KR20110077233A - Liquid crystal display device including touch panel and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치 패널 내장형 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 포토 센서를 이용한 방식을 사용하면서 구조물에 의한 접촉 방식도 함께 사용함으로써 터치 성능을 향상시킨 터치 패널 내장형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 평판 표시장치의 표시소자 기술의 발달에 따라 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)나 PDP(Plasma Display Panel) 등와 같이 박형(薄形) 디스플레이 소자가 평판 표시장치의 표시소자로서 사용되기 시작하였다. 그 중에서도 액정 표시 장치는 소형 기기부터 대형 기기에까지 적용 가능하여 디스플레이 방식 중에서 가장 널리 쓰이고 있다.Recently, with the development of display device technology of flat panel displays, thin display devices such as liquid crystal displays (PDPs) and plasma display panels (PDPs) have begun to be used as display devices of flat panel displays. Among them, the liquid crystal display is most widely used among display methods because it can be applied to small devices and large devices.
이러한 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.Recently, there is an increasing demand for such a liquid crystal display device to add a touch panel capable of recognizing a touch portion through a human hand or a separate input means and correspondingly transmitting separate information.
터치 패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 휴대가 용이하고, 다른 입력기기 없이 문자 입력이 가능하며, 사용자가 용이하게 사용방법을 인지할 수 있다는 장점이 있어 최근 다양한 정보처리장치에 적용되고 있다. The touch panel is simple, has less malfunctions, is easy to carry, can input characters without other input devices, and has been recently applied to various information processing apparatuses because the user can easily recognize how to use the touch panel.
종래의 터치 기능을 패널 내에 구현하는 방법으로 포토 센서를 이용한 방식, 커패시턴스를 이용한 방식 그리고 컬럼 스페이스와 같은 구조물을 이용한 접촉방식 등이 있다. 그러나 이들은 각기 단점을 가지고 있다.As a method of implementing a conventional touch function in a panel, there is a method using a photo sensor, a method using capacitance, and a contact method using a structure such as a column space. But each has its drawbacks.
특히, 포토 센서를 이용한 방식은 터치 대상의 색상이나 외광에 따라 터치 오류가 커지는 단점을 지니며, 구조물을 이용한 접촉방식은 상판 공통 전극을 사용함으로써 화질에 영향을 줄 수 있다.In particular, the method using the photo sensor has a disadvantage in that the touch error increases according to the color or external light of the touch object, and the contact method using the structure may affect the image quality by using the common upper electrode.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포토 센서를 이용한 방식을 사용하면서 구조물에 의한 접촉 방식도 동시에 사용함으로써 터치 성능을 향상시킨 터치 패널 내장형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a touch panel-embedded liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, by using a method using a photo sensor and simultaneously using a contact method by a structure. have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는, 서로 대향된 상부기판 및 하부기판; 상기 하부기판상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터라인; 상기 하부 기판상에 상기 게이트 라인과 평행하게 형성된 제 1 공급라인 및 제 2 공급라인; 상기 하부 기판상에 상기 데이터 라인과 평행하게 형성된 리드아웃라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 각 교차부에 형성된 화소 TFT; 상기 화소 TFT의 드레인 전극에 연결된 화소 전극과 제 2 공급 라인이 중첩된 부분에 형성된 스토리지 커패시터; 상기 제 1 공급라인과 상기 데이타 라인의 각 교차부에 형성되어 광전류를 출력하는 센서 TFT; 상기 센서 TFT의 드레인 전극과 상기 제 1 공급 라인이 중첩된 부분에 형성되어 상기 센서 TFT의 광 전류를 저장하는 센서 커패시터; 상기 센서 TFT의 드레인 전극과 상기 제 1 공급 라인에 각각 연결되고 서로 이격된 제 1, 제 2 도전성 접속부; 이전 단 게이트 라인과 상기 리드아웃라인의 교차부에 형성되어 상기 센서 커패시터에 저장된 광전류를 출력하거나 상기 제 1, 제 2 도전성 접속부의 바이어스 전압을 출력하는스위치 TFT; 상기 제 1, 제 2 도전성 접속부에 대응되는 상기 상부 기판상에 형성되는 접촉 스위치; 그리고 상기 상부기판 및 하부기판 사이에 충진된 액정층을 구비하여 구성됨에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, a touch panel embedded liquid crystal display device includes: an upper