KR101799031B1 - 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보지 않는 제1면 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2면을 포함하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층, 그리고 상기 제2 기판의 제1면 위에 형성된 터치 감지층를 포함하되, 상기 터치 감지층은 상기 제1면 위에 제1 방향을 따라 형성된 제1 전극 패턴, 상기 제1면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 형성되고, 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴, 상기 제1면 위에, 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되는 브리지 배선, 그리고 상기 제1면 위에 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연하고, 상기 브리지 배선의 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 포함한다.

Description

터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING TOUCH SENSOR LAYER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 등은 다양한 입력 장치를 이용하여 기능을 수행한다. 최근, 이러한 입력 장치로서 터치 패널을 구비하는 입력 장치가 많이 사용되고 있다.
터치 패널 장치(touch panel device)는 터치 패널의 화면 위에 손가락 또는 터치 펜(touch pen, stylus) 등을 접촉해 문자나 그림을 쓰고 그리거나, 아이콘을 실행시켜 컴퓨터 등의 기계에 원하는 명령을 수행시키는 장치를 말한다. 터치 패널이 부착된 액정 표시 장치는 사용자의 손가락 또는 터치 펜 등이 화면에 접촉하였는지 여부 및 접촉 위치 정보를 알아내고 이에 따라 영상을 표시할 수 있다.
이와 같은 터치 패널은 터치를 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식(resistive type), 정전 용량 방식(capacitive type), 그리고 전자기 유도형(electro-magnetic type, EM) 등으로 나뉠 수 있다.
정전 용량 방식의 터치 패널은 투명 전극이 형성된 필름을 포함하고, 투명 전극에 전압을 인가한 후 손가락 도전성 물체 등의 접촉에 의한 전압 변화를 측정하여 터치 여부 및 터치 위치를 알 수 있다. 이러한 정전 용량 방식은 여러 지점이 접촉이 되어도 접촉 여부 및 접촉 위치를 알아낼 수 있으나 장갑을 낀 손 등의 부도체가 접촉할 경우 전압 변화가 일어나지 않아 접촉 정보를 알아낼 수 없다.
일반적으로 터치 패널은 액정 표시 장치 바깥쪽에 부착되는 외장형을 사용하는데, 이 경우, 터치 패널이 없는 액정 표시 장치 대비 무게, 두께가 증가하는 문제가 있다. 또한 투과율을 감소시켜 휘도를 저하시키고, 외광 반사율을 증가시켜 콘트라트비를 저하시키는 등 액정 표시 장치의 화질을 열화시킨다. 또한, 터치 패널을 액정 표시 장치와 따로 제조함으로써 원가를 상승시킨다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보지 않는 제1면 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2면을 포함하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층, 그리고 상기 제2 기판의 제1면 위에 형성된 터치 감지층를 포함하되, 상기 터치 감지층은 상기 제1면 위에 제1 방향을 따라 형성된 제1 전극 패턴, 상기 제1면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 형성되고, 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴, 상기 제1면 위에, 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되는 브리지 배선, 그리고 상기 제1면 위에 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연하고, 상기 브리지 배선의 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 포함한다.
상기 절연층의 상기 제1 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제1 방향의 길이보다 길고, 상기 절연층의 상기 제2 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제2 방향의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 절연층은 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍을 포함하고, 상기 제1 접촉 구멍은 상기 제1 접촉부를 노출시키고, 상기 제2 접촉 구멍은 상기 제2 접촉부를 노출시킬 수 있다.
상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍은 각각 복수일 수 있다.
상기 브리지 배선은 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부가 확장되어 있을 수 있다.
상기 제2 기판의 상기 제1면은 입력 영역 및 배선 영역을 포함하고, 상기 입력 영역에는 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴이 형성되고, 상기 배선 영역에는 제1 배선 및 제2 배선이 형성되고, 상기 제1 배선의 일단은 상기 제1 전극 패턴에 연결되고, 상기 제2 배선의 일단은 상기 제2 전극 패턴에 연결되고, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 타단은 상기 터치 감지층과 신호를 주고 받는 제어부에 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 각각 상기 제1 방향에서 상기 제2 방향으로 형성 방향이 변하는 부분을 포함하고, 상기 부분은 사선 처리되어 있을 수 있다.
상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 타단은 상기 제2 기판의 일측에 정렬되어 있을 수 있다.
상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상기 브리지 배선과 동일한 층에 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 일단 위에는 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴과 동일한 층에 동일한 물질로 패드가 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 기판에는 화소 전극이 형성되고, 상기 제2 기판의 상기 제2면 위에는 대향 전극이 형성될 수 있다.
상기 제2 기판의 상기 제2면 위에는 전도성 색필터층이 더 형성되어 있을 수 있다.
상기 전도성 색필터층에는 미리 정해진 전압이 인가될 수 있다.
상기 전도성 색필터층은 전도성 차광 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 다른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1면 및 제2면을 포함하는 제2 기판의 상기 제1면 위에 브리지 배선을 형성하는 단계, 상기 제1면 위에 상기 브리지 배선의 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 형성하는 단계, 상기 제1면 위에 제1 방향을 따라 제1 전극 패턴 및 상기 제1면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴을 형성하는 단계, 그리고 제1 기판 및 상기 제2 기판의 상기 제2면을 마주보게 하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 절연층은 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1면 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2면을 포함하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층, 상기 제2 기판의 상기 제1면 위에 형성된 터치 감지층, 그리고 상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 형성된 전도성 색필터층을 포함하되, 상기 전도성 색필터층에는 미리 정해진 전압이 인가된다.
상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 전도성 차광 부재 및 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터를 포함할 수 있다.
상기 복수의 개구부 내에 전도성 입자가 형성되어 있고, 상기 색필터는 상기 전도성 입자 위에 형성되어 있을 수 있다.
상기 색필터는 전도성 입자를 포함할 수 있다.
상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 차광 부재, 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터 및 상기 차광 부재 및 상기 색필터 위에 형성되어 있는 전도성 입자층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1면 및 제2면을 포함하는 제2 기판의 상기 제1면 위에 터치 감지층를 형성하는 단계, 상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 전도성 색필터층을 형성하는 단계, 그리고 제1 기판 및 상기 제2 기판의 상기 제2면을 마주보게 하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 전도성 색필터층을 형성하는 단계는 상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 복수의 개구부를 갖는 전도성 차광 부재를 형성하는 단계, 그리고 상기 복수의 개구부 내에 색필터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 색필터를 형성하기 전, 상기 복수의 개구부 내에 전도성 입자를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 색필터는 전도성 입자를 포함할 수 있다.
