液晶显示设备的制作方法

专利名称：液晶显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示设备，更具体地，涉及这样一种液晶显示设备 及其制造方法，该液晶显示设备具有嵌入在液晶面板内以感应触摸并能 够通过改变读出线的位置来防止串扰以改善触摸灵敏度的光学传感器。
背景技术：
本申请要求2008年5月27日提交的韩国专利申请 No. 10-2008-0049074的优先权，此处以引证的方式并入其全部内容，就 像在此进行了完整阐述一样。
随着信息导向的社会的发展，显示器领域已经得到快速发展以从视 觉上表达电数据信号，并且具有诸如薄外形、轻重量以及低功耗等优良 性能的各种平板显示设备已被开发，并迅速替代常规的阴极射线管 (CRT)。
平板显示设备包括液晶显示设备(LCD)、等离子显示面板设备 (PDP)、场致发射显示设备(FED)、电致发光显示设备(ELD)等。所 有上述平板显示设备基本包括平板显示面板以显示图像。平板显示面板 包括一对彼此粘接的透明绝缘基板，同时在两基板之间夹有本征发光 (intrinsic luminescent)材料或偏振材料层。
在这些平板显示设备中，液晶显示设备通过利用电场调节液晶的光 透射率来显示图像。因此，液晶显示设备包括具有液晶单元的显示面板、 用于将光照射到显示面板上的背光单元、以及用于驱动液晶单元的驱动
显示面板被构造为使得多条选通线和多条数据线相互交叉来限定多 个单元像素区。在各个像素区中，提供有彼此相对的薄膜晶体管阵列基 板和滤色基板、被定位来保持这两个基板之间的特定单元间隙的间隔体、以及填充在该单元间隙中的液晶。
薄膜晶体管阵列基板包括选通线和数据线、用作开关元件并形成在 选通线和数据线的交叉处的薄膜晶体管、形成在液晶单元中并连接到薄 膜晶体管的像素电极、以及涂敷在其上的配向层。选通线和数据线分别 通过焊盘从驱动电路接收信号。
薄膜晶体管响应于提供给选通线的扫描信号，将提供给数据线的像 素电压信号提供给像素电极。
滤色阵列基板包括形成在液晶单元中的滤色器、被提供来将滤色器 彼此分离并反射外部光的黑底、用于向液晶单元共同地提供基准电压的 公共电极、以及涂敷在其上的配向层。
将单独制造的薄膜晶体管阵列基板和滤色阵列基板对准，然后使其 彼此粘接。之后，将液晶注入到这两个基板之间的间隙中，并且密封该 间隙。
在如上所述制造的液晶显示设备中，光学传感器形成在显示面板内 部，以根据外部光的亮度来控制背光单元。期望将已被粘接在显示面板 外部而导致体积增加的触摸板安装在显示面板的内部。
下文中，将参照附图描述包括光学传感器的常规液晶显示设备。 图1示出了包括光学传感器的常规液晶显示设备的截面图。 如图1所示，包括光学传感器的常规液晶显示设备包括具有光学传 感器7的液晶面板10、位于液晶面板10下面的多个光学膜11、提供在 光学膜11下面的诸如灯的光源、用于结合并支撑设置在其上的光学膜11
和液晶面板10的背光单元20、以及用于覆盖液晶面板10的不包含其上 表面的侧部和背光单元20的外壳30。
在这种情况中，液晶面板10包括彼此相对的具有光学传感器7的薄 膜晶体管基板6和滤色基板5。液晶层(未示出)形成在滤色基板5和薄 膜晶体管基板6之间，以根据电压的施加来执行显示功能。
此外，钝化膜8位于液晶面板10上，以防止由于手指的接触而造成 的液晶面板10的损坏。
下面解释包括光学传感器的常规液晶显示设备的操作。薄膜晶体管基板6的光学传感器7检测背光单元20和外部光的光照 度，并检测手指1或阴影部分所反射的光以读取当触摸动作发生时的触 摸坐标，由此感应触摸。g卩，在已进行触摸的部分中，外部光被手指1
遮蔽，并且从背光单元20发出的部分光从手指1的表面反射，由此通过
发光量感应触摸。
在这种情况中，以灰度级表示光学传感器7的输出电压。 一个光学
传感器提供图像中的一个像素值。通过应用这种算法感知触摸坐标。
图2示出了常规液晶显示设备的电路图。图3示意性示出了图2的 读出线和相邻数据线之间产生的寄生电容问题。
如图2和3所示，在普通液晶显示设备中，多条选通线41和数据线 42a、 42b和42c相互交叉，以限定像素区。在选通线41与数据线42a、 42b和42c的交叉部分处设置薄膜晶体管Tpixel。驱动电压线(VDRV) 43和存储电压线(VSTO) 45与各条选通线41平行地隔开。此外，在像 素区中形成像素电极。
