KR20110063044A - 터치패널 일체형 액정표시장치 - Google Patents

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KR20110063044A
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Abstract

본 발명은 전체 무게 및 두께를 줄일 수 있는 터치패널 일체형 액정표시장치에 관한 것으로, 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판; 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이의 간격이 유지되도록, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에 배치되는 복수의 스페이서; 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에 충진되는 액정층; 소정 간격으로 이격되어, 상기 복수의 스페이서 중 대응하는 적어도 하나의 스페이서를 포함한 상기 컬러필터 어레이 기판 배면의 일부에 각각 배치되는 복수의 제1 리드전극; 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판의 상면에, 상기 복수의 제1 리드전극에 각각 접촉되도록 배치되는 복수의 제2 리드전극; 및 상기 컬러필터 어레이 기판의 상면에 배치되어 교류전압이 인가되는 보상전극을 포함함을 특징으로 한다.
터치패널, 스페이서, 일체형, 액정표시장치

Description

터치패널 일체형 액정표시장치{Touch Panel Integrated Liquid Crystal Display}
본 발명은 전체 무게 및 두께를 줄일 수 있는 터치패널 일체형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등을 들 수 있다. 이와 같은 평판 표시장치들은, 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 절연기판을 대면 합착한 구성을 가짐으로써 화 상을 구현하는 표시패널을 필수적으로 구비한다. 이 중 액정표시장치는 전계에 따라 조절되는 액정의 광 투과율을 이용하여 화상을 표시하는 장치로, 소형화, 박형화 및 저전력 소모의 장점을 가지고 있어, 노트북 컴퓨터, 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등으로 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 개인용 컴퓨터, 휴대용 통신장치, 그 밖의 개인전용 정보처리장치 등은 키보드, 마우스, 디지타이저(Digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)를 이용하여 사용자와의 인터페이스를 구성한다. 최근, 이동통신장비의 개발이 확대되면서, 키보드와 마우스 등과 같은 입력장치로는 제품의 완성도를 높이기 어려운 면이 있어, 더욱 간단한 방법으로 사용될 수 있고 휴대성이 높은 입력장치의 개발이 계속되고 있다. 이에, 사용자가 손이나 펜 등으로 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치패널(Touch Panel)이 제안되었다.
터치패널은 간단하고, 오작동이 적으며, 다른 입력기기를 없이 문자 입력이 가능하여 휴대가 용이하고, 사용자가 용이하게 사용방법을 인지할 수 있다는 장점이 있어 최근 다양한 정보처리장치에 적용되고 있다. 특히, 표시장치의 화면상에 표시된 아이콘 또는 키보드를 선택하면, 해당 아이콘 또는 자판이 선택되어 정보를 입력할 수 있도록, 터치패널이 부가된 평판표시장치가 개인용 컴퓨터, 휴대폰 등의 휴대용 정보처리장치에 자주 적용되고 있다. 이러한 터치패널이 부가된 평판표시장치로서, 터치패널과 액정패널이 부착되는 터치패널 부착형 액정표시장치가 제안되었다.
도 1은 종래기술에 따른 터치패널 부착형 액정표시장치를 나타낸 단면도이 다. 그리고, 도 2a는 도 1에 도시된 터치패널의 일 예를 나타낸 단면도이고, 도 2b는 도 1에 도시된 터치패널의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
종래기술에 따른 터치패널 부착형 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 화상을 표시하는 액정패널(10), 액정패널에 광을 조사하는 백라이트유닛(20), 터치여부를 센싱하는 터치패널(30) 및 액정패널(10)과 터치패널(30)을 합착하는 접착층(40)을 포함하여 구성된다.
액정패널(10)은 서로 대향하는 박막트랜지스터어레이기판(11, Thin Film Transistor Array Substrate, 이하, "TFT기판"으로 지칭함)과 컬러필터어레이기판(12, Color Filter Array Substrate, 이하 "CF기판"으로 지칭함), TFT기판(11)과 CF기판(12) 사이의 일정한 셀갭 유지를 위한 스페이서(미도시) 및 TFT기판(11)과 CF기판(12) 사이에 충진되어 있는 액정층(13)을 포함하여 구성되어, 복수의 화소를 형성한다.
TFT기판(11)은 서로 교차배치되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인, 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 배치되는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 및 화소영역에 대응되어 배치되는 화소전극을 포함하여 구성된다. 여기서, 화소전극은 화소 각각에 대응되는 화소전압이 인가되어, 복수의 화소에 대응되는 공통전압이 인가되는 공통전극과 함께, 액정층(13)에 구비되는 액정 셀의 방향을 조절하기 위한 전계를 형성한다.
