KR101520423B1 - 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며 상기 표시영역 내에 다수의 화소영역을 하나의 그룹으로 하는 터치블럭이 다수개 정의된 기판 상의 각 화소영역의 경계에 제 1 절연막을 개재하여 서로 교차하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과; 각 화소영역 내에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 유기절연물질로 이루어지며, 상기 박막트랜지스터 위로 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 터치블럭 별로 이격하며 형성된 공통전극과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 공통전극과 이격하며 상기 제 1 드레인 콘택홀과 중첩하며 상기 공통전극을 이루는 동일한 물질로 형성된 도전성 식각 방지패턴과; 상기 공통전극 위로 상기 게이트 배선과 중첩하도록 형성된 x센싱배선 및 상기 데이터 배선과 중첩하도록 형성된 y센싱배선과; 상기 공통전극과 x센싱배선 및 y센싱배선 위로 상기 기판 전면에 형성되며, 상기 도전성 식각 방지패턴을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀을 가지며 형성된 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층 위로 상기 제 2 드레인 콘택홀을 통해 상기 도전성 식각 방지패턴과 접촉하며 각 화소영역 별로 형성되며, 다수의 바(bar) 형태의 개구를 갖는 화소전극을 포함하는 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법을 제공한다.

Description

터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법{Touch sensor in-cell type liquid crystal display device and method of fabricating the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것이며, 특히 콘택홀 내부에서 금속패턴간 접촉 불량을 방지할 수 있는 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다.
이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on),오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해 각각 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이들 두 기판 사이에 액정을 개재하는 셀 공정을 거쳐 완성된다.
좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 설명하면, 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 투명한 기판(12)의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(Tr)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 투명기판(22)의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 둘러싸는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러필터 패턴(26a, 26b, 26c)을 포함하는 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.
그리고, 도면상에 도시되지는 않았지만, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제(sealant) 등으로 봉함된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판(미도시)이 구비되어 있다.
또한, 어레이 기판(10)의 외측면으로는 백라이트(back-light)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(Tr)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터배선(16)의 화상신호가 전달되면 공통전극(28)과 화소전극(18) 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.
하지만 전술한 구성을 갖는 액정표시장치는 시야각 특성이 우수하지 못하므로 근래 들어서는 동일한 어레이 기판에 공통전극과 화소전극이 배치되어 수평전계 에 의해 액정분자를 구동하는 횡전계형 또는 프린지 전계에 의해 구동되는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치가 제안되었다.
그리고, 이러한 횡전계형 및 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 TV, 프로젝터, 휴대폰, PDA 등 다양한 응용제품에 이용되고 있으며, 이러한 응용제품들은 최근에 화면을 터치하여 동작할 수 있도록 터치 기능이 기본적으로 장착되고 있는 실정이다. 이렇게 터치 기능이 구비된 액정표시장치를 통상 터치센서 인셀 타입 액정표시장치라 칭하고 있다.
터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에는 터치 센싱 기능 수행을 위해 전술 바와 같은 액정표시장치의 일반적인 구성 요소 일례로 게이트 및 데이터 배선 이외에 추가적으로 사용자의 터치 시 이를 감지하는 다수의 터치 블록과 이와 연결된 센싱 배선의 구성이 더욱 필요로 되고 있다.
따라서, 이러한 구성을 갖는 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판은 통상 우수한 이동도 특성을 갖는 폴리실리콘을 반도체층으로 하는 박막트랜지스터가 구비되는 경우 통상 11회의 마스크 공정을 진행하고 있다.
이러한 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에는 상기 절연층으로서 게이트 절연막, 층간절연막, 보조 절연층 및 제 1, 2 보호층이 구비되고 있는 실정이다.
이때, 이러한 절연층 중 상기 보조 절연층은 금속물질로 이루어진 구성요소 예를들면 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극과 유기절연물질로 이루어진 제 1 보호층과의 접착력 향상을 위해 무기절연물질을 증착함으로써 형성되고 있는데, 이러한 보조 절연층은 생략함으로써 총 2개만을 형성하는 구성을 갖도록 하기 위해 노력하고 있다.
하지만, 이렇게 무기절연물질로 이루어진 보조 절연층을 삭제하는 경우 제 2 보호층 내에 구비된 콘택홀을 통해 노출되는 드레인 전극과 데이터 배선과 연결된 데이터 패드전극은 상기 제 1 보호층 상부에 형성되는 공통전극 패터닝시 사용되는 식각액과 상기 드레인 전극 및 데이터 배선과 동일한 물질로 이루어진 센싱배선의 패터닝시 사용되는 식각액에 노출됨으로써 손상을 받게 됨으로써 최종적으로 상기 콘택홀을 통해 연결되어야 하는 구성요소와의 접촉 특성이 저하되는 접촉 불량이 다발하는 문제가 발생하고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 콘택홀을 통해 노출된 구성요소가 이후 단계의 구성요소 패터닝을 위한 식각액에 의해 손상을 받음으로써 발생되는 두 구성요소의 접촉 불량을 방지할 수 있는 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며 상기 표시영역 내에 다수의 화소영역을 하나의 그룹으로 하는 터치블럭이 다수개 정의된 기판 상의 각 화소영역의 경계에 제 1 절연막을 개재하여 서로 교차하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과; 상기 각 화소영역 내에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 유기절연물질로 이루어지며, 상기 박막트랜지스터 위로 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 터치블럭 별로 이격하며 형성된 공통전극과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 공통전극과 이격하며 상기 제 1 드레인 콘택홀과 중첩하며 상기 공통전극을 이루는 동일한 물질로 형성된 도전성 식각 방지패턴과; 상기 공통전극 위로 상기 게이트 배선과 중첩하도록 형성된 x센싱배선 및 상기 데이터 배선과 중첩하도록 형성된 y센싱배선과; 상기 공통전극과 x센싱배선 및 y센싱배선 위로 상기 기판 전면에 형성되며, 상기 도전성 식각 방지패턴을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀을 가지며 형성된 제 2 보호층과; 상기 제 2 보호층 위로 상기 제 2 드레인 콘택홀을 통해 상기 도전성 식각 방지패턴과 접촉하며 상기 각 화소영역 별로 형성되며, 다수의 바(bar) 형태의 개구를 갖는 화소전극을 포함하며, 상기 비표시영역에는 패드부가 정의되며, 상기 비표시영역에는 상기 게이트 배선이 형성된 동일한 층에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 링크배선이 형성되며, 상기 패드부에는 상기 게이트 링크배선과 연결된 게이트 패드전극이 형성되고, 상기 비표시영역에는 상기 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 상기 데이터 배선과 연결된 데이터 링크배선이 형성되며, 상기 패드부에는 상기 데이터 링크배선과 연결된 데이터 패드전극이 형성되며, 상기 제 1 보호층은 상기 패드부를 노출시키며 형성되며, 상기 제 1 보호층 외측으로 노출된 상기 각 데이터 패드전극을 완전히 덮으며 상기 공통전극을 이루는 동일한 물질로 제 1 보조 패드 패턴이 형성된 것이 특징이다.
이때, 상기 각 터치블럭은 상기 게이트 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 x센싱배선에 의해 연결되며, 상기 각 터치블럭은 이격하는 제 1 및 제 3 영역과, 상기 제 1 및 제 3 영역 사이에 상기 데이터 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 y센싱배선에 의해 연결된 제 2 영역으로 구성되며, 상기 공통전극은 상기 각 터치블럭 내에서 상기 제 1, 2, 3 영역별로 분리 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 터치블럭 내에서 상기 제 1 및 제 3 영역에 형성된 상기 x센싱배선은 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계, 상기 제 2 영역과 제 3 영역의 경계에서는 끊긴 형태로 이격하며 형성된 것이 특징이다.
