JP2008116938A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに対向する第１基板及び第２基板と、前記第１基板上に形成されたセンシング電極と、前記第２基板上に形成されたスペーサとを含む表示装置を提供する。
【解決手段】スペーサ２５０は、外圧を受けてセンシング電極１７０に接触され、該接触される面に凹凸２６０が形成されるか、あるいはスペーサ２５０は、外圧を受けてセンシング電極１７０に接触される導電体と、該導電体が収容される凹溝とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、表示装置及びその製造方法に関し、特に、タッチパネル一体型表示装置及びその製造方法に関する。

映像を表示する表示装置には、タッチパネル方式の表示装置が含まれる。一般に、タッチパネルとは、キーボードやマウスのような入力手段無しで画面にユーザの手または物体を接触させて、前記接触位置を把握する装置である。

前記接触位置が把握されれば、前記接触位置に対応するコマンドを把握して、前記コマンドに対応する画面が出力される。

したがって、タッチパネル方式の表示装置は、タッチパネルと表示パネルとを含む。前記タッチパネルは、ユーザからのコマンドが入力され、その接触位置を把握するために備えられる。前記表示パネルは、前記コマンドに対応する画面を出力するために備えられる。

上記のように、タッチパネル方式の表示装置は、タッチパネルと表示パネルとがそれぞれ備えられるので、全体の厚みが増加するという問題点があった。また、前記タッチパネルと表示パネルとをそれぞれ製造しなければならないので、工程手順が増加し製造費用が増加するという問題点があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、タッチパネルと表示パネルとが一体になった表示装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記の表示装置を製造する方法を提供することにある。

本発明の実施の形態による表示装置は、互いに対向する第１及び第２基板と、前記第１基板上に形成された画素電極と、前記第１基板上に前記画素電極から離隔するように形成されたセンシング電極と、前記第２基板上に形成される第１スペーサとを含む。前記第１スペーサは、外圧を受けて前記センシング電極に接触され、接触される前記面に凹凸が形成される。

本発明の他の実施の形態による表示装置は、互いに対向する第１及び第２基板と、前記第１基板上に形成された画素電極と、前記第１基板上に前記画素電極から離隔するように形成されたセンシング電極と、前記第２基板上に形成された第１スペーサとを含む。前記第１スペーサは、外圧を受けて前記センシング電極に接触され、導電性の高分子材質を有する。

本発明の他の実施の形態による表示装置は、互いに対向する第１及び第２基板、前記第１基板上に形成された画素電極、前記第１基板上に前記画素電極から離隔するように形成されたセンシング電極及び前記第２基板上に形成された第１スペーサを含む。前記第１スペーサは外圧を受けて前記センシング電極に接触される導電体と前記導電体が収容される凹溝を有する。

本発明の実施の形態による表示装置の製造方法は、次のとおりである。第１基板上に互いに離隔した画素電極とセンシング電極とを形成する。第２基板上に第１絶縁膜を形成する。前記第１絶縁膜をパターニングして、その上部面に凹凸の形成された第１スペーサを形成する。前記第２基板上に前記第１スペーサの上部面を覆う共通電極を形成する。そして、前記第１及び第２基板を合着し、前記第１スペーサを前記センシング電極の上部から離隔するように配置する。

本発明の他の実施の形態による表示装置の製造方法は、次のとおりである。第１基板上に互いに離隔した画素電極とセンシング電極とを形成する。第２基板上に導電性高分子材質の導電膜を形成する。前記導電膜をパターニングして、第１スペーサを形成する。そして、前記第１及び第２基板を合着し、前記第１スペーサを前記センシング電極の上部から離隔するように配置する。

本発明の他の実施の形態による表示装置の製造方法は、次のとおりである。第１基板上に互いに離隔した画素電極とセンシング電極とを形成する。第２基板上に絶縁膜を形成する。前記絶縁膜をパターニングして、凹溝の形成された第１スペーサと、該第１スペーサから離隔した第２スペーサを形成する。前記第１及び第２スペーサ上に前記第２基板の全面を覆うように導電膜を形成する。前記導電膜をパターニングして、前記第２スペーサを露出する共通電極を形成し、同時に前記凹溝に収納される導電体を形成する。そして、前記第１及び第２基板を合着し、前記第１スペーサを前記センシング電極の上部に接触されるように配置する。

