KR101362150B1 - 터치 패널 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정패널과 터치패널을 일체화함으로써 단가를 저감시킴과 동시에 터치 위치의 위치 검출의 정밀도를 향상시키는 터치 패널 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 터치 패널 장치는 블랙 매트릭스와 컬러필터 및 공통전극을 가지는 컬러필터 기판과, 화소전극을 가지는 어레이 기판과, 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 설치된 액정과, 액정을 구동시키기 위한 구동수단과, 패널 표면에 접촉물이 접촉할 경우에 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 복수의 위치에서 측정하는 전류 측정수단과, 측정된 전류값의 크기에 기초하여 접촉물의 접촉 위치의 위치 좌표를 계산하는 위치 좌표 계산수단을 포함하며, 블랙 매트릭스와 공통전극은 절연막을 개재시켜 절연된다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 액정패널과 터치패널을 일체화하는 것으로 단가를 저감시킴과 동시에 블랙 매트릭스와 공통전극을 절연시키는 것에 의해 신호 선 또는 게이트 선의 커플링의 영향을 쉴드시켜 터치 위치의 위치검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
터치 패널, 공통전극, 절연, 블랙 매트릭스, 커플링

Description

터치 패널 장치{TOUCH PANEL DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치의 기본 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치에 이용되는 액정패널의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치의 패널 구성의 일례를 나타내는 평면도.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도.
도 5는 도 3의 B영역에 있어서, 전류 검출부의 배선 상태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치에 있어서, 절연막의 배치를 나타낸 도면.
도 7은 도 6의 C-C' 단면도.
도 8은 도 6의 D-D' 단면도.
도 9는 종래의 터치 패널 장치의 구성을 나타낸 도면.
도 10은 도트 반전 구동의 이론적인 파형을 나타낸 도면.
도 11은 도트 반전 구동의 실제의 파형을 나타낸 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 >
1 : 액정패널 2 : 게이트 드라이버
3 : 데이터 드라이버 4 : 타이밍 컨트롤러
5 : 신호 처리회로 6 : 제어 회로
7 : 기억 장치 8 : 전원
9 : 액정 10 : 컬러필터 글라스
11 : CF측 글라스 기판 12 : 블랙 매트릭스
13 : 컬러필터 14 : CF측 공통전극
20 : 어레이 기판 21 : 어레이측 글라스 기판
22 : 어레이 화소전극 23 : 어레이측 공통전극
30 : 표시 영역 32 : X 탭
33 : 데이터 라인 입력부 34 : Y 탭
35 : 게이트 라인 입력부 36 : 공통전극 입력부
본 발명은 터치 패널 장치에 관한 것으로, 특히 액정 디스플레이의 구성을 이용한 터치 패널 장치에 관한 것이다.
종래에는, 화상면상의 입력위치를 손가락 등의 접촉물로 접촉하는 것으로 그 위치에 상응하는 전류 신호를 출력하는 터치 패널이 개발되었다. 예를 들면, 특허문헌 1(일본 특허공개공보 평05-324203호).
이러한 종래의 정전용량형 터치 패널은 터치 위치 검출을 위한 투명 도전막이 설치된 제 1 투명 기판의 터치면측에 투명 접착제에 의해 눈부심(Glare) 방지용제 2 투명 기판이 부착되어 구성되므로, 투명 도전막의 손상을 확실히 방지함과 동시에, 구조가 단순화되어 기계적 강도가 향상된다.
그러나, 이러한 정전 용량형 터치 패널의 구조에서는, 터치 패널 자체를 디스플레이의 전면에 접착하여 사용하기 때문에, 장치의 두께가 증가된다. 또한, 코스트가 증가하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 디스플레이와 터치 패널의 전극판을 공유시킴으로써 장치 자체의 두께 또는 코스트의 삭감할 수 있는 터치 패널 장치가 제안되었다. 예를 들면, 특허문헌 2(일본 특허공개공보 2003-99192호).
