KR101669964B1 - 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

터치스크린 기판 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101669964B1
KR101669964B1 KR1020100009413A KR20100009413A KR101669964B1 KR 101669964 B1 KR101669964 B1 KR 101669964B1 KR 1020100009413 A KR1020100009413 A KR 1020100009413A KR 20100009413 A KR20100009413 A KR 20100009413A KR 101669964 B1 KR101669964 B1 KR 101669964B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensing
layer
light
forming
base substrate
Prior art date
Application number
KR1020100009413A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110089914A (ko
Inventor
여윤종
진홍기
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020100009413A priority Critical patent/KR101669964B1/ko
Priority to US12/903,688 priority patent/US9671637B2/en
Priority to CN201110008679.5A priority patent/CN102141862B/zh
Publication of KR20110089914A publication Critical patent/KR20110089914A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101669964B1 publication Critical patent/KR101669964B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49105—Switch making

Abstract

제조 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 터치스크린 기판 및 이의 제조방법이 개시된다. 터치스크린 기판은 베이스 기판 상에 형성된 무기층 및 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과시키고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴, 차광 패턴 상에 형성되고, 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자 및 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 이에 따라, 차광층의 하부가 함입되어 언더 컷을 형성하는 것을 방지하고, 차광 패턴과 베이스 기판 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.

Description

터치스크린 기판 및 이의 제조 방법{TOUCH SCREEN SUBSTRATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조 신뢰성을 향상시킨 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시패널은 각 화소 영역을 구동하기 위한 스위칭 소자들이 형성된 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향 기판과, 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 개재되어 형성된 액정층을 포함한다. 상기 액정표시패널은 상기 액정층에 전압을 인가하여 광의 투과율을 제어하는 방식으로 화상을 표시한다.
한편, 액정표시패널은 외부의 터치를 통해 동작하는 터치 패널의 기능을 할 수 있다. 상기 액정표시패널이 터치 패널의 기능을 하기 위해서는, 상기 제2 기판이 광센서 및 이를 제어하기 위한 스위칭 소자를 포함한다. 상기 외부의 터치가 가해지면, 상기 액정표시패널의 하부의 백라이트로부터 제공되어 상기 외부의 터치 대상물에서 반사된 광을 상기 광센서가 흡수하여 광전류(photo current)를 발생한다. 상기 액정표시패널과 연결된 중앙처리장치는, 상기 광전류와 상기 광이 입사되기 전의 광센서의 암전류(dark current)와의 차이를 이용하여 상기 액정표시패널에서의 터치 지점을 계산할 수 있다.
상기 외부의 터치가 가해질 때, 상기 광센서로는 상기 반사광뿐만 아니라 외부의 다른 광도 입사될 수 있다. 상기 광센서는 상기 반사광뿐만 아니라 상기 다른 광까지도 감지함으로써 상기 광센서가 정확한 터치 지점을 계산할 수 없는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해서, 상기 광센서가 감지해야하는 특정 파장대의 광은 투과시키고, 상기 다른 광들이 상기 제2 기판으로 다시 입사되는 것을 차단하기 위해서 상기 광센서의 하부에 차광 패턴을 형성하고 있다.
그러나 상기 차광 패턴이 상기 제2 기판의 1차 패턴임에 따라 상기 차광 패턴이 상기 제2 기판 상에 균일하게 형성되지 않는 경우, 이후에 상기 차광 패턴 상에 계속하여 형성되는 다수의 패턴들의 제조 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 상기 차광 패턴의 제조 신뢰성을 향상시키고, 상기 차광 패턴과 기판 사이의 접착력을 향상시킨 터치스크린 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치스크린 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 터치스크린 기판은 베이스 기판, 차광 패턴, 제1 센싱 소자 및 제1 스위칭 소자를 포함한다. 상기 차광 패턴은 상기 베이스 기판 상에 형성된 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과시키고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함한다. 상기 제1 센싱 소자는 상기 차광 패턴 상에 형성되고, 상기 적외선을 감지한다. 상기 제1 스위칭 소자는 상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된다.
상기 무기층은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 무기층이 형성된 영역을 제외한 베이스 기판의 전면에 형성되고, 상기 무기층의 두께보다 얇은 두께를 갖는 잔류층을 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 잔류층 상에 형성될 수 있다.
상기 차광층은 비정질 실리콘 게르마늄(amorphous silicon germanium, a-SiGe) 또는 비정질 게르마늄(a-Si)을 포함할 수 있다.
상기 터치스크린 기판은 바이어스 라인, 제1 리드 아웃 라인, 제1 센싱 게이트 라인 및 제2 센싱 게이트 라인을 더 포함할 수 있다. 상기 바이어스 라인은 상기 제1 센싱 소자와 연결된다. 상기 제1 리드 아웃 라인은 상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 상기 제1 센싱 소자의 적외선 감지 신호를 출력한다. 상기 제1 센싱 게이트 라인은 상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 상기 제1 스위칭 소자에 제1 게이트 신호를 인가한다. 상기 제2 센싱 게이트 라인은 상기 제1 센싱 소자와 연결된 상기 제1 센싱 소자에 제2 게이트 신호를 인가한다.
상기 터치스크린 기판은 상기 바이어스 라인과 연결되고 가시광선을 감지하는 제2 센싱 소자, 상기 제2 센싱 소자와 연결된 제2 스위칭 소자, 상기 제2 스위칭 소자와 연결되어 상기 제2 스위칭 소자에 제3 게이트 신호를 인가하는 제3 센싱 게이트 라인 및 상기 제2 스위칭 소자와 연결되어 상기 제2 센싱 소자의 가시광선 감지 신호를 출력하는 제2 리드 아웃 라인을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 터치스크린 기판의 제조 방법이 제공된다. 베이스 기판 상에 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과하고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴을 형성한다. 상기 차광 패턴 상에 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자를 형성한다. 상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 형성한다.
상기 차광 패턴은 상기 베이스 기판 상에 희생층을 형성하고, 상기 희생층이 형성된 베이스 기판 상에 모차광층을 형성한 후, 식각 가스를 이용하여 상기 모차광층을 패터닝하여 상기 차광층을 형성하고, 상기 희생층을 패터닝하여 상기 무기층을 형성할 수 있다.
상기 무기층을 형성하는 단계에서, 상기 무기층이 형성된 영역을 제외한 상기 희생층은 제거되어 상기 베이스 기판을 노출시킬 수 있다.
상기 무기층을 형성하는 단계는 상기 희생층의 일부 두께가 제거되어 상기 베이스 기판 상에 잔류하는 잔류층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 스위칭 소자는 상기 잔류층 상에 형성될 수 있다.
이와 같은 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법에 따르면, 적외선을 감지하는 센서 소자에 제공되는 가시광선을 차단하는 차광 패턴을 형성하는 공정에서, 상기 차광층의 하부에 언더 컷이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 기판과 상기 차광 패턴 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 제품의 제조 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치스크린 기판의 평면도이다.
도 3a는 도 2의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 제1 센싱 소자의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 6 내지 도 11은 도 3a에 도시된 터치스크린 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판의 단면도들이다.
도 13은 도 12a의 제1 센싱 소자의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 14 및 도 15는 도 12a에 도시된 터치스크린 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 샘플 1 및 2를 이용하여 제조된 차광 패턴의 단면도들이다.
도 17a 및 도 17b는 비교 샘플 1 및 2를 이용하여 제조된 차광 패턴의 단면도들이다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명에 따른 샘플 3, 4 및 5에 대한 접착력 평가의 결과를 나타낸 개념도들이다.
도 19a 내지 도 19c는 비교 샘플 3, 4 및 5에 대한 접착력 평가의 결과를 나타낸 개념도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 표시 장치(500)는 제1 표시 패널(PL1) 및 상기 제1 표시 패널(PL1)에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(400)를 포함한다. 상기 제1 표시 패널(PL1)은 제1 어레이 기판(100), 제1 터치스크린 기판(200) 및 액정층(300)을 포함한다. 상기 제1 표시 장치(500)는 상기 제1 표시 패널(PL1) 상에 접촉된 물체의 위치를 센싱할 수 있다. 또한, 상기 제1 표시 장치(500)는 상기 제1 표시 패널(PL1) 상에 위치한 이미지를 스캔할 수도 있다. 상기 백라이트 어셈블리(400)는 상기 제1 어레이 기판(100)의 하부에 배치된다.