상기 게이트 전극은 상기 제 1 절연막의 하부에 상기 데이터 배선은 상기 제 1 절연막의 상부에 형성되며, 상기 제 1 절연막 상에 상기 게이트 배선과 나란하게 상기 게이트 배선이 형성된 층에 상기 게이트 배선과 동일한 물질로 상기 각 터치블럭별로 형성된 센싱보조배선을 포함하며, 상기 각 터치블럭 내에서 상기 x센싱배선과 상기 센싱보조배선이 연결되며 형성된 것이 특징이다.
상기 제 1 보호층에는 상기 각 터치블럭 별로 상기 x센싱배선의 끝단에 대응하는 상기 제 1 절연막을 노출시키는 제 1 콘택홀이 구비되며, 상기 제 2 보호층에는 상기 제 1 콘택홀 내부에서 상기 x센싱배선의 끝단을 노출시키는 제 2 콘택홀이 구비되며, 상기 제 1 절연막에는 상기 제 1 콘택홀이 연장된 형태로 상기 센싱보조배선의 끝단을 노출시키는 제 3 콘택홀이 구비되며, 서로 연결된 상기 제 2 및 제 3 콘택홀을 통해 노출된 상기 x센싱배선의 끝단과 상기 센싱보조배선의 끝단은 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 이루어진 연결패턴과 동시에 접촉하며 형성된 것이 특징이다.
상기 공통전극은 상기 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대응하여 제 1 개구가 형성되며, 상기 제 1 콘택홀에 대응하여 상기 제 1 콘택홀보다 더 큰 면적을 갖는 제 2 개구가 형성된 것이 특징이다.
상기 터치블럭 중 상기 게이트 배선의 연장방향으로 동일한 라인상에 형성되는 상기 터치블럭은 상기 x센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되며, 상기 터치블럭 중 상기 데이터 배선의 연장방향으로 동일한 라인 상에 형성되는 상기 터치블럭은 상기 y센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되도록 형성된 것이 특징이다.
삭제
상기 제 2 보호층에는 상기 제 1 보조 패드 패턴을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀이 구비되며, 상기 제 2 보호층과 상기 제 1 절연막에는 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀이 구비되며, 상기 제 2 보호층 상부에는 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 상기 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 제 1 보조 패드 패턴과 접촉하는 보조 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 보조 게이트 패드전극이 형성된 것이 특징이다.
상기 박막트랜지스터는 제 2 절연막 상에 순차 적층된 형태로 순수 폴리실리콘의 제 1 반도체영역과 이의 양측에 불순물이 도핑된 폴리실리콘의 제 2 반도체층으로 구성된 반도체층과, 게이트 절연막과, 상기 제 1 반도체영역에 대응하여 게이트 전극과, 상기 제 2 반도체영역을 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비한 상기 제 1 절연막과, 서로 이격하며 상기 제 2 반도체영역과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극으로 구성된 것이 특징이다.
상기 공통전극과 상기 화소전극은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 상기 x센싱배선 및 y센싱배선은 상기 데이터 배선을 이루는 동일한 물질로 이루어진 것이 특징이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며 상기 표시영역 내에 다수의 화소영역을 하나의 그룹으로 하는 터치블럭이 다수개 정의된 기판 상의 각 화소영역의 경계에 제 1 절연막을 개재하여 서로 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선과 이들 두 배선과 연결된 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터 위로 유기절연물질로 이루어지며 상기 박막트랜지스터 위로 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀이 구비된 제 1 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 보호층 위로 상기 각 터치블럭 별로 이격하는 공통전극과, 상기 공통전극과 이격하며 상기 제 1 드레인 콘택홀에 대응하여 상기 제 1 드레인 콘택홀보다 더 넓은 면적으로 가지며 상기 드레인 전극과 완전히 중첩하는 도전성 식각 방지패턴을 형성하는 단계와; 상기 공통전극 위로 상기 게이트 배선과 중첩하는 x센싱배선 및 상기 데이터 배선과 중첩하는 y센싱배선을 형성하는 단계와; 상기 공통전극과 x센싱배선 및 y센싱배선 위로 전면에 상기 도전성 식각 방지패턴을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀이 구비된 제 2 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 보호층 위로 상기 제 2 드레인 콘택홀을 통해 상기 도전성 식각 방지패턴과 접촉하며 각 화소영역 별로 다수의 바(bar) 형태의 개구를 갖는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 비표시영역에는 패드부가 정의되며, 상기 게이트 배선을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 링크배선을 형성하고 동시에 상기 패드부에 상기 게이트 링크배선과 연결된 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 배선을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 데이터 배선과 연결된 데이터 링크배선을 형성하고 동시에 상기 패드부에 상기 데이터 링크배선과 연결된 데이터 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 보호층은 상기 패드부를 노출시키도록 형성하며, 상기 공통전극을 형성하는 단계는 상기 제 1 보호층 외측으로 노출된 상기 각 데이터 패드전극에 대응하여 상기 각 데이터 패드전극을 완전히 덮는 제 1 보조 패드 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
상기 각 터치블럭은 상기 게이트 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 x센싱배선에 의해 연결되며, 상기 각 터치블럭은 이격하는 제 1 및 제 3 영역과, 상기 제 1 및 제 3 영역 사이에 상기 데이터 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 y센싱배선에 의해 연결된 제 2 영역으로 구성되며, 상기 공통전극은 상기 각 터치블럭 내에서 상기 제 1, 2, 3 영역별로 분리 형성하는 것이 특징이다.
상기 터치블럭 내에서 상기 제 1 및 제 3 영역에 형성된 상기 x센싱배선은 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계, 상기 제 2 영역과 제 3 영역의 경계에서는 끊긴 형태로 이격하도록 형성하는 것이 특징이다.
상기 게이트 전극은 상기 제 1 절연막의 하부에 상기 데이터 배선은 상기 제 1 절연막의 상부에 형성하며, 상기 게이트 배선을 형성하는 단계는 상기 제 1 절연막 상에 상기 게이트 배선과 나란하게 상기 각 터치블럭별로 센싱보조배선을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 각 터치블럭 내에서 상기 x센싱배선과 상기 센싱보조배선이 연결되도록 형성하는 것이 특징이다.
상기 제 1 보호층을 형성하는 단계는, 상기 각 터치블럭 별로 상기 x센싱배선의 끝단에 대응하는 상기 제 1 절연막을 노출시키는 제 1 콘택홀이 구비되도록 하며, 상기 제 2 보호층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 콘택홀 내부에서 상기 x센싱배선의 끝단을 노출시키는 제 2 콘택홀이 구비되도록 하며, 상기 제 1 절연막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 콘택홀이 연장된 형태로 상기 센싱보조배선의 끝단을 노출시키는 제 3 콘택홀이 구비되도록 하며, 상기 화소전극을 형성하는 단계는, 서로 연결된 상기 제 2 및 제 3 콘택홀을 통해 노출된 상기 x센싱배선의 끝단과 상기 센싱보조배선의 끝단과 동시에 접촉하는 연결패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 공통전극은 상기 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대응하여 제 1 개구를 가지며, 상기 제 1 콘택홀에 대응하여 상기 제 1 콘택홀보다 더 큰 면적을 갖는 제 2 개구가 구비되도록 형성하는 것이 특징이다.
상기 터치블럭 중 상기 게이트 배선의 연장방향으로 동일한 라인상에 형성되는 터치블럭은 상기 x센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되며, 상기 터치블럭 중 상기 데이터 배선의 연장방향으로 동일한 라인 상에 형성되는 터치블럭은 상기 y센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되도록 형성하는 것이 특징이다.