도 9는 특허문헌 2에 기재된 종래의 터치 패널 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 종래의 터치 패널 장치는, 도 9의 (a)의 개략 단면도에 나타낸 바와 같이, 2개의 투명 절연판(107, 108) 사이에 공통 투명전극(109), 액정(110), 표시 투명전극(111)의 순서로 적층하여 문자나 화상을 표시함과 동시에 손가락 등의 접촉물이 접촉하는 공통 투명전극(109) 측에 배치된 투명 절연판(107) 상의 접촉부의 위치 좌표를 검지한다. 이를 위해, 도 9의 (b)의 평면도에 나타낸 바와 같이, 대략적인 직사각형에 설치된 공통 투명전극(109)의 각 구석에 접촉물과 투명 절연판(107)을 개재시켜 공통 투명전극(109) 사이에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출기(101 내지 104)을 설치하여 접촉물이 투명 절연판(107) 상의 접촉부에 접촉하는 것에 의한 정전 용량의 변화에 영향을 받는 4구석의 전류값의 변화를 측정하여 해당 전류값을 나타내는 전류 검출기(101 내지 104)로부터의 전류 신호(S1 내지 S4)에 의해 접촉부의 위치 좌표를 계산하기 위한 신호 처리회로(106)를 포함하여 구성된다.
그러나, 특허문헌 2에 표시된 종래의 터치 패널 장치의 구성에 있어서, 신호 선 또는 게이트 선의 커플링의 영향에 의해 터치 위치의 검출에 오차가 발생하여 사용자에 의한 터치 입력의 내용이 오인식되는 문제점이 있다. 구체적으로, 도 10은 도트 반전 구동의 파형 타이밍을 나타내는 도면이다. 도 10에 있어서, Vcom은 공통전압, Vgh는 게이트 온(On) 전압, Vgl은 게이트 오프(Off) 전압, Vsig은 데이터 전압이다.
이와 같이 원래의 공통전압(Vcom)은 일정한 것으로 변동이 없고 전류의 흐름은 거의 없다. 그렇지만 이것은 이론적인 것이며, 실제로는 도 11에 나타낸 바와 같이, 신호 선 또는 게이트 선의 커플링의 영향에 의해 공통전압(Vcom)이 변동하여 항상 전류가 흐르고 있다. 이 때문에, 이 상태로 터치 위치 검출을 위한 전류 측정을 실시하여도 오차가 발생하여 정밀한 터치 위치를 검출할 수 없다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 액정패널과 터치패널을 일체화함으로써 단가를 저감시킴과 동시에 터치 위치의 위치 검출의 정밀도를 향상시키는 터치 패널 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치는 블랙 매트릭스와 컬러필터 및 공통전극을 가지는 컬러필터 기판과, 화소전극을 가지는 어레이 기판과, 상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판 사이에 설치된 액정과, 상기 액정을 구동시키기 위한 구동수단과, 패널 표면에 접촉물이 접촉할 경우에 상기 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 복수의 위치에서 측정하는 전류 측정수단과, 상기 측정된 전류값의 크기에 기초하여 상기 접촉물의 접촉 위치의 위치 좌표를 계산하는 위치 좌표 계산수단을 포함하여 구성되며, 상기 블랙 매트릭스와 상기 공통전극은 절연막을 개재시켜 절연되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치는 서브 화소를 정의하기 위한 블랙 매트릭스와, 컬러 필터 및 공통 전극이 형성된 글라스 기판과 어레이 기판이 대향 합착된 표시패널과; 상기 표시패널의 표면에 접촉되는 터치 위치에 따라 변화하는 상기 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 검출하여 상기 터치 위치를 계산하는 신호 처리회로를 포함하며, 상기 블랙 매트릭스와 상기 공통전극은 절연막을 개재시켜 절연되는 것을 특징으로 한다.