本発明によれば、タッチパネル型表示装置において、別途のタッチパネルは不要である。また、タッチパネル機能を行うスペーサにおいて、前記スペーサの表面に凹凸や凹溝を形成して、タッチされた部分の感知能力を向上させる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。但し、本発明は、ここで説明されている実施の形態に限定されず、多様な形態に応用されて変形されることもできる。むしろ、以下の実施の形態は、本発明により開示された技術思想をより明確にし、かつ、本発明の属する分野における通常の知識を有した者に本発明の技術思想が充分に伝達され得るように提供されるものである。よって、本発明の範囲が以下で詳述する実施の形態によって限定されると解析してはならない。また、下記の実施の形態とともに提示された図面において、層及び領域の大きさは、明確な説明を強調するために簡略化されるか、多少誇張されたものであり、図面上において同じ参照番号は、同じ構成要素を示す。

図１は、本発明の実施の形態による表示装置の平面図である。

図１に示すように、互いに対向する第１基板１００及び第２基板２００が備えられる。第１基板１００には、ゲートライン１１０とデータライン１４０とが形成される。ゲートライン１１０は、概して行方向に平行して延び、データライン１４０は，概して列方向に平行して延びる。ゲートライン１１０とデータライン１４０とが行方向と列方向に交差しつつ区分される領域に画素領域ＰＡが画定される。図１は、一つの画素領域ＰＡを例示しているが、表示装置には、ゲートライン１１０、データライン１４０及び画素領域ＰＡは、複数備えられる。ただし、前記複数の画素領域ＰＡは、概して同じ構造を有するので、以下では、図１に示す一つの画素領域ＰＡを中心に本実施の形態を説明する。

画素領域ＰＡには、薄膜トランジスタＴ、画素電極１６０及びセンシング電極１７０が備えられる。薄膜トランジスタＴは、ゲート電極１１１、ソース電極１４１及びドレイン電極１４２を含む。ゲート電極１１１は、ゲートライン１１０から分岐して形成される。ソース電極１４１は、データライン１４０から分岐して形成される。ドレイン電極１４２は、ソース電極１４１から離隔する。画素電極１６０は、画素領域ＰＡに位置し、第１コンタクト孔（第１コンタクトホール）ｈ１を介してドレイン電極１４２と電気的に接続される。

画素領域ＰＡには、ゲートライン１１０及びデータライン１４０とは別途の第１センシングライン１１６ｓ及び第２センシングライン１４６ｓが備えられる。第１センシングライン１１６ｓは、ゲートライン１１０と同じレイアウト上に形成され、第２センシングライン１４６ｓは、データライン１４０と同じレイアウト上に形成されることができる。第１センシングライン１１６ｓは、概してゲートライン１１０に平行し、第２センシングライン１４６ｓは、第１センシングライン１１６ｓと絶縁され、概してデータライン１４０に平行する。第１センシングライン１１６ｓ及び第２センシングライン１４６ｓが交差する領域の近辺には、画素電極１６０から離隔したセンシング電極１７０が形成される。センシング電極１７０は、第２コンタクト孔（第２コンタクトホール）ｈ２を介して第１センシングライン１１６ｓと電気的に接続される。また、センシング電極１７０は、第３コンタクト孔（第３コンタクトホール）ｈ３を介して第２センシングライン１４６ｓと電気的に接続される。

第２基板２００上には、共通電極２４０、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０が形成される。共通電極２４０は、画素電極１６０に対応し、画素領域ＰＡの区分なしに第２基板２００上に一体に形成される。第１スペーサ２５０は、センシング電極１７０に対応して位置し、第２スペーサ２７０は、薄膜トランジスタＴのチャネル領域に対応して位置する。

図２は、図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。

図２に示すように、第１基板１００上にゲート電極１１１が形成される。ゲート電極１１１は、第１基板１００の全面を覆うゲート絶縁膜１２０で覆われる。ゲート絶縁膜１２０上には、半導体膜パターン１３０が形成される。半導体膜パターン１３０は、アクティブパターン１３１とオーム接触パターン１３２とを含む。アクティブパターン１３１は、薄膜トランジスタＴの動作時にチャネルが形成されるチャネル領域を有する。オーム接触パターン１３２は、２つの部分に分離され、該分離された部分に沿ってソース電極１４１とドレイン電極１４２とが形成される。ソース電極１４１とドレイン電極１４２とは、第１基板１００の全面を覆う保護膜１５０で覆われる。保護膜１５０は、ドレイン電極１４２を露出する第１コンタクト孔ｈ１を有する。保護膜１５０上には、互いに離隔した画素電極１６０とセンシング電極１７０とが形成される。

第２基板２００上には、遮光膜パターン２１０が形成される。遮光膜パターン２１０は、薄膜トランジスタＴと対応する領域及び画素領域ＰＡの境界を覆い、対応領域で光の透過を遮断する。遮光膜パターン２１０は、画素領域ＰＡの内部で開口され、該開口された部分にカラーフィルター２２０が形成される。カラーフィルター２２０は、光の三原色に該当する赤色、緑色及び青色フィルタを含み、前記三原色のフィルタが各画素領域ＰＡ別に交互に配置される。カラーフィルター２２０の前記三原色の組み合わせによって、カラー映像が表示される。カラーフィルター２２０上には、オーバーコート膜２３０が形成される。オーバーコート膜２３０は、第２基板２００の表面を平坦化する機能を果たす。

