KR101780493B1 - 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 패널의 구동에 의해 터치 스크린에 가해지는 노이즈 영향을 줄여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 복수의 화소마다 TFT가 형성된 하부기판과 컬러필터가 형성된 상부기판을 포함하는 액정 패널; 제1 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 상부기판 상에 형성되는 복수의 제1 터치 전극; 상기 복수의 제1 터치 전극 상에 형성된 절연 수단; 상기 절연 수단 상에 형성되는 강화 글라스; 제2 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 강화 글라스 하부면에 형성되는 복수의 제2 터치 전극;을 포함하고, 상기 복수의 제1 터치 전극과 상기 복수의 제2 터치 전극은 상기 절연 수단에 의해 소정 간격을 두고 이격되는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING TOUCH SCREEN}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 액정 패널의 구동에 의해 터치 스크린에 가해지는 노이즈 영향을 줄여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다.
평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등이 개발되었다.
평판 표시장치 중에서 액정 표시장치(LCD)는 양산 기술의 발전, 구동 수단의 용이성, 저전력 소비, 고화질 구현 및 대화면 구현의 장점으로 적용 분야가 확대되고 있다.
액정 표시장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린이 적용되고 있다.
터치 스크린은 네비게이션(navigation), 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등과 같은 모니터; 휴대전화기, MP3, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기; 및 냉장고, 전자 레인지, 세탁기 등과 같은 가전제품 등에 적용되고 있으며, 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점으로 인해 적용이 확대되고 있다.
이러한, 터치 스크린은 구조에 따라 액정 패널의 셀 내에 내화되는 인-셀 방식, 액정 패널 상부에 형성되는 온-셀 방식 및 액정 표시장치의 상부에 별도로 터치 스크린이 결합되는 애드-온 방식으로 구분될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 온-셀 방식의 터치 스크린이 적용된 액정 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 온-셀 방식의 터치 스크린이 적용된 액정 표시장치는 액정 패널(20); 백라이트 유닛(10); 터치 스크린(50); 하부 편광판(30); 상부 편광판(40); 및 보호 필름(60, 또는 보호 글라스)을 포함하여 구성된다.
액정 패널(20)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 하부기판(22) 및 상부기판(24)으로 구성된다. 하부기판(22)에는 매트릭스 형태로 복수 화소(Pixel)가 형성되고, 상부기판(24)에는 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 컬러 필터(color filter)가 매트릭스 형태로 형성된다. 액정 패널(20)의 하부에는 하부 편광판(30)이 배치되고, 액정 패널(20)의 상부에는 상부 편광판(40)이 배치된다.
이러한, 액정 패널(20)은 각 화소에 형성되는 전계를 조절하여 액정을 거동시키고, 액정의 거동과 상기 하부 편광판(30) 및 상부 편광판(40)을 통해 백라이트 유닛(10)으로부터 공급되는 광 투과율을 제어하여 컬러 영상을 표시하게 된다.
여기서, 백라이트 유닛(10)은 광을 생성하는 광원(12)과, 상기 광원(12)으로부터 공급된 광을 액정 패널(20) 방향으로 가이드 하는 도광판(14)과, 상기 도광판(14)에서 출사되어 액정 패널(20)에 입사되는 광의 효율을 향상시키기 위한 복수의 광학 시트(16)를 포함한다.
터치 스크린(50)은 도 2에 도시된 바와 같이, X축 방향으로 형성된 복수의 제1 터치 전극(52)과, Y축 방향으로 형성된 복수의 제2 터치 전극(54)을 포함하여 구성된다.
복수의 제1 터치 전극(52)과 복수의 제2 터치 전극(54)은 액정 패널(20)의 상부기판(24) 상에 형성된다. 복수의 제1 터치 전극(52)과 복수의 제2 터치 전극(54)이 교차되는 영역에 절연층이 개재하여 브리지(bridge)를 형성함으로써, 복수의 제1 터치 전극(52)과 복수의 제2 터치 전극(54)이 절연된다.
제1 터치 전극(52)에 터치 검출을 위한 신호(전압)이 인가되고, 사용자가 손가락 또는 펜으로 표시 화면(터치 스크린 패널)의 특정 영역을 터치하면, 사용자의 터치에 따른 제1 터치 전극(52)과 제2 터치 전극(54) 사이의 정전용량 변화를 별도로 마련된 터치 센싱 드라이버를 통해 감지하여 사용자의 터치 위치를 센싱하게 된다.
상술한 구성을 포함하는 종래 기술에 따른 온-셀 방식의 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 컬러 필터가 형성된 상부기판(24) 상에 ITO(Indium Tin Oxide)를 이용하여 터치 센싱을 위한 제1 터치 전극 레이어(52) 및 제2 터치 전극 레이어(54)을 형성하여 터치 스크린을 구성하게 된다.
액정 패널(20)은 복수의 화소에 형성되는 전계를 이용하여 화소 단위로 투과되는 광의 양을 조절하여 영상을 표시하게 된다. 이때, 화면 구동 시 각 화소의 전류량이 변화하게 되며, 이로 인해 전자파와 같은 노이즈가 발생하게 된다.
터치 스크린(50)의 2개의 터치 전극(X축, Y축 터치 전극)이 모두 액정 패널(20)의 상부기판(24) 상에 형성됨으로 인해 액정 패널(20)에 발생되는 노이즈의 영향을 직접 받게된다.
