KR20070050208A - Display Device and Thin Film Transistor Display Panel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 상기 표시 장치는, 복수의 화소, 영상 데이터 신호를 상기 화소에 전달하는 복수의 영상 데이터선, 영상 주사 신호를 상기 화소에 전달하는 복수의 영상 주사선, 복수의 감지부, 상기 복수의 감지부에 연결되어 있는 하나의 감지 데이터선, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 하나의 출력 신호를 생성하는 복수의 감지 신호 출력 수단을 포함한다. 이로 인해, 손가락 등의 접촉 위치와 감지 신호 출력 수단과의 거리에 무관하게 일정한 크기의 감지 신호가 출력되어 감지부의 접촉 위치에 따른 감지부의 감도 편차가 줄어든다.The present invention relates to a display device, wherein the display device includes a plurality of pixels, a plurality of image data lines for transmitting an image data signal to the pixels, a plurality of image scanning lines for transmitting an image scan signal to the pixels, and a plurality of sensings. A plurality of sensing signals connected to the sensing data lines, the sensing data lines being connected to the sensing data lines and generating one output signal based on the sensing data signals flowing through the sensing data lines. An output means. As a result, a sensing signal having a constant magnitude is output regardless of the distance between the touch position of the finger and the sensing signal output means, thereby reducing the sensitivity deviation of the sensing unit according to the touch position of the sensing unit.
표시 장치, 접촉감지, 감지부, 압력센서, 가변 축전기, 광 감지 소자, 감도, 편차, 배선저항 Display device, touch sensor, sensor, pressure sensor, variable capacitor, photo sensor, sensitivity, deviation, wiring resistance
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, which is a block diagram of the liquid crystal display shown in terms of a pixel.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and is a block diagram of the liquid crystal display shown in terms of a sensing unit.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다.4 is an equivalent circuit diagram of a sensing unit of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.5 is a schematic diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 감지부의 등가 회로도이다.6 is an equivalent circuit diagram of a plurality of sensing units connected to one sensing data line in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지 동작을 위한 타이밍도이다.7 is a timing diagram for a sensing operation of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 감지부의 등가 회로도이다.8 is an equivalent circuit diagram of a plurality of sensing units connected to one sensing data line in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도의 한 예를 도시한 도면이다.9 is a diagram illustrating an example of a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel for the liquid crystal display of FIG. 9 taken along the line X-X.
도 11은 도 9의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 XI-XI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel for the liquid crystal display of FIG. 9 taken along the line XI-XI. FIG.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도의 다른 예를 도시한 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating another example of a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 13은 도 9의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 XII-XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel for the liquid crystal display of FIG. 9 taken along the line XII-XII.
도 14는 도 6에 도시한 액정 표시 장치에서 출력되는 감지 신호의 파형도이다.FIG. 14 is a waveform diagram of a sensing signal output from the liquid crystal display shown in FIG. 6.
본 발명은 표시 장치 및 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a thin film transistor array panel.
표시 장치 중 대표적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 화소 전극 및 공통 전극이 구비된 두 표시판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다. 화소 전극은 행렬의 형태로 배열되어 있고 박막 트랜지스터(TFT) 등 스위칭 소자에 연결되어 한 행씩 차례로 데이터 전압을 인가 받는다. 공통 전극은 표시판의 전면에 걸쳐 형성되어 있으며 공통 전압을 인가 받는다. 화소 전극과 공통 전극 및 그 사이의 액정층은 회로적으로 볼 때 액정 축전기를 이루며, 액정 축전기는 이에 연결된 스위칭 소자와 함께 화소를 이루는 기본 단위가 된다.Typical liquid crystal displays (LCDs) among display devices include two display panels provided with pixel electrodes and a common electrode, and a liquid crystal layer having dielectric anisotropy interposed therebetween. The pixel electrodes are arranged in a matrix and connected to switching elements such as thin film transistors (TFTs) to receive data voltages one by one in sequence. The common electrode is formed over the entire surface of the display panel and receives a common voltage. The pixel electrode, the common electrode, and the liquid crystal layer therebetween form a liquid crystal capacitor, and the liquid crystal capacitor becomes a basic unit that forms a pixel together with a switching element connected thereto.
이러한 액정 표시 장치에서는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.In such a liquid crystal display, a voltage is applied to two electrodes to generate an electric field in the liquid crystal layer, and the intensity of the electric field is adjusted to adjust the transmittance of light passing through the liquid crystal layer to obtain a desired image.
따라서 이러한 문제들을 해결하기 위하여 터치 스크린 패널 대신에 박막 트랜지스터 또는 가변 축전기로 이루어진 감지 소자를 액정 표시 장치에서 영상을 표시하는 표시 영역에 내장하는 기술이 개발되어 왔다. 감지 소자는 사용자의 손가락 등이 화면에 가한 빛 또는 압력의 변화를 감지함으로써 액정 표시 장치가 사용자의 손가락 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있게 한다.Therefore, in order to solve these problems, a technology for embedding a sensing element made of a thin film transistor or a variable capacitor instead of a touch screen panel in a display area displaying an image in a liquid crystal display device has been developed. The sensing element detects a change in light or pressure applied to a screen by a user's finger or the like so that the liquid crystal display may determine whether the user's finger or the like has touched the screen and contact position information.
터치 스크린 패널(touch screen panel)은 화면 위에 손가락 또는 터치 펜(touch pen, stylus) 등을 접촉해 문자나 그림을 쓰고 그리거나, 아이콘을 실행시켜 컴퓨터 등의 기계에 원하는 명령을 수행시키는 장치를 말한다. 터치 스크린 패널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아낼 수 있다. 그런데, 이러한 액정 표시 장치는 터치 스크린 패널로 인하여 원가 상승, 터치 스크린 패널을 액정 표시판 위에 접착시키는 공정 추가로 인한 수율 감소, 액정 표시판의 휘도 저하, 제품 두께 증가 등의 문제가 있다.A touch screen panel is a device that touches a finger or a touch pen (stylus) on the screen to write and draw letters or pictures, or execute icons to perform a desired command on a machine such as a computer. . A liquid crystal display with a touch screen panel may find out whether a user's finger or a touch pen touches the screen and contact position information. However, such a liquid crystal display device has problems such as a cost increase due to a touch screen panel, a decrease in yield due to a process of adhering the touch screen panel to a liquid crystal display panel, a decrease in luminance of the liquid crystal panel, and an increase in product thickness.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 별도의 터치 스크린 패널을 부착하지 않고도 화면의 접촉 여부 및 접촉 위치 정보를 알아내는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that detects whether a screen is touched and contact position information without attaching a separate touch screen panel.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 감지 장치의 감도 특성을 향상시키는 것이다.Another object of the present invention is to improve the sensitivity characteristic of the sensing device.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소, 영상 데이터 신호를 상기 화소에 전달하는 복수의 영상 데이터선, 영상 주사 신호를 상기 화소에 전달하는 복수의 영상 주사선, 복수의 감지부, 상기 복수의 감지부에 연결되어 있는 하나의 감지 데이터선, 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 감지 데이터선을 타고 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 하나의 출력 신호를 생성하는 복수의 감지 신호 출력 수단을 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a display device includes a plurality of pixels, a plurality of image data lines for transmitting an image data signal to the pixels, and a plurality of image scanning lines for transmitting an image scan signal to the pixels. A plurality of sensing units, one sensing data line connected to the plurality of sensing units, and one sensing data line connected to the sensing data line and generating one output signal based on a sensing data signal flowing through the sensing data line. A plurality of sensing signal output means.
상기 복수의 감지 신호 출력 수단은 n개의 감지부마다 하나씩 형성되어 있는 것이 바람직하다.Preferably, the plurality of sensing signal output means is provided for every n sensing units.
상기 n은 1일 수 있다.N may be 1.
각 감지 신호 출력 수단은 상기 감지 데이터선이 연결된 제어 단자를 구비할 수 있다. Each sensing signal output means may include a control terminal to which the sensing data line is connected.
상기 특징에 따른 표시 장치는 상기 출력 신호를 공급받아 상기 출력 신호에 기초한 감지 신호를 생성하는 감지 신호 처리부를 더 포함하는 것이 좋다.The display device according to the above feature may further include a sensing signal processor configured to receive the output signal and generate a sensing signal based on the output signal.
상기 각 감지 신호 출력 수단은 상기 가지 신호 처리부에 연결되어 상기 출력 신호를 출력하는 출력 단자와 일정한 크기의 입력 전압을 인가받는 입력 단자를 더 구비하는 것이 좋다. The sensing signal output means may further include an output terminal connected to the branch signal processing unit for outputting the output signal and an input terminal for receiving an input voltage having a predetermined magnitude.
상기 각 감지 신호 출력 수단은 박막 트랜지스터일 수 있다.Each sensing signal output means may be a thin film transistor.
상기 특징에 따른 표시 장치는 상기 감지 데이터선에 연결되어 있으며 리셋 전압을 인가 받아 상기 감지 데이터선에 공급하는 리셋 신호 입력부를 더 포함할 수 있다.The display device may further include a reset signal input unit connected to the sensing data line and supplied with a reset voltage to supply the sensing data line.
본 발명의 다른 특징에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 기판 위에 형성되어 있는 제어 전극을 구비한 영상 주사선 및 게이트 전극, 상기 영상 주사선 및 게이트 전극 위에 형성되어 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 제1 및 제2 반도체, 상기 제1 및 제2 반도체와 노출된 제1 절연막 위에 형성되어 있는 영상 데이터선, 출력 전극, 입력 배선 및 출력 배선, 상기 출력 영상 데이터선, 상기 입력 배선 및 출력 배선 위에 형성되어 있고, 상기 출력 전극의 일부와 상기 게이트 전극의 일부를 각각 드러내는 제1 및 제2 접촉 구멍을 구비한 제2 절연막, 상기 제2 절연막 위에 형성되어 있고 상기 제1 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있고 화소 전극, 그리고 상기 제2 절연막 위에 형성되어 있고, 상기 제2 접촉 구멍을 통해 상기 게이트 전극과 연결되어 있는 감지 데이터선을 포함한다.According to another aspect of the present invention, a thin film transistor array panel includes an image scanning line and a gate electrode having a control electrode formed on a substrate, a first insulating film formed on the image scanning line and a gate electrode, and a first insulating film formed on the first insulating film. First and second semiconductors, the image data lines formed on the first and second semiconductors and the exposed first insulating film, the output electrodes, the input wirings and the output wirings, the output image data lines, the input wirings and the output wirings. A second insulating film having a first and a second contact hole formed to expose a part of the output electrode and a part of the gate electrode, respectively, and a drain electrode formed on the second insulating film and through the first contact hole. And a pixel electrode formed on the pixel electrode and the second insulating layer, and through the second contact hole. It includes a sensing data line that is connected to the bit electrode.
상기 입력 배선과 상기 출력 배선은 상기 화소 전극을 중심으로 상기 영상 데이터선과 마주보게 형성되어 있는 것이 좋다.The input line and the output line may be formed to face the image data line around the pixel electrode.
상기 입력 배선은 상기 출력 배선을 분리되어 있고, 상기 출력 배선과 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the said input wiring isolate | separates the said output wiring, and is formed in parallel with the said output wiring.
상기 출력 배선은 굴곡부를 포함할 수 있고, 상기 굴곡부는 상기 제2 접촉 구멍 부근에 형성되어 있는 것이 바람직하다.The output wiring may include a bent portion, and the bent portion is preferably formed near the second contact hole.
상기 제1 반도체는 상기 영상 데이터선 및 출력 전극 하부에 형성되어 있고, 상기 제2 반도체는 상기 입력 배선 및 상기 출력 배선 하부에 형성되어 있는 것이 좋다.Preferably, the first semiconductor is formed under the image data line and the output electrode, and the second semiconductor is formed under the input wiring and the output wiring.
상기 감지 데이터선은 반사성 금속이나 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.The sensing data line may be made of a reflective metal or a transparent conductive material.
상기 감지 데이터선은 화소 전극과 함께 형성될 수 있다.The sensing data line may be formed together with the pixel electrode.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 기판 위에 형성되어 있는 제어 전극을 구비한 영상 주사선, 게이트 전극 및 기준 전압선, 상기 영상 주사선, 게이트 전극 및 기준 전압선 위에 형성되어 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 제1 및 제2 반도체, 상기 제1 및 제2 반도체와 노출된 제1 절연막 위에 형성되어 있는 영상 데이터선, 출력 전극, 입력 배선 및 출력 배선, 그리고 감지 데이터선, 상기 출력 영상 데이터선, 상기 입력 배선 및 출력 배선, 그리고 상기 감지 데이터선 위에 형성되어 있고, 상기 출력 전극의 일부, 상기 감지 데이터선의 일부 및 상기 게이트 전극의 일부를 각각 드러내는 제1, 제2 및 제3 접촉 구멍을 구비한 제2 절연막, 상기 제2 절연막 위에 형성되어 있고 상기 제1 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있고 화소 전극, 그리고 상기 제2 절연막 위에 형성되어 있고, 상기 제2 및 제3 접촉 구멍을 통해 상기 감지 데이터선과 상기 게이트 전극을 연결하는 연결 부재를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, a thin film transistor array panel includes an image scanning line having a control electrode formed on a substrate, a gate electrode and a reference voltage line, a first insulating layer formed on the image scanning line, a gate electrode, and a reference voltage line. First and second semiconductors formed on a first insulating film, image data lines, output electrodes, input wirings and output wirings, and sensing data lines formed on the first and second semiconductors and the exposed first insulating film; First, second, and third electrodes formed on an output image data line, the input wiring and the output wiring, and the sensing data line and exposing a part of the output electrode, a part of the sensing data line, and a part of the gate electrode, respectively; A second insulating film having a contact hole, and is formed on the second insulating film and through the first contact hole; It is connected to the electrode and the pixel electrode, and a connection member connecting the second is formed on the insulating film, the second and the sensing data line and the gate electrode through the third contact hole.
상기 입력 배선과 상기 출력 배선은 상기 화소 전극을 중심으로 상기 영상 데이터선과 마주보게 형성될 수 있다.The input line and the output line may be formed to face the image data line around the pixel electrode.
상기 입력 배선은 상기 출력 배선을 분리되어 있고, 상기 출력 배선과 평행하게 형성되어 있는 것이 좋다.It is preferable that the input wiring is separated from the output wiring and formed in parallel with the output wiring.
상기 감지 데이터선은 상기 화소 전극을 중심으로 상기 입력 배선 및 상기 출력 배선과 마주보게 형성되어 있고, 상기 영상 데이터선에 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.The sensing data line is formed to face the input line and the output line around the pixel electrode, and is formed to be parallel to the image data line.
상기 제1 반도체층은 상기 영상 데이터선 및 출력 전극 하부에 형성되어 있고, 상기 제2 반도체층은 상기 입력 배선 및 상기 출력 배선 하부에 형성되어 있는 것이 좋다.Preferably, the first semiconductor layer is formed under the image data line and the output electrode, and the second semiconductor layer is formed under the input wiring and the output wiring.
상기 연결 부재는 상기 화소 전극과 동일한 층에 형성되어 있을 수 있다.The connection member may be formed on the same layer as the pixel electrode.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 따른 표시 장치의 한 실시예인 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고로 하여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display, which is an embodiment of a display device according to the present invention, will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 화소 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도로서, 감지부 관점에서 도시한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 감지부에 대한 등가 회로도이다. 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략도이다.1 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, which is a block diagram of a liquid crystal display according to a pixel, and FIG. 2 is a pixel of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention. Equivalent circuit diagram. 3 is a block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, which is a block diagram of the liquid crystal display according to a sensing unit, and FIG. 4 is a sensing diagram of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention. Equivalent circuit diagram for negative. 5 is a schematic diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이에 연결된 영상 주사부(400), 영상 데이터 구동부(500) 및 감지 신호 처리부(800), 영상 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(550), 감지 신호 처리부(800)에 연결된 접촉 판단부(700), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.1 and 3, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention may include a liquid
도 1 내지 도 4를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 복수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소 (PX), 그리고 복수의 감지 신호선(SY1-SYN, SX1-SXM, RL)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 감지부(SU), 각 감지 신호선(SY1-SYN, SX1-SXM)의 한 단부에 연결된 복수의 초기 신호 입력부(INI), 각 감지 신호선(SY1-SYN, SX1-SXM)의 다른 단부에 연결된 복수의 감지신호 출력부(SOUT), 그리고 각 감지 신호 출력부(SOUT)에 연결된 복수의 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)을 포함한다. 1 to 4, the liquid
반면, 도 2 및 도 5를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 공통 전극 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 간극(間隙)을 만들며 어느 정도 압축 변형되는 간격재(도시하지 않음)를 포함한다.2 and 5, the liquid
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 영상 주사 신호를 전달하는 복수의 영상 주사선(G1-Gn)과 영상 데이터 신호를 전달하는 영상 데이터선(D1-Dm)을 포함하며, 감지 신호선(SY1-SYN, SX1-SXM, RL)은 감지 데이터 신호를 전달하는 복수의 가로 감지 데이터선(SY1-SYN) 및 복수의 세로 감지 데이터선(SX1-SXM)과 기준 전압을 전달하는 복수의 기준 전압선(RL)을 포함한다. 기준 전압선(RL)은 필요에 따라 생략할 수 있다.The display signal lines G 1 -G n and D 1 -D m are a plurality of image scanning lines G 1 -G n for transmitting an image scanning signal and an image data line D 1 -D m for transmitting an image data signal. sensing a signal line, comprising a (SY 1 -SY N, SX 1 -SX M, RL) includes a plurality of horizontal sensing data lines for transmitting the detected data signal (SY 1 -SY N) and a plurality of vertical sensing data line (SX 1 -SX M ) and a plurality of reference voltage lines RL for transmitting a reference voltage. The reference voltage line RL may be omitted as necessary.
영상 주사선(G1-Gn) 및 가로 감지 데이터선(SY1-SYN)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 영상 데이터선(D1-Dm) 및 세로 감지 데이터선(SX1-SXM)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 기준 전압선 (RL)은 행 또는 열 방향으로 뻗어 있다.The image scanning lines G 1 -G n and the horizontal sensing data lines SY 1 -SY N extend substantially in the row direction and are substantially parallel to each other, and the image data lines D 1 -D m and the vertical sensing data lines ( SX 1 -SX M ) extend in approximately the column direction and are substantially parallel to each other. The reference voltage line RL extends in the row or column direction.
각 화소(PX)는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.Each pixel PX includes a switching element Q connected to the display signal lines G 1 -G n , D 1 -D m , a liquid crystal capacitor Clc, and a storage capacitor Cst connected thereto. ). Holding capacitor Cst can be omitted as needed.
