KR101367576B1 - Capacitive Type Liquid Crystal Display Device with an Embedded Touch Sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터치센서 내장형 액정표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 터치센서 내장형 액정표시장치는 단위화소영역 당 형성된 스위칭 소자를 포함하는 제1 기판부, 상기 제1 기판부와 액정층을 사이에 두고 접합되며 컬러필터층을 포함하는 제2 기판부, 및 상기 제2 기판부를 중심으로 상기 제1 기판부와 반대 쪽에 위치하여 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하여 이루어지되, 상기 제1 기판부는 기판 위에 다수의 제1 센싱전극과 다수의 제2 센싱전극을 포함하는 센싱전극부 및 제1 구동전극과 상기 제1 구동전극과 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 형성되는 제2 구동전극을 포함하며, 상기 센싱전극부와 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 형성되는 구동전극부를 포함하여 이루어져 터치센서를 내장하면서도 터치 센싱 및 디스플레이 기능을 정확히 수행할 수 있는데 그 특징이 있다.The present invention relates to a liquid crystal display device with a touch sensor, wherein the liquid crystal display device with a touch sensor according to the present invention includes a first substrate portion including a switching element formed per unit pixel area, and the first substrate portion and the liquid crystal layer interposed therebetween. A second substrate portion bonded to each other and including a color filter layer; and a backlight unit positioned to be opposite to the first substrate portion with respect to the second substrate portion to supply light, wherein the first substrate portion is formed on a plurality of substrates. A sensing electrode unit including a first sensing electrode and a plurality of second sensing electrodes, and a second driving electrode formed between the first driving electrode and the at least one insulating layer; It includes a sensing electrode unit and a driving electrode unit formed with at least one insulating layer interposed therebetween to provide touch sensors and to set touch sensing and display functions. Hi there to do that is feature.
Description
본 발명은 터치센서 내장형 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명은 액정표시장치 제조 공정 중 터치센서를 내장하여 제조함으로써 제조비용 및 패널 두께를 감소시킬 수 있는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a liquid crystal display device with a touch sensor, and more particularly, the present invention relates to a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor that can reduce manufacturing cost and panel thickness by manufacturing a touch sensor in a liquid crystal display manufacturing process. It is about.
일반적으로 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 하부 기판(1), 컬러 필터층이 형성된 상부 기판(2), 및 상하부 기판 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성된 액정표시패널(10)과 액정표시패널 아래 즉, 하부 기판쪽 배면에 위치하여 광을 공급하는 백라이트 유닛(20)을 포함하여 구성된다.In general, the liquid crystal display includes a lower substrate 1 having a thin film transistor (TFT), an
종래에는 이러한 액정표시장치가 터치 감지 기능을 구비하도록 하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 접착층(40)으로 액정표시패널(10) 상부에 터치를 감지할 수 있는 터치패널(30)을 부착하며, 이러한 형태의 액정표시패널을 터치패널 외장형 액정표시장치라고 한다.Conventionally, in order to provide a touch sensing function, the liquid crystal display device attaches a
상기 터치패널(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 기판(31), 기판 위에 형성된 터치 센싱 전극(32), 그리고 터치 센싱 전극을 보호하는 보호패널(33)을 포함하여 형성되며, 상기 액정표시패널(10)과는 별개로 제작된 후 액정표시패널 위에 부착된다.As illustrated in FIG. 2, the
따라서 터치패널 외장형 액정표시장치는 액정표시장치가 터치감지 기능을 갖도록 하기 위해 터치패널(30)을 별도로 제작하는 공정 및 터치패널 부착 공정을 부가적으로 수행해야하기 때문에 공정추가에 따른 추가 비용이 발생된다.Therefore, the touch panel external liquid crystal display device has an additional cost incurred due to the additional process of manufacturing the
또한 터치패널 외장형 액정표시장치의 경우 터치패널을 별도로 제작하기 위한 기판(31)이 필요하며, 이렇게 제작된 터치패널을 액정표시패널 위에 부착하기 위한 접착층(40)이 요구되므로 액정표시장치의 두께가 전체적으로 많이 증가된다.In addition, the touch panel external liquid crystal display device requires a
또한 터치패널을 부착시키는 공정에서 정확한 위치에 부착시키지 못할 경우 터치패널을 떼어내더라도 액정표시패널을 다시 사용할 수 없어 액정표시장치의 수율 하락 문제도 발생된다.In addition, if the touch panel is not attached to the correct position in the attaching process, the liquid crystal display panel may not be used again even if the touch panel is detached.
이에 터치패널의 문제점을 해결하기 위해 액정표시패널 제조시 터치센싱 기능을 액정표시장치에 내장하고자 하는 연구가 진행되고 있다.Accordingly, in order to solve the problem of the touch panel, researches for embedding a touch sensing function in a liquid crystal display device have been conducted.
