KR20090119506A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090119506A KR20090119506A KR1020080045594A KR20080045594A KR20090119506A KR 20090119506 A KR20090119506 A KR 20090119506A KR 1020080045594 A KR1020080045594 A KR 1020080045594A KR 20080045594 A KR20080045594 A KR 20080045594A KR 20090119506 A KR20090119506 A KR 20090119506A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- liquid crystal
- line
- pixel
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
- G01D5/241—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes
- G01D5/2412—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by relative movement of capacitor electrodes by varying overlap
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
- G09G3/3659—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix the addressing of the pixel involving the control of two or more scan electrodes or two or more data electrodes, e.g. pixel voltage dependant on signal of two data electrodes
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3696—Generation of voltages supplied to electrode drivers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 터치에 따른 액정 정전 용량의 변화를 인식하여 터치의 유무 및 터치 위치를 감지할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, to a liquid crystal display capable of detecting a change in liquid crystal capacitance according to a touch and detecting the presence or absence of a touch.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.In recent years, as the information age has entered, the display field for visually expressing electrical information signals has been rapidly developed, and various flat panel display devices having excellent performance of thinning, light weight, and low power consumption have been developed. Flat Display Device has been developed and is rapidly replacing the existing Cathode Ray Tube (CRT).
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.Specific examples of such a flat panel display device include a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), and an electroluminescent display device. (Electro luminescence Display Device: ELD) and the like, these are commonly used as an essential component of a flat panel display panel that implements an image, a flat panel display panel has a pair of light emitting or polarizing material layer in between It has a configuration in which a transparent insulating substrate is faced and bonded together.
이중 액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 화상 표시장치는 액정셀을 가지는 표시패널과, 표시패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛 및 액정셀을 구동하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.The dual liquid crystal display displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. To this end, the image display device includes a display panel having a liquid crystal cell, a backlight unit for irradiating light to the display panel, and a driving circuit for driving the liquid crystal cell.
표시패널은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 교차하여 복수의 단위 화소영역이 정의 되도록 형성된다. 이때, 각 화소영역에는 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판과, 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.The display panel is formed such that a plurality of unit pixel regions are defined by crossing a plurality of gate lines and a plurality of data lines. In this case, each pixel area includes a thin film transistor array substrate and a color filter array substrate facing each other, a spacer positioned to maintain a constant cell gap between the two substrates, and a liquid crystal filled in the cell gap.
박막 트랜지스터 어레이 기판은 게이트 라인들 및 데이터 라인들과, 그 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차부마다 스위치소자로 형성된 박막 트랜지스터와, 액정셀 단위로 형성되어 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극 등과, 그들 위에 도포된 배향막으로 구성된다. 게이트 라인들과 데이터 라인들은 각각의 패드부를 통해 구동회로들로부터 신호를 공급받는다.The thin film transistor array substrate includes a gate line and a data line, a thin film transistor formed of a switch element at each intersection of the gate lines and the data lines, a pixel electrode formed of a liquid crystal cell and connected to the thin film transistor, and the like. It consists of the applied alignment film. The gate lines and the data lines receive signals from the driving circuits through the respective pad parts.
박막 트랜지스터는 게이트 라인에 공급되는 스캔신호에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소 전압신호를 화소 전극에 공급한다.The thin film transistor supplies the pixel voltage signal supplied to the data line to the pixel electrode in response to the scan signal supplied to the gate line.
컬러필터 어레이 기판은 액정셀 단위로 형성된 컬러필터들과, 컬러필터들간의 구분 및 외부광 반사를 위한 블랙 매트릭스와, 액정셀들에 공통적으로 기준전압을 공급하는 공통 전극 등과, 그들 위에 도포되는 배향막으로 구성된다.The color filter array substrate includes color filters formed in units of liquid crystal cells, a black matrix for distinguishing between color filters and reflecting external light, a common electrode for supplying a reference voltage to the liquid crystal cells in common, and an alignment layer applied thereon. It consists of.
이렇게 별도로 제작된 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 어레이 기판을 정렬 한 후 서로 대향 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.The thin film transistor substrate and the color filter array substrate manufactured as described above are aligned and bonded to each other, and then liquid crystal is injected and encapsulated.
이와 같이, 형성된 액정 표시 장치에, 최근 사람의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 터치 부위를 인식하고 이에 대응하여 별도의 정보를 전달할 수 있는 터치 패널을 부가하는 요구가 늘고 있다. 현재 이러한 터치 패널은 액정 표시 장치의 외부 표면에 부착하는 형태로 적용되고 있어, 이를 액정 표시 장치 내의 패널 내부로 장착하고자 하는 노력이 제기되고 있다. As described above, there is an increasing demand for a liquid crystal display device having a touch panel capable of recognizing a touch portion through a hand of a person or a separate input means and transmitting separate information in response thereto. Currently, the touch panel is applied in the form of attaching to the outer surface of the liquid crystal display, and efforts have been made to mount it inside the panel in the liquid crystal display.
이하에서 설명하는 예는 상기 터치 패널을 액정 표시 장치 내부에 형성하여 터치 패널의 별도 부착에 수반되는 부피 증가를 방지하는 예를 나타낸 것이다. An example to be described below illustrates an example in which the touch panel is formed inside a liquid crystal display to prevent an increase in volume accompanying the separate attachment of the touch panel.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 정전용량 방식을 나타낸 개략 회로도이며, 도 2는 도 1의 정전 용량 센서 및 이의 구동 방식을 나타낸 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram illustrating a conventional capacitive method, and FIG. 2 is a circuit diagram showing the capacitive sensor of FIG. 1 and a driving method thereof.
도 1 및 도 2와 같이, 종래의 액정 표시 장치는 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(미도시)과, 그 사이에 충진된 액정층(미도시)과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(Gate)(11) 및 데이터 라인(Data)(12)과, 상기 게이트 라인(11)과 데이터 라인(12)의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 제 2 기판 상에는 전면에 공통 전극(미도시, Vcom(인가전압))이 형성되고, 상기 제 1 기판 상의 상기 화소 영역에는 화소 전극(13)이 형성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, a conventional liquid crystal display device includes a first and a second substrate (not shown) facing each other, a liquid crystal layer (not shown) filled therebetween, and cross each other on the first substrate. And a
여기서, 화소 영역 외측에 정전용량 센싱을 위해 상기 게이트 라인(11)과 평 행하게 위치한 제 1 배선(21)과, 상기 데이터 라인(12)과 평행하게 위치한 제 2 배선(22)이 더 형성되며, 각각 제 1 배선(21) 및 제 2 배선(22)에 평행한 제 1 기준 전압선(Vref1)과 제 2 기준 전압선(Vref2)이 더 형성된다.Here, a first wiring 21 parallel to the
그리고, 상기 제 1 기준 전압선(Vref1)과, 상기 제 1 배선(21) 사이에 제 1 보조 캐패시터(Cref1), 제 1 기준 전압선(Vref1)과 공통 전극(Vcom) 사이에 제 1 정전 용량 캐패시터(Clc1)가 형성된다. 이 경우, 상기 제 1 보조 캐패시터(Cref1) 및 제 1 정전 용량 캐패시터(Clc1)는 직렬로 형성된다. 이러한 직렬 연결의 제 1 보조 캐패시터(Cref1)과 제 1 정전 용량 캐패시터(Clc1)는 각 화소별로 대응되어 형성된다.The first capacitance capacitor Cref1 is disposed between the first reference voltage line Vref1 and the first wiring 21, and the first capacitance capacitor is between the first reference voltage line Vref1 and the common electrode Vcom. Clc1) is formed. In this case, the first auxiliary capacitor Cref1 and the first capacitance capacitor Clc1 are formed in series. The first auxiliary capacitor Cref1 and the first capacitance capacitor Clc1 of the series connection are formed corresponding to each pixel.