스위칭 소자(Q)는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 영상 주사선(G1-Gn)과 연결되어 있고, 입력 단자는 영상 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다. 이때 박막 트랜지스터는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(poly crystalline silicon)를 포함한다.The switching element Q is a three-terminal element such as a thin film transistor provided in the thin film
액정 축전기(Clc)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)과 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(191)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 공통 전극 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(270)이 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(191, 270) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.The liquid crystal capacitor Clc has two terminals, the
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절 연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 영상 주사선과 중첩되어 이루어질 수 있다.The storage capacitor Cst, which serves as an auxiliary role of the liquid crystal capacitor Clc, is formed by overlapping a separate signal line (not shown) and the
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 공통 전극 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(230)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.On the other hand, in order to implement color display, each pixel PX uniquely displays one of the primary colors (spatial division) or each pixel PX alternately displays the primary colors over time (time division). The desired color is recognized by the spatial and temporal sum of these primary colors. Examples of the primary colors include three primary colors such as red, green, and blue. FIG. 2 illustrates that each pixel PX includes a
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.At least one polarizer (not shown) for polarizing light is attached to an outer surface of the liquid
도 4에 도시한 것처럼, 감지부(SU)는 도면 부호 SL로 나타낸 가로 또는 세로 감지 데이터선(이하 감지 데이터선이라 함)에 연결되어 있는 가변 축전기(Cv)와 감지 데이터선(SL)과 기준 전압선(RL) 사이에 연결되어 있는 기준 축전기(Cp)를 포함한다.As illustrated in FIG. 4, the sensing unit SU is connected to a variable capacitor Cv and a sensing data line SL connected to a horizontal or vertical sensing data line (hereinafter, referred to as a sensing data line) indicated by a reference numeral SL. And a reference capacitor Cp connected between the voltage lines RL.
기준 축전기(Cp)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 기준 전압선(RL)과 감지 데이터선(SL)이 절연체(도시하지 않음)를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다.The reference capacitor Cp is formed by overlapping the reference voltage line RL and the sensing data line SL of the thin film
가변 축전기(Cv)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 감지 데이터선(SL)과 공 통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 단자 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 가변 축전기(Cv)의 정전 용량(capacitance)은 액정 표시판 조립체(300)에 가해지는 사용자의 접촉(touch) 등 외부 자극에 의하여 값이 변화한다. 이러한 외부 자극으로는 압력을 예로 들 수 있으며, 공통 전극 표시판(200)에 압력이 가해지면 간격재가 압축 변형되어 두 단자 사이의 거리가 변화하여 가변 축전기(Cv)의 정전 용량이 바뀐다. 정전 용량이 바뀌면 정전 용량의 크기에 의존하는, 기준 축전기(Cp)와 가변 축전기(Cv) 사이의 접점 전압(Vn)의 크기가 변한다. 접점 전압(Vn)은 감지 데이터 신호로서 감지 데이터선(SL)을 통하여 흐르며, 이를 기초로 하여 접촉 여부를 판단할 수 있다. 이때 기준 축전기(Cp)는 고정된 정전 용량을 가지며, 기준 축전기(Cp)에 인가되는 기준 전압은 일정한 전압 값을 가지므로 접점 전압(Vn)은 일정한 범위에서 변동된다. 따라서 감지 데이터 신호가 항상 일정한 범위의 전압 레벨을 가질 수 있고 이에 따라 접촉 여부 및 접촉 위치를 용이하게 판단할 수 있다.The variable capacitor Cv has the sensing data line SL of the thin film
감지부(SU)는 인접한 두 화소(PX) 사이에 배치된다. 가로 및 세로 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)에 각각 연결되어 있으며, 이들이 교차하는 영역에 인접하여 배치되어 있는 한 쌍의 감지부(SU)의 밀도는 예를 들면, 도트(dot) 밀도의 약 1/4일 수 있다. 여기서 하나의 도트는, 예를 들면 나란히 배열되어 있으며 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 표시하는 3 개의 화소(PX)를 포함하고, 하나의 색상을 표시하며, 액정 표시 장치의 해상도를 나타내는 기본 단위가 된다. 그러나 하나의 도트는 4개 이상의 화소(PX)로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 각 화소(PX)는 삼원색과 백색(white) 중 하나를 표시할 수 있다.The sensing unit SU is disposed between two adjacent pixels PX. The density of the horizontal and vertical sensing data line (SY 1 -SY N, SX 1 -SX M) of a pair of sensing unit (SU) which is connected, respectively, disposed adjacent to the region in which they cross in, for example, It may be about one quarter of the dot density. Here, one dot includes, for example, three pixels PX arranged side by side and displaying three primary colors such as red, green, and blue, displaying one color, and a basic unit representing the resolution of the liquid crystal display device. do. However, one dot may consist of four or more pixels PX, and in this case, each pixel PX may display one of three primary colors and white.
한 쌍의 감지부(SU) 밀도가 도트 밀도의 1/4인 예로는 한 쌍의 감지부(SU)의 가로 및 세로 해상도가 각각 액정 표시 장치의 가로 및 세로 해상도의 1/2인 경우를 들 수 있다. 이 경우, 감지부(SU)가 없는 화소행 및 화소열도 있을 수 있다.An example in which the density of the pair of sensing units SU is 1/4 of the dot density is one in which the horizontal and vertical resolutions of the pair of sensing units SU are 1/2 of the horizontal and vertical resolutions of the liquid crystal display device, respectively. Can be. In this case, there may be a pixel row and a pixel column without the sensing unit SU.
감지부(SU) 밀도와 도트 밀도를 이 정도로 맞추면 문자 인식과 같이 정밀도가 높은 응용 분야에도 이러한 액정 표시 장치를 적용할 수 있다. 물론 감지부(SU)의 해상도는 필요에 따라 더 높거나 낮을 수도 있다.By matching the detection unit SU density and the dot density to such an extent, the liquid crystal display device may be applied to high precision applications such as character recognition. Of course, the resolution of the sensing unit SU may be higher or lower as necessary.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 감지부(SU)에 의하면 감지부(SU)와 감지 데이터선(SL)이 차지하는 공간이 상대적으로 작으므로 화소(PX)의 개구율 감소를 최소화할 수 있다.As described above, according to the sensing unit SU according to the exemplary embodiment of the present invention, since the space occupied by the sensing unit SU and the sensing data line SL is relatively small, the reduction of the aperture ratio of the pixel PX can be minimized.
복수의 리셋 신호 입력부(INI)는 모두 동일한 구조로 이루어져 있고, 복수의 감지 신호 출력부(SOUT) 역시 모두 동일한 구조로 이루어져 있다. 이들(INI, SOUT)의 구조와 동작에 대해서는 다음에 좀더 상세하게 설명한다.The plurality of reset signal input units INI have the same structure, and the plurality of detection signal output units SOUT also have the same structure. The structure and operation of these (INI, SOUT) will be described in more detail later.
출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)은 해당 감지 신호 출력부(SOUT)를 통하여 가로 및 세로 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)에 각각 연결되어 있는 복수의 가로 및 세로 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)을 포함한다. 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)은 감지 신호 처리부(800)에 연결되어 있으며, 감지 신호 출력부(SOUT)로부터의 출력 신호를 감지 신호 처리부(800)에 전달한다. 가로 및 세로 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.The output data lines OY 1 -OY N and OX 1 -OX M are connected to the horizontal and vertical sensing data lines SY 1 -SY N and SX 1 -SX M , respectively, through corresponding sensing signal outputs SOUT. a plurality of horizontal and vertical output data lines, which comprises (OY 1 -OY N, OX 1 -OX M). The output data lines OY 1 -OY N and OX 1 -OX M are connected to the sensing
다시 도 1 및 도 3을 참고하면, 계조 전압 생성부(550)는 화소의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.Referring back to FIGS. 1 and 3, the
영상 주사부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 영상 주사선(G1-Gn)에 연결되어 스위칭 소자(Q)를 턴 온시키는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시키는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 영상 주사 신호를 영상 주사선(G1-Gn)에 인가한다.The
영상 데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 영상 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(550)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 영상 데이터 신호로서 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(550)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 영상 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 영상 데이터 신호를 선택한다.The
감지 신호 처리부(800)는 액정 표시판 조립체(300)의 출력 데이터선(OY1- OYN, OX1-OXM)에 연결되어 있는 복수의 증폭부(810) 등을 포함하며, 각 증폭부(810)를 통하여 전달되는 출력 신호를 입력받아 증폭 등의 신호 처리를 행하여 아날로그 감지 신호(Vo)를 생성한 후 아날로그-디지털 변환기(도시하지 않음) 등을 이용하여 디지털 신호로 변환하여 디지털 감지 신호(DSN)를 생성한다.The
접촉 판단부(700)는 감지 신호 처리부(800)로부터 디지털 감지 신호(DSN)를 받아 소정 연산 처리를 하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단한 후 접촉 정보(INF)를 외부 장치로 내보낸다. 접촉 판단부(700)는 디지털 감지 신호(DSN)에 기초하여 감지부(SU)의 동작 상태를 감시하여 이들에 인가되는 신호를 제어할 수 있다.The
신호 제어부(600)는 영상 주사부(400), 영상 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(550), 그리고 감지 신호 처리부(800) 등의 동작을 제어한다.The
이러한 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm, SY1-SYN, SX1-SXM, OY1-OYN, OX1-OXM, RL) 및 박막 트랜지스터(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.Each of the driving
도 5를 참고하면, 액정 표시판 조립체(300)는 표시 영역(P1), 가장자리 영역 (P2) 및 노출 영역(P3)으로 나뉘어 있다. 표시 영역(P1)에는 화소(PX), 감지부(SU) 및 신호선(G1-Gn, D1-Dm, SY1-SYN, SX1-SXM, OY1-OYN, OX1-OXM, RL)의 대부분이 위치한다. 공통 전극 표시판(200)은 블랙 매트릭스와 같은 차광부재(도시하지 않음)를 포함하며, 차광부재는 가장자리 영역(P2)의 대부분을 덮고 있어서 외부로부터의 광을 차단한다. 공통 전극 표시판(200)은 박막 트랜지스터 표시판(100)보다 크기가 작아서 박막 트랜지스터 표시판(100)의 일부가 노출되어 노출 영역(P3)을 이루며, 노출 영역(P3)에는 단일 칩(610)이 실장되고 FPC 기판(flexible printed circuit board)(620)이 부착된다.Referring to FIG. 5, the liquid
단일 칩(610)은 액정 표시 장치를 구동하기 위한 구동 장치들, 즉, 영상 구동부(400), 영상 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(550), 신호 제어부(600), 접촉 판단부(700), 그리고 감지 신호 처리부(800)를 포함한다. 이러한 구동 장치(400, 500, 550, 600, 700, 800)를 단일 칩(610) 안에 집적함으로써 실장 면적을 줄일 수 있으며, 소비 전력도 낮출 수 있다. 물론 필요에 따라, 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩(610) 바깥에 있을 수 있다.The
영상 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 감지 데이터선(SY1-SYN, SX1-SXM)은 노출 영역(P3)에까지 연장되어 해당 구동 장치(400, 500, 800)와 연결된다.The image signal lines G 1 -G n , D 1 -D m and the sensing data lines SY 1 -SY N , SX 1 -SX M extend to the exposure area P3 so that the
FPC 기판(620)은 외부 장치로부터 신호를 받아들여 단일 칩(610) 또는 액정 표시판 조립체(300)에 전달하며, 외부 장치와의 접속을 용이하게 하기 위하여 끝단 은 통상 커넥터(도시하지 않음)로 이루어진다.The
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작 및 감지 동작에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.Next, the display operation and the detection operation of the liquid crystal display will be described in more detail.