상기 제1 어레이 기판(100)은 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 화소 스위칭 소자(PSW), 상기 화소 스위칭 소자(PSW)와 전기적으로 연결된 화소 전극(PE) 및 어레이층(AL)을 포함한다. 상기 화소 전극(PE)이 상기 제1 어레이 기판(100)의 단위 화소를 정의할 수 있다.
상기 제1 터치스크린 기판(200)은 상기 제1 어레이 기판(100)과 대향하고, 상기 제1 어레이 기판(100)과 결합되어 상기 액정층(300)을 개재시킨다. 상기 제1 터치스크린 기판(200)은 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 제1 광센서(LS1) 및 제2 광센서(LS2)를 포함한다. 상기 제1 터치스크린 기판(200)은 블랙 매트릭스(BM), 컬러필터(CF), 오버코팅층(OC) 및 공통 전극(CE)을 더 포함할 수 있다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 화소 전극(PE)과 마주하여 상기 액정층(300)에 전계를 형성한다. 상기 제1 광센서(LS1) 및 상기 제2 광센서(LS2) 각각은 상기 제1 어레이 기판(100)의 3개의 단위 화소들과 대응하는 영역에 형성될 수 있다. 상기 제1 광센서(LS1)는 적외선을 감지하는 센서이고, 상기 제2 광센서(LS2)는 가시광선을 감지하는 센서이다.
상기 백라이트 어셈블리(400)는 상기 제1 어레이 기판(100)의 하부에 배치된다. 상기 백라이트 어셈블리(400)는 적외선을 방출하는 적외선 광원(미도시) 및 가시광선을 방출하는 가시광선 광원(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 적외선 광원 및 상기 가시광선 광원 각각은 발광 다이오드일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 터치스크린 기판의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 터치스크린 기판(200)은 제1 스위칭 소자(WTR1) 및 제1 센싱 소자(STR1)를 포함하는 상기 제1 광센서(LS1), 제1 센싱 게이트 라인(SGL1), 제2 센싱 게이트 라인(SGL1), 바이어스 라인(VL), 제1 리드 아웃 라인(R/O1), 차광 패턴(BP), 제1 커패시터(Cst1), 블랙 매트릭스(BM), 컬러필터(CF) 및 공통 전극(CE)을 포함한다.
상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 제1 센싱 게이트 신호를 인가한다. 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)은 상기 제1 방향(D1)과 다른 제2 방향(D2)으로 연장되어 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 교차하고, 제2 센싱 게이트 신호를 인가한다. 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)은 서로 수직할 수 있다.
상기 바이어스 라인(VL)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 소스 바이어스를 인가한다. 상기 바이어스 라인(VL)은 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)의 상기 제1 방향(D1)에 배치된다.
상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1)은 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 인접하게 배치되어, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)은 상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1)과 상기 바이어스 라인(VL) 사이에 배치된다. 상기 제1 센싱 소자(STR1)에서 출력되는 적외선 감지 신호를 상기 제1 표시 패널(PL1)과 연결된 중앙처리장치로 출력한다.
도 3a는 도 2의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3a를 참조하면, 상기 차광 패턴(BP)은 상기 제1 센싱 소자(STR1)의 하부에 형성된다. 상기 차광 패턴(BP)은 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 무기층(222) 및 상기 무기층(222) 상에 형성된 차광층(224)을 포함한다. 상기 무기층(222)은 상기 차광층(224)을 형성하는 공정에서 상기 차광층(224)의 손상을 최소화하여 상기 차광층(224)의 하부에 언더 컷이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 무기층(222)은 상기 제2 베이스 기판(210)과 상기 차광층(224) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 차광 패턴(BP)에 관해서는 도 3b를 참조하여 후술하기로 한다.
상기 제1 센싱 소자(STR1)는 상기 백라이트 어셈블리(400)가 제공하는 적외선을 감지한다. 상기 제1 센싱 소자(STR1)는 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2), 상기 바이어스 라인(VL) 및 상기 제1 스위칭 소자(WTR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 센싱 소자(STR1)는 제1 센싱 게이트 전극(SG1), 제1 센싱 소스 전극(SS1), 제1 센싱 드레인 전극(SD1) 및 제1 액티브 패턴(AP1)을 포함한다. 상기 제1 센싱 게이트 전극(SG1)은 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결된다. 상기 제1 센싱 소스 전극(SS1)은 상기 바이어스 라인(VL)과 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 연결된다. 상기 제1 센싱 드레인 전극(SD1)은 상기 제1 센싱 소스 전극(SS1)과 이격되고, 상기 제1 스위칭 소자(WTR1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 센싱 드레인 및 소스 전극들(SD1, SS1) 각각은 상기 제1 센싱 소자(STR1)의 채널 영역을 넓게 확보하기 위해서 U-자형이 반복되는 요철 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 액티브 패턴(AP1)은 상기 제1 센싱 게이트 전극(SG1)과 중첩되고, 상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들(SS1, SD1)의 일부와 중첩될 수 있다. 상기 액티브 패턴(AP1)은 제1 반도체층(262) 및 제1 오믹 콘택층(264)을 포함한다. 상기 제1 반도체층(262)은 비정질 실리콘 게르마늄(amorphous silicon germanium, a-SiGe)으로 형성될 수 있다. 상기 제1 오믹 콘택층(264)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 제1 센싱 소자(STR1)는 상기 차광 패턴(BP)과 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 통해 인가되는 상기 제2 센싱 게이트 신호는 상기 제1 센싱 게이트 전극(SG1) 및 상기 차광 패턴(BP)에 인가될 수 있다. 이와 달리, 상기 차광 패턴(220)은 별도의 신호 라인과 연결되어 센싱 게이트 신호를 인가할 수 있다. 상기 제2 콘택홀(CNT2)에서, 상기 제1 센싱 게이트 전극(SG1) 및 상기 차광 패턴(BP)은 콘택 전극(230)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 콘택 전극(230)은 상기 제2 콘택홀(CNT2)과 대응하는 상기 차광 패턴(BP) 상에 형성되어, 상기 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 노출되는 상기 차광 패턴(BP)을 보호할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 센싱 소자(STR1)는 상기 차광 패턴(220) 및 상기 제1 센싱 게이트 전극(SG1)을 포함하는 더블 게이트 구조를 가질 수 있다. 상기 차광 패턴(BP)을 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결시킴으로써 상기 차광 패턴(BP)에 상기 적외선의 조사에 의해 발생된 전하를 방전시킬 수 있다. 또한, 상기 차광 패턴(BP)이 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결됨으로써, 상기 차광 패턴(BP)의 바이어스가 일정하게 유지될 수 있다.
도 3b는 도 3a의 제1 센싱 소자의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 3b를 참조하면, 상기 백라이트 어셈블리(400)에서 제공한 상기 적외선은 상기 차광 패턴(BP)을 투과하고, 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 물체가 접촉된 경우에는 상기 물체에서 반사된 반사 적외선(IR)이 상기 차광 패턴(BP)을 다시 투과하여 상기 제1 액티브 패턴(AP1)으로 제공된다. 반면, 상기 제2 베이스 기판(210)의 외부에서 제공되는 외부 가시광선(VIS)은 상기 차광 패턴(BP)에 의해 상기 제2 베이스 기판(210)을 통과하지 못한다. 상기 차광 패턴(BP)은 상기 외부 가시광선(VIS)을 흡수함으로써 상기 외부 가시광선(VIS)을 차단할 수 있다. 상기 반사 적외선(IR)을 투과시키고 상기 외부 가시광선(VIS)을 차단하는 것은 실질적으로 상기 차광 패턴(BP)의 상기 차광층(224)이다.