마찬가지로, 상기 제 2 기준 전압선(Vref2)과, 상기 제 2 배선(22) 사이에 제 2 보조 캐패시터(Cref2)가 형성되고, 공통 전극(Vcom)과 상기 제 2 배선(22) 사이에 제 2 정전 용량 캐패시터(Clc2)가 형성된다. 상기 제 2 보조 캐패시터(Cref2)와 제 2 정전 용량 캐패시터(Clc2) 역시 직렬로 연결되어 형성된다.Similarly, a second auxiliary capacitor Cref2 is formed between the second reference voltage line Vref2 and the
여기서, 제 1 배선(21)에서 감지되는 신호는 그 단부에 도 2와 같은 앰플리파이어(Amplifier)(31)을 두어, 각각의 정전 용량 캐패시터(Clc)(32)와 보조 캐패시터(Cref)(33)와의 사이의 노드(Vn1)에 걸리는 전압을 증폭시킨 값을 얻으며, 이 값에 따라 터치 여부와 터치 위치를 감지한다. 즉, 상기 노드(Vn1)에서의 전압 값은, 상기 정전 용량 캐패시터(Clc)(32)의 값이 터치의 여부에 따라 가변되며, 터치시 상기 정전 용량 캐패시터(Clc)(32)의 값은 터치시 초기 상태와 상이하게 상기 노드(Vn1)로부터 상기 앰플리파이어(31)를 통해 출력되는 전압(Vout) 값을 측정되 는 경우, 터치상태임을 알 수 있고, 이에 해당 터치 위치를 감지한다.Here, the signal sensed by the first wiring 21 is provided with an
그리고, 정전용량 캐패시터와 보조 캐패시터의 노드(Vnl)의 출력측의 반대인 타측에 제 1, 제 2 스위치(sw1, sw2)를 두어, 제1, 제 2 스위치별 선택적 신호를 인가한다.The first and second switches sw1 and sw2 are provided on the other side opposite to the output side of the node Vnl of the capacitive capacitor and the auxiliary capacitor to apply the selective signal for each of the first and second switches.
상기 제 1, 제 2 보조 캐패시터(Cref1, Cref2)(33)의 일측에 연결되는 제 1 및 제 2 기준 전압선(Vref1, Vref2)에는 각각 두 개의 공통 전압 값(Vcomh, Vcoml)이 서로 교차하여 인가된다. 그리고, 공통 전압이 VcomH인 경우, 제 1 스위치(sw1)을 통해 전압 Va가 인가되어 Clc(32)에 저장되었다가 공통 전압이 Vcoml일 때, 앰플리파이어(amplifier)(31)로 출력된다. 결국, 출력되는 전압은 터치시 변화된 Clc(32) 값의 정보를 포함하게 된다. 정전 용량에 변화에 따른 출력 전압 변화는 다음과 같다. Two common voltage values Vcomh and Vcoml cross each other and are applied to the first and second reference voltage lines Vref1 and Vref2 connected to one side of the first and second auxiliary capacitors Cref1 and
이러한 구성의 경우, X축 및 Y축의 교차 배치의 배선이 요구되며, 이에 따라 기생 캐패시터 증가가 예상된다.In such a configuration, wiring of the cross arrangement of the X-axis and the Y-axis is required, thereby increasing the parasitic capacitor.
그러나, 상기와 같은 종래의 정전용량 방식으로 터치를 인식하는 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the liquid crystal display for recognizing touch in the conventional capacitive method as described above has the following problems.
첫째, 선택적으로 일 화소에 해당하는 지점의 전압 변화를 감지하여 터치여부를 알 수 있는 것으로, 동시에 여러 점을 터치시 인식이 불가능하다. First, it is possible to know whether the touch by sensing the voltage change of a point corresponding to one pixel selectively, it is impossible to recognize when touching several points at the same time.
둘째, 터치를 감지하기 위해 각각 X축 위치, Y축 위치를 감지하기 위해 서로 교차로 배선을 형성하게 되며, 패널의 크기 증가가 예상되고, 이와 같은 패널 사이즈 증가에 따라 배선이 갖는 라인 저항, 배선과 배선 사이의 기생 캐패시터가 부가되어, 커플링 캐패시턴스(coupling capacitance)가 증가하고 이에 따라 S/N(Signal to Noise)비가 낮아져 신호의 신뢰성이 떨어져 터치 인식이 어려워 질 수 있다.Second, to detect touch, X-axis position and Y-axis position are formed to cross each other, and the size of panel is expected to increase, and as the size of panel increases, the line resistance, wiring and Since parasitic capacitors are added between the wires, the coupling capacitance is increased, and thus, the signal to noise (S / N) ratio is lowered, resulting in poor signal reliability and difficulty in touch recognition.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 터치에 따른 액정 정전 용량의 변화를 인식하여 터치의 유무 및 터치 위치를 감지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of sensing the presence or absence of a touch and a touch position by recognizing a change in liquid crystal capacitance according to a touch.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 복수개의 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 복수개의 게이트 라인과 데이터 라인의 각 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터 및 상기 각 화소 영역에 형성된 복수개의 화소 전극과, 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극과, 상 기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층과, 상기 각 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 액정 캐패시터와, 상기 제 1 기판 상의 각 화소 전극과 제 1 스토리지 전극 사이에 형성된 제 1 스토리지 캐패시터와, 제 n 게이트 라인과 공통 전극 사이에 직렬로 형성된 제 2 스토리지 캐패시터 및 센싱 캐패시터와, 제 m 데이터 라인에 평행한 리드아웃 배선과, 상기 제 2 스토리지 캐패시터와 센싱 캐패시터의 사이의 제 1 노드에 드레인 전극이, 상기 리드아웃 배선에 소오스 전극이, 제 n-1 게이트 라인에 게이트 전극이 연결된 센싱 트랜지스터를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.According to an aspect of the present invention, a liquid crystal display device includes a first substrate and a second substrate facing each other, and a plurality of gate lines and data defining a plurality of pixel regions crossing each other on the first substrate. A pixel transistor formed at each intersection of the line, the plurality of gate lines and the data line, a plurality of pixel electrodes formed in the pixel regions, a common electrode formed on the entire surface of the second substrate, and the first and second electrodes. A liquid crystal layer filled between the substrate, a liquid crystal capacitor formed between each pixel electrode and the common electrode, a first storage capacitor formed between each pixel electrode and the first storage electrode on the first substrate, and an nth gate line; A second storage capacitor and a sensing capacitor formed in series between the common electrode, a readout wiring parallel to the mth data line, and 2 there is a second drain electrode in a first node between the storage capacitor and a sensing capacitor, the source electrode to the lead-out wire, characterized by comprising an sensing transistor gate electrode connected to a gate line n-1.