신호 제어부(600)는 외부 장치(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.The
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300) 및 영상 데이터 구동부(500)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 영상 주사 제어 신호(CONT1), 영상 데이터 제어 신호(CONT2) 및 감지 데이터 제어 신호(CONT3) 등을 생성한 후, 영상 주사 제어 신호(CONT1)를 영상 주사부(400)로 내보내고, 영상 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 영상 데이터 구동부(500)로 내보내며, 감지 데이터 제어 신호(CONT3)를 감지 신호 처리부(800)로 내보낸다.The
영상 주사 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 영상 주사 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출 력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.The image scan control signal CONT1 includes a scan start signal STV indicating the start of scanning and at least one clock signal controlling the output of the gate-on voltage Von. The image scan control signal CONT1 may further include an output enable signal OE that defines a duration of the gate-on voltage Von.
영상 데이터 제어 신호(CONT2)는 한 화소행의 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 영상 데이터선(D1-Dm)에 영상 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 영상 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 영상 데이터 신호의 전압 극성(이하 공통 전압에 대한 영상 데이터 신호의 전압 극성을 줄여 영상 데이터 신호의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.The image data control signal CONT2 is a load signal for applying the image data signal to the horizontal synchronization start signal STH indicating the start of transmission of the image data DAT in one pixel row and the image data lines D 1 -D m . LOAD) and data clock signal HCLK. The image data control signal CONT2 is also an inversion signal for inverting the voltage polarity of the image data signal with respect to the common voltage Vcom (hereinafter referred to as the polarity of the image data signal by reducing the voltage polarity of the image data signal with respect to the common voltage). RVS) may be further included.
신호 제어부(600)로부터의 영상 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 영상 데이터 구동부(500)는 한 화소행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 영상 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.In response to the image data control signal CONT2 from the
영상 주사부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 영상 주사 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 영상 주사선(G1-Gn)에 인가하여 이 영상 주사선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴 온시킨다. 그러면, 영상 데이터선(D1-Dm)에 인가된 영상 데이터 신호가 턴 온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.The
화소(PX)에 인가된 영상 데이터 신호의 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(Clc)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며, 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 액정 표시판 조립체(300)에 부착된 편광자에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타나며, 이를 통하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.The difference between the voltage of the image data signal applied to the pixel PX and the common voltage Vcom is shown as the charging voltage of the liquid crystal capacitor Clc, that is, the pixel voltage. The arrangement of the liquid crystal molecules varies according to the magnitude of the pixel voltage, thereby changing the polarization of light passing through the
1 수평 주기[1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 영상 주사선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소(PX)에 영상 데이터 신호를 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.Repeat this process in units of one horizontal period (also referred to as 1H "and equal to one period of the horizontal sync signal Hsync and the data enable signal DE) to thereby repeat all image scanning lines G 1 -G n . The image data signal is applied to all the pixels PX by sequentially applying the gate-on voltage Von to display an image of one frame.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 영상 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 영상 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 영상 데이터선을 통하여 흐르는 영상 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행반전, 점반전), 한 화소행에 인가되는 영상 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열반전, 점반전).When one frame ends, the next frame starts and the state of the inversion signal RVS applied to the
감지 신호 처리부(800)는 감지 데이터 제어 신호(CONT3)에 따라 매 프레임마다 한번씩 프레임과 프레임 사이의 포치(porch) 구간에서 출력 데이터선(OY1-OYN, OX1-OXM)을 통해 인가되는 감지 데이터 신호를 읽어 들인다. 포치 구간에서는 감지 데이터 신호가 영상 주사부(400) 및 영상 데이터 구동부(500) 등으로부터의 구동 신호의 영향을 덜 받게 되므로 감지 데이터 신호의 신뢰도가 높아진다. 그러나 이 러한 읽기 동작은 매 프레임마다 반드시 이루어질 필요는 없으며, 필요에 따라 복수의 프레임마다 한번씩 이루어질 수 있다. 포치 구간 내에서 두 번 이상 읽기 동작이 이루어질 수 있다.The sensing
그리고 감지 신호 처리부(800)는 읽어 들인 아날로그 감지 데이터 신호를 각 증폭부(810) 등을 이용하여 증폭 등의 신호 처리를 한 후 디지털 감지 신호(DSN)로 변환하여 접촉 판단부(700)로 내보낸다. 감지 신호 처리부(800)의 증폭부(810)의 동작에 대해서는 다음에 좀더 상세하게 설명한다.The
접촉 판단부(700)는 디지털 감지 신호(DSN)를 받아 적절한 연산 처리를 행하여 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아내고 이를 외부 장치로 전송하며, 외부 장치는 이에 기초한 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시 장치에 전송한다.The
다음, 도 6과 도 7을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 리셋 신호 입력부(INI), 감지 신호 출력부(SOUT) 및 증폭부(810)의 구조와 동작에 대하여 설명한다.Next, the structure and operation of the reset signal input unit INI, the detection signal output unit SOUT, and the
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 감지부의 등가 회로도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감지 동작을 위한 타이밍도이다.6 is an equivalent circuit diagram of a plurality of sensing units connected to one sensing data line in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating a sensing operation of the liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. Timing diagram.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 액정 표시판 조립체(300)는 도 3을 참고로 하여 이미 설명한 것처럼, 복수의 감지 데이터선(SL)(도 3에서는 SY1-SYN, SX1-SXM)과 각 감지 데이터선(SL)에 연결되어 있는 복수의 감지부(SU), 각 감지 데 이터선(SL)의 한 쪽에 연결된 리셋 신호 입력부(INI), 각 감지 데이터선(SL)의 다른 쪽과 각 출력 데이터선(OL)(도 3에서는 OY1-OYN, OX1-OXM) 사이에 연결된 복수의 감지 신호 출력부(SOUT)를 포함한다. 또한, 도 3을 참고로 하여 이미 설명한 것처럼, 감지 신호 처리부(800)는 각 출력 데이터선(OL)에 연결되어 있는 복수의 증폭부(810)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the liquid
즉, 하나의 감지 데이터선(SL)에는 가변 축전기(Cv)와 기준 축전기(Cp)로 이루어진 복수의 감지부(SU)가 연결되어 있으며, 감지 데이터선(SL)의 서로 다른 끝에는 각각 리셋 신호 입력부(INI)와 감지 신호 출력부(SOUT)가 연결되어 있다. 가변 축전기(Cv)는 공통 전압(Vcom)에 연결되어 있고 기준 축전기(Cp)는 기준 전압(Vp)에 연결되어 있다.That is, a plurality of sensing units SU including a variable capacitor Cv and a reference capacitor Cp are connected to one sensing data line SL, and reset signals input units are respectively provided at different ends of the sensing data line SL. (INI) and sense signal output (SOUT) are connected. The variable capacitor Cv is connected to the common voltage Vcom and the reference capacitor Cp is connected to the reference voltage Vp.
각 리셋 신호 입력부(INI)는 리셋 트랜지스터(Qr)를 포함한다. 이 리셋 트랜지스터(Qr)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자는 리셋 제어 신호(RST)와 연결되어 있고, 그 입력 단자는 리셋 전압(Vr)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 감지 데이터선(SL)과 연결되어 있다.Each reset signal input unit INI includes a reset transistor Qr. The reset transistor Qr is a three-terminal element such as a thin film transistor, the control terminal of which is connected to the reset control signal RST, the input terminal of which is connected to the reset voltage Vr, and the output terminal of the sensing data line. It is connected to (SL).