삭제
상기 제 2 보호층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 보조 패드 패턴을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀과, 상기 제 2 보호층 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 제 1 절연막을 동시에 패터닝함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 제 2 보호층 상부에 상기 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 제 1 보조 패드 패턴과 접촉하는 보조 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 보조 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계는, 제 1 절연막 상에 순수 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와; 상기 순수 비정질 실리콘층을 폴리실리콘층으로 결정화하는 단계와; 상기 폴리실리콘층을 패터닝하여 폴리실리콘의 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 폴리실리콘의 반도체층 위로 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 폴리실리콘의 반도체층의 중앙부에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극을 도핑 마스크로 하여 불순물 도핑을 실시하여 상기 게이트 전극 외측으로 노출된 부분의 상기 반도체층을 불순물 폴리실리콘층으로 변경하는 단계와; 상기 게이트 전극 위로 상기 게이트 전극 양측으로 상기 불순물 폴리실리콘의 반도체층을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 갖는 상기 제 1 절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 절연막 위로 상기 반도체층 콘택홀을 통해 상기 불순물 폴리실리콘의 반도체층과 각각 접촉하는 소스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판은 각각 제 1 보호층 내에 구비되는 드레인 콘택홀 및 패드 콘택홀을 통해 노출되는 드레인 전극과 데이터 패드전극 상에 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극 형성하는 단계에서 상기 공통전극을 이루는 동일한 물질로 도전 특성을 식각 방지패턴을 형성함으로써 이후 상기 드레인 전극과 데이터 패드전극을 이루는 동일한 물질로 형성되는 센싱배선의 패터닝시 드레인 콘택홀 및 패드 콘택홀을 통해 노출되는 드레인 전극과 데이터 패드전극이 상기 식각액에 노출되어 손상되는 것을 방지하여 최종적으로 콘택홀 내부에서 접촉불량을 방지하는 효과를 갖는다.
콘택홀 내부에서 접촉불량을 억제함으로써 불량률 저감에 의한 수율 향상의 효과가 있다.
나아가 종래대비 2개의 보호층만을 구비함으로써 1개의 보호층을 생략할 수 있으므로 재료비 저감 및 공정 생략에 의한 단위 시간당 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분을 포함하여 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 패드부 내의 하나의 데이터 패드전극이 형성된 부분에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 각 터치블럭 내에 서로 마주하는 x센싱배선과 센싱보조배선의 끝단이 위치한 부분에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 터치블럭에 대한 개략적인 평면도.
도 6a 내지 6j는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분을 포함하여 하나의 화소영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
도 7a 내지 7j는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 패드부 내의 하나의 데이터 패드전극이 형성되는 부분에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
도 8a 내지 도 8j는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 각 터치블럭 내에 서로 마주하는 x센싱배선과 센싱보조배선의 끝단이 위치한 부분에 대한 단면도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분을 포함하여 하나의 화소영역에 대한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 패드부 내의 하나의 데이터 패드전극이 형성된 부분에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 각 터치블럭 내에 서로 마주하는 x센싱배선과 센싱보조배선의 끝단이 위치한 부분에 대한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 소자영역(TrA)이라 정의하였으며, 다수의 화소영역(P)을 하나의 단위영역인 터치블럭(TB)으로 정의하였다.
도시한 바와같이, 투명한 기판(101) 상에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)서 이루어진 버퍼층(105)이 형성되어 있다. 이때, 상기 버퍼층(105)은 상기 투명한 기판(101)이 유리재질인 경우 500℃ 이상의 고온 공정 진행 시 유리재질의 투명한 기판(101)으로부터 나오는 알카리 이온에 의해 폴리실리콘의 반도체층(110)이 영향을 받아 박막트랜지스터(Tr)의 동작 특성의 저하가 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 형성하는 것으로 생략될 수도 있다.
상기 버퍼층(105) 상부로 각 화소영역(P) 내의 소자영역(TrA)에는 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제 1 반도체 영역(113a) 그리고 상기 제 1 반도체 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 반도체 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다.
또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 전면에 무기절연물질로 이루어진 게이트 절연막(116)이 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(116) 위로는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 상기 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 연결되며 일방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트 절연막(116) 상에는 상기 게이트 배선(미도시)과 이격하여 각 터치블럭(TB) 별로 센싱보조배선(122)이 형성되고 있다.
본 발명은 터치 센서 인셀 타인 액정표시장치용 어레이 기판(101)이므로 터치센서(미도시)를 구비하여야 한다. 이러한 터치센서(미도시)는 통상 사용자의 손가락의 터치에 반응하는 것이므로 화소영역(P) 단위로 형성될 필요없이 다수의 화소영역(P)을 하나의 단위 즉 터치블럭(TB)으로 나누어 형성되는 것이다.
이러한 터치블럭의 구성에 대해서 도 5를 참조하여 간단히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 터치블럭에 대한 개략적인 평면도이다.
다수의 화소영역(P)을 하나의 단위로 하여 구성되는 각 터치블럭(TB)은 그 내부가 크게 3개의 영역(A1, A2, A3)으로 나뉘고 있는 것이 특징이다. 이때 각 터치블럭(TB) 내에 구비된 3개의 영역(A1, A2, A3)은 게이트 배선(119)이 연장하는 방향으로 순차적으로 제 1, 2, 3 영역(A1, A2, A3)으로 나뉘어지고 있다.
이때, 제 2 영역(A2)은 이의 상하로 이웃하는 터치블럭(TB)과 y센싱배선(ysl)을 통해 연결되고 있으며, 상기 제 2 영역(A2)을 기준으로 그 좌측 및 우측에 위치하는 상기 제 1 영역(A1)과 제 3 영역(A3)은 각각 이의 좌우로 위치하는 터치블럭(TB)과 x센싱배선(xsl)을 통해 연결되고 있는 것이 특징이다.
즉, 각 터치블럭(TB) 내의 제 1 영역(A1)은 이의 좌측에 위치하는 터치블럭(TB)의 제 3 영역(A3)과 x센싱배선(xsl)을 통해 연결되고 있으며, 제 3 영역(A3)은 이의 우측에 위치하는 터치블럭(TB)의 제 1 영역(A1)과 x센싱배선(xsl)을 통해 연결되고 있다.
한편, 각 터치블럭(TB) 내에서 상기 제 2 영역(A2) 내에 구비된 x센싱배선(xsl)은 바(bar) 형태로 패터닝됨으로써 각각 이의 좌측 및 우측에 위치하는 제 1 및 제 3 영역(A1, A2)에 구비된 x센싱배선(xsl)과는 단선된 구성을 갖는 것이 특징이다.
즉, 상기 x센싱배선(xsl)은 각 터치블럭(TB) 내의 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)의 경계, 제 3 영역(A3)과 제 2 영역(A2)의 경계에서 단선된 형태를 이루고 있는 것이 특징이다.
이때, x센싱배선(xsl) 자체로는 각 터치블럭(TB) 내에서 각 영역(A1, A2, A3)간의 경계에서 단선된 형태를 이루고 있지만, x센싱배선(xsl)은 전기적으로는 각 터치블럭(TB) 내에서 제 1 및 제 2 영역(A1, A2)간, 제 2 및 제 3 영역(A2, A3)간 연결되고 있는 것이 특징이다.
즉, 상기 제 1 영역(A1) 및 제 3 영역(A3) 내에 단선된 형태로 형성된 상기 x센싱배선(xsl)의 끝단은 각각 상기 게이트 절연막(미도시) 상에 상기 게이트 배선(119)과 이격하여 각 터치블럭(TB) 내의 제 2 영역(A2)에 형성되며 그 각각의 끝단이 각 터치블럭(TB) 내에서 제 1 및 제 3 영역(A1, A2)에 위치하는 센싱보조배선(122)의 끝단과 각각 상기 제 1 보호층(미도시)과, 제 2 보호층(미도시) 및 층간절연막(미도시)을 관통하며 서로 연결되며 형성된 제 2 및 제 1 센싱 콘택홀(158, 148)을 통해 접촉하고 있는 것이 특징이다.
이후에는 다시 도 2, 3, 4를 참조하여 단면 구성에 대해 설명한다.
한편, 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 반도체층(113)의 제 1 반도체 영역(113a)에 대응하여 상기 게이트 배선(미도시)과 동일한 물질로 동일한 구조를 갖는 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.