CF기판(12)은 화소영역의 외곽에 대응되도록 배치되는 블랙매트릭스층, 화소영역에 대응되어 배치되고 R, G, B 중 어느 하나에 대응되는 컬러필터층 및 컬러필 터층의 상부가 평평하도록 배치되는 오버코트층을 포함하여 구성된다.
터치패널(30)은, 접촉된 부분을 감지하는 방식에 따라, 상판 또는 하판에 금속 전극을 형성하여 직류전압을 인가한 상태에서 접촉된 위치를 저항에 따른 전압 구배로 판단하는 저항막 방식(Resistive type), 도전막에 등전위를 형성하고 접촉에 따른 상하판의 전압 변화가 일어난 위치를 감지하는 정전용량 방식(Capacitive type), 전자펜이 도전막을 접촉함에 따라 유도되는 LC값을 읽어들여 접촉된 위치를 감지하는 전자 유도 방식(Electro Magnetic type) 등으로 마련될 수 있다.
일 예에 따른 터치패널(30a)은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 유리(Glass)와 같은 절연기판(31), 절연기판(31)의 배면에 배치되는 제1 전극(32), 제1 전극(32)의 배면에 배치되는 리드전극(33), 절연기판(31)의 상면에 배치되는 제2 전극(34), 제2 전극의 상면에 배치되는 전위보상전극(35)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 외부 충격으로부터 터치패널(30a)를 보호하기 위한 보호기판(36)이 전위보상전극(35)의 상부에 배치된다. 이와 같이 구성되는 터치패널(30a)은, 전위보상전극(35)에 교류전압을 인가하여 제1 전극(32)과 제2 전극(34) 사이에 소정 전계를 형성한 상태에서, 보호기판(36) 상부에 발생되는 터치에 의해 제1 전극(32)과 제2 전극(35) 사이의 커패시턴스(capacitance)가 변동하고, 변동된 커패시턴스에 의해 제2 전극(35)의 가장자리에 도달되는 전류의 양은 터치된 위치별로 각각 달라짐을 이용하여, 제2 전극(35)의 가장자리에 도달되는 전류의 양을 인지함으로써, 터치를 센싱한다.
터치패널(30b)의 다른 예로는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 유리(Glass)와 같 은 절연의 하부기판(37a), 하부기판(37a)의 상부에 제1 방향으로 배치되는 X 전극(38a), X 전극(38a)을 포함한 하부기판(37a)의 전면에 형성되는 제1 절연층(39a), 제1 절연층(39a) 상에 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 배치되는 Y 전극(38b), Y 전극(38b)을 포함한 제1 절연층(39a)의 전면에 형성되는 제2 절연층(39b)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 외부 충격으로부터 터치패널(30a)를 보호하기 위한 상부기판(37b)이 터치패널(30b)의 상부에 배치된다. 이와 같이 구성되는 터치패널(30b)은 X 전극(38a)과 Y 전극(38b)의 사이에서 발생되는 정전용량(Capacitance)이 상부기판(37b) 상에 인가된 터치에 따라 변동함을 이용하여, 정전용량의 변동을 인지함으로써 터치된 위치를 센싱한다.
이상과 같이, 종래기술에 따른 터치패널 부착형 액정표시장치는, 액정패널(10)과 터치패널(30)을 별도로 마련하고, 접착층(40)을 통해 액정패널(10)과 터치패널(30)을 합착함으로써, 제조된다. 이와 같이, 액정패널(10)과 터치패널(30)이 각각의 절연기판을 포함하여 마련되므로, 터치패널 부착형 액정표시장치의 전체 두께와 무게가 감소되는 데에는 한계가 있다. 그리고, 액정패널(10)과 터치패널(30)의 합착을 위한 별도의 구성(접착층(40))이 반드시 구비되어, 베젤이 감소되는 데에 한계가 있으므로, 슬림하게 디자인되기 어렵다.