在这种结构中，数据线分别包括B、 R和G色彩的第一到第三数据 线42a、 42b和42c。读出线51形成在第二数据线(红数据线)42b附近。 读出线51位于相邻的第一数据线(蓝数据线)42a和第二数据线(红数 据线)42b的像素电极的外侧之间。
图1的各个光学传感器7包括输出晶体管Ta，该输出晶体管TA 的栅极连接到前一选通线41，该输出晶体管TA的漏极连接到读出线51; 形成在输出晶体管ta的源极和存储电压线45之间的电容器Cs;以及感 应晶体管Ts，该感应晶体管Ts的漏极连接到输出晶体管TA的源极，该 感应晶体管Ts的源极连接到驱动电压线(VDRV) 43，该感应晶体管Ts 的栅极连接到存储电压线(VSTO) 45。
下面解释光学传感器的操作。即，通过驱动电压线43将12V的驱动 电压施加到感应晶体管Ts的源极，并且通过存储电压线45将OV的电压 施加到感应晶体管Ts的栅极。当在感应晶体管Ts的有源层中感应到特定 光量时，根据该感应到的光量，产生光电流并且该光电流经由沟道从感 应晶体管Ts的源极流到漏极。该光电流通过感应晶体管Ts的漏极流到电
6容器CS。因此，该光电流产生的电荷通过驱动电压线43和存储电压线
45被积累在电容器Cs中。电容器Cs中积累的电荷通过输出晶体管TA 流到读出线51，以被连接到读出线51的检测单元(读出IC)检测。基 于该光电流的值确定是否进行触摸。
艮口，根据感应晶体管Ts中感应到的光量来改变连接到读出线51的 检测单元中检测到的信号。因此，可以感应图像，例如文档、图像扫描 以及触摸输入。在用户的控制下，感应到的图像可以被传输到控制器等， 或者可以被显示在液晶显示面板的屏幕上。
如图3所示，由于光学传感器，在彼此相邻并且形成在同一层上的 读出线51和第二数据线(红数据线)42b之间形成较大的寄生电容46。
此外，在与读出线51相同的像素区中所形成的第一数据线(蓝数据 线)42a内产生第二寄生电容。尽管第二寄生电容比寄生电容46小，但 是仍可能影响显示。
因此，由于寄生电容和第二寄生电容，可能发生垂直串扰。
垂直串扰是导致触摸算法的应用中的故障的因素之一。具体来说， 在向红像素施加电压而未向绿和蓝像素施加电压的常白LCD中，显示的 串扰增加。
串扰的增加由传感器的位置所导致。近来，传感器仅位于蓝像素处。 传感器被设置在与掩模上的红数据线最接近的位置处。因此，读出线和 红数据线之间的寄生电容值为最大值，并且根据颜色在感应屏幕中存在 变化。
常规液晶显示设备具有以下问题。
当在外部提供光学传感器时，不能制造纤薄的液晶显示设备。在用 于将光学传感器连接到内部液晶面板的部件粘接中，需要大量部件和时 间。
因此，当在内部设置光学传感器时，光学传感器通常位于蓝像素区。 具体来说，用于检测光学传感器所感应到的电压值或电流值的读出线应 该平行地形成，并且邻近与蓝像素区最近的用于显示红色的数据线。因 此，由于寄生电容的产生，在这些位置处发生严重的垂直串扰。此外，寄生电容还影响光学传感器所位于的蓝像素区。
此外，由于触摸的感应，电荷量在光学传感器中所包含的电容器内
增加，并且这些电荷被传输到存储电压线，由此导致由于施加到存储电
压线的相电压的失真造成的水平串扰。

发明内容
因此，本发明涉及一种液晶显示设备，其能够基本上克服因相关技 术的局限和缺点带来的一个或更多个问题。
本发明的目的是提供这样一种液晶显示设备及其制造方法，即，所 述液晶显示设备具有嵌入在液晶面板中以感应触摸的光学传感器，并且 能够通过改变读出线的位置来防止串扰，以改善触摸灵敏度。
本发明的附加优点、目的和特征将在下面的描述中部分描述且将对 于本领域普通技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实 践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构 可以实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些目的和其他优点，按照本发明的目的，作为具体和广 义的描述， 一种液晶显示设备包括设置在第一基板上以彼此隔开的多 个像素区；被形成为沿第一方向分隔所述像素区的选通线；与所述选通 线平行的驱动电压线；沿与所述第一方向交叉的第二方向形成在所述像 素区之间的数据线；与所述驱动电压线平行的存储线；沿所述第二方向 与相邻数据线分隔开一个像素区的读出线；形成在所述选通线和所述数 据线的交叉部分处的显示晶体管；形成在所述像素区中的像素电极；形 成在所述选通线和所述读出线之间的输出开关晶体管；形成在所述输出 开关晶体管和所述存储线之间的电容器；以及形成在所述输出开关晶体 管和所述存储线上的光感应晶体管。