オーバーコート膜２３０上には、第１スペーサ２５０が形成される。第１スペーサ２５０は、センシング電極１７０と対応する領域にセンシング電極１７０から離隔するように位置する。第１スペーサ２５０は、第１基板１００側に突出した絶縁体からなり、前記絶縁体は、その上部面に凹凸２６０が形成される。第２基板２００の全面には、第１スペーサ２５０を覆う共通電極２４０が形成される。第１スペーサ２５０は、共通電極２４０で覆われて導電性を有する。共通電極２４０上には、第２スペーサ２７０が形成される。第２スペーサ２７０は、チャネル領域と対応する領域で第１基板１００の表面に接触される。第２スペーサ２７０は、チャネル領域の他に、ゲートライン１１０又はデータライン１４０と対応して位置できる。第２スペーサ２７０は、第１基板１００と第２基板２００との間の所定間隔を維持する。

表示装置の動作時、第１センシングライン１１６ｓ及び第２センシングライン１４６ｓには、レファレンス電圧（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ）が印加される。ユーザが特定のコマンドを実行するために画面上の所定領域をタッチすれば、対応領域に位置する第１スペーサ２５０がセンシング電極１７０に接触される。第１スペーサ２５０は、導電性の共通電極２４０により覆われるので、センシング電極１７０は、共通電極２４０に接続して抵抗値が変動される。また、センシング電極１７０は、第２コンタクト孔ｈ２及び第３コンタクト孔ｈ３を介して第１センシングライン１１６ｓ及び第２センシングライン１４６ｓに接続されるので、該接触される部位で前記レファレンス電圧が変動される。

したがって、前記レファレンス電圧の変動の有無を感知すれば、ユーザにより画面がタッチされた領域が把握される。該タッチされた領域が感知されれば、該タッチされた領域でユーザが選択したコマンドが把握されて、前記コマンドに対応する映像情報が表示される。

前記映像情報を表示するために、ゲートライン１１０とデータライン１４０にそれぞれゲート信号とデータ信号とが印加される。前記ゲート信号により薄膜トランジスタＴがターンオンし、前記ゲート信号に応答して、前記データ信号に対応するデータ電圧が画素電極１６０に印加される。同時に、共通電極２４０には共通電圧が印加される。前記データ電圧は、表示される映像情報に応じてフレームごとに変動し、前記共通電圧は、一定に維持される。前記データ電圧と前記共通電圧との差により、第１基盤１００と第２基板２００との間に電界が形成される。

該電界は、第１基板１００と第２基板２００との間で表示装置の種類によって備えられる様々な表示手段に作用する。例えば、液晶表示装置において前記表示手段は、液晶に相当し、第１基板１００及び第２基板２００の間には、液晶層３００が介在される。液晶層３００は、液晶を含み、前記液晶は、前記電界の強度と方向によってその配列方向が変更される。前記液晶の配列方向によって液晶層３００を通過して外部に出射される光量が変わり、該光量に応じて対応する映像が表示される。

上記のように、本実施の形態によれば、第１基板１００及び第２基板２００上にタッチパネルと表示パネルとして機能する構成要素が同時に備えられて、別途のタッチパネルが要らない。

上記の動作において、ユーザが画面をタッチするごとに第１スペーサ２５０は、センシング電極１７０に度々接触される。該接触が繰り返されれば繰り返されるほど、前記接触時の衝撃によって共通電極２４０が第１スペーサ２５０の表面で剥離され得るが、第１スペーサ２５０に形成された凹凸２６０は、上記の剥離を防止する役割を果たす。すなわち、凹凸２６０によって、共通電極２４０と第１スペーサ２５０とが接触される部分の面積が増加され、上記の剥離が防止される。また、前記接触面積が増加されて、第１スペーサ２５０の一部分で共通電極２４０が剥離されても、接触される前記位置を把握するのに充分な程度の共通電極２４０が残っているようになる。

上記の作用を鑑みると、凹凸２６０は、共通電極２４０と第１スペーサ２５０とが接触される面積を増加させるかぎり、その形状による制限はない。すなわち、凹凸２６０は、曲線形態の凹部と凸部が交互に配置された形状を有することができる。または、凹凸２６０は、とがった直線タイプの凹部と凸部が交互に配置された形状を有することができる。

