KR100973817B1

KR100973817B1 - Light sensing liquid crystal display

Info

Publication number: KR100973817B1
Application number: KR1020040001465A
Authority: KR
Inventors: 조종환; 박상진; 어기한
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2010-08-03
Also published as: KR20050073631A

Abstract

제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 게이트선과 절연되어 교차하는 데이터선, 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 제어 단자와 입력 단자가 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 광 감지부, 제1 절연 기판과 대향하는 제2 절연 기판, 제2 절연 기판에 형성되어 있는 색필터, 제2 절연 기판의 색필터 위에 형성되어 있는 공통 전극, 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판의 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고, 광 감지부는 색필터 중 녹색 색필터와 대응하는 영역에 형성되어 있는 액정 표시 장치를 마련한다. 이렇게 하면, 백라이트 모드나 그림자 모드에서 광 감지율을 향상할 수 있다.A gate line formed on the first insulating substrate, a data line formed on the first insulating substrate and insulated from and intersecting with the gate line, a switching transistor in which a control terminal and an input terminal are connected to the data line, respectively; A pixel electrode connected to the first electrode, a light sensing unit formed on the first insulating substrate, a second insulating substrate facing the first insulating substrate, a color filter formed on the second insulating substrate, and a color filter on the second insulating substrate. And a liquid crystal layer injected between the formed common electrode and the first insulating substrate and the second insulating substrate, wherein the light sensing unit includes a liquid crystal display device formed in a region corresponding to the green color filter among the color filters. do. This improves the light detection rate in backlight mode or shadow mode.

터치감지액정표시장치, 색필터, 광투과구, 광감도Touch Sensing Liquid Crystal Display, Color Filter, Light Transmitter, Light Sensitivity

Description

Light-sensing liquid crystal display {LIGHT SENSING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다. 1 is a block diagram of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 장치의 감지 화소의 등가 회로도이다.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of sensing pixels of the liquid crystal display shown in FIG. 1.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에서 감지 화소 부분을 좀더 구체적으로 표시한 단면도이다. FIG. 4 is a cross-sectional view of the sensing pixel part of FIG. 3 in more detail.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서 도 3의 감지 화소 부분에 해당하는 단면도이다. FIG. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and corresponds to a sensing pixel of FIG. 3.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서 도 3의 감지 화소 부분에 해당하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, which corresponds to the sensing pixel of FIG. 3.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지 화소의 등가 회로도이다.7 is an equivalent circuit diagram of sensing pixels of a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 광 감지 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광에 의하여 동작하는 박막 트랜지스터를 이용하여 입력 정보를 감지하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a photosensitive liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device that senses input information using a thin film transistor operated by light.

일반적으로, 디스플레이 장치(display device)는 정보 처리 장치 (information processing device)로부터 전기적 신호를 인가 받아 영상으로 변환시킨다. 다시 말해, 종래 디스플레이 장치와 정보 처리 장치는 일방향 통신만이 가능하였다. 따라서 작업자는 정보 처리 장치로 새로운 정보를 입력하기 위해 별도의 데이터 입력 장치, 예를 들면 키보드, 키패드, 마우스 등을 필요로 한다.In general, a display device receives an electrical signal from an information processing device and converts the signal into an image. In other words, the conventional display device and the information processing device were only capable of one-way communication. Therefore, the operator needs a separate data input device, for example, a keyboard, a keypad, a mouse, etc., to input new information into the information processing device.

최근 개발된 디스플레이 장치 중 일부는 작업자가 영상이 디스플레이 된 스크린을 통하여 데이터를 입력하고 이를 정보 처리 장치로 출력하여 영상을 재구성하는 기능을 갖는다. 즉, 이는 디스플레이 장치와 정보 처리 장치의 양방향 통신이 가능해졌음을 의미한다.Some of the recently developed display apparatuses have a function of reconstructing an image by inputting data through a screen on which an image is displayed and outputting it to an information processing apparatus. In other words, this means that bidirectional communication between the display device and the information processing device is enabled.

디스플레이 장치와 정보 처리 방치의 양방향 통신을 위해 종래 디스플레이 장치는 터치 스크린 패널(touch screen panel)을 더 포함한다. 터치 스크린 패널은 작업자의 손 또는 터치 펜(touch pen)에 의해 가해진 압력을 인식하여 위치 데이터를 정보 처리 장치로 출력한다. 정보 처리 장치는 디스플레이 장치로부터 입력된 위치 데이터에 따라 새로운 영상 신호를 디스플레이 장치로 출력하고, 디스플레이 장치는 영상 신호에 대응하여 새로운 영상을 디스플레이 한다.The conventional display device further includes a touch screen panel for bidirectional communication between the display device and the information processing device. The touch screen panel recognizes the pressure applied by the operator's hand or touch pen and outputs the position data to the information processing device. The information processing apparatus outputs a new image signal to the display apparatus according to the position data input from the display apparatus, and the display apparatus displays the new image corresponding to the image signal.

그러나, 터치 패널로 인해 디스플레이 장치는 두께 및 무게가 증가되는 문제점을 갖는다. 또한, 터치 패널을 이용한 디스플레이 장치는 정밀한 문자나 그림을 표현하기에 부적합한 문제점을 갖는다.However, the display device has a problem that the thickness and weight are increased due to the touch panel. In addition, a display device using a touch panel has a problem that is unsuitable for expressing precise characters or pictures.

최근에는 작업자가 입력한 광을 감지하여 위치 정보 신호를 출력하고, 정보처리장치와 양방향 통신을 하는 광 감지 액정 표시 장치가 개발된 바 있다. 이와 같은 광 감지 액정 표시 장치에는 영상을 표시하는 화소들과 함께 광을 감지하여 위치 정보를 갖는 신호를 출력하는 광 감지 센서들이 내장되어 있다.Recently, a photosensitive liquid crystal display device that detects light input by an operator, outputs a location information signal, and bidirectionally communicates with an information processing device has been developed. Such a photosensitive liquid crystal display includes built-in photosensitive sensors that detect light together with pixels displaying an image and output a signal having position information.

광 감지 센서는 작업자가 입력한 광을 감지하여 정보 처리 장치가 인식할 수 있는 신호로 출력하고, 출력된 신호는 정보 처리 장치로 전송된다. 정보 처리 장치는 광 감지 액정 표시 장치로부터 입력된 신호에 대응하여 새로운 영상 신호를 광 감지 액정 표시 장치로 출력하고, 광 감지 액정 표시 장치는 영상 신호에 의해 새로운 영상을 디스플레이한다.The light sensor detects the light input by the operator and outputs it as a signal that can be recognized by the information processing device, and the output signal is transmitted to the information processing device. The information processing apparatus outputs a new image signal to the photosensitive liquid crystal display in response to the signal input from the photosensitive liquid crystal display, and the photosensitive liquid crystal display displays the new image by the image signal.