또한, 표시영역(AA) 외측의 비표시영역(NA)에는 게이트 절연막(116) 위로 상기 게이트 배선(미도시)의 일끝단과 연결되며 게이트 링크 배선(미도시)이 구비되고 있으며, 상기 비표시영역(NA) 중 패드부(PA)에는 상기 게이트 링크 배선(미도시)의 일끝단과 연결되며 게이트 패드전극(미도시)이 형성되고 있다.
다음, 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(미도시)과 게이트 링크 배선(미도시) 및 게이트 패드전극(미도시) 위로 전면에 무기절연물질로 이루어진 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부에 위치하는 상기 게이트 절연막(116)에는 상기 제 1 반도체영역(113a) 양측에 각각 위치한 상기 제 2 반도체영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 구비되고 있다.
다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 구비한 상기 층간절연막(123) 상부에는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조로서 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 형성되고 있다. 이때, 상기 데이터 배선(130)이 다중층 구조를 이루는 경우 몰리브덴(Mo) 또는 몰리티타늄(MoTi)으로 이루어진 제 1 층과 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금 중 어느 하나로 이루어진 제 2 층과 몰리브덴(Mo) 또는 몰리티타늄(MoTi)으로 이루어진 제 3 층의 3중층 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 도면에 있어서는 상기 데이터 배선(130)이 단일층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었다.
또한, 상기 층간절연막(123) 위로 상기 소자영역(TrA)에는 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 상기 제 2 반도체영역(113b)과 각각 접촉하며 상기 데이터 배선(130)과 동일한 물질로 동일한 구조를 가지며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다.
이때, 상기 소자영역(TrA)에 순차 적층된 상기 반도체층(113)과 게이트 절연막(116)과 게이트 전극(120)과 층간절연막(123)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
한편, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)과 전기적으로 연결되며 형성되어 있다. 즉, 상기 게이트 전극(120)은 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(130)과 연결되고 있다.
또한, 상기 비표시영역(NA)에 있어 상기 층간절연막(123) 상부에는 상기 데이터 배선(130)의 일끝단과 연결되며 데이터 링크배선(131)이 형성되고 있으며, 상기 패드부(PA)에는 상기 데이터 링크배선(131)의 일끝단과 연결되며 데이터 패드전극(132)이 형성되고 있다.
다음, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136) 상부로 표시영역 전면과 상기 비표시영역(NA) 중 패드부(PA)를 제외한 영역에는 유기절연물질 예를들면 포토아크릴 또는 벤조사이클로부텐로 이루어져 그 표면이 평탄한 상태를 이루는 제 1 보호층(145)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 보호층(145)은 패드부(PA)에 대해서는 형성되지 않으므로 패드부(PA)에 있어서는 상기 데이터 패드전극(132)과 이와 연결된 데이터 링크배선(131) 일부는 상기 제 1 보호층(145) 외측으로 노출된 상태가 된다.
종래의 경우, 상기 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극 상부에는 무기절연물질로 이루어진 보조 절연층이 형성된 후, 이의 상부에 전술한 바와같은 유기절연물질로 이루어진 제 1 보호층을 형성하고 있다. 이 경우 액정표시장치의 제조를 위해서는 보조 절연층 형성을 위한 무기절연물질의 사용이 지속적으로 발생됨으로써 비용 상승이 초래되고 있다.
하지만, 본 발명에 따른 실시예에 있어서는 이러한 보조 절연층을 구성하지 않음으로서 재료비 저감의 효과를 갖는다. 이 경우 보조 절연층이 생략됨으로써 금속재질로 이루어진 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 직접적으로 유기절연물질로 이루어진 상기 제 1 보호층(145)과 접촉하게 되지만, 최근의 유기절연물질 특히 포토아크릴은 기술 발전이 이루어져 금속물질과도 접착력이 우수한 특성을 가지므로 무기절연물질로 이루어진 보조 절연층이 생략된다 하더라도 접합력 저하로 인한 문제는 발생하지 않는다.
한편, 표시영역(AA)에 있어 상기 제 1 보호층(145)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀(147)이 구비되고 있으며, 또한 각 터치블럭(TB) 내에 구비된 상기 각 센싱보조배선(122)의 끝단에 대응하는 층간절연막(123)을 노출시키는 제 1 센싱 콘택홀(148)이 구비되고 있다.
다음, 상기 제 1 드레인 콘택홀(147) 및 제 1 센싱 콘택홀(148)을 갖는 제 1 보호층(145) 위로 투명 도전성 물질 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 공통전극(150)이 표시영역(AA)에 대응하여 형성되고 있다.
이때, 상기 공통전극(150)은 각 화소영역(P) 내의 소자영역(TrA)에 대응해서는 제 1 개구(oa1)가 형성됨으로써 상기 박막트랜지스터(Tr)를 노출시키도록 형성되고 있으며, 동시에 제 1 센싱 콘택홀(148)이 형성된 부분에 대응해서는 이보다 더 큰 면적을 갖는 제 2 개구(oa2)가 형성되고 있다.
나아가 상기 공통전극(150)은 다수의 화소영역(P)을 하나의 단위로 한 터치블럭(TB) 별로 패터닝 된 형태로 형성되고 있는 것이 특징이다. 더욱이, 상기 공통전극(150)은 더욱 정확히는 터치블럭(TB) 내부에서 또 다시 제 1, 2 및 3 영역(도 5의 A1, A2, A3)별로 분리 형성되고 있는 것이 특징이다.
한편, 본 발명의 실시예에 있어서 특징적인 구성으로서 상기 소자영역(TrA)에 구비된 상기 제 1 드레인 콘택홀(147) 내부를 포함하여 상기 제 1 드레인 콘택홀(147) 주변에는 상기 공통전극(150)을 이루는 동일한 물질로 이루어지며 상기 제 1 드레인 콘택홀(147) 내부에서 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 도전성 식각 방지패턴(151)이 형성되고 있다.
또한, 상기 제 1 보호층(145)이 형성되지 않은 패드부(PA)에 있어서는 상기 제 1 보호층(145) 외측으로 노출된 상기 데이터 링크배선(131) 일부와 상기 데이터 패드전극(132)에 대응하여 제 1 보조 패드 패턴(152)이 형성되고 있다.
이때, 상기 도전성 식각 방지패턴(151)은 이와 동일한 층에 형성된 상기 공통전극(150)과 이격하며 그 각각이 독립된 아일랜드 형태로 형성되고 있는 것이 특징이며, 상기 제 1 보조 패드 패턴(152) 또한 각각 상기 데이터 패드전극(132)에 대응하여 아일랜드 형태로 형성되고 있는 것이 특징이다.
이렇게 상기 제 1 드레인 콘택홀(147)에 대응하여 투명 도전성 물질로 이루어진 상기 도전성 식각 방지패턴(151)을 형성하고, 패드부(PA)에 각 데이터 링크배선(131) 일부와 데이터 패드전극(132)에 대응하여 제 1 보조 패드 패턴(152)을 형성한 것은 투명 도전성 물질로 이루어진 상기 공통전극(150)의 패터닝 시 이를 식각하기 위한 식각액과 상기 데이터 배선(130)을 이루는 동일한 금속물질로 이루어지는 x, y 센싱배선(xsl, ysl)의 패터닝 시 이용되는 식각액에 상기 제 1 드레인 콘택홀(147)을 통해 노출된 드레인 전극(136)과, 상기 제 1 보호층(145) 외측으로 형성된 데이터 링크배선(131) 일부 및 데이터 패드전극(132)이 노출되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 터치블럭(TB) 별로 패터닝되어 형성된 상기 공통전극(150) 상기 데이터 배선(130)을 이루는 동일한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조로서 상기 게이트 배선(미도시)과 중첩하며 x센싱배선(xsl)이 형성되고 있으며, 상기 데이터 배선(130)과 중첩하며 y센싱배선(ysl)이 형성되고 있다.