상기 무기층(222)은 제1 두께(d1)로 형성되고, 상기 차광층(224)은 제2 두께(d2)로 상기 무기층(222) 상에 형성된다. 상기 제1 두께(d1)는 상기 제2 두께(d2)에 비해 상대적으로 얇다. 예를 들어, 상기 제1 두께(d1)는 약 100Å 이상 약 1000Å이하일 수 있다. 상기 제2 두께(d2)는 약 1500Å 내지 약 5000Å일 수 있다.
상기 무기층(222)은 투명한 무기 화합물로 형성될 수 있다. 상기 무기층(222)을 형성하는 물질의 예로서는, 질화 실리콘(SiNx, 0＜x≤1) 또는 산화 실리콘(SiOy, 0＜y≤1)을 들 수 있다.
상기 차광층(224)은 반도체로 형성된다. 예를 들어, 상기 차광층(224)은 비정질 실리콘 게르마늄(amorphous silicon-germanium, a-SiGe)을 포함할 수 있다. 상기 차광 패턴(BP)은 상기 적외선은 투과시키고, 상기 가시광선은 흡수하여 차단한다. 상기 차광층(224)을 구성하는 비정질 실리콘 게르마늄은 상기 제1 반도체층(262)을 구성하는 상기 비정질 실리콘 게르마늄에 비해서 게르마늄의 원자 함유량이 상대적으로 높다.
도면으로 도시하지 않았으나, 상기 차광층(224)은 비정질 게르마늄을 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층 상에 형성된 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 제2 층을 포함할 수 있다.
상기 무기층(222) 및 상기 차광층(224)의 식각면(A)은 실질적으로 서로 일치할 수 있다. 상기 무기층(222)을 상기 차광층(224) 하부에 형성함으로써, 상기 차광층(224)을 형성하는 공정에서 상기 차광층(224)의 하부에 언더 컷이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 차광 패턴(BP)의 가장자리의 하부측은 상기 제2 베이스 기판(210)과 직접적으로 접촉할 수 있다.
상기 무기층(222)은 상기 제2 베이스 기판(210)과 상기 차광층(224) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 무기층(222)과 상기 제2 베이스 기판(210) 사이의 접착력이, 상기 차광층(224)과 상기 제2 베이스 기판(210)의 접착력보다 우수하다. 다시 말하면, 상기 무기층(222)과 상기 제2 베이스 기판(210) 사이의 표면 에너지 차이가, 상기 차광층(224)과 상기 제2 베이스 기판(210) 사이의 표면 에너지 차이보다 작기 때문에 상기 무기층(222)에 의해 상기 차광층(224)과 상기 제2 베이스 기판(210) 사이의 접착력이 향상될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3a를 참조하면, 상기 제1 스위칭 소자(WTR1)는 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1)과 연결된다. 상기 제1 스위칭 소자(WTR1)는 제1 스위칭 게이트 전극(WG1), 제1 스위칭 소스 전극(WS1), 제1 스위칭 드레인 전극(WD1) 및 제2 액티브 패턴(AP2)을 포함한다. 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1)은 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 연결된다. 상기 제1 스위칭 드레인 전극(WD1)은 상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1)과 연결된다. 상기 제1 스위칭 소스 전극(WS1)은 상기 제1 스위칭 드레인 전극(WD1)꽈 이격되고, 상기 제1 센싱 드레인 전극(SD1)과 연결된다. 상기 제2 액티브 패턴(AP2)은 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1)과 중첩되고, 상기 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극(WS1, WD1) 각각과 중첩된다.
상기 제1 스위칭 소자(WTR1)는 제1 탑 게이트 전극(TG1)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 탑 게이트 전극(TG1)은 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1)과 대향한다. 상기 제1 탑 게이트 전극(TG1) 및 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1) 사이에, 상기 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들(WS1, WD1) 및 상기 제2 액티브 패턴(AP2)이 배치된다. 상기 제1 탑 게이트 전극(TG1)은 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1)과 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 스위칭 소자(WTR1)는 상기 제1 탑 게이트 전극(TG1) 및 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1)을 포함하는 더블 게이트 구조를 가질 수 있다. 상기 제2 액티브 패턴(AP2)은 제2 반도체층(252) 및 제2 오믹 콘택층(254)을 포함한다. 상기 제2 반도체층(252)은 비정질 실리콘으로 형성될 수 있다. 상기 제2 오믹 콘택층(254)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 제1 터치스크린 기판(200)은 제1 절연층(240), 제2 절연층(270) 및 제3 절연층(280)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(240)은 상기 차광 패턴(BP)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1)을 포함하는 제1 금속 패턴 상에 형성된다. 상기 제2 절연층(170)은 상기 제1 금속 패턴을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 상기 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들(WS1, WD1)과 상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들(SS1, SD1)을 포함하는 제2 금속 패턴 상에 형성된다. 상기 제3 절연층(280)은 상기 제2 절연층(270) 상에 형성된다. 상기 제3 절연층(280) 상에 상기 제1 탑 게이트 전극(TG1) 및 상기 제1 센싱 게이트 전극(SG1)을 포함하는 제3 금속 패턴이 형성된다.
상기 제1 커패시터(Cst1)는 제1 전극으로서 제1 센싱 드레인 전극(SD1)과 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극으로서 상기 바이어스 라인(VL) 및 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 개재된 상기 제2 절연층(270) 및 상기 제3 절연층(280)을 포함하는 유전층에 의해 정의된다.
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제1 스위칭 소자(WTR1), 상기 제1 센싱 소자들(STR1), 상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1), 상기 제1 및 제2 센싱 게이트 라인들(SGL1, SGL2) 및 상기 바이어스 라인(VL) 상에 형성된다.
상기 컬러필터(CF)는 상기 블랙 매트릭스(BM)가 형성되지 않은 영역에 형성된다. 상기 컬러필터(CF)는 상기 제1 어레이 기판(100)의 각 화소 전극(PE)과 마주하는 영역에 형성될 수 있다.
상기 제1 터치스크린 기판(200)은 오버 코팅층(OC)을 더 포함할 수 있다. 상기 오버 코팅층(OC)은 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 상기 컬러필터(CF)가 형성된 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된다.
상기 공통 전극(CE)은 상기 오버 코팅층(OC) 상에 형성된다. 상기 공통 전극(CE)은 상기 제1 터치스크린 기판(200)의 전면에 형성된다.
상기 제1 스위칭 소자(WTR1) 및 상기 제1 센싱 소자(STR1)에 의해서 상기 적외선을 센싱하는 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
상기 제1 커패시터(Cst1)는 상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1)으로부터 상기 제1 센싱 드레인 전극(SD1)에 인가되는 제1 전압에 의해 충전된다. 상기 제1 센싱 소자(STR1)의 상기 제2 액티브 패턴(AP2)에 상기 적외선이 조사되면, 상기 제2 액티브 패턴(AP2)이 활성화됨에 따라 상기 제1 커패시터(Cst1)에 충전된 전압은 상기 제2 액티브 패턴(AP2)에 조사된 상기 적외선의 광량에 비례하여 저하된다. 상기 제1 커패시터(Cst1)에 충전된 전압은 상기 제1 리드 아웃 라인(R/O1)을 통해 출력된다. 상기 출력된 신호는 상기 중앙처리장치에서 수신하여 이를 기초로 하여, 상기 제1 터치스크린 기판(200) 상의 터치 위치를 센싱할 수 있다.
도 4는 도 2의 II-II' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 터치스크린 기판(200)은 제3 센싱 게이트 라인(SGL3), 제2 리드 아웃 라인(R/O2), 제2 스위칭 소자(WTR2), 제2 센싱 소자(STR2) 및 제2 커패시터(Cst2)를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)은 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1)과 평행하게 배치된다. 상기 제2 리드 아웃 라인(R/O2)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 제2 리드 아웃 라인(R/O2)은 상기 바이어스 라인(VL)과 인접하게 배치된다. 상기 제1 및 제2 리드 아웃 라인들(R/O1, R/O2) 사이에, 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2) 및 상기 바이어스 라인(VL)이 배치될 수 있다.
상기 제2 센싱 소자(STR2)는 상기 백라이트 어셈블리(400)가 제공하는 가시광선을 감지한다. 상기 제2 센싱 소자(STR2)는 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2), 상기 바이어스 라인(VL) 및 상기 제2 스위칭 소자(WTR2)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 센싱 소자(STR2)는 제2 센싱 게이트 전극(SG2), 제2 센싱 소스 전극(SS2), 제2 센싱 드레인 전극(SD2) 및 제3 액티브 패턴(AP3)을 포함한다. 상기 제2 센싱 게이트 전극(SG2)은 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)과 연결된다. 상기 제2 센싱 소스 전극(SS2)은 상기 바이어스 라인(VL)과 제4 콘택홀(CNT4)을 통해 연결된다. 상기 제2 센싱 드레인 전극(SD2)은 상기 제2 센싱 소스 전극(SS2)과 이격된다. 상기 제2 센싱 드레인 및 소스 전극들(SD2, SS2) 각각은 상기 제2 센싱 소자(STR2)의 채널 영역을 넓게 확보하기 위해서 U-자형이 반복되는 요철 구조를 가질 수 있다. 상기 제3 액티브 패턴(AP3)은 상기 제2 센싱 게이트 전극(SG2)과 중첩되고, 상기 제2 센싱 소스 및 드레인 전극들(SS2, SD2)의 일부와 중첩될 수 있다.
상기 제2 스위칭 소자(WTR2)는 제2 스위칭 게이트 전극(WG2), 제2 스위칭 소스 전극(WS2), 제2 스위칭 드레인 전극(WD2) 및 제4 액티브 패턴(AP4)을 포함한다. 상기 제2 스위칭 게이트 전극(WG2)은 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3)과 연결된다. 상기 제2 스위칭 드레인 전극(WD2)은 상기 제2 리드 아웃 라인(R/O2)과 연결된다. 상기 제2 스위칭 소스 전극(WS2)은 상기 제2 스위칭 드레인 전극(WD2)과 이격되고, 상기 제2 센싱 드레인 전극(SD2)과 전기적으로 연결된다. 상기 제4 액티브 패턴(AP4)은 상기 제2 스위칭 게이트 전극(WG2)과 중첩된다.
상기 제2 스위칭 소자(WTR2)는 제2 탑 게이트 전극(TG2)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 탑 게이트 전극(TG2)은 상기 제2 스위칭 게이트 전극(WG2)과 대향한다. 상기 제2 탑 게이트 전극(TG2) 및 상기 제2 스위칭 게이트 전극(WG2) 사이에, 상기 제2 스위칭 소스 및 드레인 전극들(WS2, WD2) 및 상기 제2 액티브 패턴(AP2)이 배치된다. 상기 제2 탑 게이트 전극(TG2)은 상기 제2 스위칭 게이트 전극(WG2)과 제5 콘택홀(CNT5)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 스위칭 소자(WTR2)는 상기 제2 탑 게이트 전극(TG2) 및 상기 제2 스위칭 게이트 전극(WG2)을 포함하는 더블 게이트 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 커패시터(Cst2)는 제1 전극으로서 상기 제2 센싱 드레인 전극(SD2)과 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극으로서 상기 바이어스 라인(VL) 및 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 개재된 상기 제2 및 제3 절연층들(270, 280)을 포함하는 유전층에 의해 정의된다.
이하, 도 5a, 도 5b 및 도 6 내지 도 11을 참조하여 도 3a에 도시된 상기 제1 터치스크린 기판(200)의 제조 방법을 설명한다.
도 5a, 도 5b 및 도 6 내지 도 11은 도 3a에 도시된 터치스크린 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
구체적으로, 도 5a 및 도 5b는 도 3a에 도시된 차광 패턴(BP)을 형성하는 단계를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 희생층(220a)을 형성하고, 상기 희생층(220a)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 모차광층(220b)을 형성한다. 상기 희생층(220a)은 질화 실리콘(SiNx, 0＜x≤1) 또는 산화 실리콘(SiOy, 0＜y≤1)으로 형성될 수 있다. 상기 모차광층(220b)은 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)으로 형성할 수 있다.
상기 모차광층(220b)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)을 형성한다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)은 예를 들어, 포지티브형 포토레지스트 조성물을 상기 모차광층(220b)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 도포하여 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 모차광층(220b)을 패터닝한다. 상기 모차광층(220b)을 패터닝하는 공정은, 식각 가스를 이용하여 이방성 식각 특성을 갖는 건식 식각 공정을 이용할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 모차광층(220b)을 상기 식각 가스를 이용하여 식각함에 따라 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)이 형성된 제1 영역(R1) 상의 상기 모차광층(220b)은 잔류하여 상기 차광층(224)을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)이 형성되지 않은 제2 영역(R2) 상의 상기 모차광층(220b)은 제거된다. 이에 따라, 상기 제2 영역(R2)의 상기 희생층(220)이 노출된다.
상기 모차광층(220b)의 잔사를 방지하기 위해서 상기 모차광층(220b)을 오버 에치함에 따라 상기 희생층(220)도 점점 제거된다. 상기 제2 영역(R2)의 모차광층(220b)이 제거된 후에 상기 제2 베이스 기판(210)이 노출되는 경우에는, 상기 식각 가스는 더 이상 식각할 대상이 없어 패터닝된 모차광층(220b)을 식각하게 됨에 따라 상기 차광층(224)의 하부에 언더 컷이 형성될 수 있다. 반면, 상기 차광층(224)이 형성된 후에라도 상기 차광층(224)의 하부에 상기 희생층(220a)이 있음으로써 상기 식각 가스는 이방성 식각 특성에 의해 상기 차광층(224)의 식각보다 상기 희생층(220a)의 식각이 우세하게 된다. 상기 제2 영역(A2)의 상기 희생층(220a)이 모두 제거되면 상기 제1 영역(R1)에만 상기 희생층(220a)이 잔류하여 상기 무기층(222)이 형성된다. 이에 따라, 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 차광 패턴(BP)이 형성된다.
상기 차광 패턴(BP)을 형성하는 공정에서 상기 희생층(220a)을 상기 모차광층(220b)의 하부에 형성함으로써 상기 차광층(224)이 상대적으로 합임되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 차광층(224)의 하부에 언더 컷이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 희생층(220a)은 상기 모차광층(220b)과 상기 제2 베이스 기판(210) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 차광 패턴(BP)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1) 및 상기 콘택 전극(230)을 포함하는 상기 제1 금속 패턴을 형성한다. 상기 제1 금속 패턴은 상기 차광 패턴(BP)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 제1 금속층을 형성하고, 상기 제1 금속층을 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 상기 콘택 전극(230)은 상기 차광 패턴(BP) 상에 형성된다. 상기 제1 금속 패턴은 상기 제1 센싱 게이트 라인(SGL1), 상기 제3 센싱 게이트 라인(SGL3) 및 상기 제2 스위칭 게이트 전극(WG2)을 더 포함할 수 있다.
이어서, 상기 차광 패턴(BP) 및 상기 제1 금속 패턴을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제1 절연층(240)을 형성한다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 절연층(240)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판 상에 상기 제2 액티브 패턴(AP2)을 형성한다. 상기 제2 액티브 패턴(AP2)은 상기 제1 절연층(240)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제2 반도체층(252) 및 상기 제2 오믹 콘택층(254)을 순차적으로 형성하고, 상기 제2 반도체층(252) 및 상기 제2 오믹 콘택층(254)을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 제2 액티브 패턴(AP2)은 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1) 상에 형성된다. 도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제2 스위칭 및 센싱 소자들(WTR2, STR2)의 상기 제3 및 제4 액티브 패턴들(AP3, AP4)도 상기 제2 반도체층(252) 및 상기 제2 오믹 콘택층(254)을 패터닝하여 형성할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제2 액티브 패턴(AP3)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 보호 전극(PTE)을 형성한다. 상기 보호 전극(PTE)은 상기 제2 액티브 패턴(AP3) 상에 형성된다. 상기 보호 전극(PTE)은 금속층을 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 형성할 수 있다.
상기 보호 전극(PTE)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제1 반도체층(262) 및 상기 제1 오믹 콘택층(264)을 순차적으로 형성한다. 상기 제1 반도체층(262)은 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함한다. 상기 제1 오믹 콘택층(264)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(n+ a-Si)을 포함할 수 있다.
상기 제1 오믹 콘택층(264)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 제2 포토레지스트 패턴(PRP2)을 형성한다.
도 9를 참조하면, 상기 제2 포토레지스트 패턴(PRP2)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 제1 오믹 콘택층(264) 및 상기 제1 반도체층(262)을 패터닝한다. 이에 따라, 상기 차광 패턴(BP) 상에 상기 제1 액티브 패턴(AP1)이 형성된다. 상기 보호 전극(PTE)은 상기 제1 오믹 콘택층(264) 및 상기 제1 반도체층(262)을 패터닝하는 공정에서 이용되는 식각 가스가 상기 제2 액티브 패턴(AP2)을 손상시키는 것을 방지한다.
이어서, 상기 보호 전극(PTE)이 제거됨에 따라, 상기 제1 절연층(240) 상에는 상기 제1 액티브 패턴(AP1) 및 상기 제2 액티브 패턴(AP2)만이 잔류한다.
도 10을 참조하면, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴들(AP1, AP2)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들(WS1, WD1) 및 상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들(SS1, SD1)을 포함하는 상기 제2 금속 패턴을 형성한다. 상기 제2 금속 패턴은 상기 제1 액티브 패턴(AP1)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 제2 금속층을 형성하고 상기 제2 금속층을 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 상기 제2 금속 패턴은 상기 제1 및 제2 리드 아웃 라인들(R/O1, R/O2), 상기 제2 스위칭 소스 및 드레인 전극들(WS2, WD2) 및 상기 제2 센싱 소스 및 드레인 전극들(SS2, SD2)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들(WS1, WD1)의 이격 공간을 통해서 노출되는 상기 제2 오믹 콘택층(254) 및 상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들(SS1, SD1)의 이격 공간을 통해서 노출되는 상기 제1 오믹 콘택층(264)은 상기 제2 금속 패턴을 마스크로 이용하여 제거되어, 상기 이격 공간의 상기 제1 및 제2 반도체층들(252, 262)이 노출된다.
도 11을 참조하면, 상기 제2 금속 패턴을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제2 및 제3 절연층들(270, 280)을 형성한다.
이어서, 상기 제1 센싱 소스 전극(SS1) 상의 상기 제2 및 제3 절연층들(270, 280)을 제거하여 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 형성한다. 또한, 상기 콘택 전극(230) 상의 상기 제2 및 제3 절연층들(270, 280)을 제거하여 상기 제2 콘택홀(CNT2)을 형성한다. 동시에, 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1) 상의 상기 제1, 제2 및 제3 절연층들(240, 270, 280)의 일부를 제거하여 상기 제3 콘택홀(CNT3)을 형성한다.
도 11 및 도 3a를 참조하면, 상기 제1, 제2 및 제3 콘택홀들(CNT1, CNT2, CNT3)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 제3 금속층을 형성하고 상기 제3 금속층을 패터닝하여 상기 제3 금속 패턴을 형성한다. 상기 제3 금속 패턴은 상기 제1 및 제2 탑 게이트 전극들(TG1, TG2), 상기 제1 및 제2 센싱 게이트 전극들(SG1, SG2), 상기 바이어스 라인(VL) 및 상기 제2 센싱 게이트 라인(SGL2)을 포함한다.
상기 제3 금속 패턴을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 블랙 매트릭스(BM), 상기 컬러필터(CF), 상기 오버 코팅층(OC) 및 상기 공통 전극(CE)을 형성한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 상기 제1 터치스크린 기판(200)이 제조될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 무기층(222)을 형성함으로써 상기 모차광층(220b)의 잔사를 방지하기 위해서 상기 모차광층(220b)을 오버 에치하더라도 상기 차광층(224)의 하부에 언더 컷이 형성되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 무기층(222)은 상기 차광층(224)과 상기 제2 베이스 기판(210)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 12a, 도 12b 및 도 13 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판의 단면도들이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 터치스크린 기판(202)은 제1 스위칭 소자(WTR1), 제1 센싱 소자(STR1), 제2 스위칭 소자(WTR2), 제2 센싱 소자(STR2), 제1 센싱 게이트 라인(SGL1), 제2 센싱 게이트 라인(SGL1), 제3 센싱 게이트 라인(SGL3), 바이어스 라인(VL), 제1 리드 아웃 라인(R/O1), 제2 리드 아웃 라인(R/O2), 차광 패턴(BP), 잔류층(221), 제1 커패시터(Cst1), 제2 커패시터(Cst2), 블랙 매트릭스(BM), 컬러필터(CF) 및 공통 전극(CE)을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 기판은 잔류층(221)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1, 도 2, 도 3a, 도 3b 및 도 4에 도시된 제1 터치스크린 기판(200)과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제1 센싱 소자(STR1)는 상기 차광 패턴(BP) 상에 형성된다.
상기 잔류층(221)은 상기 차광 패턴(BP)을 제외한 상기 제2 베이스 기판(210)의 전면에 형성된다.
상기 제2 센싱 소자(STR2), 상기 제1 스위칭 소자(WTR1) 및 상기 제2 스위칭 소자(WTR2)는 상기 잔류층(221) 상에 형성된다.
도 13은 도 12a의 제1 센싱 소자의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 무기층(222)은 제1 두께(d1)로 형성되고, 상기 차광 패턴(BP)의 차광층(224)은 제2 두께(d2)로 형성된다. 상기 잔류층(221)은 제3 두께(d3)로 형성된다. 상기 제3 두께(d3)는 상기 제1 두께(d1)보다 얇게 형성된다. 상기 잔류층(221)은 상기 차광 패턴(BP)의 무기층(222)과 실질적으로 동일한 물질로 형성된 층이다.
상기 무기층(222) 및 상기 차광층(224)의 식각면(B)은 실질적으로 서로 일치할 수 있다. 상기 잔류층(2221)은 상기 무기층(222)의 식각면(B)을 둘러싸면서 상기 무기층(222)이 형성된 영역을 제외한 상기 제2 베이스 기판(210)의 전면에 형성된다. 상기 무기층(222)을 상기 차광층(224) 하부에 형성함으로써, 상기 차광층(224)을 형성하는 공정에서 상기 차광층(224)의 하부에 언더 컷이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 차광 패턴(BP)의 가장자리의 하부측은 상기 제2 베이스 기판(210)과 직접적으로 접촉할 수 있다.
도 14 및 도 15는 도 12a에 도시된 터치스크린 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 14를 참조하면, 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 무기층(222) 및 상기 차광층(224)을 포함하는 상기 차광 패턴(BP) 및 상기 잔류층(221)을 형성한다.
도 5a에서 설명한 것과 실질적으로 동일하게, 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 희생층(220a) 및 모차광층(220b)을 순차적으로 형성한 후 상기 모차광층(220b) 상에 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)을 형성한다. 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)을 식각 방지막으로 이용하여 상기 희생층(220a) 및 상기 모차광층(220b)을 패터닝한다. 상기 모차광층(220b)이 패터닝되어 상기 차광층(224)을 형성한다. 상기 차광층(224)을 형성하는 공정에서, 상기 모차광층(220b)이 오버 에치됨에 따라 상기 희생층(220a)이 패터닝되어 상기 무기층(222)을 형성한다. 상기 무기층(222)이 형성된 영역을 제외한 상기 희생층(220a)은 완전히 제거되지 않고 일부가 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 잔류하여 상기 잔류층(221)을 형성한다.
도 15를 참조하면, 상기 차광 패턴(BP) 및 상기 잔류층(221)을 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제1 스위칭 게이트 전극(WG1) 및 상기 콘택 전극(230)을 포함하는 제1 금속 패턴을 형성한다. 상기 제1 금속 패턴을 형성하는 공정은 상기 제1 금속 패턴이 상기 잔류층(221) 상에 형성되는 것을 제외하고는 도 6에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제1 금속 패턴을 형성하는 공정의 이후 공정은 도 7 내지 도 11에서 설명한 것과 실질적으로 동일하다. 따라서 중복되는 설명은 생략한다.
이에 따라, 도 12a에 도시된 상기 제2 터치스크린 기판(202)을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 무기층(222) 및 상기 잔류층(221)을 형성함으로써 상기 모차광층(220b)의 잔사를 방지하기 위해서 상기 모차광층(220b)을 오버 에치하더라도 상기 차광층(224)의 하부에 언더 컷이 형성되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 무기층(222)은 상기 차광층(224)과 상기 제2 베이스 기판(210)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
이하, 언더 컷 발생 평가 실험 및 접착력 실험을 통해서 본 발명의 효과를 설명하기로 한다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명에 따른 샘플 1 및 2를 이용하여 제조된 차광 패턴의 단면도들이고, 도 17a 및 도 17b는 비교 샘플 1 및 2를 이용하여 제조된 차광 패턴의 단면도들이다.
샘플 1의 제조
유리 기판인 제2 베이스 기판 상에 약 500Å의 질화 실리콘을 포함하는 희생층, 약 500Å의 비정질 게르마늄층 및 비정질 실리콘 게르마늄을 포함하는 약 1500Å의 모차광층을 순차적으로 형성하고, 상기 모차광층 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하였다.
비교 샘플 1의 제조
유리 기판인 제2 베이스 기판 상에 약 500Å의 비정질 게르마늄층 및 비정질 실리콘 게르마늄을 포함하는 약 1500Å의 모차광층을 순차적으로 형성하고, 상기 모차광층 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하였다.
언더 컷 발생 평가 실험 1
상기 샘플 1 및 비교 샘플 1에 대하여, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 약 80 mT(milli tesla) 및 약 1000 Ws(와트초)의 조건 하에서 플루오르 황(SF6)과 염소(Cl2)의 비가 약 1:15로 포함된 식각 가스를 이용하여 약 40초 동안 약 30% 과잉 식각하였고, 그 결과를 도 16a 및 17a에 도시한다.
평가 실험 1에 대한 토의
도 16a를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1) 하부에 상기 비정질 게르마늄층, 상기 모차광층 및 상기 희생층이 식각되어 하부층(223), 차광층(224) 및 무기층(222)을 포함하는 차광 패턴이 형성됨을 알 수 있다. 상기 차광층(224)의 식각면은 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 가장자리와 실질적으로 일치함을 알 수 있다. 또한, 상기 하부층(223) 및 상기 무기층(222)의 식각면도 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 가장자리와 실질적으로 일치함을 알 수 있다.
도 17a를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 하부에 상기 비정질 게르마늄층 및 상기 모차광층이 식각되어 하부층(223) 및 차광층(224)을 포함하는 차광 패턴이 형성됨을 알 수 있다. 상기 차광층(224)의 식각면은 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 가장자리와 실질적으로 일치함을 알 수 있다. 그러나 상기 비정질 게르마늄층이 상기 모차광층에 비해 상대적으로 더 많이 식각되어 상기 하부층(223)이 상기 차광층(224)에 비해 상대적으로 함입됨을 알 수 있다. 상기 하부층(223)의 하부측이 상기 식각 가스에 의해 과잉 식각되어 상기 하부층(223)과 제2 베이스 기판(210) 사이에 언더 컷이 형성됨을 알 수 있다.
샘플 2의 제조
유리 기판인 제2 베이스 기판 상에 약 500Å의 질화 실리콘을 포함하는 희생층, 약 500Å의 비정질 게르마늄층 및 비정질 실리콘 게르마늄을 포함하는 약 1500Å의 모차광층을 순차적으로 형성하고, 상기 모차광층 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하였다.
비교 샘플 2의 제조
유리 기판인 제2 베이스 기판 상에 약 500Å의 비정질 게르마늄층 및 비정질 실리콘 게르마늄을 포함하는 약 1500Å의 모차광층을 순차적으로 형성하고, 상기 모차광층 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하였다.
언더 컷 발생 평가 실험 2
상기 샘플 2 및 비교 샘플 2에 대하여 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 약 30 mT 및 약 1200 Ws(와트초)의 조건 하에서 플루오르 황(SF6)과 염소(Cl2)의 비가 약 8:8로 포함된 식각 가스를 이용하여 약 40초 동안 상기 비정질 게르마늄층, 상기 모차광층 및 상기 희생층을 약 60% 과잉 식각하였고, 그 결과를 도 16b 및 17b에 나타낸다.
평가 실험 2에 대한 토의
도 16b를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1) 하부에 상기 비정질 게르마늄층, 상기 모차광층 및 상기 희생층이 식각되어 하부층(223), 차광층(224) 및 무기층(222)을 포함하는 차광 패턴이 형성됨을 알 수 있다. 상기 차광층(224)의 식각면은 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 가장자리와 실질적으로 일치함을 알 수 있다. 또한, 상기 하부층(223) 및 상기 무기층(222)의 식각면도 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 가장자리와 실질적으로 일치함을 알 수 있다.
도 17b를 참조하면, 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 하부에 상기 비정질 게르마늄층 및 상기 모차광층이 식각되어 하부층(223) 및 차광층(224)을 포함하는 차광 패턴이 형성됨을 알 수 있다. 상기 차광층(224)의 식각면은 상기 제1 포토레지스트 패턴(PRP1)의 가장자리와 실질적으로 일치함을 알 수 있다. 그러나 상기 비정질 게르마늄층이 상기 모차광층에 비해 상대적으로 더 많이 식각되어 상기 하부층(223)이 상기 차광층(224)에 비해 상대적으로 함입됨을 알 수 있다. 상기 하부층(223)의 하부측이 상기 식각 가스에 의해 과잉 식각되어 상기 하부층(223)과 제2 베이스 기판(210) 사이에 언더 컷이 형성됨을 알 수 있다. 상기 언더 컷의 길이가 약 491.2nm임을 알 수 있다.
도 16a 및 도 17a와, 도 16b 및 도 17b 각각을 비교할 때, 본 발명에 따르면 상기 비정질 게르마늄층 및 상기 비정질 실리콘 게르마늄층의 잔사를 방지하기 위해서 이들을 오버 에치하더라도 상기 희생층에 의해서 차광 패턴과 상기 제2 베이스 기판(210) 사이에 언더 컷의 형성이 현저히 감소함을 알 수 있다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명에 따른 샘플 3, 4 및 5에 대한 접착력 평가의 결과를 나타낸 개념도들이고, 도 19a 내지 도 19c는 비교 샘플 3, 4 및 5에 대한 접착력 평가의 결과를 나타낸 개념도들이다.
샘플 3의 제조
유리 기판에 약 500Å의 질화 실리콘층 및 약 2500Å의 비정질 실리콘 게르마늄층을 형성하였다.
샘플 4의 제조
유리 기판에 약 500Å의 질화 실리콘층 및 약 3500Å의 비정질 실리콘 게르마늄층을 형성하였다.
샘플 5의 제조
유리 기판에 약 500Å의 질화 실리콘층 및 약 4500Å의 비정질 실리콘층을 형성하였다.
비교 샘플 3의 제조
유리 기판에 약 3000Å의 비정질 실리콘 게르마늄층을 형성하였다.
비교 샘플 4의 제조
유리 기판에 약 4000Å의 비정질 실리콘 게르마늄층을 형성하였다.
비교 샘플 5의 제조
유리 기판에 약 5000Å의 비정질 실리콘 게르마늄층을 형성하였다.
접착력 향상 평가 실험
상기 샘플 3 내지 5 및 비교 샘플 3 내지 5를 이용하여, 다이아몬드 휠로 6×6개의 격자로 크로스 커팅한 후, 테이프를 이용하여 박리되는 부분의 면적을 이용해서 접착력을 측정하는 크로스-커트 테이프 테스트(Cross-Cut Tape Test, ASTM D3359)를 실시하였다. 결과를 각각 도 18a, 18b 및 18c와, 도 19a, 도 19b 및 도 19c에 나타낸다.
도 18a 내지 도 18c를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 샘플 3, 4 및 5의 유리 기판과 차광층의 접착력은 4B 이상인 것을 알 수 있다.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 비교 샘플 3 및 4의 유리 기판과 차광층의 접착력은 각각 0B임을 알 수 있다. 도 19c를 참조하면, 비교 샘플 5에 있어서는 상기 비정질 실리콘 게르마늄층이 들뜨게 되어 크로스-커트 테이프 테스트 자체가 불가함을 알 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 무기층을 형성함에 따라 유리 기판과 비정질 실리콘 게르마늄층 사이의 접착력이 향상됨을 알 수 있다.
본 발명에 따르면, 적외선을 감지하는 센서 소자에 제공되는 가시광선을 차단하는 차광 패턴을 형성하는 공정에서, 상기 차광 패턴과 기판 사이의 언더 컷 형성을 방지할 수 있다. 또한, 상기 기판과 상기 차광 패턴 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
500, 502: 제1, 제2 표시 장치 100, 102: 제1, 제2 어레이 기판
200, 202: 제1, 제2 터치스크린 기판 300: 액정층
PL1, PL2: 제1, 제2 표시 패널 400: 백라이트 어셈블리
LS1, LS2: 제1, 제2 광센서 BP: 차광 패턴
222: 무기층 224: 차광층
220a: 희생층 220b: 모차광층
PRP1: 제1 포토레지스트 패턴 221: 잔류층
WTR1, WTR2: 제1, 제2 스위칭 소자 VL: 바이어스 라인
STR1, STR2: 제1, 제2 센서 소자 AP1, AP2: 제1, 제2 액티브 패턴
R/O1, R/O2: 제1, 제2 리드 아웃 라인 BM: 블랙 매트릭스
WG1, WG2: 제1, 제2 스위칭 게이트 전극 CF: 컬러필터
TG1, TG2: 제1, 제2 탑 게이트 전극 CE: 공통 전극
WS1, WS2: 제1, 제2 스위칭 소스 전극 230: 콘택 전극
WD1, WD2: 제1, 제2 스위칭 드레인 전극

Claims (20)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성된 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과시키고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴;
    상기 차광 패턴 상에 형성되고, 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 무기층이 형성된 영역을 제외한 베이스 기판의 전면에 형성되고, 상기 무기층의 두께보다 얇은 두께를 갖는 잔류층을 더 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자는 상기 잔류층 상에 형성된 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무기층은
    질화 실리콘 또는 산화 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 무기층의 두께는 100Å 내지 1000Å이고,
    상기 차광층의 두께는 1500Å 내지 5000Å인 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 센싱 소자는
    상기 차광 패턴 상에 형성된 제1 액티브 패턴;
    상기 제1 액티브 패턴 상에 이격되어 배치된 제1 센싱 소스 전극 및 제1 센싱 드레인 전극들; 및
    상기 제1 액티브 패턴과 중첩된 제1 센싱 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 차광층은
    비정질 실리콘 게르마늄(amorphous silicon germanium, a-SiGe) 또는 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  7. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성된 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과시키고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴;
    상기 차광 패턴 상에 형성되고, 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 센싱 소자는
    상기 차광 패턴 상에 형성된 제1 액티브 패턴;
    상기 제1 액티브 패턴 상에 이격되어 배치된 제1 센싱 소스 전극 및 제1 센싱 드레인 전극들; 및
    상기 제1 액티브 패턴과 중첩된 제1 센싱 게이트 전극을 포함하고,
    상기 제1 센싱 게이트 전극은,
    상기 제1 액티브 패턴 상에 형성된 제1 절연층과, 상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들 상에 형성된 제2 절연층을 관통하여 상기 차광 패턴의 일부를 노출시키는 콘택홀을 통해 상기 차광 패턴과 콘택하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  8. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성된 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과시키고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴;
    상기 차광 패턴 상에 형성되고, 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 센싱 소자는
    상기 차광 패턴 상에 형성된 제1 액티브 패턴;
    상기 제1 액티브 패턴 상에 이격되어 배치된 제1 센싱 소스 전극 및 제1 센싱 드레인 전극들; 및
    상기 제1 액티브 패턴과 중첩된 제1 센싱 게이트 전극을 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자는,
    상기 제1 센싱 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소스 전극;
    상기 제1 스위칭 소스 전극과 이격된 제1 스위칭 드레인 전극;
    상기 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들 각각과 중첩된 제2 액티브 패턴; 및
    상기 제2 액티브 패턴과 중첩되는 제1 스위칭 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  9. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성된 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과시키고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴;
    상기 차광 패턴 상에 형성되고, 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 포함하고,
    상기 제1 센싱 소자와 연결된 바이어스 라인;
    상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 상기 제1 센싱 소자의 적외선 감지 신호를 출력하는 제1 리드 아웃 라인;
    상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 상기 제1 스위칭 소자에 제1 게이트 신호를 인가하는 제1 센싱 게이트 라인; 및
    상기 제1 센싱 소자와 연결된 상기 제1 센싱 소자에 제2 게이트 신호를 인가하는 제2 센싱 게이트 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 바이어스 라인과 연결되고 가시광선을 감지하는 제2 센싱 소자;
    상기 제2 센싱 소자와 연결된 제2 스위칭 소자;
    상기 제2 스위칭 소자와 연결되어 상기 제2 스위칭 소자에 제3 게이트 신호를 인가하는 제3 센싱 게이트 라인; 및
    상기 제2 스위칭 소자와 연결되어 상기 제2 센싱 소자의 가시광선 감지 신호를 출력하는 제2 리드 아웃 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판.
  11. 베이스 기판 상에 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과하고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴을 형성하는 단계;
    상기 차광 패턴 상에 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 차광 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 베이스 기판 상에 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층이 형성된 베이스 기판 상에 모차광층을 형성하는 단계;
    식각 가스를 이용하여 상기 모차광층을 패터닝하여 상기 차광층을 형성하는 단계; 및
    상기 희생층을 패터닝하여 상기 무기층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 무기층을 형성하는 단계는 상기 희생층의 일부 두께가 제거되어 상기 베이스 기판 상에 잔류하는 잔류층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자는 상기 잔류층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서, 상기 모차광층 및 상기 희생층은
    상기 모차광층 상에 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 건식 식각하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 센싱 소자를 형성하는 단계는
    상기 차광 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 상기 차광 패턴과 중첩된 제1 액티브 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 액티브 패턴을 포함하는 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들을 포함하는 베이스 기판 상에 제1 센싱 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 스위칭 소자를 형성하는 단계는
    상기 베이스 기판 상에 제1 스위칭 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 스위칭 게이트 전극이 형성된 베이스 기판 상에 제2 액티브 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 액티브 패턴을 포함하는 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판의 제조 방법.
  18. 베이스 기판 상에 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과하고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴을 형성하는 단계;
    상기 차광 패턴 상에 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 센싱 소자를 형성하는 단계는,
    상기 차광 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 상기 차광 패턴과 중첩된 제1 액티브 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 액티브 패턴을 포함하는 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들을 포함하는 베이스 기판 상에 제1 센싱 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자를 형성하는 단계는
    상기 베이스 기판 상에 제1 스위칭 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 스위칭 게이트 전극이 형성된 베이스 기판 상에 제2 액티브 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 액티브 패턴을 포함하는 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 단계에서, 상기 제1 스위칭 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판의 제조 방법.
  19. 베이스 기판 상에 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과하고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴을 형성하는 단계;
    상기 차광 패턴 상에 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 센싱 소자를 형성하는 단계는,
    상기 차광 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 상기 차광 패턴과 중첩된 제1 액티브 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 액티브 패턴을 포함하는 베이스 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들을 포함하는 베이스 기판 상에 제1 센싱 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 차광층은 비정질 실리콘 게르마늄(amorphous silicon germanium, a-SiGe) 또는 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하고,
    상기 차광 패턴과 상기 제1 액티브 패턴 사이에 제1 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제1 센싱 소스 및 드레인 전극들과 상기 제1 센싱 게이트 전극 사이에 제2 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 절연층들의 일부를 제거하여 상기 차광 패턴의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 센싱 게이트 전극을 형성하는 단계에서, 상기 차광 패턴은 상기 콘택홀을 통해 상기 제1 센싱 게이트 전극과 콘택하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판의 제조 방법.
  20. 베이스 기판 상에 무기층 및 상기 무기층 상에 배치되고 적외선은 투과하고 가시광선은 흡수하는 차광층을 포함하는 차광 패턴을 형성하는 단계;
    상기 차광 패턴 상에 상기 적외선을 감지하는 제1 센싱 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 제1 센싱 소자와 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 센싱 소자를 형성하는 단계는 가시광선을 감지하는 제2 센싱 소자를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 스위칭 소자를 형성하는 단계는 상기 제2 센싱 소자와 연결된 제2 스위칭 소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 기판의 제조 방법.
KR1020100009413A 2010-02-02 2010-02-02 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법 KR101669964B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100009413A KR101669964B1 (ko) 2010-02-02 2010-02-02 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법
US12/903,688 US9671637B2 (en) 2010-02-02 2010-10-13 Touch screen substrate and method of manufacturing the same
CN201110008679.5A CN102141862B (zh) 2010-02-02 2011-01-17 触摸屏基板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100009413A KR101669964B1 (ko) 2010-02-02 2010-02-02 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110089914A KR20110089914A (ko) 2011-08-10
KR101669964B1 true KR101669964B1 (ko) 2016-10-28

Family

ID=44409421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100009413A KR101669964B1 (ko) 2010-02-02 2010-02-02 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9671637B2 (ko)
KR (1) KR101669964B1 (ko)
CN (1) CN102141862B (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI460629B (zh) * 2012-05-11 2014-11-11 Au Optronics Corp 觸控顯示面板及其製造方法
US9766754B2 (en) * 2013-08-27 2017-09-19 Samsung Display Co., Ltd. Optical sensing array embedded in a display and method for operating the array
KR102297206B1 (ko) 2015-04-09 2021-09-02 삼성디스플레이 주식회사 광 감지 센서 및 광 감지 센서의 제조 방법
KR102360093B1 (ko) * 2015-07-22 2022-02-09 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
KR20180064629A (ko) 2016-12-05 2018-06-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN107104110B (zh) * 2017-05-24 2020-03-10 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、制备方法、显示面板以及显示装置
KR102439147B1 (ko) * 2017-12-29 2022-08-31 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
TWI672621B (zh) * 2018-07-24 2019-09-21 友達光電股份有限公司 顯示裝置以及感測元件基板
US10755072B2 (en) * 2018-08-02 2020-08-25 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Display panel and display device
KR102572431B1 (ko) * 2018-08-22 2023-08-29 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
TWI712027B (zh) * 2019-03-28 2020-12-01 友達光電股份有限公司 顯示面板

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229502A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Sony Corp 表示装置、および、その製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3062012B2 (ja) * 1994-08-25 2000-07-10 シャープ株式会社 液晶ライトバルブ
JP3898330B2 (ja) * 1998-03-12 2007-03-28 カシオ計算機株式会社 読取装置
KR100911460B1 (ko) 2003-03-17 2009-08-11 삼성전자주식회사 지문 인식장치 및 이의 제조방법
CN1957471A (zh) 2004-04-06 2007-05-02 彩光公司 在平板显示器中与传感器阵列集成的彩色滤波器
KR20060132372A (ko) 2005-06-17 2006-12-21 엘지.필립스 엘시디 주식회사 이미지 센싱 기능을 가지는 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20070002280A (ko) 2005-06-30 2007-01-05 삼성전자주식회사 박막트랜지스터형 광 센서 및 이를 포함한 액정 표시 장치및 제조 방법
JP4514674B2 (ja) 2005-08-16 2010-07-28 シャープ株式会社 表示装置、表示パネル用基板および表示パネル用基板の製造方法
KR101340444B1 (ko) 2006-12-23 2013-12-11 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 제조방법
CN101022085B (zh) 2007-03-12 2010-10-27 友达光电股份有限公司 半导体元件及其制作方法
CN101281916B (zh) 2007-04-06 2010-05-26 群康科技(深圳)有限公司 光感测器和显示装置
KR101293559B1 (ko) * 2007-04-06 2013-08-06 삼성디스플레이 주식회사 접촉 감지 기능이 있는 표시 장치, 그 구동 장치 및 구동방법
KR101368391B1 (ko) 2007-06-22 2014-03-04 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
TWI344026B (en) 2007-07-18 2011-06-21 Au Optronics Corp A photo detector and a display panel having the same
JP4404927B2 (ja) 2007-10-10 2010-01-27 シャープ株式会社 表示システムおよび指示位置の検出方法
JP2009135188A (ja) 2007-11-29 2009-06-18 Sony Corp 光センサーおよび表示装置
JP5148685B2 (ja) 2008-03-21 2013-02-20 シャープ株式会社 タッチセンサー内蔵液晶表示装置
JP2009231643A (ja) 2008-03-24 2009-10-08 Casio Comput Co Ltd 光感知素子及びフォトセンサ並びに表示装置
JP5175136B2 (ja) * 2008-05-22 2013-04-03 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 電気光学装置及び電子機器
CN101285975B (zh) 2008-06-06 2010-06-23 友达光电股份有限公司 光感测单元及具此光感测单元的像素结构与液晶显示面板
TWI378377B (en) * 2008-06-23 2012-12-01 Au Optronics Corp Capacitive touch panel and manufacturing method thereof
CN201285975Y (zh) * 2008-11-05 2009-08-05 代忠 多路插座板

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009229502A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Sony Corp 表示装置、および、その製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102141862A (zh) 2011-08-03
CN102141862B (zh) 2015-12-16
US20110234536A1 (en) 2011-09-29
KR20110089914A (ko) 2011-08-10
US9671637B2 (en) 2017-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101669964B1 (ko) 터치스크린 기판 및 이의 제조 방법
US8698144B2 (en) Display device with improved sensing mechanism
TWI465979B (zh) 觸控面板
US20130329176A1 (en) Display device substrate and method for fabricating same, and display device
US8735893B2 (en) Visible sensing transistor, display panel and manufacturing method thereof
KR101588355B1 (ko) 터치스크린 기판, 이의 제조 방법 및 표시 패널
US10490593B2 (en) Active matrix image sensing device
KR101681234B1 (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101960796B1 (ko) 박막 트랜지스터의 제조 방법, 표시 기판의 제조 방법 및 표시 기판
US10804314B2 (en) Imaging panel and method for producing same
JP7250558B2 (ja) 表示装置及び半導体装置
WO2011080863A1 (ja) フォトセンサー素子、フォトセンサー回路、薄膜トランジスタ基板及び表示パネル
WO2011077629A1 (ja) フォトセンサー素子、フォトセンサー回路、薄膜トランジスタ基板、表示パネル及びフォトセンサー素子の製造方法
WO2010058629A1 (ja) 液晶表示装置、電子機器
US9081243B2 (en) TFT substrate, method for producing same, and display device
KR100730066B1 (ko) 엑스-선 검출소자 및 그 제조방법
CN109860328B (zh) 光传感器及其制作方法和显示装置
CN112666734B (zh) 液晶显示面板及显示装置
KR101415226B1 (ko) 방사선 검출 패널
KR101866388B1 (ko) 박막트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
US10992884B2 (en) Imaging panel and method for producing same
KR20120095543A (ko) 엑스레이 디텍터 패널 및 이의 제조방법
KR101822406B1 (ko) 터치 기판 및 이의 제조 방법
KR20170076180A (ko) 터치 표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법
KR20120096606A (ko) 엑스레이 디텍터 패널 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant