KR101691885B1 - 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치는 정전기 방지(ESD shielding) 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 복수의 화소를 정의하는 배선들 및 터치 검출을 위한 전극이 형성된 화소 어레이를 포함하는 하부기판, 복수의 화소로부터의 광을 외부로 출사시키는 개구 영역 및 광을 차단시키는 광 차단 영역을 포함하여 상부기판 상에 형성되는 광 차단층, 표시 영역에서 상기 광 차단층 상에 형성되어 하부로부터의 광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색광으로 출사시키는 컬러필터, 비표시 영역에서 광 차단층과 전기적으로 접속되고, 컬러필터를 감싸도록 표시패널의 외곽부에 투명 전도성 물질로 형성되는 컨택 전극, 하부기판의 비표시 영역 외곽부에 형성되어 상기 상부기판과 하부기판을 합착시킴과 아울러, 컨택 전극과 전기적으로 접속되도록 형성되는 전도성 실재, 하부기판의 외곽부에 형성되고, 전도성 실재와 전기적으로 접속되는 ESD 패드를 포함한다.

Description

터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE WITH A BUILT-IN TOUCH SCREEN AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 평판 표시장치에 관한 것으로, 특히 광 투과율을 높임과 아울러, 터치 검출 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다.
평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다.
이러한 평판 표시장치 중에서 액정 표시장치는 양산 기술의 발전, 구동수단의 용이성, 저전력 소비, 고화질 및 대화면 구현의 장점으로 적용 분야가 확대되고 있다.
일반적인 액정 표시장치는 액정층을 사이에 두고 하부기판과 상부기판이 대향되도록 합착된 표시 패널과, 상기 표시 패널에 구동 전압 및 신호를 인가하기 위한 구동 회로를 포함하여 구성된다. 액정 표시장치는 데이터 전압에 따라 복수의 화소(cell) 각각의 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절하여 영상 신호에 따른 화상을 표시하게 된다.
최근에 들어, 평판 표시장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드와 같은 입력 수단 또는 휴대용 전자 기기의 입력 장치로 적용되었던 키 패드 등의 입력 수단을 대체하여 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린이 적용되고 있다.
이러한, 터치 스크린은 네비게이션(navigation), 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등과 같은 모니터; 휴대전화기, MP3, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기; 및 냉장고, 전자 레인지, 세탁기 등과 같은 가전제품; 등에 적용되고 있으며, 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점으로 인해 적용이 확대되고 있다.
종래에는 액정 표시장치에 터치 스크린의 적용에 있어서, 별도로 마련된 터치 스크린(터치 패널)을 액정 패널 상부에 추가로 배치하였으나, 최근에는 슬림(Slim)화를 위해 액정 패널 내에 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치가 개발되고 있다.
도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 A-A' 선을 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래 기술에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(10)는 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 하부기판(50) 및 상부기판(60)을 포함하여 구성되며, 데이터 전압에 따라 각 화소의 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절하여 영상 신호에 따른 화상을 표시한다. 또한, 사용자의 터치에 따른 정전용량(Ctc)의 변화를 이용하여 터치 위치(TS)를 검출한다.
상기 상부기판(60)은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(62); 블랙 매트릭스(62)에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(64R, 64G, 64B); 및 컬러필터(64R, 64G, 64B)와 블랙 매트릭스(62)를 덮도록 형성되어 상부기판(60)을 평탄화 시키는 오버코트층(66)을 포함한다.
상기 하부기판(50)은 액정층을 구동시킴과 아울러 사용자 손가락의 터치 또는 펜의 터치를 검출하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(40)를 포함하여 구성된다.
상기 복수의 화소 각각은 서로 교차하는 데이터 라인(미도시)과 게이트 라인(미도시)에 의해 정의되며, 각 화소에는 공통 전압이 인가되는 공통 전극(미도시) 및 데이터 전압을 화소에 공급하는 화소 전극(미도시)이 형성된다. 여기서, 상기 공통 전극 및 상기 화소 전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성된다.
상기 복수의 화소 각각은 게이트 라인을 통해 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 스위칭 되고, 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계가 형성되어 액정층이 구동된다.
상기 복수의 화소 각각은 화상을 표시하지 않는 비 표시 구간에 상기 화소 어레이(40)에 형성된 공통 전극을 터치의 검출을 위한 센싱/드라이빙 전극으로 구동시켜 사용자 손가락의 터치 또는 펜의 터치를 검출한다.