이때, 상기 x센싱배선(xsl)과 상기 y센싱배선(ysl)은 각 터치블럭(TB) 내의 제 1, 2 및 3 영역(도 5의 A1, A2, A3)역 상에서는 쇼트가 발생된 형태로 형성되지만, 각 터치블럭(TB) 내에서는 제 1 및 제 3 영역(도 5의 A1, A3)만이 전기적으로 연결되고, 제 2 영역(도 5의 TB)은 전기적으로 분리된 형태가 되며, 제 2 영역(도 5의 A2)은 데이터 배선(130)의 연장방향으로 이웃한 터치블럭(TB) 내의 제 2 영역(도 5의 A2)간에만 전기적으로 연결된 구성을 갖게 되므로 각 영역(도 5의 A1, A2, A3) 내에서 상기 x센싱배선(xsl)과 y센싱배선(ysl)이 쇼트된 구성을 갖는다 하여도 문제되지 않는다.
한편, 상기 x센싱배선(xsl)은 각 터치블럭(TB) 내에서 그 끝단이 각각 상기 센싱보조배선(122)의 끝단에 대응하여 상기 층간절연막(123)을 노출시키는 제 1 센싱 콘택홀(148) 내부에 위치하고 있는 것이 특징이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 경우, 제 1 보호층(145) 외측으로 노출된 데이터 링크배선(131) 일부 및 데이터 패드전극(132)과, 상기 제 1 드레인 콘택홀(147)을 통해 노출된 드레인 전극(136)의 경우, 각각 제 1 보조 패드 패턴(152)과 도전성 식각 방지패턴(151)이 각각 구비됨으로써 상기 공통전극(150)과 접촉하는 상기 x센싱배선(도 5의 xsl)과 y센싱배선(ysl)을 패터닝 시 식각액에 상기 데이터 링크배선(131)과 데이터 패드전극(132) 및 드레인 전극(136)은 노출되지 않음으로 이들 구성요소가 식각액에 의해 손상되는 일은 발생되지 않음을 알 수 있다.
다음, 상기 공통전극(150)과 x, y센싱배선(xsl, ysl) 상부로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 제 2 보호층(155)이 형성되고 있다.
이때, 상기 제 2 보호층(155)에는 소자영역(TrA)에 있어서 상기 도전성 식각 방지패턴(151)을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀(157)이 구비되고 있으며, 상기 패드부(PA)에 있어서는 상기 데이터 패드전극(132)에 대응하여 제 1 보조 패드 패턴(152)을 각각 노출시키는 데이터 패드 콘택홀(159)이 구비되고 있다.
또한, 상기 패드부(PA)에는 상기 제 2 보호층(155)과 더불어 층간절연막(123)까지 함께 패터닝됨으로써 상기 게이트 패드전극(미도시)을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀(미도시)이 구비되고 있으며, 각 터치블럭(TB) 내부에는 상기 제 1 센싱 콘택홀(148)에 대응하여 이와 연결되는 형태로 상기 제 2 보호층(155)과 그 하부의 층간절연막(123)이 함께 패터닝됨으로써 각각 서로 인접하는 상기 보조센싱배선(122)의 일 끝단과 상기 x센싱배선(xsl)의 일 끝단을 동시에 노출시키는 제 2 센싱 콘택홀(158)이 구비되고 있다.
다음, 상기 제 2 보호층(155) 위로는 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)각 화소영역(P) 내에 상기 제 2 드레인 콘택홀(157)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 도전성 식각 방지패턴(151)과 접촉하는 화소전극(160)이 각각 형성되고 있다. 이때, 상기 화소전극(160)에는 다수의 바(bar) 형태의 제 3 개구(op3)가 구비됨으로서 구동전압 인가 시 상기 공통전극(150)과 더불어 프린지 필드를 발생시키게 된다.
또한, 패드부(PA)에 있어서는 상기 화소전극(160)을 이루는 동일한 물질로서 상기 제 2 보호층(155) 위로 상기 게이트 패드 콘택홀(미도시)을 통해 각각의 상기 게이트 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 게이트 패드전극(미도시)이 형성되고 있으며, 상기 데이터 패드 콘택홀(159)을 통해 상기 제 1 보조 패드 패턴(152)과 접촉하며 보조 데이터 패드전극(165)이 형성되고 있다.
또한, 각 터치블럭(TB) 내부에는 각각 상기 제 2 센싱 콘택홀(158)을 통해 노출된 상기 센싱보조배선(122)의 일끝단과 x센싱배선(xsl)의 일끝단과 동시에 접촉하는 연결패턴(163)이 아일랜드 형태로 구비됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판이 완성되고 있다.
이러한 구성에 의해 실질적으로 각 터치블럭(TB) 내에서 제 1, 2, 3 영역(도 5의 A1, A2, A3)에서 x센싱배선(xsl)이 상기 y센싱배선(ysl)과 쇼트없이 전기적으로 연결된 상태를 이루게 된다.
이때, 상기 각 화소영역(P)에 구비된 상기 화소전극(160)과 상기 공통전극(150)은 상기 제 2 보호층(155)을 개재하여 중첩하도록 형성되고 있으며, 중첩하는 상기 공통전극(150)과 제 2 보호층(155)과 화소전극(160)은 스토리지 커패시터를 이룬다.
이후에는 전술한 구성을 갖는 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 6a 내지 6j는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분을 포함하여 하나의 화소영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도이며, 도 7a 내지 7j는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 패드부 내의 하나의 데이터 패드전극이 형성되는 부분에 대한 제조 단계별 공정 단면도이며, 도 8a 내지 도 8j는 본 발명의 실시예에 따른 터치 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판에 있어 각 터치블럭 내에 서로 마주하는 x센싱배선과 센싱보조패턴의 끝단이 위치한 부분에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다.
우선, 도 6a, 7a 및 8a에 도시한 바와같이, 투명한 기판(101) 상에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 버퍼층(105)을 형성한다.
상기 버퍼층(105)은 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 재결정화 할 경우, 레이저 조사 또는 열처리 시에 의해 발생하는 열로 인해 기판(101) 내부에 존재하는 알칼리 이온, 예를 들면 칼륨 이온(K+), 나트륨 이온(Na+) 등이 발생할 수 있는데, 이러한 알칼리 이온에 의해 폴리실리콘으로 이루어진 반도체층의 막특성이 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 이때, 상기 버퍼층(105)은 생략할 수 있다.
다음, 상기 버퍼층(105) 위로 순수 비정질 실리콘을 증착하여 순수 비정질 실리콘층(미도시)을 형성하고, 엑시머 레이저를 이용한 ELA(Excimer Laser Annealing)법, SLS(Sequential lateral Solidification) 결정화법, 열 결정화법, 교번자장 결정화(Alternating Magnetic Field Crystallization : AMFC) 중 어느 하나의 결정화 공정을 진행함으로써 상기 비정질 실리콘층(미도시)을 폴리실리콘층(미도시)으로 결정화한다.
이후, 마스크 공정을 실시하여 상기 폴리실리콘층(미도시)을 패터닝함으로써 상기 각 화소영역(P)내의 소자영역(TrA)에 각각 순수 폴리실리콘 상태의 반도체층(113)을 형성한다.
다음, 도 6b, 7b 및 8b에 도시한 바와같이, 상기 순수 폴리실리콘의 반도체층(113) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 게이트 절연막(116)을 형성한다.
다음, 상기 게이트 절연막(116) 위로 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조를 갖는 제 1 금속층(미도시)을 형성한다.
이후, 상기 제 1 금속층(미도시)을 마스크 공정을 실시하여 패터닝함으로써 상기 각 반도체층(113)의 중앙부에 대응하여 게이트 전극(120)을 각각 형성하고, 동시에 상기 게이트 절연막(116) 위로 상기 화소영역(P)의 경계에 상기 소자영역(TrA)에 형성된 게이트 전극(120)과 연결되며 일 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)과 각 터치블럭(TB) 별로 상기 게이트 배선(미도시)과 나란하게 이격하며 센싱보조배선(122)을 형성한다.
