KR20090005452A - Lcd for image-scan and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

An LCD for image-scan and a method for fabricating the same are provided to extend the life time of a display device and maintain normal driving. A first substrate(500) and a second substrate(600) are arranged to face each other. The thin film transistor(T.sub.L) for the display thin film transistor and optical sensing is formed in the inner side of the first substrate. The phosphorus - cell polarizer(P.sub.IN) is comprised at the upper part of the thin film transistor for the optical sensing. The first transparent electrode(800) is comprised at the upper part of above person - cell polarizer. The black matrix(610) and color filter(620) are comprised in the inner side of the second substrate. The second transparent electrode(630) covers the color filter.

Description

스캐너 구동형 액정표시장치 및 그 제조방법{LCD for image-scan and method of fabricating the same}Scanner-type liquid crystal display and its manufacturing method {LCD for image-scan and method of fabricating the same}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 특히 박막트랜지스터 타입의 포토센서를 채용하는 표시장치에서 포토센서용 박막트랜지스터의 소자 특성 변화를 방지할 수 있는 스캐너 구동형 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device, and more particularly, to a scanner-driven liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can prevent device characteristic changes of a thin film transistor for photosensors in a display device employing a thin film transistor type photosensor.

디스플레이 장치 중 특히 액정표시장치는 소형 및 박형화와 저전력 소모의 장점을 가지며, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 이용되고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)가 이용되는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치는 동적인 이미지를 표시하기에 적합하다.Among the display devices, in particular, liquid crystal displays have advantages of small size, thinness, and low power consumption, and are used as notebook computers, office automation devices, and audio / video devices. In particular, an active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") as a switch element is suitable for displaying a dynamic image.

이러한 액정표시장치는 근래 들어 다기능의 장치로 발전하는 추세인데, 특히 디스플레이용 어레이(array)에 광 센싱용 어레이를 부가하여 스캐너(scanner)의 기능이 포함된 액정표시장치가 제안되고 있다. Recently, the liquid crystal display has been developed into a multifunctional device. In particular, a liquid crystal display including a function of a scanner by adding an array for light sensing to an array for display has been proposed.

이러한 스캐너 구동형 액정표시장치는 스캐너 모드로의 구동시, 수광량에 따른 광전압을 생성하여 광전압저장용 커패시터에 저장하고 상기 저장된 광전압을 스캔신호에 따라 외부회로부(미도시됨)로 출력하여 상기 외부회로부 내에서 스캔 판독을 위한 기준전압과 비교함으로써 이미지 스캔 결과를 판독하는 순서로 구동되는 것이 일반적이다. The scanner-driven liquid crystal display generates an optical voltage according to the amount of received light when driven in the scanner mode, and stores the optical voltage in an optical voltage storage capacitor and outputs the stored optical voltage to an external circuit unit (not shown) according to a scan signal. It is generally driven in the order of reading the image scan result by comparing with the reference voltage for scan reading in the external circuit section.

도 1은 종래 기술에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치의 화소구조를 설명하기 위한 화소 등가회로도이다. 1 is a pixel equivalent circuit diagram illustrating a pixel structure of a scanner-driven liquid crystal display device according to the related art.

종래 기술에서 제공하는 스캐너 구동형 액정표시장치는, 디스플레이 모드와 스캐너 모드로의 전환이 회로적으로 수행되어 별도의 구분된 동작을 수행하며, 도시된 바와 같이, 데이터배선(Dm)과 게이트배선(Gn, Gn+1)에 의해 구획되어지는 영역 내에 화상표시를 위한 디스플레이부(10)와, 스캐너 구동에 따른 광 센싱을 수행하고 상기 광 센싱 결과에 의해 생성된 전압을 저장하는 광센싱부(20)와, 상기 광센싱부(20)에 의해 생성되어 저장된 전압을 외부회로부(40)로 출력하는 것을 제어하기 위한 스위칭부(30)를 구비하여 일 화소로 구성된다. In the scanner-driven liquid crystal display provided in the prior art, the switching between the display mode and the scanner mode is performed in a circuit to perform separate operations, and as illustrated, the data wiring Dm and the gate wiring ( The display unit 10 for displaying an image in the area partitioned by Gn and Gn + 1, and the light sensing unit 20 which performs light sensing by driving the scanner and stores the voltage generated by the light sensing result. ) And a switching unit 30 for controlling the output of the voltage generated and stored by the light sensing unit 20 to the external circuit unit 40.

상기 디스플레이부(10)는 액정(LC)을 이용하여 화상을 디스플레이하는 액정디스플레이용 화소 구조를 가지며, 보다 구체적으로는 n+1 번째 게이트배선(Gn+1)으로부터 인가되는 스캔신호(Vg(n+1))에 의해 스위칭 제어되어 데이터배선(Dm)으로부터 입력받은 데이터(Vd(m))를 출력하는 제1박막트랜지스터(T1)와, 상기 제1박막트랜지스터(T1)와 연결되어 상기 데이터(Vd(m))를 저장하는 제1커패시터(Cst1)와, 상기 제1박막트랜지스터(T1)와 연결되고 입력된 데이터에 대응하는 화상표시를 액 정(LC)을 이용해 수행하는 액정커패시터(Clc)로 구성된다. The display unit 10 has a pixel structure for a liquid crystal display for displaying an image using liquid crystal LC, and more specifically, the scan signal Vg (n applied from the n + 1 th gate wiring Gn + 1). +1)) is connected to the first thin film transistor T1 and the first thin film transistor T1 outputs the data Vd (m) inputted from the data wiring Dm by the switching control. Liquid crystal capacitor Clc connected to the first capacitor Cst1 storing Vd (m)) and the first thin film transistor T1 and performing image display corresponding to the input data using the liquid crystal LC. It consists of.