그러나 도 3에 도시된 바와 같이 터치 패널을 손가락 등으로 터치할 경우 터치 센싱 전극(32)과 손가락 사이에서 발생하는 미세한 정전용량(Ct)을 감지하여 터치를 인식할 수 있는데 이 때 액정표시패널의 전극들, 예를 들어 공통전극(17)과 터치 센싱 전극 사이에서도 공통전극 정전용량(Ccom)이 발생하며, 이 공통전극 정전용량은 터치를 센싱함에 있어 노이즈로서 작용한다. However, as shown in FIG. 3, when the touch panel is touched with a finger or the like, the touch may be recognized by detecting the minute capacitance Ct generated between the
따라서 단순히 터치 센싱 전극을 액정표시패널에 내장시킬 경우 터치 센싱 전극(32)과 공통전극(17)이 더 가까워져 공통전극에 의한 노이즈가 더 커질 것이므로 구조적으로 터치 패널을 액정표시패널에 단순히 내장하여 제조하는 것이 어렵다.Therefore, if the touch sensing electrode is simply embedded in the liquid crystal display panel, the
또한 구조적 방법이 아닌 회로적으로 터치 기능을 액정표시장치에 내장하기 위한 연구가 이루어지고 있으며, 이러한 연구 결과로 한국 공개특허 제10-2010-0005855호, 한국 공개특허 제10-2008-0060753호와 같은 액정표시 장치들이 있다.In addition, studies are being made to incorporate touch functions into LCDs in a circuit rather than a structural method. As a result of these studies, Korean Patent Publication No. 10-2010-0005855 and Korean Patent Publication No. 10-2008-0060753 There are the same liquid crystal display devices.
그러나 이러한 액정표시장치들은 대부분 화소가 형성되는 부분에 터치 센싱을 위한 전극 및 스페이서 등을 형성함으로써 액정표시장치의 투과율을 감소시키는 문제점을 가지고 있다. However, these liquid crystal display devices have a problem in that the transmittance of the liquid crystal display device is reduced by forming electrodes and spacers for touch sensing in a portion where pixels are formed.
또한 종래 정전식 터치 감지 방식의 경우, 터치 동작은 x축 및 y축 센서전극과의 사이에 존재하는 수 pF 내지 수십 pF의 미세한 기생용량 값 사이의 차이를 감지하여 인식하게 되는데 다양한 주파수 노이즈를 내포한 액정표시장치의 특성상 터치된 위치의 좌표 획득이 어려워 현재 제품화에 많은 어려움을 겪고 있다.In addition, in the conventional capacitive touch sensing method, the touch operation detects and recognizes a difference between minute parasitic capacitance values of several pF to several tens of pF between the x-axis and y-axis sensor electrodes, and includes various frequency noises. Due to the characteristics of a liquid crystal display device, it is difficult to obtain coordinates of a touched position, and thus, there are many difficulties in commercialization.
이에 본 발명의 발명자는 상기의 문제점을 해결하기 위해 터치센서를 내장하면서도 액정표시장치의 투과율을 감소시키지 않으며, 액정표시장치의 노이즈에 대해 안정적으로 터치 신호를 감지할 수 있는 터치센서 내장형 액정표시장치를 개발하기에 이른 것이다.
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention do not reduce the transmittance of the liquid crystal display device while embedding the touch sensor and can stably detect a touch signal against noise of the liquid crystal display device. It is early to develop.
본 발명의 목적은 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor.
본 발명의 다른 목적은 액정표시패널 내에 센싱전극을 내장한 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor incorporating a sensing electrode in the liquid crystal display panel.
본 발명의 또 다른 목적은 센싱전극을 내장함으로써 연속된 공정으로 터치 감지 기능을 갖출 수 있는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor that can have a touch sensing function in a continuous process by embedding a sensing electrode.
본 발명의 또 다른 목적은 TFT가 형성된 기판에 센싱전극을 형성하면서, 액정표시패널의 액정구동을 위한 전기장에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 최소화한 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor in which a sensing electrode is formed on a substrate on which a TFT is formed, while minimizing the influence of noise generated by an electric field for driving the liquid crystal of the liquid crystal display panel.
본 발명의 또 다른 목적은 터치 센싱을 위해 센싱전극이 형성된 기판부가 상부에 위치하도록 뒤집어 설치한 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor, which is installed so as to be inverted so that the substrate portion on which the sensing electrode is formed is positioned for the touch sensing.
본 발명의 또 다른 목적은 플레이트 형상 제1 구동전극이 형성된 영역에 대응되도록 센싱전극부를 패터닝한 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor in which a sensing electrode part is patterned to correspond to an area where a plate-shaped first driving electrode is formed.