상기 글라스 기판은 상기 서브 화소를 정의하도록 매트릭스 형태로 형성된 상기 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스에 정의된 화소 영역에 형성된 컬러필터와, 상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러필터를 덮도록 형성된 절연막과, 상기 절연막 상에 형성된 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
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상기 글라스 기판은 상기 서브 화소를 정의하도록 매트릭스 형태로 형성된 상기 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스에 정의된 화소 영역에 형성됨과 아울러 상기 블랙 매트릭스에 중첩되도록 형성된 컬러필터와, 상기 컬러필터를 덮도록 형성된 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치의 기본 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같은, 터치 패널 장치는 화소 매트릭스를 가지는 액정패널(1)과, 액정패널(1)의 게이트 라인(GL)을 구동하기 위한 구동회로인 게이트 드라이버(2)와, 액정패널(21)의 데이터 라인(DL)을 구동하기 위한 구동회로인 데이터 드라이버(2)와, 게이트 드라이버(2)와 데이터 드라이버(3)를 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(4)를 포함하여 구성된다. 또한, 액정패널(1)의 터치 면상(표시 어레이)에 손가락 또는 터치 펜 등의 접촉물이 접촉함에 따라 정전 용량형 터치 패널 장치의 정전 용량이 변화하여 저항형 터치 패널 장치의 저항값이 변화하는 것에 기초한 전류의 변화에 근거하여 해당 접촉물의 터치 위치의 위치 좌표를 계산하는 신호 처리회로(5)와, 해당 위치 좌표에 대응하는 내용을 내부 메모리 등의 기억장치(7)로부터 추출하여 문자 또는 화상을 액정패널(1)에 표시하거나 필요한 처리를 실시하여 다른 장치에 신호를 출력하는 제어회로(6)를 포함하여 구성된다.
액정패널(1)은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차에 의해 정의되는 각 화소 영역에 형성된 액정셀로 구성된 화소 매트릭스를 포함한다. 액정셀은 화상 데이터 신호에 따라 광투과량을 조절하는 액정셀(Clc) 및 액정 커패시터(C1)를 구동하기 위한 액정 구동용 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)의 데이터 신호가 액정셀(Clc)에 충전되어 유지되도록 한다.
액정셀(Clc)은 데이터 신호에 의해 액정의 배열 상태를 가변시켜 광투과율을 조절하는 것에 의해 계조를 구현한다.
게이트 드라이버(2)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 제어 신호에 응답하여 게이트 라인(GL)에 순차적으로 스캔 신호를 공급한다.
데이터 드라이버(3)는 타이밍 컨트롤러(4)로부터의 디지털 화상 데이터를 아날로그 데이터 신호로 변환하여 데이터 라인(DL)에 공급한다.
타이밍 컨트롤러(4)는 게이트 드라이버(2) 및 데이터 드라이버(3)를 제어하는 제어신호를 공급함과 동시에 데이터 드라이버(3)에 디지털 화상 데이터를 공급한다.
이에 따라, 액정패널(1)의 표시 어레이에 지정된 문자나 화상이 표시된다.
액정패널(1)에 대해 설명하면, 도 2에 나타낸 분해 사시도와 같이, 액정패널(1)은 액정(9)을 개입시켜 접합되는 컬러필터 기판(10)과 어레이 기판(20)으로 구성된다.
컬러필터 기판(10)은 투명 절연판으로 구성된 CF(컬러필터)측 글라스 기판(11) 상에 블랙 매트릭스(12), 컬러필터(13) 및 CF측 공통전극(14)이 순차적으로 형성되어 구성된다. 블랙 매트릭스(12)는 CF측 글라스 기판(11)에 매트릭스 형태로 형성된다. 이러한, 블랙 매트릭스(12)는 CF측 글라스 기판(11)의 영역을 컬러필터(13)가 형성되는 복수의 셀 영역으로 나누어 인접한 셀간의 광간섭 및 외부광의 반사를 막는다. 컬러필터(13)는 블랙 매트릭스(12)에 의해 구분된 셀 영역에 적(R), 녹(G) 및 청(B)으로 나누어 형성되어 적색, 녹색 및 청색의 광을 각각 투과시킨다.
