰＳＰ１に容易に伝達されることができるようにするために、前記カラーフィルター基板２００は、前記圧力による変更が容易なプラスチック材質で構成される。しかし、前記アレー基板１００は前記圧力により変更されるのとは関係がないので、プラスチックのみならずガラスでも構成されることができる。
図１９及び図２０に図示されたように、前記多数の画素部ＰＰのそれぞれは、ゲートラインＧＬ、データラインＤＬ、第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び透明電極ＴＥで構成される。
一方、前記多数の圧力感知部ＰＳＰ１のそれぞれは、コンデンサＣ２、第２ＴＦＴ（Ｔ２）及びセンサーラインＳＬで構成され、前記液晶表示パネル４５０の表示面４１０に圧力が加わる位置を感知して、前記位置情報を有するアナログ信号を出力する。
前記コンデンサＣ２は、前記ゲートラインＧＬと絶縁された状態で前記第１方向Ｄ１に延長された電極ラインＥＬ２及び前記電極ラインＥＬ２と絶縁層を挟んで向かい合う圧電薄膜ＰＥ２で構成される。ここで、前記圧電薄膜ＰＥ２は、圧電効果を有する高分子フィルムで構成される。前記高分子フィルムには高温高電界で圧電効果が現れるポリフッ化ビニリデン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｆｌｕｏｒｉｄｅ；ＰＴＤＦ）またはポリフッ化ビニル（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｆｌｕｏｉｄｅ；ＰＶＦ）などがある。圧電薄膜ＰＥ２は、セルギャップ維持部材３５０と電極ラインＥＬ２との間に介在される。また、圧電薄膜ＰＥ２は、第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極と電気的に接続されている。
前記圧電薄膜ＰＥ２に前記圧力が提供されると、前記圧電薄膜ＰＥ２は前記圧力に反応してキャリヤーを発生させる。一方、前記電極ラインＥＬ２は、読み出し部に連結され所定の信号を入力受ける。
一方、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）は、前記ゲートラインＧＬから分岐されたゲート電極、前記圧電薄膜ＰＥ２に連結されたソース電極及び前記センサーラインＳＬから分岐されたドレイン電極を具備する。
図２１は、図２０に図示されたアレー基板の各画素及び圧力感知部の等価回路図である。
図２１を参照すると、多数の画素部ＰＰのそれぞれは、ゲートラインＧＬ、データラインＤＬ、第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び第１ＴＦＴ（Ｔ１）のドレイン電極に連結された液晶コンデンサＣｌｃを含み、圧力感知部ＰＳＰ１は電極ラインＥＬ２、コンデンサＣ２、第２ＴＦＴ（Ｔ２）及びセンサーラインＳＬで構成される。
圧力感知部ＰＳＰ１に圧力を加えると、前記コンデンサＣ２は前記圧力に応答して第１信号を充電する。以後、前記ゲートラインＧＬに印加された第２信号に応答して前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）が駆動されると、前記コンデンサＣ２に充電された第１信号は前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のソース電極に提供された後、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極に出力される。ここで、前記第２信号は、駆動部６００から出力され前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のゲート電極に印加されるゲート駆動電圧である。
以後、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極に出力された前記第１信号は、前記センサーラインＳＬに入力された後、読み出し部５００に提供される。従って、前記読み出し部５００は前記第２信号により前記液晶表示パネル４５０の外部で前記圧力が提供された位置情報を前記圧力感知部ＰＳＰ１から受信することができる。
図２２は、本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルを示した断面図であり、図２３は、図２２に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。
図２２及び図２３を参照すると、本発明の他の実施例によるとアレー基板１００は多数の画素部ＰＰ及び前記液晶表示パネル４７０の外部から加わる圧力を感知するための多数の圧力感知部ＰＳＰ２を具備する。
前記アレー基板１００には、ｎ個のゲートライン及びｍ個のデータラインが具備される。ここで、前記ｎ及びｍは、２以上の自然数である。前記多数の画素部のそれぞれは、前記ｎ個のゲートラインのうち、ｉ番目ゲートラインＧＬｉ、前記ｍ個のデータラインのうち、ｊ番目データラインＤＬｊ、前記ｉ番目ゲートラインＧＬｉ及びｊ番目データラインＤＬｊに連結された第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）に連結された透明電極ＴＥで構成される。ここで、ｉは１〜ｎの自然数のうち１個であり、ｊは１〜ｍの自然数のうち１個である。
一方、前記多数の圧力感知部ＰＳＰ２のそれぞれは、ｉ番目ゲートラインＧＬｉに連結された第２ＴＦＴ（Ｔ２）、ｉ＋１番目ゲートラインＧＬｉ＋１に連結された第３ＴＦＴ（Ｔ３）、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）と第３ＴＦＴ（Ｔ３）との間に連結されたコンデンサＣ３及びセンサーラインＳＬを含む。