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향된 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 복수개의 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 복수개의 게이트 라인과 데이터 라인의 각 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터 및 상기 각 화소 영역에 형성된 복수개의 화소 전극과, 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극과, 상기 게이트 라인에 평행한 공통 라인과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층과, 상기 각 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성된 액정 캐패시터과, 상기 제 1 기판 상의 각 화소 전극과 제 1 스토리지 전극 사이에 형성된 제 1 스토리지 캐패시터와, 상기 공통 라인과 상기 공통 전극 사이에 직렬로 형성된 제 2 스토리지 캐패시터 및 센싱 캐패시터와, 제 m 데이터 라인에 평행한 리드아웃 배선과, 상기 제 2 스토리지 캐패시터와 센싱 캐패시터의 사이의 제 1 노드에 드레인 전극이, 상기 리드아웃 배선에 소오스 전극이, 제 n-1 게이트 라인에 게이트 전극이 연결된 센싱 트랜지스터를 포함하여 이루어진 것에 또 다른 특징이 있다. In addition, the liquid crystal display device of the present invention for achieving the same object, a first substrate and a second substrate facing each other, and a plurality of gate lines and data defining a plurality of pixel regions crossing each other on the first substrate; A line, a pixel transistor formed at each intersection of the plurality of gate lines and the data line, a plurality of pixel electrodes formed in each pixel region, a common electrode formed on the front surface of the second substrate, and a common parallel to the gate line A liquid crystal layer filled between a line, the first and second substrates, a liquid crystal capacitor formed between the pixel electrodes and the common electrode, and first storage formed between each pixel electrode and the first storage electrode on the first substrate. A capacitor, a second storage capacitor and a sensing capacitor formed in series between the common line and the common electrode, and an mth de A sensing electrode connected to a lead-out wiring parallel to the data line, a drain electrode at a first node between the second storage capacitor and a sensing capacitor, a source electrode at the read-out wiring, and a gate electrode at an n-1 gate line There is another feature of what is included with the transistor.
여기서, 상기 센싱 캐패시터는, 터치 지점에서 상기 액정층의 두께 변화에 상당한 정전 용량에 따라 가변된다. Here, the sensing capacitor is varied according to the capacitance corresponding to the change in thickness of the liquid crystal layer at the touch point.
그리고, 상기 제 1 노드는 전원 전압 라인에 연결되며, 상기 전원 전압 라인과 제 1 노드 사이에는 저항이 더 형성될 수 있다. The first node may be connected to a power supply voltage line, and a resistance may be further formed between the power supply voltage line and the first node.
그리고, 상기 제 1 스토리지 캐패시터는 상기 화소 전극과, 이와 오버랩하는 제 1 스토리지 전극에 의해 정의되며, 상기 제 2 스토리지 캐패시터는, 상기 게이트 라인과, 상기 게이트 라인과 오버랩하며 상기 제 1 노드와 연결된 제 2 스토리지 전극에 의해 정의된다. The first storage capacitor is defined by the pixel electrode and a first storage electrode overlapping the pixel electrode, and the second storage capacitor is connected to the first node and overlaps the gate line. It is defined by two storage electrodes.
한편, 상기 저항의 저항값과 상기 제 2 스토리지 캐패시터, 센싱 캐피시터 및 센싱 트랜지스터의 정전용량 값으로 정의되는 시정수는, 1 프레임(frame) 시간보다 작고, 상기 게이트 라인에 인가되는 게이트 하이 신호의 온 타임(on-time) 기간 보다 큰 것이 바람직하다. Meanwhile, a time constant defined by the resistance value of the resistor and the capacitance values of the second storage capacitor, the sensing capacitor, and the sensing transistor is less than one frame time, and the gate high signal applied to the gate line is turned on. It is desirable to be larger than the on-time period.
여기서, 상기 저항은 반도체층을 포함하여 이루어지거나 혹은 다이오드 구조로 이루어질 수 있다. In this case, the resistance may include a semiconductor layer or a diode structure.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The liquid crystal display of the present invention as described above has the following effects.
첫째, 종래의 X,Y축 방향으로 위치한 배선(리드 아웃 배선)을 구비한 정전용량 방식에 비해, 데이터 라인에 평행한 방향의 리드 아웃 배선을 선택적으로 구비하고 화소 영역 내에 센싱부를 구비하여, 각 라인 마다 리드 아웃 배선을 구비하지 않더라도, 터치 위치가 가능하여, 구조상의 최적화를 이룰 수 있고, 또한, 배선간의 기생 용량을 줄일 수 있다. 이에 따라 대면적에서 보다 기생 용량에 대한 영향이 적어, 안정적으로 터치 감지를 꾀할 수 있다.First, compared with the conventional capacitive type wiring having the wiring (lead-out wiring) located in the X and Y-axis directions, the lead-out wiring in a direction parallel to the data line is selectively provided and the sensing unit is provided in the pixel area. Even if the lead-out wiring is not provided for each line, the touch position can be achieved, structural optimization can be achieved, and parasitic capacitance between the wirings can be reduced. As a result, the parasitic capacitance is less affected by the large area, and the touch sensing can be stably performed.
둘째, 넷째, 게이트 라인과 리드 아웃 배선 사이에 형성된 센싱을 위한 센싱 트랜지스터에 의해, 데이터 라인과 평행한 리드 아웃 배선에 의해, Y축 터치 위치를 감지하고, X축 방향의 센싱부를 생략하여도 상기 센싱 트랜지스터와 연결된 게이트 라인을 탐지하여 X축 위치를 감지할 수 있다. Second, fourth, the sensing transistor for sensing formed between the gate line and the read-out wiring, the read-out wiring parallel to the data line, the Y-axis touch position is sensed, even if the sensing unit in the X-axis direction is omitted The X-axis position can be detected by detecting the gate line connected to the sensing transistor.
셋째, 외부 광에 의한 영향을 받는 포토 방식과는 달리, 터치 부위의 정전용량 변화에 의해 터치 여부 및 위치를 감지하여, 외부 환경에 영향없이 터치 감지가 가능하다.Third, unlike the photo method affected by external light, whether the touch is detected by the capacitance change of the touch portion and the position is detected, the touch can be detected without affecting the external environment.