第１スペーサ２５０、センシング電極１７０、第１センシングライン１１６ｓ及び第２センシングライン１４６ｓは、タッチパネルの機能を行うのにおいて、その位置による制限はない。したがって、第１スペーサ２５０、センシング電極１７０、第１センシングライン１１６ｓ及び第２センシングライン１４６ｓは、図１及び図２に示したものとは異なる位置に形成され得る。例えば、第１センシングライン１１６ｓ及び第２センシングライン１４６ｓは、遮光膜パターン２１０により隠される領域に位置できる。この場合、画素領域ＰＡにおいて光が遮断される部分の面積を最小化することにより、開口率が増加する。

図３Ａ〜図３Ｄは、図２の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。

図３Ａに示すように、第１基板１００上にゲート導電膜が形成され、前記ゲート導電膜がパターニングされて、ゲート電極１１１が形成される。前記ゲート導電膜のパターニングの際、ゲートライン１１０と第１センシングライン１１６ｓが共に形成されることができる。次に、ゲート絶縁膜１２０、半導体膜パターン１３０が形成される。半導体膜パターン１３０上にデータ導電膜が形成され、前記データ導電膜がパターニングされて、ソース電極１４１とドレイン電極１４２とが形成される。前記データ導電膜のパターニングの際、データライン１４０と第２センシングライン１４６ｓが共に形成されることができる。

ソース電極１４１とドレイン電極１４２上に保護膜１５０が形成される。保護膜１５０上に透明導電膜が形成され、前記透明導電膜がパターニングされて、画素電極１６０とセンシング電極１７０とが形成される。

図３Ｂに示すように、第２基板２００上に遮光膜が形成され、前記遮光膜がパターニングされて、遮光膜パターン２１０が形成される。遮光膜パターン２１０上にカラー感光膜が形成され、前記カラー感光膜がパターニングされて、カラーフィルター２２０が形成される。カラーフィルター２２０上にオーバーコート膜２３０が形成される。

オーバーコート膜２３０上に感光性の絶縁膜が塗布される。前記感光性絶縁膜に対する露光及び現像工程が行われて、凹凸２６０を有する第１スペーサ２５０が形成される。凹凸２６０を形成するために、前記露光時に凹凸２６０の形成される領域には、中間トーン露光が行われる。前記中間トーン露光についての詳細は後述する。

図３Ｃに示すように、第２基板２００の全面に透明導電膜が蒸着される。前記透明導電膜は、第１スペーサ２５０を覆い、これにより第１スペーサ２５０は導電性を有する。前記透明導電膜は、それ自体で共通電極２４０に相応する。または、前記透明導電膜の所定領域がエッチングされて、共通電極２４０が形成され得る。この場合、前記エッチングにより、共通電極２４０と第１スペーサ２５０とを覆う部分が互いに分離されるようにパターニングされ得る。液晶表示装置において、共通電極２４０は、前記透明導電膜の所定領域が切開された切開部を有することができる。前記切開部によって画素領域ＰＡが複数のドメインに区分され、液晶表示装置は、いわゆるＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ） モードで動作し、かつその視野角が広くなり得る。

図３Ｄに示すように、第１及び第２基板１００、２００は互いに対向するように合着され、第１基板１００と第２基板２００との間には、液晶層３００が形成される。前記合着の際、第１基板１００及び第２基板２００が整列されて、第１スペーサ２５０は、センシング電極１６０の上部から離隔するように配置される。

以下、本発明の他の実施の形態を説明する。下記の実施の形態において、上述した実施の形態と重複する部分についての詳細な説明は省略する。

図４は、本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。

図４に示すように、第１基板１００及び第２基板２００とその間に介在された液晶層３００が備えられる。第１基板１００上には、ゲート電極１１１、半導体膜パターン１３０、ソース電極１４１、ドレイン電極１４２、画素電極１６０及びセンシング電極１７０が形成される。第２基板２００上には、遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０、オーバーコート膜２３０、共通電極２４０、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０が形成される。

第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０は、オーバーコート膜２３０上に形成される。第１スペーサ２５０は、表面に凹凸２６０を有し、センシング電極１７０から離隔する。第２スペーサ２７０は、第１基板１００に接触される。共通電極２４０は、第１スペーサ２５０を覆い、外部から圧力が加えられる時に前記第１スペーサ２５０を覆う部分がセンシング電極１７０に接触される。また、共通電極２４０は、第２スペーサ２７０を覆わずに露出することによって、第２スペーサ２７０に絶縁性を持たせる。第２スペーサ２７０は、外部の衝撃により左右に搖動でき、それにより設定された位置から外れて、第１基板１００上の導電性を有する部分と接触され得る。この場合、第１基板１００及び第２基板２００が電気的に短絡（ｓｈｏｒｔ）されるので、第２スペーサ２７０は、上記の短絡が防止されるように絶縁性を有することが好ましい。