CF측 공통전극(14)은 컬러필터(13) 상에 전면 도포된 투명 전도층에 액정(9)의 구동 시에 기준이 되는 공통전압(Vcom)을 공급한다. 또한, 컬러필터(13)의 평탄화를 위해 컬러필터(13)로 CF측 공통전극(14)간에는 오버코트층(Overcoat Layer; 미도시) 더 형성될 수 있다.
어레이 기판(20)은 투명 절연판으로 구성된 어레이측 글라스 기판(21) 상에 종횡에 방향으로 형성된 복수의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)간의 교차에 의해 정의되는 셀 영역마다 형성된 박막 트랜지스터(TFT) 및 어레이 화소전극(22)을 포함하여 구성된다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 신호를 어레이 화소전극(22)에 공급한다.
투명 도전층으로 구성된 어레이 화소전극(22)은 박막 트랜지스터(TFT)로부터 데이터 신호가 공급되어 액정(9)을 구동시킨다.
유전 이방성을 가지는 액정(9)은 어레이 화소전극(22)의 데이터 신호와 공통전극(14)의 공통전압(Vcom)에 의해 형성된 전계에 따라 회전하여 광투과율을 조절하여 계조를 구현한다.
나아가, 액정패널(1)은 액정(9)의 초기 배향을 위한 배향막과, 컬러필터 기판(10)과 어레이 기판(20)과의 셀갭을 일정하게 유지시키기 위한 스페이서(미도시)를 더 포함하여 구성된다.
이상이 액정패널(1)의 기본 구성이지만, 본 발명과 관련되는 터치 패널 장치는 상술한 액정패널(1)을 이용하여 구성되어 액정패널(1)에 문자 또는 화상을 표시함과 동시에, 액정패널(1)의 표시 어레이에 손가락 또는 터치 펜 등의 접촉물이 접촉하는 CF측 공통전극에 배치된 컬러필터 기판(10) 상의 터치 위치(접촉부)의 위치 좌표를 검지하는 구성을 갖는다.
도 3은 상기의 액정패널(1)을 이용한 터치 패널 장치의 패널 구성의 일측을 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3의 A-A' 단면도이다.
액정패널(1)은 화소 매트릭스로 구성된 표시영역(30)과, 표시영역(30)의 주위에 설치된 폭(31a)의 블랙 매트릭스 액자부(31)를 포함하여 구성된다.
데이터 드라이버(3)과 액정패널(1)을 전기적으로 접속하기 위한 X 탭(Tab; 32)이 액정패널(1)에 장착된다. 이 X 탭(32)에는 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 신호가 입력되는 데이터 라인 입력부(33)가 설치된다.
게이트 드라이버(2)와 액정패널(1)을 전기적으로 접속하기 위한 Y 탭(34)이 액정패널(1)에 장착된다. 이 Y 탭(34)에는 게이트 라인(GL)으로부터의 게이트 신 호가 입력되는 게이트 라인 입력부(35)가 설치된다.
전원(8)(도 1)으로부터 CF측 공통전극(14)에 공통전압(Vcom)을 공급하기 위한 공통전극 입력부(36A, 36B, 36C)가 대략적인 직사각형태로 배선되는 CF측 공통전극(14)의 4 구석 중 3 구석에 설치된다. 이 3 구석에는 어레이측 공통전극(23)과 CF측 공통전극(14)을 전기적으로 접속하기 위한 접합부(37A, 37B, 37C)가 설치된다.
상술한 바와 같이, 도 3의 구성에 있어서는 편탭이기 때문에 X 탭(32)과 Y 탭(34) 각각이 어레이 기판에 설치된다. 이 때문에, CF측 공통전극(14)에 공통전압(Vcom)을 공급하는 것은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 3개의 공통전극 입력부(36A, 36B, 36C)로부터의 3점으로 공급하는 경우가 많아, 도면 우측 하부의 각 부분부터는 전압을 걸지 않는 구조가 된다. 여기서, 편탭이란, 신호의 입력이 한쪽으로 되는 경우이며, 예를 들면, Y측의 신호 입력이 양쪽 모두가 되었을 경우, 양탭이라 한다.
