KR20100080026A - 터치형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 터치형 액정표시장치는 액정표시패널의 화소 내에 신호를 물리적으로 스위치(switching)할 수 있는 접촉형 스위치를 형성하여 내장형 터치 패널을 구현하기 위한 것으로, 어레이 기판; 상기 어레이 기판 위에 종횡으로 배열되어 다수개의 화소를 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성되며, 상기 게이트라인에 연결된 제 1 게이트전극, 상기 데이터라인에 연결된 제 1 소오스전극 및 화소전극에 연결된 제 1 드레인전극으로 구성된 구동 박막 트랜지스터; 상기 데이터라인에 인접하도록 형성하며, 상기 데이터라인에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 형성된 리드아웃 라인; 상기 게이트라인과 리드아웃 라인의 교차영역에 형성되며, 상기 게이트라인에 연결된 제 2 게이트전극, 상기 리드아웃 라인에 연결된 제 2 소오스전극 및 터치전극에 연결된 제 2 드레인전극으로 구성된 스위치 박막 트랜지스터; 상기 어레이 기판과 대향하여 합착하는 컬러필터 기판; 상기 컬러필터 기판에 형성되어 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀갭을 유지하는 컬럼 스페이서; 상기 컬럼 스페이서를 이용하여 상기 터치전극이 형성된 어레이 기판에 대향하는 컬러필터 기판에 형성된 접촉용 컬럼 스페이서; 및 상기 컬럼 스페이서를 포함하는 컬러필터 기판 위에 형성된 공통전극을 포함한다.
터치형 액정표시장치, 박막 트랜지스터 화소, 접촉형 스위치, 터치 패널

Description

터치형 액정표시장치{TOUCH TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 터치형 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패널 내에 터치 패널을 내장한 터치형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
상기 액정표시장치는 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.
상기 액정표시장치에 주로 사용되는 구동 방식인 능동 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 스위치소자로 사용하여 화소부의 액정을 구동하는 방식이다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 구조에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(30)으로 구성된다.
상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 상기 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층(30)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위치소자인 박막 트랜지스터(T) 및 상기 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 합착은 상기 컬러필터 기판(5) 또는 어레이 기판(10)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
한편, 최근 전자 기술의 급속한 발전에 따라 다양한 기능이 부여된 표시장치에 대한 사용자의 기대가 높아지고 있으며, 이와 같은 사용자의 기대에 부응하여 터치 기능이 부여됨으로써 마우스 등의 외부 입력장치 없이도 화상의 변환이 가능한 터치형 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
터치스크린(touch screen)은 마우스나 키보드 등의 입력 방식을 대체할 수 있는 새로운 입력 방식으로, 손이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 새로운 입력 방식이다. 특히, 터치스크린은 사용자가 스크린을 보면서 원하는 작업을 직접 수행할 수 있고, 누구나 쉽게 조작할 수 있기 때문에 GUI(Graphical User Interface) 환경 하에서 가장 이상적인 입력 방식으로 평가받고 있으며, 현재 휴대폰, PDA, 은행이나 관공서의 단말기, 각종 의료장비, 관광 및 주요 기관의 안내표시장치 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기와 같이 터치스크린이 적용된 제품 중 최근 휴대용 PC의 경우 액정표시패널 뒷면에 디지타이저(digitizer)를 부착하고 이에 맞는 특정 펜을 이용하여야만 이용이 가능한 방식을 채택하고 있다. 이러한 방식은 액정표시패널에 별도의 디지타이저를 부착해야하므로 무게와 두께에 불리한 조건이다. 이는 휴대용 PC가 이동성을 중시하므로 상기와 같이 무게와 두께가 늘어나는 것은 이동성에 있어 치명적인 단점으로 작용할 수 있다.