図５Ａ〜図５Ｄは、図４の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。

図５Ａに示すように、上述の実施の形態で説明された方法により、第１基板１００が製造され、第２基板２００上に遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０及びオーバーコート膜２３０が形成される。オーバーコート膜２３０上に感光性の絶縁膜２５０´が塗布され、感光性の絶縁膜２５０´に対した露光が行われる。

前記露光の際に中間トーン露光が行われる。前記中間トーン露光のために、投光部１１、中間投光部１２及び非投光部１３を有するフォトマスク１０が用いられる。投光部１１又は非投光部１３では、光の全てが透過されるか、あるいは遮断されるのに対し、中間投光部１２では、光の一部が透過される。このように、中間投光部１２を有するフォトマスクには、スリットマスクやハーフトーンマスクがある。

スリットマスクは、中間投光部１２に複数のスリットが形成され、前記スリットの間隔を調節して、透過される光量を調節することができる。ハーフトーンマスクは、中間投光部１２が光の一部のみを透過する物質から構成されるように形成され、前記物質の成分によって透過される光量を調節することができる。

図５Ｂに示すように、絶縁膜２５０´に対した現像が行われる。該現像は、ディップ（ｄｉｐ）や噴射（ｓｐｒａｙ）方式で第２基板２００に現像液を提供して行われる。前記現像液は、絶縁膜２５０´において露光した部分と反応して、これを除去する。

前記現像の際、投光部１１に対応する領域から絶縁膜２５０´の全厚が除去される。また、中間投光部１２に対応する領域から絶縁膜２５０´の所定厚が除去されて、凹凸２６０を有する第１スペーサ２５０が形成される。また、非投光部１３に対応する領域で絶縁膜２５０´が残留して、第１スペーサ２５０より大きい高さを有する第２スペーサ２７０が形成される。

上記のように、１枚のフォトマスクを利用した１回の露光工程により、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０が同時に形成されるので、全体工数と製造費用が減少する。

第２基板２００の全面に透明導電膜２４０´が蒸着される。透明導電膜２４０´は、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０を全て覆う。

図５Ｃに示すように、透明導電膜２４０´がパターニングされて、共通電極２４０が形成される。共通電極２４０は、第１スペーサ２５０をカバーして、第１スペーサ２５０に導電性を持たせる。また、共通電極２４０は、第２スペーサ２７０を露出して、第２スペーサ２７０に絶縁性を持たせる。前記パターニングにより、共通電極２４０は、透明導電膜２４０´の所定領域が切開された切開部を有することができ、前記切開部により液晶表示装置の視野角が広くなる。

図５Ｄに示すように、第１基板１００及び第２基板２００は互いに対向するように合着され、第１基板１００と第２基板２００との間には、液晶層３００が形成される。前記合着の際、第１基板１００及び第２基板２００が整列されて、第１スペーサ２５０は、センシング電極１６０の上部から離隔するように配置される。

図６は、本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。

図６に示すように、第１基板１００及び第２基板２００とその間に介在された液晶層３００が備えられる。第１基板１００上には、ゲート電極１１１、半導体膜パターン１３０、ソース電極１４１、ドレイン電極１４２、画素電極１６０及びセンシング電極１７０が形成される。第２基板２００上には、遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０、オーバーコート膜２３０、共通電極２４０、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０が形成される。

第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０は、共通電極２４０上に形成される。第１スペーサ２５０は、導電性を有する高分子材質で形成され、共通電極２４０で覆われなくてもそれ自体で導電性を有する。第２スペーサ２７０は、第１スペーサ２５０と異なる材質で形成されて絶縁性を有する。

第１スペーサ２５０は、熱硬化により相互接続したエポキシ樹脂と光硬化により相互接続したアクリル樹脂を含む。第１スペーサ２５０は、前記エポキシ樹脂とアクリル樹脂とが接続した網構造に導電性を有する高分子材質として、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホネートを含む。前記ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホネートは、透明性と導電性とを有し、次の化学式を有する。

前記化学式において、ｎ、ｎ′は、正の整数を示す。

第１スペーサ２５０は、その上部面が平らであり、別途の凹凸が形成されない。これは、第１スペーサ２５０がそれ自体で導電性を有するので、上述の実施の形態のように、導電性を有する部分が剥離されるおそれがないためである。

図７Ａ〜図７Ｃは、図６の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。

図７Ａに示すように、第１基板１００が製造され、第２基板２００上に遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０、オーバーコート膜２３０及び共通電極２４０が形成される。共通電極２４０上に導電性高分子材質の導電膜が形成され、前記導電膜がパターニングされて、第１スペーサ２５０が形成される。前記導電膜が感光性を有する場合、前記パターニングは、前記導電膜に対する露光及び現像により行われる。または、前記パターニングは、前記導電膜上において感光膜をパターニングして、感光膜パターンを形成した後、前記感光膜パターンをエッチングマスクとして利用して、前記導電膜をエッチングして行われることができる。

