KR100293435B1 - 위치검출액정디스플레이장치(pslcd)및이의제조방법 - Google Patents

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Abstract

액정 디스플레이 패널과 별도의 디지타이저 패널을 형성하지 않고, 액정 디스플레이 패널의 배면에 일체형의 디지타이저를 형성하여 장치의 두께를 최소화하고, 보다 정확한 위치검출이 가능한 위치검출 액정 디스플레이장치에 관한 것으로써, 위치검출을 위한 디지타이저를 갖는 위치검출 액정디스플레이장치에 있어서, 제 1 기판과 제 2 기판이 합착되어 형성된 액정 디스플레이 패널과, 상기 기판들중 적어도 일기판의 배면에 상기 기판과 일체형으로 형성된 디지타이저를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

위치검출 액정 디스플레이장치(PSLCD) 및 이의 제조방법{POSITION SENSABLE LIQUID CRYSTAL AND MOETHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 위치검출 액정 디스플레이장치에 관한 것으로서, 특히 액정 디스플레이장치의 상, 하판을 합착한 후에 위치감지소자를 형성하여 보다 정확한 위치검출이 가능하도록 한 위치검출 액정 디스플레이장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 액정디스플레이소자(LCD : Liquid Crystal Display)는 크게 상판과 하판, 그리고 상판과 하판 사이에 봉입된 액정을 포함한다.
상판은 블랙매트릭스층, 공통전극, 그리고 색상을 표현하기 위한 R(적), G(녹), B(청)의 칼라필터층이 배치된다.
하판은 데이터라인과 게이트라인이 서로 교차하면서 배치되어 매트릭스 형태의 화소영역들을 갖는다.
그리고 각 화소영역에는 하나의 박막트랜지스터와 화소전극이 구성된다.
즉, 도 1에 도시한 바와같이 하판(1)에는 상기 주사라인으로부터 연장되는 게이트전극(Gate)과, 데이터라인으로부터 연장되는 소오스전극(S) 및 드레인전극으로 이루어지는 박막트랜지스터가 일정한 간격을 갖고 메트릭스 형태로 형성된다.
또한, 각 화소영역에는 각 박막트랜지스터(2)의 드레인전극(D)에 연결되어 화소전극(2a)이 형성된다.
상판(3)에는 상기 하판(1)에 형성된 화소전극(2a)을 제외한 부분에서 빛의 투과를 차단하기 위해 블랙매트릭스층(4)이 망사형으로 형성된다.
각 블랙매트릭스층(4)사이에는 색상을 표현하기 위한 R, G, B칼라필터층(5)이 형성된다.
그리고 상기 칼라필터층(5)과 블랙매트릭스층(4)에 걸쳐 공통전극(6)이 형성된다.
이와같은 액정 디스플레이소자는 외부의 구동회로들로부터 각 주사라인과 데이터라인에 구동신호가 선택적으로 인가되어 화상을 디스플레이하게 된다.
이러한 일반적인 액정 디스플레이소자는 외부로부터 인가되는 구동신호에 의해 화상만을 디스플레이하는데 최근에는 이를 보다 효율적으로 이용하기 위해서 액정 디스플레이소자에 별도의 위치검출소자를 구성하여 노트처럼 이용할 수 있도록 하는데 많은 연구가 계속되고 있다.
즉, 위치검출소자가 구성된 액정디스플레이소자에 전자펜으로 문자 또는 그림을 그리면 액정화면상에 전자펜으로 그린 문자 또는 그림이 그대로 표시되도록 한 것이다.
이하, 종래 위치검출 액정 디스플레이장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 종래 위치검출 액정 디스플레이장치에 따른 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
종래 제 1 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치는 일반적인 액정 디스플레이소자(LCD)의 외부에 별도의 위치감지 기능을 하는 디지타이저(digitizer)를 독립된 형태로 구성하였다.
즉, 도 2에 도시한 바와같이 액정 디스플레이소자(21)와, 디지타이저용 패널(23)로 구성된다.
여기서, 상기 디지타이저용 패널(23)상부에는 위치감지층(23a)(이하, "디지타이저" 라 칭함)과, 상기 디지타이저(23a)의 주변에 구성되어 전위차를 보상하는보상저항영역(25)과, 상기 보상저항영역(25)의 네 모서리부근에 위치하여 위치감지용 신호를 인가하는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)로 구성된다.
이와같은 종래 제 1 실시예에 따르면, 상기 신호인가부(27a,27b)에 위치신호를 인가하고, 신호인가부(27c,27d)를 접지시키면 상기 디지타이저(23a)의 상측에서 하측쪽으로 전위분포가 발생한다.
그리고 신호인가부(27a,27c)에 위치신호를 인가하고 신호인가부(27b,27d)를 접지시키면 상기 디지타이저(23a)의 좌측에서 우측으로 전위분포가 발생한다.
이와같이 신호인가부(27a,27b,27c,27d)에 선택적으로 위치감지용 신호를 인가한 후, 상기 디지타이저(23a)의 임의의 지점에 전자펜(29)을 접촉시키면 현재 전자펜(29)의 위치를 인식할 수가 있다.
이는 전자펜(29)이 디지타이저(23a)와 접촉되는 지점의 전위를 이용하는데 만일 사람의 손이 접촉하게 되더라도 위치인식이 가능하고 이렇게 위치를 인식하여 다시 액정 디스플레이소자의 화면상에 디스플레이할 수가 있다.
한편, 도 3은 종래 위치검출 액정 디스플레이 장치에 따른 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
종래 제 2 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치는 제 1 실시예와는 달리 위치감지를 위한 디지타이저를 액정 디스플레이 패널의 내부에 구성한 것이다.
제 2 실시예에 따르면 액정 디스플레이 소자는 도 1에 설명한 바와같이 화상을 디스플레이하기 위하여 메탈, 절연막, 반도체층 등을 글래스상에 구성하는 것으로써, 화상 데이터 입력용 전기적소자를 구성하는 글래스를 이용하여 위치감지층을 구현하는 방법이다.
즉, 종래 제 2 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치는 상판(21a)과 하판(21b), 그리고 상기 상판(21a)과 하판(21b)사이에 구성된 디지타이저(23a)로 구성된다.
여기서, 상기 상판(21a)에는 전술한 바와같이 블랙매트릭스층(도면에 도시되지 않음), 칼라필터층 그리고 공통전극용 ITO층이 형성된다.
그리고 하판(21b)에는 데이터라인(31) 및 게이트라인(33)과 화소전극(도시되지 않음)들이 형성되며 상기 디지타이저(23a)는 그 주변에 형성된 보상저항영역(25)과, 상기 보상저항영역(25)의 네 모서리부근에 형성된 신호인가부(27b,27d)를 갖는다.(신호인가부(27a,27c)는 도시되지 않음.)
이와같은 종래 제 2 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이소자에 있어서도 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 통해 위치감지용 신호가 인가되면 디지타이저 (23a)에 전위분포가 발생된다.
따라서, 전자펜(29)이 접촉하게 되면 접촉점의 전위를 감지하여 현재 위치를 검출할 수가 있다.
물론, 사람의 손이 접촉하게 되더라도 손의 위치를 인식하여 이를 디스플레이시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 종래 위치검출 액정 디스플레이장치는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)들을 통해 선택적으로 위치신호를 인가한 후전자펜(29)을 위치검출을 위한 디지타이저(23a)에 접촉시키면 상기 디지타이저(23a)와 전자펜(29)과의 사이에 발생하는 커패시티브 커플링현상을 이용하여 전자펜(29)의 현재위치를 인식하게 된다.
그러나 상기와 같은 종래 위치검출 액정 디스플레이장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래 제 1 실시예에 의하면 액정 디스플레이소자와 별도로 디지타이저를 외부에 구성함으로써, 위치검출 액정 디스플레이장치의 두께가 두꺼워지고 무게가 증가하여 휴대하기에는 많은 제약이 따른다.
둘째, 종래 제 2 실시예에 의하면, 디지타이저의 위치감지층과 공통전극이 절연막을 사이에 두고 배치되므로 이들 상호간에 커패시터 커플링현상이 발생되어 신호간섭이 심하고, 위치감지층의 전위분포가 불균등하게 되어 정확한 위치검출이 어려울 뿐만 아니라 화질에 악영향을 미친다.
셋째, 종래 제 1 실시예에 의하면 보상저항영역을 구성하여 전위를 보상하더라도 디지타이저와 패널의 위치가 정확하게 위치되지 않아 정확한 보상이 이루어지지 않으며 이에따라 정확한 위치검출이 불가능하다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 상판과 하판을 합착한 후, 합착된 패널의 일측면에 액정 디스플레이소자와 일체형의 디지타이저를 구성하여 장치의 두께를 최소화하고 위치감지층의 전위분포가 등전위를 이루도록 보상저항영역을 설계하여 정확한 위치검출이 가능한 위치검출 액정 디스플레이장치및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 액정 디스플레이장치의 단면구조도
도 2는 종래 제 1 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 구성도
도 3은 종래 제 2 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 구성도
도 4는 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치의 구성도
도 5는 일반적인 액정 디스플레이장치의 평면도
도 6은 본 발명에 따른 시일재가 접착된 한 쌍의 글래스기판의 절개평면도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시일재가 접착된 한 쌍의 글래스기판의 절개평면도
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도
도 10은 본 발명의 제 1, 제 2 실시예에 따른 보상저항영역의 상세도
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도
도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도
도 13은 본 발명의 제 3, 4 실시예에 따른 보상저항영역의 다른 실시예를 도시한 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
21 : 액정 디스플레이 패널 21a : 상판
21b : 하판 23 : 디지타이저 패널
23a : 디지타이저 25 : 보상저항영역
27a,27b,27c,27d : 신호인가부 29 : 전자펜
31 : Y축 그리드 33 : X축 그리드
41,81 : 글래스기판 43,83 : 액정주입영역
45,45a,85,85a,85b : 시일재 53 : 보상저항영역
53a : 노드저항 53b : 등전위 유지저항
53c : 등전위 보상저항 51a : X축 그리드
51b : Y축 그리드 130,133,135 : 1, 2, 3차 배선
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치는 위치검출을 위한 디지타이저를 갖는 위치검출 액정디스플레이장치에 있어서, 제 1 기판과 제 2 기판이 합착되어 형성된 액정 디스플레이 패널과, 상기 기판들중 적어도 일기판의 배면에 상기 기판과 일체형으로 형성된 디지타이저를 포함하는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법은 제 1 기판 및 제 2 기판상에 화상을 디스플레이하기 위한 복수의 패턴들을 형성하는 공정과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 공정과, 상기 기판들중 적어도 일기판의 배면에 위치감지를 위한 디지타이저를 형성하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명은 액정 디스플레이 패널의 배면에 일체형의 디지타이저를 구성한 것이다.
도 4는 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도이다.
도 4에 도시한 바와같이 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치는 크게 제 1 기판(21a)(이하,"상판")과 제 2 기판(21b)(이하,"하판")이 합착된 액정 디스플레이 패널(21)과, 상기 제 1 기판(21a) 또는 제 2 기판(21b)의 배면에 형성된 디지타이저(23a)로 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치는 도 5에 도시한 바와같이 제 1 기판(21a)상에 복수개의 블랙매트릭스패턴(71)을 형성하고, 상기 블랙매트릭스패턴(71)들 사이사이에 색상을 표현하기 위한 칼라필터층(73)을 형성한다.
이어, 상기 칼라필터층(73)을 포함한 전면에 오버코트층(도시되지 않음)을 형성한 후, 상기 오버코트층상에 공통전극용 ITO층(도시되지 않음)을 형성한다.
그리고 제 2 기판(21b)상에는 매트릭스형태로 데이터라인(75) 및 게이트라인(77)을 형성한다.
그리고 상기 데이터라인(75)과 게이트라인(77)이 교차하는 지점에 박막트랜지스터(TFT)를 형성한다.
상기와 같이 제 1 기판(21a)과 제 2 기판(21b)상에 각각의 패턴들을 형성한 후, 제 1 기판(21a)과 제 2 기판(21b)을 합착하기 위해 시일재를 접착한다.
즉, 공정의 단순화를 위하여 한 장의 글래스기판에 복수개의 표시소자용 패턴공정을 동시에 진행한 후, 각각의 소자구획영역마다 절단하게 되는데 이때 상기 시일재를 접착하는 과정은 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 제 1 기판과 제 2 기판의 합착시 시일재가 접착된 글래스기판의 절개평면도이다.
도 6에 도시된 바와같이 액정 디스플레이소자 복수개분의 면적을 가진 한쌍의 글래스기판(41)을 각 소자구획의 액정주입영역(43)을 둘러싸도록 시일재(45)를 접착한다.
그리고 각 소자구획의 모두를 둘러싸도록 외주시일재(45a)를 접착한다.
이어, 상기 복수개의분의 소자구획영역을 갖는 한 쌍의 글래스기판(41)을 각 소자구획영역마다 분리한다.
분리된 각 소자들은 상기 시일재의 일부에 설계된 액정주입구(47)로부터 액정주입영역(43)에 액정을 주입한 후 액정주입구(47)를 봉합하고, 소자의 배면에 각각 편광판을 접착하여 액정디스플레이소자로 만든다.
도 7은 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치에 따른 시일재가 접착된 한 쌍의 글래스기판의 절개평면도로서, 도 6과 비교하여 다음과 같은 차이점이 있다.
도 7에 도시한 바와같이 글래스기판(81)상에 정의된 복수개의 소자구획영역의 각 액정주입영역(83)을 둘러싸도록 1차적으로 시일재(85)를 접착한다.
그리고 상기 1차적으로 접착된 시일재(85)의 외각에 일정거리를 두고 2차적으로 시일재(85a)를 접착한다.
이와같이 소자구획영역의 주변에 2번의 시일재 처리를 하는 이유는 후에 디지타이저를 형성하는 공정에서 에쳔트에 의한 디스플레이소자의 패드(PAD)부분이 식각되어 버리는 것을 방지하기 위한 것이다.
즉, 각각의 소자구획영역의 외곽에 두 번의 시일재를 접착하여 각각의 소자구획으로 분할할 때 HF용액으로부터 패드를 보호한다.
이어, 상기 소자구획영역을 전부 포함하도록 외주시일재(85b)를 접착한다.
이와같이, 시일재를 중복접착하여 제 1 기판(21a)과 제 2 기판(21b)을 합착한 후 상기 기판(21a,21b)들중 적어도 일기판의 배면에 디지타이저(23a)를 형성한다.
상기와 같은 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도이다.
도 8에 도시한 바와같이 제 1 기판(21a)과 제 2 기판(21b)이 합착된 액정 디스플레이 패널(21)과, 상기 기판들중 적어도 일기판의 배면에 X축 그리드(51a)와 Y축 그리드(51b)로 이루어진 디지타이저(23a)와, 상기 액정 디스플레이 패널(21)의 네 모서리부근에 형성되어 상기 X축 그리드(51a) 및 Y축 그리드(51b)로 위치신호를 인가하는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 포함하여 구성된다.
이때 상기 디지타이저(23a)는 고저항성분인 ITO 또는 메탈로 상기 제 1 기판(21a) 또는 제 2 기판(21b)의 배면에 직접 패터닝한다.
만일 상기 X축 그리드(51a) 및 Y축 그리드(51b)가 메탈로 이루어졌을 경우에는 상기 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)가 상기 제 1 기판(21a)에 형성된 블랙매트릭스패턴(도 5 참조)과 일치하도록 메탈을 패터닝한다.
이와같이 메탈패턴을 상기 블랙매트릭스패턴과 일치시키는 것은 상기 메탈패턴이 블랙매트릭스패턴과 일치하지 않았을 때에 비해 개구율을 향상시키기 위한 것이다.
이때 상기 블랙매트릭스패턴과 메탈패턴을 일치시키기 위해서는 상기 제 1 기판(21a)에 블랙매트릭스패턴을 형성할 때 사용한 얼라인먼트 키이(AllignmentKey)와 동일한 얼라인먼트 키이를 메탈 패터닝시 사용한다.
만일 상기 X축 그리드 및 Y축 그리드(51a,51b)가 ITO이라면 구지 블랙매트릭스패턴(71)과 일치시키지 않아도 되는데 이는 상기 ITO가 투명한 물질이기 때문이다.
그리고 상기 X축 그리드(51a)와 Y축 그리드(51b)사이에는 절연층이 개재되거나 또는 X축 그리드(51a)와 Y축 그리드(51b)의 교차점에서 서로 콘택되는 메트릭스형태로 이루어진다.
한편, 도 8에 도시한 바와같이 상기 신호인가부(27a,27b,27c,27d)와 디지타이저(23a)사이에는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)에서 인가되는 위치신호를 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)들로 전달하는 보상저항영역(53)이 구성된다.
이때 상기 보상저항영역(53)은 등전위 유지저항(53b)과, 등전위 보상저항(53c)으로 구성되는데 상기 등전위 유지저항(53b)은 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 통해 전달되는 위치신호를 상기 등전위 보상저항(53c)으로 전달한다.
그리고 상기 등전위 보상저항(53c)은 등전위 유지저항(53b)으로부터 받은 위치신호가 상기 X축 및 Y축 그리드의 전면에서 등전위를 갖도록 전위를 보상해준다.
이와같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치는 액정디스플레이 패널(21)의 네 모서리부근에 위치한 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 통해 위치신호를 인가한 후, 전자펜을 이용하여 위치를 감지하게 된다.
이때 전자펜 뿐만 아니라 손의 접촉에 의해서도 위치를 감지할 수가 있다.
먼저, 전자펜을 이용하여 위치를 감지하는 방법에 대해서 설명하면 다음과 같다.
도 8에 도시한 바와같이 상기 신호인가부(27a,27b,27c,27d)로부터 전달된 위치신호는 등전위 유지저항(53b)과 등전위 보상저항(53c)으로 이루어진 보상저항영역(53)을 통해 X축 그리드(51a) 및 Y축 그리드(51b)로 인가된다.
이때 임의의 지점에 전자펜을 접촉시키면, 상기 전자펜과 해당 그리드와는 커패시티브 커플링이 발생된다.
따라서, 상기 커패시티브 커플링값을 측정하고 이를 계산하여 전자펜의 위치를 검출하게 된다.
만일, 전자펜이 아닌 손의 접촉에 따른 위치를 검출하고자 할 때는 상기와 같이 위치신호를 인가한 후, 가상접지라고 할 수 있는 손가락과, 해당 그리드와의 커패시티브 커플링을 통하여 흐르는 누설전류의 크기를 각각의 신호인가부에서 측정하고 이를다시 계산하면 손가락의 위치를 인식할 수 있다.
한편, 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도로써, 제 1 실시예와 다른점은 위치검출을 위한 디지타이저가 X축 그리드와 Y축 그리드로 패터닝되지 않고 일체형으로 형성된다는 것이다.
즉, 도 9에 도시한 바와같이 제 1 기판(21a)과 제 2 기판(21b)이 합착되어 형성된 액정 디스플레이 패널(21)과, 상기 액정 디스플레이 패널(21)의 배면에서 일체형으로 형성된 위치검출용 디지타이저(23a)와, 상기 액정 디스플레이 패널(21)의 네 모서리부근에서 상기 디지타이저(23a)로 신호를 인가하는신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 신호인가부(27a,27b,27c,27d)와 디지타이저(23a)사이에는 등전위 유지저항(53b)과 등전위 보상저항(53c)이 구성된다.
그리고 상기 디지타이저(23a)는 투명한 ITO층으로 구성된다.
따라서, 신호인가부(27a,27b,27c,27d)에 선택적으로 위치신호를 인가하고, 전자펜을 이용하여 디지타이저(23a)의 임의의 지점에 접촉시키고 전자펜과 디지타이저(23a)사이에 발생하는 커패시티브 커플링을 계산하면 전자펜의 위치를 검출할 수가 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 제 1, 2 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도이다.
도 10에 도시한 바와같이 위치감지를 위한 신호인가부(27a)와, 복수개의 X축 그리드(51a) 및 Y그리드(51b)로 이루어진 디지타이저(23a)와, 상기 신호인가부(27a)를 통해 전달된 위치감지신호를 상기 디지타이저(23a)의 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)들로 전달함에 등전위를 보상하는 보상저항영역으로 구성된다.
여기서, 상기 보상저항영역(53)은 노드저항(53a), 등전위 유지저항(53b), 등전위 보상저항(53c)으로 구성된다.
상기 등전위 유지저항(53b)은 상기 디지타이저(23a)의 네 변에 걸쳐 형성되고, 상기 등전위 보상저항(53c)은 상기 등전위 유지저항(53b)과 디지타이저(23a)의 X축 및 Y그리드(51a,51b)들과 연결된다.
상기 노드저항(53a)은 신호인가부(27a)로부터 전달된 위치감지신호를 상기등전위 유지저항(53b)으로 전달한다.
상기 등전위 보상저항(53c)은 상기 신호인가부(27a)로부터 가장 근접한 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)와 가장 멀리 위치한 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)가 서로 등전위를 이루도록 전위를 보상한다.
상기와 같이 신호인가부(27a)로부터 가장 근접한 곳과 가장 멀리 위치한 곳의 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)로 인가되는 위치감지신호가 등전위를 갖기 위해서는 도 10에 도시한 바와같이 상기 등전위 보상저항(53c)의 길이를 각각 다르게 패터닝한다.
따라서, 위치감지신호는 신호인가부(27a), 노드저항(53a), 등전위 유지저항(53b) 그리고 등전위 보상저항(53c)을 거쳐 최종적으로 각각의 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)들로 인가된다.
한편, 도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도로써, 제 1 실시예와 다른점은 위치검출을 위한 위치신호를 인가하는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)가 디지타이저(23a)의 네 변의 중앙부에 위치한다는 것이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치는 도 11에 도시한 바와같이 제 1 기판(21a)과 제 2 기판(21b)을 합착된 액정 디스플레이 패널(21)과, 상기 기판(21a,21b)들중 적어도 일기판의 배면에 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)로 이루어진 디지타이저(23a)와, 상기 액정 디스플레이 패널(21)의 네변의 중앙부근에 형성되어 상기 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)로 위치신호를 인가하는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 X축 및 Y축 그리드(51a,51b)의 물질은 ITO 또는 메탈을 사용한다.
또한, 상기 신호인가부(27a,17b,27c,27d)와 X축 그리드(51a) 및 Y축 그리드(51b)사이에 보상저항영역(53)을 구성한다.
상기 보상저항영역은 등전위 유지저항(53b)과, 등전위 보상저항(53c)으로 구성되는데 상기 등전위 유지저항(53b)은 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 통해 전달되는 위치신호를 상기 등전위 보상저항(53c)으로 전달한다.
그리고 상기 등전위 보상저항(53c)은 등전위 유지저항(53b)으로부터 받은 위치신호를 상기 X축 및 Y축 그리드의 전면에서 등전위를 갖도록 전위를 보상해준다.
이와같이 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 디지타이저(23a)의 네변의 중앙부위에 구성하여 상기 신호인가부(27a,27b,27c,27d)와 가장 근접한 그리드(여기서, X축 및 Y축 그리드를 말함)와, 상기 신호인가부(27a,27b,27c,27d)로부터 가장 멀리 위치한 그리드와의 거리의 차이를 가장 적게할 수 있으므로 디지타이저(23a)의 전역에 걸쳐 용이하게 등전위를 구현할 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 평면도이다.
도 12에 도시한 바와같이 본 발명의 제 4 실시예에 의하면, 제 1 기판(21a)과 제 2 기판(21b)이 합착된 액정 디스플레이 패널(21)과, 제 1 기판(21a)과 제 2기판(21b)중 적어도 일기판의 배면에서 일체형으로 형성된 디지타이저(23a)와, 상기 액정 디스플레이 패널(21)의 네 변의 중앙부근에 형성된 신호인가부(27a,27b,27c,27d)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 디지타이저(23a)를 X축 그리드와 Y축 그리드로 패터닝하지 않고 일체형으로 패터닝한다.
그리고 상기 신호 인가부(27a,27b,27c,27d)와 상기 디지타이저(23a)사이에는 신호인가부(27a,27b,27c,27d)로부터 출력되는 위치신호가 디지타이저(23a)의 전역에 걸쳐 등전위를 이루도록 전위를 보상하는 보상저항영역이 구성된다.
상기와 같은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 위치검출 액정 디스플레이장치의 동작설명은 본 발명의 제 1 실시예와 동일하므로 이하 생략한다.
한편, 도 13은 본 발명의 제 3, 제 4 실시예에 따른 보상저항영역의 다른 실시예이다.
즉, 보상저항영역을 도 13에 도시한 바와같이 인접한 그리드(Y축 또는 X축 그리드)들을 서로 연결하는 1차배선들(130)과, 상기 1차배선(130)들중 인접한 배선들을 서로 연결하는 2차배선(133)들과, 상기 2차배선(133)들중 인접한 배선들을 서로 연결하는 3차배선(135)들이 연속적으로 반복적층되는 트리형상(Tree shape)으로 형성한다.
따라서, 신호인가부(27a)에서 (27b,27c,27d는 도시되지 않음) 인가되는 위치신호가 직선형의 등전위를 이루도록 등전위 등전위 보상저항(130,133,135)의 길이를 디지타이저의 전역에 걸쳐 동일하게 패터닝할 수 있다.
그리고 상기 디지타이저를 구성하는 X축 그리드(51a)와 Y축 그리드(51b)는 절연층에 의해 절연되거나 또는 X축 그리드(51a)와 Y축 그리드(51b)의 교차점이 서로 콘택되는 메트릭스형태로 되어있다.
이와같이 등전위 보상저항을 1, 2, 3차,...배선에 의해 반복적층되는 트리형상으로 구성함으로써, 상기 신호인가부(27a)로부터 각각의 그리드로 인가되는 위치신호의 패스(Pass)의 길이를 동일하게 패턴닝하여 위치신호의 등전위를 이룰수 있다.
상기와 같은 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치의 제조방법을 첨부된 플로우챠트를 참조하여 간략히 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치의 제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치는 도 14에 도시한 바와같이 제 1 기판 및 제 2 기판을 형성한 후(S101), 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착한다(S102).
이어, 제 1, 제 2 기판중 적어도 일기판의 배면에 디지타이저용 고저항 ITO(또는 메탈)패턴을 형성한다(S103).
그리고, 상기 디지타이저용 고저항패턴의 주위에 보상저항용 저저항 메탈패턴을 형성한 후(S104) 스크라이브(SCRIBE)한다(S105).
이어, 액정주입구를 통해 액정을 주입한 다음(S106), 상기 액정주입구를 봉합하고(S107), 폴로라이저(POLARIZER)및 보호필름을 부착(S108)하면 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치 제조공정이 완료된다.
참고적으로 이상 상술한 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치는 TFT, IPS모드의 액정표시장치, STN모드 액정표시장치, 그 밖의 두 기판을 합착하여 사용하는 디스플레이장치에 적용할 수 있다.
이상 상술한 바와같이 본 발명의 위치검출 액정 디스플레이장치 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상판 또는 하판중 일배면에 직접 디지타이저를 형성하므로 디지타이저용 글래스가 별도로 필요하지 않아 위치검출 액정 디스플레이장치의 두께 및 무게를 최소화할 수 있다.
둘째, 상판 및 하판을 패터닝할 때 사용한 얼라인먼트 키이와 동일한얼라인먼트 키이를 사용하여 디지타이저용 그리드패턴을 형성하므로 기판의 패턴과 디지타이저의 패턴을 정확하게 일치시킬 수 있다.
따라서, 개구율을 향상시키고 미스얼라인에 의한 위치보정이 불필요하다.
셋째, 디지타이저를 액정 디스플레이 패널의 내부에 구성하지 않고, 상판 또는 하판의 배면에 디지타이저를 구성하므로 액정 디스플레이 패널 내부의 각종 레이어(Layer)와, 디지타이저와의 간격이 증가하여 상기 각종 레이어와 디지타이저와의 기생 커패시턴스를 최소화하여 정확한 위치검출이 가능하다.
넷째, 액정 디스플레이 패널의 크기에 따라 융통성있게 디지타이저를 구성할 수 있다.
다섯째, 손가락과 위치감지용 디지타이저와의 간격이 좁아지게 되므로 일정한 크기의 위치감지신호를 인가할 때 가상접지인 손가락의 접촉을 통해 흐르는 신호의 크기가 커지게 되어 위치감지에 따른 감도가 향상된다.
여섯째, 디지타이저의 등전위를 보상하기 위한 보상저항을 반복적층되는 트리형상으로 구성하여 신호인가부로부터 디지타이저로 인가되는 위치신호의 경로가 디지타이저의 전역에 걸쳐 동일하도록 함으로써, 정확한 등전위에 따른 정확한 위치검출이 가능하다.
일곱째, 상판과 하판을 합착한 후에 디지타이저를 패터닝하므로 상판에 형성된 블랙매트릭스층의 손상을 방지할 수 있다.
여덟째, 유기기판에 두 셀의 합착공정시 내부 가스의 배출을 위하여 지그재그 형태의 배기구가 형성되어 있으며, 배기구를 제외한 모든 오픈영역은 시일재로 막혀 있어 식각액이 침투하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (26)

  1. 위치검출을 위한 디지타이저를 갖는 위치검출 액정디스플레이 장치에 있어서,
    제 1 기판과 제 2 기판이 합착되어 형성된 액정디스플레이 패널과,
    상기 기판들 중 적어도 일기판의 배면에 직접 패터닝된디지타이저그리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 기판상에 일정간격을 두고 형성된 복수개의 블랙매트릭스층과,
    상기 블랙매트릭스층 사이사이에 형성된 칼라필터층과,
    상기 칼라필터층을 포함한 기판 전면에 형성된 오버코트층과,
    상기 오버코트층상에 형성된 공통전극용 ITO층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 기판상에 일방향으로 형성된 데이터라인과,
    상기 데이터라인과 교차하는 방향으로 형성된 게이트라인과,
    상기 데이터라인과 게이트라인의 교차점에 형성된 박막트랜지스터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  4. 매트릭스형태의 블랙매트릭스패턴과, 화상을 표현하기 위한 칼라필터패턴과, 칼라필터패턴을 포함한 전면에 형성된 공통전극용 패턴을 구비한 제 1 기판과,
    서로 교차되어 매트릭스형태를 이루는 데이터라인 및 게이트라인패턴과, 상기 각 라인패턴의 교차점에 형성된 박막트랜지스터를 구비하고, 상기 패턴들이 상기 제 1 기판상에 형성된 패턴들과 마주보도록 합착되는 제 2 기판과,
    상기 기판들중 일기판의 배면에 직접 패터닝된 위치감지용 그리드패턴으로 이루어진 디지타이저를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 위치감지용 그리드패턴은 ITO 또는 메탈로 구성하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치감지용 그리드패턴이 메탈일 경우, 상기 그리드패턴은 상기 제 1, 제 2 기판에 형성된 패턴들과 일치되도록 패터닝하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 그리드패턴과 기판에 형성된 패턴들을 일치시키기 위해서는 그리드의 패터닝시 상기 기판에 패턴을 형성할 때 사용한 얼라이먼트 키이와 동일한 얼라이먼트 키이를 사용하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 위치감지용 그리드패턴이 ITO일 경우, 상기 그리드패턴은 매트릭스형태로 구성하거나 또는 상기 디지타이저의 전면에 걸쳐 일체형으로 구성하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 액정 디스플레이 패널의 네 모서리부근 또는 네 변의 중앙부에 상기 디지타이저로 위치신호를 인가하기 위한 신호인가부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디지타이저는 상기 신호 인가부와 상기 그리드패턴 사이에 접속되어 위치신호가 그리드패턴의 전역에 걸쳐 등전위를 이루도록 전위를 보상하는 보상저항들을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보상저항들은 디지타이저의 네 변에 형성되어 상기 신호 인가부에서 출력되는 위치신호의 전위를 보상하는 등전위 유지저항들과,
    상기 등전위 유지저항과 상기 그리드패턴 사이에 접속되는 등전위 보상저항들로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 등전위 보상저항은 상기 신호 인가부로부터 멀리 떨어질수록 길이를 길게 패터닝하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 보상저항은 인접한 그리드패턴들을 서로 연결하는 1차배선과,
    상기 1차배선중 인접한 배선들을 서로 연결하는 2차배선과,
    상기 2차배선중 인접한 배선들을 서로 연결하는 3차배선들이 연속적으로 적층되는 트리형상으로 이루어지는 것을 포함함을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 그리드패턴은 일방향으로 형성된 복수개의 제 1 전도라인들과,
    상기 복수개의 제 1 전도라인들과 교차하는 방향으로 형성된 복수개의 제 2전도라인들로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 전도라인들과 제 2 전도라인들 사이에는 절연층이 개재되거나 또는 제 1 전도라인과 제 2 전도라인의 교차점에서 서로 콘택되어 메트릭스형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 보상저항은 상기 그리드패턴보다 저저항물질인 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 위치신호는 디지타이저의 X축 방향과 Y축 방향에서 교대로 인가되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치.
  18. 제 1 기판 및 제 2 기판에 화상을 디스플레이하기 위한 복수의 패턴들을 형성하는 공정과,
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 공정과,
    상기 기판들중 적어도 일기판의 배면에 위치감지를 위한 디지타이저를 형성하는 공정과,
    상기 제 1 기판과 제 2 기판에 액정을 주입하는 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 공정은,
    상기 제 2 기판상에 형성된 각 소자구획의 액정주입영역을 각각 둘러싸도록 1차 시일재를 접착하는 공정과,
    상기 상기 1차 시일재와 일정간격을 두고 상기 각 소자구획의 액정주입영역을 각각 둘러싸도록 2차 시일재를 접착하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 2차 시일재를 접착한 후, 상기 각 소자구획의 모두를 둘러싸도록 3차 시일재를 접착하는 공정이 적용가능한 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 디지타이저는 ITO 또는 메탈을 사용하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 제 2 기판의 합착은,
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판에 형성된 패턴들이 서로 일치되도록 하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 ITO는 상기 블랙매트릭스패턴과 동일한 패턴으로 패터닝하거나 또는 디지타이저 전면에 걸쳐 일체형으로 패터닝하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
  24. 제 18 항에 있어서,
    상기 디지타이저는 위치감지를 위한 위치신호를 네 모서리부근 또는 네 변의 중앙부근으로부터 인가받는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 기판은 블랙매트릭스패턴, 칼라필터패턴 그리고 공통전극패턴들을 형성하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 데이터라인, 상기 데이터라인과 교차하는 방향으로 게이트라인을 형성하고, 상기 데이터라인과 게이트라인의 교차점에 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 위치검출 액정 디스플레이장치 제조방법.
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