본 발명의 또 다른 목적은 센싱전극부와 구동전극부 사이에 차폐막을 형성하여 센싱전극부를 자유롭게 패터닝할 수 있는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor that can freely pattern the sensing electrode by forming a shielding film between the sensing electrode and the driving electrode.
본 발명의 또 다른 목적은 센싱전극을 액정표시패널의 보조 스토리지용량으로 작용하도록하여 고해상도 액정표시장치에서의 깜빡임 현상을 해소할 수 있는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor that can eliminate flickering in a high resolution liquid crystal display device by acting as a storage capacity of the liquid crystal display panel.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은, 본 발명에 따른 터치센서 내장형 액정표시장치에 의해 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the liquid crystal display device with a touch sensor according to the present invention.
본 발명에 따른 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치는 단위화소영역 당 형성된 스위칭 소자를 포함하는 제1 기판부; 상기 제1 기판부와 액정층을 사이에 두고 접합되며 컬러필터층을 포함하는 제2 기판부; 및 상기 제2 기판부를 중심으로 상기 제1 기판부와 반대 쪽에 위치하여 광을 공급하는 백라이트 유닛을 포함하여 이루어지되, 상기 제1 기판부는 기판 위에 형성되는 다수의 제1 센싱전극과 다수의 제2 센싱전극을 포함하는 센싱전극부; 및 제1 구동전극과 상기 제1 구동전극과 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 형성되는 제2 구동전극을 포함하며, 상기 센싱전극부와 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 형성되는 구동전극부를 포함하여 이루어진다. 이와 같은 본 발명에 따른 정전식 터치패널 내장형 액정표시장치는 센싱 전극이 액정표시패널에 내장되어 있으며, 컬러필터층이 형성된 제2 기판부가 백라이트 유닛과 마주보도록 액정표시패널을 뒤집어 설치한 것에 특징이 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a liquid crystal display including a capacitive touch sensor, including: a first substrate part including a switching element formed per unit pixel area; A second substrate portion bonded to each other with the first substrate portion and a liquid crystal layer interposed therebetween and including a color filter layer; And a backlight unit positioned at an opposite side to the first substrate portion with respect to the second substrate portion to supply light, wherein the first substrate portion includes a plurality of first sensing electrodes and a plurality of second electrodes formed on the substrate. A sensing electrode unit including a sensing electrode; And a second driving electrode formed between the first driving electrode and the first driving electrode and the at least one insulating layer, wherein the driving electrode part is formed with the sensing electrode part and the at least one insulating layer interposed therebetween. It is made to include. The liquid crystal display device with a capacitive touch panel according to the present invention is characterized in that the sensing electrode is embedded in the liquid crystal display panel, and the second substrate portion on which the color filter layer is formed is disposed upside down to face the backlight unit. .
본 발명에서 상기 다수의 제1 및 제2 센싱 전극은 복수개의 단위센싱전극으로 구성되며, 상기 단위센싱전극 각각은 상기 단위화소영역에 실질적으로 대응되는 위치에 형성됨과 동시에 평면적으로 상기 제1 구동전극에 포함되도록 중첩되는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하며, 이 때 제1 구동전극은 플레이트 형상인 것이 바람직하다.In the present invention, the plurality of first and second sensing electrodes includes a plurality of unit sensing electrodes, and each of the unit sensing electrodes is formed at a position substantially corresponding to the unit pixel area and at the same time the first driving electrode is planar. It is characterized in that it is formed in the overlapping position so as to include, wherein the first drive electrode is preferably in the form of a plate.
상기 다수의 제1 센싱전극과 제2 센싱전극은 동일층에 형성되거나 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성될 수 있다.The plurality of first sensing electrodes and the second sensing electrodes may be formed on the same layer or on different layers with an insulating layer interposed therebetween.
또한 상기 센싱전극부는 다수의 제1 센싱전극 각각을 제1 방향으로 서로 연결하는 다수의 제1 브릿지 및 다수의 제2 센싱전극 각각을 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 서로 연결하는 다수의 제2 브릿지를 더 포함할 수 있으며, 이 때 다수의 제1 브릿지 및 제2 브릿지 각각은 단위화소영역에 실질적으로 대응되는 위치에 형성됨과 동시에 평면적으로 제1 구동전극에 포함되도록 중첩되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 센싱전극부와 상기 구동전극부 사이에 차폐막을 더 형성할 경우 어떠한 형태로도 자유롭게 센싱 전극을 패터닝할 수 있다.In addition, the sensing electrode unit may include a plurality of first bridges connecting the plurality of first sensing electrodes to each other in a first direction and a plurality of first connecting the plurality of second sensing electrodes to each other in a second direction perpendicular to the first direction. It may further include a second bridge, wherein each of the plurality of first bridge and the second bridge is formed at a position substantially corresponding to the unit pixel area and at the same time overlapping to be included in the first drive electrode in a planar manner It is preferable. In addition, when the shielding layer is further formed between the sensing electrode unit and the driving electrode unit, the sensing electrode may be freely patterned in any form.
또한 상기 제2 기판부는 박막트랜지스터가 형성된 영역에 평면적으로 중첩되는 차광부를 더 포함하도록 구성하여 백라이트 광에 의해 액정표시장치의 활성층이 불필요하게 활성되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
In addition, the second substrate may be configured to further include a light shielding portion overlapping planarly in the region where the thin film transistor is formed, to prevent unnecessary activation of the active layer of the liquid crystal display by backlight light.
본 발명은 TFT가 형성되는 제1 기판부에 센싱 전극들 및 구동전극들을 순차적으로 형성한 후 액정표시패널을 전체적으로 뒤집어 설치함으로써 센싱 전극들과 가장 가까운 제1 구동전극이 액정표시장치의 다른 전극들로부터의 영향을 차단하고, 제1 구동전극을 플레이트 형상으로 형성하여 노이즈 차단 능력을 향상시켜 정확한 디스플레이 동작 및 정확한 터치 감지가 가능하며, 나아가 센싱전극부와 구동전극부 사이에 차폐막을 형성하고 ITO로 센싱 전극들을 형성함으로써 센싱전극들을 자유롭게 패터닝하더라도 투과율에 영향을 미치지 않으며, 터치 센싱 전극을 액정표시패널의 보조 스토리지용량으로 작용하도록하여 고해상도 액정표시장치에서의 깜빡임 현상을 해소할 수 있는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치를 제공하는 효과를 갖는다.
According to an exemplary embodiment of the present invention, sensing electrodes and driving electrodes are sequentially formed on a first substrate on which a TFT is formed, and then the LCD panel is turned upside down so that the first driving electrode closest to the sensing electrodes is the other electrodes of the liquid crystal display. It is possible to block the influence from the sensor and to form the first driving electrode in the shape of plate to improve the noise blocking ability, thereby enabling accurate display operation and accurate touch sensing. Furthermore, a shielding film is formed between the sensing electrode unit and the driving electrode unit to form an ITO. Forming sensing electrodes does not affect the transmittance even when the sensing electrodes are freely patterned, and the capacitive touch sensor can eliminate flickering in the high resolution liquid crystal display by making the touch sensing electrode act as an auxiliary storage capacity of the liquid crystal display panel. It has the effect of providing a built-in liquid crystal display device.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 개략도이다.
도 2는 외장형 터치패널 액정표시장치의 개략도이다.
도 3은 외장형 터치패널 액정표시장치에 터치가 일어났을 때 발생되는 정전용량을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱전극부를 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱전극부를 보여주는 평면도이다.
도 7은 단위센싱전극의 위치를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 B-B'선에 대응되는 본 발명에 따른 터치센서 내장형 액정표시패널 실시예의 단면도이다.
도 9는 도 8에 대응되는 본 발명에 따른 터치센서 내장형 액정표시패널의 다른 실시예 단면도이다.1 is a schematic diagram of a general liquid crystal display device.
2 is a schematic diagram of an external touch panel liquid crystal display device.
FIG. 3 is a diagram illustrating capacitance generated when a touch occurs on an external touch panel liquid crystal display.
4 is a schematic diagram of a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor according to the present invention.
5 is a plan view illustrating a sensing electrode unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a plan view illustrating a sensing electrode unit according to another exemplary embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a position of a unit sensing electrode.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an embodiment of a liquid crystal display panel with a touch sensor according to the present invention corresponding to line B-B ′ of FIG. 7.
FIG. 9 is a cross-sectional view of another embodiment of a liquid crystal display panel with a touch sensor according to the present invention corresponding to FIG. 8.
본 발명에 따른 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치의 개략도가 도 4에 도시되어 있다.A schematic diagram of a liquid crystal display device with a capacitive touch sensor according to the present invention is shown in FIG. 4.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치는 제1 기판부(110)와 제2 기판부(120) 사이에 액정층(130)이 위치하는 액정표시패널(100) 및 액정표시패널에 광(光)을 공급하는 백라이트 유닛(200)을 포함하여 이루어지며, 이러한 개략적 형상은 도 1에 도시된 종래 액정표시장치의 개략적 형상과 동일하며, 구성요소 중 백라이트 유닛(200) 또한 종래 백라이트 유닛(20)과 동일하다.As shown in FIG. 4, the liquid crystal display device with the capacitive touch sensor according to the present invention includes a liquid
그러나 본 발명에 따른 액정표시장치의 액정표시패널(100)은 백라이트 유닛(200)과 마주하는 하부의 제2 기판부(120)가 컬러필터를 구비하는 종래 액정표시패널의 상부기판(2)에 대응되고, 상부의 제1 기판부(110)가 박막트랜지스터(TFT)를 구비하는 종래 액정표시패널의 하부 기판(1)에 대응하는 구조를 가져 도 1의 액정표시패널(10)을 뒤집어 놓은 구조로 되어 있다는 점에서 종래 액정표시장치와 가장 큰 차이를 갖는다.However, the liquid
또한 본 발명에 따른 액정표시장치의 액정표시패널(100)은 제1 기판부(110)에 센싱전극부(112)가 내장되어 있다는 점에서 도 2에 도시된 종래 터치패널 외장형 액정표시장치와의 가장 큰 차이를 갖는다.In addition, the liquid
이러한 본 발명에 따른 터치센서 내장형 액정표시장치를 보다 상세히 설명하기 위해 본 발명의 특징적 구성요소인 액정표시패널(100)의 구조를 도 5 내지 도 9를 참조로 보다 상세히 설명한다. The structure of the liquid
우선, 본 발명의 실시예에 따른 센싱전극부를 보여주는 도 5 및 도 6을 참고로 센싱전극부(112)를 보다 상세히 설명한다.First, the
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 센싱전극부(112)는 다수의 제1 센싱전극(101)과 다수의 제2 센싱전극(102)을 포함하여 구성된다. 제1 센싱전극과 제2 센싱전극은 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 서로에 의해 둘러쌓이는 형태로 배열될 수 있으며, 제1 센싱전극과 제2 센싱전극 사이의 정전 용량 변화를 감지하여 터치를 센싱할 수 있다.As illustrated in FIGS. 5 and 6, the
다수의 제1 센싱전극 서로 제1 방향(예를 들어 게이트라인 방향)으로 연결되고, 다수의 제2 센싱전극은 제1 방향과 수직한 제2 방향(예를 들어 데이터라인 방향)으로 서로 연결된다. 이 때 센싱전극들은 브릿지(103, 104)에 의해 서로 연결될 수 있다.The plurality of first sensing electrodes are connected to each other in a first direction (eg, a gate line direction), and the plurality of second sensing electrodes are connected to each other in a second direction perpendicular to the first direction (eg, a data line direction). . In this case, the sensing electrodes may be connected to each other by the
센싱전극부(112)는 도 5에 도시된 바와 같이 기판에 다수의 제1 센싱전극(101), 제2 센싱전극(102) 및 제1 브릿지(103)를 형성하고 절연층으로 덮은 후 제2 센싱전극들을 연결할 수 있도록 절연층에 개구를 형성하고 개구를 통해 제2 센싱전극을 연결하는 제2 브릿지(104)를 절연층 위에 형성한 형태의 싱글 레이어(제1, 2 센싱전극이 동일층에 있음)로 형성할 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 기판에 다수의 제1 센싱전극(101) 및 제1 센싱전극들을 연결하는 제1 브릿지(103)를 형성한 후 절연층으로 덮고, 그 위에 제2 센싱전극(102)과 제2 센싱전극들을 연결하는 제2 브릿지(104)를 형성한 형태의 더블 레이어(제1 센싱전극과 제2 센싱전극이 서로 다른층에 있음)로 형성할 수도 있다.As illustrated in FIG. 5, the
제1, 2 센싱전극 및 제1, 2 브릿지는 도 6의 확대된 부분에서 확인할 수 있듯이 다수의 단위센싱전극(105)으로 구성되며, 단위센싱전극은 도 8에 도시된 바와 같이 상호 교차하는 방향으로 형성된 게이트라인(도면의 가로방향 라인)과 데이터라인(도면의 세로방향 라인)에 의해 규정되는 단위화소영역에 실질적으로 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하며, 박막트랜지스터(TFT)가 형성되는 영역에는 제1, 2 센싱전극 및 제1, 2 브릿지 등이 배치되지 않도록 하는 것이 더 바람직하다. As shown in an enlarged portion of FIG. 6, the first and second sensing electrodes and the first and second bridges are composed of a plurality of
위와 같은 센싱전극부(112)를 구비한 본 발명에 따른 액정표시패널의 전체적인 구성을 도 8을 참조로 설명한다. The overall configuration of the liquid crystal display panel according to the present invention having the
도 8은 도 7의 B-B 선에 대응되도록 액정표시패널을 절개한 본 발명에 따른 액정표시패널 일 실시예의 단면도로서, 단위화소영역 내 액정표시패널의 구조를 도시하고 있다.FIG. 8 is a cross-sectional view of an embodiment of a liquid crystal display panel according to the present invention in which the liquid crystal display panel is cut to correspond to the B-B line of FIG. 7 and illustrates the structure of the liquid crystal display panel in the unit pixel area.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액정표시패널(100)은 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 제1 기판부(110)가 종래 상부 기판(2)의 위치가 되고, 기판(121)에 컬러필터(122)가 형성된 제2 기판부(120)가 종래 하부 기판(1)의 위치가 되도록 뒤집혀 있음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 8, in the liquid
이러한 본 발명에 따른 액정표시패널의 제2 기판부(120)는 제2 기판부(120) 외부에서 백라이트유닛(200)에 의해 공급되는 광에 의해 액정표시장치의 채널층이 불필요하게 활성화되는 문제를 방지하기 위해 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 영역에 평면적(액정표시장치를 상부에서 내려다 봤을 때의 평면)으로 중첩되는 차광부(도면에 검은색으로 표시되어 있으며, 예를 들어 블랙 메트릭스(BM))를 컬러필터층(122)에 바람직하게 형성하는 것 이외에는 종래 상부 기판(2)의 구조 및 형성방법과 유사하고, 액정층(130) 역시 종래 액정층(3)과 동일하므로 이에 관한 설명은 생략하고 센싱 전극부(112)가 형성된 제1 기판부(110)에 대해 도면을 참고로 보다 구체적으로 설명하고자 한다.In the
본 발명에 따른 액정표시패널(100)의 제1 기판부(110)는 기판(111) 위에 센싱전극부(112), 제1 구동전극(115), 제2 구동전극(117)이 각각 절연층(113, 114, 116)을 사이에 두고 순차적으로 적층되도록 형성되며, 도 8에는 센싱전극부(112)를 구성하는 단위화소영역 내 단위센싱전극(105)이 도시되어 있다.In the
보다 구체적으로 설명하면, 기판(111) 위에 센싱전극부(112)를 형성하고 센싱 전극부가 형성된 기판을 덮도록 절연층(113)을 형성하고, 상기 절연층(113) 위에 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 게이트라인 등을 형성한다.In more detail, the
이렇게 형성된 결과물을 덮도록 전면에 게이트 절연막과 같은 절연층(114)을 형성하고, 그 위에 박막트랜지스터의 소스전극, 드레인전극, 데이터라인 등과 함께 제1 구동전극(115)을 형성한 후 이 결과물을 덮도록 전면에 절연층(116)을 형성하고 그 위에 제2 구동전극(117)을 형성한다. 여기서 제1, 2 구동전극은 화소전극 또는 공통전극 등이 될 수 있다.An insulating
위와 같은 제1 기판부(110)의 형성방법은 게이트 전극 형성 전에 기판(111) 위에 센싱전극부(112)를 형성하고 이를 덮는 절연층(113)을 형성하는 것 이외에는 종래 하부 기판(1)의 형성공정과 동일하다.The method of forming the
또한 이러한 구조는 하나의 예시일 뿐이며, 센싱전극부(112), 제1 구동전극(115), 제2 구동전극(117)이 각각 절연층을 사이에 두고 순차적으로 적층되도록 형성되는 것 이외의 다른 구성은 얼마든지 변경될 수 있다.상기 센싱전극부(112)는 터치를 보다 잘 감지하기 위해 액정표시패널을 뒤집어 설치할 때 가장 상부면이 될 기판(111) 표면 위에 형성되는 것이 바람직하며, 이와 같이 센싱전극부(112)가 화소부에 형성되지 않기 때문에 센싱전극에 의한 투과율 저하 문제가 발생하지 않는다.In addition, the structure is just one example, and the
본 발명의 센싱전극부(112)가 위와 같이 형성될 때, 액정표시패널을 뒤집어 설치하면 제2 구동전극(117)을 비롯한 액정표시장치 전극들에 의한 영향(화살표로 표시)이 제1 구동전극(115)에 의해 차단되므로 정확한 터치 감지 동작이 가능하며, 액정 동작에 있어서도 액정표시장치의 전극들에 미치는 센싱전극의 영향이 최소화되어 정확한 디스플레이 동작이 가능하다. When the
본 발명의 제1 구동전극(115)은 이러한 차단막으로서의 역할을 잘 할 수 있도록 FFS(Fringe-Field Seitching) 방식의 액정표시장치에서의 화소 전극과 같이 플레이트(plate) 형상으로 형성하는 것이 보다 바람직하며, 단위센싱전극(105)은 도 7에 도시된 바와 같이 평면적으로(상부에서 제1 기판을 내려다 본 평면) 제1 구동전극(115)에 포함되도록 중첩되는 위치에 형성되어 있는 것(연결부분(A) 제외)이 바람직하다.The
본 발명에 따른 액정표시패널(100)의 다른 실시예로서, 도 9에 도시된 바와 같이 센싱전극부(112)와 구동전극부(115) 사이에 차폐막(118)을 더 형성하여 액정표시장치 전극들과 센싱전극들 사이의 상호 영향을 더 확실하게 차폐할 수 있다.As another embodiment of the liquid
도 9에 도시된 본 발명에 따른 다른 실시예의 액정표시패널은 앞서 설명한 액정표시패널의 제조 방법에서 센싱전극부를 덮는 절연층(113) 형성 단계와 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 게이트라인 등을 형성하는 단계 사이에 절연층(113) 위에 차폐막(118)을 형성하고 차폐막을 덮는 절연층(119)을 형성하는 단계를 더 포함하도록 형성하는 것이다.The liquid crystal display panel according to another exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 9 includes the steps of forming the insulating
이 때 차폐막(118)을 기판 전면에 형성함으로써 단위센싱전극(105)이 평면적으로 제1 구동전극에 포함되도록 제한받지 않고 어떠한 형태로도 자유롭게 형성될 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.In this case, the shielding
특히 센싱전극부(112)를 투명한 ITO(Indium Tin Oxide)전극을 이용하여 형성함으로써 센싱전극부에 의한 투과율 저하를 거의 발생시키지 않도록 할 수 있다.In particular, by forming the
더욱이 본 발명에 따른 액정표시패널에서는 절연층의 두께를 조절하여 센싱전극부(112)와 제1 구동전극(115) 사이의 거리를 조절할 수 있으므로 센싱전극과 제1 구동전극 사이의 기생 용량 조절이 가능하다. 따라서 종래 고해상도의 작은 크기의 화소 구조에서는 스토리지용량(Cst)이 작아 VHR(Voltage Holding Ratio)을 유지할 수 없어 화면 깜빡임(Flicker) 현상이 발생하였으나 본 발명에서는 센싱전극부(112)가 보조적인 스토리지 용량으로 작용하여 위와 같은 문제점 역시 해결할 수 있다.Furthermore, in the liquid crystal display panel according to the present invention, since the distance between the
앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 터치센서 내장형 액정표시장치는 터치센서를 내장할 수 있도록 터치패널 기능을 하는 센싱전극부를 제1 기판부에 형성함으로써 공정 측면에서는 터치패널을 별도로 형성하여 부착하는 종래의 불필요한 공정을 없앨 수 있으며, 구조적으로는 터치패널을 별도로 설치할 때 필요한 기판, 접착층 등을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 터치패널의 구동칩과 신호선 등도 제1 기판부에 실장이 가능하여 더욱 콤팩트한 액정표시장치를 구성할 수 있다.As described above, the liquid crystal display device with a touch sensor according to the present invention forms a sensing electrode part having a touch panel function on a first substrate so as to embed a touch sensor. Unnecessary processes can be eliminated, and structurally, not only the substrate and adhesive layer required for the separate installation of the touch panel can be removed, but also the driving chip and signal line of the touch panel can be mounted on the first substrate. You can configure the device.
또한 종래 하부기판에 대응하는 구성을 갖는 제1 기판부가 상부기판의 위치에, 종래 상부기판에 대응하는 구성을 갖는 제2 기판부가 하부기판의 위치에 위치하도록 액정표시패널을 뒤집어 설치하여 센싱전극들과 액정표시장치 전극들 사이를 제1 구동전극이 차폐함으로써 센싱전극을 내장함에도 불구하고 정확한 디스플레이 및 터치 센싱이 가능하다.In addition, the liquid crystal display panel is installed upside down so that the first substrate portion having the configuration corresponding to the conventional lower substrate is positioned at the upper substrate, and the second substrate portion having the configuration corresponding to the conventional upper substrate is positioned at the position of the lower substrate. Since the first driving electrode shields between the liquid crystal display and the electrodes, accurate display and touch sensing is possible despite the built-in sensing electrode.
이러한 본 발명에 따른 터치센서 내장형 액정표시장치를 비록 각각의 구체적인 실시예로 한정되게 설명되었으나 특허청구범위에서 청구된 발명의 사상 및 그 영역을 이탈하지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
Although the liquid crystal display device with a touch sensor according to the present invention has been described as being limited to each specific embodiment, it is understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the claimed invention. Should.
1: 하부 기판 2: 상부 기판
3: 액정층 10, 100: 액정표시패널
17, 117: 공통 전극 20, 200: 백라이트 유닛
30: 터치 패널 31: 기판
32: 센싱 전극 33: 보호 패널
40: 접착층 101: 제1 센싱전극
102: 제2 센싱전극 103: 제1 브릿지
104: 제2 브릿지 105: 단위센싱전극
110: 제1 기판부 111: 기판
112: 센싱전극부 113, 114, 116, 119: 절연층
115: 제1 구동전극 117: 제2 구동 전극
118: 차폐막 120: 제2 기판부
130: 액정층 1: lower substrate 2: upper substrate
3:
17, 117:
30: touch panel 31: substrate
32: sensing electrode 33: protection panel
40: adhesive layer 101: first sensing electrode
102: second sensing electrode 103: first bridge
104: second bridge 105: unit sensing electrode
110: first substrate portion 111: substrate
112: sensing
115: first driving electrode 117: second driving electrode
118: shielding film 120: second substrate portion
130: liquid crystal layer
Claims (8)
상기 제1 기판부와 액정층을 사이에 두고 접합되며 컬러필터층을 포함하는 제2 기판부; 및
상기 제2 기판부를 중심으로 상기 제1 기판부와 반대 쪽에 위치하여 광을 공급하는 백라이트 유닛;
을 포함하여 이루어지되,
상기 제1 기판부는
기판 위에 형성되는 다수의 제1 센싱전극과 다수의 제2 센싱전극을 포함하는 센싱전극부; 및
제1 구동전극과 상기 제1 구동전극과 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 형성되는 제2 구동전극을 포함하며, 상기 센싱전극부와 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 형성되는 구동전극부;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.
A first substrate part including a switching element formed per unit pixel area;
A second substrate portion bonded to each other with the first substrate portion and a liquid crystal layer interposed therebetween and including a color filter layer; And
A backlight unit positioned to be opposite to the first substrate portion with respect to the second substrate portion to supply light;
, ≪ / RTI >
The first substrate portion
A sensing electrode unit including a plurality of first sensing electrodes and a plurality of second sensing electrodes formed on the substrate; And
A driving electrode part including a first driving electrode and a second driving electrode formed between the first driving electrode and at least one insulating layer, the driving electrode part being formed with the sensing electrode part and the at least one insulating layer interposed therebetween;
Liquid crystal display device with a capacitive touch sensor, characterized in that comprises a.
상기 다수의 제1 및 제2 센싱전극 각각은 복수개의 단위센싱전극으로 구성되며, 상기 단위센싱전극 각각은 상기 단위화소영역에 실질적으로 대응되는 위치에 형성됨과 동시에, 평면적으로 상기 제1 구동전극에 포함되도록 중첩되는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.
The method of claim 1,
Each of the plurality of first and second sensing electrodes includes a plurality of unit sensing electrodes, and each of the unit sensing electrodes is formed at a position substantially corresponding to the unit pixel area, and is planarly attached to the first driving electrode. Liquid crystal display device with a capacitive touch sensor, characterized in that formed in the overlapping position to include.
상기 제1 구동전극은 플레이트 형상인 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.
3. The method of claim 2,
And the first driving electrode has a plate shape.
상기 다수의 제1 센싱전극과 제2 센싱전극은 동일층에 형성되거나, 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.
The method of claim 1,
And the plurality of first sensing electrodes and the second sensing electrodes are formed on the same layer or on different layers with an insulating layer interposed therebetween.
상기 센싱전극부는 다수의 제1 브릿지와 다수의 제2 브릿지를 더 포함하며, 상기 다수의 제1 센싱전극 각각은 제1 브릿지에 의해 제1 방향으로 서로 연결되고, 상기 다수의 제2 센싱전극 각각은 제2 브릿지에 의해 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.
The method of claim 1,
The sensing electrode unit further includes a plurality of first bridges and a plurality of second bridges, each of the plurality of first sensing electrodes connected to each other in a first direction by a first bridge, and each of the plurality of second sensing electrodes. And a second bridge connected to each other in a second direction perpendicular to the first direction.
상기 다수의 제1 및 제2 브릿지 각각은 복수개의 단위센싱전극으로 구성되며, 상기 단위센싱전극 각각은 상기 단위화소영역에 실질적으로 대응되는 위치에 형성됨과 동시에, 평면적으로 상기 제1구동전극에 포함되도록 중첩되는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.
The method of claim 5, wherein
Each of the plurality of first and second bridges includes a plurality of unit sensing electrodes, and each of the unit sensing electrodes is formed at a position substantially corresponding to the unit pixel area and is included in the first driving electrode in a plan view. Liquid crystal display device with a capacitive touch sensor, characterized in that formed in the overlapping position.
상기 센싱전극부와 상기 구동전극부 사이에 차폐막이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.
The method of claim 1,
And a shielding film further formed between the sensing electrode unit and the driving electrode unit.
상기 제2 기판부는 박막트랜지스터가 형성된 영역에 평면적으로 중첩되는 차광부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 터치센서 내장형 액정표시장치.The method of claim 1,
And the second substrate portion further includes a light shielding portion overlapping planarly on an area where the thin film transistor is formed.
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