図７Ｂに示すように、共通電極２４０上に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜に対する露光及び現像が行われて、第２スペーサ２７０が形成される。上記のように、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０は互いに異なる材質であるから、それぞれ別途のパターニング過程により形成される。

図７Ｃに示すように、第１基板１００及び第２基板２００は、互いに対向するように合着され、第１基板１００と第２基板２００との間には、液晶層３００が形成される。

図８は、本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。

図８に示すように、第１基板１００及び第２基板２００とその間に介在される液晶層３００とが備えられる。第１基板１００上には、ゲート電極１１１、半導体膜パターン１３０、ソース電極１４１、ドレイン電極１４２、画素電極１６０及びセンシング電極１７０が形成される。第２基板２００上には、遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０、オーバーコート膜２３０、共通電極２４０、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０が形成される。

共通電極２４０は、第１スペーサ２５０と第２スペーサ２７０との間に形成されて、第１スペーサ２５０を覆う。第１スペーサ２５０は、導電性を有する高分子材質で形成され、その表面に凹凸２６０を有する。第１スペーサ２５０は、それ自体で導電性を有するが、同時に共通電極２４０で覆われて、前記導電性はさらに増加する。ここで、前記共通電極２４０で覆われる部分が剥離されないように、凹凸２６０が追加される。

図９Ａ〜図９Ｃは、図８の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。

図９Ａに示すように、第１基板１００が製造され、第２基板２００上に遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０及びオーバーコート膜２３０が形成される。オーバーコート膜２３０上に導電性感光膜が形成され、前記導電性感光膜がパターニングされて、第１スペーサ２５０が形成される。前記パターニングの際、第１スペーサ２５０の表面に凹凸２６０が形成されるように、スリットマスクまたはハーフトーンマスクを利用した露光が行われる。第２基板２００の全面に透明導電膜が蒸着されて、第１スペーサ２５０を覆う共通電極２４０が形成される。

図９Ｂに示すように、共通電極２４０上に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜がパターニングされて、第２スペーサ２７０が形成される。上記のように、共通電極２４０が第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２７０が形成される中間工程において形成されるので、垂直構造上共通電極２４０は、第１スペーサ２５０と第２スペーサ２４０との間に位置する。

図９Ｃに示すように、第１基板１００及び第２基板２００は、互いに対向するように合着され、第１基板１００と第２基板２００との間には、液晶層３００が形成される。

図１０は、本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。

図１０に示すように、第１基板１００及び第２基板２００とその間に介在された液晶層３００が備えられる。第１基板１００上には、ゲート電極１１１、半導体膜パターン１３０、ソース電極１４１、ドレイン電極１４２、画素電極１６０及びセンシング電極１７０が形成される。第２基板２００上には、遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０及びオーバーコート膜２３０が形成される。オーバーコート膜２３０上には、共通電極２４０、第１スペーサ２５０及び第２スペーサ２６０が形成される。

第１スペーサ２５０は、第１凹溝２６５を有する絶縁体２５３と前記第１凹溝２６５が形成された領域に挿入される導電体２５４とを含む。絶縁体２５３の表面は、センシング電極１７０に接触される。ただし、第１凹溝２６５の深さｄ１は、導電体２５４の厚さｄ２より厚いので、第１スペーサ２５０の導電体２５４とセンシング電極１７０は、所定間隔ｄ１−ｄ２離隔される。しかしながら、ユーザが画面を押さえて外部から圧力が加えられれば、絶縁体２５３が圧着されて、導電体２５４とセンシング電極１７０とが接触される。その結果、センシング電極１７０に印加されるレファレンス電圧が変動されて、画面においてタッチされた位置が感知され得る。

導電体２５４の厚さは、第１凹溝２６５の深さの半分以上であることが好ましい。導電体２５４の厚さが薄ければ、外部から圧力が加えられても導電体２５４とセンシング電極１７０とが互いに接触されないこともあり得る。また、導電体２５４の厚さが厚ければ、外部から圧力が加えられない状態で導電体２５４とセンシング電極１７０とが接触され得る。

第２スペーサ２７０は、工程上第１スペーサ２５０と同じ工程で同時に形成されることができる。その結果、第２スペーサ２７０は、第１スペーサ２５０と同じ材質を有し、概して第１スペーサ２５０と同じ高さを有する。第２スペーサ２７０は、選択的に第２凹溝２７５を有することができる。第２凹溝２７５により、第２スペーサ２７０と第１基板１００表面との接触面積が減少し、この場合、次のような長所がある。