그런데 종래의 화소 및 광 감지 센서를 갖는 액정표시장치에 광을 인가하기 위해서는 라이트 펜(light pen)을 필요로 한다. 라이트 펜에는 고휘도의 광을 발생시키는 광원이 내장된다. 라이트 펜의 광원으로는 광 인식률이 높은 레드 발광 다이오드가 사용되고, 발광 다이오드는 액정 표시 장치와 마주보는 라이트 펜의 일측 단부에 설치된다.However, a light pen is required to apply light to a liquid crystal display having a conventional pixel and a light sensing sensor. The light pen has a light source for generating high brightness light. A red light emitting diode having a high optical recognition rate is used as a light source of the light pen, and the light emitting diode is provided at one end of the light pen facing the liquid crystal display.

그러나, 이러한 종래의 광 감지 액정 표시 장치에서는 광 감지부에 광을 인가하는 라이트 펜에 발광 다이오드 및 전원 공급부 등과 같은 부품들이 내장되기 때문에 생산 코스트가 증가되고, 라이트 펜의 무게 및 부피가 커지는 문제점이 있다. 또한, 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원 공급부가 소모성 부품이므로 전원 공급부를 자주 교체해야하는 등의 번거로움이 있다.However, in the conventional photosensitive liquid crystal display device, since a light pen for applying light to the light sensing unit includes components such as a light emitting diode and a power supply unit, the production cost is increased, and the weight and volume of the light pen are increased. have. In addition, since the power supply unit for supplying power to the light emitting diode is a consumable part, it is troublesome to frequently replace the power supply unit.

따라서, 본 발명 목적은 이와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서 라이트 펜을 사용하지 않는 광 감지 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a photosensitive liquid crystal display device which does not use a light pen to solve such a conventional problem.

본 발명의 다른 목적은 광 감지 액정 표시 장치의 광 감지 효율을 향상하는 것이다.Another object of the present invention is to improve light sensing efficiency of a light sensing liquid crystal display.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 액정 표시 장치를 제안한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the following liquid crystal display device is proposed.

제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 각각 제어 단자와 입력 단자가 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 화소 전극, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 광 감지부, 상기 제1 절연 기판과 대향하는 제2 절연 기판, 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 중의 어느 한쪽에 형성되어 있는 색필터, 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 중의 어느 한쪽에 형성되어 있는 공통 전극, 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판의 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 광 감지부는 상기 색필터 중 녹색 색필터와 대응하는 영역에 형성되어 있는 액정 표시 장치를 마련한다.A control terminal and an input terminal respectively on a first insulating substrate, a gate line formed on the first insulating substrate, a data line formed on the first insulating substrate and insulated from and intersecting the gate line, the gate line and the data line, respectively. Is connected to the switching transistor, a pixel electrode connected to the switching transistor, a light sensing unit formed on the first insulating substrate, a second insulating substrate facing the first insulating substrate, the first insulating substrate and the A color filter formed on one of the second insulating substrates, a common electrode formed on any one of the first insulating substrate and the second insulating substrate, and injected between the first insulating substrate and the second insulating substrate. A liquid crystal layer, wherein the light sensing unit is formed in a region corresponding to the green color filter among the color filters Establish the device.

이 때, 상기 게이트선과 나란하고 상기 데이터선과 절연되어 있는 오프 전압선 및 출력 주사선과 상기 데이터선과 나란하고 상기 게이트선, 오프 전압선 및 출력 주사선과 절연되어 있는 전원선 및 신호 출력선을 더 포함하고, 상기 광 감지부는 채널부에 빛이 조사됨으로서 온되며, 입력 단자와 제어 단자가 각각 상기 전원선과 상기 오프 전압선에 연결되어 있는 광 감지 트랜지스터, 일단이 상기 광 감지 트랜지스터의 출력 단자와 연결되어 있으며 다른 일단은 상기 오프 전압선에 연결되어 있는 신호 축전기, 상기 광 감지 트랜지스터의 출력 단자 및 상기 신호 축전기의 일단과 입력 단자가 연결되어 있으며, 출력 단자와 제어 단자가 각각 상기 신호 출력선과 상기 출력 주사선에 연결되어 있는 출력 트랜지스터를 포함하여 이루어질 수 있다. 또는, 상기 게이트선과 나란하고 상기 데이터선과 절연되어 있는 오프 전압선과 상기 데이터선과 나란하고 상기 게이트선 및 오프 전압선과 절연되어 있는 전원선 및 신호 출력선을 더 포함하고, 상기 광 감지부는 채널부에 빛이 조사됨으로서 온되며, 입력 단자와 제어 단자가 각각 상기 전원선과 상기 오프 전압선에 연결되어 있는 광 감지 트랜지스터, 일단이 상기 광 감지 트랜지스터의 출력 단자와 연결되어 있으며 다른 일단은 상기 오프 전압선에 연결되어 있는 신호 축전기, 상기 광 감지 트랜지스터의 출력 단자 및 상기 신호 축전기의 일단과 입력 단자가 연결되어 있으며, 출력 단자와 제어 단자가 각각 상기 신호 출력선과 상기 게이트선에 연결되어 있는 출력 트랜지스터를 포함하여 이루어질 수 있다.The method further includes an off voltage line and an output scan line parallel to the gate line and insulated from the data line, and a power line and a signal output line parallel to the data line and insulated from the gate line, off voltage line and output scan line. The light sensing unit is turned on by irradiating light to the channel unit, and an input terminal and a control terminal are respectively connected to the power supply line and the off voltage line. A signal capacitor connected to the off voltage line, an output terminal of the photosensitive transistor, one end of the signal capacitor and an input terminal are connected, and an output terminal and a control terminal are respectively connected to the signal output line and the output scan line. It may comprise a transistor. Or an off voltage line parallel to the gate line and insulated from the data line, and a power line and a signal output line parallel to the data line and insulated from the gate line and off voltage line, wherein the light sensing unit is configured to emit light into the channel unit. The photosensitive transistor having an input terminal and a control terminal connected to the power supply line and the off voltage line, one end of which is connected to an output terminal of the photosensitive transistor, and the other end of which is connected to the off voltage line. A signal capacitor, an output terminal of the photosensitive transistor, one end of the signal capacitor and an input terminal are connected, and an output terminal and a control terminal may each include an output transistor connected to the signal output line and the gate line. .