본 발명의 실시 예에 있어서는, 컬러필터(13)의 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14)이 쇼트되지 않도록 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14) 사이에 절연막(40)이 설치된다. (도 4의 단면도 참조)
또, 도 3에 있어서, 접합부(39A, 39B, 39C, 39D) 이외의 부분 모두에 절연막(40)이 설치된다. 즉, 절연막(40)이 설치되지 않은 부분의 블랙 매트릭스(12) 상에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 어레이 전류 검출선과 전류 검출부(38A, 38B, 38C, 38D)와의 접합부(39A, 39B, 39C, 39D)가 설치된다. 또, 이러한 접합부(39A, 39B, 39C, 39D)에는 전류 검출부(38A, 38B, 38C, 38D)가 접속된다. 전류 검출부(38A, 38B)는 Y 탭(34) 측의 양단에 가까운 부분에 설치되고 있다.
전류 검출부(38C, 38D)는 X 탭(32) 측의 일단에 가까운 부분에 2개가 나란하게 설치된다.
도 5는 도 3의 점선 B부분의 전류 검출부의 어레이 기판(20) 상의 배선 상태를 나타낸 설명도이며, 전류 검출부(38C)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 대략적인 철(凸)자형으로 배선되어 접합부(39C)에 접속된다. 또, 전류 검출부(38D)로부터 L자형으로 연장된 연장부(38D')가 배선된 전류 검출부(38D)는 연장부(38D')를 개입시켜 접속부(39D)에 접속된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 있어서는, 전류 검출부(38C)와 전류 검출부(38D)가 독립하여 전류값을 측정할 수 있도록 어레이 기판(20) 상의 배선은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 각각 독립하여 배선된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 있어서는, 전류값의 측정은 대략적인 직사각형으로 배선된 CF측 공통전극(14)의 4 구석에서 실시 가능하다.
손가락 또는 터치 펜 등의 접촉물이 패널 표면에 접촉하면, 블랙 매트릭스(12)에 전류가 흐르므로 해당 전류를 액정패널(1)의 3 구석 이상, 가능하면 4 구석에서 측정한다. 이러한 전류값의 크기는 각각 터치 위치까지의 거리에 비례하므로 4개의 전류값의 크기로부터 터치 위치의 위치 좌표를 계산할 수 있다. 해당 터치 위치 검출방법에 대해서는 후술한다.
덧붙여 본 발명의 실시 예에 있어서는, 블랙 매트릭스(12)에 흐르는 전류값 을 어레이 전류 검출선과 전류 검출부(38A, 38B, 38C, 38D)와의 접합부(39A, 39B, 39C, 39D)에 의해 측정한다.
종래에 있어서는, 상술한 것처럼, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)과의 커플링의 영향에 의해 CF측 공통전극(14)이 영향을 받아 공통전압이 안정되지 않고, 항상 전류의 흐름이 생겨 터치 패널에 있어서의 터치 위치 검출 정밀도가 저하한다.
그러나, 본 발명에 실시 예에 따르면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14)과의 사이에 절연막(40)이 마련되므로, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)과의 커플링의 영향이 CF측 공통전극(14)에 의해 쉴드(Shield)되어 블랙 매트릭스(12)의 공통전압을 안정시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 터치 패널에 있어서의 터치 위치 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 터치 위치를 검출하기 위한 전류 측정방법으로는, 어레이 전류 검출선과 전류 검출부(38A, 38B, 38C, 38D)와의 접합부(39A, 39B, 39C, 39D)에 접속되는 절연막(40)이 설치되지 않는 부분의 블랙 매트릭스(12)를 터치 패널의 위치 검출의 센서(전류 측정 수단)로 이용한다.