넷째, 액정 패널의 TFT 어레이 형성시 센싱부를 동시에 형성하여, 액정 패널 내에 센싱부가 일체화되어, 별도의 터치 패널 부착없이 터치센싱이 가능하여, 터치 기능 수행이 가능하며 터치 센서를 내장함에 따라 외부 부착형 대비 경량 박형화 가능하며, 제조 코스트를 낮출 수 있다. Fourth, by forming the sensing unit at the same time when forming the TFT array of the liquid crystal panel, the sensing unit is integrated in the liquid crystal panel, the touch sensing is possible without attaching a separate touch panel, it is possible to perform the touch function and the external attachment type by embedding the touch sensor It is possible to reduce the weight and the weight, and to reduce the manufacturing cost.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치 및 이의 터치 감지 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display and a touch sensing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 회로도이다. 3 is a circuit diagram illustrating a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 3과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 터치 감지를 위해 서로 대향된 제 1, 제 2 기판(도 7a 및 도 7b의 100, 미도시)과 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충전된 액정층(미도시)과, 상기 제 1 기판(100) 상에 형성된 박막 트랜지스터 어레이와, 상기 제 2 기판 상에 형성된 컬러 필터 어레이를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a first and a second substrate (100, not shown in FIGS. 7A and 7B) and the first and second substrates facing each other for touch sensing. And a liquid crystal layer (not shown) filled between two substrates, a thin film transistor array formed on the
여기서, 상기 컬러 필터 어레이에는 비화소 영역에 형성된 블랙 매트릭스층(미도시)과 각 화소 영역의 컬러를 결정하는 컬러 필터층(미도시) 및 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극(미도시 203)을 포함한다.The color filter array may include a black matrix layer (not shown) formed in a non-pixel region, a color filter layer (not shown) for determining the color of each pixel region, and a common electrode (not shown 203) formed on the entire surface of the second substrate. Include.
그리고, 상기 박막 트랜지스터 어레이는 상기 제 1 기판(도 7의 100 참조) 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트라인(101)과 데이터 라인(102), 상기 게이트 라인(101)과 데이터 라인(102)의 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터(111)(Tpixel) 및 상기 픽셀 트랜지스터(151)(Vpixel)의 드레인단과 공통 전극(203)과의 사이에는 병렬로 액정 캐패시터(112)(Clc)와 제 1 스토리지 캐패시터(113)(Cst1)과 연결된다. 회로적으로 병렬로 연결되는 관계를 나타내며, 실제 구성상에서는 상기 액정 패널 내부에는 상기 공통 전극(203)과 상기 픽셀 트랜지스터(111)(Tpixel)의 드레인단과 그 사이의 액정층과의 사이에 액정 캐패시터(112)(Clc)가 형성되며, 상기 픽셀 트랜지스터(111)(Vpixel)의 드레인단과 제 1 전압 라인(L1)과의 사이(층간)에서 제 1 스토리지 캐패시터(113)(Cst1)가 형성된다. 이 때, 상기 제 1 전압 라인(L1)은 별도로 형성가능하나 구조의 최적화를 위해 공통 전극(203) 또는 전단 게이트 라인(Gn-1)을 이용할 수 있다. The thin film transistor array may include a
그리고, 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 게이트 라인(101)(Gn)과 공통 전극(203) 사이에는 픽셀 구동을 위한 픽셀 박막 트랜지스터(151)(Tpixel)와, 이에 연결된 액정 캐패시터(152)(Clc) 및 제 1 스토리지 캐패시터(153)(Cst1) 외에, 상기 게이트 라인(101)(Gn)과 공통 전극(203) 및 전단의 게이트 라인(101')(Gn-1)사이에 터치 감지부가 더 부가된다. In the liquid crystal display of the present invention, a pixel thin film transistor 151 (Tpixel) for driving pixels and a liquid crystal capacitor 152 connected thereto are disposed between the gate line 101 (Gn) and the common electrode 203. In addition to (Clc) and the first storage capacitor 153 (Cst1), a touch sensing unit is formed between the gate line 101 (Gn), the common electrode 203, and the gate line 101 '(Gn-1) of the previous stage. Further added.
여기서, 상기 터치 감지부는, 상기 게이트 라인(101)(Gn)과 공통 전극(203) 사이에 직렬로 연결된 제 2 스토리지 캐패시터(114)(Cst2) 및 센싱 캐패시터(115)(Csen)와, 상기 제 2 스토리지 캐패시터(114)(Cst2)와 센싱 캐패시터115)(Csen)의 사이 노드 A에 드레인 전극이 연결되고, 상기 전단의 게이트 라인(101')에 게이트 전극이 연결되고, 데이터 라인(Dm)에 평행하게 형성되는 리드 아웃 배선(118)(read out line)(ROIC)에 소오스 전극이 연결된 센싱 트랜지스터(116)(Tsw)를 포함하여 이루어진다. 더불어, 상기 노드 A와 상기 제 2 전원 전압(Vd2) 라인(L2)의 사이에는 상기 상기 센싱 트랜지스터(116)(Tsw)의 드레인 전극측에 인가되는 전압 값을 안정화하기 위한 저항(117)(R1)이 더 부가된다.The touch sensing unit may include a second storage capacitor 114 (Cst2) and a sensing capacitor 115 (Csen) connected in series between the gate line 101 (Gn) and the common electrode 203, and the first sensor. 2 A drain electrode is connected to node A between the storage capacitor 114 (Cst2) and the sensing capacitor 115 (Csen), a gate electrode is connected to the gate line 101 'of the front end, and a data line Dm is connected to the data line Dm. And a sensing transistor 116 (Tsw) connected to a source electrode in a read out line (ROIC) formed in parallel. In addition, between the node A and the second power supply voltage Vd2 line L2, a resistor 117 (R1) for stabilizing a voltage value applied to the drain electrode side of the sensing transistor 116 (Tsw). ) Is further added.
그리고, 상기 터치 감지부는 매화소마다 형성될 수도 있고, 혹은 일정 수의 화소마다 규칙적으로 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 터치 감지부의 구비 위치는 일반적인 터치 부위의 면적과 화소의 크기를 고려하여 일 터치 부위의 면적에 들어오는 화소의 수에 대응되어, 결정될 수 있다. 즉, 일 터치 부위에 면적에 들어오는 화소의 수가 n이라 할 때, n개의 화소마다 터치 감지부가 형성될 수 있다. The touch sensing unit may be formed for each pixel, or may be regularly formed for a certain number of pixels. The position of the touch sensing unit may be determined corresponding to the number of pixels entering the area of one touch area in consideration of the area of the general touch area and the size of the pixel. That is, when the number of pixels entering the area in one touch area is n, the touch sensing unit may be formed for every n pixels.
또한, 제 1 전압 라인(L1)은 제 1 전원 전압(Vd1)을 인가하는 라인으로, 대개의 경우 상기 제 1 전원 전압(Vd1)은, 제 2 기판에 형성되는 공통 전극에 인가되는 공통 전압(Vcom) 값과 동일한 값이다. 그리고, 상기 제 1 전압 라인(L1)은 상기 제 1 스토리지 캐패시터(113)(Cst1)의 타측 전극과 연결된다. 즉, 화소 전극과 오버랩되어 정의되는 상기 제 1 스토리지 캐패시터(113)(Cst1)의 형성 부위에 따라, 상기 제 1 스토리지 캐패시터(113)의 일측 전극은 화소 전극이 되며, 상기 타측 전극에 연결되는 제 1 전압 라인(L1)은 전단 게이트 라인(Gn-1) 또는 별도로 상기 게이트 라인별로 평행한 화소 영역들에 형성되는 공통 라인이 될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 전압 라인(L2)은 제 2 전원 전압(Vd2)을 인가하는 라인으로, 예를 들어, 제 1 기판(100) 상에 형성되는 공통 라인을 이용할 수도 있을 것이다. In addition, the first voltage line L1 is a line applying the first power supply voltage Vd1, and in general, the first power supply voltage Vd1 is a common voltage applied to the common electrode formed on the second substrate. Vcom) value. The first voltage line L1 is connected to the other electrode of the first storage capacitor 113 (Cst1). In other words, one electrode of the
또한, 상기 리드 아웃 배선(Read Out line)(ROIC)은 상기 센싱 트랜지스터(116)(Tsw)에 흐르는 전류를 감지하는 것으로, 그 단부에 앰플리파이어를 더 구비하여, 상기 센싱 트랜지스터(116)(Tsw)를 통해 감지된 전류를 증폭시켜 감도를 향상시킬 수 있다.In addition, the read out line (ROIC) senses a current flowing through the sensing transistor 116 (Tsw), and further includes an amplifier at an end thereof, and the sensing transistor 116 (Tsw). The sensitivity can be improved by amplifying the sensed current.