여기서, 상기 게이트선과 상기 데이터선을 절연하는 게이트 절연막, 상기 광 감지 트랜지스터, 출력 트랜지스터 및 스위칭 트랜지스터를 위에 형성되어 있으며 상기 광 감지 트랜지스터의 채널부를 노출하는 광투과구를 가지는 보호막을 더 포함할 수 있고, 상기 화소 전극은 투명한 도전 물질로 이루어지거나 광반사 도전 물질로 이루어질 수 있고, 또는 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 투명 전극과 광반사 도전 물질로 이루어져 있으며 투과창을 가지는 반사 전극의 이중층으로 형성될 수도 있다. 또, 상기 제2 절연 기판에 형성되어 있는 차광막을 더 포함하고 상기 차광막은 상기 스위칭 트랜지스터와 상기 출력 트랜지스터와 대응하는 영역에도 배치되는 것이 바람직하다.The display device may further include a passivation layer formed on the gate insulating layer to insulate the gate line and the data line, the photosensitive transistor, the output transistor, and the switching transistor, and having a light transmission hole exposing a channel portion of the photosensitive transistor. The pixel electrode may be made of a transparent conductive material or a light reflective conductive material, or may be formed of a double layer of a reflective electrode made of a transparent conductive material and a light reflective conductive material and having a transmission window. . The light shielding film may further include a light shielding film formed on the second insulating substrate, and the light shielding film may be disposed in a region corresponding to the switching transistor and the output transistor.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 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.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 장치의 감지 화소의 등가 회로도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이며, 도 4는 도 3에서 감지 화소 부분을 좀더 구체적으로 표시한 단면도이다. 1 is a block diagram of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a sensing pixel of the liquid crystal display shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a first embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal display, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the sensing pixel portion of FIG. 3 in more detail.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 게이트 구 동부(400), 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800) 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600) 및 손가락 등의 접촉에 따른 광 변화를 감지하여 그 위치를 판단하는 접촉 위치 감지부(900)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel assembly 300, a gate driver 400 connected thereto, a data driver 500, and a data driver. The gray voltage generator 800 connected to the 500 and the signal controller 600 for controlling them, and the touch position detector 900 for detecting the light change according to the touch of the finger and determining the position thereof.

액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선(121, 171)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다. 또, 복수의 광 감지용 배선(122, 123, 172, 174)과 광 감지부도 포함한다.The liquid crystal panel assembly 300 includes a plurality of display signal lines 121 and 171 and a plurality of pixels connected to the display signal lines 121 and 171 and arranged in a substantially matrix form when viewed in an equivalent circuit. Also, a plurality of light sensing wirings 122, 123, 172, and 174 and a light sensing unit are also included.

표시 신호선(121, 171)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(121)과 데이터 신호를 전달하는 데이터 신호선 또는 데이터선(171)을 포함한다. 게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(171)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The display signal lines 121 and 171 include a plurality of gate lines 121 for transmitting gate signals (also referred to as "scan signals") and data signal lines or data lines 171 for transmitting data signals. The gate lines 121 extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the data lines 171 extend substantially in the column direction and are substantially parallel to each other.

광 감지용 배선(122, 123, 172, 174)은 게이트선(121)과 나란한 오프 전압선(122)과 출력 주사선(123) 및 데이터선(171)과 나란한 신호 출력선(172)과 전원선(174)을 포함한다. The light sensing wirings 122, 123, 172, and 174 may include an off voltage line 122 parallel to the gate line 121, an output scan line 123, and a signal output line 172 and a power line parallel to the data line 171. 174).

계조 전압 생성부(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(V_com)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.The gray voltage generator 800 generates two sets of gray voltages related to the transmittance of the pixel. One of the two sets has a positive value for the common voltage (V _com ) and the other set has a negative value.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(121)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(V_on)과 게이트 오프 전압(V_off)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(121)에 인가한다.The gate driver 400 is connected to the gate line 121 of the liquid crystal panel assembly 300 to receive a gate signal formed of a combination of a gate on voltage V _on and a gate off voltage V _off from the outside. ) Is applied.

데이터 구동부(500)는 시프트 레지스터, 래치 회로, 디지털 아날로그 변환기 (DAC) 및 출력 버퍼 등을 포함하며, 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(171)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소에 인가하며 통상 복수의 집적 회로로 이루어진다. The data driver 500 includes a shift register, a latch circuit, a digital-to-analog converter (DAC), an output buffer, and the like. The data driver 500 is connected to the data line 171 of the liquid crystal panel assembly 300 from the gray voltage generator 800. The gray voltage is selected and applied to the pixel as a data signal, and is usually composed of a plurality of integrated circuits.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)에 제공한다.The signal controller 600 generates control signals for controlling operations of the gate driver 400 and the data driver 500, and provides the corresponding control signals to the gate driver 400 and the data driver 500.

데이터 구동부(500), 게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300) 내에 집적될 수 있으며, 신호 제어부(600)는 칩의 형태로 기판 조립체(300)에 장착될 수 있다. The data driver 500 and the gate driver 400 may be integrated in the liquid crystal panel assembly 300, and the signal controller 600 may be mounted on the substrate assembly 300 in the form of a chip.

접촉 위치 감지부(900)는 출력 주사선(123)을 통하여 주기적으로 광 감지 신호의 출력을 명령하고, 그에 따라 신호 출력선(172)을 통하여 출력되는 광 감지 신호를 수신하여 정보 처리하고 이를 바탕으로 하여 새로운 영상 신호를 액정 표시 장치에 공급할 수 있도록 중앙 제어 장치로 출력한다.The touch position detecting unit 900 commands the output of the light sensing signal periodically through the output scanning line 123, and accordingly receives the light sensing signal output through the signal output line 172 to process information and based on this. The new video signal is output to the central controller so that the new video signal can be supplied to the liquid crystal display.

도 1 및 도 2를 참고하면, 각 화소는 표시 신호선(121, 171)에 연결된 스위칭 트랜지스터(T₁)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(C_LC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(C_ST)를 포함한다. 유지 축전기(C_ST)는 필요에 따라 생략할 수 있다. 1 and 2, each pixel includes a switching transistor T ₁ connected to the display signal lines 121 and 171, a liquid crystal capacitor C _LC , and a storage capacitor C connected thereto. _ST ). The holding capacitor C _ST can be omitted as necessary.