터치 패널의 정전 용량 방식은 손가락 또는 터치 펜 등의 접촉물이 패널 표면에 접촉했을 때 블랙 매트릭스(12)에 전기가 흐르므로 해당 전류를 액정패널(1)의 4 구석의 접합부(39A, 39B, 39C, 39D)에 접속된 블랙 매트릭스(12)로 측정하여 신호 처리회로(5)로 출력한다. 이러한 4개의 전류값의 크기는 각각 터치 위치까지 의 거리에 비례하므로, 신호 처리회로(5)는 4개의 전류값의 크기로부터 터치 위치의 위치 좌표를 계산한다.
제어 회로(6)는 계산된 터치 위치의 위치 좌표에 근거하여 해당 위치 좌표에 대응시켜 표시 화면마다 미리 설정된 처리 내용을 기억장치(7)로부터 추출하여 문자나 화상을 액정패널(1)에 표시하거나 필요한 처리를 실시하여 얻을 수 있는 결과를 다른 장치에 출력한다.
덧붙여 도 3의 구성에 있어서는, 접합부(39A, 39B, 39C, 39D)가 4 구석에 설치되기 때문에 측정할 수 있는 전류값은 4개지만, 이 경우에 한정하지 않고, 액정패널(1)의 3 구석에만 접합부가 설치되는 경우에는 접합부에서 측정한 전류값에 의해 터치 위치를 검출할 수 있다. 당연히, 4개의 전류값을 이용하여 위치 검출을 실시하는 것이 보다 정밀도는 향상된다.
도 6은 본 발명의 실시 예와 관련되는 액정패널(1)의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 7은 도 6의 C-C' 단면도이다. 도 8은 도 6의 D-D' 단면도이다. 이러한 도면에서 나타낸 바와 같이, CF측 글라스 기판(11) 상에 설치된 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14) 사이는 투명한 절연막(40) 또는 컬러필터(13; RGB 착색층)에 의해 절연된다.
제조 공정에 있어서는, 서브 화소의 테두리인 블랙 매트릭스(12)를 도 6에 나타낸 바와 같이 CF측 글라스 기판(11) 상에 격자 모양으로 형성한 후, 그 범위 내에 적색(R)의 안료 분산 레지스터를 얇고 균일하게 도포하여 포토 마스크(Photo Mask)의 패턴을 자외선으로 노광 및 현상을 실시하여 적색(R)의 서브 화소를 형성 한다. 마찬가지로, 녹색(G) 및 청색(B)의 서브 화소를 형성한다.
그 후, 컬러필터(13; RGB 착색층) 상에 스퍼터링 방법을 이용하여 투명 도전막으로 구성되는 CF측 공통전극(14)을 형성한다.
이에 따라, 절연막(40)을 절연(쉴드)으로 사용하는 경우 제조 공정이 증가하지만, 컬러필터(13)를 절연(쉴드)에 사용하는 경우에는 단지 안료 분산 레지스터의 도포 영역을 변경하는 것만으로 가능하기 때문에 제조 공정은 증가하지 않고, 제조 단가도 증가하지 않는다.
도 8의 (a)는 절연막(40)을 사용하여 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14) 사이를 절연시킨 예를 나타내는 도면이다. 도 8의 (b)는 컬러필터(13)를 사용하여 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14) 사이를 절연시킨 예를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)에 있어서, 블랙 매트릭스(12) 및 컬러필터(13)가 절연막(40)에 의해 전면적으로 덮여 있다. 이 경우, 절연막(40)이 보호막의 역할도 한다. 여기서, 절연막(40)의 재료로는 예를 들어, 아크릴이나 에폭시 수지 등이 바람직하다.
도 8의 (b)에 있어서, 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 각 서브 화소가 블랙 매트릭스(12) 상에도 초과하도록 형성되고, 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 서브 화소 중 한쪽이 블랙 매트릭스(12)를 덮도록 형성된다.