특히, 정전용량 방식의 터치 스크린은 이러한 노이즈에 취약하며, 특히 온-셀 방식의 터치 스크린(50)은 TFT가 형성된 하부기판(22)와 가까운 상부기판(24) 상에 2개의 터치 전극 패턴(52, 54)이 모두 형성되기 때문에 노이즈의 영향을 더욱 많이 받게 된다.
이와 같이, 액정 패널(20)의 상부기판(24) 상에 형성된 터치 스크린(50)의 스택 업(stack up) 구조의 특성으로 인해 액정 패널(20)의 구동에 따른 노이즈에 취약한 단점이 있고, 이로 인해 터치 센싱 성능이 저하되는 문제점이 있다.
최근에, 핸드폰 또는 스마트폰과 같은 모바일 기기에 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치의 적용이 확대되고 있는데, 디자인 및 통화 품질뿐만 아니라 터치 센싱 성능이 소비자가 모바일 기기를 구매하는 중요한 요인으로 작용하고 있다.
이에 따라, 각 제조업체 마다 온-셀 터치 스크린의 터치 센싱 성능의 향상을 위한 방안을 모색하고 있으나, 현재까지 터치 센싱 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술개발이 이루어지지 않고 있다.
또한, 액정 패널(20)의 구동에 따른 노이즈의 영향을 줄이기 위해서는 터치 스크린(50)의 설계를 변경하여야 하나, 종래 기술에서는 노이즈의 영향을 줄이기 위한 터치 스크린(50)의 설계를 변경시키는데 한계가 있었다.
또한, 노이즈에 강한 터치 센싱 드라이버가 적용되어야 하지만 노이즈에 강한 터치 센싱 드라이버는 일부 제품으로 한정되어 있고, 적용에 따른 비용이 추가되는 다른 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화면 구동에 의한 노이즈 영향을 줄여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 센싱 성능을 높임과 아울러, 터치 스크린의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있는 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 센싱 성능 향상에 따른 제조비용을 절감시킬 수 있는 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 복수의 화소마다 TFT가 형성된 하부기판과 컬러필터가 형성된 상부기판을 포함하는 액정 패널; 제1 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 상부기판 상에 형성되는 복수의 제1 터치 전극; 상기 복수의 제1 터치 전극 상에 형성된 절연 수단; 상기 절연 수단 상에 형성되는 강화 글라스; 제2 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 강화 글라스 하부면에 형성되는 복수의 제2 터치 전극;을 포함하고, 상기 복수의 제1 터치 전극과 상기 복수의 제2 터치 전극은 상기 절연 수단에 의해 소정 간격을 두고 이격되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치의 상기 복수의 제1 터치 전극은 터치 스크린 패널의 전체 면적에 70% 내지 90%의 면적을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치의 상기 복수의 제2 터치 전극은 터치 스크린 패널의 전체 면적에 5% 내지 40%의 면적을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치의 상기 복수의 제1 터치 전극은 상기 복수의 저2 터치 전극의 전체 면적 중 70% 내지 90% 중첩되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 복수의 화소마다 TFT가 형성된 하부기판과 컬러필터가 형성된 상부기판을 포함하는 액정 패널; 상기 액정 패널 하부에 배치되는 하부 편광 필름; 상기 액정 패널 상에 형성되는 상부 편광 필름; 제1 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 상부 편광 필름의 하부면에 형성되는 복수의 제1 터치 전극; 상기 상부 편광 필름 상에 형성되는 강화 글라스; 제2 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 강화 글라스 하부면에 형성되는 복수의 제2 터치 전극;을 포함하고, 상기 복수의 제1 터치 전극과 상기 복수의 제2 터치 전극은 상기 상부 편광 필름에 의해 100um 내지 150um의 간격으로 이격되고, 상기 복수의 제1 터치 전극은 상기 복수의 제2 터치 전극보다 넓은 면적을 가지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 에에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 화면 구동에 의한 노이즈 영향을 줄여 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 에에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 터치 센싱 성능을 높임과 아울러, 터치 스크린의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 에에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 터치 센싱 성능 향상에 따른 제조비용을 절감시킬 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 특징 및 효과들 이외에도 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 효과들이 새롭게 파악 될 수도 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 온-셀 방식의 터치 스크린이 적용된 액정 표시장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린의 구조를 나타내는 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치를 나타내는 도면.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린의 스택 업 구조를 나타내는 도면.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치의 터치 센싱 방법을 나타내는 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치를 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치에서, 제2 터치 전극에 가해지는 노이즈에 대한 실험 결과를 나타내는 도면.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치에서, 제1 터치 전극에 흡수된 후, 제2 터치 전극에 가해지는 노이즈에 대한 실험 결과를 나타내는 도면.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치에서, 제1 터치 전극과 제2 터치 전극의 면적비율에 따른 노이즈 영향을 나타내는 도면.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치의 노이즈 차단 성능을 종래 기술과 대비하여 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 어떤 구조물(전극, 라인, 배선, 레이어, 컨택)이 다른 구조물 '상부에 또는 상에' 및 '하부에 또는 아래에' 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치를 나타내는 도면이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 하부 편광 필름(100); 액정 패널(200); 상부 편광 필름(300); 제1 터치 전극 레이어(400); 제2 터치 전극 레이어(500); 및 강화 글라스(600)를 포함하여 구성된다.
또한, 액정 패널(200)에 광을 공급하는 백라이트 유닛, 액정 패널(200)을 구동시키기 위한 구동 회로부 및 사용자의 터치 위치를 센싱을 위한 터치 센싱 드라이버를 포함하며, 도 3 및 도 4에서는 백라이트 유닛 및 구동 회로부의 도시를 생략하였다.