이때, 도면에 나타내지 않았지만, 비표시영역(NA)에는 상기 게이트 배선(미도시)의 일끝단과 연결된 게이트 링크배선(미도시)을 형성하고, 동시에 패드부(PA)에는 상기 게이트 링크배선(미도시)의 일끝단과 연결된 게이트 패드전극(미도시)을 형성한다.
다음, 도 6c, 7c 및 8c에 도시한 바와같이, 상기 각 게이트 전극(120)을 블록킹 마스크로 이용하여 상기 기판(101) 전면에 불순물을 도핑함으로써 상기 반도체층(113) 중 상기 게이트 전극(120) 외측에 위치한 부분에 상기 불순물이 도핑된 제 2 반도체영역(113b)을 이루도록 하고, 블록킹됨으로써 상기 불순물의 도핑이 방지된 게이트 전극(120)에 대응하는 부분은 순수 폴리실리콘의 제 1 반도체영역(113a)을 이루도록 한다.
다음, 도 6d, 7d 및 8d에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 반도체영역(113a, 113b)으로 나뉘어진 반도체층(113) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 증착하여 전면에 층간절연막(123)을 형성 한다.
이후, 상기 층간절연막(123)을 패터닝함으로써 상기 각 반도체층(113)의 제 2 반도체영역(113b)을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)을 형성한다.
다음, 도 6e, 7e 및 8e에 도시한 바와같이, 상기 반도체 콘택홀(125)과 제 1 센싱 콘택홀이 구비된 상기 층간절연막(123) 위로 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조의 제 2 금속층(미도시)을 형성한다.
이후, 상기 제 2 금속층(미도시)을 패터닝함으로써 패터닝함으로써 상기 소자영역(TrA)에 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 상기 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 형성 한다. 이때, 상기 각 화소영역(P) 내의 소자영역(TrA)에 구비된 상기 반도체층(113)과 게이트 절연막(116)과 게이트 전극(120)과 층간절연막(123)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
동시에 상기 층간절연막(123) 위로 상기 화소영역(P)의 경계에 상기 소자영역(TrA)에 형성된 소스 전극(133)과 연결되며 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하는 데이터 배선(130)을 형성한다.
또한, 비표시영역(NA)에는 상기 층간절연막(123) 위로 상기 데이터 배선(130)과 연결된 데이터 링크배선(131)을 형성하고, 패드부(PA)에는 상기 층간절연막(123) 위로 상기 데이터 링크배선(131)과 연결된 데이터 패드전극(132)을 형성한다.
다음, 도 6f, 7f 및 8f에 도시한 바와같이, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 데이터 배선(130)과 데이터 링크배선(131) 및 데이터 패드전극(132) 위로 표시영역(AA) 전면과 비표시영역(NA) 중 패드부(PA)를 제외한 영역에 유기절연물질 예를들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)을 도포하여 그 표면이 평탄한 형태를 갖는 제 1 보호층(145)을 형성한다.
이후, 상기 제 1 보호층(145)에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 각 소자영역(TrA)에 있어 상기 드레인 전극(136)을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀(147)을 형성하고, 동시에 각 터치블럭(TB)에 있어서 상기 센싱보조배선(122)의 일끝단에 대응하는 상기 층간절연막(123)을 노출시키는 제 1 센싱 콘택홀(148)을 형성한다.
다음, 도 6g, 7g 및 8g에 도시한 바와같이, 상기 제 1 드레인 콘택홀(147)과 제 1 센싱 콘택홀(148)을 갖는 제 1 보호층(145) 위로 투명 도전성 물질 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 전면에 증착하고, 이를 패터닝함으로서 각 터치블럭(TB) 별로 이격하는 형태의 공통전극(150)을 형성 한다.
이때, 상기 공통전극(150)은 각 소자영역(TrA)에 대해서는 제 1 개구(oa1)를 가지며, 상기 센싱보조배선(122)의 양 끝단이 위치하는 부분 즉, 제 1 센싱 콘택홀(148)이 형성된 부분에 대응해서는 상기 제 1 센싱 콘택홀(148) 보다 더 큰 면적을 갖는 제 2 개구(oa2)를 갖도록 형성하는 것이 특징이다.
이는 상기 제 2 드레인 콘택홀(157)을 통해 드레인 전극(136)과 접촉하는 화소전극(160)과 상기 공통전극(150), 추후 형성되는 제 2 센싱 콘택홀(157)을 통해 상기 센싱보조배선(122) 및 x센싱배선(xsl)을 전기적으로 연결시키는 연결패턴(미도시)과 상기 공통전극(150) 간의 쇼트를 방지하기 위함이다.
또한, 동시에 각 소자영역(TrA)에는 상기 제 1 드레인 콘택홀(147) 내부 및 이의 주변에 상기 공통전극(150)과 이격하는 도전성 식각 방지패턴(151)을 형성하고, 상기 패드부(PA)에는 상기 제 1 보호층(145) 외측으로 노출된 상기 데이터 링크배선(131)과 데이터 패드전극(132)에 대응하여 이들 구성요소 보다 더 큰 폭을 가져 이들 구성요소 각각을 완전히 덮는 아일랜드 형태로서 제 1 보조 패드 패턴(152)을 형성한다.
이렇게 도전성 식각 방지패턴(151)과 제 1 보조 패드 패턴(152)을 형성하는 것은, 추후 공정에서 식각액에 노출되어 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
다음, 도 6h, 7h 및 8h에 도시한 바와같이, 상기 공통전극(150)과 도전성 식각 방지패턴(151) 및 제 1 보조 패드 패턴(152) 위로 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조를 갖는 제 3 금속층(미도시)을 형성한다.
이후, 상기 제 3 금속층을 패터닝함으로써 도 5를 통해 설명한 바와 같은 평면 형태를 가지며 각각 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)과 중첩하는 x센싱배선(xsl) 및 y센싱배선(ysl)을 형성한다.
이때, 상기 x센싱배선(xsl)은 각 터치블럭(TB) 별로 단선된 형태를 가지며 단선된 부분의 끝단은 필요시 절곡 형성되어 상기 제 1 센싱 콘택홀(148) 내부에서 상기 센싱보조배선(122)의 끝단과 인접하여 위치하도록 형성하는 것이 특징이다.
본 발명의 실시예의 경우, 상기 x, y센싱배선(xsl, ysl) 형성 시 이를 패터닝하기 위한 식각액에 노출시키는 과정에서 상기 제 1 보호층(145)이 형성되지 않거나 제거된 부분을 통해 노출되는 구성요소 일례로 드레인 전극(136)과 데이터 링크배선(131) 및 데이터 패드전극(132)은 이들 구성요소와 완전 중첩하는 형태로 각각 도전성 식각 방지패턴(151) 및 제 1 보조 패드 패턴(152)이 각각 형성되고 있으므로 상기 x,y센싱배선(xsl, ysl) 패터닝을 위한 식각액에 이들 구성요소는 전혀 노출되지 않음으로 종래와 같이 별도의 무기절연물질로 이루어진 보조 절연층을 형성하지 않고도 식각액에 의한 손상을 방지할 수 있는 것이 특징이다.
다음, 도 6i, 7i 및 8i에 도시한 바와같이, 상기 x센싱배선(xsl)과 y센싱배선(ysl) 위로 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 표시영역과 비표시영역(NA) 전면에 제 2 보호층(155)을 형성한다.
이후 상기 제 2 보호층(155)을 패터닝함으로써 상기 제 1 드레인 콘택홀(147)과 연결되어 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 도전성 식각 방지패턴(151)을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀(157)을 형성하고, 상기 패드부(PA)에 있어서는 상기 데이터 패드전극(132)에 대응해서는 상기 제 1 보조 패드 패턴(152)을 노출시키는 제 2 데이터 패드 콘택홀(159)을 형성한다.