이와 같이, 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14) 사이를 절연하는 제조 방법으로써, 제조 공정을 늘린 절연막(40)을 사용하는 방법과 제조 공정을 늘리지 않는 컬러필터(13)를 사용하는 방법의 2종류가 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치에 있어서, 블랙 매트릭스(12)와 CF측 공통전극(14) 사이를 절연막(40) 또는 컬러필터(13)의 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 각 서브 화소로 절연함으로써 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)에 대하여 CF측 공통전극(14)을 쉴드할 수 있어 데이터 라인(DL) 및 게이트 라인(GL)의 커플링의 영향이 없기 때문에 공통전압(Vcom)이 안정되어 터치 위치 검출을 위한 전류값 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 터치 위치 검출의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치에 있어서, 액정패널에 설치된 CF측 블랙 매트릭스를 터치 위치 검출을 위한 전류 측정 수단으로 사용함으로써 액정 디스플레이와 터치 패널의 전극판을 공유시킬 수 있어 액정 디스플레이와 터치 패널을 일체화할 수 있으므로 장치 자체의 두께 또는 제조 단가의 삭감을 꾀할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 장치는 블랙 매트릭스와 서브 화소 및 공통전극을 공유하는 컬러필터 기판과, 화소전극을 가지는 어레이 기판과, 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 설치된 액정과, 액정을 구동하기 위한 구동수단과, 패널표면에 접촉물이 접촉할 경우에 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 복수의 부분에서 측정하는 전류 측정수단과, 측정된 전류값의 크기에 근거하여 접촉물의 접촉 위치의 위치 좌표를 계산하는 위치 좌표 계산 수단을 구비하여 블랙 매트릭스와 공통전극이 절연되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치를 제공함으로써 액정패널과 터치패널을 일체화하는 것으로 단가를 저감시킴과 동시에 블랙 매트릭스와 공통전극을 절연시키는 것에 의해 신호 선 또는 게이트 선의 커플링의 영향을 쉴드시켜 터치 위치의 위치검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 블랙 매트릭스와 컬러필터 및 공통전극을 가지는 컬러필터 기판과,
    화소전극을 가지는 어레이 기판과,
    상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판 사이에 설치된 액정과,
    상기 액정을 구동시키기 위한 구동수단과,
    패널 표면에 접촉물이 접촉할 경우에 상기 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 복수의 위치에서 측정하는 전류 측정수단과,
    상기 측정된 전류값의 크기에 기초하여 상기 접촉물의 접촉 위치의 위치 좌표를 계산하는 위치 좌표 계산수단을 포함하여 구성되며,
    상기 블랙 매트릭스와 상기 공통전극은 절연막을 개재시켜 절연되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 서브 화소를 정의하기 위한 블랙 매트릭스와, 컬러 필터 및 공통 전극이 형성된 글라스 기판과 어레이 기판이 대향 합착된 표시패널과;
    상기 표시패널의 표면에 접촉되는 터치 위치에 따라 변화하는 상기 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 검출하여 상기 터치 위치를 계산하는 신호 처리회로를 포함하며,
    상기 블랙 매트릭스와 상기 공통전극은 절연막을 개재시켜 절연되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 글라스 기판은,
    상기 서브 화소를 정의하도록 매트릭스 형태로 형성된 상기 블랙 매트릭스와,
    상기 블랙 매트릭스에 정의된 화소 영역에 형성된 상기 컬러필터와,
    상기 블랙 매트릭스 및 상기 컬러필터를 덮도록 형성된 상기 절연막과,
    상기 절연막 상에 형성된 상기 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  6. 삭제
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 글라스 기판은,
    상기 서브 화소를 정의하도록 매트릭스 형태로 형성된 상기 블랙 매트릭스와,
    상기 블랙 매트릭스에 정의된 화소 영역에 형성됨과 아울러 상기 블랙 매트릭스에 중첩되도록 형성된 상기 컬러필터와,
    상기 컬러필터를 덮도록 형성된 상기 공통전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  8. 삭제
  9. 블랙 매트릭스와 컬러필터 및 공통전극을 가지는 컬러필터 기판과,
    화소전극을 가지는 어레이 기판과,
    상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판 사이에 설치된 액정과,
    상기 액정을 구동시키기 위한 구동수단과,
    패널 표면에 접촉물이 접촉할 경우에 상기 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 복수의 위치에서 측정하는 전류 측정수단과,
    상기 측정된 전류값의 크기에 기초하여 상기 접촉물의 접촉 위치의 위치 좌표를 계산하는 위치 좌표 계산수단을 포함하여 구성되며,
    상기 블랙 매트릭스와 상기 공통전극은 상기 컬러 필터를 개재시켜 절연되며, 상기 컬러 필터들의 측면들은 상기 블랙매트릭스 상에서 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
  10. 서브 화소를 정의하기 위한 블랙 매트릭스와, 컬러 필터 및 공통 전극이 형성된 글라스 기판과 어레이 기판이 대향 합착된 표시패널과;
    상기 표시패널의 표면에 접촉되는 터치 위치에 따라 변화하는 상기 블랙 매트릭스에 흐르는 전류값을 검출하여 상기 터치 위치를 계산하는 신호 처리회로를 포함하며,
    상기 블랙 매트릭스와 상기 공통전극은 상기 컬러 필터를 개재시켜 절연되며, 상기 컬러 필터들의 측면들은 상기 블랙매트릭스 상에서 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104657021A (zh) * 2015-02-28 2015-05-27 深圳市华星光电技术有限公司 内嵌式触控结构及具有该结构的液晶显示面板

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010211116A (ja) 2009-03-12 2010-09-24 Hitachi Displays Ltd タッチパネル内蔵表示装置
CN101881899B (zh) * 2009-05-08 2011-11-02 义强科技股份有限公司 液晶显示器
JP2010271796A (ja) * 2009-05-19 2010-12-02 Optrex Corp 電極間接続構造およびタッチパネル
CN102023450B (zh) * 2009-09-18 2013-04-17 上海天马微电子有限公司 集成触摸屏的电子墨水显示装置
KR101799031B1 (ko) 2010-08-09 2017-12-21 삼성디스플레이 주식회사 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101718007B1 (ko) 2010-08-13 2017-03-21 삼성디스플레이 주식회사 터치 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR101230196B1 (ko) * 2010-10-29 2013-02-06 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 내장형 액정표시장치
EP2759873B1 (en) 2013-01-28 2019-06-26 Samsung Display Co., Ltd. Display device
CN103558712B (zh) * 2013-11-21 2015-12-02 京东方科技集团股份有限公司 一种彩膜基板、其制作方法、内嵌式触摸屏及显示装置
KR101878196B1 (ko) * 2017-03-14 2018-07-13 엘지디스플레이 주식회사 평판 표시 장치 및 그의 제조 방법
CN111399677B (zh) * 2020-02-17 2023-06-06 友达光电（昆山）有限公司 触控显示装置及其触控感测方法
CN111752411B (zh) * 2020-06-12 2021-09-24 惠州市华星光电技术有限公司 触控显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11271712A (ja) * 1998-03-20 1999-10-08 Toshiba Corp 液晶表示装置および位置検出装置
JP2000075293A (ja) * 1998-09-02 2000-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置、照明付きタッチパネル及び反射型液晶表示装置
JP2001183630A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Casio Comput Co Ltd 座標入力機能付き表示装置
WO2006043660A1 (ja) * 2004-10-22 2006-04-27 Sharp Kabushiki Kaisha タッチセンサ付き表示装置およびその駆動方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11271712A (ja) * 1998-03-20 1999-10-08 Toshiba Corp 液晶表示装置および位置検出装置
JP2000075293A (ja) * 1998-09-02 2000-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明装置、照明付きタッチパネル及び反射型液晶表示装置
JP2001183630A (ja) * 1999-12-24 2001-07-06 Casio Comput Co Ltd 座標入力機能付き表示装置
WO2006043660A1 (ja) * 2004-10-22 2006-04-27 Sharp Kabushiki Kaisha タッチセンサ付き表示装置およびその駆動方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104657021A (zh) * 2015-02-28 2015-05-27 深圳市华星光电技术有限公司 内嵌式触控结构及具有该结构的液晶显示面板

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