前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）は、前記ｉ＋１番目ゲートラインＧＬｉ＋１から分岐されたゲート電極、前記コンデンサ及び前記第２ＴＦＴに連結されたソース電極及び前記センサーラインＳＬから分岐されたドレイン電極で構成される。前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）は、前記ｉ番目ゲートラインＧＬｉから分岐されたゲート電極、前記ゲート電極と連結されたソース電極及び前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のソース電極及び前記コンデンサの第１電極に連結されたドレイン電極で構成される。
前記コンデンサＣ３は、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）のドレイン電極と前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のソース電極と連結された第１電極及び絶縁層を挟んで前記第１電極と向かい合い、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のゲート電極と連結された第２電極で構成される。前記第１及び第２電極は、前記セルギャップ維持部材３５０が具備された位置に形成される。圧力は、セルギャップ維持部材３５０を介して第１電極に提供される。このとき、第１電極と第２電極との距離が減少することにより、コンデンサＣ３の静電容量が増加する。
図２４は、図２３に図示されたアレー基板の各画素及び圧力感知部の等価回路図である。
図２４を参照すると、多数の画素部のそれぞれは、ｉ番目ゲートラインＧＬｉ、ｊ番目データラインＤＬｊ、第１ＴＦＴ（Ｔ１）及び前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のドレイン電極に連結された液晶コンデンサＣｌｃを含み、圧力感知部ＰＳＰ２は、第２ＴＦＴ（Ｔ２）、コンデンサＣ３、第３ＴＦＴ（Ｔ３）及びセンサーラインＳＬで構成される。
前記ｉ番目ゲートラインＧＬｉに印加された第１信号に応答して前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）が駆動され、前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）はソース電極を通じて入力された前記第１信号をドレイン電極に出力する。ここで、前記第１信号は、駆動部から出力されてｉ番目ゲートラインＧＬｉを通じて前記第１ＴＦＴ（Ｔ１）のゲート電極に印加されるゲート駆動電圧である。
前記圧力感知部ＰＳＰ２に圧力を加えると、前記コンデンサＣ３は、前記圧力に応答して第２信号を充電する。以後、前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）は、前記コンデンサＣ３に充電された前記第２信号によって駆動され前記第２ＴＦＴ（Ｔ２）から提供された前記第１信号を前記センサーラインＳＬに出力する。
前記第３ＴＦＴ（Ｔ３）のドレイン電極に出力された前記ｉ番目ゲートラインＧＬｉに印加された第１信号は、前記センサーラインＳＬに入力された後、読み出し部５００に提供される。従って、前記読み出し部５００は前記第１信号によって前記液晶表示パネル４５０の外部で前記圧力が加わる位置情報を前記圧力感知部ＰＳＰ２から受信することができる。
図２５は、本発明の他の実施例に係る液晶表示装置の構成を具体的に示した平面図である。但し、図２５を説明することにおいて、本発明の一実施例として図示された液晶表示ペネルを例として説明する。従って、図１乃至図５に図示された構成要素を同一な構成要素には同一の参照符号を付与し、その説明は省略する。
図２５を参照すると、本発明の他の実施例に係る液晶表示装置１０００は、光感知部ＬＳＰを内蔵する液晶表示パネル４００及び前記液晶表示パネル４００上に具備され前記液晶表示パネル４００を駆動するためのゲート及びデータ駆動部６１０,６２０を含む。前記液晶表示装置１０００は、前記データ駆動部６２０に内蔵され第２センサーラインＳＬ２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する第１読み出し部５１０及び前記ゲート駆動部６１０に内蔵され前記光感知部ＬＳＰの駆動を制御する第２読み出し部５２０を更に含む。
前記ゲート駆動部６１０、データ駆動部６２０、第１及び第２読み出し部５１０,５２０は、タイミングコントローラー６５０によって制御される。前記タイミングコントローラー６５０は、前記第１及び第２読み出し部５１０,５２０の駆動を制御するための制御信号を出力する。一方、前記ゲート駆動部６１０、データ駆動部（６２０）、タイミングコントローラなどは前記駆動部（図１、６００）を構成する。
前記液晶表示パネル４００は、映像を表示するための表示領域ＤＡと前記表示領域ＤＡの周辺に具備された第１及び第２周辺領域ＰＡ１,ＰＡ２に区分される。前記液晶表示パネル４００の前記表示領域ＤＡ内には、光感知部ＬＳＰと画素部ＰＰが形成される。
前記第１周辺領域ＰＡ１には、前記ゲート駆動部６１０が前記画素部ＰＰと同一な工程によって集積され、前記第２周辺領域ＰＡ２にはチップ形態のデータ駆動部６２０が実装される。前記第１読み出し部５１０は、前記データ駆動部６２０内に内蔵され前記液晶表示パネル４００の前記第２周辺領域ＰＡ２に実装され、前記第２読み出し部５２０は、前記ゲート駆動部６１０と共に前記第２周辺領域ＰＡ１内に集積される。
このように、前記第１及び第２読み出し部５１０,５２０が前記液晶表示パネル４００上に集積または実装される方式で具備されることにより、前記第１及び第２読み出し部５１０,５２０が配置されるための空間の追加が発生されなく、これにより、前記液晶表示装置１０００の全体的なサイズが増加されることを防止することができる。
図２６は、本発明の他の実施例に係る液晶表示装置の構成を具体的に示した平面図である。
図２６を参照すると、本発明の第６実施例に係る液晶表示装置１０００は光感知部ＬＳＰを内蔵する液晶表示パネル４００、ゲート及びデータ駆動部６６０,６７０を含む。前記ゲート及びデータ駆動部６６０,６７０は、タイミングコントローラー６５０により制御される。