광센싱부(20)는 수광량에 비례하여 전압을 출력하는 제2박막트랜지스터(T2)와, 상기 제2박막트랜지스터(T2)에서 출력된 전압(이하, ‘광전압’이라 칭함)을 저장하는 제2커패시터(Cst2)를 포함하여 구성된다. The light sensing unit 20 stores a second thin film transistor T2 that outputs a voltage in proportion to the amount of received light, and a voltage (hereinafter, referred to as an “optical voltage”) output from the second thin film transistor T2. It is comprised including two capacitors Cst2.

이때, 상기 제2박막트랜지스터(T2)는 수광량에 비례하는 광전압을 출력하는 센싱용 박막트랜지스터이므로, 그 구동을 위해 게이트단자로는 DC 레벨의 충전전압(Vstg)이 인가되고 소스단자로는 역시 DC 레벨의 구동전압(Vdrv)이 지속적으로 인가된다. 상기 충전전압(Vstg)은 광감지센서가 통상 오프 상태를 유지하면서 센싱동작을 수행하므로 상기 제2박막트랜지스터(T2)가 N 타입일 경우 0V 또는 음전압(negative voltage)이고 P타입일 경우 0V 또는 양전압(positive voltage)이 된다. 또한 상기 구동전압(Vdrv)은 상기 제2박막트랜지스터(T2)로 소정 레벨(통상 약 10V)의 전압을 지속적으로 공급해 줌으로써 상기 제2박막트랜지스터(T2)가 수광량에 비례하는 전압을 출력하도록 하는 전압공급원으로의 역할을 수행하는 바, 상기 제2커패시터(Cst2)에 광전압을 제공하는 전압공급원이라고도 할 수 있다. In this case, since the second thin film transistor T2 is a sensing thin film transistor that outputs an optical voltage proportional to the amount of received light, a DC level charging voltage Vstg is applied to the gate terminal and the source terminal is also used as the gate terminal. The driving voltage Vdrv of the DC level is continuously applied. Since the charging voltage Vstg performs a sensing operation while the photosensitive sensor is normally turned off, 0 V or negative voltage when the second thin film transistor T2 is N type, and 0 V or when P type. It is a positive voltage. In addition, the driving voltage Vdrv continuously supplies a voltage of a predetermined level (typically about 10V) to the second thin film transistor T2 so that the second thin film transistor T2 outputs a voltage proportional to the amount of light received. As a source of supply, it may also be referred to as a voltage source for providing an optical voltage to the second capacitor Cst2.

스위칭부(30)는 상기 광센싱부(20)의 제2커패시터(Cst2)에 저장된 광전압을 리드아웃라인(RO)을 통해 외부회로부(40)로 출력할 수 있도록 하는 제3박막트랜지스터(T3)로 구성되는데, 상기 n 번째 게이트배선(Gn)에 연결되어 스캔신호(Vg(n))에 의해 스위칭 제어되어 상기 광전압을 외부회로부(40)로 출력한다. 이때 상기 n 번째 게이트배선(Gn)은, 도시되지는 않았지만, 상부의 n-1 번째 화소의 디스플레이부의 제1박막트랜지스터에 대응되는 박막트랜지스터와 공유되는 게이트배선이다.The switching unit 30 transmits the optical voltage stored in the second capacitor Cst2 of the light sensing unit 20 to the external circuit unit 40 through the lead-out line RO. It is connected to the n-th gate wiring (Gn) is controlled by the scan signal (Vg (n)) and outputs the optical voltage to the external circuit unit 40. In this case, although not illustrated, the n-th gate wiring Gn is a gate wiring shared with the thin film transistor corresponding to the first thin film transistor of the display unit of the n−1 th pixel of the upper portion.

외부회로부(40)는 그 구성 회로를 구체적으로 도시하지는 않았지만, 각 화소에 구비된 상기 광센싱부(20)의 제2커패시터(Cst2)에 저장된 광전압을 상기 리드아웃라인(RO)을 통해 전달받아 스캔 판독을 위한 기준전압(Vref)과 비교한 뒤 그 전압차이를 해당 화소의 스캔 결과로 해석하고, 상기 광전압과 기준전압과의 전압차를 상기 디스플레이부(10)로 인가되는 데이터로 활용하여 디스플레이할 수 있도록 하는 알고리즘을 구비한 회로부로서, 바람직하게는 액정표시장치의 타이밍컨트롤러(timing controller)에 내장되어 구성된다. 상기 외부회로부(40)는 통상 상기 광전압과 기준전압(Vref)과의 차이가 0 일 경우 해당 화소 상에 대응되는 스캔 대상물의 이미지를 블랙(black)인 것으로 해석하게 된다. Although not illustrated in detail, the external circuit unit 40 transfers the optical voltage stored in the second capacitor Cst2 of the light sensing unit 20 provided in each pixel through the lead-out line RO. After comparing with the reference voltage (Vref) for scanning and reading the voltage difference is interpreted as the scan result of the pixel, and using the voltage difference between the optical voltage and the reference voltage as the data applied to the display unit 10 A circuit unit having an algorithm for displaying the display device is preferably built in a timing controller of the liquid crystal display device. In general, when the difference between the optical voltage and the reference voltage Vref is 0, the external circuit unit 40 interprets the image of the scan object corresponding to the corresponding pixel as black.