리셋 트랜지스터(Qr)는 화소(PX)가 배치되어 있지 않은 액정 표시판 조립체(300)의 가장자리 영역(P2)에 위치하며 리셋 제어 신호(RST)에 따라 리셋 전압(Vr)을 감지 데이터선(SL)에 공급한다.The reset transistor Qr is positioned in the edge region P2 of the liquid
각 감지 신호 출력부(SOUT)는 출력 트랜지스터(Qs)를 포함한다. 출력 트랜지스터(Qs)도 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그 제어 단자는 감지 데이터 선(SL)과 연결되어 있고, 그 입력 단자는 입력 전압(Vs)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 출력 데이터선(OL)과 연결되어 있다. 출력 트랜지스터(Qs)도 액정 표시판 조립체(300)의 가장자리 영역(P2)에 위치하며 감지 데이터선(SL)을 통하여 흐르는 감지 데이터 신호에 기초하여 출력 신호를 생성한다. 출력 신호로서 출력 전류를 들 수 있다. 이와 달리 출력 트랜지스터(Qs)가 출력 신호로서 전압을 생성할 수도 있다.Each sensing signal output unit SOUT includes an output transistor Qs. The output transistor Qs is also a three-terminal element such as a thin film transistor, the control terminal of which is connected to the sensing data line SL, the input terminal of which is connected to the input voltage Vs, and the output terminal of the output data line ( OL). The output transistor Qs is also positioned in the edge region P2 of the liquid
각 증폭부(810)는 증폭기(AP), 축전기(Cf) 및 스위치(SW)를 포함한다.Each
증폭기(AP)는 반전 단자(-)와 비반전 단자(+) 및 출력 단자를 가지며, 반전 단자(-)는 출력 데이터선(OL)에 연결되어 있고, 반전 단자(-)와 출력 단자 사이에는 축전기(Cf) 및 스위치(SW)가 연결되어 있으며, 비반전 단자(+)는 기준 전압(Va)에 연결되어 있다. 증폭기(AP) 및 축전기(Cf)는 전류 적분기로서 출력 트랜지스터(Qs)로부터의 출력 전류를 소정 시간 적분을 하여 감지 신호(Vo)를 생성한다.The amplifier AP has an inverting terminal (-), a non-inverting terminal (+) and an output terminal, the inverting terminal (-) is connected to the output data line OL, and between the inverting terminal (-) and the output terminal The capacitor Cf and the switch SW are connected, and the non-inverting terminal + is connected to the reference voltage Va. The amplifier AP and the capacitor Cf generate a sense signal Vo by integrating the output current from the output transistor Qs for a predetermined time as a current integrator.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞서 설명한 것처럼 프레임과 프레임 사이의 포치 구간에서 감지 동작을 수행하며, 특히 수직 동기 신호(Vsync)보다 앞선 프론트 포치(front porch) 구간에서 감지 동작을 수행하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 7, the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment performs a sensing operation in a porch section between frames as described above, and particularly, in a front porch section ahead of the vertical sync signal Vsync. It is desirable to perform the operation.
공통 전압(Vcom)은 하이 레벨과 로우 레벨을 가지며 1H마다 하이 레벨과 로우 레벨을 스윙한다.The common voltage Vcom has a high level and a low level and swings the high level and the low level every 1H.
리셋 제어 신호(RST)는 리셋 트랜지스터(Qr)를 각각 턴 온시키는 턴온 전압(Ton)과 턴 오프시키는 턴오프 전압(Toff)을 가지며, 턴온 전압(Ton)은 게이트 온 전압(Von)을 사용할 수 있고 턴오프 전압(Toff)은 게이트 오프 전압(Voff)을 사용할 수 있다. 리셋 제어 신호(RST)의 턴온 전압(Ton)은 공통 전압(Vcom)이 하이 레벨일 때 인가된다. The reset control signal RST has a turn-on voltage Ton for turning on the reset transistor Qr and a turn-off voltage Toff for turning off the reset transistor Qr, and the turn-on voltage Ton may use the gate-on voltage Von. In addition, the turn-off voltage Toff may use the gate-off voltage Voff. The turn-on voltage Ton of the reset control signal RST is applied when the common voltage Vcom is at a high level.
먼저, 증폭부(810)에서 출력되는 감지 신호(Vo)를 읽기 전, 감지 데이터선(SL)이 초기화된다. 즉, 리셋 트랜지스터(Qr)의 제어 단자에 리셋 제어 신호(RST)의 턴온 전압(Ton)이 인가되면, 리셋 트랜지스터(Qr)가 턴온되어 입력 단자로 인가되는 리셋 전압(Vr)을 감지 데이터선(SL)에 인가하고, 이로 인해, 감지 데이터선(SL)은 리셋 전압(Vr)으로 초기화된다.First, the sensing data line SL is initialized before reading the sensing signal Vo output from the
1H 시간이 지나면 리셋 제어 신호(RST)가 턴오프 전압이 되고, 공통 전압(Vcom)은 로우 레벨이 된다. 그러면 감지 데이터선(SL)은 플로팅 상태가 되고 감지부(SU)의 접촉 여부에 따른 가변 축전기(Cv)의 정전 용량의 변화 및 공통 전압(Vcom)의 변동에 기초하여 출력 트랜지스터(Qs)의 제어 단자에 인가되는 전압이 변한다. 이러한 전압 변화에 따라 출력 트랜지스터(Qs)를 흐르는 감지 데이터 신호의 전류가 변동되고, 이러한 감지 데이터 신호에 따라 출력 트랜지스터(Qs)는 해당하는 출력 신호를 감지 신호 처리부(800)의 증폭부(810)로 내보낸다.After 1H time, the reset control signal RST becomes a turn-off voltage and the common voltage Vcom becomes a low level. Then, the sensing data line SL is in a floating state and the output transistor Qs is controlled based on a change in capacitance of the variable capacitor Cv and a change in the common voltage Vcom according to whether the sensing unit SU is in contact. The voltage applied to the terminal changes. According to the voltage change, the current of the sensing data signal flowing through the output transistor Qs varies, and according to the sensing data signal, the output transistor Qs outputs a corresponding output signal to the
증폭부(810)는 출력 트랜지스터(Qs)의 출력 신호를 적분한 후 감지 신호(Vo)로서 출력한다. 감지 신호 처리부(800)에서 감지 신호(Vo)를 읽기 전에, 고레벨의 스위칭 신호(Vsw)가 스위치(SW)에 인가되어 축전기(Cf)에 충전되어 있는 전압이 방전된다. 이로 인해, 읽기 동작이 이루어지는 바로 그 시점의 감지 데이터 신호에 해당하는 감지 신호(Vo)가 출력될 수 있도록 한다. 그런 다음, 소정 시간이 경과 하면 감지 신호 처리부(800)는 감지 신호(Vo)를 읽는다. 이때 감지 신호(Vo)를 읽는 시간은 리셋 제어 신호(RST)가 턴오프 전압(Voff)이 된 후 1H 시간 이내로 설정하는 것이 바람직하다. 즉 공통 전압(Vcom)이 다시 하이 레벨로 바뀌기 전에 감지 신호(Vo)를 읽는 것이 바람직하다. 이는 공통 전압(Vcom)의 레벨 변화에 따라 감지 신호(Vo) 역시 변하기 때문이다. The
위에서 설명한 것처럼, 감지 데이터 신호가 리셋 전압(Vr)을 기준으로 변동되므로 감지 데이터 신호가 항상 일정한 범위의 전압 레벨을 가질 수 있고 이에 따라 접촉 여부 및 접촉 위치를 용이하게 판단할 수 있다.As described above, since the sensing data signal is changed based on the reset voltage Vr, the sensing data signal may always have a voltage range of a certain range, thereby easily determining whether or not the contact is made.
리셋 제어 신호(RST)의 턴온 전압(Ton)은 공통 전압(Vcom)이 로우 레벨일 때 인가될 수도 있으며 이때 공통 전압(Vcom)이 하이 레벨로 바뀐 후 다시 로우 레벨이 되기 전에 감지 신호(Vo)를 읽는다. 또한 리셋 제어 신호(RST)를 마지막 영상 주사선(Gn)에 인가되는 영상 주사 신호에 동기 시킬 수도 있다.The turn-on voltage Ton of the reset control signal RST may be applied when the common voltage Vcom is at a low level. In this case, the sensing signal Vo is before the common voltage Vcom is changed to a high level and again becomes low. Read In addition, the reset control signal RST may be synchronized with an image scan signal applied to the last image scan line G n .
다음, 도 8을 참고로 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 리셋 신호 입력부(INI), 감지 신호 출력부(SOUT') 및 증폭부(810)의 구조와 동작에 대하여 설명한다.Next, the structure and operation of the reset signal input unit INI, the detection signal output unit SOUT ', and the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 한 감지 데이터선에 연결되어 있는 복수의 감지부의 등가 회로도이다.8 is an equivalent circuit diagram of a plurality of sensing units connected to one sensing data line in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8에 도시한 것처럼, 감지 신호 출력부(SOUT')를 제외한 리셋 신호 입력부(INI) 및 증폭부(810)의 구조와 동작은 도 6에 도시한 리셋 신호 입력부 및 증폭부 의 그것들과 동일하므로 같은 도면 부호를 부여하였고, 이들에 대해 상세한 설명은 생략한다.As shown in FIG. 8, the structure and operation of the reset signal input unit INI and the
도 8에 도시한 것처럼, 감지 신호 출력부(SOUT')는 복수의 감지부(SU)에 각각 연결되어 있는 복수의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)(여기서, k는 자연수이다)를 포함한다.As illustrated in FIG. 8, the sensing signal output unit SOUT ′ includes a plurality of output transistors Qs 1 -Qs k , where k is a natural number, respectively, connected to the plurality of sensing units SU. .