상기 구동 회로부는 타이밍 컨트롤러(T-con), 데이터 드라이버(D-IC), 게이트 드라이버(G-IC), 백라이트 구동부, 구동 회로들에 구동 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
타이밍 컨트롤러는 입력된 타이밍 신호(TS)를 이용하여 입력되는 영상 신호(data)를 프레임 단위의 디지털 영상 데이터(R, G, B)로 변환하고, 프레임 단위로 정렬된 디지털 영상 데이터를 데이터 드라이버에 공급한다. 여기서, 상기 타이밍 신호(TS)는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync) 및 클럭신호(CLK)를 포함한다.
또한, 타이밍 컨트롤러는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync) 및 클럭신호(CLK)를 이용하여 게이트 드라이버의 제어를 위한 게이트 제어신호(GCS: gate control signal)와, 데이터 드라이버의 제어를 위한 데이터 제어신호(DCS: data control signal)를 생성한다. 생성된 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 드라이버에 공급되고, 데이터 제어신호(DCS)는 데이터 드라이버에 공급된다.
여기서, 상기 데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(SOE: Source Output Enable) 및 극성 제어신호(POL: Polarity) 등을 포함할 수 있다.
상기 게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함할 수 있다.
게이트 드라이버는 타이밍 컨트롤러로부터의 게이트 제어신호(GCS)에 기초하여 복수의 화소 각각에 형성된 TFT를 구동시키기 위한 스캔 신호(scan signal, 게이트 구동 신호)를 생성한다.
생성된 스캔 신호는 한 프레임 기간 중 액정 패널(200)에 형성된 복수의 게이트 라인에 순차적으로 공급되고, 복수의 게이트 라인에 순차적으로 공급되는 스캔 신호에 의해 복수의 화소를 구성하는 각 서브픽셀에 형성된 TFT가 구동되어 화소의 스위칭이 이루어진다.
데이터 드라이버는 복수의 소스 드라이브 IC를 포함하며, 각각의 소스 드라이브 IC는 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 디지털 영상 데이터를 아날로그 영상 데이터 즉, 데이터 전압으로 변환한다. 그리고, 타이밍 컨트롤러로부터의 데이터 제어신호(DCS)에 기초하여 각 서브픽셀의 TFT가 턴-온되는 시점에 맞춰 1수평 라인분의 데이터 전압을 액정 패널(200)에 형성된 복수의 데이터 라인에 공급한다.
이와 함께, 액정 패널(200)에 형성된 복수의 화소에 형성된 공통 전극에는 공통 전압(Vcom)이 공급된다. 복수의 화소 각각에 공급된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)에 의해 화소에 전계가 형성되고, 전계에 의해 액정을 배열시킴으로써 화소의 광 투과율을 제어할 수 있다.
상기 액정 패널(200)은 자체적으로 광을 발생시키지 못하므로 백라이트 유닛에서 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.
백라이트 유닛은 상기 액정 패널(200)에 광을 조사하기 위한 것으로, 광을 발생시키는 복수의 백라이트와 상기 백라이트에서 발생된 광을 상기 액정 패널 방향으로 안내함과 아울러 광의 효율을 향상시키기 위한 광학 부재(도광판 또는 확산판 및 복수의 광학 시트)를 포함하여 구성된다.
여기서, 백라이트는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp), LED(Light Emitting Diode) 중 한가지의 광원 또는 두 가지 이상의 광원이 조합되어 적용될 수 있다.
상기 백라이트 구동부는 백라이트를 구동(온-오프)을 제어하는 것으로, 타이밍 컨트롤러로부터 공급되는 백라이트 제어신호(backlight control signal)에 기초하여 백라이트의 온-오프 타임(on-off time), 듀티 및 휘도를 제어할 수 있다.
터치 센싱 드라이버는 제1 터치 전극 레이어(400)를 구성하는 복수의 제1 터치 전극과 제2 터치 전극 레이어(500)를 구성하는 복수의 제2 터치 전극 사이에 형성되는 정전용량의 변화를 감지하여 사용자의 터치 위치를 센싱한다.
이때, 터치 센싱 드라이버는 제1 터치 전극 레이어(400)와 접속되어 X축 방향의 터치 위치를 센싱하고, 제2 터치 전극 레이어(500)과 접속되어 Y축 방향의 터치 위치를 센싱한다.
여기서, 제1 터치 전극 레이어(400)에는 터치 위치를 검출하기 위한 센싱 신호가 공급되는 송신부(TX)로 구동되고, 제2 터치 전극 레이어(500)는 정전용량의 변화를 감지하기 위한 수신부(RX)로 구동될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극은 터치 검출을 위한 센싱 신호가 인가되는 구동 전극으로 구동되고, 복수의 제2 터치 전극은 센싱 전극으로 구동된다.
이때, 터치 센싱은 도 9에 도시된 바와 같이, 구동 전극의 입력신호가 터치 센서 패턴을 통하여 센싱 전극에 수신되는 신호의 변화를 감지하여 이루어진다. 일반적으로 터치가 되지 않은 일반상태의 수신 신호 대비 터치가 되었을 때의 수신 신호가 감소하게 된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 구동 및 수신의 순서는 첫번째 구동 전극에서 펄스를 구동할 때, 첫번째 센싱 전극에서부터 마지막 센싱 전극까지 순차적으로 신호를 검출하여 사용자의 터치 유무를 판단한다.