여기서, 상기 저항(117)의 저항 값(R1)은 시정수 R1·(Csen+Cst2+Csw)의 계산시, 이 값이 1프레임 시간보다는 작으며 일 게이트 하이신호의 온타임(1H)보다는 충분히 크도록 제작한다. 이는, 1프레임 내에서, 상기 센싱 트랜지스터(Tsw)에 인가되는 게이트 전압 신호의 온타임 이상 상기 센싱 트랜지스터(Tsw)에 인가되는 게이트 전압 값을 유지시켜 상기 센싱 트랜지스터(116)(Tsw)의 터치 감지시 인식을 적어도 상기 센싱 트랜지스터의 온타임 이상 안정적으로 유지하기 위함이다.Here, the resistance value R1 of the
여기서, Csw 는 센싱 트랜지스터(116)의 게이트 전극과 채널 사이의 정전 용량, Cst2는 제 2 스토리지 캐패시터(114)의 정전용량, Csen는 센싱 캐패시터(115)의 정전용량을 나타낸다.Here, Csw represents the capacitance between the gate electrode and the channel of the
상기 제 2 전압 라인(L2)에 걸리는 제 2 전압(Vd2)은, 전단 게이트 라인(101')(Gn-1)에 하이 신호가 인가될 때, 상기 센싱 트랜지스터(116)(Tsw)에 전류가 흐르게 하기 위해 일정 양전압 이상의 DC 전압 값으로 인가되며, 이에 따라 상기 전단 게이트 라인(Gn-1)(101')에 하이신호가 인가되면 상기 센싱 트랜지스터(116)(Tsw)가 동작하여 상기 A 노드에 흐르는 전류가 상기 센싱 트랜지스터(116)를 통해 상기 리드 아웃 배선(115)(RIOC)으로 흐르게 되어 터치 여부가 감지된다. The second voltage Vd2 applied to the second voltage line L2 has a current applied to the sensing transistor 116 (Tsw) when a high signal is applied to the front gate line 101 '(Gn-1). When a high signal is applied to the front gate lines (Gn-1) 101 ', the sensing transistor 116 (Tsw) operates to operate the node A. A current flowing through the
도 4는 도 3의 A 노드에서의 시간에 따른 차지량 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph illustrating a change in charge amount with time at node A of FIG. 3.
도 4와 같이, 센싱 캐패시터(Csen)(115)와 제 2 스토리지 캐패시터(Cst2)(114) 사이의 전하량 변화를 살펴보면, 터치 지점에서 터치에 의해 액정층의 두께가 낮아져, 상대적으로 상기 A 노드에서, 센싱 캐패시터(Csen)(115)의 정전용량이 늘어나게 된다. 이에 따라, 증가된 전하량은, 상기 전단 게이트 라인(Gn-1)(101')이 온되었을 때, 상기 센싱 트랜지스터(116)를 통해 리드아웃 배선(ROIC)(115)측으로 빠져나가게 된다. As shown in FIG. 4, the change in the charge amount between the
이 경우, A 노드에서의 전하량 변화는 다음과 같다.In this case, the charge amount change at the A node is as follows.
즉, ΔQsen=Q'touch 후- Qtouch 전=(C'sen-Csen)(Vsen-Vref)That is, after ΔQsen = Q'touch- before Qtouch = (C'sen-Csen) (Vsen-Vref)
여기서, C'sen은 터치 후 센싱 캐패시터의 증가된 정전 용량 값이고, Csen은 터치가 없는 정상 상태에서의 센싱 캐패시터의 정전 용량 값을 나타내고, Vsen는 터치시 A 노드에서 전압 값, Vref는 터치없는 정상 상태에서의 A 노드의 전압 값을 나타낸다.Here, C'sen is the increased capacitance value of the sensing capacitor after the touch, Csen represents the capacitance value of the sensing capacitor in the normal state without the touch, Vsen is the voltage value at the A node when the touch, Vref is no touch It represents the voltage value of the A node in the steady state.
이와 같이, 터치시에는, 정전용량이 Cen에서 C'sen으로 증가하고, 이에 따라 A 노드에서 총 전하량 Qsen는 증가되어, 센싱 트랜지스터(116)를 통해 리드아웃 배선(118)측으로 빠져나가게 되고, 이에 따라 터치 전후의 상대적인 전하량 변화가 리드아웃 배선에서 전압 변화로 발생되고 상기 전압 변화 여부로 터치 유무 및 위치를 파악할 수 있다. As such, when touched, the capacitance increases from Cen to C'sen, thereby increasing the total charge Qsen at the A node, thereby exiting the lead-out
터치 위치는 전압 변화가 감지되는 리드 아웃 배선과, 이와 연결된 해당 게이트 라인에서 각각 Y축, X축 위치를 판단한다.The touch position determines the Y-axis and the X-axis position of the lead-out line where the voltage change is sensed and the corresponding gate line connected thereto.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 평면도 및 단면도를 참조하여 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to a plan view and a cross-sectional view.
도 5는 도 3의 회로도에 상당한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 3의 센싱 트랜지스터(Tsw)를 구체적으로 나타낸 평면도이고, 도 7a 및 도 7b는 각각 도 5 및 도 6의 I~I' 선상, Ⅱ~Ⅱ' 선상에 따른 구조 단면도이다.FIG. 5 is a plan view showing a liquid crystal display device corresponding to the circuit diagram of FIG. 3, and FIG. 6 is a plan view specifically illustrating the sensing transistor Tsw of FIG. 3, and FIGS. 7A and 7B are FIGS. It is structural sectional drawing along I 'line and II ~ II' line.