또한, 터치스크린에서 디지타이저를 별도로 사용하지 않고 액정표시패널에 터치 센서를 형성하는 방법으로 터치 입력을 감지하는 센서 소자에 따라 저항성(resistive) 방식 또는 용량성(capacitive) 방식과 같은 하이브리드 터치스크린 방식이 있으나, 이러한 외장형의 저항막 터치방식은 수평, 수직의 투명전극의 저항변화를 감지하여 터치 위치를 감지하기 때문에 멀티 터치를 할 수 없으며, 모듈 제작시 두께가 증가하는 단점을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 접촉형 스위치를 이용한 내장형 터치 패널을 구현한 터치형 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 터치형 액정표시장치는 어레이 기판; 상기 어레이 기판 위에 종횡으로 배열되어 다수개의 화소를 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성되며, 상기 게이트라인에 연결된 제 1 게이트전극, 상기 데이터라인에 연결된 제 1 소오스전극 및 화소전극에 연결된 제 1 드레인전극으로 구성된 구동 박막 트랜지스터; 상기 데이터라인에 인접하도록 형성하며, 상기 데이터라인에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 형성된 리드아웃 라인; 상기 게이트라인과 리드아웃 라인의 교차영역에 형성되며, 상기 게이트라인에 연결된 제 2 게이트전극, 상기 리드아웃 라인에 연결된 제 2 소오스전극 및 터치전극에 연결된 제 2 드레인전극으로 구성된 스위치 박막 트랜지스터; 상기 어레이 기판과 대향하여 합착하는 컬러필터 기판; 상기 컬러필터 기판에 형성되어 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀갭을 유지하는 컬럼 스페이서; 상기 컬럼 스페이서를 이용하여 상기 터치전극이 형성된 어레이 기판에 대향하는 컬러필터 기판에 형성된 접촉용 컬럼 스페이서; 및 상기 컬 럼 스페이서를 포함하는 컬러필터 기판 위에 형성된 공통전극을 포함한다.
본 발명에 따른 터치형 액정표시장치는 터치 기능을 하는 접촉형 스위치를 박막 트랜지스터의 화소 내에 내장함으로 제품의 두께를 줄일 수 있으며, 물리적인 압력을 이용하여 스위치 함으로써 멀티 터치 등의 기능을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 터치형 액정표시장치는 컬럼 스페이서를 이용하여 상부 터치전극의 역할을 하도록 함으로써 상기 상부 터치전극을 패터닝하는데 필요한 마스크수를 줄일 수 있게된다. 그 결과 제조공정 및 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 터치형 액정표시장치는 기존의 게이트라인을 이용하여 스위치 박막 트랜지스터를 구동함으로써 위치좌표 센싱(sensing)에 필요한 X, Y축 신호라인 중에 X축 신호라인의 제거와 터치 인식을 위한 상, 하부 터치전극의 접촉시 한 개씩의 전극만 접촉하므로 접촉면적을 최소화할 수 있기 때문에 화소의 개구율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 터치형 액정표시장치는 X, Y축 센싱 신호 감지를 위한 리드아웃 집적회로의 채널수가 X축 신호라인 감소분만큼 줄어들어 집적회로 비용 및 사이즈 감소에 효과적이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치형 액정표시장치의 바람 직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 예시도이다.
또한, 도 3은 상기 도 2에 있어서 A 영역을 상세히 도시한 도면으로써, 편의상 리드아웃 드라이버는 적분회로만을 도시한 등가회로도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치(101)는 다수개의 화소가 다수개의 수평 화소 열 및 수직 화소 열을 이루며, 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 어레이 기판(110)과 상기 어레이 기판(110)과 대향하는 컬러필터 기판(175)으로 구성된 액정표시패널이 구비되며, 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(175) 사이에 액정층(미도시)이 형성된다.
이때, 상기 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치(101)는 상기 컬러필터 기판(175) 상에 형성된 공통전극(미도시), 상기 어레이 기판(110) 상의 각 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 상기 공통전극과 액정 커패시터(Clc)를 이루는 화소전극(118) 및 상기 각 화소 내의 게이트라인(GL11~GL1m)과 데이터라인(DL1~Dln)이 교차하는 영역에 형성되어 상기 화소전극(118)에 접속되는 구동 박막 트랜지스터(150)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치(101)는 상기 어레이 기판(110) 상의 다수의 화소 중에 일부 화소 또는 전체 화소에 형성되어 액정층을 사이에 두고 상기 공통전극과 터치 커패시터(Ctc)를 이루는 터치전극(228), 상기 각 화소 내의 터치전극(228)에 접속되는 스위치 박막 트랜지스터(155) 및 상기 각 수직 화소 열마다 하나씩 구비되며, 상기 각 수직 화소 열을 이루는 화소 내의 터치전극(228)에 상기 스위치 박막 트랜지스터(155)를 통해 접속되어 외부 압력에 의한 상기 터치 커패시터(Ctc)의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량을 적분 커패시터(Cfb)에 축적하여 출력하는 적분회로(107a)를 포함하는 리드아웃 드라이버(107)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치(101)는 상기 스위치 박막 트랜지스터(155)가 별도로 마련된 터치용 게이트라인에 접속되는 대신 게이트라인(GL11~GL1m)에 접속됨으로써 개구율이 향상되는 이점이 있다.
이와 같이 상기 어레이 기판(110) 상에는 게이트라인(GL11~GL1m)과 데이터라인(DL1~DLn)이 교차하도록 형성됨으로써 다수개의 화소가 정의되며, 상기 다수개의 화소는 다수의 수평 화소 열과 수직 화소 열을 구성한다.
그리고, 상기 어레이 기판(110) 상에는 데이터라인(DL1~Dln)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 리드아웃 라인(SL1~SLq)이 수직 화소 열마다 하나씩 형성된다.
이때, 상기 각 화소의 게이트라인(GL11~GL1m)과 데이터라인(DL1~DLn)이 교차하는 영역에는 구동 박막 트랜지스터(150)가 형성되며, 각 화소에는 상기 구동 박막 트랜지스터(150)에 연결되는 화소전극(118)이 형성된다. 여기서, 상기 화소전극(118)은 액정층을 사이에 두고 공통전극과 액정 커패시터(Clc)를 구성한다.
또한, 상기 각 화소의 게이트라인(GL11~GL1m)과 리드아웃 라인(SL1~SLq)이 교차하는 영역에는 스위치 박막 트랜지스터(150)가 형성되며, 각 화소에는 상기 스 위치 박막 트랜지스터(150)에 연결되는 터치전극(228)이 형성된다. 여기서, 터치전극(228)은 액정층을 사이에 두고 공통전극과 터치 커패시터(Ctc)를 이루며, 이와 같은 터치 커패시터(Ctc)는 사용자의 터치 여부에 따라 용량이 가변(可變)되므로 일종의 가변 커패시터라 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치(101) 상기 어레이 기판(110) 상의 각 화소를 구동하고 터치를 인식하기 위하여 타이밍 제어부(미도시), 게이트 드라이버(105), 데이터 드라이버(106), 리드아웃 드라이버(107)와 같은 다양한 구동 수단이 구비된다.
이와 같은 다양한 구동수단 중에서 상기 리드아웃 드라이버(107)는 각 수직 화소 열마다 하나씩 구비된 다수의 적분회로(107a)를 포함하여 구성되는데, 이러한 적분회로(107a)는 각 수직 화소 열을 이루는 화소 내의 터치전극(228)에 스위치 박막 트랜지스터(155)를 통해 접속되어 외부 압력에 의한 상기 터치 커패시터(Ctc)의 변화에 상응하는 전류에 의한 전하량을 적분 커패시터(Cfb)에 축적하여 출력한다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 적분회로(107a)는 상기 스위치 박막 트랜지스터(155)에 반전입력단자가 접속된 오피엠프(OP amp), 상기 오피엠프의 반전입력단자와 출력단자에 병렬로 접속된 적분 커패시터(Cfb), 상기 적분 커패시터(Cfb)에 병렬로 접속된 리셋 스위치(RESET)를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 리셋스위치(RESET)는 스위치 박막 트랜지스터(155)가 제 1 블록에서 제 r 블록까지 순차적으로 구동시에 하나의 블록의 구동이 끝날 때마다 동작하여 해당 적분회로(107a)를 리셋 시킨다. 이와 같은 적분회로(107a)를 포함하는 리드아웃 드라이버(107)는 출 력이 타이밍 제어부로 전달되며, 타이밍 제어부는 리드아웃 드라이버(107)의 출력을 분석하여 터치 지점의 좌표를 취득하고 그에 해당하는 데이터 신호를 사용자 시스템에 공급한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치는 인식된 해당 화소의 Y좌표만 스위치 박막 트랜지스터를 이용해 인식하고 X좌표는 리드아웃 드라이버에서 취득한 Y좌표에 대한 신호가 어느 게이트라인의 신호 시점에서 인식되었는지 분석해서 알 수 있다.
즉, 게이트 온 신호에 의해 센서부 스위치 박막 트랜지스터가 동작하며, 게이트 첫 번째 라인부터 시간적으로 순차적으로 출력이 나오기 때문에 그에 따라 X 및 Y의 위치가 결정이 되게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
이때, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 스위치 박막 트랜지스터가 형성된 화소를 포함하여 2개의 화소를 나타내고 있다.
또한, 도 5a 및 도 5b는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치에 있어서, IV-IV'선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다. 이때, 도 5a는 물리적 터치가 없을 경우의 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치의 구조를 나타내고 있으며, 도 5b는 물리적 터치 발생시 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치의 구조를 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)에는 상기 어레이 기판(110) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 구동 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 상기 구동 박막 트랜지스터에 연결되어 컬러필터 기판(175)의 공통전극(178)과 함께 액정층(미도시)을 구동시키는 화소전극(118, 118')이 형성되어 있다.
상기 구동 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116)의 일부를 구성하는 제 1 게이트전극(121), 상기 데이터라인(117)에 연결된 제 1 소오스전극(122) 및 제 1 화소전극(118)에 연결된 제 1 드레인전극(123)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 제 1 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 제 1 소오스전극(122)과 제 1 드레인전극(123) 간에 전도채널을 형성하는 제 1 액티브층(미도시)을 포함한다.
이때, 상기 제 1 소오스전극(122)의 일부는 일 방향으로 연장되어 상기 데이터라인(117)의 일부를 구성하며, 상기 제 1 드레인전극(123)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 보호막(115b)에 형성된 제 1 콘택홀(140)을 통해 상기 제 1 화소전극(118)에 전기적으로 접속하게 된다.
이때, 상기 화소전극(118, 118')은 구동 박막 트랜지스터만 구비된 제 1 화소에 형성된 제 1 화소전극(118)과 상기 구동 박막 트랜지스터와 함께 외부의 물리적 터치에 의해 구동하는 스위치 박막 트랜지스터가 구비된 제 2 화소에 형성된 제 2 화소전극(118')을 포함한다.
여기서, 다수의 화소 중에 일부 화소 또는 전체 화소에 본 발명의 실시예에 따른 상기 스위치 박막 트랜지스터가 구비되게 되는데, 상기 스위치 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116)과 상기 데이터라인(117)에 이웃하는 리드아웃 라인(217)이 교차하는 영역에 형성되게 된다.
이때, 상기 스위치 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(116)의 일부를 구성하는 제 2 게이트전극(221), 상기 리드아웃 라인(217)에 연결된 제 2 소오스전극(222) 및 터치전극(228)에 연결된 제 2 드레인전극(223)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 제 2 게이트전극(221)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 제 2 소오스전극(222)과 제 2 드레인전극(223) 간에 전도채널을 형성하는 제 2 액티브층(224)을 포함한다. 참고로, 도면부호 225n은 상기 제 2 액티브층(224)의 소오스/드레인영역과 그 상부의 제 2 소오스/드레인전극(222, 223) 사이를 오믹-콘택(ohmic contact)시키는 오믹-콘택층을 나타낸다.
이때, 상기 제 2 소오스전극(222)의 일부는 일 방향으로 연장되어 상기 리드아웃 라인(217)의 일부를 구성하며, 상기 제 2 드레인전극(223)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 보호막(215b)에 형성된 제 2 콘택홀(240)을 통해 상기 터치전극(228)에 전기적으로 접속하게 된다.
상기와 같은 어레이 기판(110)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(미도시)에 의해 상기 컬러필터 기판(175)과 대향하도록 합착되어 액정표시장치(101)를 구성하게 된다.
이때, 상기 컬러필터 기판(175)은 적, 녹 및 청의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터(177)와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(176), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(178)으로 이루어져 있다.
한편, 이와 같은 컬러필터 기판(175)에는 상기 컬러필터 기판(175)과 어레이 기판(110)의 합착시 일정한 셀갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성되게 되며, 이때 상기 컬럼 스페이서를 이용하여 상기 터치전극(228)이 형성된 어레이 기판(110)에 대향하는 컬러필터 기판(175)에 접촉용 컬럼 스페이서(170)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 접촉용 컬럼 스페이서(170)가 형성된 컬러필터 기판(175)은 그 위에 형성된 공통전극(178)이 상부 터치전극의 역할을 하게 되어 외부의 물리적 압력에 의해 그 하부 어레이 기판(110)의 터치전극(228)과 접촉하여 전압 신호가 리드아웃 라인(217)으로 전달되게 된다. 즉, 상기 스위치 박막 트랜지스터는 상기 접촉용 컬럼 스페이서(170) 위에 위치하는 공통전극(178)과 하부 터치전극(228)이 접촉한 후 전단 게이트라인(116)의 구동에 의한 신호가 리드아웃(217)으로 전달되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치는 기존의 게이트라인을 이용하여 스위치 박막 트랜지스터를 구동함으로써 위치좌표 센싱(sensing)에 필요한 X, Y축 신호라인 중에 X축 신호라인의 제거와 터치 인식을 위한 상, 하부 터치전극의 접촉시 한 개씩의 전극만 접촉하므로 접촉면적을 최소화할 수 있기 때문 에 화소의 개구율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치는 X, Y축 센싱 신호 감지를 위한 리드아웃 집적회로의 채널수가 X축 신호라인 감소분만큼 줄어들어 집적회로 비용 및 사이즈 감소에 효과적이다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치는 터치 센서가 액정표시패널의 화소 내에 내장되는 내장형 터치 패널을 구현할 수 있으며, 패널 내에 신호를 온/오프시키는 물리적 스위치로써 접촉용 컬럼 스페이서와 공통전극 및 터치전극을 이용하게 된다.
이때, 물리적인 압력이 작용할 경우에 의해 화소 내에 내장되어 있는 스위치 박막 트랜지스터가 구동하여 터치를 인식하게 되는데, 상기 스위치 박막 트랜지스터가 동작되는 시간동안 적분 커패시터(Cfb)에 저장되는 축적되는 양을 인식하여 터치를 판단하게 된다.
터치시에 상부 컬러필터 기판의 공통전압(Vcom) 신호를 바로 사용하므로 패널 내에 추가 배선이 필요 없고, 상부 컬러필터 기판과 하부 어레이 기판 사이의 접촉을 통해 신호가 리드아웃 드라이버로 전달되게 된다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니나, 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)모드나 수직배향(Vertical Alignment; VA)모드에 적용하는 경우에는 상기와 같이 상부 컬러필터 기판의 공통전압(Vcom) 신호를 사용함에 따라 추가적인 마스크공정이 필요하지 않은 이점이 있다.
또한, 터치 기능을 구현하는 터치전극의 사이즈를 줄일 수 있는 한편, 기존 의 게이트라인을 이용하여 스위치 박막 트랜지스터를 구동함으로써 개구율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치의 개략적인 구성을 나타내는 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서 A 영역을 상세히 도시한 도면으로써, 편의상 리드아웃 드라이버는 적분회로만을 도시한 등가회로도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 5a 및 도 5b는 상기 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 터치형 액정표시장치에 있어서, IV-IV'선에 따라 절단한 단면을 개략적으로 나타내는 도면.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
101 : 액정표시장치 110 : 어레이 기판
116 : 게이트라인 117 : 데이터라인
118,118' : 화소전극 121,221 : 게이트전극
122,222 : 소오스전극 123,223 : 드레인전극
150 : 구동 박막 트랜지스터 155 : 스위치 박막 트랜지스터
170 : 접촉용 컬럼 스페이서 175 : 컬러필터 기판
178 : 공통전극 217 : 리드아웃라인
228 : 터치전극

Claims (6)

  1. 어레이 기판;
    상기 어레이 기판 위에 종횡으로 배열되어 다수개의 화소를 정의하는 다수개의 게이트라인과 데이터라인;
    상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성되며, 상기 게이트라인에 연결된 제 1 게이트전극, 상기 데이터라인에 연결된 제 1 소오스전극 및 화소전극에 연결된 제 1 드레인전극으로 구성된 구동 박막 트랜지스터;
    상기 데이터라인에 인접하도록 형성하며, 상기 데이터라인에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 형성된 리드아웃 라인;
    상기 게이트라인과 리드아웃 라인의 교차영역에 형성되며, 상기 게이트라인에 연결된 제 2 게이트전극, 상기 리드아웃 라인에 연결된 제 2 소오스전극 및 터치전극에 연결된 제 2 드레인전극으로 구성된 스위치 박막 트랜지스터;
    상기 어레이 기판과 대향하여 합착하는 컬러필터 기판;
    상기 컬러필터 기판에 형성되어 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀갭을 유지하는 컬럼 스페이서;
    상기 컬럼 스페이서를 이용하여 상기 터치전극이 형성된 어레이 기판에 대향하는 컬러필터 기판에 형성된 접촉용 컬럼 스페이서; 및
    상기 컬럼 스페이서를 포함하는 컬러필터 기판 위에 형성된 공통전극을 포함하는 터치형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 외부의 물리적 터치가 가해질 경우 상기 접촉용 컬럼 스페이서 위에 위치하는 공통전극이 하부 터치전극에 접촉하여 상기 스위치 박막 트랜지스터를 구동하는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 형성된 액정층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 스위치 박막 트랜지스터는 상기 접촉용 컬럼 스페이서가 위치하는 공통전극과 하부 터치전극이 접촉한 후 전단 게이트라인의 구동에 의한 신호가 전달되는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 박막 트랜지스터는 모든 화소에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스위치 박막 트랜지스터는 일부의 화소에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치형 액정표시장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120016535A (ko) * 2010-08-16 2012-02-24 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법
US9092103B2 (en) 2012-09-04 2015-07-28 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus
CN104991678A (zh) * 2015-07-28 2015-10-21 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其驱动方法、制作方法、显示装置
CN109324720A (zh) * 2018-09-28 2019-02-12 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板、触摸显示屏及阵列基板的驱动方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120016535A (ko) * 2010-08-16 2012-02-24 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법
US9092103B2 (en) 2012-09-04 2015-07-28 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus
US9335857B2 (en) 2012-09-04 2016-05-10 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus
CN104991678A (zh) * 2015-07-28 2015-10-21 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其驱动方法、制作方法、显示装置
WO2017016170A1 (zh) * 2015-07-28 2017-02-02 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其驱动方法、制作方法及相应的显示装置
CN104991678B (zh) * 2015-07-28 2018-05-22 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其驱动方法、制作方法、显示装置
US10222897B2 (en) 2015-07-28 2019-03-05 Boe Technology Group Co., Ltd. Array substrate, driving method, manufacturing method thereof and corresponding display apparatus
CN109324720A (zh) * 2018-09-28 2019-02-12 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板、触摸显示屏及阵列基板的驱动方法
CN109324720B (zh) * 2018-09-28 2023-09-26 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板、触摸显示屏及阵列基板的驱动方法

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