도 2는 도 1의 스캐너 구동형 액정표시장치를 II-II의 절단선을 따라 자른 단면도로서, 그 배면에 광원인 백라이트램프(BL)가 위치하고 그 상부에 이미지 스캐닝을 위한 인쇄물(400)이 위치한 구조를 도시하였다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the scanner-driven liquid crystal display of FIG. 1 taken along a cutting line of II-II, in which a backlight lamp BL, which is a light source, is positioned on a rear surface thereof, and a printed material 400 for scanning an image is located on the upper side thereof. The structure is shown.

구성과 동작을 간략히 설명하면, 액정(LC) 충진영역인 액정층(300)을 사이에 둔 제1기판(100)과 제2기판(200)에는 각각 제1편광판(110)과 제2편광판(210)이 구성되고, 상기 제1박막트랜지스터(T1) 및 제3박막트랜지스터(T3) 구성위치에 대응되는 액정층(300)의 공간에는 빛의 유입을 차단하고 또한 상기 제1기판(100)과 제2기판(200)간 유격을 유지하기 위한 컬럼스페이서(CS)가 구성된다. A brief description will be given of a first polarizing plate 110 and a second polarizing plate on the first substrate 100 and the second substrate 200 with the liquid crystal layer 300 as a liquid crystal (LC) filling region interposed therebetween. 210 is formed, and the light is blocked in the space of the liquid crystal layer 300 corresponding to the first thin film transistor (T1) and the third thin film transistor (T3) configuration position and the first substrate 100 and The column spacer CS is configured to maintain the gap between the second substrates 200.

상기 제1 내지 제3박막트랜지스터(T1 내지 T3)가 구성된 제1기판(100)의 하부에는 광원인 백라이트램프(BL)가 위치하고, 수광홀(H), 블랙매트릭스(BM)와 컬러필터(220) 및 공통전극(230)이 구성된 상기 제2기판(200)의 상부에는 인쇄물(400) 이 위치하는데, 상기 백라이트램프(BL)에서 출사된 빛이 제1기판(100)과 액정층(300) 및 제2기판(200)을 통과하여 상기 인쇄물(400)에 반사된 후 다시 상기 제2기판(200)과 상기 수광홀(H)을 통해 광감지센서인 상기 제2박막트랜지스터(T2)로 입사되고 이에 상기 제2박막트랜지스터(T2)는 수광량에 비례하는 광전압을 출력하게 된다. A backlight lamp BL, which is a light source, is positioned below the first substrate 100 including the first to third thin film transistors T1 to T3, and includes a light receiving hole H, a black matrix BM, and a color filter 220. ) And a printed matter 400 is positioned on the second substrate 200 having the common electrode 230, and the light emitted from the backlight lamp BL is the first substrate 100 and the liquid crystal layer 300. And the second substrate 200 passes through the second substrate 200 and is reflected by the printed matter 400. Then, the second substrate 200 enters the second thin film transistor T2, which is an optical sensing sensor, through the second substrate 200 and the light receiving hole H. The second thin film transistor T2 outputs an optical voltage proportional to the amount of light received.

상기 설명한 바와 같은 구성의 특징을 통해 이미지 스캐닝을 수행하는 스캐너 구동형 액정표시장치는 그 구성의 특징이 광감지센서로 동작되는 상기 제2박막트랜지스터(T2)에 있다. 그런데, 상기한 액정표시장치의 구조에서는 상기 제2박막트랜지스터(T2)는 스캐닝 동작을 수행하지 않을 때에도 상기 수광홀(H)을 통해 외부광이 지속적으로 입사되는 구조이며, 따라서 외부광에 의한 박막트랜지스터 소자의 열화 또는 특성 변화의 가능성이 존재하여 소자수명 단축 및 이상 동작과 같은 문제점을 일으킬 수 있다.In the scanner-driven liquid crystal display apparatus which performs image scanning through the features of the above-described configuration, the configuration of the second thin film transistor T2 operated as an optical sensing sensor is a feature of the configuration. However, in the structure of the liquid crystal display device, the second thin film transistor T2 is a structure in which external light continuously enters through the light receiving hole H even when no scanning operation is performed, and thus the thin film formed by external light There is a possibility of deterioration or characteristic change of the transistor device, which may cause problems such as shortening device life and abnormal operation.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 스캐너 구동형 액정표시장치에서 광감지센서로 동작되는 박막트랜지스터의 소자수명을 연장하고 또한 열화로 인한 동작 특성의 변화를 방지하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to extend the device life of a thin film transistor operated as an optical sensor in a scanner driven liquid crystal display and to prevent a change in operating characteristics due to deterioration. do.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 서로 대향되게 배치된 제1기판 및 제2기판과; 상기 제1기판의 내측에 형성되는 디스플레이용 박막트랜지스터 및 광센싱용 박막트랜지스터와; 상기 광센싱용 박막트랜지스터 상부에 구성되는 인-셀편광판과; 상기 인-셀편광판 상부에 구성되는 제1투명전극과; 상기 제2기판의 내측에 구성되는 블랙매트릭스 및 컬러필터와; 상기 컬러필터를 덮는 제2투명전극과; 상기 제1기판 및 제2기판의 사이에 충진된 액정을 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치를 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention, the first substrate and the second substrate disposed opposite to each other; A display thin film transistor and a light sensing thin film transistor formed inside the first substrate; An in-cell polarizing plate formed on the light sensing thin film transistor; A first transparent electrode formed on the in-cell polarizer; A black matrix and a color filter formed inside the second substrate; A second transparent electrode covering the color filter; A scanner driven liquid crystal display device including a liquid crystal filled between the first substrate and the second substrate is provided.

상기 제1기판과 제2기판의 외측에 각각 구성되는 제1편광판 및 제2편광판을 더욱 포함한다.Further comprising a first polarizing plate and a second polarizing plate respectively formed on the outside of the first substrate and the second substrate.

상기 제1편광판과 제2편광판의 광투과축은 서로 수직하게 교차되는 것을 특징으로 한다.The light transmission axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate cross each other perpendicularly.

상기 제1편광판의 광투과축은 상기 인-셀 편광판의 광투과축과 평행한 것을 특징으로 한다.The light transmission axis of the first polarizing plate may be parallel to the light transmission axis of the in-cell polarizer.

상기 인-셀 편광판은 수지 소재인 것을 특징으로 한다.The in-cell polarizing plate is characterized in that the resin material.

상기 제2기판의 내측의 상기 광센싱용 박막트랜지스터와 대응되는 위치의 컬러필터에 구성되는 수광홀을 더욱 포함한다.And a light receiving hole formed in a color filter at a position corresponding to the light sensing thin film transistor inside the second substrate.

상기 제1기판의 내측에 상기 디스플레이용 박막트랜지스터와 연결되고 서로 교차되는 게이트배선 및 데이터배선을 더욱 포함한다.The first substrate further includes a gate wiring and a data wiring connected to the display thin film transistor and intersecting with each other.

상기 제1기판의 내측에 상기 광센싱용 박막트랜지스터와 연결되어 DC전압을 인가하는 제1신호배선 및 제2신호배선을 더욱 포함한다.And a first signal line and a second signal line connected to the thin film transistor for light sensing on the inner side of the first substrate to apply a DC voltage.

상기 디스플레이용 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 더욱 포함한다.The display device further includes a pixel electrode connected to the display thin film transistor.

아울러 본 발명은, 제1기판 상에 디스플레이용 박막트랜지스터 및 광센싱용 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 광센싱용 박막트랜지스터 상부에 인-셀편광판을 형성하는 단계와; 상기 인-셀편광판 상부에 제1투명전극을 형성하는 단계와; 제2기판 상에 블랙매트릭스와 컬러필터를 순차 형성하는 단계와; 상기 컬러필터를 덮는 제2투명전극을 형성하는 단계와; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 액정을 충진하는 단계를 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치의 제조방법을 제안한다. In addition, the present invention comprises the steps of forming a thin film transistor for display and a thin film transistor for light sensing on the first substrate; Forming an in-cell polarizing plate on the light sensing thin film transistor; Forming a first transparent electrode on the in-cell polarizer; Sequentially forming a black matrix and a color filter on the second substrate; Forming a second transparent electrode covering the color filter; A method of manufacturing a scanner-driven liquid crystal display device comprising the step of filling a liquid crystal between the first substrate and the second substrate.

상기 디스플레이용 박막트랜지스터와 광센서용 박막트랜지스터를 형성하는 단계는 각각, 상기 제1기판 상에 게이트 전극을 단계와; 상기 게이트 전극 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상부에 반도체층과, 상기 반도체층 상부에 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격된 드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극과, 노출된 게이트 절연막 상부에 보호층을 형성하는 단계를 포함한다.The forming of the display thin film transistor and the optical sensor thin film transistor may include forming a gate electrode on the first substrate, respectively; Forming a gate insulating film on the gate electrode; Forming a semiconductor layer on the gate insulating layer, a source electrode on the semiconductor layer, and a drain electrode spaced apart from the source electrode; Forming a protective layer on the source and drain electrodes and the exposed gate insulating layer.

상기 디스플레이용 박막트랜지스터의 형성 단계는, 상기 드레인전극 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 노출된 드레인 콘택홀과 상기 보호층 상부에 화소전극을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.The forming of the display thin film transistor may include forming a drain contact hole exposing a portion of the drain electrode; The method may further include forming a pixel electrode on the exposed drain contact hole and the passivation layer.

상기 광센싱용 박막트랜지스터와 대응되는 위치의 컬러필터에 수광홀을 더욱 형성하는 단계를 더욱 포함한다.The method may further include forming a light receiving hole in a color filter at a position corresponding to the thin film transistor for light sensing.

상기 제1기판 상에 상기 스위칭 박막트랜지스터와 각각 연결되고 서로 절연되어 교차되는 게이트배선 및 데이터배선을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.And forming a gate wiring and a data wiring on the first substrate, the gate wiring and the data wiring respectively connected to the switching thin film transistor and insulated from each other.

상기 제1기판 상에 상기 광센싱용 박막트랜지스터와 각각 연결되는 제1신호배선 및 제2신호배선을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.The method may further include forming first signal wires and second signal wires respectively connected to the thin film transistor for light sensing on the first substrate.

본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치는 이미지 스캔 구동 및 디스플레이 기능을 동시에 제공하는 액정표시장치에 있어서, 스캔 구동 미사용시 발생할 수 있는 이미지 입력을 위한 포토센서용 박막트랜지스터의 열화로 인한 동작 특성의 변화를 방지할 수 있어 표시장치의 수명의 연장 및 정상 구동을 지속적으로 가능하게 하는 장점이 있다. The scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device which simultaneously provides an image scan drive and display function, and has a characteristic of operating due to deterioration of a thin film transistor for a photo sensor for image input that may occur when the scan drive is not used. The change can be prevented, thereby extending the life of the display device and enabling the normal driving to be continued.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치의 기본 개념을 설명하기 위한 액정표시장치의 개략 구성단면도로서, 광센싱용 박막트랜지스터(TL)를 채용하는 액정표시장치에서 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)의 상부에 인-셀편광판(PIN)과 제1투명전극(800)을 구성하고 있다. 이때 상기 액정표시장치는 바람직하게는 TN(twisted nematic) 모드 액정표시장치이다.3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display for explaining the basic concept of a scanner-driven liquid crystal display according to the present invention, wherein the thin film for light sensing in a liquid crystal display employing a thin film transistor T L for light sensing. The in-cell polarizer P IN and the first transparent electrode 800 are formed on the transistor T L. In this case, the liquid crystal display is preferably a twisted nematic (TN) mode liquid crystal display.

즉, 제1기판(500) 상에 디스플레이용 박막트랜지스터(Ts)와 광센싱용 박막트랜지스터(TL)가 형성된 스캐너 구동형 액정표시장치의 액정층(LLC) 내에 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)가 구성되는 위치 상부에 인-셀편광판(PIN) 및 제1투명전극(800)을 별도로 구성하고 있는데, 상기 제2기판(600)에 형성되는 제2투명전극(즉, 공통전극)(아래 도 5의 630)과 상기 제1투명전극(800)을 이용하여 상기 광센신용 박막트랜지스터(TL) 상부의 액정분자의 배열을 제어하여 상기 스캐너 구동형 액정표시장치의 스캐너 모드 미사용시, 즉 상기 광센신용 박막트랜지스터(TL)의 미사용시에 외부광이 상기 광센신용 박막트랜지스터(TL)로 입사되는 것을 차단함으로써 상기 광센신용 박막트랜지스터(TL)의 열화에 의한 특성 변화를 방지하여 수명 연장 및 정상 구동을 지속시키는 것을 기본 개념으로 한다. That is, the thin film transistor for light sensing in the liquid crystal layer L LC of the scanner-driven liquid crystal display having the thin film transistor Ts and the light sensing thin film transistor T L formed on the first substrate 500. The in-cell polarizer P IN and the first transparent electrode 800 are separately formed on the position where the T L ) is formed, and the second transparent electrode (ie, the common electrode) formed on the second substrate 600 is formed. When the scanner mode of the scanner-driven liquid crystal display device is not used by controlling the arrangement of the liquid crystal molecules on the upper portion of the thin film transistor T L using the 630 of FIG. 5 and the first transparent electrode 800. , that is, preventing the characteristic changes due to deterioration of the gwangsen credit thin film transistor (T L), by blocking the vacant time of the gwangsen credit thin film transistor (T L) external light is incident to the gwangsen credit thin film transistor (T L) Extends life and continues normal operation The key is that the basic concept.

이에 도 4에 도시한 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치의 화소 등가회로도와 같이, 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치는 데이터배선(Dm)과 게이트배선(Gn, Gn+1)에 의해 구획되어지는 영역 내에 화상표시를 위한 디스플레이용 박막트랜지스터(Ts)와, 스캐너 모드로의 구동에 따른 광 센싱을 수행하기 위한 광센싱용 박막트랜지스터(TL)와, 상기 광 센싱에 의해 생성되어 저장된 전압을 리드아웃라인(RO)을 통해 외부회로부(미도시함)로 출력하기 위한 광전압 출력용 박막트랜지스터(To)가 구성된 액정표시장치에서 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)를 덮는 영역에 인-셀편광판(PIN) 및 제1투명전극(800)이 더욱 형성된다. Accordingly, as shown in the pixel equivalent circuit diagram of the scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention shown in FIG. 4, the scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention is applied to the data line Dm and the gate line Gn and Gn + 1. A thin film transistor (Ts) for display in an area partitioned by the display, a thin film transistor (T L ) for light sensing to perform light sensing according to driving in the scanner mode, and is generated by the light sensing In a liquid crystal display device configured with a thin film transistor (To) for outputting an output voltage to the external circuit unit (not shown) through the lead-out line (RO), a region covering the thin film transistor (T L ) for light sensing. The in-cell polarizer P IN and the first transparent electrode 800 are further formed.

이때 도 4에 도시된 상기 인-셀편광판(PIN)은 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL) 전체를 덮는 형상으로 도시되어 있으나 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)의 일부, 예를 들어 게이트전극과 채널 영역만을 덮도록 구성되어도 무방하며, 상기 제1투명전극(800)은 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL) 전체영역을 덮도록 구성되는 것이 바람직하다. The above is shown in Fig. 4 - (P IN) cell polarizer is, for illustrated in the shape covering the whole for the optical sensing thin film transistor (T L), but a portion of the light sensing thin film transistor (T L) for, for example, It may be configured to cover only the gate electrode and the channel region, and the first transparent electrode 800 is preferably configured to cover the entire region of the light sensing thin film transistor (T L ).

도 5는 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치 중 광센싱용 박막트랜지스터(TL) 부분의 설명을 위한 상세 구조 단면도로서, 광센싱용 박막트랜지스터(TL)와 인-셀편광판(PIN) 및 제1투명전극(800)이 구성된 제1기판(500)과 블랙매트릭스(610)와 컬러필터(620)가 구성된 제2기판(600)의 사이에 액정(LC)이 충진된 액정층(LLC)으로 구성된다. FIG. 5 is a detailed structural cross-sectional view for explaining a light sensing thin film transistor (T L ) portion of a scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention, wherein the light sensing thin film transistor (T L ) and an in-cell polarizing plate (P IN) are shown. And a liquid crystal layer filled with liquid crystal LC between the first substrate 500 including the first transparent electrode 800 and the second substrate 600 including the black matrix 610 and the color filter 620. L LC ).

아울러 상기 제1기판(500)의 외측에는 제1편광판(550)이 구성되고 상기 제2기판(600)의 외측에는 제2편광판(650)이 구성되는데, 상기 제1편광판(550)과 제2편광판(650)의 광투과축은 서로 수직하게 교차되도록 구성된다. In addition, a first polarizing plate 550 is configured at an outer side of the first substrate 500, and a second polarizing plate 650 is configured at an outer side of the second substrate 600, wherein the first polarizing plate 550 and the second are arranged. The light transmission axes of the polarizer 650 are configured to vertically cross each other.

상기 제1기판(500)의 내측에 구성되는 광센싱용 박막트랜지스터(TL)는, 게이트 전극(501)과, 상기 게이트 전극 상부에 형성되는 게이트 절연막(502), 상기 게이트 절연막(502) 상부에 형성되는 액티브층(503), 상기 액티브층(503) 상부에 서로 이격되어 형성되는 오믹콘택층(504)과, 상기 오믹콘택층(504) 상부에 형성되는 소스 및 드레인전극(505, 506)과, 상기 소스 및 드레인 전극(505, 506)과 노출된 액티브층(503) 상부에 콘택홀(CNT)이 형성된 보호층(507)으로 구성되는데, 상기 디스플레이용 박막트랜지스터(도 3의 Ts)와 동일한 구조 및 동일 공정으로 동시에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 디스플레이용 박막트랜지스터(Ts)가 상기 보호층(507) 상부에 화소전극을 형성하는데 비해 광센싱용 박막트랜지스터(TL)는 상기 인-셀편광판(PIN) 과 상기 제1투명전극(800)이 형성되는데 특징이 있다. The light sensing thin film transistor T L disposed inside the first substrate 500 includes a gate electrode 501, a gate insulating film 502 formed on the gate electrode, and an upper portion of the gate insulating film 502. An active layer 503 formed on the active layer 503, an ohmic contact layer 504 formed spaced apart from each other on the active layer 503, and source and drain electrodes 505 and 506 formed on the ohmic contact layer 504. And a passivation layer 507 having a contact hole CNT formed on the source and drain electrodes 505 and 506 and the exposed active layer 503, wherein the display thin film transistor (Ts of FIG. 3) It is preferable that the same structure and the same process are simultaneously formed. The display thin film transistor Ts forms a pixel electrode on the passivation layer 507, but the light sensing thin film transistor T L is formed in the in-cell. a polarizing plate (P IN) and the first transparent electrode 800 is formed It has this feature.

또한 광센싱용 박막트랜지스터(TL) 구성 영역에 해당하는 상기 보호층(507)의 상부에는 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL) 구성 영역 전체 또는 상기 액티브층(503) 구성영역에 대응되는 인-셀편광판(PIN)이 구성되는데, 상기 인-셀편광판(PIN)은 수지(resin) 소재로서 상기 제1편광판(550)과 광투과축이 평행하게 구성되는 것이 특징이다.In addition, the thin-film transistor for use in an optical sensing (T L) of which corresponds to the upper portion of the light sensing thin film transistor (T L) configuration area full or the active layer 503 for configuration area of the protection layer 507 corresponding to the configuration area A cell polarizing plate P IN is formed, and the in-cell polarizing plate P IN is a resin material, and the first polarizing plate 550 and the light transmission axis are formed in parallel.

상기 인-셀편광판(PIN)의 상부에는 제1투명전극(800)이 형성되며, 상기 제1투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 소재로 형성된다. 또한 상기 제1투명전극(800)은 상기 보호층(507)에 형성된 콘택홀(CNT)을 통해 상기 광센싱용 박막트랜지스 터(TL)의 구동을 위한 DC 레벨의 충전전압(Vstg)을 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)의 게이트단자로 공급하는 제1신호배선(STG)과 연결된다. A first transparent electrode 800 is formed on the in-cell polarizer P IN , and the first transparent electrode is made of indium tin oxide (ITO) material. In addition, the first transparent electrode 800 receives a DC level charging voltage Vstg for driving the light sensing thin film transistor T L through the contact hole CNT formed in the protective layer 507. The first signal line STG is connected to the gate terminal of the light sensing thin film transistor T L.

상기 제2기판(600)의 내측에는 블랙매트릭스(610)와 컬러필터(620)가 순차 적층되고, 상기 컬러필터(620)를 덮는 ITO 소재의 제2투명전극(즉, 공통전극)(630)이 형성되는데, 이때 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)와 대응되는 위치에는 상기 블랙매트릭스(610)와 컬러필터(620)를 구성하지 않음으로써 일종의 수광홀(H)을 형성하여 액정표시장치의 스캐너 구동시 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)로의 광유입을 더욱 용이하게 하는 것이 바람직하다.The black matrix 610 and the color filter 620 are sequentially stacked inside the second substrate 600, and the second transparent electrode (ie, the common electrode) 630 of ITO material covering the color filter 620 is sequentially stacked. In this case, the black matrix 610 and the color filter 620 are not formed at a position corresponding to the light sensing thin film transistor T L to form a type of light receiving hole H to form a liquid crystal display device. When the scanner is driven, it is preferable to further facilitate the light inflow to the light sensing thin film transistor T L.

또한 도시되지는 않았지만 상기 제1기판(500)의 연장된 영역 상에 구성된 디스플레이용 박막트랜지스터(도 4의 Ts)에 구성되는 화소전극과 상기 제1투명전극(800)은 서로 연결되지 않으며, 또한 상기 제1기판(500)의 연장된 영역 상에는 서로 교차되는 형상으로 서로 절연된 게이트배선(Gn, Gn+1)과 데이터배선(Dm) 및 상기 게이트배선(Gn, Gn+1)과 평행하게 형성되는 제2신호배선(DRV)이 더욱 구성되어 있음은 당연할 것이다.Although not shown, the pixel electrode and the first transparent electrode 800 of the display thin film transistor (Ts of FIG. 4) configured on the extended region of the first substrate 500 are not connected to each other. On the extended region of the first substrate 500, the gate lines Gn and Gn + 1 and the data lines Dm and the gate lines Gn and Gn + 1 are insulated from each other in a cross shape. Naturally, the second signal wiring DRV is further configured.

이에 도 6과 같이, 스캐너 구동형 액정표시장치의 스캐너 모드 미사용시에 상기 제1신호배선(STG)을 통해 제1투명전극(800)에 전압을 인가하여 공통전극인 상기 제2투명전극(630)과 연동된 전계를 형성함으로써 TN 모드 액정을 도시된 바와 같이 재배열시키게 되고, 이에 제2기판(600)과 수광홀(H)을 통해 입사되는 외부광 은 광투과축이 서로 수직 교차하는 상기 제2편광판(650)과 상기 인-셀편광판(PIN)에 의해 차단되어 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)로 도달되지 않는다. 따라서 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL)는 동작하지 않아 소자의 열화 방지는 물론이고 그 수명 연장의 효과를 제공하게 되는 것이다. Accordingly, as shown in FIG. 6, when the scanner mode of the scanner driven liquid crystal display is not used, a voltage is applied to the first transparent electrode 800 through the first signal line STG, so that the second transparent electrode 630 is a common electrode. By rearranging the TN mode liquid crystal as shown in FIG. 2, external light incident through the second substrate 600 and the light receiving hole H crosses the optical transmission axis perpendicularly. It is blocked by the second polarizing plate 650 and the in-cell polarizing plate P IN and does not reach the thin film transistor T L for light sensing. Accordingly, the thin film transistor T L for light sensing does not operate, thereby providing an effect of preventing degradation of the device and extending its life.

상기 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치는 필요와 응용에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있는데, 예를 들어 상기 광센싱용 박막트랜지스터(TL) 상부에 구성되는 제1투명전극(800)과 인-셀편광판(PIN)의 구성 순서를 바꾸어 상기 제1투명전극(800) 상부에 상기 인-셀편광판(PIN)을 구성할 수도 있을 것인바, 이는 수 내지 수십 Å 단위의 두께로 형성되는 인-셀편광판(PIN)의 특징에 의해 충분히 실현 가능할 것이다.The scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention as described above may be modified in various ways according to needs and applications. For example, the first transparent electrode formed on the light sensing thin film transistor T L ( 800) and in-the-environment will also configure the cell polarizer (P iN), which can be several to several tens Å unit-cell polarizer (P iN) configuration in order to change the first transparent electrode 800 in the in the upper part of the The feature of the in-cell polarizer P IN formed in thickness will be sufficiently realized.

도 1은 종래 기술에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치의 화소구조를 설명하기 위한 화소 등가회로도1 is a pixel equivalent circuit diagram illustrating a pixel structure of a scanner-driven liquid crystal display device according to the related art.

도 2는 도 1의 스캐너 구동형 액정표시장치를 II-II의 절단선을 따라 자른 단면도FIG. 2 is a cross-sectional view of the scanner-driven liquid crystal display of FIG. 1 taken along a cutting line of II-II. FIG.

도 3은 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치의 기본 개념을 설명하기 위한 액정표시장치의 개략 구성단면도3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display for explaining the basic concept of a scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치의 화소 등가회로도4 is a pixel equivalent circuit diagram of a scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치 중 광센싱용 박막트랜지스터(TL) 부분의 설명을 위한 상세 구조 단면도FIG. 5 is a detailed structural cross-sectional view for explaining a portion of a thin film transistor (T L ) for light sensing of a scanner-driven liquid crystal display according to the present invention

도 6은 본 발명에 따른 스캐너 구동형 액정표시장치의 동작 특징을 설명하기 위한 부분 단면도6 is a partial cross-sectional view for explaining the operating characteristics of the scanner-driven liquid crystal display device according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>

500 : 제1기판 550 : 제1편광판500: first substrate 550: first polarizer

600 : 제2기판 610 : 블랙매트릭스600: second substrate 610: black matrix

620 : 컬러필터 630 : 제2투명전극620: color filter 630: second transparent electrode

650 : 제2편광판 800 : 제1투명전극650: second polarizing plate 800: first transparent electrode

STG : 제1신호배선 PIN : 인-셀편광판STG: First Signal Wiring P IN : In-Cell Polarizer

H : 수광홀 LLC : 액정층H: light receiving hole L LC : liquid crystal layer

TL : 광센싱용 박막트랜지스터T L : Thin film transistor for light sensing

Claims (15)