동일한 방법으로 두번째 구동 전극 구동에 대해서도 첫번째 센싱 전극에서부터 마지막 센싱 전극까지 순차적으로 신호를 검출하며, 이를 마지막 구동 전극 및 마지막 센싱 전극까지 동일하게 적용한다.
한 프레임 기간 동안에, 첫번째 구동 전극부터 마지막 구동 전극까지 순차적으로 센싱 전극에서 신호를 검출하면 모든 구동 전극 및 센싱 전극에 대한 구동 및 수신의 조합이 1번씩 이루어지게 된다.
또한, 터치 스크린 패널에 터치된 손가락의 좌표는 터치가 감지된 때의 구동 전극과 센싱 전극의 위치를 통해 알아낼 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, m번째 구동 전극 구동시 n번째 센싱 전극 신호에서 터치가 감지되었다면, 사용자 터치의 X축 및 Y축의 좌표는 m번째 구동 전극과 n번째 센싱 전극이 교차되는 지점(m, m)이 된다.
액정 패널(200)은 하부 편광판(100)을 경유하여 백라이트 유닛(미도시)으로부터 공급되는 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시한다.
이러한, 액정 패널(200)은 매트릭스 형태로 복수의 화소가 정의되는 하부기판(210); 각 화소에 대응되도록 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 컬러필터들이 매트릭스 형태로 형성된 상부기판(220); 및 상기 하부기판(210)과 상부기판(220) 사이에 개재되는 액정층(230)을 포함한다. 여기서, 컬러필터들은 0.3mm ~ 0.5mm의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 사용자의 터치를 센싱하기 위한 제1 터치 전극 레이어(400) 및 제2 터치 전극 레이어(500)가 소정 간격을 두고 이격되도록 형성된다.
여기서, 제1 터치 전극 레이어(400)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 터치 전극(410, 420)으로 구성된다.
복수의 제1 터치 전극은 ITO, 그래핀(grapheme) 또는 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube)와 같이 광 투과율이 높은 투명 전도성 물질을 이용하여 형성된다.
복수의 제1 터치 전극은 컬러 필터가 형성된 상부기판(220) 상에 소정 두께 및 선폭을 가지도록 패터닝되어 형성된다. 도 4에서는 복수의 제1 터치 전극 중 2개 만을 도시하고 있다.
제2 터치 전극 레이어(500)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 제2 터치 전극(510, 520)으로 구성된다.
복수의 제2 터치 전극은 ITO, 그래핀(grapheme) 또는 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube)와 같이 광 투과율이 높은 투명전도성 물질을 이용하여 형성된다.
복수의 제2 터치 전극은 0.7mm의 두께를 가지도록 형성된 강화 글라스(600)의 하부면(배면)에 소정 두께 및 선폭을 가지도록 패터닝되어 형성된다. 도 4에서는 복수의 제2 터치 전극 중 2개 만을 도시하고 있다.
여기서, 복수의 제1 터치 전극과 복수의 제2 터치 전극 사이에는 비전도성 재질로 형성된 절연 수단이 개재된다. 상기 절연 수단에 의해 복수의 제1 터치 전극과 복수의 제2 터치 전극이 접속되지 않고 X축 및 Y축의 터치 센싱이 이루어지도록 한다. 본 발명의 일 예로서, 액정 패널(200) 상부에 배치되는 상부 편광 필름(300)을 상기 절연 수단으로 적용할 수 있다.
복수의 제1 터치 전극이 형성된 상부기판(220)과 상부 편광 필름(300)의 하부면(배면)은 접착제(미도시)로 접착되고, 복수의 제2 터치 전극이 형성된 강화 글라스(600)와 상부 편광 필름(300)의 상부면은 접착제(미도시)로 접착된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 터치 전극 레이어(400)와 제2 터치 전극 레이어(500)는 상부 편광 필름(300)을 사이에 두고 20um 이상의 간격을 가지도록 형성된다.
상술한 바와 같이, 제1 터치 전극 레이어(400)와 제2 터치 전극(500)어 사이에 절연층으로 상부 편광 필름(300)이 된다. 여기서, 상부 편광 필름(300)은 100um~150um의 두께, 바람직하게 125um의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 상부 편광 필름(300)에 의해 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극은 100um~150um의 간격을 가지도록 서로 이격되어 형성되게 된다.
도 7에 도시된 A 영역을 확대하여 도 8에서 도시하고 있다.
도 8을 결부하면, 복수의 제1 터치 전극과 복수의 제2 터치 전극은 서로 교차하도록 형성될 수 있다. 일 예로서, 복수의 제1 터치 전극이 Y축 방향으로 형성되고, 복수의 제2 터치 전극은 X축 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서, 복수의 제1 터치 전극이 X축 방향으로 형성되고, 복수의 제2 터치 전극이 Y축 방향으로도 형성될 수 있다.
여기서, 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극은 박막의 간섭 효과를 이용하여 가시광의 투과율을 높이기 위해 70nm의 정수배에 해당하는 두께를 가지도록 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극의 두께를 140nm로 형성하였다.
복수의 제1 터치 전극 대비 복수의 제2 터치 전극의 선폭은 2:1 ~ 10:1로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 제1 터치 전극은 복수의 제2 터치 전극 대비 2배 ~ 10배의 선폭을 가지도록 형성될 수 있다.
일 예로서, 제1 터치 전극 레이어(400)의 제1 터치 전극은 4.4mm의 선폭을 가지도록 형성되고, 제2 터치 전극 레이어(500)의 제2 터치 전극은 1.0mm의 선폭을 가지도록 형성될 수 있다.
복수의 제1 터치 전극들 간의 간격 대비 복수의 제2 터치 전극들 간의 간격은 1:10 ~ 1:30으로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 제2 터치 전극들 간의 간격은 복수의 제1 터치 전극들 간의 간격 대비 10배 ~ 30배가 되도록 형성될 수 있다.
일 예로서, 이웃하는 제1 터치 전극들(410, 420) 간의 간격은 0.2mm가 되도록 형성되고, 이웃하는 제2 터치 전극들(510, 520) 간의 간격은 3.8mm가 되도록 형성될 수 있다.
복수의 제1 터치 전극은 액정 패널(200, 터치 스크린 패널)의 전체 면적에 70% ~ 90%의 면적을 가지도록 형성될 수 있고, 복수의 제2 터치 전극은 터치 스크린 패널의 전체 면적에 5% ~ 40%의 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상부기판(220) 상에 형성되는 복수의 제1 터치 전극은 강화 글라스(600)의 하부면(배면)에 형성되는 복수의 제2 터치 전극의 전체 면적 중 70% ~ 90%와 중첩되도록 형성될 수 있다.
상기 도 3 내지 도 8을 참조한 설명에서는 제1 터치 전극 레이어(400)의 복수의 제1 터치 전극이 컬러필터가 형성된 상부기판(220) 상에 형성되는 것으로 설명하였지만 이는 본 발명의 하나의 실시 예를 나타내는 것이다.
본 발명의 다른 실시 예에서 상기 복수의 제1 터치 전극은 상기 상부기판(220) 이외의 다른 레이어에 형성될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치에서 사용자의 터치 검출을 위한 구동 전극의 역할을 수행하는 제1 터치 전극 레이어(400)는 액정 패널(200) 상부에 배치되는 상부 편광 필름(300)의 하부면(배면)에 형성될 수 있다. 즉, 복수의 제1 터치 전극이 상부 편광 필름(300)의 하부면(배면)에 형성될 수 있다.
여기서, 복수의 제1 터치 전극이 상부 편광 필름(300)의 하부면(배면)에 형성되는 경우, 복수의 제1 터치 전극의 선폭, 두께, 이웃하는 제1 터치 전극들 간의 간격 및 복수의 제2 터치 전극과의 면적 비율은 도 8에 도시된 실시 예와 동일 할 수 있다.
예로서, 상부 편광 필름(300)의 하부면에 형성되는 복수의 제1 터치 전극은 70nm의 정수배에 해당하는 두께, 바람직하게 140nm의 두께를 가지며, 복수의 제2 터치 전극 대비 3배 ~ 6배의 선폭을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 복수의 제1 터치 전극은 액정 패널(200, 터치 스크린 패널)의 전체 면적에 70% ~ 90%의 면적을 가지며, 복수의 제2 터치 전극의 전체 면적 중 70% ~ 90%와 중첩되도록 형성될 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 터치 스크린의 구동 전극인 제1 터치 전극을 액정 패널(200)의 상부기판(220) 상에 형성시키고, 센싱 전극인 제2 터치 전극을 강화 글라스(600)의 하부면(배면)에 형성시킨다.
이를 통해, 센싱 전극인 제2 터치 전극과 TFT가 형성된 하부기판(210)과의 간격을 넓혀 센싱 전극인 제2 터치 전극에 영상 표시를 위한 TFT의 구동에 따른 노이즈가 미치는 영향을 줄일 수 있다. 즉, 액정 패널(200)의 구동에 의해 터치 스크린에 가해지는 노이즈의 영향을 감소시킬 수 있다.
이하, 액정 패널의 구동에 의해 터치 스크린에 가해지는 노이즈에 대하여 정의한 후, 도 14 내지 도 17에 도시된 터치 센싱 성능에 대한 실험 결과를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치의 효과를 설명하기로 한다.
액정 표시장치는 상부기판과 하부기판 사이에 개재된 액정의 배열 상태를 변화시켜, 컬러필터를 투과하는 광의 투과율을 조절함으로써 컬러 영상을 표시하게 된다.
액정의 정열을 변화시키기 위해 복수의 화소에 형성된 화소전극 및/또는 공통전극에 주기적인 전압 변화를 가하게 되며, 이러한 전압의 변화가 전자기파 즉, 노이즈를 발생시켜 액정 패널 상부에 위치한 터치 스크린의 터치 센싱에 오작동을 일으키게 된다.
특히, 액정 패널의 구동에 따른 노이즈가 센싱 전극(본 발명에서 강화 글라스 하부면에 형성된 복수의 제2 터치 전극)에 영향을 미치는 경우, 사용자의 터치 위치 센싱에 영향을 주는 것으로 정의할 수 있다.
이때, 노이즈가 터치 스크린에 영향을 미치는 경로는 여러 가지가 있을 수 있는데, 대표적인 예로서, 노이즈가 센싱 전극에 직접 영향을 주는 제1 경로 및 노이즈가 구동 전극(본 발명에서 상부기판 상부에 형성된 복수의 제1 터치 전극) 흡수된 후, 노이즈가 센싱(수신) 전극으로 전달되는 제2 경로가 있을 수 있다.