스위칭 트랜지스터(T₁)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 입력 단자(S)는 각각 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자(D)는 액정 축전기(C_LC) 및 유지 축전기(C_ST)에 연결되어 있다.The switching transistor T ₁ is provided on the lower panel 100, and the control terminal G and the input terminal S are connected to the gate line 121 and the data line 171 as three-terminal elements. , The output terminal D is connected to the liquid crystal capacitor C _LC and the storage capacitor C _ST .

또, 각 광 감지부는 광 감지 트랜지스터(T₂)와 출력 트랜지스터(T₃) 및 감지 신호 축전기(C)를 포함한다.In addition, each light sensing unit includes a light sensing transistor T ₂ , an output transistor T ₃ , and a sensing signal capacitor C.

광 감지 트랜지스터(T₂)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 입력 단자(S)는 각각 오프 전압선(122)과 전원선(174)에 연결되어 있으며, 출력 단자(D)는 신호 축전기(C)의 일단 및 출력 트랜지스터(T₃)의 입력 단자(S)에 연결되어 있다. 광 감지 트랜지스터(T₂)는 그 채널부 반도체에 빛이 조사되면 비정질 규소로 이루어진 채널부 반도체가 광전류를 형성하고 전원선(174)에 인가된 전압에 의해 광전류가 신호 축전기 및 출력 트랜지스터 방향으로 흐르고, 신호 축전기(C)가 이를 신호 전압으로 저장한다. 여기서, 신호 축전기(C)의 다른 일단은 오프 전압선(122)에 연결되어 있고, 오프 전압선(122)은 광 감지 트랜지스터(T₂)가 주변 전압에 의하여 영향받지 않고 오로지 빛에 의하여만 동작하도록 하기 위하여 오프 전압을 유지한다. 출력 트랜지스터(T₃) 역시 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 출력 단자(D)는 각각 출력 주사선(123) 및 신호 출력선(172)에 연결되어 있다. 출 력 트랜지스터(T₃)는 출력 주사선(123)에 온(on) 전압이 인가되면 동작하여 신호 축전기(C)에 저장되어 있는 신호 전압을 신호 출력선(172)으로 출력한다.The photosensitive transistor T ₂ is a three-terminal element whose control terminal G and input terminal S are connected to the off voltage line 122 and the power supply line 174, respectively, and the output terminal D is a signal capacitor. It is connected to one end of (C) and the input terminal S of the output transistor T ₃ . When light is irradiated to the channel semiconductor, the photosensitive transistor T ₂ forms a photocurrent of a channel semiconductor made of amorphous silicon, and the photocurrent flows toward the signal capacitor and the output transistor by the voltage applied to the power supply line 174. The signal capacitor C stores this as the signal voltage. Here, the other end of the signal capacitor C is connected to the off voltage line 122 and the off voltage line 122 allows the photosensitive transistor T ₂ to be operated only by light and not affected by the ambient voltage. Maintain the off voltage. The output transistor T ₃ is also a three-terminal element whose control terminal G and output terminal D are connected to the output scan line 123 and the signal output line 172, respectively. The output transistor T ₃ operates when an on voltage is applied to the output scan line 123 to output the signal voltage stored in the signal capacitor C to the signal output line 172.

도 2 및 도 3을 참조하면, 액정 축전기(C_LC)는 하부 표시판(100)의 화소 전극 (190)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 트랜지스터 (T₁)에 연결되며 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(V_com)을 인가받는다. 도 3에서와는 달리 공통 전극(270)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(190, 270)이 모두 선형 또는 막대형으로 만들어진다.Referring to FIGS. 2 and 3, the liquid crystal capacitor C _LC has two terminals, the pixel electrode 190 of the lower panel 100 and the common electrode 270 of the upper panel 200 as two terminals. The liquid crystal layer 3 between) functions as a dielectric. The pixel electrode 190 is connected to the switching transistor T ₁ , and the common electrode 270 is formed on the front surface of the upper panel 200 and receives a common voltage V _com . Unlike in FIG. 3, the common electrode 270 may be provided in the lower panel 100. In this case, both electrodes 190 and 270 may be linear or rod-shaped.

유지 축전기(C_ST)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(V_com) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(C_ST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor C _ST is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the pixel electrode 190 provided on the lower panel 100, and a predetermined voltage such as a common voltage V _com is applied to the separate signal line. Is approved. However, the storage capacitor C _ST may be formed such that the pixel electrode 190 overlaps the front end gate line directly above the insulator.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 색상을 표시할 수 있도록 하여야 하는데, 이는 화소 전극(190)에 대응하는 영역에 적색, 녹색 또는 청색의 색 필터(230R, 230G, 230B)을 구비함으로써 가능하다. 도 3에서 색 필터(230R, 230G, 230B)는 상부 표시판(200)의 해당 영역에 형성되어 있지만 이와는 달리 하부 표시 판(100)의 화소 전극(190) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.Meanwhile, in order to implement color display, each pixel must display color, which is possible by providing red, green, or blue color filters 230R, 230G, and 230B in a region corresponding to the pixel electrode 190. Do. In FIG. 3, the color filters 230R, 230G, and 230B are formed in a corresponding region of the upper panel 200, but may be formed above or below the pixel electrode 190 of the lower panel 100.

또, 상부 표시판(200)에는 차광막(220)이 형성되어 있다. 차광막(220)은 화소 사이의 경계부에서 빛이 새는 것을 방지하기 위한 것이며, 스위칭 트랜지스터 (T₁) 및 출력 트랜지스터(T₃)와 대응하는 영역에도 배치되어 있어서 이들 두 트랜지스터(T₁, T₃)가 빛에 의하여 오동작하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.In addition, a light blocking film 220 is formed on the upper panel 200. The light blocking film 220 is for preventing light leakage at the boundary between the pixels, and is also disposed in a region corresponding to the switching transistor T ₁ and the output transistor T ₃ , so that these two transistors T ₁ and T _{3 are} disposed. It is possible to prevent malfunction by light.

여기서, 하부 표시판(100)이 가지는 광 감지부는 녹색 색필터(230R)와 대응하는 화소에 형성되어 있다. 즉, 광 감지 트랜지스터(T₂)와 출력 트랜지스터(T₃) 및 신호 축전기(C)로 이루어지는 광 감지부가 적색, 녹색, 청색 화소 중 특히 녹색 화소에 배치되어 있다. 광 감지부의 형성 밀도는 필요에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 모든 녹색 화소마다 광 감지부를 형성할 수도 있고, 10개의 도트(dot)마다 하나씩 광 감지부를 형성할 수도 있다.Here, the light sensing unit of the lower panel 100 is formed in the pixel corresponding to the green color filter 230R. That is, the light sensing unit consisting of the light sensing transistor T ₂ , the output transistor T ₃ , and the signal capacitor C is arranged in a particularly green pixel among the red, green, and blue pixels. The formation density of the light sensing unit can be adjusted as needed. For example, a light sensing unit may be formed for every green pixel, or one light sensing unit may be formed for every 10 dots.