출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서 그들의 제어 단자는 해당 감지부(SU)의 감지 데이터선(SL), 즉 가변 축전기(Cv)와 기준 축전기(Cp)의 공통 단자에 각각 연결되어 있고, 그들 입력 단자는 입력 전압(Vs)에 공통으로 연결되어 있으며, 출력 단자는 출력 데이터선(OL)과 공통으로 연결되어 있다.The output transistors Qs 1 -Qs k are three-terminal elements such as thin film transistors, and their control terminals are common between the sensing data line SL of the corresponding sensing unit SU, that is, the variable capacitor Cv and the reference capacitor Cp. They are connected to terminals, respectively, and their input terminals are commonly connected to the input voltage Vs, and the output terminals are commonly connected to the output data line OL.
이러한 출력 신호 출력부(SOUT')에 의해, 각 감지부(SU)에 해당하는 감지 데이터 신호는 각 해당 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)의 제어 단자로 인가된다. 각 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)는 인가되는 감지 데이터 신호의 크기에 따라 해당 크기의 전류를 출력한다. 이때, 모든 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)의 출력 단자가 모두 연결되어 있기 때문에, 각 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)의 출력 신호가 모두 합해진 하나의 출력 신호가 증폭부(810)로 인가된다.By such an output signal output unit SOUT ', the sensing data signal corresponding to each sensing unit SU is applied to the control terminals of the respective output transistors Qs 1 to Qs k . Each output transistor Qs 1 -Qs k outputs a current having a corresponding magnitude in accordance with the magnitude of the sense data signal applied thereto. At this time, since the output terminals of all the output transistors Qs 1 -Qs k are all connected, one output signal obtained by adding up the output signals of each output transistor Qs 1 -Qs k to the
이처럼, 본 발명은, 복수의 감지부(SU)가 연결된 하나의 감지 데이터선(SL)마다 하나의 출력 트랜지스터(Qs)가 형성되는 도 6의 발명과는 달리, 복수의 감지 부(SU)가 연결된 하나의 감지 데이터선(SL)에 복수의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)가 연결되어 있다. 이때, 복수의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)는 인접한 두 감지부(SU) 사이에 형성되어 액정 표시판 조립체(300) 상에 골고루 분산되어 있다. 도 8에서, 동일한 감지 데이터선(SL)에 연결되어 있는 복수의 감지부(SU) 각각에 인접하게 복수의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)가 형성되어 동일한 감지 데이터선(SL)에 연결된 감지부(SU)와 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)의 개수는 동일하지만, 이와는 달리, 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)의 개수가 감지부(SU)의 개수보다 적거나 많을 수 있다. 이럴 경우, 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)는 역시 액정 표시판 조립체(300) 상에 골고루 분산되어 형성되는 것이 바람직하다.As described above, the present invention is different from the invention of FIG. 6 in which one output transistor Qs is formed for each sensing data line SL to which the plurality of sensing units SU are connected. A plurality of output transistors Qs 1 -Qs k are connected to one connected sensing data line SL. In this case, the plurality of output transistors Qs 1 -Qs k are formed between two adjacent sensing units SU and are evenly distributed on the liquid
다음, 하나의 감지 데이터선(SL)에 연결된 출력 트랜지스터(Qs, (Qs1-Qsk)의 개수에 따른 감지 신호(Vo)의 변화를 도 14를 참고로 하여 살펴본다Next, a change in the sensing signal Vo according to the number of output transistors Qs and Qs 1 -Qs k connected to one sensing data line SL will be described with reference to FIG. 14.
도 14는 도 6에 도시한 액정 표시 장치에서 출력되는 감지 신호의 파형도이다.FIG. 14 is a waveform diagram of a sensing signal output from the liquid crystal display shown in FIG. 6.
도 8처럼, 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)의 형성 개수를 증가시키면, 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk) 근처에 손가락 등이 접촉될 경우와 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)에서 먼 곳에 손가락 등이 접촉될 때 발생하는 신호의 감도 편차가 줄어든다. 즉, 도 6에 도시한 구조에서는 손가락 등의 접촉이 출력 트랜지스터(Qs)에 가까우면 가까울 수록 출력 트랜지스터(Qs)로부터의 출력 신호의 크기가 급격하게 증가하여 감지 신호(Vo)의 크기가 커진다(도 14 참고). 즉, 출력 트랜지스터(Qs) 근처에서 접촉 동작이 행해졌을 때 감지부(SU)의 감도와 출력 트랜지스터(Qs)에서 멀리 떨어진 부분에서 접촉 동작이 행해졌을 때 감지부(SU)의 감도는 큰 차이가 발생한다. 이와 같이 출력 트랜지스터(Qs)와 접촉 위치 사이의 거리에 따른 출력 신호의 크기 변화는 감지 데이터선(SL) 등의 배선 저항이나 접촉 시 가변 축전기(Cv)의 정전 용량 변화에 따라 출력 트랜지스터(Qs)의 채널부의 변화 등을 들 수 있다.Like Fig. 8, the output transistor by increasing the number of formed (Qs 1 -Qs k), the output transistor (Qs 1 -Qs k) when the finger contacts the like near and far away from the output transistor (Qs 1 -Qs k) The sensitivity deviation of the signal generated when a finger or the like is touched is reduced. That is, in the structure shown in FIG. 6, the closer the contact of the finger or the like is to the output transistor Qs, the larger the magnitude of the output signal from the output transistor Qs and the larger the magnitude of the sensing signal Vo ( See FIG. 14). That is, when the contact operation is performed near the output transistor Qs, the sensitivity of the sensing unit SU differs significantly from the sensitivity of the sensing unit SU when the contact operation is performed at a part far from the output transistor Qs. Occurs. As described above, the change in the magnitude of the output signal according to the distance between the output transistor Qs and the contact position depends on the wiring resistance of the sensing data line SL or the like, or the capacitance of the variable capacitor Cv upon contact. And a channel portion change.
즉, 출력 트랜지스터(Qs)와 접촉 위치가 멀수록 배선 저항이 증가하여 출력 트랜지스터(Qs)의 제어 단자에 인가되는 신호에 악영향을 미쳐 감지 신호의 손실이 증가한다. 또한 출력 트랜지스터(Qs)와 접촉 위치가 멀수록 가변 축적기(Cv)의 정전 용량 변화가 신속하게 출력 트랜지스터(Qs)의 동작에 영향을 미치지 못하고 감지 데이터선(SL)을 따라가면서 변화하여, 실제 출력 트랜지스터(Qs)의 제어 단자로 인가되는 감지 데이터 신호와 접촉 위치 근처에서의 감지 데이터 신호 사이에 크기 차이가 발생한다.That is, the farther the contact position with the output transistor Qs increases, the wiring resistance increases, which adversely affects the signal applied to the control terminal of the output transistor Qs, thereby increasing the loss of the sensing signal. In addition, as the contact position with the output transistor Qs increases, the capacitance change of the variable accumulator Cv does not immediately affect the operation of the output transistor Qs and changes while following the sensing data line SL. A magnitude difference occurs between the sense data signal applied to the control terminal of the output transistor Qs and the sense data signal near the contact position.
하지만 도 8과 같이, 각 감지부(SU) 근처에 복수의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)를 형성하므로, 감지부(SU)와 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk) 사이의 배선 길이를 감소시키므로 배선 저항으로 인한 신호 손실을 감소시켰고, 이에 더하여 줄어든 거리만큼 가변 축전기(Cv)의 정전 용량 변화에 따른 감지 데이터 신호가 신속하게 해당 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)에 인가되어 증폭부(810)로 인가된다. 이로 인해, 실제 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk))의 제어 단자로 인가되는 감지 데이터 신호와 접촉 지점 근처에서의 감지 데이터 신호 사이에 크기 차이가 줄어들어, 증폭부(810)에서 출력되는 감지 신호(Vo)는 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)와 접촉 지점 사이의 거리에 무관하게 일정한 크기, 즉 일정한 감도를 갖는다. 이로 인해, 도 8에 도시한 액정 표시 장치는 도 6과 비교할 때,감지부(SU)의 감도 특성이 향상됨을 알 수 있다.However, as shown in FIG. 8, since the plurality of output transistors Qs 1 -Qs k are formed near each sensing unit SU, the wiring length between the sensing unit SU and the output transistors Qs 1 -Qs k is reduced. Therefore, the signal loss due to the wiring resistance is reduced, and the sensed data signal according to the capacitance change of the variable capacitor Cv is rapidly applied to the corresponding output transistors Qs 1 -Qs k by the reduced distance, thereby increasing the
다음 도 9 내지 도 13을 참고로 하여, 도 8에 도시한 감지부(SU) 및 감지 신호 출력부(SOUT')를 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세하게 설명한다. 도 9 내지 도 13에 도시한 도면은 복수의 화소(PX), 복수의 감지부(SU) 및 복수의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk) 등을 포함한 액정 표시 장치에서, 하나의 화소, 하나의 감지부 및 이 감지부(SU) 근처에 형성된 하나의 출력 트랜지스터만을 도시하고 있다. Next, referring to FIGS. 9 to 13, the structure of the liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention including the sensing unit SU and the sensing signal output unit SOUT ′ illustrated in FIG. 8 is described in detail. Explain. 9 to 13 illustrate one pixel, one pixel in a liquid crystal display including a plurality of pixels PX, a plurality of sensing units SU, a plurality of output transistors Qs 1 -Qs k , and the like. Only the sensing unit and one output transistor formed near the sensing unit SU are shown.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도의 한 예를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이며, 도 11은 도 9의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 XI-XI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도의 다른 예를 도시한 도면이고, 도 13은 도 9의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 XII-XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.9 is a diagram illustrating an example of a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel for liquid crystal display of FIG. 9 taken along line XX. 11 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel for the liquid crystal display of FIG. 9 taken along the line XI-XI. FIG. 12 is a diagram illustrating another example of a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment. FIG. 13 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel for liquid crystal display of FIG. 9 taken along line XII-XII. It is sectional drawing.