substrate and a lower substrate facing each other; A plurality of gate lines and data lines crossing each other on the lower substrate to define pixel regions; First and second supply lines formed on the lower substrate in parallel with the gate lines; A lead-out line formed on the lower substrate in parallel with the data line; A pixel TFT formed at each intersection of the gate line and the data line; A storage capacitor formed at a portion where the pixel electrode connected to the drain electrode of the pixel TFT and the second supply line overlap each other; A sensor TFT formed at each intersection of the first supply line and the data line to output a photocurrent; A sensor capacitor formed at a portion where the drain electrode of the sensor TFT and the first supply line overlap each other to store a photocurrent of the sensor TFT; First and second conductive connection parts connected to the drain electrode and the first supply line of the sensor TFT and spaced apart from each other; A switch TFT formed at an intersection of a previous gate line and the lead-out line to output a photocurrent stored in the sensor capacitor or to output bias voltages of the first and second conductive connections; A contact switch formed on the upper substrate corresponding to the first and second conductive connecting portions; And it is characterized by having a liquid crystal layer filled between the upper substrate and the lower substrate.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정표시장치의 제조 방법은, 기판상의 액정표시영역과 터치 패널 영역에 각각 활성 반도체층을 형성하는 단계; 상기 활성 반도체층을 포함한 기판 전면에 제 1 절연막을 형성하는 단계; 상기 활성 반도체에 오버랩되도록 화소 TFT, 센서 TFT 및 스위치 TFT의 게이트 전극이 돌출되도록 상기 제 1 절연막 상에 게이트 라인, 제 1, 제 2 공급 라인을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 마스크로 이용하여 상기 활성 반도체층에 불순물을 이온주입하여 상기 화소 TFT, 센서 TFT 및 스위치 TFT의 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 게이트 라인, 제 1, 제 2 공급 라인을 포함한 전면에 제 2 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 2 절연막 상에 데이타 라인 및 리드아웃라인을 형성하는 단계; 상기 데이타 라인 및 리드아웃라인을 포함한 기판 전면에 제 3 절연막을 형성하는 단계; 상기 제 1 내지 제 3 절연막을 선택적으로 제거하여, 복수개의 콘택홀을 형성하는 단계; 그리고 상기 제 3 절연막 상에 상기 콘택홀을 통해 각 부분이 서로 연결되도록 복수개의 연결부 및 제 1, 제 2 도전성 접속부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.In addition, a method of manufacturing a touch panel embedded liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming an active semiconductor layer in each of the liquid crystal display area and the touch panel area on the substrate; Forming a first insulating film on an entire surface of the substrate including the active semiconductor layer; Forming a gate line, a first supply line, and a second supply line on the first insulating film such that the gate electrodes of the pixel TFT, the sensor TFT, and the switch TFT protrude so as to overlap the active semiconductor; Implanting impurities into the active semiconductor layer using the gate electrode as a mask to form source / drain regions of the pixel TFT, the sensor TFT, and the switch TFT; Forming a second insulating film on the entire surface including the gate line and the first and second supply lines; Forming a data line and a lead out line on the second insulating layer; Forming a third insulating film on an entire surface of the substrate including the data line and the lead-out line; Selectively removing the first to third insulating layers to form a plurality of contact holes; And forming a plurality of connection parts and first and second conductive connection parts on the third insulating film such that the respective parts are connected to each other through the contact hole.