또, 하부 표시판(100)에는 각 층간을 절연하기 위한 게이트 절연막(140)과 보호막(180) 등이 형성되어 있고, 보호막(180) 위에는 화소 전극(190)이 형성되어 있는데, 이들은 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부에서는 제거되어 광투과구(H)를 이룬다. 이는 광 감지 트랜지스터(T₂)로 유입되는 빛의 양을 극대화하기 위한 것이다.In addition, a gate insulating layer 140 and a passivation layer 180 are formed on the lower panel 100 to insulate each layer, and a pixel electrode 190 is formed on the passivation layer 180. T ₂ ) is removed from the channel portion to form a light transmission hole (H). This is to maximize the amount of light flowing into the photosensitive transistor T ₂ .

액정 표시판 조립체(300)의 두 표시판(100, 200) 중 적어도 하나의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다. A polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of at least one of the two display panels 100 and 200 of the liquid crystal panel assembly 300.

그러면 이러한 액정 표시 장치의 구조에 대하여 좀더 상세하게 설명한다. Next, the structure of the liquid crystal display will be described in more detail.

도 3에 비하여 좀더 구체적으로 표시된 하부 표시판(100)에 대하여만 설명한다.Only the lower panel 100 shown in more detail than FIG. 3 will be described.

절연 기판(110) 위에 게이트선(121)과 여기에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터(T₁)의 게이트 전극(124), 오프 전압선(122)과 여기에 연결되어 있는 광 감지 트랜지스터(T₂)의 게이트 전극(126) 및 출력 주사선(123)과 여기에 연결되어 있는 출력 트랜지스터(T₃)의 게이트 전극(128) 등이 형성되어 있다.The gate electrode 124 of the switching transistor T ₁ connected to the gate line 121 and the gate line 124, the off voltage line 122, and the gate of the photosensitive transistor T ₂ connected thereto on the insulating substrate 110. The electrode 126, the output scan line 123, and the gate electrode 128 of the output transistor T ₃ connected thereto are formed.

이들 게이트선(121) 오프 전압선(122), 출력 주사선(123) 및 게이트 전극(124, 126, 128)의 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.The gate insulating layer 140 is formed on the gate line 121 off voltage line 122, the output scan line 123, and the gate electrodes 124, 126, and 128.

게이트 절연막(140)의 위에는 3개 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 채널부를 이루는 반도체(154, 156, 158)가 형성되어 있다. 반도체(154, 156, 158)는 비정질 규소로 이루어져 있다. 그러나 필요에 따라서는 반도체(154, 156, 158)를 다결정 규소로 형성할 수도 있다.On the gate insulating layer 140, semiconductors 154, 156, and 158 forming channel portions of the _three transistors T ₁ , T ₂ , and T ₃ are formed. The semiconductors 154, 156, and 158 are made of amorphous silicon. However, if necessary, the semiconductors 154, 156, and 158 may be formed of polycrystalline silicon.

각 반도체(154, 156, 158)의 위에는 양쪽으로 분리되어 있는 저항성 접촉층(163, 165, 162, 164, 166, 168)이 형성되어 있다. On each of the semiconductors 154, 156, and 158, ohmic contact layers 163, 165, 162, 164, 166, and 168 separated from each other are formed.

저항성 접촉층(163, 165, 162, 164, 166, 168)의 위에는 3개 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 소스 전극(173, 172, 176) 및 드레인 전극(175, 174, 178)과 데이터선 (171), 신호 출력선(172) 및 전원선(174)이 형성되어 있다. 여기서, 스위칭 트랜지스터(T₁)의 소스 전극(173)은 데이터선(171)에 연결되어 있고, 광 감지 트랜지스터(T₂)의 소스 전극(172)은 전원선(174)에 연결되어 있으며, 출력 트랜지스터(T₃)의 드레인 전극(178)은 신호 출력선(172)에 연결되어 있다. 또, 광 감지 트랜지스터(T₂)의 드레인 전극(174)은 출력 트랜지스터(T₃)의 소스 전극(176)에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(T₁)의 드레인 전극(175)은 후술하는 화소 전극(190)에 연결되어 있다.On top of the ohmic contacts 163, 165, 162, 164, 166, 168 the source electrodes 173, 172, 176 and the drain electrodes 175, 174, 178 of the three transistors T ₁ , T ₂ , T ₃ . ), A data line 171, a signal output line 172, and a power supply line 174 are formed. Here, the source electrode 173 of the switching transistor T ₁ is connected to the data line 171, the source electrode 172 of the photosensitive transistor T ₂ is connected to the power line 174, and the output The drain electrode 178 of the transistor T ₃ is connected to the signal output line 172. The drain electrode 174 of the photosensitive transistor T ₂ is connected to the source electrode 176 of the output transistor T ₃ , and the drain electrode 175 of the switching transistor T ₁ is a pixel electrode described later. Connected to 190.

데이터선(171), 신호 출력선(172), 전원선(174) 및 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 소스 전극(173, 172, 174)과 드레인 전극(175, 174, 178) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 스위칭 트랜지스터(T₁)의 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구(181)와 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부를 노출하는 광투과구(H)가 형성되어 있다.Source electrodes 173, 172, and 174 and drain electrodes 175, 174, and 178 of the data line 171, the signal output line 172, the power supply line 174, and the transistors T ₁ , T ₂ , and T ₃ . The passivation layer 180 is formed thereon. The passivation layer 180 is formed with a contact hole 181 exposing the drain electrode 175 of the switching transistor T ₁ and a light transmission hole H exposing the channel portion of the photosensitive transistor T ₂ .

보호막(180) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 접촉구(181)를 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있고, 광투과구(H) 부분에서는 제거되어 광투과구(H)를 노출하고 있다.The pixel electrode 190 made of a transparent conductive material such as ITO or IZO is formed on the passivation layer 180. The pixel electrode 190 is connected to the drain electrode 175 through the contact hole 181, and is removed from the light transmission hole H to expose the light transmission hole H.

이상과 같이, 광 감지부를 녹색 화소에 배치하면 광 감지부의 감지율이 향상된다. 이는 녹색 색필터가 적색이나 청색 색필터에 비하여 통과시키는 광량이 많기 때문이다. 즉, 적색, 녹색, 청색 및 투명 색필터를 통과한 빛의 조도를 측정한 결과 투명>녹색>적색>청색의 순으로 나타난다. As described above, when the light detector is disposed in the green pixel, the detection rate of the light detector is improved. This is because the amount of light that the green color filter passes is greater than that of the red or blue color filter. That is, as a result of measuring the illuminance of the light passing through the red, green, blue, and transparent color filters, it appears in the order of transparent> green> red> blue.