第２スペーサ２７０は、外力を受けて設定位置から外れることができる。第２スペーサ２７０は、一定の弾性を有し、前記外力が除去された後、前記設定位置に復帰する。ここで、復帰する力は、第２スペーサ２７０と第１基板１００の表面とが接触される部位での摩擦力によって変わる。前記摩擦力が小さいほど、前記復帰は容易になる。前記摩擦力は、第２スペーサ２７０と第１基板１００の表面との接触面積が減るほど減少し、第２凹溝２７５は、前記摩擦力を減らして第２スペーサ２７０の復帰を容易にする。

図１１Ａ〜図１１Ｃは、本発明の多様な実施の形態による図１０のスペーサに形成された第１凹溝の形状を示す平面図である。

図１１Ａ〜図１１Ｃに示すように、第１凹溝２６５は、円筒形状、十字形状及び「Ｘ」と十字とが結合された形状など、多様に形成されることができる。上述のように、第１凹溝２６５は、導電体２５４を収納する役割を果たすので、上記の役割を行う限り、その形状による制限はない。したがって、その形状も、図１１Ａ〜図１１Ｃに示す形状に限定されない。前記第１凹溝２６５の形状は、第２凹溝２７５に対しても同様に適用される。すなわち、第２凹溝２７５は、第２スペーサ２７０と第１基板１００の表面との間の摩擦力を減らす役割を果たすので、上記の役割を行う限り、その形状による制限はない。

図１２Ａ〜図１２Ｄは、図１０の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。

図１２Ａに示すように、第１基板１００が製造され、第２基板２００上に遮光膜パターン２１０、カラーフィルター２２０及びオーバーコート膜２３０が形成される。オーバーコート膜２３０上に絶縁膜が形成され、前記絶縁膜がパターニングされる。前記パターニングにより、第１スペーサ２５０を構成し、上部に第１凹溝２６５を有する絶縁体２５３が形成される。また、前記パターニングにより、上部に第２凹溝２７５を有する第２スペーサ２７０が形成される。第２凹溝２７５は、選択的に形成される。絶縁体２５３と第２スペーサ２７０は、前記絶縁膜から形成されるので、互いに概して同じ高さを有する。

上記のように、絶縁体２５３と第２スペーサ２７０とが同じ高さを有するように前記絶縁膜がパターニングされるので、先の実施の形態のうち、第１スペーサ２６０及び第２スペーサ２７０が互いに異なる高低を有するように同時にパターニングする場合に比べて、工程進行が容易である。

図１２Ｂに示すように、第２基板２００の全面に透明導電膜が蒸着される。前記透明導電膜は、第１凹溝２６５及び第２凹溝２７５に挿入される。

図１２Ｃに示すように、前記透明導電膜がパターニングされて、共通電極２４０が形成される。前記パターニングの際、第１凹溝２６５に前記透明導電膜が残留して導電体２５４を形成する。その結果、絶縁体２５３と導電体２５４とからなる第１スペーサ２６０が形成される。また、前記透明導電膜は、第２スペーサ２７０を露出するように第２凹溝２７５に挿入されるか、あるいは第２スペーサ２７０の表面に蒸着されたものが除去される。

図１２Ｄに示すように、第１基板１００及び第２基板２００は、互いに対向するように合着され、第１基板１００と第２基板２００との間には、液晶層３００が形成される。

上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。

本発明の一実施の形態による表示装置の平面図である。 図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。 図２の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図２の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図２の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図２の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。 図４の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図４の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図４の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図４の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。 図６の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図６の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図６の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。 図８の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図８の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図８の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 本発明の他の実施の形態による図１のＩ−Ｉ´線に沿う断面図である。 本発明の多様な実施の形態による図１０のスペーサに形成された第１凹溝の形状を示す平面図である。 本発明の多様な実施の形態による図１０のスペーサに形成された第１凹溝の形状を示す平面図である。 本発明の多様な実施の形態による図１０のスペーサに形成された第１凹溝の形状を示す平面図である。 図１０の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図１０の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図１０の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。 図１０の表示装置を製造する方法を説明する断面図である。

符号の説明

１００ 第１基板
１１０ ゲートライン
１４０ データライン
１６０ 画素電極
１７０ センシング電極
２００ 第２基板
２４０ 共通電極
２５０ 第１スペーサ
２７０ 第２スペーサ
ＰＡ 画素領域

Claims (27)

1. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板上に形成された画素電極と、
   前記第１基板上に前記画素電極から離隔するように形成されたセンシング電極と、
   前記第２基板上に形成され、外圧を受けて前記センシング電極に接触され、前記接触される面に凹凸の形成された第１スペーサと、
   を含むことを特徴とする表示装置。
2. 前記第２基板上に前記第１スペーサと離隔するように形成され、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を維持する第２スペーサをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第２基板と前記第２スペーサとの間に形成され、前記第１スペーサを覆う共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
4. 前記第２基板上に形成され、前記第１スペーサを覆い、前記第２スペーサを露出する共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
5. 前記第１基板と前記第２基板との間に介在される液晶層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
   前記第１基板上に形成された画素電極と、
   前記第１基板上に前記画素電極から離隔するように形成されたセンシング電極と、
   前記第２基板上に形成され、外圧を受けて前記センシング電極に接触され、導電性の高分子材質を有する第１スペーサと、
   を含むことを特徴とする表示装置。
7. 前記第１スペーサは、前記センシング電極と接触される面に凹凸が形成されたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 前記導電性を有する高分子材質は、ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホネートを含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
9. 前記第２基板上に前記第１スペーサと離隔するように形成され、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を維持する第２スペーサをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
10. 前記第２基板と前記第１スペーサとの間に形成される共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
11. 前記第１基板と前記第２基板との間に介在される液晶層をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
12. 互いに対向する第１基板及び第２基板と、
    前記第１基板上に形成された画素電極と、
    前記第１基板上に前記画素電極から離隔するように形成されたセンシング電極と、
    前記第２基板上に形成され、外圧を受けて前記センシング電極に接触される導電体、および該導電体が収容される凹溝を有する第１スペーサと、
    を含むことを特徴とする表示装置。
13. 前記第２基板上に前記第１スペーサと離隔するように形成され、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を維持する第２スペーサをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記第１スペーサ及び前記第２スペーサは、同じ高さを有することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記第２スペーサは、上部面に凹溝を有することを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記導電体の厚さは、前記凹溝深さの半分以上であることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
17. 前記第２基板上に形成され、前記第１基板及び前記第２スペーサを露出する共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
18. 前記共通電極は、前記導電体と同じ材質であることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
19. 前記第１基板と第２基板との間に介在される液晶層をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
20. 第１基板上に互いに離隔した画素電極とセンシング電極とを形成するステップと、
    第２基板上に第１絶縁膜を形成するステップと、
    前記第１絶縁膜をパターニングして、その上部面に凹凸の形成された第１スペーサを形成するステップと、
    前記第２基板上に前記第１スペーサの上部面を覆う共通電極を形成するステップと、
    前記第１基板と前記第２基板とを合着し、前記第１スペーサを前記センシング電極の上部から離隔するように配置するステップと、
    を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
21. 前記共通電極上に第２絶縁膜を形成するステップと、
    前記第２絶縁膜をパターニングして、前記第１スペーサから離隔され、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を維持する第２スペーサを形成するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の表示装置の製造方法。
22. 前記第１絶縁膜をパターニングするステップは、
    前記第１スペーサから離隔され、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を維持する第２スペーサを形成するステップをさらに含み、
    前記共通電極を形成するステップは、
    前記第１スペーサ及び前記第２スペーサ上に前記第２基板の全面を覆うように導電膜を形成するステップと、
    前記第２スペーサ上に形成された前記導電膜が除去されるように前記導電膜をパターニングするステップと、
    を含むことを特徴とする請求項２０に記載の表示装置の製造方法。
23. 第１基板上に互いに離隔した画素電極とセンシング電極とを形成するステップと、
    第２基板上に導電性高分子材質の導電膜を形成するステップと、
    前記導電膜をパターニングして、第１スペーサを形成するステップと、
    前記第１基板と前記第２基板とを合着し、前記第１スペーサを前記センシング電極の上部から離隔するように配置するステップと、
    を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
24. 前記第１スペーサは、上部面に凹凸が形成されたことを特徴とする請求項２３に記載の表示装置の製造方法。
25. 前記第２基板上に絶縁膜を形成するステップと、
    前記絶縁膜をパターニングして、前記第１スペーサから離隔され、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を維持する第２スペーサを形成するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の表示装置の製造方法。
26. 第１基板上に互いに離隔した画素電極とセンシング電極とを形成するステップと、
    第２基板上に絶縁膜を形成するステップと、
    前記絶縁膜をパターニングして、凹溝の形成された第１スペーサと、該第１スペーサから離隔した第２スペーサとを形成するステップと、
    前記第１スペーサ及び前記第２スペーサ上に前記第２基板の全面を覆うように導電膜を形成するステップと、
    前記導電膜をパターニングして、前記第２スペーサを露出する共通電極を形成し、同時に前記凹溝に収納される導電体を形成するステップと、
    前記第１基板及び第２基板を合着し、前記第１スペーサを前記センシング電極の上部に接触されるように配置するステップと、
    を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
27. 前記絶縁膜をパターニングするステップは、前記第２スペーサの上部面に凹溝を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の表示装置の製造方法。

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