도 5 내지 도 7b와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 서로 대향된 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(미도시)과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 복수개의 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인(101) 및 데이터 라인(102)과, 상기 복수개의 게이트 라인(101)과 데이터 라인(102)의 각 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터(Vpixel) 및 상기 각 화소 영역에 형성된 복수개의 화소 전극(103)과, 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극(미도시)과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층(미도시)과, 상기 각 화소 전극(103)과 공통 전극 사이에 형성된 액정 캐패시터(도 3의 Clc 참조)와, 상기 제 1 기판(100) 상의 각 화소 전극(103)과 제 1 스토리지 전극(121a) 사이에 형성된 제 1 스토리지 캐패시 터(Cst1)와, 제 n 게이트 라인(101)과 액정층을 사이에 둔 공통 전극(미도시) 사이에 직렬로 형성된 제 2 스토리지 캐패시터(Cst2) 및 센싱 캐패시터(Csen)와, 제 m 데이터 라인(102)에 평행한 리드아웃 배선(118)(ROIC)과, 상기 제 2 스토리지 캐패시터(Cst2)와 센싱 캐패시터(Csen)의 사이의 노드에 드레인 전극이, 상기 리드아웃 배선(118)에 드레인 전극이, 제 n-1 게이트 라인(101')에 게이트 전극이 연결된 센싱 트랜지스터(Tsw)를 포함하여 이루어진다.5 to 7B, the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention crosses a
보다 구체적으로 설명하면, 다음과 같다. More specifically, it is as follows.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 화소 영역의 가장 자리를 둘러싸며, 게이트 라인(101) 및 데이터 라인(102) 안쪽에 쉴드 패턴(121a)이 형성되며, 상기 쉴드 패턴(121a)은 인접한 화소 영역들과 공통 라인(121)을 통해 연결된다. 여기서, 상기 쉴드 패턴(121a) 및 공통 라인(121)은 일체형으로 형성된다. 상기 공통 라인(121)은 매 게이트 라인(101)마다 대응되어 일정 간격으로 이격되어 평행하게 형성된다. 5 and 6, a
그리고, 상기 쉴드 패턴(121a)는 상기 각 화소 영역의 주변부에 형성된 'U'자형의 형상을 갖는다. The
여기서, 상기 게이트 라인(101)과 상기 데이터 라인(102)의 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터(151)(Tpixel)는, 상기 게이트 라인(101)에서 돌출된 게이트 전극(101a)과, 상기 게이트 전극(101a) 상에 형성된 반도체층(105)과, 각각 서로 이격하며 상기 반도체층(105)과 부분적으로 오버랩하는 소오스 전극(102a) 및 드레인 전극(102b)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 게이트 전극(101a)으로 들어오는 소오스 전극(102a)은 평면상으로 'U'자형의 형상을 갖는다.Here, the pixel transistor 151 (Tpixel) formed at the intersection of the
그리고, 상기 드레인 전극(102b)은 오버랩되는 화소 전극(103)과 제 1 콘택부(107a)를 통해 전기적으로 연결된다. The
그리고, 상기 투명 전극 패턴(123)이 상기 게이트 라인(101)의 하단부와 일부 오버랩되며, 형성되며, 이는 제 2 콘택부(107b)를 통해 제 2 금속 패턴(122)와 전기적으로 콘택된다. 여기서, 상기 제 2 금속 패턴(122)은 데이터 라인(102) 및 리드 아웃 배선(132)과 동일층의 제 2 금속으로 이루어지며, 각각 서로 평행하게 형성된다. 그리고, 상기 제 2 금속 패턴(122)은 상기 투명 전극 패턴(123)과의 콘택 부위에서 돌출부와, 단부에서 'C'자형의 제 1 돌출부(122c)를 구비한다. 그리고, 상기 'C'자형의 제 1 돌출부(122c)와 이격하며, 이와 미러형으로 마주보는 역 'C'자형의 제 2 돌출부(142)를 포함한다. 여기서, 상기 제 1, 제 2 돌출부(122c, 142)는 각각 제 2 전압 라인(L2)과 제 3, 제 4 콘택부(127c, 17b)를 통해 전기적으로 콘택된다. The
또한, 상기 제 1, 제 2 돌출부(122c, 142)를 가로 방향으로 지나며, 상기 게이트 라인(101)에 평행한 제 2 전압 라인(L2)가 형성된다.In addition, a second voltage line L2 that passes through the first and
여기서, 상기 화소 전극(103)과 상기 쉴드 패턴(121a)이 오버랩된 부위에서는 제 1 스토리지 캐패시터(Cst1)가 형성되고, 상기 화소 전극 패턴(123)과 액정층을 사이에 두고 제 2 기판상의 공통 전극(미도시)간에는 센싱 캐패시터(Csen)(115)가 정의되며, 상기 그 하측의 게이트 라인(114)간의 오버랩 부위에는 제 2 스토리지 캐패시터(Cst2)가 정의된다. Here, a first storage capacitor Cst1 is formed at a portion where the
도한, 도 6과 같이, 상기 제 2 금속 패턴(122)이 전단 게이트 라인(Gn- 1)(101') 측으로 연장하여 올라가 드레인 전극으로 기능하고, 상기 드레인 전극 단부를 뒤집힌 'U'자형으로 둘러싼 소오스 전극(132)을 포함하여 상기 리드아웃 배선(132)이 상기 제 2 금속 패턴(122) 및 데이터 라인(102)에 평행하게 형성되며, 상기 소오스 전극(132a)/드레인 전극 층과, 상기 전단 게이트 라인(101') 과의 사이의 층간에 반도체층(135)이 형성되며, 이에 따라 센싱 트랜지스터(Tsw)를 이룬다.In addition, as shown in FIG. 6, the
도 7a 및 도 7b를 살펴보면, 상기 게이트 전극(101a)을 포함한 복수개의 게이트 라인(101, 101', ...), 쉴드 패턴(121a)을 포함하는 공통 라인(121) 및 제 2 전압 라인(L2) 상에 게이트 절연막(106)이 형성되며, 상기 게이트 절연막(106) 상의 상기 게이트 전극(101a)에 대응되는 부분에 반도체층(105)이 형성되고, 평면도 상에서 제 1, 제 2 돌출부(122c, 142) 사이에 대응되는 부분에 제 2 반도체층(125)이 형성됨을 알 수 있다.7A and 7B, a plurality of
그리고, 상기 반도체층(105) 및 제 2 반도체층(125)은 각각 하부에 비정질 실리콘층(105a, 125a)와 상부에 n+층으로 이루어진 불순물층(105b, 125b)이 형성되어 이루어진다. 이 때, 각각의 불순물층(105b, 125b)는 상부에 형성되는 소오소 전극(102a) 및 드레인 전극(102b)의 이격 및 제 1, 제 2 돌출부(122c, 142)간의 이격에 따라 제거되어 있다. 그리고 상기 전단 게이트 라인(101') 소정부위 상부에는 제 3 반도체층(135)이 동일한 방식으로 비정질 실리콘층(135a)와 불순물층(135b)이적층되어 형성되며, 마찬가지로, 리드아웃배선(132)으로부터 돌출된 소오스 전극(132a)과, 이와 이격하여 드레인 전극으로 기능하는 상기 제 2 금속 배선(122) 사이에서 상기 불순물층(135b)는 제거되어 있다. The
그리고, 상기 소오스/드레인 전극(102a/102b)과, 제 1, 제 2 돌출부(122c, 143) 상부에는 보호막(107)이 형성되며, 상술한 제 1 내지 제 4 콘택부(107a, 107b, 127a, 127b)는 상기 보호막(107)이 선택적으로 제거되어 각각 하부의 제2 금속을 제거하여 정의된다.In addition, a
도 8은 도 5의 저항을 박막 트랜지스터 형태로 구성한 예를 나타낸 일예의 회로도이다.8 is a circuit diagram illustrating an example in which the resistor of FIG. 5 is configured in the form of a thin film transistor.
도 8은 도 5의 저항(R)을, 소오스 전극 및 게이트 전극이 연결되어 다이오드로 기능하는 박막 트랜지스터로 구성한 예를 나타낸 것이다. 그 형성 방법은 도 5 내지 도 7의 픽셀 트랜지스터나 센싱 트랜지스터의 형성 방법과 동일 공정에서, 소오스 전극과 게이트 전극이 콘택하도록 하고 나머지는 동일 조건으로 하여, 형성할 수 있다.FIG. 8 illustrates an example in which the resistor R of FIG. 5 is configured as a thin film transistor in which a source electrode and a gate electrode are connected to function as a diode. The formation method can be formed in the same process as the formation method of the pixel transistor or the sensing transistor of FIGS. 5 to 7 so that the source electrode and the gate electrode are in contact with each other under the same conditions.
도 9는 센싱 캐패시터의 용량 변화에 따른 'A' 노드에서의 충전량 변화와 리드아웃 배선의 전압 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 9 is a graph illustrating a change in charge amount and a change in voltage of a readout wiring at the node 'A' according to the change in the capacitance of the sensing capacitor.
도 9와 같이, 터치 지점에서 셀 갭이 줄어듦에 의해, A 노드에서 관측되는 정전 용량이 증가하고, 이에 따라 상기 리드아웃 배선측의 전압(Vroic) 값도 증가하게 된다. 즉, 그래프에서 우측 세로 좌표의 전하량이 A 노드에서 관측되는 정전용량 값이고, 이 경우, 가로좌표에서 관찰되는, 일정한 값을 갖는 제 2 스토리지 캐패시터의 정전용량 값(Cst2)에 대한 센싱 캐패시터 정전용량 값(Csen)을 나타내는 Csen/Cst2는 상기 충전량(Qa)에 값 증가에 비례하여 선형적으로 증가함을 알 수 있다. 그리고, 좌측 세로 좌표가 리드아웃 배선의 전압(Vroic)값을 나타내고 있는데, 상기 리드 아웃 배선에서 관측되는 전압(Vroic) 값 역시 상기 Csen/Cs이 증가하면 이에 따라 선형적으로 증가함을 알 수 있다. As shown in FIG. 9, as the cell gap is reduced at the touch point, the capacitance observed at the node A increases, thereby increasing the voltage value of the lead-out wiring side. That is, in the graph, the amount of charge in the right ordinate is the capacitance value observed at node A, and in this case, the sensing capacitor capacitance with respect to the capacitance value Cst2 of the second storage capacitor having a constant value observed in the abscissa. It can be seen that Csen / Cst2 representing the value Csen increases linearly in proportion to the increase in the amount of charge Qa. In addition, the left vertical coordinate represents the voltage value of the lead-out wire, and the voltage value observed in the lead-out wire also increases linearly as the Csen / Cs increases. .
즉, 소정 부위에 터치가 발생되면, 해당 부위의 셀 갭 두께가 줄어들고 이에 따라 Csen 가 증가하고, 이러한 Csen의 증가가 리드아웃 배선에서 관측되는 전압 값의 상승으로 나타나기 때문에, 상기 리드 아웃 배선의 센싱부(300)에서 측정하는 전압 값 변화로 터치 위치를 감지할 수 있게 된다.That is, when a touch is generated at a predetermined site, the cell gap thickness of the corresponding site is reduced and accordingly Csen is increased, and this increase in Csen is represented by an increase in the voltage value observed in the lead-out wiring. The touch position may be sensed by the change in the voltage value measured by the
이하 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 회로도이며, 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다.10 is a circuit diagram illustrating a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a plan view illustrating a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11에서 나타내는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 서로 대향된 제 1 기판(미도시) 및 제 2 기판(미도시)과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 복수개의 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인(401) 및 데이터 라인(402)과, 상기 복수개의 게이트 라인(401)과 데이터 라인(402)의 각 교차부에 형성된 픽셀 트랜지스터(Vpixel)(411) 및 상기 각 화소 영역에 형성된 복수개의 화소 전극(403)과, 상기 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극(Vcom)과, 상기 게이트 라인(401)에 평행한 공통 라인(421)과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층(미도시)과, 상기 각 화소 전극(403)과 공통 전극(Vcom) 사이에 형성된 액정 캐패시터(Clc)과, 상기 제 1 기판 상의 각 화소 전극(403)과 제 1 스토리지 전극(쉴드 패턴에 상당)(421a) 사이에 형성된 제 1 스토리지 캐패시터(Cst1)와, 상기 공통 라인(421)(Vcom1)과 상기 공통 전극(Vcom) 사이에 직렬로 형성된 제 2 스토리지 캐패시터(Cst2)(414) 및 센싱 캐패시터(Vsen)(415)와, 제 m 데이터 라인(402)에 평행한 리드아웃 배선(418)(RIOC)과, 상기 제 2 스토리지 캐패시터(Cst2)와 센싱 캐패시터(Csen)의 사이의 A 노드에 드레인 전극이, 상기 리드아웃 배선에 소오스 전극이, 제 n-1 게이트 라인(401)에 게이트 전극(401a)이 연결된 센싱 트랜지스터(Tsw)를 포함하여 이루어진다. In the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 10 and 11, a first substrate (not shown) and a second substrate (not shown) opposed to each other and intersect each other on the first substrate. A plurality of
이러한 제 2 실시예에 따른 본 발명의 액정 표시 장치는, 상술한 제 1 실시예의 회로도와 비교하여, 상기 제 2 스토리지 캐패시터(414)(Cst2)의 일 전극이 게이트 라인 대신 공통 라인에 연결된 점을 차이점으로 갖는다.In the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention, compared to the circuit diagram of the first exemplary embodiment described above, a point where one electrode of the second storage capacitor 414 (Cst2) is connected to a common line instead of a gate line is described. Have a difference.
그리고, 구조적으로는 도 11과 같이, 센싱 캐패시터(Csen)(415)와, 제 2 스토리지 캐패시터(Cst2)를 형성하기 위한 화소 전극 패턴(423)을 하측 화소 영역의 공통 라인(421)과 연결된 쉴드 패턴(421a)로부터 연장시킨 패턴과 오버랩하도록 하여 형성한다. In addition, as shown in FIG. 11, the shield connects the
이 경우, 도 11의 가장 하단의 게이트 라인(Gn)(401)이 현단 게이트 라인(Gn)이고, 중앙을 지나는 게이트 라인(Gn)(401)과 동일층으로 이루어진 제 2 전압 라인(L2)일 때, 상기 제 2 전압 라인(L2) 상측에 인접하여 가로선상으로 지나가는 라인이 전단 게이트 라인(Gn-1)(401')에 상당한다. 즉, 전단 게이트 라인(Gn-1)(401') 하측에 제 2 전원 전압 라인(L2)을 구비한 것으로, 이러한 위치 이동에 의해 센싱 트랜지스터(Tsw)의 드레인 전극으로 기능하는 A 노드에 해당하는 제 2 금속 배선 패턴(422)이 최대한 개구부를 지나지 않도록 구조를 변경하였다. 여기 서, 상기 제 2 금속 배선 패턴(422)의 하측의 돌출부에서, 화소 전극 패턴(423)과 콘택부(408c)를 갖는다. In this case, the bottom
이러한 구조 변경을 통해 본 발명의 제 2 실시예에 있어서는, 제 1 실시예에서 상기 제 2 금속 배선 패턴(422)이 리드아웃 배선에 인접하여 세로선상으로 개구부를 지나는 부위에서 개구율 손실을 방지하여, 제 1 실시예에 비해 보다 개구율을 향상시키며 동일한 터치 감지 효과를 얻을 수 있다. Through this structure change, in the second embodiment of the present invention, in the first embodiment, the loss ratio of the opening ratio is prevented at the portion where the second
상술한 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 상기 터치 감지부 및 리드 아웃 배선의 구성을 최적화한 것으로, 기생 용량 수준을 낮추어 패널의 SN비를 높여 터치 감지에 유리하다.In the above-described liquid crystal display of the present invention, the configuration of the touch sensing unit and the lead-out wiring is optimized, and the parasitic capacitance level is lowered to increase the SN ratio of the panel, which is advantageous for touch sensing.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in Esau.
도 1은 종래의 정전용량 방식을 나타낸 개략 회로도1 is a schematic circuit diagram showing a conventional capacitance method
도 2는 도 1의 정전 용량 센서 및 이의 구동 방식을 나타낸 회로도FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the capacitive sensor and driving method thereof of FIG. 1.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 회로도3 is a circuit diagram illustrating a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 A 노드에서의 시간에 따른 차지량 변화를 나타낸 그래프4 is a graph showing a charge change with time in the A node of FIG.
도 5는 도 3의 회로도에 상당한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도FIG. 5 is a plan view showing a liquid crystal display device corresponding to the circuit diagram of FIG.
도 6은 도 3의 센싱 트랜지스터(Tsw)를 구체적으로 나타낸 평면도FIG. 6 is a plan view illustrating the sensing transistor Tsw of FIG. 3 in detail.
도 7a 및 도 7b는 각각 도 5 및 도 6의 I~I' 선상, Ⅱ~Ⅱ' 선상에 따른 구조 단면도7A and 7B are cross-sectional views taken along lines II ′ and II ′ II ′ of FIGS. 5 and 6, respectively.
도 8은 도 5의 저항을 박막 트랜지스터 형태로 구성한 예를 나타낸 일예의 회로도8 is a circuit diagram illustrating an example in which the resistor of FIG. 5 is configured in the form of a thin film transistor.
도 9는 센싱 캐패시터의 용량 변화에 따른 'A' 노드에서의 충전량 변화와 리드아웃 배선의 전압 변화를 나타낸 그래프9 is a graph showing a change in charge amount and a change in voltage of the readout wiring at the 'A' node according to the change in the capacitance of the sensing capacitor.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 회로도10 is a circuit diagram illustrating a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 평면도11 is a plan view illustrating a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
101 : 게이트 라인 101a : 게이트 전극101:
102 : 데이터 라인 102a : 소오스 전극102:
102b : 드레인전극 103 : 화소 전극102b: drain electrode 103: pixel electrode
105 : 반도체층 121 : 공통 라인105: semiconductor layer 121: common line
121a : 쉴드 패턴: 123 : 투명 전극 패턴121a: shield pattern: 123: transparent electrode pattern
122 : 제 2 금속 패턴 122c: 제1 돌출부122:
142 : 제 2 돌출부 L2: 제2 전원 전압 라인142: second protrusion L2: second power supply voltage line
R1: 저항 132: 리드아웃배선R1: Resistor 132: Lead-out wiring
111: 픽셀 트랜지스터 112 : 액정 캐패시터111: pixel transistor 112: liquid crystal capacitor
113 : 제 1 스토리지 캐패시터 114 : 제 2 스토리지 캐패시터113: first storage capacitor 114: second storage capacitor
115 : 센싱 캐패시터 115: 센싱 트랜지스터115: sensing capacitor 115: sensing transistor
117 : 저항117: resistance
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080045594A KR101451579B1 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Liquid Crystal Display Device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080045594A KR101451579B1 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Liquid Crystal Display Device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090119506A true KR20090119506A (en) | 2009-11-19 |
KR101451579B1 KR101451579B1 (en) | 2014-10-16 |
Family
ID=41603202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080045594A KR101451579B1 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Liquid Crystal Display Device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101451579B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120000466A (en) * | 2010-06-25 | 2012-01-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device having touch sensor embedded therein, method for driving the same and method for fabricating the same |
KR101351415B1 (en) * | 2009-12-09 | 2014-01-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | Touch Panel and Liquid Crystal Display Device including Touch Panel |
CN108121472A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 乐金显示有限公司 | Touch display unit, display panel, touch-sensing method and circuit and driving circuit |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0877894A (en) * | 1994-09-02 | 1996-03-22 | Toupure Kk | Touch position detecting device |
GB0229236D0 (en) * | 2002-12-12 | 2003-01-22 | Koninkl Philips Electronics Nv | AMLCD with integrated touch input |
KR101133753B1 (en) * | 2004-07-26 | 2012-04-09 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display including sensing element |
KR101274034B1 (en) * | 2006-08-25 | 2013-06-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | Touch screen display device and method of manufacturing the same |
-
2008
- 2008-05-16 KR KR1020080045594A patent/KR101451579B1/en active IP Right Grant
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101351415B1 (en) * | 2009-12-09 | 2014-01-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | Touch Panel and Liquid Crystal Display Device including Touch Panel |
KR20120000466A (en) * | 2010-06-25 | 2012-01-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device having touch sensor embedded therein, method for driving the same and method for fabricating the same |
CN108121472A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 乐金显示有限公司 | Touch display unit, display panel, touch-sensing method and circuit and driving circuit |
CN108121472B (en) * | 2016-11-29 | 2021-01-26 | 乐金显示有限公司 | Touch display device, display panel, touch sensing method and circuit and driving circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101451579B1 (en) | 2014-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101286550B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR101286538B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR101255283B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
KR102499360B1 (en) | Touch sensor and display device having the same | |
KR101525802B1 (en) | Liquid crystal display | |
JP6133570B2 (en) | Display device | |
US8804058B2 (en) | Display device including compensation capacitors with different capacitance values | |
KR101349096B1 (en) | Display device | |
KR100980914B1 (en) | Liquid crystal display device and electronic apparatus | |
US20060097975A1 (en) | Display device including sensing elements | |
KR20120121705A (en) | In-cell Type Touch Panel | |
KR20120045290A (en) | Liquid crystal display integrated touch screen panel | |
KR20070016564A (en) | Liquid crystal display including sensing unit | |
KR102356698B1 (en) | Display device of in-cell type | |
KR102584437B1 (en) | Display device | |
US20170255310A1 (en) | Display device | |
KR101451579B1 (en) | Liquid Crystal Display Device | |
US11112911B2 (en) | Display device | |
KR20190071034A (en) | A display device | |
KR101695287B1 (en) | Touch Panel | |
KR20230133441A (en) | Display integrated touch sensing device | |
KR20070050208A (en) | Display device and thin film transistor array panel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180917 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190917 Year of fee payment: 6 |