前記ゲート駆動部６６０は、第１センサーラインＳＬ１を通じて前記光感知部ＬＳＰと電気的に連結され、前記データ駆動部６７０は、第２センサーラインＳＬ２を通じて前記光感知部ＬＳＰと電気的に連結される。前記ゲート駆動部６６０は、前記タイミングコントローラー６５０から出力される第１制御信号に応答して前記光感知部ＬＳＰの駆動を制御する。前記データ駆動部６７０は、前記タイミングコントローラー６５０から出力される第２制御信号に応答して、前記光感知部ＬＳＰから出力されるアナログ信号の入力を受け、前記アナログ信号をデジタル信号に変換する。図２２及び図２３では、前記駆動部６１０,６６０が前記液晶表示パネル４００上に集積された構造のみを図示した。しかし、前記ゲート駆動部６１０,６６０は、チップ形態として前記液晶表示パネル４００上に実装されることができる。
このような液晶表示パネル、これを具備した液晶表示装置及びこの製造方法によると、液晶表示パネルには表示面から提供される光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための光感知部が内蔵される。
従って、液晶表示装置は、液晶表示パネルと別にタッチパネルを具備しないので、液晶表示パネルとタッチパネルとの間に空気層が形成されることを防止することができる。これにより、液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。また、タッチパネルの厚さほど液晶表示装置の全体的な厚さが増加されることを防止することにより液晶表示装置の薄型化を具現することができる。
又、感知部が液晶表示パネルを製造する工程上で共に製造されるため、タッチパネルを形成するための別の工程が追加されない。これにより、液晶表示装置の製造原価を節減することができ、生産性を向上させることができる。
又、データラインのそれぞれに結合されるスイッチング素子の個数を一定に維持することにより、データラインにかかる負荷を同一に維持するのみならず、負荷の量も減少させることができる。これにより、液晶表示パネルの画面上に示すクロストーク及びフリッカー現象を防止し、液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
本発明の一実施例に係る液晶表示装置のブロックダイヤグラムである。 図１に図示された液晶表示パネルの断面図である。 図２に図示された液晶表示パネルを拡大して示した断面図である。 図３に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。 図４に図示されたアレー基板の各画素及び光感知部の等価回路図である。 図３に図示されたアレー基板の製造工程を示した工程図である。 図３に図示されたアレー基板の製造工程を示した工程図である。 図３に図示されたアレー基板の製造工程を示した工程図である。 図３に図示されたアレー基板の製造工程を示した工程図である。 本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルを示した断面図である。 図１０に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。 図１１に図示されたアレー基板の各画素及び光感知部の等価回路図である。 本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルを示した断面図である。 図１３に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。 図１４に反射電極が具備された状態を示した平面図である。 図１４に図示されたアレー基板の各画素及び赤外線感知部の等価回路図である。 本発明の他の実施例に係る液晶表示装置のブロックダイヤグラムである。 図１７に図示された液晶表示パネルを示した断面図である。 図１８に図示された液晶表示パネルを拡大して示した断面図である。 図１９に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。 図２０に図示されたアレー基板の各画素及び圧力感知部の等価回路図である。 本発明の他の実施例に係る液晶表示パネルを示した断面図である。 図２２に図示されたアレー基板を具体的に示した平面図である。 図２３に図示されたアレー基板の各画素及び圧力感知部の等価回路図である。 本発明の他の実施例に係る液晶表示装置の構成を具体的に示した平面図である。 本発明の他の実施例に係る液晶表示装置の構成を具体的に示した平面図である。
符号の説明
１００ アレー基板
２００ カラーフィルター基板
３００ 液晶層
３５０ セルギャップ維持部材
４００,４５０,４７０ 液晶表示パネル
４１０ 表示面
５００ 読み出し部
６００ 駆動部
６２０ データ駆動部
６５０ タイミングコントローラー
７００,９００ 液晶表示装置
８００ ライトペン
９５０ ユーザの指
Ｃｌｃ 液晶コンデンサ
ＣＯＮ コンタクトホール
ＤＬ データライン
ＧＬ ゲートライン
ＩＳＰ 赤外線感知部
ＬＳＰ 光感知部
ＰＰ 画素部
ＰＳＰ１ 圧力感知部
ＲＥ 反射電極
ＳＬ センサーライン
ＴＥ 透明電極

Claims (37)

  1. 映像を表示するための多数の画素部と外部から提供される光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の光感知部とを有する第１基板と、
    前記第１基板と対向して結合する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層と、を含み、
    前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、
    前記光感知部は、前記光によって駆動されて前記データラインに提供される第１信号を出力するための第２スイッチング素子及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から提供された前記第１信号を出力するための第３スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示パネル。
  2. 前記光は、前記第２基板を通過した後に提供されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネル。
  3. 画像を表示するための複数の画素部及び外部から提供される赤外線に応答して前記赤外線が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための複数の赤外線感知部を有する第１基板と、
    前記第１基板と対向して結合する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含み、
    前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、
    前記赤外線感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する焦電気薄膜によって形成され、前記赤外線に反応して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して、前記コンデンサに充電された前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示パネル。
  4. 画像を表示するための複数の画素部及び外部から加わる圧力に応答して前記圧力が加わった位置情報を有するアナログ信号を出力するための複数の圧力感知部を有する第１基板と、
    前記第１基板と対向して結合する第２基板と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層を含み、
    前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、
    前記圧力感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する圧電薄膜によって形成され、前記圧力に反応して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して、前記コンデンサに充電された前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示パネル。
  5. 多数の画素部を通じて映像を表示し、表示面を通じて入射された光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の光感知部を有する液晶表示パネルと、
    前記多数の光感知部からの前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、
    前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、
    前記光感知部は、前記光によって駆動されて前記データラインに提供される第１信号を出力するための第２スイッチング素子及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から提供された前記第１信号を出力するための第３スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  6. 前記多数の感知部のそれぞれは、
    前記第３スイッチング素子から前記第１信号の入力を受けて前記制御部に伝送するための第１センサーラインをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
  7. 前記多数の感知部のそれぞれは、第２スイッチング素子をターン・オンさせる信号を伝達する第２センサーラインを更に含むことを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
  8. 前記第２スイッチング素子は、前記第２センサーラインから分岐されたゲート電極、前記データラインから分岐されたソース電極及び前記第３スイッチング素子に連結されたドレイン電極を具備することを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
  9. 前記第３スイッチング素子は、前記ゲートラインから分岐されたゲート電極、前記第２スイッチング素子に連結されたソース電極及び前記第１センサーラインに連結されたドレイン電極を具備することを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
  10. 前記第１乃至第３スイッチング素子は、非晶質型薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
  11. 多数の画素部を通じて映像を表示し、表示面を通じて入射された光に応答して前記光が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の光感知部を有する液晶表示パネルと、
    前記多数の光感知部からの前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、
    前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、
    前記光感知部は、
    前記制御部から第１信号の入力を受ける第１センサーラインと、
    前記光に応答して前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子と、
    前記ゲートラインを通じて提供された第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から印加された前記第１信号を出力するための第３スイッチング素子と、
    前記第３スイッチング素子から出力された前記第１信号を前記制御部に提供するための第２センサーラインと、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  12. 前記第２スイッチング素子は、前記第１センサーラインから分岐されたゲート電極、前記ゲート電極と結合されたソース電極及び前記第３スイッチング素子に連結されたドレイン電極を具備することを特徴とする請求項１１記載の液晶表示パネル。
  13. 前記第３スイッチング素子は、前記ゲートラインから分岐されたゲート電極、前記第２スイッチング素子に連結されたソース電極及び前記第２センサーラインに連結されたドレイン電極を具備することを特徴とする請求項１１記載の液晶表示パネル。
  14. 前記画素電極は、透明電極及び前記透明電極と重なって透過部及び反射部を形成するための反射電極で構成されたことを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
  15. 前記反射電極は、前記液晶表示パネルの外部から入射される光が前記光感知部に提供されるように前記光感知部を露出させるための開口窓を具備することを特徴とする請求項１４記載の液晶表示装置。
  16. 多数の画素部を通じて映像を表示し、表示面を通じて入射された赤外線に応答して前記赤外線が提供された位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の赤外線感知部を有する液晶表示パネルと、
    前記多数の赤外線感知部からの前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号に応答して前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、
    前記画素部は、ゲートライン、データライン、前記ゲートラインとデータラインに接続された第１スイッチング素子、及び前記第１スイッチング素子に接続された画素電極を含み、
    前記赤外線感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する焦電気薄膜によって形成され、前記赤外線に反応して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して、前記コンデンサに充電された前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  17. 前記赤外線感知部は、
    前記第２スイッチング素子から前記第１信号の入力を受け、前記制御部に伝送するためのセンサーラインをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の液晶表示パネル。
  18. 前記第２スイッチング素子は、前記第２信号が提供される前記ゲートラインから分岐されたゲート電極、前記焦電気薄膜に連結されたソース電極及び前記センサーラインに連結されたドレイン電極を含むことを特徴とする請求項１７記載の液晶表示装置。
  19. 前記センサーライン及び前記第２スイッチング素子のソース及びドレイン電極は、透明な導電性物質からなることを特徴とする請求項１７記載の液晶表示装置。
  20. 前記画素電極は、透明電極及び前記透明電極と重なって透過部及び反射部を形成するための反射電極で構成されたことを特徴とする請求項１９記載の液晶表示装置。
  21. 前記反射電極は、前記液晶表示パネルの外部から入射される前記赤外線が前記第２スイッチング素子に提供されるように前記第２スイッチング素子を露出させるための開口窓を具備することを特徴とする請求項２０記載の液晶表示装置。
  22. 前記制御部は、
    前記感知部から前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換するための読み出し部と、
    前記読み出し部から前記デジタル信号の入力を受けて液晶表示パネルを駆動する駆動部駆動部と、を含むことを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置。
  23. 前記駆動部及び読み出し部は、前記液晶表示パネル内に集積されることを特徴とする請求項２２記載の液晶表示装置。
  24. 多数の画素部を通じて映像を表示し、外部から加わる圧力に応答して、前記圧力が加わる位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の圧力感知部を有する液晶表示パネルと、
    前記圧力感知部から前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号によって前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、
    前記液晶表示パネルは、第１スイッチング素子、前記第１スイッチング素子に接続されたゲートライン及びデータラインからなる前記複数の画素部及び前記複数の感知部が具備された第１基板、前記第１基板と対向する第２基板、前記第１及び第２基板との間に介在された液晶層及び前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１及び第２基板との離隔距離を維持するためのセルギャップ維持部材を含み、
    前記圧力感知部は、電極ライン及び絶縁層を挟んで、前記電極ラインと対向する圧電薄膜によって形成され、前記圧力に応答して第１信号を充電するためのコンデンサ及び前記ゲートラインから提供された第２信号に応答して前記コンデンサから提供される前記第１信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  25. 前記感知部は、
    前記第２ スイッチング素子から前記第１ 信号の入力を受けて前記制御部に伝送するためのセンサーラインをさらに含むことを特徴とする請求項２４記載の液晶表示装置。
  26. 前記圧電薄膜は、前記セルギャップ維持部材と前記電極ラインとの間に介在されることを特徴とする請求項２４記載の液晶表示装置。