또한, 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부에 광투과구(H)를 둠으로써 보호막(180)에 의하여 손실되는 빛을 감소시켜 광 감지 트랜지스터(T₂)로 입사하는 광량을 증가시킨다. In addition, by placing the light transmission hole H in the channel portion of the photosensitive transistor T ₂ , the light lost by the passivation layer 180 is reduced to increase the amount of light incident to the photosensitive transistor T ₂ .

본 발명은 특히 광 감지부로 입사하던 외부광이 차단된 것을 감지하는 그림자 모드와 백라이트 광이 반사하여 되돌아오는 것을 감지하는 백라이트 모드 등 라이트 펜을 사용하지 않는 모드에서 유용하다. The present invention is particularly useful in a mode that does not use a light pen, such as a shadow mode for detecting the blocking of external light incident to the light detector and a backlight mode for detecting the return of the backlight light.

본 발명의 제1 실시예는 백라이트를 사용하는 액정 표시 장치로서 백라이트 모드를 사용한다.The first embodiment of the present invention uses a backlight mode as a liquid crystal display device using a backlight.

백라이트 모드는 손가락 등의 물체가 액정 표시 패널 위에 놓이면 외부로 방출되던 백라이트 광이 물체에 의하여 반사되어 다시 하부 표시판(100) 쪽으로 되돌려져 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부로 입사하여 광 감지 트랜지스터(T₂)를 온시킨다. 이 과정에서 빛이 색필터를 두 번 통과하게 되는데 녹색 색필터(230G)의 경우 투명 색필터 다음으로 광 투과율이 높으므로 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부로 입사하는 광량을 최대화 할 수 있다.In the backlight mode, when an object such as a finger is placed on the liquid crystal display panel, the backlight light emitted from the outside is reflected by the object and returned back to the lower panel 100 to be incident on the channel portion of the photosensitive transistor T ₂ so that the photosensitive transistor ( T ₂ ) is turned on. In this process, light passes through the color filter twice. In the case of the green color filter 230G, the light transmittance is higher after the transparent color filter, thereby maximizing the amount of light incident to the channel portion of the photosensitive transistor T ₂ .

광 감지 트랜지스터(T₂)가 온되면 전원선(174)을 통하여 공급되는 전류가 신호 축전기(C)로 흘러 신호 전압을 저장하게 된다. 이 상태에서 출력 주사선(123) 에 순차적으로 주사 신호를 인가함으로써 스캔하여 신호 축전기(C)에 저장되어 있는 신호를 출력받아 신호가 출력되는 위치를 터치된 위치로 판단한다.When the photosensitive transistor T ₂ is turned on, a current supplied through the power line 174 flows to the signal capacitor C to store the signal voltage. In this state, the scan signal is sequentially applied to the output scan line 123 to scan the signal stored in the signal capacitor C to determine the touched position.

제1 실시예는 백라이트를 사용하는 투과형 액정 표시 장치이나 외부 광원을 이용하는 반사형 액정 표시 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이를 제2 실시예로서 설명한다.In the first embodiment, the present invention can be applied to a transmissive liquid crystal display using a backlight or a reflective liquid crystal display using an external light source. This will be described as a second embodiment.

게이트 절연막(140)의 위에는 3개 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 채널부를 이루는 반도체(154, 156, 158)가 형성되어 있다. 반도체(154, 156, 158)는 비정질 규소로 이루어져 있다. 그러나 필요에 따라서는 반도체(154, 156, 158)를 다결정 규소로 형성할 수도 있다. On the gate insulating layer 140, semiconductors 154, 156, and 158 forming channel portions of the _three transistors T ₁ , T ₂ , and T ₃ are formed. The semiconductors 154, 156, and 158 are made of amorphous silicon. However, if necessary, the semiconductors 154, 156, and 158 may be formed of polycrystalline silicon.

저항성 접촉층(163, 165, 162, 164, 166, 168)의 위에는 3개 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 소스 전극(173, 172, 176) 및 드레인 전극(175, 174, 178)과 데이터선 (171), 신호 출력선(172) 및 전원선(174)이 형성되어 있다. 여기서, 스위칭 트랜지스터(T₁)의 소스 전극(173)은 데이터선(171)에 연결되어 있고, 광 감지 트랜지스터(T₂)의 소스 전극(172)은 전원선(174)에 연결되어 있으며, 출력 트랜지스터(T₃)의 드레인 전극(178)은 신호 출력선(172)에 연결되어 있다. 또, 광 감지 트랜지스터 (T₂)의 드레인 전극(174)은 출력 트랜지스터(T₃)의 소스 전극(176)에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(T₁)의 드레인 전극(175)은 후술하는 화소 전극(190)에 연결되어 있다.On top of the ohmic contacts 163, 165, 162, 164, 166, 168 the source electrodes 173, 172, 176 and the drain electrodes 175, 174, 178 of the three transistors T ₁ , T ₂ , T ₃ . ), A data line 171, a signal output line 172, and a power supply line 174 are formed. Here, the source electrode 173 of the switching transistor T ₁ is connected to the data line 171, the source electrode 172 of the photosensitive transistor T ₂ is connected to the power line 174, and the output The drain electrode 178 of the transistor T ₃ is connected to the signal output line 172. The drain electrode 174 of the photosensitive transistor T ₂ is connected to the source electrode 176 of the output transistor T ₃ , and the drain electrode 175 of the switching transistor T ₁ is a pixel electrode described later. Connected to 190.

데이터선(171), 신호 출력선(172), 전원선(174) 및 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 소스 전극(173, 172, 174)과 드레인 전극(175, 174, 178) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 스위칭 트랜지스터(T₁)의 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구(181)와 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부를 노출하는 광투과구(H)가 형성되어 있다. 또, 보호막(180) 표면은 요철을 이루고 있다. 이는 후술하는 반사 전극(194)에 의하여 반사되는 빛의 방향을 고르게 분산시키기 위함이다. Source electrodes 173, 172, and 174 and drain electrodes 175, 174, and 178 of the data line 171, the signal output line 172, the power supply line 174, and the transistors T ₁ , T ₂ , and T ₃ . The passivation layer 180 is formed thereon. The passivation layer 180 is formed with a contact hole 181 exposing the drain electrode 175 of the switching transistor T ₁ and a light transmission hole H exposing the channel portion of the photosensitive transistor T ₂ . The surface of the protective film 180 has irregularities. This is to evenly distribute the direction of the light reflected by the reflective electrode 194 described later.

보호막(180) 위에는 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 광반사 특성이 우수한 도전체 이루어진 반사 전극(194)이 형성되어 있다. 반사 전극(194)은 접촉구(181)를 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있고, 광투과구(H) 부분에서는 제거되어 광 투과구(H)을 노출하고 있다.On the passivation layer 180, a reflective electrode 194 made of a conductor having excellent light reflection characteristics such as aluminum (Al) and silver (Ag) is formed. The reflective electrode 194 is connected to the drain electrode 175 through the contact hole 181, and is removed from the light transmission hole H to expose the light transmission hole H.

이러한 구조의 반사형 액정 표시 장치에서는 백라이트를 사용하지 않고 외부 광을 이용하기 때문에 그림자 모드를 사용한다.The reflection type liquid crystal display device uses the shadow mode because the external light is used instead of the backlight.

그림자 모드는 손가락 등의 물체가 액정 표시 패널 위에 놓이면 입사하던 외부광이 물체에 의하여 차단되고, 해당 위치에 배치되어 있는 광 감지 트랜지스터 (T₂)가 오프됨으로써 신호 축전기(C) 신호 전압이 저장되지 않는다. 이에 비하여 다른 부분에 배치되어 있는 광 감지 트랜지스터(T₂)는 계속 온 상태로 남아있어 신호 축전기(C)에 일정한 신호 전압이 저장된다. 이 때, 다른 부분의 광 감지 트랜지스터(T₂)가 계속 온 상태로 남아있기 위해서는 충분한 양의 빛이 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부로 입사하여야 한다. 녹색 색필터(230G)의 경우 투명 색필터 다음으로 광 투과율이 높으므로 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부로 입사하는 광량을 최대화 할 수 있다. In the shadow mode, when an object such as a finger is placed on the liquid crystal display panel, external light incident to the liquid crystal display panel is blocked by the object, and the photosensitive transistor T ₂ disposed at the corresponding position is turned off so that the signal capacitor C signal voltage is not stored. Do not. On the other hand, the photosensitive transistor T ₂ disposed in another portion remains on and stores a constant signal voltage in the signal capacitor C. FIG. At this time, a sufficient amount of light must enter the channel portion of the photosensitive transistor T _{2 in} order for the other portion of the photosensitive transistor T ₂ to remain in the on state. In the case of the green color filter 230G, the light transmittance is higher after the transparent color filter, thereby maximizing the amount of light incident on the channel portion of the photosensitive transistor T ₂ .

이 상태에서 출력 주사선(123)에 순차적으로 주사 신호를 인가함으로써 스캔하여 신호 축전기(C)에 저장되어 있는 신호를 출력받아 신호가 출력되지 않는 위치를 터치된 위치로 판단한다. In this state, the scan signal is sequentially applied to the output scan line 123 to scan and receive a signal stored in the signal capacitor C to determine a position where the signal is not output as the touched position.

본 발명은 주변 환경에 따라 모드를 전환함으로써 외부 광원을 이용하거나 백라이트 광을 이용할 수 있는 반투과형 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다. 이를 제3 실시예로서 설명한다The present invention can also be applied to a transflective liquid crystal display device that can use an external light source or backlight light by switching modes according to the surrounding environment. This will be described as the third embodiment.

이들 게이트선(121) 오프 전압선(122), 출력 주사선(123) 및 게이트 전극 (124, 126, 128)의 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.The gate insulating layer 140 is formed on the gate line 121 off voltage line 122, the output scan line 123, and the gate electrodes 124, 126, and 128.

저항성 접촉층(163, 165, 162, 164, 166, 168)의 위에는 3개 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 소스 전극(173, 172, 176) 및 드레인 전극(175, 174, 178)과 데이터선 (171), 신호 출력선(172) 및 전원선(174)이 형성되어 있다. 여기서, 스위칭 트랜지스터(T₁)의 소스 전극(173)은 데이터선(171)에 연결되어 있고, 광 감지 트랜지스터(T₂)의 소스 전극(172)은 전원선(174)에 연결되어 있으며, 출력 트랜지스터(T₃)의 드레인 전극(178)은 신호 출력선(172)에 연결되어 있다. 또, 광 감지 트랜지스터(T₂)의 드레인 전극(174)은 출력 트랜지스터(T₃)의 소스 전극(176)에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(T₁)의 드레인 전극(175)은 후술하는 화소 전극 (190)의 투과 전극(192)에 연결되어 있다.On top of the ohmic contacts 163, 165, 162, 164, 166, 168 the source electrodes 173, 172, 176 and the drain electrodes 175, 174, 178 of the three transistors T ₁ , T ₂ , T ₃ . ), A data line 171, a signal output line 172, and a power supply line 174 are formed. Here, the source electrode 173 of the switching transistor T ₁ is connected to the data line 171, the source electrode 172 of the photosensitive transistor T ₂ is connected to the power line 174, and the output The drain electrode 178 of the transistor T ₃ is connected to the signal output line 172. The drain electrode 174 of the photosensitive transistor T ₂ is connected to the source electrode 176 of the output transistor T ₃ , and the drain electrode 175 of the switching transistor T ₁ is a pixel electrode described later. It is connected to the transmission electrode 192 of 190.

데이터선(171), 신호 출력선(172), 전원선(174) 및 트랜지스터(T₁, T₂, T₃)의 소스 전극(173, 172, 174)과 드레인 전극(175, 174, 178) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 스위칭 트랜지스터(T₁)의 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구(181)와 광 감지 트랜지스터(T₂)의 채널부를 노출하는 광투과구(H)가 형성되어 있다. 또, 보호막(180) 표면의 일부는 요철을 이루고 있다. 이는 후술하는 반사 전극(194)에 의하여 반사되는 빛의 방향을 고르게 분산시키기 위함이다.Source electrodes 173, 172, and 174 and drain electrodes 175, 174, and 178 of the data line 171, the signal output line 172, the power supply line 174, and the transistors T ₁ , T ₂ , and T ₃ . The passivation layer 180 is formed thereon. The passivation layer 180 is formed with a contact hole 181 exposing the drain electrode 175 of the switching transistor T ₁ and a light transmission hole H exposing the channel portion of the photosensitive transistor T ₂ . In addition, a part of the surface of the protective film 180 is irregular. This is to evenly distribute the direction of the light reflected by the reflective electrode 194 described later.

보호막(180) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 투과 전극(192)이 형성되어 있고, 투과 전극(192) 위에 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 광반 사 특성이 우수한 도전체 이루어진 반사 전극(194)이 형성되어 있다. 투과 전극(192)과 반사 전극(194)이 화소 전극(190)을 이룬다. 여기서 반사 전극(194)은 투과형으로 사용할 때 백라이트 광이 투과할 수 있도록 투과창을 가지며, 광투과구(H) 부분에서는 반사 전극(194)과 함께 투명 전극(192)도 제거되어 광투과구 (H)를 노출하고 있다. 보호막(180) 표면에 형성되어 있는 요철은 반사 전극(194)의 아래에만 형성되어 있고 투과창 부분에서는 보호막(180)의 표면이 평탄하게 되어 있다.The passivation electrode 192 made of a transparent conductive material such as ITO or IZO is formed on the passivation layer 180, and a conductor having excellent light reflection characteristics such as aluminum (Al) or silver (Ag) is formed on the passivation electrode 192. The reflective electrode 194 is formed. The transmissive electrode 192 and the reflective electrode 194 form the pixel electrode 190. Here, the reflective electrode 194 has a transmission window for transmitting the backlight light when used as a transmissive type, and the transparent electrode 192 together with the reflective electrode 194 is also removed from the light transmission hole H, so that the light transmission hole ( H) is exposed. The unevenness formed on the surface of the protective film 180 is formed only under the reflective electrode 194, and the surface of the protective film 180 is flat in the transmission window portion.

이러한 구조의 반투과형 액정 표시 장치에서는 모드 선택에 따라 백라이트를 사용할 수도 있고, 외부 광을 이용할 수도 있기 때문에 백라이트 모드와 그림자 모드를 혼용하여 사용한다. 즉, 투과형으로 사용할 때는 광 감지 방식을 백라이트 모드로 하고, 반사형으로 사용할 때는 광 감지 방식을 그림자 모드로 전환하여 사용할 수 있다.In the transflective liquid crystal display device having such a structure, the backlight may be used depending on the mode selection, and the external light may be used, so that the backlight mode and the shadow mode are used in combination. That is, when using a transmission type, the light sensing method may be used as a backlight mode, and when using a reflective type, the light sensing method may be switched to a shadow mode.

본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 스위칭 트랜지스터(T₁)의 게이트 전극과 광 감지부의 출력 트랜지스터(T₃)의 게이트 전극이 게이트선(123)을 공유한다. 즉, 액정 표시 장치의 화상 표시를 위한 주사 신호가 인가되어 스위칭 트랜지스터(T₁)를 통하여 화소 전극에 화상 신호 전압이 충전될 때, 신호 축전기(C)에 저장되어 있는 광 감지 신호 전압은 출력 트랜지스터(T₃)를 통하여 출 력선(172)으로 출력된다.In the liquid crystal display according to the fourth exemplary embodiment, the gate electrode of the switching transistor T ₁ and the gate electrode of the output transistor T ₃ of the light sensing unit share the gate line 123. That is, when the scan signal for image display of the liquid crystal display is applied and the image signal voltage is charged to the pixel electrode through the switching transistor T ₁ , the photo-sensing signal voltage stored in the signal capacitor C is output transistor. It is output to the output line 172 through (T ₃ ).

이렇게 하면, 제1 실시예에 비하여 출력 주사선이 차지하는 면적을 화소 면적으로 사용할 수 있어서 개구율이 향상된다.This makes it possible to use the area occupied by the output scanning line as the pixel area as compared with the first embodiment, thereby improving the aperture ratio.

이상에서 본 발명의 바람직한 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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

이상에서 설명한 바와 같이, 광 감지부를 녹색 화소에 형성하고, 광 감지 트랜지스터의 채널부에 광투과구를 형성함으로써 백라이트 모드나 그림자 모드에서 광 감지율을 향상할 수 있다.
As described above, the light detection rate can be improved in the backlight mode or the shadow mode by forming the light sensing unit in the green pixel and forming the light transmission hole in the channel portion of the light sensing transistor.

Claims

First insulating substrate,

A gate line formed on the first insulating substrate,

A data line formed on the first insulating substrate and insulated from and intersecting the gate line;

A switching transistor having a control terminal and an input terminal connected to the gate line and the data line, respectively;

A pixel electrode connected to the switching transistor,

A light sensing unit formed on the first insulating substrate,

A second insulating substrate facing the first insulating substrate,

A color filter formed on one of the first insulating substrate and the second insulating substrate,

A common electrode formed on either one of said first insulating substrate and said second insulating substrate,

Liquid crystal layer injected between the first insulating substrate and the second insulating substrate

Wherein the light detector is formed in an area corresponding to the green color filter of the color filter.

In claim 1,

An off voltage line and an output scan line parallel to the gate line and insulated from the data line, and a power line and a signal output line parallel to the data line and insulated from the gate line, off voltage line, and output scan line;

The light detector

A photosensitive transistor, which is turned on by irradiating light to a channel portion and has an input terminal and a control terminal connected to the power supply line and the off voltage line, respectively;

A signal capacitor having one end connected to an output terminal of the photosensitive transistor and the other end connected to the off voltage line;

And an output transistor connected between an output terminal of the photosensitive transistor, one end of the signal capacitor, and an input terminal, and an output terminal and a control terminal connected to the signal output line and the output scan line, respectively.

In claim 1,

An off voltage line parallel to the gate line and insulated from the data line, and a power line and a signal output line parallel to the data line and insulated from the gate line and the off voltage line,

The light detector

And an output transistor connected between an output terminal of the photosensitive transistor, one end of the signal capacitor, and an input terminal, and an output terminal and a control terminal connected to the signal output line and the gate line, respectively.

The method of claim 2 or 3,

A gate insulating film insulating the gate line and the data line,

And a passivation layer formed on the photosensitive transistor, the output transistor, and the switching transistor, the passivation layer having a light transmission opening exposing a channel portion of the photosensitive transistor.

In claim 4,

The pixel electrode is made of a transparent conductive material, and the color filter and the common electrode are formed on the second insulating substrate.

In claim 4,

And the pixel electrode is formed of a light reflective conductive material, and the color filter and the common electrode are formed on the second insulating substrate.

In claim 4,

The pixel electrode is formed of a double layer of a transparent electrode made of a transparent conductive material and a light reflecting conductive material and a reflective electrode having a transmission window, and the color filter and the common electrode are formed on the second insulating substrate. Liquid crystal display.

In claim 4,

And a light shielding film formed on the second insulating substrate, wherein the light shielding film is also disposed in a region corresponding to the switching transistor and the output transistor.