동시에 상기 제 1 센싱 콘택홀(148)에 대응하는 부분 및 패드부(PA)에 있어서는 상기 제 2 보호층(155)과 더불어 그 하부에 위치하는 층간절연막(123)까지 함께 패터닝함으로서 상기 제 1 센싱 콘택홀(148)에 대응해서는 상기 제 1 센싱 콘택홀(148) 내부에서 상기 센싱보조배선(122)의 일끝단과 이와 인접하는 상기 x센싱배선(xsl)의 일 끝단을 동시에 노출시키는 제 2 센싱 콘택홀(158)을 형성하고, 상기 게이트 패드전극(미도시)에 대응해서는 상기 게이트 패드전극(미도시)을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀(미도시)을 형성한다.
다음, 도 6j, 7j 및 8j에 도시한 바와같이, 상기 제 2 드레인 콘택홀(157)과 게이트 및 데이터 패드 콘택홀(미도시, 159) 및 제 2 센싱 콘택홀(158)이 구비된 상기 제 2 보호층(155) 위로 투명 도전성 물질 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성한다.
이후, 상기 투명 도전성 물질층(미도시)을 패터닝함으로서 각 화소영역(P) 내에 상기 제 2 드레인 콘택홀(157)을 통해 상기 도전성 식각 방지패턴(151)과 접촉하는 화소전극(160)을 형성한다.
또한, 동시에 상기 각 터치블럭(TB) 내에는 상기 서로 연결된 제 1 및 제 2 센싱 콘택홀(148, 158) 내부에 상기 센싱보조배선(122)의 일끝단과 이와 인접하는 상기 x센싱배선(xsl)의 일끝단과 동시에 접촉하는 연결패턴(163)을 형성한다.
또한, 패드부(PA)에 있어서는 상기 게이트 패드 콘택홀(미도시)을 통해 상기 게이트 패드전극(미도시)과 접촉하는 보조 게이트 패드전극(미도시)을 형성하고, 동시에 상기 데이터 패드 콘택홀(159)을 통해 상기 제 1 보조 패드 패턴(152)과 접촉하는 보조 데이터 패드전극(165)을 형성함으로써 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 인셀타입 액정표시장치용 어레이 기판을 완성한다.
이때, 상기 각 화소전극(160)은 그 하부에 위치한 공통전극(150)과 프린지 필드 형성을 위해 각 화소영역(P)내에 일정간격 이격하는 바(bar) 형태의 다수의 제 3 개구(oa3)를 갖도록 형성하는 것이 특징이다.
이렇게 완성된 본 발명의 실시예에 따른 터치센서 인셀타입 액정표시장치용 어레이 기판(101)에는 컬러필터 기판(미도시)과 액정층(미도시)을 구비하여 액정표시장치(미도시)를 이룬 후, 가로 및 세로방향으로 배열된 터치블럭(TB)의 끝단에 각각 x센싱배선(xsl)과 y센싱배선(ysl)과 각각 연결되도록 X방향 센싱회로(미도시)와 Y방향 센싱회로(미도시)를 실장함으로써 표시영역(AA) 내에 터치가 발생되면 공통전극(150)과 화소전극(160) 사이에 발생된 커패시턴스 변화를 통해 터치 발생을 감지하고 이를 전압형태로 바꾸어 x센싱배선(xsl)과 y센싱배선(ysl)을 통해 상기 X방향 센싱회로(미도시)와 Y방향 센싱회로(미도시)로 각각 전달되고 이러한 구동에 의해 표시영역(AA) 내에 터치가 발생된 부분의 위치를 인식하게 되며, 터치가 발생된 부분에 연관된 동작을 실시하게 된다.
101 : 기판 105 : 버퍼층
113 : 반도체층 113a, 113b : 제 1 및 제 2 반도체영역
116 : 게이트 절연막 120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막 125 : 반도체층 콘택홀
130 : 데이터 배선 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 145 : 제 1 보호층
147 : 제 1 드레인 콘택홀 150 : 공통전극
151 : 도전성 식각 방지패턴 155 : 제 2 보호층
157 : 제 2 드레인 콘택홀 160 : 화소전극
AA : 표시영역 oa1, oa3 : 제 1 및 제 3 개구
P : 화소영역 TB : 터치블록
Tr : 박막트랜지스터 TrA : 소자 영역
ysl : y센싱배선

Claims (22)

  1. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며 상기 표시영역 내에 다수의 화소영역을 하나의 그룹으로 하는 터치블럭이 다수개 정의된 기판 상의 각 화소영역의 경계에 제 1 절연막을 개재하여 서로 교차하며 형성된 게이트 및 데이터 배선과;
    상기 각 화소영역 내에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와;
    유기절연물질로 이루어지며, 상기 박막트랜지스터 위로 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀 형성된 제 1 보호층과;
    상기 제 1 보호층 위로 상기 각 터치블럭 별로 이격하며 형성된 공통전극과;
    상기 제 1 보호층 위로 상기 공통전극과 이격하며 상기 제 1 드레인 콘택홀과 중첩하며 상기 공통전극을 이루는 동일한 물질로 형성된 도전성 식각 방지패턴과;
    상기 공통전극 위로 상기 게이트 배선과 중첩하도록 형성된 x센싱배선 및 상기 데이터 배선과 중첩하도록 형성된 y센싱배선과;
    상기 공통전극과 x센싱배선 및 y센싱배선 위로 상기 기판 전면에 형성되며, 상기 도전성 식각 방지패턴을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀을 가지며 형성된 제 2 보호층과;
    상기 제 2 보호층 위로 상기 제 2 드레인 콘택홀을 통해 상기 도전성 식각 방지패턴과 접촉하며 상기 각 화소영역 별로 형성되며, 다수의 바(bar) 형태의 개구를 갖는 화소전극
    을 포함하며, 상기 비표시영역에는 패드부가 정의되며, 상기 비표시영역에는 상기 게이트 배선이 형성된 동일한 층에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 링크배선이 형성되며, 상기 패드부에는 상기 게이트 링크배선과 연결된 게이트 패드전극이 형성되고, 상기 비표시영역에는 상기 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 상기 데이터 배선과 연결된 데이터 링크배선이 형성되며, 상기 패드부에는 상기 데이터 링크배선과 연결된 데이터 패드전극이 형성되며, 상기 제 1 보호층은 상기 패드부를 노출시키며 형성되며, 상기 제 1 보호층 외측으로 노출된 상기 각 데이터 패드전극을 완전히 덮으며 상기 공통전극을 이루는 동일한 물질로 제 1 보조 패드 패턴이 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 터치블럭은 상기 게이트 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 x센싱배선에 의해 연결되며,
    상기 각 터치블럭은 이격하는 제 1 및 제 3 영역과, 상기 제 1 및 제 3 영역 사이에 상기 데이터 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 y센싱배선에 의해 연결된 제 2 영역으로 구성되며,
    상기 공통전극은 상기 각 터치블럭 내에서 상기 제 1, 2, 3 영역별로 분리 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 터치블럭 내에서 상기 제 1 및 제 3 영역에 형성된 상기 x센싱배선은 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계, 상기 제 2 영역과 제 3 영역의 경계에서는 끊긴 형태로 이격하며 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 제 1 절연막의 하부에 상기 데이터 배선은 상기 제 1 절연막의 상부에 형성되며,
    상기 제 1 절연막 상에 상기 게이트 배선과 나란하게 상기 게이트 배선이 형성된 층에 상기 게이트 배선과 동일한 물질로 상기 각 터치블럭별로 형성된 센싱보조배선을 포함하며,
    상기 각 터치블럭 내에서 상기 x센싱배선과 상기 센싱보조배선이 연결되며 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 보호층에는 상기 각 터치블럭 별로 상기 x센싱배선의 끝단에 대응하는 상기 제 1 절연막을 노출시키는 제 1 콘택홀이 구비되며,
    상기 제 2 보호층에는 상기 제 1 콘택홀 내부에서 상기 x센싱배선의 끝단을 노출시키는 제 2 콘택홀이 구비되며,
    상기 제 1 절연막에는 상기 제 1 콘택홀이 연장된 형태로 상기 센싱보조배선의 끝단을 노출시키는 제 3 콘택홀이 구비되며,
    서로 연결된 상기 제 2 및 제 3 콘택홀을 통해 노출된 상기 x센싱배선의 끝단과 상기 센싱보조배선의 끝단은 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 이루어진 연결패턴과 동시에 접촉하며 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공통전극은 상기 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대응하여 제 1 개구가 형성되며, 상기 제 1 콘택홀에 대응하여 상기 제 1 콘택홀보다 더 큰 면적을 갖는 제 2 개구가 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터치블럭 중 상기 게이트 배선의 연장방향으로 동일한 라인상에 형성되는 상기 터치블럭은 상기 x센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되며,
    상기 터치블럭 중 상기 데이터 배선의 연장방향으로 동일한 라인 상에 형성되는 상기 터치블럭은 상기 y센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되도록 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 보호층에는 상기 제 1 보조 패드 패턴을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀이 구비되며,
    상기 제 2 보호층과 상기 제 1 절연막에는 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀이 구비되며,
    상기 제 2 보호층 상부에는 상기 화소전극을 이루는 동일한 물질로 상기 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 제 1 보조 패드 패턴과 접촉하는 보조 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 보조 게이트 패드전극이 형성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는 제 2 절연막 상에 순차 적층된 형태로 순수 폴리실리콘의 제 1 반도체영역과 이의 양측에 불순물이 도핑된 폴리실리콘의 제 2 반도체층으로 구성된 반도체층과, 게이트 절연막과, 상기 제 1 반도체영역에 대응하여 게이트 전극과, 상기 제 2 반도체영역을 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비한 상기 제 1 절연막과, 서로 이격하며 상기 제 2 반도체영역과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극으로 구성된 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 공통전극과 상기 화소전극은 투명 도전성 물질로 이루어진 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 x센싱배선 및 y센싱배선은 상기 데이터 배선을 이루는 동일한 물질로 이루어진 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판.
  13. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의되며 상기 표시영역 내에 다수의 화소영역을 하나의 그룹으로 하는 터치블럭이 다수개 정의된 기판 상의 각 화소영역의 경계에 제 1 절연막을 개재하여 서로 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선과 이들 두 배선과 연결된 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터 위로 유기절연물질로 이루어지며 상기 박막트랜지스터 위로 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀이 구비된 제 1 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 보호층 위로 상기 각 터치블럭 별로 이격하는 공통전극과, 상기 공통전극과 이격하며 상기 제 1 드레인 콘택홀에 대응하여 상기 제 1 드레인 콘택홀보다 더 넓은 면적으로 가지며 상기 드레인 전극과 완전히 중첩하는 도전성 식각 방지패턴을 형성하는 단계와;
    상기 공통전극 위로 상기 게이트 배선과 중첩하는 x센싱배선 및 상기 데이터 배선과 중첩하는 y센싱배선을 형성하는 단계와;
    상기 공통전극과 x센싱배선 및 y센싱배선 위로 전면에 상기 도전성 식각 방지패턴을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀이 구비된 제 2 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 제 2 보호층 위로 상기 제 2 드레인 콘택홀을 통해 상기 도전성 식각 방지패턴과 접촉하며 각 화소영역 별로 다수의 바(bar) 형태의 개구를 갖는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 비표시영역에는 패드부가 정의되며, 상기 게이트 배선을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 링크배선을 형성하고 동시에 상기 패드부에 상기 게이트 링크배선과 연결된 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 배선을 형성하는 단계는 상기 비표시영역에 상기 데이터 배선과 연결된 데이터 링크배선을 형성하고 동시에 상기 패드부에 상기 데이터 링크배선과 연결된 데이터 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 보호층은 상기 패드부를 노출시키도록 형성하며, 상기 공통전극을 형성하는 단계는 상기 제 1 보호층 외측으로 노출된 상기 각 데이터 패드전극에 대응하여 상기 각 데이터 패드전극을 완전히 덮는 제 1 보조 패드 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 각 터치블럭은 상기 게이트 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 x센싱배선에 의해 연결되며,
    상기 각 터치블럭은 이격하는 제 1 및 제 3 영역과, 상기 제 1 및 제 3 영역 사이에 상기 데이터 배선의 연장방향으로 이웃한 터치블럭과 상기 y센싱배선에 의해 연결된 제 2 영역으로 구성되며,
    상기 공통전극은 상기 각 터치블럭 내에서 상기 제 1, 2, 3 영역별로 분리 형성하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 터치블럭 내에서 상기 제 1 및 제 3 영역에 형성된 상기 x센싱배선은 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계, 상기 제 2 영역과 제 3 영역의 경계에서는 끊긴 형태로 이격하도록 형성하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 제 1 절연막의 하부에 상기 데이터 배선은 상기 제 1 절연막의 상부에 형성하며,
    상기 게이트 배선을 형성하는 단계는 상기 제 1 절연막 상에 상기 게이트 배선과 나란하게 상기 각 터치블럭별로 센싱보조배선을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 각 터치블럭 내에서 상기 x센싱배선과 상기 센싱보조배선이 연결되도록 형성하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 보호층을 형성하는 단계는, 상기 각 터치블럭 별로 상기 x센싱배선의 끝단에 대응하는 상기 제 1 절연막을 노출시키는 제 1 콘택홀이 구비되도록 하며,
    상기 제 2 보호층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 콘택홀 내부에서 상기 x센싱배선의 끝단을 노출시키는 제 2 콘택홀이 구비되도록 하며,
    상기 제 1 절연막을 형성하는 단계는, 상기 제 1 콘택홀이 연장된 형태로 상기 센싱보조배선의 끝단을 노출시키는 제 3 콘택홀이 구비되도록 하며,
    상기 화소전극을 형성하는 단계는, 서로 연결된 상기 제 2 및 제 3 콘택홀을 통해 노출된 상기 x센싱배선의 끝단과 상기 센싱보조배선의 끝단과 동시에 접촉하는 연결패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공통전극은 상기 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대응하여 제 1 개구를 가지며, 상기 제 1 콘택홀에 대응하여 상기 제 1 콘택홀보다 더 큰 면적을 갖는 제 2 개구가 구비되도록 형성하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 터치블럭 중 상기 게이트 배선의 연장방향으로 동일한 라인상에 형성되는 터치블럭은 상기 x센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되며,
    상기 터치블럭 중 상기 데이터 배선의 연장방향으로 동일한 라인 상에 형성되는 터치블럭은 상기 y센싱배선에 의해 모두 전기적으로 연결되도록 형성하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  20. 삭제
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 보호층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 보조 패드 패턴을 노출시키는 데이터 패드 콘택홀과, 상기 제 2 보호층 더불어 이의 하부에 위치하는 상기 제 1 절연막을 동시에 패터닝함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 제 2 보호층 상부에 상기 데이터 패드 콘택홀을 통해 상기 제 1 보조 패드 패턴과 접촉하는 보조 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드 콘택홀을 통해 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 보조 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 13 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계는,
    제 1 절연막 상에 순수 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와;
    상기 순수 비정질 실리콘층을 폴리실리콘층으로 결정화하는 단계와;
    상기 폴리실리콘층을 패터닝하여 폴리실리콘의 반도체층을 형성하는 단계와;
    상기 폴리실리콘의 반도체층 위로 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 절연막 위로 상기 폴리실리콘의 반도체층의 중앙부에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 전극을 도핑 마스크로 하여 불순물 도핑을 실시하여 상기 게이트 전극 외측으로 노출된 부분의 상기 반도체층을 불순물 폴리실리콘층으로 변경하는 단계와;
    상기 게이트 전극 위로 상기 게이트 전극 양측으로 상기 불순물 폴리실리콘의 반도체층을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 갖는 상기 제 1 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 절연막 위로 상기 반도체층 콘택홀을 통해 상기 불순물 폴리실리콘의 반도체층과 각각 접촉하는 소스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법.
KR1020110037243A 2011-04-21 2011-04-21 터치센서 인셀 타입 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법 KR101520423B1 (ko)

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