따라서, 터치 스크린에 가해지는 노이즈의 영향은 상기 제1 경로를 통해 가해지는 제1 노이즈와, 상기 제2 경로를 통해 가해지는 제2 노이즈의 합으로 정의할 수 있다.
구동 전극 및 센싱 전극의 재료로 사용되는 ITO는 도전성 물질로 전기 전도도가 5*104mhos/m 정도이며, 전자기파가 전도성 물질에 부딪칠 경우 반사, 흡수, 투과 3가지 특성을 나타낸다.
본 발명의 실시 예서, 복수의 제1 터치 전극 및 복수의 제2 터치 전극을 ITO로 형성한 경우, 전기 전도도(σ)는 5*104mhos/m이고, 두께를 140nm, ITO 투자율(μ) 1.25*10-6H/m로 설계하여, 액정 패널의 구동에 따른 노이즈 차단 효과의 실험 결과를 도 14 내지 도 17에 나타내었다. 이때, 액정 패널의 구동에 따른 노이즈의 주파수는 수 kHz ~ 수백MHz가 될 수 있는데, 본 발명에서는 중간 값인 50MHz로 설정하여 실험하였다.
상기 조건들을 통해 실험한 결과, ITO에 의한 전자기파 흡수율은 0.0248%, 반사율 99.9751%, 투과율 7.86*10-5%의 결과를 얻었다. 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 터치 전극(구동 전극)에 가해지는 노이즈의 대부분이 반사되어, 복수의 제2 터치 전극(센싱 전극)에 노이즈가 거의 전달되지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 노이즈가 복수의 제1 터치 전극(구동 전극)에 흡수된 후, 제2 터치 전극(센싱 전극)에 가해지는 노이즈의 양이 현저히 감소됨을 확인 할 수 있다.
여기서, 상부기판 상에 형성된 제1 터치 전극의 면적이 넓을수록 이에 비례하여 노이즈의 반사 효율도 높아져, 강화 글라스의 하부면에 형성된 제2 터치 전극에 가해지는 노이즈의 영향이 줄어들게 된다.
복수의 제1 터치 전극(구동 전극)을 터치 스크린 패널(TSP, 액정 패널)의 전체 면적 중 90%와 중첩되도록 형성하고, 복수의 제2 터치 전극(센싱 전극)의 면적을 터치 스크린 패널의 면적에 1/20(5%)로 형성한 경우, 전체 노이즈 중에서 0.0248% 만이 복수의 제2 터치 전극(센싱 전극)에 가해짐을 확인할 수 있다.
한편, 제1 터치 전극(구동 전극)에 흡수된 노이즈는 제1 터치 전극의 기생 정전용량에 의해 필터링되어 제2 터치 전극(센싱 전극)에 전달되는데, 이때의 노이즈 전달이득은 하기의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011014520345-pat00001
상기 수학식 1을 참조하면, 노이즈의 주파수(f), 터치센서의 저항(R), 터치센서의 정전용량(C)의 변수로 저항은 투명전도성 물질로 형성된 제1 터치 전극(구동 전극) 및 제2 터치 전극(센싱 전극)의 선폭에 반비례한다. 또한, 정전용량은 제1 터치 전극(구동 전극)과 제2 터치 전극(센싱 전극) 간의 수직거리(d) 즉, 간격에 반비례 한다. 또한, 제1 터치 전극(구동 전극)과 제2 터치 전극(센싱 전극)이 중첩되는 면적에 비례하게 된다. 그리고, 제1 터치 전극(구동 전극)에 흡수된 노이즈가 제2 터치 전극(수신 전극)으로 전달되는 비율은 제1 터치 전극(구동 전극)이 형성하는 정전용량이 클수록 감소하게 된다.
여기서, 제2 터치 전극(센싱 전극)으로 전달되는 전체 노이즈는 제2 터치 전극(센싱 전극)에 직접 흡수된 노이즈와, 제1 터치 전극(구동 전극)에 흡수된 후, 제2 터치 전극(센싱 전극)으로 전달되는 노이즈를 모두 합한 값이다.
상술한 바와 같이, 제1 터치 전극(구동 전극)이 액정 패널에서 발생된 노이즈의 차단하여 제2 터치 전극(센싱 전극)에 직접 가해지는 노이즈와, 제1 터치 전극(구동 전극)에 흡수된 후, 제2 터치 전극(센싱 전극)에 전달되는 노이즈의 합이 최소가 되는 조건을 설정할 수 있다.
본 발명에서는 액정 패널에서 발생된 노이즈가 제1 터치 전극(구동 전극)에 의해 차단되어 노이즈 감소 효과가 있으므로, 제1 터치 전극(구동 전극)과 제2 터치 전극(센싱 전극)이 겹쳐지는 면적에 따라 전체 노이즈가 최소가 되는 최적조건을 설정할 수가 있다. 즉, 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널의 노이즈를 감소시키는 최적 조건을 제1 터치 전극과 제2 터치 전극의 면적 비율로 나타낼 수 있다.
제2 터치 전극(센싱 전극)과 제1 터치 전극(구동 전극)의 면적 비율에 의해 제2 터치 전극(센싱 전극)에 직접 가해지는 상대적인 노이즈의 양은 제1 터치 전극(구동 전극)의 면적이 넓을수록 작아지고, 제2 터치 전극(센싱 전극)의 면적이 넓을수록 커지는 경향이 있다.