여기서, 사용자의 손가락 터치에 따라 상기 상부기판(60)과 상기 공통 전극 사이에는 터치 정전용량(Ctc)이 형성된다. 이러한, 터치에 따른 터치 정전용량(Ctc)과 기준 정전용량을 비교하여 터치 위치(TS)를 검출하고, 검출된 터치 위치를 외부로 출력하게 된다.
상술한 구성을 포함하는 종래 기술에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(10)의 상부기판(60) 상부에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자의 터치 검출 성능을 높이고, 정전기 방지(ESD: Electrostatic Discharge)를 위해 고저항(R1)의 배면전극(20)이 증착 된다.
상기 도 3에서, R1은 배면전극(20)의 면저항 성분, R2는 배면전극(20)과 도전층(70)의 컨택(contact) 저항, R3은 도전층(70)과 ESD 패드(30) 간의 저항을 의미한다.
정전기에 의해 유도되어 배면전극(20)에 형성된 전하는 배면전극(20)과 접속되고, 하부기판(50)에 형성된 ESD 패드(30)와 접속된 도전층(70)을 통해 그라운드(GND)로 빠져나가게 된다. 여기서, 상기 도전층(70)은 전도성 물질인 Ag(argentums)을 포함하는 접착제(paste) 또는 도전 테이프(tape)로 형성된다.
이러한, 종래 기술에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배면전극(20)과 도전층(70)이 접속(contact)되는 면적이 작아 컨택 저항(R2)이 크게 증가되어 정전기 방지(ESD shielding)가 원활이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
이러한 정전기 방지 기능 저하의 문제점을 개선하기 위해, 배면전극(20)의 저항(R1)을 낮출 수 있으나, 배면전극(20)의 저항이 낮아질 경우 사용자의 터치를 검출하는 성능이 저하되는 다른 문제점이 발생된다.
상술한 문제점들과 뿐만 아니라, 배면전극(20)의 고저항 물질은 광 투과율이 낮은 특성을 가지고 있어, 액정 패널에서 출사되는 광의 투과율을 낮추게 된다. 이에 따라, 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(10)의 휘도 특성이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 휘도 특성 저하의 문제점의 개선하기 위해, 액정 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛의 광원, 일 예로서 LED(light emitting diode)의 개수를 증가시켜 배면전극(20)의 적용에 따른 휘도 저하를 보상할 수 있다. 그러나, LED 개수의 증가로 인해 제조비용이 증가되는 또 다른 문제점이 있다. 아울러, 증가된 LED의 개수에 비례하여 구동에 따른 소비전력이 증가되는 문제점도 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정전기 방지(ESD shielding) 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자의 터치 검출 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광 투과율을 높여 휘도 특성을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조비용의 절감 및 구동에 따른 소비전력을 감소시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치는 복수의 화소를 정의하는 배선들 및 터치 검출을 위한 전극이 형성된 화소 어레이를 포함하는 하부기판, 복수의 화소로부터의 광을 외부로 출사시키는 개구 영역 및 광을 차단시키는 광 차단 영역을 포함하여 상부기판 상에 형성되는 광 차단층, 표시 영역에서 상기 광 차단층 상에 형성되어 하부로부터의 광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색광으로 출사시키는 컬러필터, 비표시 영역에서 광 차단층과 전기적으로 접속되고, 컬러필터를 감싸도록 표시패널의 외곽부에 투명 전도성 물질로 형성되는 컨택 전극, 하부기판의 비표시 영역 외곽부에 형성되어 상기 상부기판과 하부기판을 합착시킴과 아울러, 컨택 전극과 전기적으로 접속되도록 형성되는 전도성 실재, 하부기판의 외곽부에 형성되고, 전도성 실재와 전기적으로 접속되는 ESD 패드를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법은 복수의 화소로부터의 광을 외부로 출사시키는 개구 영역 및 광을 차단시키는 광 차단 영역을 가지는 광 차단층을 상부기판 상에 형성하는 단계, 표시 영역에서 광 차단층 상에 하부로부터의 광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색광으로 출사시키는 컬러필터를 형성하는 단계, 비표시 영역에서 컬러필터를 감싸도록 표시패널의 외곽부에 투명 전도성 물질을 도포하여 광 차단층과 전기적으로 접속되는 컨택 전극을 형성하는 단계, 및 하부기판의 비표시 영역 외곽부에 전도성 접착 물질을 도포하여 상부기판과 하부기판을 합착시킴과 아울러, 컨택 전극 및 하부기판의 외곽부에 형성된 ESD 패드와 전기적으로 접속되는 전도성 실재를 형성하는 단계를 포함한다.