서로 대향되게 배치된 제1기판 및 제2기판과;A first substrate and a second substrate disposed to face each other; 상기 제1기판의 내측에 형성되는 디스플레이용 박막트랜지스터 및 광센싱용 박막트랜지스터와;A display thin film transistor and a light sensing thin film transistor formed inside the first substrate; 상기 광센싱용 박막트랜지스터 상부에 구성되는 인-셀편광판과;An in-cell polarizing plate formed on the light sensing thin film transistor; 상기 인-셀편광판 상부에 구성되는 제1투명전극과;A first transparent electrode formed on the in-cell polarizer; 상기 제2기판의 내측에 구성되는 블랙매트릭스 및 컬러필터와;A black matrix and a color filter formed inside the second substrate; 상기 컬러필터를 덮는 제2투명전극과;A second transparent electrode covering the color filter; 상기 제1기판 및 제2기판의 사이에 충진된 액정Liquid crystal filled between the first substrate and the second substrate 을 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치Scanner type liquid crystal display device comprising a 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1기판과 제2기판의 외측에 각각 구성되는 제1편광판 및 제2편광판을 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치A scanner-driven liquid crystal display further comprising a first polarizing plate and a second polarizing plate respectively formed on the outer side of the first substrate and the second substrate. 청구항 제 2 항에 있어서,The method according to claim 2, 상기 제1편광판과 제2편광판의 광투과축은 서로 수직하게 교차되는 것을 특 징으로 하는 스캐너 구동형 액정표시장치The scanner-driven liquid crystal display device characterized in that the light transmission axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate cross perpendicular to each other. 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1편광판의 광투과축은 상기 인-셀 편광판의 광투과축과 평행한 것을 특징으로 하는 스캐너 구동형 액정표시장치And a light transmission axis of the first polarizing plate is parallel to the light transmission axis of the in-cell polarizing plate. 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 인-셀 편광판은 수지 소재인 것을 특징으로 하는 스캐너 구동형 액정표시장치The in-cell polarizer is a scanner-driven liquid crystal display device characterized in that the resin material 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2기판의 내측의 상기 광센싱용 박막트랜지스터와 대응되는 위치의 컬러필터에 구성되는 수광홀을 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치A scanner-driven liquid crystal display further comprising a light receiving hole formed in a color filter at a position corresponding to the light sensing thin film transistor inside the second substrate. 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1기판의 내측에 상기 디스플레이용 박막트랜지스터와 연결되고 서로 교차되는 게이트배선 및 데이터배선을 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치A scanner driven liquid crystal display further comprising a gate wiring and a data wiring connected to the display thin film transistor and intersecting with each other on the inside of the first substrate. 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1기판의 내측에 상기 광센싱용 박막트랜지스터와 연결되어 DC전압을 인가하는 제1신호배선 및 제2신호배선을 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치A scanner driven liquid crystal display further comprising a first signal line and a second signal line connected to the light sensing thin film transistor inside the first substrate to apply a DC voltage. 청구항 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 디스플레이용 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극을 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치A scanner driven liquid crystal display further comprising a pixel electrode connected to the display thin film transistor. 제1기판 상에 디스플레이용 박막트랜지스터 및 광센싱용 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;Forming a thin film transistor for display and a thin film transistor for light sensing on the first substrate; 상기 광센싱용 박막트랜지스터 상부에 인-셀편광판을 형성하는 단계와;Forming an in-cell polarizing plate on the light sensing thin film transistor; 상기 인-셀편광판 상부에 제1투명전극을 형성하는 단계와;Forming a first transparent electrode on the in-cell polarizer; 제2기판 상에 블랙매트릭스와 컬러필터를 순차 형성하는 단계와;Sequentially forming a black matrix and a color filter on the second substrate; 상기 컬러필터를 덮는 제2투명전극을 형성하는 단계와;Forming a second transparent electrode covering the color filter; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 액정을 충진하는 단계Filling liquid crystal between the first substrate and the second substrate 를 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치의 제조방법Method of manufacturing a scanner-driven liquid crystal display device comprising a 청구항 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 디스플레이용 박막트랜지스터와 광센서용 박막트랜지스터를 형성하는 단계는 각각,Forming the thin film transistor for display and the thin film transistor for an optical sensor, respectively, 상기 제1기판 상에 게이트 전극을 단계와;Forming a gate electrode on the first substrate; 상기 게이트 전극 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계와;Forming a gate insulating film on the gate electrode; 상기 게이트 절연막 상부에 반도체층과, 상기 반도체층 상부에 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격된 드레인전극을 형성하는 단계와;Forming a semiconductor layer on the gate insulating layer, a source electrode on the semiconductor layer, and a drain electrode spaced apart from the source electrode; 상기 소스 및 드레인 전극과, 노출된 게이트 절연막 상부에 보호층을 형성하는 단계Forming a protective layer on the source and drain electrodes and the exposed gate insulating layer 를 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치의 제조방법Method of manufacturing a scanner-driven liquid crystal display device comprising a 청구항 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 디스플레이용 박막트랜지스터의 형성 단계는,Forming the thin film transistor for display, 상기 드레인전극 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계와; Forming a drain contact hole exposing a portion of the drain electrode; 상기 노출된 드레인 콘택홀과 상기 보호층 상부에 화소전극을 형성하는 단계Forming a pixel electrode on the exposed drain contact hole and the passivation layer; 를 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치의 제조방법Method of manufacturing a scanner-driven liquid crystal display device further comprising 청구항 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 광센싱용 박막트랜지스터와 대응되는 위치의 컬러필터에 수광홀을 더욱 형성하는 단계Forming a light receiving hole in a color filter at a position corresponding to the thin film transistor for light sensing; 를 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치의 제조방법Method of manufacturing a scanner-driven liquid crystal display device further comprising 청구항 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1기판 상에 상기 스위칭 박막트랜지스터와 각각 연결되고 서로 절연되어 교차되는 게이트배선 및 데이터배선을 형성하는 단계Forming a gate line and a data line on the first substrate, the gate line and the data line of the switching thin film transistor being respectively insulated from and crossing each other. 를 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치의 제조방법Method of manufacturing a scanner-driven liquid crystal display device further comprising 청구항 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제1기판 상에 상기 광센싱용 박막트랜지스터와 각각 연결되는 제1신호배선 및 제2신호배선을 형성하는 단계Forming a first signal wire and a second signal wire connected to the thin film transistor for light sensing on the first substrate, respectively; 를 더욱 포함하는 스캐너 구동형 액정표시장치의 제조방법Method of manufacturing a scanner-driven liquid crystal display device further comprising
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