본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 포토 센서를 이용한 방식뿐만 아니라 구조물에 의한 접촉 방식도 사용함으로써 터치 성능을 향상시킬 수 있다.The touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention may improve touch performance by using not only a method using a photo sensor but also a contact method by a structure.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention having the above characteristics will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a touch panel embedded liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1의 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 i번째 게이트 라인(GLi)과 j번째 데이터 라인(DLj)의 교차부에 형성되는 화소 회로(P1)와, 제 1 공급라인(BL)과 k번째 리드아웃라인(RLk)의 교차부에 형성되는 센서 회로(P2)를 구비한다.The touch panel embedded liquid crystal display of FIG. 1 includes a pixel circuit P1 formed at an intersection of an i-th gate line GLi and a j-th data line DLj, a first supply line BL, and a k-th readout. The sensor circuit P2 is formed at the intersection of the line RLk.
상기 화소 회로(P1)는 액정셀(Clc)과, 게이트 라인(GLi)과 데이터 라인(Di)의 교차 영역에 형성되어 액정셀(Clc)을 구동하기 위한 화소 TFT(T1)와, 액정셀(Clc)의 충전전압을 한 프레임 동안 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Cstg)를 구비한다.The pixel circuit P1 is formed at the intersection of the liquid crystal cell Clc, the gate line GLi, and the data line Di, and the pixel TFT T1 for driving the liquid crystal cell Clc, and the liquid crystal cell ( And a storage capacitor Cstg for maintaining the charging voltage of Clc for one frame.
상기 화소 TFT(T1)는 게이트라인(GLi)으로부터의 스캔 펄스에 응답하여 데이터라인(DLj)을 통해 공급되는 데이터전압을 액정셀(Clc)의 화소전극에 공급한다. 이를 위하여 화소 TFT(T1)의 게이트전극은 게이트라인(GLi)에 접속되고, 소스전극은 데이터라인(DLj)에 접속되며, 드레인전극은 액정셀(Clc)의 화소전극에 접속된다. 액정셀(Clc)은 화소전극에 인가된 데이터전압과 공통전압(VCOM)의 전위차로 충전되며, 이 전위차로 형성되는 전계에 의해 액정분자들의 배열이 바뀌면서 투과되는 빛의 광량을 조절하거나 빛을 차단하게 된다. 스토리지 커패시터(Cstg)는 화소 TFT(T1)의 드레인전극과 제 2 공급라인(STL) 사이에 접속된다.The pixel TFT T1 supplies a data voltage supplied through the data line DLj to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc in response to a scan pulse from the gate line GLi. For this purpose, the gate electrode of the pixel TFT T1 is connected to the gate line GLi, the source electrode is connected to the data line DLj, and the drain electrode is connected to the pixel electrode of the liquid crystal cell Clc. The liquid crystal cell Clc is charged with a potential difference between the data voltage applied to the pixel electrode and the common voltage VCOM. The liquid crystal cell array is changed by an electric field formed by the potential difference to control the amount of light transmitted or to block light. Done. The storage capacitor Cstg is connected between the drain electrode of the pixel TFT T1 and the second supply line STL.
상기 터치 센서 회로(P2)는 구동전압이 공급되는 기간 동안 터치 지점에 대응되는지 여부에 따라 광전류를 다르게 발생하는 센서 TFT(T2)와, 상기 광전류에 의한 전하들을 저장하는 센서 커패시터(Cstg2)와, 외부 가압에 따라 바이어스전압(Vbias)을 도통하는 접촉 스위치(Contact Switch; CS), 및 상기 센서 커패시터(Cstg2)에 저장된 광전류 및 상기 도통된 바이어스전압(Vbias)을 k 번째 리드아웃라인(RLk)로 출력하는 스위치 TFT(T3)를 구비한다.The touch sensor circuit P2 may include a sensor TFT T2 for generating a photocurrent differently depending on whether the touch point corresponds to a touch point during a period in which a driving voltage is supplied, a sensor capacitor Cstg2 for storing charges by the photocurrent; The contact switch CS conducts the bias voltage Vbias according to the external pressurization, and the photocurrent stored in the sensor capacitor Cstg2 and the conducted bias voltage Vbias to the kth lead-out line RLk. The switch TFT T3 which outputs is provided.