상기 전도성 색필터층을 형성하는 단계는 상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 복수의 개구부를 갖는 차광 부재를 형성하는 단계, 상기 복수의 개구부 내에 색필터를 형성하는 단계, 그리고 상기 차광 부재 및 상기 색필터 위에 전도성 입자층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1면 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2면을 포함하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층, 상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 형성된 터치 감지층, 그리고 상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 형성된 전도성 색필터층을 포함하되, 상기 전도성 색필터층에는 미리 정해진 전압이 인가된다.
상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 전도성 차광 부재 및 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터를 포함할 수 있다.
상기 복수의 개구부 내에 전도성 입자가 형성되어 있고, 상기 색필터는 상기 전도성 입자 위에 형성되어 있을 수 있다.
상기 색필터는 전도성 입자를 포함할 수 있다.
상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 차광 부재, 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터 및 상기 차광 부재 및 상기 색필터 위에 형성되어 있는 전도성 입자층을 포함할 수 있다.
터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공함으로써, 액정 표시 장치의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지층의 배치도이고, 도 3은 도 2의 III-III''선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 도 2의 터치 감지층의 제조 방법의 일 예이다.
도 8은 도 2의 A 영역의 배치도의 다른 예이고, 도 9는 도 8의 IX-IX'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 10은 도 2의 B 영역의 배치도의 다른 예이고, 도 11은 도 2의 C 영역의 배치도의 다른 예이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지층에서 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴이 교차하는 부분의 배치도이고, 도 13은 도 12의 XIII-XIII'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 감지층에서 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴이 교차하는 부분의 배치도이고, 도 15는 도 14의 XV-XV'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 색필터층의 배치도이고, 도 19는 도 18의 XIX-XIX'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 20 내지 도 23은 도 19의 색필터층의 제조 방법의 일 예이다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 색필터층의 단면도이다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색필터층의 단면도이다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색필터층의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 28, 도 29 및 도 30은 전도성 차폐층이 형성된 색필터층의 다양한 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 액정 표시 장치는 하부 표시판(100) 및 기판(210)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 기판(210)은 하부 표시판(100)과 마주보지 않는 제1면 및 하부 표시판(100)과 마주보는 제2면을 포함한다. 하부 표시판(100) 및 기판(210)의 바깥쪽 면에는 편광판(polarizer)(12, 22)이 구비되어 있다. 두 편광판(12, 22)의 투과축은 직교할 수 있으며 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나는 생략될 수 있다.
기판(210)의 제1면 위에는 터치 감지층(10)이 형성되어 있고, 기판(210)의 제2면 위에는 색필터층(20)이 형성되어 있다. 터치 감지층(10)은 기판(210)과 편광판(22) 사이에 형성되어 있고, 색필터층(20)은 기판(210)과 액정층(3) 사이에 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 감지층의 배치도이고, 도 3은 도 2의 III-III''선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 기판(210) 위에 행렬 형태로 복수의 브리지 배선(1) 및 복수의 배선(8a, 8b, 9)이 형성되어 있다.
복수의 브리지 배선(1)은 입력 영역(10a) 내에 형성되어 있고, 복수의 배선(8a, 8b, 9)은 입력 영역(10a)의 둘레에 형성되어 있다. 입력 영역(10a)은 사용자의 접촉에 의하여 입력이 행해지면 접촉 위치를 파악할 수 있는 영역이다.
복수의 배선(8a, 8b, 9)의 일단(81a, 81b, 91)은 입력 영역(10a)의 경계에 위치하고, 확장되어 있다. 복수의 배선(8a, 8b, 9)의 타단은 모두 입력 영역(10a) 밖 일측에 정렬되어 있다.
복수의 브리지 배선(1) 및 복수의 배선(8a, 8b, 9) 위에 절연층(2a, 2b)이 형성되어 있다.
입력 영역(10a) 내 절연층(2a)은 복수의 브리지 배선(1) 위에 형성되고, 복수의 브리지 배선(1)과 같이 행렬 형태로 배열되어 있다. 절연층(2a)의 행 방향 길이는 브리지 배선(1)의 행 방향 길이보다 짧고, 절연층(2a)의 열 방향 길이는 브리지 배선(1)의 열 방향 길이보다 길다. 따라서, 절연층(2a)은 브리지 배선(1)의 행 방향으로 양쪽 끝을 노출시킨다. 절연층(2a)으로부터 노출된 브리지 배선(1)의 양쪽 끝을 각각 제1 접촉부, 제2 접촉부라 한다.
입력 영역(10a) 밖에서 복수의 배선(8a, 8b, 9) 위에 형성되어 있는 절연층(2b)은 복수의 배선(8a, 8b, 9)의 일단(81a, 81b, 91)의 일부와 타단의 일부를 노출시킨다.
입력 영역(10a) 내 기판(210) 위에는 복수의 제1 전극 패턴(13) 및 복수의 제2 전극 패턴(14)이 형성되어 있고, 절연층(2b)으로부터 노출된 복수의 배선(8a, 8b, 9)의 타단 위에는 패드(P)가 형성되어 있다. 도면에는 편의상 6개의 제1 전극 패턴(13)과 4개의 제2 전극 패턴(13)만을 도시하였으나, 이는 예시일 뿐 제1 전극 패턴(13)의 개수 및 제2 전극 패턴(14)의 개수를 제한하는 것이 아니다.
복수의 제1 전극 패턴(13)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 절연층(2a) 위를 지난다. 제1 전극 패턴(13)의 행 방향의 길이는 절연층(2a)의 행 방향의 길이보다 짧아서, 제1 전극 패턴(13)은 브리지 배선(1)과 접촉하지 않는다. 제1 전극 패턴(13)은 열 방향으로 끊어짐 없이 형성된다.
복수의 제2 전극 패턴(14)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다. 제2 전극 패턴(14)은 제1 전극 패턴(13)을 기준으로 행 방향으로 분리되면서 형성된다.
제2 전극 패턴(14)은 절연층(2a)으로부터 노출된 브리지 배선(1)의 제1 접촉부, 제2 접촉부 위를 지나고, 절연층(2a, 2b)에는 접촉되지 않게 형성된다. 따라서, 제2 전극 패턴(14)은 제1 전극 패턴(13)을 기준으로 행 방향으로 분리되지만, 브리지 배선(1)을 통해 전기적으로 연결된다.
제1 전극 패턴(13)과 제2 전극 패턴(14)은 절연층(2a)으로 인해 서로 접촉하지 않으므로 전기적으로 서로 연결되지 않는다.
도 2와는 달리, 절연층(2a)의 행 방향 길이는 브리지 배선(1)의 행 방향 길이보다 길고, 절연층(2a)의 열 방향 길이는 브리지 배선(1)의 열 방향 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 이 경우, 절연층(2a)은 브리지 배선(1)의 열 방향으로 양쪽 끝을 노출시키게 되고, 제2 전극 패턴(14)은 행 방향으로 끊어짐 없이 형성되고, 제1 전극 패턴(13)은 제2 전극 패턴(13)을 기준으로 열 방향으로 분리되면서 형성된다.
다시 도 2 및 도 3을 참고하면, 제1 전극 패턴(13)은 절연층(2b)으로부터 노출된 배선(8a, 8b)의 일단(81a, 81b)의 일부의 위를 지난다. 따라서 복수의 제1 전극 패턴(13)은 배선(8a, 8b)과 전기적으로 연결된다. 제2 전극 패턴(14)은 절연층(2b)으로부터 노출된 배선(9)의 일단(91)의 일부의 위를 지난다. 따라서, 복수의 제2 전극 패턴(14)은 배선(9)과 전기적으로 연결된다.
입력 영역(10a)과 절연층(2b) 위에 보호막(15)이 형성된다. 보호막(15)은 패드(P)를 노출시킨다.
보호막(15)은 터치 감지층 공정 완성 후 기판(210)을 뒤집어(turn over) 색필터 공정을 수행하는 동안, 터치 감지층을 보호하기 위해 형성한다. 그런데, 제1 전극 패턴(13), 제2 전극 패턴(14) 및 절연층(2)은 보호막(15)이 없더라도 손상이 크지 않은 물질을 사용할 수 있다. 이 경우, 보호막(15)을 생략함으로써 터치 감지층 공정에 필요한 마스크의 개수를 줄일 수 있다.
패드(P)를 통해 외부의 제어부(미도시)가 연결될 수 있다. 제어부는 패드(P) 및 복수의 배선(8a, 8b, 9)를 통해 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14)와 연결된다. 제어부는 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14)에 감지 입력 신호를 인가하거나, 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14)으로부터 출력되는 감지 출력 신호를 검출할 수 있다.
이와 같이 형성된 터치 감지층에서, 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14)은 제어부로부터 감지 입력 신호에 따라 전하를 충전한다. 입력 영역(10a)의 어느 한 부분에 접촉이 이루어진다면 제1 전극 패턴(13)과 제2 전극 패턴(14)의 정전 용량이 변화되고, 변화된 정전 용량에 따른 감지 출력 신호가 출력되어 접촉 위치를 파악할 수 있다.
도 4 내지 도 7은 도 2의 터치 감지층의 제조 방법의 일 예이다.
도 4를 참고하면, 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(210) 위에 행렬 형태로 복수의 브리지 배선(1), 복수의 배선(8a, 8b, 9)을 형성한다.
절단선(212)의 둘레에는 가드 링(guard ring)(211)이 형성될 수 있다. 가드 링(211)은 터치 감지층의 제조 과정에서 발생하는 정전기가 가드 링(211) 내로 유입되는 것을 방지한다. 절단선(212)을 통해 정전기에 의해 절단선 내부에 형성되는 패턴의 단선을 방지할 수 있다. 기판(210) 위에 터치 감지층의 모든 제조 과정이 끝난 후 절단선(212)을 따라 잘라 터치 감지층 공정을 완성한다.
복수의 브리지 배선(1), 복수의 배선(8a, 8b, 9) 및 가드 링(211)은 동일한 물질일 수 있다. 예를 들어, 복수의 브리지 배선(1), 복수의 배선(8a, 8b, 9) 및 가드 링(211)은 다른 층과의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 예를 들면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들 수 있다. 또는 복수의 브리지 배선(1), 복수의 배선(8a, 8b, 9) 및 가드 링(211)은 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들 수도 있다. 복수의 브리지 배선(1), 복수의 배선(8a, 8b, 9) 및 가드 링(211)의 두께는 수천 옹스트롬 이하로 형성할 수 있다.
복수의 브리지 배선(1), 복수의 배선(8a, 8b, 9) 및 가드 링(211)은 하나의 마스크를 사용하는 광 노광 공정(photolithography)과 식각(etching) 공정을 통해 기판(210) 위에 형성될 수 있다.
도 5를 참고하면, 복수의 브리지 배선(1) 및 복수의 배선(8a, 8b, 9) 위에 절연층(2a, 2b)을 형성한다.
절연층(2a, 2b)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위의 투명한 무기 절연 물질로 만들어지거나, 유기 절연 물질로 만들어질 수 있다. 절연층(2a, 2b)이 무기 절연 물질로 만들어지는 경우, 절연층(2a, 2b)의 두께는 수천 옹스트롬 이하로 형성할 수 있고, 절연층(2a, 2b)이 유기 절연 물질로 만들어지는 경우, 절연층(2a, 2b)의 두께는 수 마이크로미터 이하로 형성할 수 있다. 절연층(2a, 2b)은 하나의 마스크를 사용하는 광 노광 공정 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 6을 참고하면, 입력 영역(10a) 내 복수의 제1 전극 패턴(13) 및 복수의 제2 전극 패턴(14)을 형성하고, 절연층(2b)으로부터 노출된 복수의 배선(8a, 8b, 9)의 타단 위에는 패드(P)를 형성한다.
제1 전극 패턴(13), 제2 전극 패턴(14) 및 패드(P)는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명 도전성 물질로 만들어질 수 있다. 제1 전극 패턴(13), 제2 전극 패턴(14) 및 패드(P)의 두께는 수천 옹스트롬 이하로 형성할 수 있다. 제1 전극 패턴(13), 제2 전극 패턴(14) 및 패드(P)는 하나의 마스크를 사용하는 광 노광 공정 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있다.
도 7을 참고하면, 입력 영역(10a)과 절연층(2b) 위에 보호막(15)을 형성한다. 보호막(15)은 패드(P)를 노출시킨다. 보호막(15)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위의 투명한 무기 절연 물질로 만들어지거나, 유기 절연 물질로 만들어질 수 있다. 보호막(15)이 무기 절연 물질로 만들어지는 경우, 보호막(15)의 두께는 수천 옹스트롬 이하로 형성할 수 있고, 보호막(15)이 유기 절연 물질로 만들어지는 경우, 보호막(15)의 두께는 수 마이크로미터 이하로 형성할 수 있다. 보호막(15)은 하나의 마스크를 사용하는 광 노광 공정 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 다만, 보호막(15)은 경우에 따라 생략될 수 있다.
도 4 내지 도 7의 공정이 완료된 후, 절단선(212)을 따라 잘라 도 2와 같은 기판 위 터치 감지층을 완성한다.
도 8은 도 2의 A 영역의 배치도의 다른 예이고, 도 9는 도 8의 IX-IX'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14a, 14b)의 모양을 제외하고는 도 2와 동일하다. 따라서, 도 8 및 도 9 역시 도 4 내지 도 7의 공정을 이용하여 형성할 수 있다.
도 2와 같이, 절연 기판(210) 위에 브리지 배선(1)이 형성되어 있고, 브리지 배선(1) 위에 절연층(2a)이 형성되어 있다. 절연층(2a)의 행 방향 길이는 브리지 배선(1)의 행 방향 길이보다 짧고, 절연층(2a)의 열 방향 길이는 브리지 배선(1)의 열 방향 길이보다 길다. 따라서, 절연층(2a)은 브리지 배선(1)의 행 방향으로 양쪽 끝을 노출시킨다. 절연층(2a)으로부터 노출된 브리지 배선(1)의 양쪽 끝을 각각 제1 접촉부, 제2 접촉부라 한다.
절연층(2a) 위로 열 방향으로 제1 전극 패턴(13)이 형성되고, 행 방향으로 제2 전극 패턴(14a, 14b)이 형성되어 있다. 제2 전극 패턴(14)은 제1 전극 패턴(13)을 기준으로 분리된 제1 부분(14a) 및 제2 부분(14b)을 포함한다.
도 2와는 달리, 제1 전극 패턴(13)은 절연층(2a) 위를 지나는 부분에서 행 방향의 폭이 좁아진다. 제2 전극 패턴(14a, 14b)은 제1 전극 패턴(13)의 폭이 좁아짐으로써 생긴 공간으로 확장된다. 제1 전극 패턴(13)과 제2 전극 패턴(14a, 14b)은 서로 접촉하지 않아, 전기적으로 연결되지 않는다.
제2 전극 패턴(14a, 14b)이 확장됨으로써, 제2 전극 패턴(14a, 14b)은 브리지 배선(1)의 제1 접촉부와 제2 접촉부를 완전히 덮을 수 있다. 제2 전극 패턴(14a, 14b)이 제1 접촉부와 제2 접촉부와 접촉되는 면적을 넓힐 수 있어, 제1 부분(14a)과 제2 부분(14b) 사이의 전기적 연결 특성을 높일 수 있다.
제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14) 위에 보호막(15)이 형성된다. 다만, 보호막(15)은 생략 가능하다.
도 10은 도 2의 B 영역의 배치도의 다른 예이고, 도 11은 도 2의 C 영역의 배치도의 다른 예이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 배선(8b)은 행 방향에서 열 방향으로 형성된 방향이 변한다. 행 방향에서 열방향으로 배선(8a, 8b)의 형성 방향이 변하는 부분은 사선으로 형성되어 있다. 이와 같이, 배선(8b)의 형성 방향이 직각으로 변하는 부분을 사선 처리함으로써 정전기와 단선을 방지할 수 있다. 도 10 및 도 11은 도 2에서 B 영역과 C 영역만을 나타냈으나, 배선(8a, 8b, 9)의 방향이 직각으로 변하는 부분은 모두 사선 처리될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지층에서 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴이 교차하는 부분의 배치도이고, 도 13은 도 12의 XIII-XIII'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 기판(210) 위에 브리지 배선(1)이 형성되어 있다. 브리지 배선(1) 및 기판(210) 위에 절연층(2)이 형성되어 있다. 절연층(2)은 행 방향으로 브리지 배선(1)의 양쪽 끝이 노출되도록 접촉 구멍(C1, C2)을 갖는다. 접촉 구멍(C1, C2)을 통해 브리지 배선(1)의 노출된 양쪽 끝을 제1 접촉부, 제2 접촉부라 한다.
절연층(2) 위로 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14a, 14b)이 형성된다. 제1 전극 패턴(13)은 브리지 배선(1) 위를 지나는 부분에서 행 방향의 폭이 좁아진다. 다만, 제1 전극 패턴(13)과 브리지 배선(1) 사이에는 절연층(2)이 형성되어 있어, 제1 전극 패턴(13)은 브리지 배선(1)과 연결되지 않는다.
제2 전극 패턴(14a, 14b)은 접촉 구멍(C1, C2)위를 지나고, 제1 전극 패턴(13)의 폭이 좁아짐으로써 생긴 공간으로 확장된다. 제1 전극 패턴(13)과 제2 전극 패턴(14a, 14b)은 서로 접촉하지 않아, 전기적으로 연결되지 않는다. 제2 전극 패턴의 제1 부분(14a)은 접촉 구멍(C1)을 통해 브리지 배선(1)의 제1 접촉부 위를 지나고, 제2 부분(14b)은 접촉 구멍(C2)을 통해 브리지 배선(1)의 제2 접촉부 위를 지난다. 따라서 제2 전극 패턴의 제1 부분(14a)과 제2 부분(14b)은 제1 전극 패턴(13)을 기준으로 분리되지만, 브리지 배선(1)의 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 통해 전기적으로 서로 연결된다.
제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14) 위에 보호막(15)이 형성된다. 다만, 보호막(15)은 생략 가능하다.
도 2에서 브리지 배선(1) 위에만 형성되었던 절연층(2a)과 달리, 도 12의 절연층(2)은 기판(210) 위에 전체적으로 형성되어 있고, 브리지 배선(1)의 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 노출시키는 접촉 구멍(C1, C2)을 갖는다. 도 12의 절연층(2) 형성은 도 2의 절연층(2a) 형성보다 에칭 면적과 에칭 시간을 감소시킬 수 있다. 또한, 에칭 균일도를 향상시키고, 서로 절연되어야 하는 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14)의 단락을 방지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 감지층에서 제1 전극 패턴과 제2 전극 패턴이 교차하는 부분의 배치도이고, 도 15는 도 14의 XV-XV'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참고하면, 브리지 배선(1)이 행 방향으로 양쪽 끝이 확장되는 것과 절연층(2)이 복수의 접촉 구멍(C1, C2)를 갖는 것을 제외하고는 도 12 및 도 13과 동일하다.
기판(210) 위에 브리지 배선(1)이 형성되어 있고, 브리지 배선(1)은 행 방향으로 양쪽 끝이 확장된다. 브리지 배선(1)의 확장된 부분을 제1 접촉부, 제2 접촉부라 한다.
브리지 배선(1) 및 기판(210) 위에 절연층(2)이 형성되어 있다. 절연층(2)은 브리지 배선(1)의 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 노출시키는 복수의 접촉 구멍(C1, C2)을 갖는다. 도면에서는 절연층(2)이 12개의 접촉 구멍(C1, C2)을 갖는 것으로 표현하였으나, 이는 절연층(2)이 갖는 접촉 구멍의 개수를 제한하는 것은 아니다.
절연층(2) 위로 제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14a, 14b)이 형성된다. 제2 전극 패턴의 제1 부분(14a)은 복수의 접촉 구멍(C1)을 통해 브리지 배선(1)의 제1 접촉부 위를 지나고, 제2 부분(14b)은 복수의 접촉 구멍(C2)을 통해 브리지 배선(1)의 제2 접촉부 위를 지난다. 따라서, 제2 전극 패턴의 제1 부분(14a)과 제2 부분(14b)은 제1 전극 패턴(13)을 기준으로 분리되지만, 브리지 배선(1)의 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 통해 전기적으로 서로 연결된다.
제1 전극 패턴(13) 및 제2 전극 패턴(14) 위에 보호막(15)이 형성된다. 다만, 보호막(15)은 생략 가능하다.
제2 전극 패턴(14a, 14b)은 복수의 접촉 구멍(C1, C2)을 통해 브리지 배선(1)의 제1 접촉부 및 제2 접촉부와 연결되므로 제2 전극 패턴(14a, 14b)과 브리지 배선(1)의 접촉 면적이 넓어진다. 이를 통해, 단선을 방지하고, 투습에 의해 브리지 배선(1)의 부식을 방지할 수 있다.
지금까지 기판의 하부 표시판과 마주보지 않는 제1면 위에 형성되는 터치 감지층에 대해 설명하였다. 기판의 제1면 위에 터치 감지층 형성이 완성되면, 기판을 뒤집고, 기판의 제2면에 색필터층을 형성한다. 경우에 따라서는, 기판의 제2면 위에 색필터층을 먼저 형성한 후, 제1면 위에 터치 감지층을 형성할 수도 있다.
기판의 제1면과 제2면 위에 각각 터치 감지층과 색필터층이 형성되면, 기판과 하부 표시판과의 사이에 액정을 주입하면서 합착하고 편광판을 부착하여 도 1과 같은 액정 표시 장치가 완성된다.
그러면, 도 16 및 도 17을 참고하여 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 16을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300), 게이트 구동부(gate driver)(400) 및 데이터 구동부(data driver)(500)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(signal line)(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 17에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 상부 표시판(200)에는 터치 감지층 및 색필터층이 형성되어 있다.
신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다.
각 화소(PX), 예를 들면 i번째(i=1, 2, , n) 게이트선(Gi)과 j번째(j=1, 2, , m) 데이터선(Dj)에 연결된 화소(PX)는 신호선(Gi, Dj)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clc) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 포함한다. 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(Gi)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(Dj)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 상부 표시판(200)에 복수의 화소(PX)에 걸쳐 통판으로 형성되어 있는 대향 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 하부 표시판(100)에 구비된 별개의 신호선(도시하지 않음)과 화소 전극(191)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가될 수 있다. 그러나 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(191)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선(Gi-1)과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 화소 전극(191)에 대응하는 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 17과는 달리 색필터(230)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 위 또는 아래에 둘 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)에는 적어도 하나의 편광판(도시하지 않음)이 구비되어 있을 수 있다.
다시 도 16을 참고하면, 데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)과 연결되어 있으며 데이터 전압을 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 있으며 스위칭 소자(Q)를 턴온시킬 수 있는 게이트 온 전압(Von)과 턴 오프시킬 수 있는 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.
그런데, 상부 표시판(200)이 터치 감지층 및 색필터층이 함께 형성되는 경우, 터치 감지층이 색필터층과 하부 표시판과의 거리가 가까워지고, 색필터층과 하부 표시판에서 발생하는 여러 신호에 영향을 받게 된다. 터치 감지층은 접촉이 발생했을 때의 정전 용량의 변화에 의해 접촉 위치를 감지하는데, 이때 정전 용량의 변화량은 미세해서 노이즈에 민감하다. 색필터층과 하부 표시판에서 발생하는 신호들은 터치 감지층에 노이즈, EMI(electromagnetic interference)로 작용하게 된다. 따라서, 터치 감지층에 영향을 미치는 노이즈를 감소시킬 수 있는 방법이 필요하다.
이하, 터치 감지층에 전달되는 노이즈를 제거 또는 감소할 수 있는 색필터층에 대해 설명한다.
도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 색필터층의 배치도이고, 도 19는 도 18의 XIX-XIX'선을 잘라 도시한 단면도이다.
도 18 및 도 19를 참고하면, 기판(210)의 제1면 위 터치 감지층(10)이 형성되어 있고, 기판(210)의 제2면 위에 전도성 차광 부재(light blocking member)(220), 전도성 입자(231), 색필터(230), 덮개막(250) 및 대향 전극(270)을 포함하는 색필터층이 형성되어 있다.
기판(210) 위에 전도성 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 전도성 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 화소 전극(191, 도 17 참조) 사이의 빛샘을 막는다. 전도성 차광 부재(220)는 화소 전극(191, 도 17 참조)과 마주하며 화소 전극(191, 도 17 참조)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가지고 있다.
기판(210) 위 전도성 차광 부재(220)의 개구부 내에는 전도성 입자(231)가 형성되어 있다. 전도성 입자(231) 위에는 또한 복수의 색필터(color filter)(230)가 형성되어 있으며, 복수의 색필터(230)는 전도성 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 거의 다 들어가도록 배치되어 있다. 색필터(230)는 화소 전극(191, 도 17 참조)을 따라 세로 방향으로 길게 뻗어 띠를 이룰 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등의 삼원색 등 기본색 중 하나를 표시할 수 있다.
색필터(230) 및 전도성 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 색필터(230)를 보호하고 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하며 평탄면을 제공한다.
덮개막(250) 위에는 대향 전극(270)이 형성되어 있다. 대향 전극(270)으로 공통 전압(Vcom)이 인가된다.
전도성 차광 부재(220) 및 전도성 입자(231)는 전도성 차폐층(shielding layer)을 형성한다. 전도성 차폐층은 접지시키거나 특정 전압을 인가할 수 있다. 전도성 차폐층은 색필터층과 하부 표시판에서 발생하는 신호들이 터치 감지층에 노이즈로 영향을 미치는 것을 차단하는 역할을 한다. 또한, 종래의 색필터층 공정을 이용하여 전도성 차광 부재(220) 및 전도성 입자(231)만으로 전도성 차폐층을 구성하게 되고, 색필터층과 별도의 전도성 차폐층을 구성할 필요가 없다. 전도성 차폐층을 따로 형성할 필요가 없어 액정 표시 장치의 두께를 증가시키지 않는다.
도 20 내지 도 23은 도 19의 색필터층의 제조 방법의 일 예이다.
도 20을 참고하면, 기판(210)의 제1면 위에 터치 감지층(10)이 형성되면, 기판(210)을 뒤집어 기판(210)의 제2면 위에 전도성 차광 부재(220)를 형성한다. 전도성 차광 부재(220)는 크롬 단일막 또는 크롬과 산화 크롬의 이중막으로 이루어지거나 금속 박막과 흑색 안료(pigment)를 포함하는 유기 재료로 이루어질 수 있다.
도 21을 참고하면, 기판(210) 위 전도성 차광 부재(220)의 개구부 내에는 전도성 입자(231)를 형성한다. 전도성 입자(231)는 5~70nm 또는 200nm 크기의 ITO, IZO, FTO(fluorine doped tin oxide) 등 투명한 도전 입자를 포함할 수 있다. 전도성 입자(231)는 도전 입자를 포함한 용액을 잉크젯(ink-jet) 등의 방법으로 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다.
도 22를 참고하면, 전도성 입자(231) 위에는 복수의 색필터(230)를 형성한다. 복수의 색필터(230)는 전도성 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 거의 다 들어가도록 배치된다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등의 색소를 함유한 PR(photoresist)을 잉크젯 또는 광 노광 공정 등의 방법으로 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다.
도 23을 참고하면, 색필터(230) 및 전도성 차광 부재(220) 위에는 덮개막(250)을 형성한다. 덮개막(250)은 유기 절연물을 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다.
덮개막(250)이 형성된 후, 덮개막(250) 위에 대향 전극을 형성함으로써 도 19의 색필터층이 완성된다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 색필터층의 단면도이다.
도 24를 참고하면, 기판(210)의 제1면 위 터치 감지층(10)이 형성되어 있고, 기판(210)의 제2면 위에 전도성 차광 부재(220), 전도성 색필터(232), 덮개막(250) 및 대향 전극(270)을 포함하는 색필터층이 형성되어 있다.
기판(210) 위에는 복수의 개구부를 가지는 전도성 차광 부재(220)가 형성되어 있다.
기판(210) 위 전도성 차광 부재(220)의 개구부 내에는 복수의 전도성 색필터(232)가 형성되어 있으며, 전도성 색필터(232)는 전도성 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 거의 다 들어가도록 배치되어 있다. 전도성 색필터(232)는 전도성 입자와 적색, 녹색 및 청색 등의 색소를 함유한 PR을 포함한다. 전도성 입자는 5~70nm 또는 200nm 크기의 ITO, IZO, FTO 등 투명한 도전 입자일 수 있다. 전도성 색필터(232)는 잉크젯 또는 광 노광 공정 등의 방법으로 도포하고 경화시켜 형성될 수 있다.
전도성 차광 부재(220) 및 전도성 색필터(232) 위에는 덮개막(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250) 위에는 대향 전극(270)이 형성되어 있다.
전도성 차광 부재(220)와 전도성 색필터(232)는 전도성 차폐층을 형성하고, 전도성 차폐층은 접지시키거나 특정 전압을 인가할 수 있다.
도 24와 같이 전도성 색필터(232)를 사용하는 경우, 도 19의 전도성 입자를 포함하는 색필터층에 비해 공정수를 줄일 수 있다.
도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색필터층의 단면도이다.
도 25를 참고하면, 기판(210)의 제1면 위 터치 감지층(10)이 형성되어 있고, 기판(210)의 제2면 위에 차광 부재(220), 색필터(230), 전도성 입자층(233), 덮개막(250) 및 대향 전극(270)을 포함하는 색필터층이 형성되어 있다.
기판(210) 위에는 복수의 개구부를 가지는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 이때, 차광 부재(220)는 전도성일 필요는 없다.
기판(210) 위 차광 부재(220)의 개구부 내에는 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며, 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 거의 다 들어가도록 배치되어 있다.
차광 부재(220) 및 색필터(230) 위에는 전도성 입자층(233)이 형성된다. 전도성 입자층(233)은 5~70nm 또는 200nm 크기의 ITO, IZO, FTO 등 투명한 도전 입자를 포함할 수 있다. 전도성 입자층(233)은 도전 입자를 포함하는 용액을 잉크젯 공정 등을 통해 기판(210)의 전면에 도포하여 형성할 수 있다.
전도성 입자층(233) 위에는 덮개막(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250) 위에는 대향 전극(270)이 형성되어 있다.
전도성 입자층(233)은 전도성 차폐층을 형성하고, 전도성 차폐층은 접지시키거나 특정 전압을 인가할 수 있다.
도 25와 같이 전도성 입자층(233)을 기판(210)의 전면에 도포하는 경우, 도 19와 같이 전도성 입자(231)를 도포하기 위해 전도성 차광 부재의 개구부와의 정렬이 필요 없어진다. 또한, 전도성 입자층(233)이 기판(210)의 전면에 형성되므로 차광 부재(220)가 전도성일 필요가 없어진다.
도 26은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 색필터층의 단면도이다.
도 26을 참고하면, 기판(210)의 제1면 위 터치 감지층(10)이 형성되어 있고, 기판(210)의 제2면 위에 전도성 차광 부재(220), 색필터(230), 덮개막(250) 및 대향 전극(270)을 포함하는 색필터층이 형성되어 있다.
기판(210) 위에는 복수의 개구부를 가지는 전도성 차광 부재(220)가 형성되어 있다.
기판(210) 위 전도성 차광 부재(220)의 개구부 내에는 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며, 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 거의 다 들어가도록 배치되어 있다.
전도성 차광 부재(220) 및 색필터(230) 위에는 덮개막(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250) 위에는 대향 전극(270)이 형성되어 있다.
전도성 차광 부재(220)는 복수의 개구부를 포함하지만, 개구부를 제외하면 전체적으로는 연결된 형태이다(도 18 참조). 따라서 전도성 차광 부재(220)는 그 자체로 전도성 차폐층을 형성할 수 있다. 전도성 차폐층은 접지시키거나 특정 전압을 인가할 수 있다.
도 26은 전도성 차광 부재(220)를 사용하는 것과 전도성 차광 부재(220)를 접지시키거나 특정 전압을 인가하는 것을 제외하면 종래 색필터층 형성 방법과 동일하다.
이와 같이, 색필터층이 다양한 방법으로 전도성 차폐층을 포함함으로써 터치 감지층에 영향을 미치는 노이즈를 감소시킬 수 있다. 이하, 전도성 차폐층을 포함하는 색필터층을 전도성 색필터층이라 한다.
지금까지 기판의 서로 다른 면 위에 터치 감지층과 색필터층이 형성되는 경우에 대해 설명하였다. 그런데, 기판의 동일한 면 위에 터치 감지층 및 색필터층이 형성될 수 있다. 이하, 기판의 동일한 면 위에 터치 감지층 및 색필터층이 형성되는 경우를 설명한다.
도 27은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 27을 참고하면, 액정 표시 장치는 하부 표시판(100) 및 기판(210)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 기판(210)은 하부 표시판(100)과 마주보지 않는 제1면 및 하부 표시판(100)과 마주보는 제2면을 포함한다. 하부 표시판(100) 및 기판(210)의 바깥쪽 면에는 편광판(12, 22)이 구비되어 있다. 두 편광판(12, 22)의 투과축은 직교할 수 있으며 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나는 생략될 수 있다.
기판(210)의 제2면 위에는 터치 감지층(10) 및 색필터층(20)이 형성된다. 터치 감지층(10)은 기판(210)과 색필터층(20) 사이에 형성되고, 색필터층(20)은 터치 감지층(10)과 액정층(3) 사이에 형성된다.
도 27과 같이 기판의 동일한 면 위에 터치 감지층 및 색필터층을 형성하는 경우, 도 1과 같이 기판의 제1면 위에 터치 감지층을 형성한 후, 제2면 위에 색필터층을 형성하기 위해 기판을 뒤집는 과정이 필요 없어진다.
그런데, 도 27과 같이 기판의 동일한 면 위에 터치 감지층 및 색필터층이 모두 형성되는 경우, 도 1과 같이 기판의 서로 다른 면 위에 터치 감지층 및 색필터층이 형성되는 경우에 비해 터치 감지층이 색필터층 및 하부 표시판에서 발생하는 여러 신호에 영향을 받게 된다. 따라서, 터치 감지층에 영향을 미치는 노이즈를 감소시킬 수 있는 방법이 필요하다.
터치 감지층에 영향을 미치는 노이즈를 감소시키기 위해, 앞에서 설명한 것과 같이 색필터층에 전도성 차폐층을 포함하는 전도성 색필터층을 형성할 수 있다.
도 28, 도 29 및 도 30은 전도성 차폐층이 형성된 색필터층의 다양한 단면도이다.
도 28은 전도성 차광 부재(220) 및 전도성 입자(231)로 전도성 차폐층을 형성하는 것으로, 색필터층이 터치 감지층(10)과 기판(210)의 동일한 면 위에 형성되는 것을 제외하면 도 19와 동일하다.
도 29는 전도성 차광 부재(220) 및 전도성 색필터(232)로 전도성 차폐층을 형성하는 것으로, 색필터층이 터치 감지층(10)과 기판(210)의 동일한 면 위에 형성되는 것을 제외하면 도 24와 동일하다.
도 30은 차광 부재(220) 및 색필터(230) 위에 형성된 전도성 입자층(233)이 전도성 차폐층을 형성하는 것으로, 색필터층이 터치 감지층(10)과 기판(210)의 동일한 면 위에 형성되는 것을 제외하면 도 25와 동일하다.
이와 같이, 터치 감지층을 포함하는 액정 표시 장치를 제공함으로써, 액정 표시 장치의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있다. 또한, 터치 패널이 액정 표시 장치 바깥쪽에 부착되는 기존의 외장형에 비해 투과율을 증가시키고, 외광 반사율을 감소시킴으로써 화질의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 터치 감지층을 액정 표시 장치와 함께 제조함으로써 원가를 감소시킬 수 있다.
또한 터치 감지층에 영향을 미칠 수 있는 액정 표시 장치 구동을 위해 형성된 여러 회로 배선에서 발생된 전자파 등에 의해 노이즈를 색필터층 생성 시 형성되는 전도성 차폐층으로 감소시키거나 제거할 수 있다. 이를 통해, 터치 감지층의 감도, 정밀도를 높혀, 터치 감지층의 신뢰도를 높일 수 있다.
뿐만 아니라, 액정 표시 장치의 제조 공정을 그대로 작용 가능하고, 추가 기판 및 필름을 사용할 필요가 없어 수율을 향상시키고, 원가를 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 브리지 배선
2: 절연층
10: 터치 감지층
10a: 입력 영역
13, 14: 제1, 제2 전극 패턴
15: 보호막
20: 색필터층
100: 하부 표시판
210: 기판
220: 차광 부재
230: 색필터
250: 덮개막
270: 대향 전극
400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부

Claims (30)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주보지 않는 제1면 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2면을 포함하는 제2 기판,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층, 그리고
    상기 제2 기판의 제1면 위에 형성된 터치 감지층을 포함하되,
    상기 터치 감지층은
    상기 제1면 위에 제1 방향을 따라 형성된 제1 전극 패턴,
    상기 제1면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 형성되고, 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴,
    상기 제1면 위에, 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되는 브리지 배선, 그리고
    상기 제1면 위에 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연하고, 상기 브리지 배선의 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 포함하고,
    상기 절연층의 상기 제1 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제1 방향의 길이보다 길고, 상기 절연층의 상기 제2 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제2 방향의 길이보다 짧은 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍을 포함하고,
    상기 제1 접촉 구멍은 상기 제1 접촉부를 노출시키고, 상기 제2 접촉 구멍은 상기 제2 접촉부를 노출시키는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍은 각각 복수인 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 브리지 배선은 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부가 확장되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판의 상기 제1면은 입력 영역 및 배선 영역을 포함하고,
    상기 입력 영역에는 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴이 형성되고,
    상기 배선 영역에는 제1 배선 및 제2 배선이 형성되고,
    상기 제1 배선의 일단은 상기 제1 전극 패턴에 연결되고, 상기 제2 배선의 일단은 상기 제2 전극 패턴에 연결되고,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 타단은 상기 터치 감지층과 신호를 주고 받는 제어부에 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 각각 상기 제1 방향에서 상기 제2 방향으로 형성 방향이 변하는 부분을 포함하고, 상기 부분은 사선 처리되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 타단은 상기 제2 기판의 일측에 정렬되어 있는 액정 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 상기 브리지 배선과 동일한 층에 동일한 물질로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선의 일단 위에는 상기 제1 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴과 동일한 층에 동일한 물질로 패드가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에는 화소 전극이 형성되고,
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에는 대향 전극이 형성되는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에는 전도성 색필터층이 더 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 전도성 색필터층은 전도성 차광 부재를 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제1면 및 제2면을 포함하는 제2 기판의 상기 제1면 위에 브리지 배선을 형성하는 단계,
    상기 제1면 위에 상기 브리지 배선의 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 형성하는 단계,
    상기 제1면 위에 제1 방향을 따라 제1 전극 패턴 및 상기 제1면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴을 형성하는 단계, 그리고
    제1 기판 및 상기 제2 기판의 상기 제2면을 마주보게 하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되고,
    상기 절연층은 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연하고,
    상기 절연층의 상기 제1 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제1 방향의 길이보다 길고, 상기 절연층의 상기 제2 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제2 방향의 길이보다 짧은 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제1 기판,
    제1면 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2면을 포함하는 제2 기판,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층,
    상기 제2 기판의 상기 제1면 위에 형성된 터치 감지층, 그리고
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 형성된 전도성 색필터층을 포함하되,
    상기 전도성 색필터층에는 미리 정해진 전압이 인가되고,
    상기 터치 감지층은 상기 제1면 위에 제1 방향을 따라 형성된 제1 전극 패턴,
    상기 제1면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 형성되고, 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴,
    상기 제1면 위에, 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되는 브리지 배선, 그리고
    상기 제1면 위에 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연하고, 상기 브리지 배선의 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 포함하고,
    상기 절연층의 상기 제1 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제1 방향의 길이보다 길고, 상기 절연층의 상기 제2 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제2 방향의 길이보다 짧은 액정 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 전도성 차광 부재 및 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터를 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 개구부 내에 전도성 입자가 형성되어 있고,
    상기 색필터는 상기 전도성 입자 위에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 색필터는 전도성 입자를 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 차광 부재, 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터 및 상기 차광 부재 및 상기 색필터 위에 형성되어 있는 전도성 입자층을 포함하는 액정 표시 장치.
  21. 제1면 및 제2면을 포함하는 제2 기판의 상기 제1면 위에 터치 감지층을 형성하는 단계,
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 전도성 색필터층을 형성하는 단계, 그리고
    제1 기판 및 상기 제2 기판의 상기 제2면을 마주보게 하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 터치 감지층은 상기 제1면 위에 제1 방향을 따라 형성된 제1 전극 패턴,
    상기 제1면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 형성되고, 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴,
    상기 제1면 위에, 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되는 브리지 배선, 그리고
    상기 제1면 위에 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연하고, 상기 브리지 배선의 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 포함하고,
    상기 절연층의 상기 제1 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제1 방향의 길이보다 길고, 상기 절연층의 상기 제2 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제2 방향의 길이보다 짧은 액정 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 전도성 색필터층을 형성하는 단계는
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 복수의 개구부를 갖는 전도성 차광 부재를 형성하는 단계, 그리고
    상기 복수의 개구부 내에 색필터를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 색필터를 형성하기 전,
    상기 복수의 개구부 내에 전도성 입자를 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 색필터는 전도성 입자를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제21항에 있어서,
    상기 전도성 색필터층을 형성하는 단계는
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 복수의 개구부를 갖는 차광 부재를 형성하는 단계,
    상기 복수의 개구부 내에 색필터를 형성하는 단계, 그리고
    상기 차광 부재 및 상기 색필터 위에 전도성 입자층을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  26. 제1 기판,
    제1면 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2면을 포함하는 제2 기판,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 형성된 액정층,
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 형성된 터치 감지층, 그리고
    상기 제2 기판의 상기 제2면 위에 형성된 전도성 색필터층을 포함하되,
    상기 전도성 색필터층에는 미리 정해진 전압이 인가되고,
    상기 터치 감지층은 상기 제2면 위에 제1 방향을 따라 형성된 제1 전극 패턴,
    상기 제2면 위에 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향을 따라 형성되고, 상기 제1 전극 패턴을 기준으로 분리되는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 제2 전극 패턴,
    상기 제2면 위에, 제1 접촉부 및 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제1 부분과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 접촉부는 상기 제2 전극 패턴의 상기 제2 부분과 전기적으로 연결되는 브리지 배선, 그리고
    상기 제2면 위에 상기 브리지 배선 및 상기 제1 전극 패턴을 절연하고, 상기 브리지 배선의 상기 제1 접촉부 및 상기 제2 접촉부를 노출시키는 절연층을 포함하고,
    상기 절연층의 상기 제1 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제1 방향의 길이보다 길고, 상기 절연층의 상기 제2 방향의 길이는 상기 브리지 배선의 상기 제2 방향의 길이보다 짧은 액정 표시 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 전도성 차광 부재 및 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터를 포함하는 액정 표시 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 복수의 개구부 내에 전도성 입자가 형성되어 있고,
    상기 색필터는 상기 전도성 입자 위에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 색필터는 전도성 입자를 포함하는 액정 표시 장치.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 전도성 색필터층은 복수의 개구부를 포함하는 차광 부재, 상기 복수의 개구부 내에 형성되어 있는 색필터 및 상기 차광 부재 및 상기 색필터 위에 형성되어 있는 전도성 입자층을 포함하는 액정 표시 장치.
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