실시 예에 따른 본 발명은 정전기 방지(ESD shielding) 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 사용자의 터치 검출 성능을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 광 투과율을 높여 휘도 특성을 향상시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 제조비용의 절감 및 구동에 따른 소비전력을 감소시킬 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 본 발명은 정전기 방지를 위한 수단을 액정 패널에 내재화시켜 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 두께를 줄일 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 나타내는 평면도.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 B-B' 선을 따라 절개하여 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도면을 참조한 설명에 앞서, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치는 액정 표시모듈과, 상기 액정 표시모듈을 구동시키기 위한 구동 회로부를 포함하여 구성된다.
상기 액정 표시모듈은 사용자의 터치 위치를 검출하는 터치 스크린이 내장된 액정 패널과, 상기 액정 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함한다.
상기 구동 회로부는 외부로부터의 영상 신호를 프레임 단위로 정렬하여 디지털 영상 데이터(R, G, B)를 생성함과 아울러, 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버의 구동 제어신호(DCS, GCS)를 생성하는 타이밍 컨트롤러; 상기 액정 패널의 각 화소에 영상 신호에 따른 데이터 신호(전압)을 공급하는 데이터 드라이버; 상기 액정 패널의 각 화소에 스캔 신호를 공급하는 게이트 드라이버; 상기 백라이트 유닛의 광원을 구동시키는 백라이트 구동부; 상기 액정 패널의 공통 전극에 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전압 공급부; 및 구동 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함한다.
여기서, 상기 구동 회로부는 일 예로서 액정 패널의 외부에 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 구동 회로부는 COG(Chip On Glass) 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit, Chip On Film) 방식으로 액정 패널 상에 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 B-B' 선을 따라 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(100)는 액정층(미도시)을 사이에 두고 전도성 물질로 형성된 전도성 실재(180, sealant)에 의해 합착된 상부기판(160)과 하부기판(150)을 포함한다.
상기 상부기판(160)과 하부기판(150)은 상기 전도성 실재(180)를 통해 합착되며, 화상이 표시되는 표시 영역은 상기 전도성 실재(180)에 의해 외부와 차폐된다.
여기서, 상기 하부기판(150)은 복수의 화소(Clc, 액정셀) 및 사용자의 터치 검출을 위한 센싱/드라이빙 전극이 매트릭스 형태로 형성된 화소 어레이(140)를 포함한다.
또한, 상기 하부기판(150)에는 표시 패널 상에서 발생된 정전기에 의해 형성된 전하를 그라운드(GND) 시키기 위한 ESD 패드(130)가 형성된다. 여기서, 상기 ESD 패드(130)는 후술되는 전도성 실재(180)와 전기적으로 접속된다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(100)는 각 화소에 인가되는 데이터 전압에 따라 각 화소의 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절하여 영상 신호에 따른 화상을 표시한다. 또한, 상기 화소 어레이(140)를 통해 사용자의 터치에 따른 정전용량의 변화를 감지하여 사용자의 터치 위치를 검출한다.
상기 하부기판(150)은 액정층을 구동시킴과 아울러, 사용자의 터치에 따른 정전용량을 이용하여 터치를 검출하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(140)를 포함한다.
상기 하부기판(150)의 화소 어레이(140)는 화상을 표시함과 아울러, 사용자의 터치를 검출하기 위한 복수의 라인들(게이트 라인, 데이터 라인, 공통전압 라인, 센싱/드라이빙 라인)을 포함한다. 또한, 상기 하부기판(150)은 상기 복수의 라인들에 구동 신호(전압)을 공급하는 복수의 메탈 배선을 포함한다.
구체적으로, 하부기판(150)은 m개의 데이터 라인들과, n개의 게이트 라인들을 포함하고, 상기 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차에 의해 화상이 표시되는 복수의 화소(Clc)가 정의된다.
상기 복수의 화소 각각은 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인을 통해 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인들을 통해 공급되는 데이터 전압을 화소(Clc)로 공급한다.
상기 복수의 화소 각각은 게이트 라인을 통해 인가되는 스캔 신호(게이트 구동 신호)에 따라 박막 트랜지스터(TFT)가 스위칭 되어 턴온(turn on) 된다. 턴온된 화소 각각은 데이터 라인들을 통해 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층이 구동하게 된다.
이를 위해, 상기 복수의 화소 각각에는 영상 신호에 따른 데이터 전압을 화소에 공급하는 화소 전극(Pixel ITO)과, 공통 전압(Vcom) 이 인가되는 공통 전극(Vcom ITO)이 형성된다. 여기서, 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.
상기 복수의 화소 각각은 화상을 표시하지 않는 비 표시 구간에 사용자의 터치를 검출하기 위해 화소 어레이(140) 내에 센싱/드라이빙 전극을 포함한다. 여기서, 상기 센싱/드라이빙 전극은 화상을 표시하는 표시 구간에서 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전극의 역할을 수행할 수 있다.
사용자의 터치에 따라 각 화소의 상부기판과 상기 센싱/드라이빙 전극 사이에는 터치 정전용량(Ctc)이 형성된다. 이러한, 터치에 따른 터치 정전용량(Ctc)과 기준 정전용량을 비교하여 터치 위치를 검출하고, 검출된 터치 위치를 외부로 출력하게 된다.
상기 상부기판(160)은 불투명 전도성 물질로 형성되어 복수의 화소를 정의하는 광 차단층(162, BM 전극); 상기 광 차단층(162)에 의해 정의된 각 화소에 형성된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터(164); 상기 광 차단층(162)과 컬러필터(164)를 덮도록 형성되어 상부기판(160)을 평탄화 시키는 오버코트층(166)을 포함한다.
또한, 상기 상부기판(160)은 비표시 영역에서 상기 광 차단층(162) 상에서, 상기 컬러필터(164)가 형성된 표시 영역을 감싸도록 표시 패널의 외곽부에 링(ring) 형태로 형성되는 컨택 전극(170)을 포함한다. 이러한 상기 컨택 전극(170)은 상기 광 차단층(162) 및 전도성 물질로 형성된 전도성 실재(180)와 접속되도록 형성된다.
여기서, 상기 컨택 전극(170)은 인듐틴옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide), 인듐징크옥사이드(IZO: Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), 및 ATO(Antimony Tin Oxide) 중 어느 하나의 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.
상기 광 차단층(162)은 상기 컬러필터(164)를 통해 색광이 외부로 출사될 수 있도록 각 화소와 대응되는 영역이 노출되도록 형성되며, 사용자의 터치 검출 기능에 영향을 주지 않도록 컨택 전극(170)보다 높은 면저항 특성을 가지는 물질로 형성된다. 이러한, 광 차단층(162)의 높은 면저항 특성으로 인해 액정의 구동 시, 광 차단층(162)에 의해 각 화소에 형성되는 전계가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 구성을 포함하는 상부기판(160)과 하부기판(150)은 각각 제조가 이루어진 후, 하부기판(160)의 외곽부에 형성되는 전도성 실재(180)를 통해 합착된다.
이때, 상기 전도성 실재(180)는 하부기판(150)의 외곽부에 형성된 ESD 패드(130) 및 상부기판(160)의 외곽부에서 상기 컬러필터(164)를 둘러싸도록 링 형태로 형성된 컨택 전극(170)과 접속된다.
상기 컨택 전극(170)은 전도성 물질로 형성된 광 차단층(162)과 전기적으로 접속되므로, 표시 패널 상에서 정전기에 의해 형성된 전하가 ESD 패드(130)를 통해 그라운드(GND)로 빠져나가게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(100)는 컬러필터(164)의 형성 시, 적용되는 블랙 매트릭스(BM)를 전도성 물질의 광 차단층(162)으로 형성하고, 상기 컨택 전극(170) 및 전도성 실재(180)를 통해 상기 광 차단층(162)과 ESD 패드(130)를 전기적으로 접속시켜 정전기 방지(ESD shielding)를 구현할 수 있다.
본원발명은 정전기 방지를 위해 넓은 면적을 가지는 컨택 전극(170)을 통해 광 차단층(162)과 전도성 실재(180)를 전기적으로 접속시킨다.
본원발명은 상대적으로 광 차단층(162)의 면저항을 높여도 광 차단층(162)에 정전기가 축적되는 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 광 차단층(162)으로 면저항이 높은 물질을 사용하여, 액정의 구동 시 광 차단층(162)에 의해 각 화소에 형성되는 전계가 왜곡되는 것을 방지할 수 있으므로 사용자의 터치 검출 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(100)는 종래 기술에서 상부기판 상에 배치되던 배면전극을 삭제함으로써, 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면이다. 이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이, 상부기판(160) 상에 불투명 전도성 물질(일 예로서, 전도성 BM 물질)을 도포한 후, 하부기판(150)에 형성된 복수의 화소 대응되도록 패터닝하여 광 차단층(162)을 형성한다. 상기 광 차단층(162)은 상기 복수의 화소로부터의 광의 외부로 출사되는 개구 영역 및 광을 차단시키는 광 차단 영역을 포함하도록 형성된다.
이러한, 광 차단층(162)은 사용자의 터치 검출 기능에 영향을 주지 않도록 높은 면저항 특성을 가지는 물질로 형성되며, 광 차단층(162)의 높은 면저항 특성으로 인해 액정의 구동 시, 광 차단층(162)에 의해 각 화소에 형성되는 전계가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 상기 광 차단층(162)은 도 4에 도시된 바와 같이, 후술되는 상기 컬러필터(164)를 통해 색광이 외부로 출사될 수 있도록 형성된다. 즉, 컬러필터(164)가 개방되어 각 화소와 대응되는 영역이 노출되도록 형성된다.
이어서, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 표시 패널의 표시 영역에서 상기 광 차단층(162) 상에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 레진을 순차적으로 도포한 후, 마스크를 이용한 포토 리쏘그래피 공정을 순차적으로 수행하여 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터(164)를 형성한다. 이후, 상기 광 차단층(162)과 컬러필터(164)를 덮도록 오버코트층(160)을 형성하여 상부기판(160)을 평판화 시킨다.
이어서, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 표시 패널의 비표시 영역에서 상기 광 차단층(162) 상에 상기 컬러필터(164)가 형성된 표시 영역을 감싸도록 표시 패널의 외곽부에 링(ring) 형태로 형성되는 전도성 물질을 도포하여 컨택 전극(170)을 형성한다. 이러한, 상기 컨택 전극(170)은 상기 광 차단층(162)과 전기적으로 접속되며, 후술되는 전도성 실재(180)와 전기적으로 접속된다.
여기서, 상기 컨택 전극(170)은 상기 컨택 전극(170)은 인듐틴옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide), 인듐징크옥사이드(IZO: Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), 및 ATO(Antimony Tin Oxide) 중 어느 하나의 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.
이어서, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 액정층을 구동시킴과 아울러, 사용자의 터치에 따른 정전용량을 이용하여 터치를 검출하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(140)가 형성된 하부기판(150)의 외곽부에 전도성 실재(180)를 도포한 후, 상기 전도성 실재(180)를 이용하여 하부기판(150)과 상부기판(160)을 합착시킨다.
여기서, 상기 하부기판(150)의 외곽부에는 정전기 방지를 위한 EDS 패드(130)가 형성되어 있으며, 상기 전도성 실재(180)는 상기 컨택 전극(170)과 대응되도록 하부기판(150) 상에 형성되어 상기 컨택 전극(170)과 전기적으로 접속된다.
상술한 제조방법을 통해, 상기 컨택 전극(170)은 전도성 물질로 형성된 광 차단층(162)과 전기적으로 접속되므로, 표시 패널 상에서 정전기에 의해 형성된 전하가 ESD 패드(130)를 통해 그라운드(GND)로 빠져나가게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법은 상기 컨택 전극(170) 및 전도성 실재(180)를 사이에 두고 상기 광 차단층(162)과 ESD 패드(130)를 전기적으로 접속되도록 하여 정전기 방지(ESD shielding)를 구현할 수 있다.
또한, 종래 기술에서 상부기판 상에 배치되던 배면전극을 삭제함으로써, 광 투과율을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래 기술에서 배면전극을 형성하기 위해 수행되던 셀 공정과 모듈 공정을 줄여 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조비용을 줄임과 아울러, 제조효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
130: ESD 패드 140: 화소 어레이
150: 하부기판 160: 상부기판
162: 광 차단층 164: 컬러필터
166: 오버코트층 170: 컨택 전극
180: 전도성 실재

Claims (10)

  1. 복수의 화소를 정의하는 배선들 및 터치 검출을 위한 전극이 형성된 화소 어레이를 포함하는 하부기판;
    상기 복수의 화소로부터의 광을 외부로 출사시키는 개구 영역 및 광을 차단시키는 광 차단 영역을 포함하여 상부기판 상에 형성되는 광 차단층;
    표시 영역에서 상기 광 차단층 상에 형성되어 하부로부터의 광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색광으로 출사시키는 컬러필터;
    비표시 영역에서 상기 광 차단층과 전기적으로 접속되고, 상기 컬러필터를 감싸도록 표시패널의 외곽부에 투명 전도성 물질로 형성되는 컨택 전극;
    상기 하부기판의 비표시 영역 외곽부에 형성되어 상기 상부기판과 하부기판을 합착시킴과 아울러, 상기 컨택 전극과 전기적으로 접속되도록 형성되는 전도성 실재; 및
    상기 하부기판의 외곽부에 형성되고, 상기 전도성 실재와 전기적으로 접속되는 ESD 패드를 포함하며,
    상기 컨택 전극은,
    상기 표시패널의 외곽부에 링 형태로 배치되며, 상기 복수의 화소가 배치된 표시 영역 상에는 배치되지 않고,
    상기 광 차단층은,
    상기 컨택 전극보다 높은 면저항 특성을 가지는 물질로 형성되어 액정의 구동 시 각 화소에 형성되는 전계가 왜곡되는 것을 방지하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 차단층은
    불투명 전도성 물질인 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨택 전극은
    인듐틴옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide), 인듐징크옥사이드(IZO: Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), 및 ATO(Antimony Tin Oxide) 중 어느 하나의 투명 전도성 물질인 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 차단층, 컨택 전극, 전도성 실재 및 ESD 패드는 전기적으로 접속되어, 표시패널 상에서 정전기에 의해 발생된 전하를 상기 ESD 패드를 통해 그라운드(GND) 시키는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 차단층 및 컬러필터 상에 형성되어 상기 상부기판을 평판화 시키는 오버코트층을 더 포함하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.
  7. 복수의 화소로부터의 광을 외부로 출사시키는 개구 영역 및 광을 차단시키는 광 차단 영역을 가지는 광 차단층을 상부기판 상에 형성하는 단계;
    표시 영역에서 상기 광 차단층 상에 하부로부터의 광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색광으로 출사시키는 컬러필터를 형성하는 단계;
    비표시 영역에서 상기 컬러필터를 감싸도록 표시패널의 외곽부에 투명 전도성 물질을 도포하여 상기 광 차단층과 전기적으로 접속되는 컨택 전극을 형성하는 단계; 및
    하부기판의 비표시 영역 외곽부에 전도성 접착 물질을 도포하여 상기 상부기판과 상기 하부기판을 합착시킴과 아울러, 상기 컨택 전극 및 상기 하부기판의 외곽부에 형성된 ESD 패드와 전기적으로 접속되는 전도성 실재를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 하부기판은 복수의 화소를 정의하는 배선들 및 터치 검출을 위한 전극이 형성된 화소 어레이를 포함하며,
    상기 컨택 전극은,
    상기 표시패널의 외곽부에 링 형태로 형성되며, 상기 복수의 화소가 배치된 표시 영역 상에는 형성되지 않고,
    상기 광 차단층은,
    상기 컨택 전극보다 높은 면저항 특성을 가지는 물질로 형성되어 액정의 구동 시 각 화소에 형성되는 전계가 왜곡되는 것을 방지하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광 차단층은 불투명 전도성 물질로 형성되고,
    상기 컨택 전극은 인듐틴옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide), 인듐징크옥사이드(IZO: Indium Zinc Oxide), ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, SnO2, SnO2:F, ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), 및 ATO(Antimony Tin Oxide) 중 어느 하나의 투명 전도성 물질로 형성되는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 전도성 실재를 형성하는 단계는,
    표시패널 상에서 정전기에 의해 발생된 전하가 상기 ESD 패드를 통해 그라운드(GND) 되도록 상기 광 차단층, 컨택 전극, 전도성 실재 및 ESD 패드를 전기적으로 접속시키는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법.
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