  27. 前記第２スイッチング素子は、前記ゲートラインから分岐されたゲート電極、前記圧電薄膜に連結されたソース電極及び前記センサーラインに連結されたドレイン電極を含むことを特徴とする請求項２５記載の液晶表示装置。
  28. 前記圧電薄膜は、前記第２スイッチング素子のソース電極と電気的に連結されることを特徴とする請求項２７記載の液晶表示装置。
  29. 多数の画素部を通じて映像を表示し、外部から加わる圧力に応答して、前記圧力が加わる位置情報を有するアナログ信号を出力するための多数の圧力感知部を有する液晶表示パネルと、
    前記圧力感知部から前記アナログ信号を読み取ってデジタル信号に変換し、前記デジタル信号によって前記液晶表示パネルの駆動を制御するための制御部と、を含み、
    前記液晶表示パネルは、
    ｎ（２以上の自然数）個のゲートライン、ｍ（２以上の自然数）個のデータラインを含む第１基板と、
    前記第１基板と向かい合う第２基板と、
    前記第１及び第２基板との間に介在された液晶層と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に介在され、前記第１及び第２基板の離隔距離を維持するためのセルギャップ維持部材と、を含み、
    前記感知部は、
    前記圧力に応答して第１信号を充電するためのコンデンサと、
    前記コンデンサの第１電極に連結され、前記ｎ個のゲートラインのうち、ｉ（１〜ｎの自然数） 番目ゲートラインから提供された第２信号により駆動されて第２信号を出力するための第１スイッチング素子と、
    前記コンデンサの第１及び第２電極に連結され、前記第１信号により駆動されて前記第２信号を出力するための第２スイッチング素子を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  30. 前記感知部は、
    前記第２スイッチング素子から前記第１信号の入力を受け、前記第１信号を前記制御部に伝送するためのセンサーラインをさらに含むことを特徴とする請求項２９記載の液晶表示装置。
  31. 前記圧力は、前記セルギャップ維持部材を通じて前記第１電極に提供され、
    前記圧力によって前記第１電極と前記第２電極との距離が減少されることにより、前記コンデンサの静電容量が増加されることを特徴とする請求項２９記載の液晶表示装置。
  32. 前記第２スイッチング素子は、前記ｉ番目ゲートラインから分岐されたゲート電極、前記ゲート電極と連結されたソース電極及び前記コンデンサの前記第１電極と結合されたドレイン電極を含むことを特徴とする請求項２９記載の液晶表示装置。
  33. 前記第３スイッチング素子は、前記コンデンサの前記第２電極と電気的に連結されたゲート電極、前記ｉ番目ゲートラインから出力された前記第１信号を前記センサーラインに出力するためのソース及びドレイン電極を具備することを特徴とする請求項３０記載の液晶表示装置。
  34. 前記第３スイッチング素子のゲート電極は、ｉ＋１番目ゲートラインから分岐されることを特徴とする請求項３３記載の液晶表示装置。
  35. 液晶表示パネルを通じて映像を表示するための液晶表示装置の製造方法において、
    映像を表示するために、ゲートライン、データライン、及び第１スイッチング素子からなる多数の画素部及び前記液晶表示パネルの表示面を通じて提供される光を感知して、前記光が提供された位置情報を出力するために第１センサーライン、第２センサーライン、前記光によって駆動されて前記データラインに提供される第１信号を出力するための第２スイッチング素子及び前記ゲートラインに提供される第２信号に応答して前記第２スイッチング素子から提供された前記第１信号を出力するための前記第３スイッチング素子からなる光感知部を有する第１基板を製造する段階と、
    前記第１基板と対向して結合するための第２基板を製造する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板とを結合する段階と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に液晶層を形成する段階と、を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  36. 前記第１基板を製造する段階は、
    前記第１スイッチング素子に連結された透明電極を形成する段階と、
    前記透明電極と重なって透過部と反射部を形成して、前記第２スイッチング素子を露出させるための開口窓を有する反射電極を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項３５記載の液晶表示装置の製造方法。
  37. 前記多数の画素部及び多数の感知部を形成する段階は、
    前記ゲートライン、前記ゲートラインから分岐された前記第１及び第３スイッチング素子のゲート電極、前記第１センサーライン及び前記第１センサーラインから分岐された前記第２スイッチング素子のゲート電極を含む第１導電パターンを形成する段階と、
    前記第１導電パターン上にゲート絶縁膜を形成する段階と、
    前記第１乃至第３スイッチング素子のゲート電極に対応するように前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、
    前記半導体層及びゲート絶縁膜上に前記データライン、前記データラインから分岐された前記第１及び第２ スイッチング素子のソース及びドレイン電極、前記第２センサーライン及び前記第２センサーラインから分岐された前記第３ スイッチング素子のソース及びドレイン電極を含む第２ 導電パターンを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項３６記載の液晶表示装置の製造方法。
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