먼저, 도 9 내지 도 11을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 첫 번째 예에 대하여 설명한다.First, a first example of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 영상 주사선(image scanning line)(121), 복수의 게이트 전극(125a) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.A plurality of
영상 주사선(121)은 영상 주사 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 영상 주사선(121)은 위로 돌출한 복수의 제어 전극(control electrode)(124)을 포함하고, 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분을 포함할 수 있다. 영상 주사 신호를 생성하는 영상 주사 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 영상 주사 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 영상 주사선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.The
게이트 전극(125a)은 감지 데이터 신호를 인가 받으며 직사각형으로 이루어져 있다. The
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며 영상 주사선(121)과 거의 나란하게 뻗는다. 각 유지 전극선(131)은 인접한 두 영상 주사선(121) 사이에 위치하며 두 영상 주사선(121) 중 아래쪽에 가깝다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.The
영상 주사선(121), 게이트 전극(125a) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 영상 주사선(121), 게이트 전극(125a) 및 유지 전극선(131)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.The
영상 주사선(121), 게이트 전극(125a) 및 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80°인 것이 바람직하다.Side surfaces of the
영상 주사선(121), 게이트 전극(125a) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 따위로 이루어진 절연막(insulating layer)(140)이 형성되어 있다.An insulating
절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151) 및 복수의 섬형 반도체(155a)가 형성되어 있다. A plurality of
선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 제어 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(extension)(154)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 영상 주사선(121) 및 유지 전극선(131)과 만나는 부근에서 너비가 넓어져 이들을 폭넓게 덮고 있다.The
섬형 반도체(155a)는 주로 게이트 전극(125a) 안쪽에 형성되며 직사각형으로 형성되어 있다. The island-
반도체(151, 155a) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165, 163a, 165a)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165, 163a, 165a)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.A plurality of linear and island ohmic
섬형 저항성 접촉 부재(163a, 165a)는 쌍을 이루어 섬형 반도체(155a) 위에 배치되어 있다.The island-like
반도체(151, 155a)와 저항성 접촉 부재(161, 165, 163a, 165a)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 약 30° 내지 약 80°이다.Side surfaces of the
저항성 접촉 부재(161, 165, 163a, 165a) 및 절연막(140) 위에는 복수의 영상 데이터선(image data line)(171), 복수의 출력 전극(output electrode)(175), 복수의 입력 배선(172a) 및 복수의 출력 배선(174a)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 형성되어 있다.A plurality of
영상 데이터선(171)은 영상 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 영상 주사선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 영상 데이터선(171)은 제어 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 입력 전극(input electrode)(173)을 포함하며, 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분을 포함할 수 있다. 영상 데이터 신호를 생성하는 영상 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 영상 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.The
출력 전극(175)은 영상 데이터선(171)과 분리되어 있으며 제어 전극(124)을 중심으로 입력 전극(173)과 마주한다. 각 출력 전극(175)은 넓은 한 쪽 끝 부분(177)과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 넓은 끝 부분(177)은 유지 전극선(131)과 중첩하며, 막대형 끝 부분은 구부러진 입력 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.The
하나의 제어 전극(124), 하나의 입력 전극(173) 및 하나의 출력 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 스위칭 소자(Q)로서 기능하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 입력 전극(173)과 출력 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.One
입력 배선(172a)은 영상 데이터선(171)과 분리되어 있으며, 영상 데이터선(171)이 형성되어 있지 않은 인접한 두 화소 사이에 세로 방향으로 뻗어 영상 주사선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 입력 배선(172a)은 입력 전압(Vs)을 인가 받아 전달한다. The
출력 배선(174a)은 입력 배선(172a)과 분리되어 바로 인접하게 세로 방향으로 뻗어 역시 영상 주사선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 출력 배선(174a)은 섬형 반도체(155a)와 중첩하는 부분 중 하단부 부근에서부터 섬형 반도체(155a)와 중첩하지 않은 부근까지 우측으로 꺾인 후 소정 거리만큼 직선으로 뻗고 다시 좌측으로 꺾여 세로 방향으로 뻗어 있는 굴곡부(176)를 포함한다.The
하나의 게이트 전극(125a), 입력 배선(172a) 및 출력 배선(174a)은 반도체(155a)의 노출부(154a)와 함께 하나의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)로서 기능하는 박막 트랜지스터(TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 입력 배선(172a)과 출력 배선(174a) 사이의 반도체(155a)의 노출부(154a)에 형성된다.One
이로 인해, 게이트 전극(125a)으로 인가되는 감지 데이터 신호에 따라 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)가 동작하여, 입력 배선(172a)으로 인가되는 입력 전압(Vs)에 기초한 해당 크기의 출력 신호를 출력 배선(174a)을 통해 증폭부(810)에 전달한다. As a result, the output transistors Qs 1 to Qs k operate according to the sensing data signal applied to the
데이터 도전체(171, 175, 172a, 174a)는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체(171, 175, 172a, 174a)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.The
데이터 도전체(171, 175, 172a, 174a) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.The
저항성 접촉 부재(161, 165, 163a, 165a)는 그 아래의 반도체(151, 155a)와 그 위의 데이터 도전체(171, 175, 172a, 174a) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 대부분의 곳에서는 선형 반도체(151)가 영상 데이터선(171)보다 좁지만, 앞서 설명하였듯이 영상 주사선(121) 및 유지 전극선(131)과 만나는 부분에서 너비가 넓어져 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 영상 데이터선(171)이 단선되는 것을 방지한다. 반도체(151, 155a)에는 입력 전극(173)과 출력 전극(175) 사이 및 입력 배선(172a)과 출력 배선(174a) 사이를 비롯하여 영상 데이터선(171) 및 출력 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.The
데이터 도전체(171, 175, 172a, 174a) 및 노출된 반도체(154, 154a) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154, 154a) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.A
보호막(180)에는 출력 전극(175)과 게이트 전극(125a)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(185, 183)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 절연막(140)에는 게이트 전극(125a)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(183)이 형성되어 있다. 또한 보호막(180)에는 영상 데이터선(171)의 끝 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍이 형성될 수 있다. 접촉 구멍(183)은 출력 배선(174a)의 굴곡부(176)에 의해 게이트 전극(125a)과 입력 배선(172a) 및 출력 배선(174a)의 중첩 면적이 줄어든 부분에 형성되었지만, 이외의 다른 부분에 형성될 수 있다. 또한 출력 배선(174a) 대신에 입력 배선(172a)에 굴곡부가 형성될 수도 있다.A plurality of
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어지고, 접촉 구멍(185)을 통하여 출력 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 있으며, 출력 전극(175)으로부터 영상 데이터 전압을 인가 받는다. 영상 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(Vcom)을 인가 받는 공통 전극 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극은 액정 축전기(Clc)를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.A plurality of
화소 전극(191) 및 이와 연결된 출력 전극(175)의 넓은 끝 부분(177)은 유지 전극선(131)과 중첩하여 유지 축전기(Cst)를 이루며, 유지 축전기(Cst)는 액정 축전기(Clc)의 전압 유지 능력을 강화한다.The
화소 전극(191)은 영상 주사선(121), 영상 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다.The
보호막(180) 위에는 또한 복수의 감지 데이터선(192)이 형성되어 되어 있고, 접촉 구멍(183)을 통해 게이트 전극(125a)에 연결된다.A plurality of
감지 데이터선(192)은 감지 데이터 신호를 게이트 전극(125a)에 전달하며 입력 배선(172a)과 출력 배선(174a)에 중첩하게 주로 세로 방향으로 뻗어 있다. 이로 인해, 감지 데이터선(192)은 영상 주사선(121)과 유지 전극선(131)과 교차한다.The
감지 데이터선(172)은 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어진다. 그러나 감지 데이터선(172)은 알루미늄, 은 또는 그 합금 등 저저항 반사성 상부막(도시하지 않음)과 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 ITO 또는 IZO와 접촉 특성이 좋은 하부막(도시하지 않음)의 이중막 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 감지 데이터선(172)이 불투명 금속으로 이루어질 경우, 이 감지 데이터선(172)이 빛샘을 방지하는 광 차단막으로서 기능하므로, 이곳의 빛샘을 방지하기 위한 별도의 차광 부재는 생략할 수 있다.The sensing data line 172 is made of a reflective metal such as aluminum, silver, chromium or an alloy thereof. However, the sensing data line 172 is a low-resistance reflective upper film (not shown) such as aluminum, silver, or an alloy thereof, and a lower film (not shown) having good contact properties with ITO or IZO such as molybdenum-based metal, chromium, tantalum, and titanium. ) May have a double membrane structure. When the sensing data line 172 is made of an opaque metal as described above, since the sensing data line 172 functions as a light blocking film that prevents light leakage, a separate light blocking member for preventing light leakage may be omitted.
이와는 달리, 감지 데이터선(172)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 하지만, 이 경우에는 감지 데이터선(172)이 형성된 부분의 빛 샘을 방지하기 위한 별도의 차광 부재가 필요하다.Alternatively, the sensing data line 172 may be made of a transparent conductive material such as ITO or IZO. However, in this case, a separate light blocking member is required to prevent light leakage in a portion where the sensing data line 172 is formed.
감지 데이터선(172)은 입력 전압(Vs)이 인가되는 그 하부의 입력 배선(172a)과 중첩하여 기준 축전기(Cp)를 이룬다. 이때, 입력 전압(Vs)의 크기는 일정하므로 기준 전압으로서 작용한다. 또한 감지 데이터선(192)은 액정층을 사이에 공통 전극 표시판의 공통 전극이 중첩하여 가변 축전기(Cv)를 이룬다.The sensing data line 172 overlaps the
이와 같이, 하나의 감지 데이터선(192), 하나의 입력 배선(172a) 및 하나의 출력 배선(174a)의 소정 위치에 게이트 전극(125a)과 반도체(155a) 등을 형성하여 복수의 출력 트랜지스터가 형성된다.As such, the
이러한 액정 표시 장치에서, 입력 전압(Vs)은 인가받는 입력 배선(172a)이 기준 축전기(Cp)에 연결된 기준 전압선으로서 기능하므로, 별도의 기준 전압선을 형성할 필요가 없고, 이로 인해, 박막 트랜지스터 표시판의 구조 및 제조 공정이 단순해진다. In such a liquid crystal display, since the input voltage Vs functions as a reference voltage line to which the applied
또한 불투명 금속으로 형성된 감지 데이터선(192)이 광 차단막으로 기능하므로 빛샘에 의한 화질 저하가 방지된다. 또한 두께가 두꺼운 유기 절연물을 보호막(180)으로 이용할 경우, 공통 전극간의 중첩으로 가변 축전기(Cp)를 형성하는 감지 데이터선(192)을 보호막(180) 위에 형성하므로, 보호막(180)의 두께 증가로 인한 가변 축전기(Cp)의 정전 용량의 감소 염려가 없어진다.In addition, since the
다음, 도 12 및 도 13을 참고로 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 번째 예에 대하여 설명한다.Next, a second example of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
두 번째 예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 구조는 도 9 내지 도 11에 도 시한 것과 거의 동일하다.The structure of the thin film transistor array panel according to the second example is almost the same as that shown in FIGS. 9 to 11.
기판(110) 위에 제어 전극(124)을 가지는 복수의 영상 주사선(121), 복수의 섬형 게이트 전극(125b) 및 복수의 유지 전극선(131)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151) 및 섬형 반도체(155b), 돌출부(163)를 가지는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165, 163b, 165b)가 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165, 163b, 165b) 위에는 입력 전극(173)을 포함하는 복수의 영상 데이터선(171), 복수의 출력 전극(175), 복수의 입력 배선(172) 및 복수의 출력 배선(174b)이 형성되어 있고 그 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 복수의 접촉 구멍(185)이 형성되어 있으며 그 위에는 복수의 화소 전극(191)이 형성되어 있다.A plurality of
그러나, 본 예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 도 9 내지 도 11에 도시한 박막 트랜지스터 표시판과 달리, 복수의 기준 전압선(122)이 형성되어 있다.However, in the thin film transistor array panel according to the present example, unlike the thin film transistor array panels shown in FIGS. 9 to 11, a plurality of
복수의 기준 전압선(122)은 기준 전압을 인가 받으며 영상 주사선(121)과 분리되어 영상 주사선(121)에 평행하게 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 기준 전압선(122)은 인접한 두 영상 주사선(121) 사이에 위치하며 두 영상 주사선(121)의 사이의 대략 중간 부분에 형성되어 있다. 그러나 기준 데이터선(122)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.The plurality of
또한, 도 9 내지 도 11에 도시한 박막 트랜지스터 표시판과 달리, 본 예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에서, 제어 전극(125b)은 가로 방향으로 길게 돌출된 돌출부(22)를 포함하고 있다.In addition, unlike the thin film transistor array panel shown in FIGS. 9 to 11, in the thin film transistor array panel according to the present example, the
기준 전압선(122)과 게이트 전극(125b)의 돌출부(22)는 영상 주사선(121)과 동일한 층에 형성되어 있으므로, 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 기준 전압선(122)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.Since the
또한 도 12 및 도 13에 도시한 박막 트랜지스터 표시판에서, 출력 배선(174b)은 소정 부분에서 굴곡되어 있는 부분을 포함하지 않고 세로 방향으로 뻗은 입력 배선(174a)에 평행하게 형성되어 있다. 12 and 13, the
또한, 복수의 감지 데이터선(172) 대신에 복수의 감지 데이터선(178)이 형성되어 있다.In addition, instead of the plurality of sensing data lines 172, a plurality of
복수의 감지 데이터선(178)은 감지 데이터 신호를 전달하며, 영상 주사선(171)과 바로 인접한 위치에서 영상 데이터선(171)과 거의 나란하게 뻗어 있어, 영상 주사선(121), 유지 전극선(131) 및 기준 전압선(122)과 중첩한다. 예를 들어, 도 12에 도시한 것처럼, 감지 데이터선(178)은 영상 데이터선(171)의 오른쪽에 형성되어 있을 수 있다. 게이트 전극(125b)의 돌출부(22)는 좌측의 감지 데이터선(178)쪽으로 돌출되어 있다. 하지만, 인접한 감지 데이터선(178)과는 중첩하지 않는 것이 좋지만 일부가 중첩할 수도 있다. 각 기준 전압선(122)은 감지 데이터선(178)과 중첩하는 부분에는 위 또는 아래로 돌출하는 돌출부를 포함하여 감지 데이터선(178)과의 중첩 면적을 증가시킬 수 있다.The plurality of
감지 데이터선(178)은 영상 주사선(171)과 동일한 층에 형성되어 있으므로, 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 감지 데이터선(178)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.Since the
또한 보호막(180)에는 감지 데이터선(178)의 일부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(186)을 포함하고 있고, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 돌출부(22)의 일부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(187)을 포함하고 있다.In addition, the
또한, 보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 이외에 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(86)가 형성되어 있다.In addition, a plurality of
접촉 보조 부재(86)는 화소 전극(191)과 동일한 층에 형성되어 화소 전극(191)과 같은 재료, 즉, ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어진다.The contact
접촉 보조 부재(86)는 접촉 구멍(186, 187)을 통하여 돌출부(22)와 감지 데이터선(178)을 연결하여 데이터 감지 신호를 게이트 전극(125b)에 전달한다.The contact
하나의 게이트 전극(125b), 입력 배선(172b) 및 출력 배선(174b)은 반도체(155b)의 노출부(154b)와 함께 하나의 출력 트랜지스터(Qs1-Qsk)로서 기능하는 박막 트랜지스터(TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 입력 배선(172b)과 출력 배선(174b) 사이의 반도체(155b)의 노출부(154b)에 형성된다.One
감지 데이터선(178)과 그 하부의 기준 전압선(122)이 중첩하는 부분에서 기준 축전기(Cp)가 형성되고, 감지 데이터선(178)은 액정층을 사이에 공통 전극 표시판의 공통 전극이 중첩하여 가변 축전기(Cv)를 이룬다.The reference capacitor Cp is formed at a portion where the
기준 전압선(122) 및 감지 데이터선(178)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.Sides of the
감지부로서 가변 축전기 및 기준 축전기를 예로 들었으나 이에 한정되지 않으며 이와 다른 형태의 감지 소자를 적용할 수도 있다.Examples of the sensing unit include a variable capacitor and a reference capacitor, but the present invention is not limited thereto, and other types of sensing elements may be used.
또한 본 발명의 실시예에서는 표시 장치로서 액정 표시 장치를 대상으로 하여 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 플라스마 표시 장치(plasma display device), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등과 같은 평판 표시 장치에서도 동일하게 적용할 수 있다.In addition, in the exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal display device is described as a display device, but the present invention is not limited thereto, and the same applies to a flat panel display device such as a plasma display device and an organic light emitting display device. Can be applied.
이러한 본 발명에 의하면, 본 발명에 의하면, 별도의 표시판을 이용하지 않고, 박막 트랜지스터 표시판에 감지부를 형성하므로, 표시 장치의 부피 및 무게가 크게 감소한다.According to the present invention, according to the present invention, since the sensing unit is formed on the thin film transistor array panel without using a separate display panel, the volume and weight of the display device are greatly reduced.
또한 하나의 감지 데이터선에 복수의 출력 트랜지스터를 형성하므로, 손가락 등의 접촉 위치에 따른 감지부의 감도 편차가 줄어들어, 감지부의 동작 특성이 향상된다.In addition, since a plurality of output transistors are formed on one sensing data line, the sensitivity variation of the sensing unit according to the contact position of the finger or the like is reduced, thereby improving the operating characteristics of the sensing unit.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050107507A KR20070050208A (en) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | Display Device and Thin Film Transistor Display Panel |
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KR1020050107507A KR20070050208A (en) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | Display Device and Thin Film Transistor Display Panel |
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2005
- 2005-11-10 KR KR1020050107507A patent/KR20070050208A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20051110 |
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PG1501 | Laying open of application | ||
PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |