KR20090087399A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용환경에서 주위광의 강도에 의해 광센서의 검출이 변화해도 동일 주위광의 강도에서 경년변화나, 환경온도에 의한 특성열화에 의해서, 광센서의 검출레벨이 변화해도 손가락의 접촉을 검출할 수 있는 액정표시장치에 관한 것으로, 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치에 있어서, 어레이 기판에 매트릭스 형태로 구성되어 주위 광을 검출하는 복수의 주위광 센서와, 상기 복수의 주위광 센서의 일부를 블랙 매트릭스로 덮어 차광한 차폐광 센서와, 상기 차폐광 센서에 의해 검출한 센서 레벨에 일정값을 가산하여 문턱값을 구하고, 주위광 센서에 의해 검출한 센서 레벨과 상기 문턱값을 비교하여 상기 주위광 센서에 의해 검출한 센서 레벨이 상기 문턱값보다 작은 경우에 주위광 센서상에 차광물이 있는 것을 검출하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.
광센서, 터치패널, 검출레벨, 센서레벨, 주위광 센서

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치(LCD)에 관한 것으로, 특히 광센서에 의한 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치에 관한 것이다.
종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치에 관해서 도 5 내지 도 8를 참조하면서 설명한다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 도 5는 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치를 단면에서 본 구성을 나타낸 도면이다.
도 5에서, 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치는 외곽 테두리(1)와, 백라이트(Backlight)(2)와, 서브 픽셀을 구성하는 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor) 등이 구성된 어레이 기판(3)과, 액정(도시되지 않음)과, RGB의 칼라 필터, 블랙 매트릭스 등이 구성된 칼라 필터 기판(5)과, 편광판(6)과, 어레이 기판(3)에 매트릭스 형태로 구성된 복수의 주위광 센서(7)가 형성되어 있다.
이어서, 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치의 동작에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다.
주위광 센서(7)(터치패널 기능) 내장의 액정표시장치(LCD)를 도 5에 나타낸다. 어레이 기판(3)에 매트릭스 형태로 배치된 모든 주위광 센서(7)에 주위광(외 광)이 입사되고 있는 상태에서, 액정표시장치의 편광판(6)상에 손가락을 놓는 것에 의해서 주위광이 차단된다. 주위광(외광)이 입사되고 있는 주위광 센서(7)의 검출레벨(센서레벨)과, 주위광(외광)이 차단되고 있는 주위광 센서(7)의 검출레벨(센서레벨)을 비교하는 것에 의해 손가락의 접촉을 검출할 수 있다.
도 6은 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치의 센서 화상을 나타낸 도면이다.
도 6에서 센서 화상(100)은 한가운데에 차광물이 있는 인간의 손가락(101)을 놓은 형상을 나타내고, 모든 주위광 센서(7)의 센서 레벨에 근거하여 생성한 것이다. 한편 102는 주위광 측정 라인을 나타낸다.
도 7은 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치의 주위광 측정라인의 센서 레벨을 나타낸 도면이다.
도 7에서, 횡축은 주위광 측정 라인(102)의 좌단으로부터 거리(㎜), 종축은 센서 레벨(환산값)을 각각 나타낸다. 손가락(차광물)을 놓은 곳과 그 주위에서 주위광 센서(7)의 센서 레벨에 차분(△)을 구할 수 있다. 상기 차분(△)에 의해 손가락의 접촉을 검출하고 있다.
도 8a 내지 도 8d는 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치의 주위광을 변화시킨 경우의 센서 화상 및 센서 레벨을 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 주위광의 조도를 900룩스로 한 경우 센서 화상 및 센서 레벨, 도 8c 및 도 8d는 주위광의 조도를 300룩스로 한 경우 센서 화상 및 센서 레벨을 각각 나타낸다. 주위광(외광)을 변화시키면, 손가락을 놓을 때의 차분(△) 값이 바뀌는 것을 알 수 있다.
따라서 주위광(외광)을 감시하는 광 센서를 구성하고, 주위광(외광)의 강도에 의해 손가락이 접촉한 것이라고 판단되는 차분(△)값을 변경할 필요가 있다.
특허문헌 특개 2007-94606호 공보
상술한 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치에서는 사용환경에서 주위광(외광)의 강도에 의해 광센서의 검출레벨이 변화하여 손가락의 접촉을 검출할 수 없게 된다는 문제점이 있었다.
또한, 동일 주위광(외광)의 강도에 있어서도 광센서의 경년변화나, 환경온도에 의한 특성열화에 의해서 광센서의 검출레벨이 변화하여 손가락의 접촉을 검출할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로 사용환경에서 주위광(외광)의 강도에 의해 광센서의 검출레벨이 변화하더라도 손가락의 접촉을 검출할 수 있고, 또한 동일 주위광(외광)의 강도에서도 광센서의 경년변화나 환경온도에 의해 특성 열화에 의해 광센서의 검출레벨이 변화하더라도 손가락의 접촉을 검출할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치에 있어서, 어레이 기판에 매트릭스 형태로 구성되어 주위 광을 검출하는 복수의 주위광 센서와, 상기 복수의 주위광 센서의 일부를 블랙 매트릭스로 덮어 차광한 차폐광 센서와, 상기 차폐광 센서에 의해 검출한 센서 레벨에 일정값을 가산하여 문턱값을 구하고, 주위광 센서에 의해 검출한 센서 레벨과 상기 문턱값을 비교하여 상기 주위광 센서에 의해 검출한 센서 레벨이 상기 문턱값보다 작은 경우에 주위광 센서상에 차광물이 있는 것을 검출하는 제어부를 구비한 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 터치패널 기능에 있어서 사용환경에서 주위광(외광)의 강도에 의해 주위광 센서의 검출레벨이 변화해도 손가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있음과 함께 동일 주위광(외광)의 강도에서도 주위광 센서의 경년변화나 환경온도에 의한 특성열화에 의해서 주위광 센서의 검출레벨이 변화해도 손 가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있는 효과를 달성한다.
본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치에 관해서 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치를 단면에서 본 구성을 나타낸 도면이다. 한편, 명세서 전체에서 각 도면 중 동일 부호는 동일 또는 상응부분을 나타낸다.
도 1에서 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치는 외곽 테두리(1)와, 백라이트(Backlight)(2)와, 서브 픽셀을 구성하는 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor) 등이 구성된 어레이 기판(3)과, 액정(도시되지 않음)과, RGB의 칼라 필터, 블랙 매트릭스(4) 등이 구성된 칼라 필터 기판(5)과, 편광판(6)과, 어레이 기판(3)에 매트릭스 형태로 구성된 복수의 주위광 센서(7)와, 상기 주위광 센서(7)의 일부를 블랙 매트릭스(4)로 덮어 차광한 차폐광 센서(7A)와, 제어부(도시되지 않음)이 구성되어 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치의 터치패널 기능의 문턱값 연산기구의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2에서 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치의 터치패널 기능의 문턱값 연산기구는 차폐광 센서(7A)와, CPU, 메모리 등으로 구성되는 제어부(10)가 구성되어 있다.
차폐광 센서(7A)는 표시부 상변의 중앙 복수개의 주위광 센서(7)를 블랙 매트릭스(4)로 덮어 막는 것이다. 블랙 매트릭스(4)로 덮어 막아진 주위광 센서(7)는 1개나, 3개나 5개, 10개이어도 상관없다. 차폐광 센서(7A)가 복수개인 경우에는 검출레벨의 평균을 구해서 검출오차를 작게 한다.
또한 표시부 상변의 중앙 주위광 센서(7)에 한정하지 않고, 상변 좌단이나 우단이어도 상관없다.
더구나 표시부 상변의 주위광 센서(7)에 한정하지 않고, 표시부의 하변이나, 좌편, 우편이어도 상관없다. 칼라 필터 기판(5)상의 블랙 매트릭스(4)는 서브 픽셀을 흑색으로 둘러싸고, 화상을 선명하기 위해 형성하는데, 본 발명의 실시예에서는 차폐광 센서(7A)를 형성하기 위한 역할도 담당한다.
이어서, 본 발명의 제 1 실시예에 관한 액정표시장치의 터치패널 기능의 동작에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다.
차폐광 센서(7A)는 항상 암(暗) 데이터(센서레벨)를 관측한다. 제어부(10)는 차폐광 센서(7A)에 의해서 검출한 센서레벨에 α(일정값)을 가산하여 최적인 문턱값(Th1)을 구한다. 주위광 센서(7)에 의해서 검출한 센서레벨과 문턱값(Th1)을 비교하고, 상기 센서레벨이 문턱값(Th1)보다도 작은 경우에는 제어부(10)는, 손가락의 접촉(차광물)이 있었다는 것을 검출한다.
α(일정값)은 제품의 출하전에 공장 등에서 미리구해진다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 손가락을 놓는 곳과 그 주위에서, 주위광 센서(7)의 센서레벨에 차분(△)을 구할 수 있다. 고레벨과 저레벨의 차분(△) 사이에 최적인 문턱값(Th1)을 설정하고, 상기 문턱값(Th1)과 주위광 센서(7)의 센서 레벨을 비교하여 센서 레벨이 문턱값(Th1)보다도 작은 경우에는 손가락의 접촉을 검출할 수 있다.
사용환경에서 주위광(외광)의 강도나, 동일 주위광(외광)의 강도에서, 경년변화나, 환경온도에 의한 특성열화에 의해서, 주위광 센서(7)의 검출레벨이 변화해도 손가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있도록, 주위광 센서(7) 및 차폐광 센서(7A)의 각종 특정 등에 의해 α(일정값)을 미리 구한다.
본 발명의 제 1 실시예에 의한 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치는 사용환경에 의한 주위광(외광)의 강도에 의해, 주위광 센서(7)의 검출레벨이 변화해도 손가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있음과 함께 동일 주위광(외광)의 강도에서도 주위광 센서(7)의 경년변화나, 환경온도에 의한 특성열화에 의해서 주위광 센서(7)의 검출레벨이 변화해도 손가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있어 환경에 상관없이 양호한 터치동작을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치에 관해서 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 터치패널 기능의 문턱값 연산기구의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 한편, 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치를 단면에서 본 구성은 제 1 실시예와 동일하다.
도 3에서 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 터치패널 기능의 문턱값 연산기구는 주위광 센서(7)과, 차폐광 센서(7A)와, CPU, 메모리 등으로 이루어져 구성되는 제어부(10A)가 구성되어 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 룩업 테이블의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4에서 룩업 테이블(11)은 차분(△)(12)와, 상기 차분(△)(12)에 대응한 최적 문턱값(13)이 구성되어 있다. 한편, 차분(△)(12)는 예시한 바와 같이 10, 20, 30, …와 같이 이산(離山)한 값에 한정하고 않고, 0~10, 11~20, 21~30, …와 같이 연속한 값도 좋다.
이어서, 본 발명의 제 2 실시예에 관한 액정표시장치의 동작에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다.
차폐광 센서(7A)는 항상 암(暗) 데이터(센서레벨)를 관측한다. 제어부(10)는 차폐광 센서(7A)에 의해 검출한 센서레벨과, 주위광 센서(7)에 의해서 검출한 센서레벨을 비교하여, 양자의 차분(△)을 구한다.
이어, 룩업 테이블(11)을 참조하여 구해진 차분(△)에 대응하는 최적의 문턱값(Th2)을 구한다. 주위광 센서(7)에 의해 검출한 센서레벨과 문턱값(Th2)을 비교하여 상기 센서레벨이 문턱값(Th2)보다도 작은 경우에 제어부(10)는 손가락의 접촉(차광물)이 있었다는 것을 검출한다.
룩업 테이블(11)은 제품의 출하전에 공장 등에서 미리 구해 둔다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 손가락을 놓은 곳과 그 주위에서 주위광 센서(7)의 센서레벨에 차분(△)을 얻을 수 있다.
고레벨과 저레벨의 차분(△) 사이에 최적 문턱값(Th2)을 설정하고, 상기 문턱값(Th2)과 주위광 센서(7)의 센서레벨을 비교하여 센서레벨이 문턱값(Th2)보다도 작은 경우 손가락의 접촉을 검출할 수 있다.
사용환경에서 주위광(외광)의 강도나, 동일 주위광(강도)의 강도에서, 경년변화나, 환경온도에 의한 특성열화에 의해서, 주위광 센서(7)의 검출레벨이 변화해 도 손가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있도록, 주위광 센서(7) 및 차폐광 센서(7A)의 각종 측정 등에 의해 룩업 테이블(11)을 미리 작성한다.
본 발명의 제 2 실시예에 의한 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치는 사용환경에서 주위광(외광)의 강도에 의해, 주위광 센서(7)의 검출레벨이 변화해도, 손가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있음과 함께 동일 주위광(외광)의 강도에 있어서도 주위광 센서(7)의 경년변화나, 환경온도에 의한 특성열화에 의해서 주위광 센서(7)의 검출레벨이 변화해도 손가락의 접촉을 정확하게 검출할 수 있어 환경에 상관없이 양호한 터치 동작을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치를 단면에서 본 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 액정표시장치의 터치패널 기능의 문턱값 연산기구의 개략 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치를 단면에서 본 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 액정표시장치의 터치패널 기능의 문턱값 연산기구의 개략 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치를 단면에서 본 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치의 센서화상을 나타낸 도면이다.
도 7은 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치의 주위광 측정라인의 센서레벨을 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8d은 종래의 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치의 주위광을 변화시킨 경우의 센서 화상 및 센세레벨을 나타낸 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 외곽 테두리 2 : 백라이트
3 : 어레이 기판 4 : 블랙 매트릭스
5 : 칼라 필터 기판 6 : 편광판
7 : 주위광 센서 7A : 차폐광 센서
10 : 제어부 11 : 룩업 테이블

Claims (4)

  1. 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치에 있어서,
    어레이 기판에 매트릭스 형태로 구성되어 주위 광을 검출하는 복수의 주위광 센서와,
    상기 복수의 주위광 센서의 일부를 블랙 매트릭스로 덮어 차광한 차폐광 센서와,
    상기 차폐광 센서에 의해 검출한 센서 레벨에 일정값을 가산하여 문턱값을 구하고, 주위광 센서에 의해 검출한 센서 레벨과 상기 문턱값을 비교하여 상기 주위광 센서에 의해 검출한 센서 레벨이 상기 문턱값보다 작은 경우에 주위광 센서상에 차광물이 있는 것을 검출하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 일정값은 상기 주위광 센서 및 차폐광 센서의 센서 레벨에 근거하여 미리 구해진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 터치패널 기능을 내장한 액정표시장치에 있어서,
    어레이 기판에 매트릭스 형태로 구성되고 주위광을 검출하는 복수의 주위광 센서와,
    상기 복수의 주위광 센서의 일부를 매트릭스로 덮어 차광한 차폐광 센서와,
    상기 주위광 센서와 차폐광 센서의 레벨 차분, 및 차분에 대응하는 문턱값을 기억하는 룩업 테이블과,
    상기 차폐광 센서에 의해 검출한 센서 레벨과, 주위광 센서에 의해 검출한 센서 레벨을 비교하여 양자의 차분을 구하고, 상기 룩업 테이블을 참조하여 구해진 차분에 대응하는 문턱값을 구하고, 주위광 센서에 의해서 검출한 센서 레벨과 상기 문턱값을 비교하여 상기 주위광 센서에 의해서 검출한 센서 레벨이 상기 문턱값보다도 작은 경우에는 주위광 센서상에 차광물이 있는 것을 검출하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 룩업 테이블은 상기 주위광 센서 및 차폐광 센서의 센서 레벨에 근거하여 미리 작성해 둔 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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WO2011031046A2 (ko) * 2009-09-08 2011-03-17 Han Kyung Jo 터치 스크린 내장형 액정 표시 패널 및 그 제조방법
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