应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明
性的，且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。


附图被包括在本申请中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本 申请中且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，且与说 明书一起用于解释本发明的原理。在附图中-
图1示出了包括光学传感器的常规液晶显示设备的截面图2示出了表示常规液晶显示设备的电路图3示意性示出了图2的读出线和相邻数据线之间产生的寄生电容
问题；
图4示出了表示根据本发明的液晶显示设备的电路图； 图5示出了根据本发明的液晶显示设备的平面图； 图6A和6B示出了根据本发明的液晶显示设备的截面图； 图7示出了表示根据本发明的第二实施方式的液晶显示设备的电路 图；以及
图8示出了表示根据本发明的第三实施方式的液晶显示设备的电路图。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明的优选实施方式，在附图中示例出了其示例。 在可能的情况下，相同的标号在整个附图中代表相同或类似部件。 下文中，将参照附图详细描述根据本发明的液晶显示设备。 图4示出了表示根据本发明的液晶显示设备的电路图。 如图4所示，根据本发明的液晶显示设备包括彼此相对以包括相互 隔开的多个像素区的第一基板100 (见图6A和6B)和第二基板、以及 填充在第一和第二基板之间的液晶层(未示出)。第一基板100包括被形 成为沿第一方向分隔像素区的选通线111;与选通线111平行并相互隔开 的驱动电压线113和第一存储线115;数据线112a、 112b和112c;沿与 第一方向交叉的第二方向形成在像素区之间的读出线122和第二存储线 124;形成在选通线111与数据线112a、 112b和112c的交叉部分处的显 示晶体管(Tpixel) 131;形成在像素区中的像素电极105;以及形成在选 通线111、驱动电压线113、第一存储线115、读出线122和第二存储线
9124之间的触摸感应部分。
具体地，各个触摸感应部分包括输出开关晶体管(TA) 134，该输
出开关晶体管(ta)134的栅极连接到选通线lll，该输出开关晶体管(ta) 134的漏极连接到读出线122;形成在输出开关晶体管(Ta) 134的源极 和第一存储线115之间的电容器(Cs) 133;以及光感应晶体管(Ts) 132， 该光感应晶体管(Ts) 132的栅极连接到第二存储线124，该光感应晶体 管(Ts) 132的源极连接到驱动电压线113，该光感应晶体管(Ts) 132 的漏极连接到输出开关晶体管(Ta) 134的源极。
在这种情况中，第二存储线124和读出线122形成在相邻的像素区 之间。因此，与常规结构相比，可以防止数据线112和读出线122彼此 相邻地设置。即，读出线122和第二存储线124被形成为在像素区之间 的相同位置处彼此隔开，并且分别与相邻的数据线U2a和112b分隔开一 个像素区。
数据线包括第一到第三数据线112b、 112c和112a，向上述数据线分 别施加用于显示红、绿和蓝色的信号。读出线122和第二存储线124形 成在第三数据线112a与第一数据线112b之间的像素区之间。
在根据本发明的实施方式的液晶显示设备中，读出线122和第二存 储线124与数据线隔开至少一个像素区，由此防止由于与垂直方向上的 数据线邻近而产生的垂直串扰。
具体来说，可以防止在没有诸如像素电极的其他元件的情况下，当 数据线112a、112b与112c和读出线122被彼此相邻形成时而产生的耦合。 常规地，当将触摸感应部分选择性地形成在蓝像素处并且将读出线122 形成为与用于显示红色的第一数据线112b相邻时，由于当读出线122与 用于显示红色的第一数据线112b相邻时在红像素区中产生的耦合，造成 红像素区和其他像素区之间亮度差异。然而，在上面的实施方式中，因 为数据线与读出线隔开至少一个像素区，所以可以防止这种现象。
在这种情况中，平行于数据线U2a、 112b与112c而形成第二存储 线。沿垂直方向分离地设置第二存储线，以使其连接到形成在触摸感应 部分处的电容器133和光感应晶体管132。因此，因为与水平形成的第一
10存储线115分离地形成第二存储线，所以可以通过施加不同信号来操作
第一和第二存储线。通过第一存储线115来操作像素的存储电容器Cst， 而通过施加到第二存储线124的信号来操作触摸感应部分。
此外，即使读出线122和第二存储线124彼此相邻地形成，因为0V 的恒定电压被持续施加到第二存储线124，并且读出线122为检测线，所 以几乎不发生耦合。
应用于数据线112a、 112b和112c的像素区被形成为具有相同尺寸。
此外，形成在读出线122的左侧和第二存储线124的右侧的像素电 极105被分别连接到形成在左侧和右侧的第三数据线112a和第一数据线 112b。形成在左像素区和右像素区的显示晶体管Tpixel以不同方向分别 形成在左侧和右侧。
此外，读出线122和第二存储线124被设置在相同位置处。当红、 绿和蓝像素区被限定为一个像素时，多个像素区形成多个像素。根据按 顺序的像素，重复地设置第一到第三数据线112a、 112b和112c。读出线 122和第二存储线124形成在n (自然数)个像素中的每一个中的第三数 据线112a和第一数据线112b之间的位置处。
下面描述触摸感应部分的操作。
艮口， 12V的驱动电压通过驱动电压线113施加到开关晶体管(Ts) 132的源极，而OV的电压通过第一存储线115施加到开关晶体管(Ts) 132的栅极。当在开关晶体管(Ts) 132的有源层中感应到特定光量时， 根据该感应到的光量，产生光电流并且该光电流经由沟道从开关晶体管
(Ts) 132的源极流到漏极。该光电流通过开关晶体管(Ts) 132的漏极 流到电容器(Cs) 133。因此，该光电流产生的电荷通过驱动电压线113 和第一存储线115被积累在电容器Cs中。电容器Cs中积累的电荷通过 第一薄膜晶体管TA流到读出线122，以被连接到读出线122的检测单元
(读出IC)检测。基于该光电流的值确定是否进行触摸。
艮口，根据开关晶体管(Ts)中感应到的光量来改变连接到读出线122 的检测单元中检测到的信号。因此，可以感应图像，例如文档、图像扫 描以及触摸输入。在用户的控制下，感应到的图像可以被传输到控制器等，或者可以被显示在液晶显示面板的屏幕上。
下文中，将参照附图详细描述根据本发明的液晶显示设备。
图5示出了根据本发明的液晶显示设备的平面图。图6A和6B示出
了根据本发明的液晶显示设备的截面图。
如图5、图6A和图6B所示，根据本发明的液晶显示设备包括彼此 交叉以限定像素区的选通线111和数据线112。驱动电压线113和第一存 储线115被形成为与选通线111平行地隔开。此外，读出线122和第二 存储线124被形成为与数据线112平行地隔开，该数据线112与选通线 111交叉。
在这种情况中，显示晶体管Tpixel包括被形成为从选通线111突出 的栅极llla、被形成为从数据线112到栅极llla以"U"形突出的源极 212a、以及与源极212a隔开的漏极212b。此外，提供有在源极212a和 漏极212b之间具有U形沟道的第一半导体层135。
输出开关晶体管(TA)包括从选通线111的其他区域突出的栅极 lllb、被形成为从读出线122以"U"形突出的漏极122a、以及从第二金属 电极142突出的源极142a，所述第二金属电极142形成在与源极/漏极 212a和212b相同的层上，所述源极/漏极212a和212b形成在第一存储 线115与驱动电压线113之间。在这种情况中，提供有在漏极122a和源 极142a之间具有U形沟道的第二半导体层136。
此外，第一金属电极125形成在与第二金属电极142下面的选通线 111相同的层上。第一金属电极125还包括沿与读出线122和第二存储线 124交叉的方向而突出的突出图案125a。
此外，在与像素电极105相同层上，经过驱动电压线113的特定部 分的第一透明电极图案106、以及经过第二存储线124和突出图案125a 的第二透明电极图案107被形成为诸如氧化铟锡(ITO)的透明电极。
第一透明电极图案106通过第三接触孔139c与驱动电压线113电接 触，并且通过第四接触孔139d与形成在第一金属电极125上的第二金属 子图案142b电接触。
此外，像素电极105分别形成在像素区中。阻光图案115a被形成为从第一存储线115突出，以覆盖像素电极105的边界部分。存储电容器
Cst形成在阻光图案115a和像素电极105的交叠部分处。
第一金属电极125也形成在与第二金属电极142下面的选通线111 相同的层上。第一金属电极125还包括在与读出线122和第二存储线124 交叉的同时还突出的突出图案125a。
此外，第二透明电极图案107通过第一接触孔139a电连接到第二存 储线124，并通过第二接触孔139b电连接到突出图案125a。
此外，第二金属子图案142b用作光感应晶体管的漏极，而第二金属 电极142用作光感应晶体管的源极。光感应晶体管被形成为包括第三半 导体层137和在该第三半导体层137下面提供的第一金属电极125。在这 种情况中，第二金属子图案142b通过第四接触孔139d连接到驱动电压 线113，以向第二金属子图案142b施加驱动电压。通过第一接触孔139a 将存储电压从第二存储线124施加到第一金属电极125。
在这种情况中，通过驱动电压线113施加范围从5V到25V的恒定 电压。将范围从-10V到5V的电压施加到第一和第二存储线115和124。
可以根据光感应晶体管132、读出线122的寄生电容、连接到读出 线122端部的检测单元的性能(主要和OPamp相关)、高度(latitude)、 面板的透射率、背光单元的光照度等，来改变通过驱动电压线113施加 的驱动电压以及通过第一和第二存储线115和124施加的存储电压。
参照图6A和6B，在截面图中，选通线lll、第一存储线115、驱动 电压线113、第一金属电极125、从其中突出的栅极llla与lllb、突出 图案125a以及阻光图案115a由同一层上的第一金属形成。
然后，在由第一金属制成的结构的整个表面上形成栅绝缘膜117。
此外，第一到第三半导体层135、 136和137形成在第一金属电极 125以及栅极llla和lllb的特定部分上的栅绝缘膜117上。
此外，数据线112、读出线122、第二存储线124、第二金属电极142、 从其中突出的源极212a和142a、第二金属子图案142b以及漏极212b和 122a由同一层上的第二金属形成。在这种情况中，源极212a、 142a和142 以及漏极212b、 142b和142a分别形成在第一到第三半导体层135、 136
13和137的相对两侧处。
此外，在栅绝缘膜117的包括数据线112、读出线122、第二存储线 124、第二金属电极142、源极212a和142a、第二金属子图案142b以及 漏极212b和122a在内的整个表面上形成钝化膜118。
然后，选择性地去除钝化膜118，以限定第一到第四接触孔139a、 139b、 139c和139d。
形成在钝化膜118的包括第一和第二接触孔139a和139b的区域处 的第二透明电极图案107电连接到第二存储线124和突出图案125a。形 成在钝化膜118的包括第三和第四接触孔139c和139d的区域处的第一 透明电极图案106电连接到驱动电压线和第二金属子图案142b。
在这种情况中，栅绝缘膜117和钝化膜118采用由感光压克力 (photoacryl)或苯并环丁烯(BCB)制成的低介电常数(low-k)有机绝缘 膜，由此防止读出线122和相邻电极之间的寄生耦合。
去除第二基板的与光感应晶体管132相对应的黑底层，以保持开放 状态，由此感应外部光。
在这种情况中，第二基板(相对基板)还包括覆盖选通线111、数据 线112和显示晶体管(Tpixd) 131的黑底层(未示出)，以及与像素区对 应形成的红、绿和蓝滤色器层(未示出)。并且，公共电极(未示出)形 成在第二基板的包括黑底层和滤色器层的整个表面上。
此外，用作光感应晶体管132的栅极的第一金属电极125形成在与 选通线111相同的层上。第一金属电极125利用第二透明电极图案107 通过第一接触孔139a和第二接触孔13%电连接到第二存储线124，以向 第一金属电极125施加存储电压。此外，用作光感应晶体管132的漏极 的第二金属电极142形成在与数据线相同的层上，以具有比第一金属电 极125更大的面积，同时覆盖第一金属电极125。当形成光感应晶体管 132时，阻光第二金属电极142被形成为相对于单元粘接的边缘具有较大 面积，从而防止光感应晶体管132处的漏光。有时，第一金属电极125 可以具有比第二金属电极142大的面积。在这两种情况中，第一和第二 金属电极125和142以及黑底层可以防止从第一基板100下面提供的下光源所发出的光入射到光感应晶体管132上。
可以在没有附加掩模工序的情况下，使用五道掩模工序或四道掩模 工序来形成根据本发明的实施方式的液晶显示设备。
此外，通过用于形成至少一个像素电极的区域来将读出线与相邻数 据线隔开，以防止其间的耦合并减小由于边缘场导致的寄生电容，由此 将红、绿和蓝像素之间亮度的差异降至最小。
此外，用作像素的存储电容器的一个电极的第一存储线与用于感应 触摸的第二存储线分离，由此将液晶电容对触摸感应的影响降至最小。 有时，可以去除水平第一存储线115，并且可以通过将前一选通线与像素 电极交叠来形成存储电容器。
此外，尽管在上面的实施方式中，在相同位置(相同像素区之间)
提供读出线122和第二存储线124，但是也可以在不同位置(不同像素区 之间)提供读出线122和第二存储线124。即使在后一种情况中，也将读 出线122形成为与相邻数据线隔开至少一个像素区。
在上面的实施方式中，触摸感应部分位于蓝像素区。然而，触摸感 应部分可以交替地位于蓝、红和绿像素区，以减小根据颜色的亮度差异。
图7示出了表示根据本发明的第二实施方式的液晶显示设备的电路图。
在图7的第二实施方式中，用于感应触摸的第一感应部分510形成 在红像素处，而用于感应下一触摸的第二感应部分511形成在绿像素处。
根据第二实施方式，触摸感应部分交替地形成在红、绿和蓝像素区。 当三个红、绿和蓝像素区被限定为一个像素并且针对每四个像素形成触 摸感应部分时，下一感应部分形成在相应像素处的下一像素区。例如， 当针对每四个像素形成触摸感应部分时，针对每十三个像素区提供感应 部分。即，传感器位于跳过四个像素之后的下一颜色的像素区(子像素)。 因此，当针对每十三个子像素而定位的一个传感器初始位于红像素区时， 下一触摸感应部分位于绿像素区，并且下一触摸感应部分位于蓝像素区。
以相同的方式，当n为自然数时，针对3n+l个像素区形成感应部分。 在这种情况中，基于在一个像素中形成红、绿和蓝像素区的事实来确定3n。
一般来说，当传感器仅位于蓝像素区时，产生根据颜色的差异。因 此，在第二实施方式中，触摸感应部分交替地位于RGB像素区，以去除 根据颜色的差异。
在最新的7英寸WVGA LCD型号中，针对每四个像素提供一个触 摸感应部分来进行笔写。传感器分辨率为33 PPI，而传感器间隔约为 0.78mm。
如上所述，因为红、绿和蓝数据线的信号交替地影响传感器输出线， 所以可以减小根据颜色的感应差异。在水平方向上，针对约每四个像素 定位一个触摸感应部分，以保持常规传感器分辨率。当针对每十三个像 素区提供一个传感器时，传感器间隔约为0.85mm，该间隔足够用于笔写。 此外，因为像素区的开孔率被保持为与常规情况相同的水平，所以可以 在不减小开孔率的情况下实现应用。
在这种情况中，针对每个红、绿和蓝像素区以相同数目提供感应部 分510和511 (在X方向上形成)，以对红、绿和蓝像素区产生相同影响。
光学传感器是根据传感器分辨率可变的。
在与数据线平行的Y方向上，感应部分510和511位于相同像素区。
因此，可以将用于把传感器线连接到读出线的线的数目减至最小，由此 减小IC沟道的数目并将IC的数目减至最小。
优选地，所有像素的黑底层被设计为具有与包含传感器的像素相同 的尺寸，以消除具有感应部分的像素和没有感应部分的像素之间显示上 的差异。
图8示出了表示根据本发明的第三实施方式的液晶显示设备的电路图。
如图8所示，根据本发明的第三实施方式的液晶显示设备包括彼此 相对以包括相互隔开的多个像素区的第一基板(未示出)和第二基板(未 示出)，以及填充在第一与第二基板之间的液晶层(未示出)。
第一基板包括被形成为沿第一方向分隔像素区的选通线311;平行于 选通线311并彼此隔开的驱动电压线313和第一存储线315;沿与第一方向交叉的第二方向形成在像素区之间的数据线312a、 312b和312c;读出 线322;形成在选通线311与数据线312a、 312b和312c的交叉部分处的 显示晶体管(Tpixel) 331;形成在像素区中的像素电极305;以及形成在 选通线311、驱动电压线313、存储线315和读出线322之间的触摸感应部分。
具体地，各个触摸感应部分包括输出开关晶体管(TA) 334，该输出 开关晶体管(TA) 334的栅极连接到选通线311，该输出开关晶体管(TA) 334的漏极连接到读出线322;形成在输出开关晶体管(TA) 334的源极 和存储线315之间的电容器(Cs) 333;以及光感应晶体管(Ts) 332， 该光感应晶体管(Ts)332的栅极连接到存储线315，该光感应晶体管(Ts) 332的源极连接到驱动电压线313,漏极连接到输出开关晶体管(TA) 334 的源极。
在这种情况中，读出线322形成在相邻的像素区之间。因此，与常 规结构相比，可以防止数据线312和读出线322彼此相邻设置。S卩，读 出线322被形成为与在像素区之间相同位置处的数据线312隔开，并且 分别与相邻的数据线312a和312c分隔开一个像素区。
数据线包括第一到第三数据线312a、 312b和312c，向上述数据线分 别施加用于显示红、绿和蓝色的信号。读出线322形成在第三数据线312c 与第一数据线312a之间的像素区之间。
在根据第三实施方式的液晶显示设备中，读出线322与相邻数据线 隔开至少一个像素区，由此防止由于在垂直方向与数据线相邻而产生的 垂直串扰。
具体来说，可以防止在没有诸如像素电极的其他元件的情况下，当 数据线312a、 312b和312c以及读出线322彼此相邻形成时而产生的耦 合。常规地，当触摸感应部分选择性地形成在蓝像素处并且读出线322 被形成为与用于显示红色的第一数据线312a相邻时，由于当读出线322 与用于显示红色的第一数据线312a相邻时在红像素区中产生的耦合，造 成红像素区和其他像素区之间的亮度差异。然而，在第三实施方式中， 因为数据线与读出线隔开至少一个像素区，所以可以防止这种现象。第三实施方式与第一实施方式的不同之处在于仅平行于选通线形成 一条存储线。在这种情况中，因为读出线与数据线隔开至少一个像素区， 所以可以防止由于读出线和数据线之间产生的寄生电容而发生的串扰。 存储线可以与像素电极的部分交叠，以形成存储电容器。
应用于第一到第三数据线312a、 312b和312c的像素区被形成为具 有相同尺寸。
此外，形成在读出线322的左侧和右侧的像素电极305分别连接到 形成在左侧和右侧的第三数据线312c和第一数据线312a。形成在左像素 区和右像素区的显示晶体管Tpixd以不同方向分别形成在左侧和右侧。
此外，当红、绿和蓝像素区被限定为一个像素时，多个像素区形成 多个像素。根据按顺序的像素，重复地设置第一到第三数据线312a、 312b 和312c。在n (自然数)个像素中的每一个中形成读出线322。读出线 322可以形成在第三数据线312c和第一数据线312a之间的位置处，或者 可以交替地形成在红、绿和蓝像素区。实验上，在后一种情况中，在没 有根据颜色的亮度差异的情况下，可以实现均匀的光感应。
第三实施方式中的触摸感应部分的操作与第一实施方式中的相同。
根据本发明的液晶显示设备具有以下效果。
首先，数据线与读出线相互分隔开至少一个像素区。因此，可以减 小由于数据信号造成的读出线的耦合现象，并且可以显著减小感应操作 中屏幕上的垂直串扰。
第二，用作像素的公共线的第一存储线和用于感应触摸的第二存储 线分别分离地设置在水平和垂直方向上。因此，可以减小连接到第二存 储线的触摸感应部分的负载，由此减小失真现象。此外，因为针对存储 电容器，以与第一存储线分离的方式形成第二存储线，所以可以防止触 摸感应操作中对液晶电容器(Clc)的影响。
第三，可调整根据颜色的数据线位置，并且在像素区之间形成读出 线和第二存储线。因此，可以在不损失开孔率和不产生串扰的情况下， 提供光学传感器型的触摸感应部分。
第四，触摸感应部分交替地设置在红、绿和蓝像素区。因此，可以减小当触摸感应部分设置在具有相同颜色的像素区时可能产生的亮度差 异。g卩，在应用触摸算法中，可以消除由于根据颜色的感应屏幕中的差 异而产生的触摸感应差异和故障，由此有助于将来与光学传感器相关的
单元内触摸技术(in-cell touch technology)的发展。
第五，因为触摸感应部分形成在薄膜晶体管阵列的内部，所以可以 通过在不粘接额外传感器的情况下形成薄膜晶体管阵列的工序来形成光 学传感器。因此，可以制造纤薄的液晶面板。
对于本领域技术人员而言很明显，在不偏离本发明的精神或范围的 条件下，可以在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明在落入所 附权利要求及其等同物的范围内的条件下旨在涵盖本发明的修改和变 型。
权利要求
1、一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括设置在第一基板上以彼此隔开的多个像素区；被形成为沿第一方向分隔所述像素区的选通线；与所述选通线平行的驱动电压线；沿与所述第一方向交叉的第二方向形成在所述像素区之间的数据线；与所述驱动电压线平行的存储线；沿所述第二方向与相邻数据线分隔开一个像素区的读出线；形成在所述选通线和所述数据线的交叉部分处的显示晶体管；形成在所述像素区中的像素电极；形成在所述选通线和所述读出线之间的输出开关晶体管；形成在所述输出开关晶体管和所述存储线之间的电容器；以及形成在所述输出开关晶体管和所述存储线上的光感应晶体管。
2、 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述输出开关晶体管 具有连接到所述选通线的栅极和连接到所述读出线的漏极，并且所述光感应晶体管具有连接到所述存储线的栅极、连接到所述驱动 电压线的源极、以及连接到所述输出开关晶体管的源极的漏极。
3、 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述驱动电压线形成 在与所述选通线相同的层上。
4、 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述读出线形成在与 所述数据线相同的层上。
5、 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述数据线包括第一 到第三数据线，向所述第一到第三数据线分别施加用于显示红色、绿色 和蓝色的信号，并且将所述像素区形成为使得红、绿和蓝像素区按顺序设置，并且所述 读出线交替并且均一地形成在所述红、绿和蓝像素区。
6、 根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中所述像素电极被形成为具有相同尺寸。
7、 一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括 设置在第一基板上以彼此隔开的多个像素区； 被形成为沿第一方向分隔所述像素区的选通线； 与所述选通线平行的驱动电压线；沿与所述第一方向交叉的第二方向形成在所述像素区之间的数据 线、读出线和存储线；形成在所述选通线和所述数据线的交叉部分处的显示晶体管； 形成在所述像素区中的像素电极，-形成在所述选通线和所述读出线之间的输出开关晶体管； 形成在所述输出开关晶体管和所述存储线之间的电容器；以及 形成在所述输出开关晶体管和所述存储线上的光感应晶体管， 其中所述读出线和所述存储线以彼此隔开的方式形成在所述像素区 之间的相同位置处，并且与相邻数据线分隔开一个像素区。
8、 根据权利要求7所述的液晶显示设备，其中针对每3n+l个像素 区提供各条所述读出线和各条所述存储线，其中n为自然数。
9、 根据权利要求8所述的液晶显示设备，该液晶显示设备还包括 与所述第一基板相对的第二基板；形成在所述第二基板上以覆盖所述选通线、所述数据线和所述显示 晶体管的黑底层；以及与所述像素区对应形成的红、绿和蓝滤色器层。
10、 根据权利要求9所述的液晶显示设备，其中所述光感应晶体管 的栅极电连接到所述存储线，并且所述栅极由形成在与所述选通线相同 的层上的第一金属电极制成，所述光感应晶体管的漏极连接到所述输出开关晶体管的源极，所述 源极由第二金属电极制成，所述第二金属电极形成在与所述数据线相同 的层上以覆盖所述第一金属电极，并且所述第一金属电极、所述第二金属电极以及所述黑底层防止从所述 第一基板的下部发出的光入射到所述光感应晶体管上。
全文摘要
本发明公开了一种液晶显示设备，该液晶显示设备具有用于感应触摸并被嵌入在液晶面板中以改善触摸灵敏度的光学传感器。一种液晶显示设备包括位于第一基板上的彼此隔开的像素区；被形成为沿第一方向分隔该像素区的选通线；与选通线平行的驱动电压线；沿与第一方向交叉的第二方向形成在像素区之间的数据线；与驱动电压线平行的存储线；沿第二方向与相邻数据线分隔开一个像素区的读出线；形成在选通线和数据线的交叉处的显示晶体管；形成在像素区中的像素电极；形成在选通线和读出线之间的输出开关晶体管；形成在输出开关晶体管和存储线之间的电容器；以及形成在输出开关晶体管和存储线上的光感应晶体管。
文档编号G06F3/041GK101592810SQ200810176698
公开日2009年12月2日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年5月27日
发明者刘载星, 李副烈, 李得秀, 李炅彦, 柳尚希 申请人:乐金显示有限公司