이에 따라, 본 발명은, 터치패널을 부가하더라도, 장치의 전체 두께 및 무게를 최소화할 수 있어 슬림하게 디자인될 수 있는 터치패널 일체형 액정표시장치를 제공한다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판; 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이의 간격이 유지되도록, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에 배치되는 복수의 스페이서; 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에 충진되는 액정층; 소정 간격으로 이격되어, 상기 복수의 스페이서 중 대응하는 적어도 하나의 스페이서를 포함한 상기 컬러필터 어레이 기판 배면의 일부에 각각 배치되는 복수의 제1 리드전극; 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판의 상면에, 상기 복수의 제1 리드전극에 각각 접촉되도록 배치되는 복수의 제2 리드전극; 및 상기 컬러필터 어레이 기판의 상면에 배치되어 교류전압이 인가되는 보상전극을 포함함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치를 제공한다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 터치패널 일체형 액정표시장치는, 터치패널과 일체로 마련된 액정패널을 포함하여, 터치패널을 구비하면서도, 전체 두께 및 무게 를 최소화할 수 있다. 이에 따라 슬림하게 디자인될 수 있으므로, 휴대성이 향상된다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 일체형 액정표시장치에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 일체형 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 박막트랜지스터어레이기판의 하나의 화소에 대응되는 평면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 컬러필터어레이기판을 나타낸 평면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 A-A'의 단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 B-B'의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치패널 일체형 액정표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 액정 셀의 방향으로 광투과율을 조절하여 화상을 표시하고, 터치를 감지하는 액정패널(100), 액정패널(100)의 하부에 배치되어 액정패널(100)에 광을 조사하는 백라이트유닛(200), 액정패널(100)의 상부에 배치되고 교류전압이 인가되는 보상전극(300) 및 보상전극(300)의 상부에 배치되어 외부의 충격으로부터 액정패널(100) 및 보상전극(300)을 보호하는 보호기판(400)을 포함하여 구성된다.
액정패널(100)은, 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판(110, Thin Film Transistor Array Substrate, 이하 "TFT기판"으로 지칭함)과 컬러필터 어레이 기판(120, Color Filter Array Substrate, 이하 "CF기판"으로 지칭함), CF기판(120)과 TFT기판(110) 사이에 충진되는 액정층(130), CF기판(120)과 TFT기 판(110) 사이의 간격을 유지하기 위하여, CF기판(120)과 TFT기판(110) 사이에 배치되는 복수의 스페이서(140), 소정 간격으로 이격되어 복수의 스페이서(140) 중 대응하는 적어도 하나의 스페이서를 포함한 CF기판(120)의 배면 일부에 각각 배치되는 복수의 제1 리드전극(150), TFT기판(110)의 상면에 복수의 제1 리드전극(150)과 각각 접촉되도록 배치되는 복수의 제2 리드전극(160)을 포함하여 구성된다.
백라이트유닛(200)은 복수의 LED(Light Emitting Diode) 또는 적어도 하나의 램프(Lamp)로 마련되는 광원, 광원의 하부에 배치되어 광원에서 발생된 광을 액정패널(100) 측으로 반사시키는 반사판, 광원의 상부에 배치되어 광을 산란 또는 확산하는 복수의 광확쉬트를 포함하여, 광원에서 발생된 광을 액정층(130) 측으로 공급한다.
CF기판(120) 상부에 배치되는 보상전극(300)은 교류전압(AC)이 인가되어, CF기판(120)의 배면에 배치되는 복수의 제1 리드전극(150) 사이에 제1 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst1)가 발생되도록 한다. 이러한 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 저장되는 터치전압(Vtouch)은 터치에 따라 변동되어, 터치전압(Vtouch)이 변동되는 제1 스토리지 커패시터에 대응되는 위치를 추적함으로써, 터치 센싱이 수행될 수 있다.
다음, 액정패널(100)을 이어서 설명한다.
액정패널(100)에 구비되는 TFT기판(110)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 화소영역(P)이 정의되도록 서로 교차하여 배치되는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL), 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL)의 교차부분에 배치되는 표시트랜지스터(Td), 표 시트랜지스터(Td)와 연결되고 화소영역(P)에 대응되어 배치되는 화소전극(미도시), 데이터라인(DL)에 평행하고, 게이트라인(GL)에 교차하여 배치되는 리드아웃라인(RL) 및 게이트라인(GL)과 리드아웃라인(RL)의 교차부분에 배치되고, 제2 리드전극(LD, 160)과 연결되는 스위치트랜지스터(Ts)를 포함하여 구성된다. 이때, 액정패널(100)이 액정층(130)에 구비된 액정 셀의 방향을 횡전계로 조절하는 횡전계모드로 구동되는 경우, TFT기판(110)은 화소영역(P)에 대응되도록 화소전극(미도시)과 교번하여 배치되어, 복수의 화소에 대응되는 공통전압이 인가되는 공통전극(미도시)을 더 포함한다.
표시트랜지스터(Td)는 게이트라인(GL)을 통해 인가된 게이트신호에 따라 턴온-턴오프하고, 턴온하면 데이터라인(DL)을 통해 인가된 데이터신호를 화소전극(미도시)으로 출력한다. 그리고, 스위치트랜지스터(Ts)는 게이트라인(GL)을 통해 인가된 게이트신호에 따라 턴온-턴오프하고, 턴온하면 제2 리드전극(LD, 160)에 전압을 리드아웃라인(RL)으로 출력한다.
다음, CF기판(120)은, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 절연기판(121), 제1 기판(121)의 배면에 화소영역(P)의 외곽에 대응되도록 배치되는 블랙매트릭스층(122), 화소영역(P)에 대응되고 블랙매트릭스층(122)과 적어도 일부가 중첩되도록 배치되며, R(Red), G(Green), B(Blue) 중 어느 하나에 대응되는 컬러필터층(123) 및 컬러필터층(123)의 배면에 평평하게 배치되는 오버코트층(124)을 포함하여 구성된다. 이때, 액정패널(110)이, 액정층(130)에 구비된 액정셀의 방향이 트위스트된 상태에서 조절되는, 트위스트네마틱 방식으로 구동될 경우, CF기 판(120)은 복수의 화소의 화소영역(P)을 포함한 오버코트층(124)의 배면에 배치되는 공통전극(125)을 더 포함한다.
블랙매트릭스층(122)은 광을 흡수 또는 차단하는 색의 물질로 마련되어, 화소영역(P) 외곽의 빛샘현상을 방지한다. 이때, 블랙매트릭스층(122)이 도전물질로 마련되면, 보상전극(300)에 인가되는 교류전압(AC)에 영향을 받아 제1 스토리지 커패시터(Cst)에 저장되는 터치전압(Vtouch)이 변동될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여, 블랙매트릭스층(122)은 절연의 아크릴 또는 폴리머 계열의 물질로 마련된다.
컬러필터층(123)은 복수의 화소 각각에서, 화소영역(P)에 대응하여 배치되고 R(Red), G(Green), B(Blue) 중 어느 하나에 대응되는 염료를 포함하여, 액정층(130)을 투과한 광에서 대응되는 R(Red), G(Green), B(Blue) 파장대의 광만을 분리하여 방출한다. 이때, 컬러필터층(123)는 R(Red), G(Green), B(Blue)외의 다른 색의 염료를 포함할 수도 있다.
오버코트층(124)은 컬러필터층(123) 배면의 전면에 형성되어, 액정층과 마주하는 컬러필터층(123)의 표면이 평평해지도록 함으로써, 컬러필터층(123)의 형성여부에 관계없이 CF기판(120)과 TFT기판(110)과의 간격이 일정해지도록 한다.
다음, 복수의 스페이서(140)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 화소영역(P)의 외곽에 대응되는 오버코트층(124)의 배면 중 일부에 배치된다. 이때, TFT기판(110)과 CF기판(120) 사이의 간격이 균일하게 유지될 수 있도록, 복수의 스페이서(140)은 가로방향과 세로방향 각각을 따라 소정 간격으로 이격되는 매트릭스 형태로 배치된 다.
복수의 제1 리드전극(150)은 소정간격으로 이격되고, 복수의 스페이서(140) 중 대응하는 적어도 하나의 스페이서(140)를 포함한 오버코트층(124)의 배면 일부에 각각 배치된다. 즉, 하나의 제1 리드전극(150)은 적어도 하나의 스페이서(140)을 덮는 형태로 오버코트층(124)의 배면 일부에 형성된다. 제1 리드전극(150)은 터치를 센싱하기 위한 제1 스토리지 커패시터(Cst1)을 형성하기 위한 것으로, 많은 개수로 마련될수록 보다 정확한 센싱이 수행될 수 있는 반면, 복수의 제1 리드전극(150)의 개수와 함께, 복수의 제2 리드전극(160), 스위치트랜지스터(Ts) 및 리드아웃라인(RL)의 개수가 증가되어, 제조비용이 상승하게 된다. 이에 따라, 복수의 제1 리드전극(150)과 대응되는 스페이서(140)의 개수는, 센싱의 정확도와 제조비용을 고려하여 결정될 수 있다.
그리고, 복수의 제1 리드전극(150)은 화소영역(P) 외곽에 배치되므로 박막 형태의 메탈(Metal)과 같은 도전물질이라면 어느 것으로든 마련될 수 있으나, ITO(Indium-Tin Oxide)와 같은 투명도전물질로 공통전극(125)와 함께 오버코트층(124)의 배면에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 제2 리드전극(160)은 ITO(Indium-Tin Oxide)와 같은 투명도전물질로 화소전극(미도시)와 함께 TFT기판(110)에 형성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 액정패널(100)은, 복수의 화소를 형성하여 화상을 표시하고, 보상전극(300)과 복수의 제1 리드전극(150) 사이에 발생되는 복수의 제1 스토리지 커패시터(Cst1) 중 터치에 의해 변동한 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 대 응되는 좌표값을 검출함으로써, 터치된 위치를 센싱한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정패널의 터치센싱 원리를 간략하게 나타낸 회로도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정패널을 간략하게 나타낸 회로도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 보호기판(400) 상부의 터치가 발생되는 부분과 교류전압(AC)이 인가되는 보상전극(300) 사이에 대응되는 보호기판(400)에서 터치커패시터(Ctouch)가 발생되고, 교류전압이 인가되는 보상전극(300)과 제1 리드전극(150) 사이에 대응되는 CF기판(120)에서 터치전압(Vtouch)을 저장하는 제1 스토리지 커패시터(Cst1)가 발생된다. 여기서, 터치전압(Vtouch)은 보상전극(300)에 인가되는 교류전압(AC)에 의해 소정의 초기값을 갖는다.
제1 스토리지 커패시터(Cst1)가 초기값의 터치전압(Vtouch)을 저장하고 있는 상태에서, 보호기판(400) 상부가 터치되면, 터치의 영향을 받은 터치커패시터(Ctouch)가 가변하고, 터치커패시터(Ctouch)의 가변에 따라, 터치전압(Vtouch)도 가변하게 된다. 이에 따라, 초기값과 다른 값을 가지는 터치전압(Vtouch)을 저장하고 있는 제1 스토리지 커패시터(Cst1)에 대응되는 제1 리드전극(150)의 위치를 검출하는 방법으로, 터치된 위치를 검출하는 터치센싱이 수행될 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 스위치트랜지스터(Ts)는 게이트라인(GL)에 게이트(gate)가 연결되고, 제2 리드전극(LD, 160)에 소스(source)가 연결되며, 리드아웃라인(RL)에 드레인(drain)이 연결된다. 이러한 스위치트랜지스터(Ts)는 게이트 라인(GL)을 통해 인가된 게이트신호에 따라 턴온-턴오프하고, 턴온하면 제2 리드전극(LD, 160)을 통해 인가되는 제1 스토리지커패시터(Cst1)에 저장된 터치전압(Vtouch)을 리드아웃라인(RL)으로 출력한다.
리드아웃라인(RL)은 리드아웃구동회로(미도시)에 연결되고, 리드아웃구동회로(미도시)는 리드아웃라인(RL)에 인가된 터치전압(Vtouch)을 인지하여, 터치에 의한 변동여부를 감지한다.
그리고, 도 9에 도시된 표시트랜지스터(Td)는 게이트라인(GL)에 게이트(gate)가 연결되고 데이터라인(DL)에 소스(source)가 연결된다. 이러한 표시트랜지스터(Td)는 게이트라인(GL)을 통해 인가된 게이트신호에 따라 턴온-턴오프하고, 턴온하면 데이터라인(DL)을 통해 인가된 데이터신호를 화소전극(미도시)로 출력한다.
액정커패시터(Clc)는 화소전극(미도시)과 공통전극(미도시) 사이의 액정층(130)에서 발생되는 커패시터를 의미한다. 이러한 액정커패시터(Clc)는, 데이터 신호에 대응되는 화소전압과 공통전극(미도시)에 인가된 공통전압(Vcom)에 의해 소정의 전압으로 충전되는데, 이때 형성되는 액정층(130)의 전계에 의해 액정층(130)에 구비된 액정셀의 방향이 조절되어, 광투과율이 조절된다.
제2 스토리지커패시터(Cst2)는, 표시트랜지스터(Td)가 턴오프된 이후에도, 액정층에 형성된 전계가 소정 기간동안 계속해서 유지될 수 있도록 마련된다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정패널(100)은 CF기판(120)의 상부와 하부에 각각 배치되는 보상전극(300)과 복수의 제1 리드전극(150), 복수의 제2 리드전극(160) 및 TFT 기판(110)에 배치되는 스위치트랜지스터(Ts)와 리드아웃라인(RL)을 포함하여, 터치패널과 일체로 마련된다. 이와 같이, 터치패널과 일체로 마련된 액정패널(100)은, 터치패널이 부가되면서도 터치패널과 액정패널을 합착하기 위한 접착층을 배제할 수 있으므로, 접착층에 의한 불량을 방지할 수 있다. 또한, 액정패널과 터치패널이 일체로 마련되어, 전체 두께 및 무게를 최소화할 수 있으므로, 슬림한 디자인으로 휴대성이 향상될 수 있다. 이뿐만 아니라, 제1 리드전극(150)은 공통전극(125)과 동시에 형성가능하고, 제2 리드전극(160)은 화소전극(미도시)과 동시에 형성가능하여, 제조공정이 단순화되므로, 수율을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 터치패널 부착형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 터치패널의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 터치패널의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널 일체형 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 박막트랜지스터어레이기판의 하나의 화소에 대응되는 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 컬러필터어레이기판을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 A-A'의 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 B-B'의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정패널의 터치센싱 원리를 간략하게 나타낸 회로도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정패널을 간략하게 나타낸 회로도이다.
<도면의 주요부분에 대한 식별번호 설명>
100: 액정패널 110: 박막트랜지스터어레이기판(TFT기판)
120: 컬러필터어레이기판(CF기판) 130: 액정층
140: 스페이서 150: 제1 리드전극
160: 제2 리드전극 300: 보상전극

Claims (9)

  1. 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판;
    상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이의 간격이 유지되도록, 상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에 배치되는 복수의 스페이서;
    상기 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판 사이에 충진되는 액정층;
    소정 간격으로 이격되어, 상기 복수의 스페이서 중 대응하는 적어도 하나의 스페이서를 포함한 상기 컬러필터 어레이 기판 배면의 일부에 각각 배치되는 복수의 제1 리드전극;
    상기 박막 트랜지스터 어레이 기판의 상면에, 상기 복수의 제1 리드전극에 각각 접촉되도록 배치되는 복수의 제2 리드전극; 및
    상기 컬러필터 어레이 기판의 상면에 배치되어 교류전압이 인가되는 보상전극을 포함함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 어레이 기판은,
    화소영역이 정의되도록 서로 교차하여 배치되는 복수의 게이트라인과 복수의 데이터라인;
    상기 게이트라인과 데이터라인의 교차부분에 배치되는 복수의 표시트랜지스터;
    상기 게이트라인에 교차하고 상기 데이터라인에 평행하게 배치되는 복수의 리드아웃라인; 및
    상기 복수의 제2 리드전극에 각각 연결되고, 상기 게이트라인과 상기 리드아웃라인의 교차부분에 배치되는 복수의 스위치트랜지스터를 포함함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 스위치트랜지스터 각각은,
    상기 게이트라인을 통한 게이트 신호에 따라 턴온-턴오프하고, 턴온하면 상기 보상전극과 상기 제1 리드전극 사이의 정전용량에 축적된 터치전압을 상기 리드아웃라인으로 출력함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컬러필터 어레이 기판은,
    상기 화소영역 외곽에 대응되어 배치되는 블랙매트릭스층;
    상기 블랙매트릭스층과 적어도 일부가 중첩되고, 상기 화소영역에 대응되어 배치되는 컬러필터층; 및
    상기 컬러필터층 배면의 표면이 평평하도록 상기 컬러필터층의 배면에 배치 되고, 배면에 상기 복수의 스페이서 및 상기 복수의 제1 리드전극이 형성되는 오버코트층을 포함함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스층은 아크릴 또는 폴리머 계열의 물질로 마련됨을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 컬러필터 어레이 기판은,
    상기 오버코트층의 배면에, 상기 화소영역에 대응되고, 상기 제1 리드전극과 절연되도록 배치되는 공통전극을 더 포함함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 보상전극의 상부면에 배치되는 보호기판을 더 포함함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 리드전극은 제1 방향과 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 배치됨을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장 치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 리드전극은 연속하는 두 개 이상의 스페이서에 대응함을 특징으로 하는 터치패널 일체형 액정표시장치.
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CN105319779A (zh) * 2014-07-29 2016-02-10 乐金显示有限公司 触摸屏液晶显示装置

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