상기 센서 TFT(T2)의 게이트 전극 및 소스 전극은 제 1 공급라인(BL)에 접속되고, 드레인 전극은 제1 노드(N1)에 접속된다.The gate electrode and the source electrode of the sensor TFT T2 are connected to the first supply line BL, and the drain electrode is connected to the first node N1.
이러한 센서TFT(T2)는 화소 TFT(T1) 및 스위치 TFT(T3)와는 달리 상부기판(32)의 블랙 매트릭스에 의해 가려지지 않기 때문에 외부로부터 입사되는 광에 반응하여 구동전압이 공급되는 기간 동안 광전류를 발생하되, 터치 지점 여부에 따라 다른 크기의 광전류를 발생한다. 다시 말해, 상기 센서 TFT(T2)는 백라이트(20)보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않은 영역에 비해 터치 지점에서 큰 광전류를 발생하는 반면, 백라이트(20)보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않은 영역에 비해 터치 지점에서 작은 광전류를 발생한다. 상기 광전류에 의한 전하들은 제 1 노드(N1)와 제 1 공급라인(BL) 사이에 접속된 상기 센서 커패시터(Cstg2)에 저장된다.Since the sensor TFT T2 is not covered by the black matrix of the
상기 제 1 노드의 전압(VN1)은 상기 스위치 TFT(T3)가 턴 온 될 때까지 상기 센서 커패시터(Cst2)에 저장된다. 상기 제 1 노드의 전압(VN1)은 구동 전압이 공급 되는 기간 동안 터치 지점에 대응되는지 여부에 따라 다른 크기를 갖는다. 다시 말해, 제 1 노드의 전압(VN1)은 백라이트(20)보다 어두운 조도 환경(실내환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않은 영역에 비해 터치 지점에서 더 큰 값을 갖고, 백라이트(20)보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않은 영역에 비해 터치 지점에서 더 작은 값을 갖는다. The voltage VN1 of the first node is stored in the sensor capacitor Cst2 until the switch TFT T3 is turned on. The voltage VN1 of the first node has a different size depending on whether the driving voltage corresponds to the touch point during the supply period. In other words, the voltage VN1 of the first node has a larger value at the touch point than the area not corresponding to the touch point in an illuminance environment (indoor environment) that is darker than the
상기 접촉 스위치(CS 또는 40)는 외부의 압력에 의해 제 1 공급라인(BL)으로부터 공급되는 바이어스전압(Vbias)을 상기 제 1 노드(N1)로 도통시킨다. 이때, 제 1 노드(N1)의 전압은 바이어스전압(Vbias)이 된다.The contact switch CS or 40 conducts the bias voltage Vbias supplied from the first supply line BL to the first node N1 by an external pressure. At this time, the voltage of the first node N1 becomes the bias voltage Vbias.
상기 스위치 TFT(T3)의 게이트 전극은 i-1 번째 게이트라인(Gi-1)에 접속되고, 소스 전극은 제1 노드(N1)에접속되며, 드레인전극은 k 번째 리드아웃라인(RLk)에 접속된다. 상기 스위치 TFT(T3)는 i-1 번째 게이트라인(Gi-1)에 공급되는 스캔펄스에 응답하여 턴 온 됨으로써 상기 제 1 노드(N1)의 전압을 광감지신호로써 k 번째 리드아웃라인(RLk)으로 출력한다.The gate electrode of the switch TFT T3 is connected to the i-1 th gate line Gi-1, the source electrode is connected to the first node N1, and the drain electrode is connected to the k th readout line RLk. Connected. The switch TFT T3 is turned on in response to a scan pulse supplied to the i−1 th gate line Gi−1, so that the k th readout line RLk uses the voltage of the first node N1 as a light sensing signal. )
한편, 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 공통전극(36)이 상부기판(32)에 형성되는 수직 전계 방식과 공통전극(36)이 하부기판(12)에 형성되는 횡 전계 방식을 모두 적용할 수 있다. 여기서는, 수직 전계 방식을 적용한 터치 패널 내장형 액정 표시 장치를 예를 들어 설명하기로 한다. Meanwhile, the touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention uses both a vertical electric field in which the
도 2a는 도 1의 회로도를 반도체 공정에 의해 구현한 하부기판의 레이 아웃도이고, 도 2b는 도 1의 회로도를 반도체 공정에 의해 구현한 상부기판의 레이아웃도이다. 그리고 도 3은 도 2a에 도시된 I - I'의 선상 단면도이다.FIG. 2A is a layout view of a lower substrate implementing the circuit diagram of FIG. 1 by a semiconductor process, and FIG. 2B is a layout diagram of the upper substrate implementing the circuit diagram of FIG. 1 by a semiconductor process. 3 is a cross sectional view taken along line II ′ of FIG. 2A.
본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 백라이트(20)와 이격된 위치에서 서로 일정 간격을 두고 배치되는 상부기판(32) 및 하부기판(12)과, 상기 상부기판(32)과 하부기판(12) 사이에 충진된 액정층(10)을 구비하여 구성된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention includes an
상기 상부 기판(32)은 컬러필터층(34), 공통전극(36), 도전막(39)이 도포된 접촉 스위치(40), 상기 도전막(39)과 공통전극(36)을 절연시키는 격벽(37, 38)을 구비한다. 또한, 상기 컬러필터층(34)과 컬러필터층(34) 사이의 비화소 영역에 블랙 매트릭스(미도시)가 형성된다.The
상기 하부 기판(12)은 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인(GLi, GLi-1) 및 데이터라인(DLj), 상기 게이트 라인(GLi, GLi-1)과 평행하게 형성된 제 1 공급라인(BL) 및 제 2 공급라인(STL), 상기 데이터 라인(DLj)과 평행하게 형성된 리드아웃라인(RLk), 상기 게이트 라인(GLi, GLi-1)과 데이터 라인(DLj)의 각 교차부에 형성된 화소 TFT(T1), 상기 화소 TFT(T1)의 드레인 전극(화소 전극)과 제 2 공급 라인(STL)이 중첩된 부분에 형성된 스토리지 커패시터(Cstg), 상기 제 1 공급라인(BL)과 상기 데이타 라인(DLi)의 각 교차부에 형성된 센서 TFT(T2)와, 상기 센서 TFT(T2)의 드레인 전극과 상기 제 1 공급 라인(BL)이 중첩된 부분에 형성된 센서 커패시터(Cstg2)와, 상기 센서 TFT(T2)의 드레인 전극과 상기 제 1 공급 라인(BL)에 각각 연결되고 서로 이격된 제 1 도전성 접속부(M3) 및 제 2 도전성 접속부(M4)와, 이전 단 게이트 라인(GLi-1)과 상기 리드아웃라인(RLk)의 교차부에 형성되는 스위치 TFT(T3) 및 각 라인을 전기적으로 연결하는 복수의 연결부(M1, M2, M5)를 구비한다.The
이하, 하부 기판(12)의 반도체 공정에 따른 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the manufacturing method according to the semiconductor process of the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정표시장치의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing the touch panel embedded liquid crystal display device according to the present invention configured as described above will be described in detail.
먼저, 하부기판(12)상의 액정표시영역과 터치 패널 영역에 각각 활성 반도체층(11, 13)을 형성한다.First,
상기 활성 반도체층(11, 13)을 포함한 기판 전면에 실리콘질화물(SiNx) 또는 실리콘산화물(SiOx) 등의 무기절연막을 증착하여 제 1 절연막(게이트 절연막, 14)을 형성한다.An inorganic insulating film such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface of the substrate including the
상기 제 1 절연막(14) 상에 알루미늄(Al) 또는 Al합금 등의 도전물질을 증착하고 사진식각(photolithography) 방법으로 패터닝하여 게이트 라인(GLi-1, GLi), 제 1, 제 2 공급 라인(BL, STL)을 형성한다. A conductive material such as aluminum (Al) or Al alloy is deposited on the first insulating layer 14 and patterned by photolithography to form gate lines GLi-1 and GLi, first and second supply lines ( BL, STL).
이 때, 상기 화소 TFT(T1), 센서 TFT(T2) 및 스위치 TFT(T3)의 게이트 전극(15)이 상기 게이트 라인(GLi-1, GLi)및 제 1 공급 라인(BL)에서 돌출되어 상기 활성 반도체층(11, 13)에 중첩되도록 형성된다. 또한, 상기 스토리지 커패시터(Cstg) 및 센서 커패시터(Cstg2)를 형성하기 위해 상기 제 1, 제 2 공급 라인(BL, STL)으로 부터 상기 활성 반도체층(11, 13)으로 돌출된 구조를 갖는다.In this case, the
상기 게이트 전극(15)을 마스크로 이용하여 상기 활성 반도체층(11, 13)에 불순물을 이온주입하여 상기 화소 TFT(T1), 센서 TFT(T2) 및 스위치 TFT(T3)의 소 스/드레인 영역(13b, 13c)을 형성한다. 이때, 상기 소스영역(13b)과 드레인 영역(13c) 사이의 활성 반도체층은 채널영역(13a)이 된다.Source / drain regions of the pixel TFT (T1), the sensor TFT (T2), and the switch TFT (T3) by implanting impurities into the active semiconductor layers 11 and 13 by using the
상기 채널영역(13b)은 소자의 고집적화 추세에 따라 그 폭(W:Width)과 길이(L;Lengh)가 점차 줄어들고 있는데, 이는 채널영역과 드레인 영역의 접합부위의 폭이 감소함을 의미한다. 따라서, TFT를 동작시키기 위한 문턱전압(threshold voltage)이 증가하고 또한, 채널영역의 저항이 증가하여 구동시 온-커런트가 감소된다. The width (W: Width) and length (L; Lengh) of the
물론, 마스크 공정을 추가하여, 상기 게이트 라인(GLi-1, GLi), 제 1, 제 2 공급 라인(BL, STL)을 형성하기 전에, 상기 스토리지 커패시터(Cstg) 및 센서 커패시터(Cstg2)가 형성될 활성 반도체층(11, 13)에 먼저 불순물 이온을 주입할 수도 있다. Of course, the storage capacitor Cstg and the sensor capacitor Cstg2 are formed before adding the mask process to form the gate lines GLi-1 and GLi, the first and second supply lines BL and STL. Impurity ions may be first implanted into the active semiconductor layers 11 and 13.
채널영역을 형성한 후에는, 상기 게이트 전극(15)을 포함한 전면에 실리콘질화물(SiNx) 또는 실리콘산화물(SiOx) 등의 무기절연막을 증착하여 제 2 절연막(16)을 형성한다.After the channel region is formed, an inorganic insulating film such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiOx) is deposited on the entire surface including the
상기 제 2 절연막(16) 상에 Al 또는 Al합금 등의 도전물질을 증착하고 사진식각방법으로 패터닝하여 상기 데이타 라인(DLi) 및 리드아웃라인(RLk)을 형성한다.A conductive material such as Al or Al alloy is deposited on the second insulating layer 16 and patterned by photolithography to form the data line DLi and the lead-out line RLk.
상기 데이타 라인(DLi) 및 리드아웃라인(RLk)을 포함한 기판 전면에 제 3 절연막(도면에는 도시되지 않음)을 형성한다.A third insulating film (not shown) is formed on the entire surface of the substrate including the data line DLi and the lead-out line RLk.
상기 제 3 절연막, 제 2 절연막(16) 및 제 1 절연막(14)을 선택적으로 제거 하여, 상기 화소 TFT(T1)의 소스 영역, 상기 센서 TFT(T2)의 소스 영역(13a), 상기 스위치 TFT(T3)의 드레인 영역, 제 1 공급 라인(BL), 데이타 라인(DLi) 그리고 리드 라웃 라인(RLk) 등에 복수개의 콘택홀을 형성한다. The third insulating film, the second insulating film 16 and the first insulating film 14 are selectively removed, so that the source region of the pixel TFT T1, the
상기 제 3 절연막 상에 Al 또는 Al합금 등의 도전물질을 증착하고 사진식각방법으로 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 각 부분이 서로 연결되도록 복수개의 연결부(M1, M2, M5) 및 접속부(M3, M4)를 형성한다.A conductive material such as Al or Al alloy is deposited on the third insulating layer and patterned by photolithography to connect the plurality of connection parts M1, M2 and M5 and the connection parts M3 and M4 so that the respective parts are connected to each other through the contact hole. ).
즉, 상기 연결부(M1)에 의해 상기 화소 TFT(T1)의 소스 영역과 데이타 라인이 전기적으로 연결되고, 상기 연결부(M2)에 의해 상기 제 1 공급 라인(BL)과 상기 센서 TFT(T2)의 소스 영역(13a)이 전기적으로 연결되고, 상기 연결부(M5)에 의해 상기 리드 아웃 라인(RLk)과 상기 스위치 TFT(T3)의 드레인 영역이 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 센서 TFT(T2)의 드레인 영역 및 상기 제 1 공급 라인(BL) 상에 제 1, 제 2 도전성 접속부(M3, M4)가 형성된다.That is, the source region and the data line of the pixel TFT T1 are electrically connected by the connecting portion M1, and the first supply line BL and the sensor TFT T2 are electrically connected by the connecting portion M2. The
또한, 상부 기판(32)상의 상기 제 1, 제 2 도전성 접속부(M3, M4)에 대응되는 부분에 접촉 스위치(CS, 40)를 형성하고, 상기 상부 기판(32)과 하부 기판(12)을 합착한다.In addition, contact switches CS and 40 are formed at portions corresponding to the first and second conductive connection portions M3 and M4 on the
이와 같은 공정에 의해 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정표시장치가 완성된다.By such a process, a touch panel embedded liquid crystal display device according to the present invention is completed.
본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 터치를 감지하는 방법에따라 광센싱을 하는 방법 또는 외부의 압력을 센싱하는 방법으로 나누어진다. 이의 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention is divided into a method of sensing light or a method of sensing external pressure according to a method of sensing a touch. It will be described in more detail as follows.
먼저, 광 센서에 의해 터치를 감지하는 방법을 설명하면 다음과 같다.First, a method of sensing a touch by an optical sensor will be described.
백라이트(20)보다 어두운 조도 환경(실내 환경)에서는, 상기 백라이트(20)에서 조사된 빛은 사용자의 터치 지점에서 반사되어 센서 TFT(T2)에 전달된다. 상기 센서 TFT(T2)는 입사되는 광에 반응하여 광전류를 발생하고, 상기 센서 커패시터(Cstg2)는 광전류에 따른 전하들을 저장한다. 스위치 TFT(T3)는 저장된 광전류를 k 번째 리드아웃라인(RLk)로 스위칭한다. 따라서, 백라이트(20)보다 어두운 조도 환경(실내환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않은 영역에 비해 터치 지점에서 더 큰 값을 출력하게 된다.In an illumination environment (indoor environment) darker than the
반대로, 백라이트(20)보다 밝은 조도 환경(실외 환경)에서는, 주변의 빛이 사용자의 터치 지점에서 차단되므로 터치 지점의 센서 TFT(T2)에는 광전류가 발생하지 않고, 상기 센서 커패시터(Cstg2)는 광전류에 따른 전하가 적게 저장되어 상기 스위치 TFT(T3)를 통해 k 번째 리드아웃라인(RLk)로 출력된다. 따라서, 백라이트(20)보다 밝은 조도 환경(실내환경)에서는 터치 지점에 대응되지 않은 영역에 비해 터치 지점에서 더 작은 값을 출력하게 된다.On the contrary, in an illuminance environment (outdoor environment) that is brighter than the
한편, 외부의 압력을 센싱해서 터치를 감지하는 방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, a method of sensing a touch by sensing an external pressure will be described with reference to FIG. 4.
외부의 압력이 가해지면 상부기판(32)의 접촉 스위치(40)가 내려와서 하부기판(12)상의 이격된 각 도전성 접속부(M3, M4)와 접촉한다. 상기 접촉 스위치(CS 또는 40)가 이격된 각 도전성 접속부(M3, M4)를 접촉 및 도통시켜서 제 1 공급라인(BL)으로부터 공급되는 바이어스전압(Vbias)을 스위치 TFT(T3)로 공급한다. 스위 치 TFT(T3)는 공급된 바이어스전압(Vbias)을 k 번째 리드아웃라인(RLk)로 스위칭한다.When external pressure is applied, the
따라서, 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정표시장치에서는, 다른 지역보다 리드 아웃된 신호가 작거나 더 크면 그 지점이 터치된 것으로 판단하게 된다.Therefore, in the touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention, if the signal read out is smaller or larger than other regions, it is determined that the point is touched.
한편, 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 횡전계 방식에서도 적용될 수 있다. 즉, 상부기판(32)에 공통 전극(36)을 구비할 필요가 없는 경우에도 적용이 가능하다. 이때, 상부기판(32)은 도전막(39)이 도포된 접촉 스위치(CS, 40)를 구비해서 하부기판(12)의 각 도전성 접속부(M3, M4)를 접촉 및 도통 시킨다. 이에 따라, 본 발명에 다른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 구조를 단순화함과 아울러 화질에 영향을 주지 않는다.The touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention may also be applied to a transverse electric field system. That is, it is possible to apply even when the
이와 같이, 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 포토 센서를 이용한 방식을 사용하면서 구조물에 의한 접촉 방식도 사용함으로써 터치 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치는 상부기판(32)에 공통 전극(36)이 필요 없는 경우에도 구조물에 의한 접촉 방식을 사용할 수 있다. 즉, 도전 Seal 이나 Ag Dot등의 공정이 필요 없게 되어서 구조를 단순화할 수 있다.As described above, the touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention can improve touch performance by using a contact method by a structure while using a method using a photo sensor. In addition, the touch panel embedded liquid crystal display according to the present invention may use a contact method by a structure even when the
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 내장형 액정 표시 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a touch panel embedded liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a는 도 1의 회로도를 반도체 공정에 의해 구현한 하부기판의 레이아웃도.FIG. 2A is a layout diagram of a lower substrate implementing the circuit diagram of FIG. 1 by a semiconductor process. FIG.
도 2b는 도 1의 회로도를 반도체 공정에 의해 구현한 상부기판의 레이아웃도.FIG. 2B is a layout diagram of an upper substrate in which the circuit diagram of FIG. 1 is implemented by a semiconductor process. FIG.
도 3은 도 2a에 도시된 I - I'의 선상 단면도.3 is a cross sectional view taken along line II ′ of FIG. 2A;
도 4는 도 3에 도시된 상부기판이 압력을 받을 때를 나타낸 단면도.FIG. 4 is a cross-sectional view when the upper substrate shown in FIG. 3 is pressurized. FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명** Brief description of symbols for the main parts of the drawings.
GLi: i 번째 게이트 라인 DLj: j 번째 데이터 라인GLi: i th gate line DLj: j th data line
BL: 제 1 공급라인 STL: 제 2 공급라인BL: 1st supply line STL: 2nd supply line
RLk: k 번째 리드아웃라인 CS: 접촉 스위치RLk: kth lead-out line CS: contact switch
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KR1020090133739A KR20110077233A (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Liquid crystal display device including touch panel and method for fabricating the same |
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KR1020090133739A KR20110077233A (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Liquid crystal display device including touch panel and method for fabricating the same |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9256317B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-02-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hybrid sensing touchscreen apparatus capable of light touch sensing and physical touch sensing and method of driving the same |
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2009
- 2009-12-30 KR KR1020090133739A patent/KR20110077233A/en not_active Application Discontinuation
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