복수의 제1 터치 전극이 터치 스크린 패널의 전체 면적 대비 70% 이상의 면적을 가지도록 형성되고, 복수의 제2 터치 전극(센싱 전극)이 터치 스크린 패널의 전체 면적 대비 15% ~ 40%의 면적을 가지는 경우에 노이즈의 영향이 최소화되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명에서는 이러한 실험 결과를 반영하여, 복수의 제1 터치 전극을 복수의 제2 터치 전극 대비 3배 ~ 6배의 선폭을 가지도록 형성하였고, 복수의 제1 터치 전극이 액정 패널 또는 터치 스크린 패널의 전체 면적에 70% ~ 90%의 면적을 가지도록 형성하였다.
또한, 또한, 상부기판 상에 형성되는 복수의 제1 터치 전극을 강화 글라스의 하부면에 형성되는 복수의 제2 터치 전극의 전체 면적 중 70% ~ 90%와 중첩되도록 형성하였다. 그리고, 복수의 제2 터치 전극을 터치 스크린 패널의 전체 면적에 5% ~ 40%의 면적을 가지도록 형성하였다.
도 17을 참조하면, 본 발명에 실시 예에 따른 터치 스크린의 포함하는 액정 표시장치는 종래 기술에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치와 비교하여, 액정 패널의 구동에 의해 터치 스크린에 가해지는 노이즈의 양이 1/6 수준으로 감소함을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 실시 예에 따른 터치 스크린의 포함하는 액정 표시장치는 터치 스크린에 가해지는 액정 패널의 구동에 따른 노이즈의 영향을 줄일 수 있고, 이를 통해 터치 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 별도의 필름 또는 패널을 추가하지 않고도 터치 스크린에 가해지는 노이즈의 영향을 줄이고 터치 스크린의 터치 센싱 성능의 향상시킬 수 있어 터치 스크린의 설계 자유도를 높일 수 있다.
또한, 액정 패널과 터치 스크린을 별도로 제작한 후, 결합하는 종래 기술 대비 제품의 두께를 줄일 수 있고, 제조비용을 절감시킬 수 있다.
아울러, 발명과 같이 제1 터치 전극을 상부 편광 필름에 형성한 경우, 액정 표시장치의 제조 과정에서 액정 패널 상에 온-셀 터치 스크린의 전극 패턴을 형성하는 공정을 생략 또는 간소화시킬 수 있어 제조효율을 높일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 하부 편광 필름 200: 액정 패널
210: 하부기판 220: 상부기판
230: 액정층 300: 상부 편광 필름
400: 제1 터치 전극 레이어 410, 420: 제1 터치 전극
500: 제2 터치 전극 레이어 510, 520: 제2 터치 전극
600: 강화 글라스

Claims (16)

  1. 복수의 화소마다 TFT가 형성된 하부기판과 컬러필터가 형성된 상부기판을 포함하는 액정 패널;
    제1 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 상부기판 상에 형성되는 복수의 제1 터치 전극;
    상기 복수의 제1 터치 전극 상에 형성된 절연 수단;
    상기 절연 수단 상에 형성되는 강화 글라스;
    제2 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 강화 글라스 하부면에 형성되는 복수의 제2 터치 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제1 터치 전극과 상기 복수의 제2 터치 전극은 상기 절연 수단에 의해 소정 간격을 두고 이격되고,
    상기 복수의 제1 터치 전극 및 상기 복수의 제2 터치 전극은 70nm의 정수배에 해당하는 두께를 가지며,
    상기 복수의 제1 터치 전극 및 상기 복수의 제2 터치 전극의 전체 두께는 상기 절연 수단의 두께보다 얇은, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극은 상기 복수의 제2 터치 전극보다 넓은 면적을 가지도록 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극은 제1 방향으로 형성되고, 상기 복수의 제2 터치 전극은 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성되는, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛; 및
    상기 액정 패널 하부에 형성되는 하부 편광 필름;을 더 포함하고,
    상기 절연 수단은 상기 액정 패널 상부에 배치되는 상부 편광 필름인, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극 및 상기 복수의 제2 터치 전극은,
    ITO(Indium Tin Oxide), 그래핀(grapheme) 또는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube)로 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 수단은,
    100um 내지 150um의 두께를 가지도록 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극 대비 복수의 제2 터치 전극의 선폭은 2:1 내지 10:1인, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극은 4.4mm의 선폭을 가지도록 형성되고,
    상기 복수의 제2 터치 전극은 1.0mm의 선폭을 가지도록 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    이웃하는 제1 터치 전극들 간의 간격은 이웃하는 제2 터치 전극들 간의 간격에 10배 내지 30배인, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    이웃하는 제1 터치 전극들 간의 간격은 0.2mm이고, 이웃하는 제2 터치 전극들 간의 간격은 3.8mm인, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극은 터치 스크린 패널의 전체 면적에 70% 내지 90%의 면적을 가지도록 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 터치 전극은 터치 스크린 패널의 전체 면적에 5% 내지 40%의 면적을 가지도록 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극은 상기 복수의 저2 터치 전극의 전체 면적 중 70% 내지 90% 중첩되도록 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  15. 복수의 화소마다 TFT가 형성된 하부기판과 컬러필터가 형성된 상부기판을 포함하는 액정 패널;
    상기 액정 패널 하부에 배치되는 하부 편광 필름;
    상기 액정 패널 상에 형성되는 상부 편광 필름;
    제1 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 상부 편광 필름의 하부면에 형성되는 복수의 제1 터치 전극;
    상기 상부 편광 필름 상에 형성되는 강화 글라스;
    제2 방향의 터치 위치 검출을 위해 상기 강화 글라스 하부면에 형성되는 복수의 제2 터치 전극;을 포함하고,
    상기 복수의 제1 터치 전극과 상기 복수의 제2 터치 전극은 상기 상부 편광 필름에 의해 100um 내지 150um의 간격으로 이격되고,
    상기 복수의 제1 터치 전극은 상기 복수의 제2 터치 전극보다 넓은 면적을 가지도록 형성되고,
    상기 복수의 제1 터치 전극 및 상기 복수의 제2 터치 전극은 70nm의 정수배에 해당하는 두께를 가지며,
    상기 복수의 제1 터치 전극 및 상기 복수의 제2 터치 전극의 전체 두께는 상기 상부 편광 필름의 두께보다 얇은, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극은 터치 스크린 패널의 전체 면적에 70% 내지 90%의 면적을 가지도록 형성되고,
    상기 복수의 제2 터치 전극은 터치 스크린 패널의 전체 면적에 5% 내지 40%의 면적을 가지도록 형성된, 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101675844B1 (ko) * 2010-06-10 2016-11-30 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널 일체형 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN103576369A (zh) * 2012-07-23 2014-02-12 天津富纳源创科技有限公司 彩色滤光片基板及触控式液晶显示屏
CN103576355A (zh) * 2012-07-23 2014-02-12 天津富纳源创科技有限公司 具有触控功能的液晶模组的制备方法
CN103576372A (zh) * 2012-07-23 2014-02-12 天津富纳源创科技有限公司 液晶面板
JP5807191B2 (ja) * 2012-09-24 2015-11-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 表示装置
KR102000152B1 (ko) * 2012-12-31 2019-07-15 엘지디스플레이 주식회사 표시소자용 도전물질과 전극 형성방법, 이를 구비한 표시소자
CN103235671A (zh) * 2013-04-09 2013-08-07 无锡力合光电石墨烯应用研发中心有限公司 一种多点触控石墨烯电容触摸屏及其制备方法
CN103543899B (zh) * 2013-10-23 2016-08-17 合肥京东方光电科技有限公司 电磁触摸控制显示器及其制作方法
CN203689474U (zh) * 2013-12-09 2014-07-02 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种有源矩阵有机发光显示屏的触控结构
CN103761017A (zh) * 2014-01-10 2014-04-30 深圳市宇顺电子股份有限公司 单层多点电容式触摸屏及触控层的制造方法和电子设备
CN103744567A (zh) * 2014-01-10 2014-04-23 深圳市宇顺电子股份有限公司 电容式触摸屏及触控层的制造方法和电子设备
CN103943660B (zh) * 2014-04-02 2017-10-27 上海中航光电子有限公司 一种显示装置
KR102200480B1 (ko) * 2014-06-12 2021-01-08 엘지디스플레이 주식회사 편광필름 및 그 제조방법과 이를 이용한 유기발광 표시패널 제조방법
JP2016029475A (ja) * 2014-07-22 2016-03-03 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び電子機器
CN104156073B (zh) * 2014-08-29 2017-12-22 努比亚技术有限公司 移动终端及其操作方法
KR102264760B1 (ko) * 2014-11-26 2021-06-14 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법
CN104460131A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 深圳市华星光电技术有限公司 具有触控功能的显示面板及其制造方法
TWI569179B (zh) * 2015-03-27 2017-02-01 群創光電股份有限公司 觸控顯示裝置及其觸控面板
JP2016197293A (ja) * 2015-04-02 2016-11-24 株式会社ジャパンディスプレイ センサ付き表示装置
CN105183222A (zh) * 2015-08-27 2015-12-23 京东方科技集团股份有限公司 一种触摸显示屏及其驱动方法
KR20180033380A (ko) * 2016-09-23 2018-04-03 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN106990871A (zh) * 2017-04-13 2017-07-28 京东方科技集团股份有限公司 一种触控面板及其制备方法、显示面板和显示装置
CN109358776B (zh) * 2018-10-19 2020-08-11 惠州市华星光电技术有限公司 触控面板和显示装置
CN113741724B (zh) 2020-05-27 2024-08-13 联咏科技股份有限公司 触摸感测方法和电子设备
US11635853B2 (en) 2020-05-27 2023-04-25 Novatek Microelectronics Corp. Touch sensing method with noise reduction
US12105910B2 (en) 2020-05-27 2024-10-01 Novatek Microelectronics Corp. Touch sensing method and electronic device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080158183A1 (en) * 2007-01-03 2008-07-03 Apple Computer, Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US20100097344A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Tpo Displays Corp. Electronic apparatus with a capacitive touch sensor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3796070B2 (ja) * 1999-07-21 2006-07-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
KR100816333B1 (ko) * 2001-08-30 2008-03-24 삼성전자주식회사 액정 표시 장치용 색 필터 기판 및 박막 트랜지스터 기판및 이들의 제조 방법
WO2009057102A2 (en) * 2007-10-30 2009-05-07 N-Trig Ltd. Laminated digitizer sensor
JP2010032938A (ja) * 2008-07-31 2010-02-12 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
KR20100053349A (ko) * 2008-11-12 2010-05-20 엘지전자 주식회사 터치 모듈, 그 터치 모듈의 제조 방법 및 그 터치 모듈을 갖는 휴대 단말기

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080158183A1 (en) * 2007-01-03 2008-07-03 Apple Computer, Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US20100097344A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Tpo Displays Corp. Electronic apparatus with a capacitive touch sensor

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