KR102352752B1 - 터치패널을 구비한 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 터치패널을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은 터치패널의 금속 배선(metal routing) 위에 블랙매트릭스(Black Matrix; BM)를 보강 인쇄한 후에 터치패널과 표시패널 사이의 직접 접합(direct bonding)을 위한 얼라인 마크를 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 금속 배선의 간섭에 의한 얼라인 마크의 검색 오류(search error)를 개선할 수 있으며, 그 결과 표시장치의 베젤(bezel)을 축소할 수 있다.

Description

터치패널을 구비한 표시장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE HAVING TOUCH PANEL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 터치패널을 구비한 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치패널과 표시패널 사이의 직접 접합(direct bonding)이 가능한 터치패널을 구비한 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 경량화, 박형화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하고 있다.
최근에는 글씨나 그림을 보다 편하고 정교하게 입력할 수 있는 장점을 갖는 터치패널(touch panel)이 전자수첩이나 개인용 정보처리 장치들에 많이 사용되고 있는데, 이에 최근에는 액정표시장치에 이와 같은 터치패널을 부착한 터치패널을 구비한 액정표시장치가 제공되고 있다.
이러한 터치패널을 구비한 액정표시장치는 터치패널과 액정패널을 각각 별도로 형성하고, 이 둘을 접착층을 통해 서로 부착함으로써 이루어진다.
이하, 터치패널을 구비한 액정표시장치에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 터치패널을 구비한 액정표시장치에 있어, 액정패널과 터치패널 사이의 얼라인 공정을 예시적으로 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 터치패널을 구비한 액정표시장치는 외측에 편광필름(미도시)이 부착된 액정패널(10) 및 터치센서를 이루는 터치패널(20)이 합착되어 구성된다.
도시하지 않았지만, 액정패널(10)은 크게 컬러필터 기판과 어레이 기판 및 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.
일반적으로 터치패널(20)은 스마트폰, 태블릿 PC, 네비게이션, 게임기 등의 전자기기 화면에 설치된다. 이러한 터치패널(20)은 사용자가 화면을 보면서 터치패널(20)의 ITO(Indium Tin Oxide) 필름을 가압하면 해당 좌표에 해당하는 정보가 입력된다.
터치패널(20)은 통상 ITO 필름과 커버 글라스를 적층하여 제조된다.
이와 같이 별도로 제조된 액정패널(10)과 터치패널(20)은 얼라인 공정을 거쳐 합착 되는데, 이를 위해 액정패널(10)과 터치패널(20) 각각에 얼라인 마크(53)를 구비한다.
이때, 얼라인 마크(53)가 카메라의 뷰 영역(Field of View; FOV) 내에 위치해야 하며, 얼라인 마크(53) 주변에 금속 배선(metal routing)(25)과 같은 패턴 간섭이 없어야 한다.
따라서, 기존에는 얼라인 마크(53)의 패턴 간섭을 피하기 위해 액정패널(10)의 얼라인 마크(53)를 회피하여 터치패널(20)의 패드부에 금속 배선(25)을 형성하였다.
그러나, 사용자의 요구(needs) 및 디자인 고급화에 따라 베젤 크기가 감소하고, 이에 따라 금속 배선(25)이 회피할 영역이 줄어들고 있으며, 얼라인 마크(53)를 형성할 영역 역시 줄어들고 있다.
따라서, 설계 진행 시 액정패널(10)의 얼라인 마크(53) 형성에 많은 제약을 받고 있으며, 얼라인 마크(53) 검색 에러(search error)로 인해 공정 진행이 불가능한 경우도 발생하고 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 내로우 베젤을 구현한 표시장치에 있어, 터치패널과 표시패널 사이의 직접 접합(direct bonding) 시 얼라인 마크의 검색 오류(search error)를 해결한 터치패널을 구비한 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 구비한 표시장치는 배선부의 터치패널에 구비된 1차 블랙매트릭스, 1차 블랙매트릭스 상부의 2차 블랙매트릭스 및 2차 블랙매트릭스 위의 배선부에 구비된 얼라인 마크를 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 2차 블랙매트릭스 위의 배선부에 위치한 로고(logo)를 포함할 수 있다.
이때, 얼라인 마크와 로고는 동일 층에 구비될 수 있다.
1차 블랙매트릭스 위의 배선부에 위치한 금속 배선을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널을 구비한 표시장치의 제조방법은 배선부의 터치패널에 1차 블랙매트릭스를 형성하는 단계, 1차 블랙매트릭스 위의 배선부에 금속 배선을 형성하는 단계, 금속 배선 위의 배선부에 2차 블랙매트릭스를 형성하는 단계, 2차 블랙매트릭스 위의 배선부에 얼라인 마크를 형성하는 단계 및 얼라인 마크를 이용하여 터치패널과 표시패널을 합착하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치패널을 구비한 표시장치 및 그 제조방법은 터치패널과 표시패널 사이의 직접 접합 시 금속 배선의 간섭에 의한 얼라인 마크의 검색 오류를 개선하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 얼라인 마크의 검색 오류의 개선으로 표시장치의 베젤을 축소할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따르면 다음과 같은 부수적인 효과를 얻을 수 있다.
첫째로, 터치패널과 표시패널 사이의 직접 접합 시 얼라인 마크의 간섭을 해결하기 위한 장비의 설비 투자가 필요 없어 비용이 감소된다.
둘째로, 기존 공정대비 추가적인 공정이 필요하지 않아 택 타임(tact time)이 동일하다.
셋째로, 얼라인 마크의 형성 영역을 고려하지 않아도 되기 때문에 터치패널의 금속 배선 설계의 효율성을 높일 수 있다.
도 1은 일반적인 터치패널을 구비한 액정표시장치에 있어, 액정패널과 터치패널 사이의 얼라인 공정을 예시적으로 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널을 구비한 표시장치의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 회로 구성을 개략적으로 보여주는 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 일부를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 6은 터치패널에 1차 블랙매트릭스를 인쇄한 상태를 개략적으로 보여주는 평면도.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치패널을 구비한 표시장치 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널을 구비한 표시장치의 구조를 개략적으로 보여주는 단면도로서, 좌측에서부터 차례로 배선부와 화소부 및 패드부 일부를 예로 들어 보여주고 있다.
이때, 도 2는 표시장치로 액정표시장치를 사용한 경우를 예로 들어 보여주고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 2는 OGS(On Glass Solution) 터치 모델을 예로 들어 보여주고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 회로 구성을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
그리고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 일부를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 터치패널을 구비한 표시장치는 크게 외측에 편광필름(101, 111)이 부착된 표시패널, 즉 액정패널(110) 및 터치센서를 구비한 터치패널(120)로 구성될 수 있다.
액정패널(110)의 상부에는 터치패널(120)이 위치하는데, 이때 터치패널(120)은 접착층(140)을 통해 액정패널(110)에 부착된다.
접착층(140)은 수지(resin)로 이루어질 수 있다.
표시패널로서 액정패널(110)은 크게 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115) 및 칼럼 스페이서(미도시)에 의해 셀 갭을 유지한 상태에서 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115) 사이에 형성된 액정층(106)으로 구성될 수 있다.
이때, 자세히 도시하지 않았지만, 컬러필터 기판(105)은 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층(106)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 그리고 액정층(106)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명이 이러한 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN) 방식에 한정되는 것은 아니다. 수평전계를 이용한 인-플레인 스위칭(In Plane Switching; IPS) 방식의 경우 공통전극은 어레이 기판(115)에 형성된다.
또한, 어레이 기판(115)은 종횡으로 배열되어 다수의 화소영역을 정의하는 다수의 게이트라인과 데이터라인, 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 화소영역에 형성된 화소전극으로 이루어질 수 있다.
이때, 박막 트랜지스터는 게이트라인에 연결된 게이트전극, 데이터라인에 연결된 소오스전극 및 화소전극에 전기적으로 접속된 드레인전극으로 구성될 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극과 드레인전극간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브층을 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(115)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정패널(110)을 구성한다.
이러한 액정패널(110)은 그 배면에 백라이트 유닛(미도시)이 구비되어 빛을 공급하게 되는데, 이는 액정패널(110) 자체가 발광요소를 갖추지 못한 수광소자이므로 별도의 광원을 요구하기 때문이다. 광원으로 CCFL(cold cathode fluorescent lamp), EEFL(external electrode fluorescent lamp), HCFL(hot cold fluorescent lamp) 등의 형광램프 또는 LED(light emitting diode) 중 어느 하나를 적용할 수 있다.
다음으로, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 터치패널(120)은 커버 글라스(130) 표면에 가해지는 압력에 반응하는 센서 줄을 촘촘하게 설치해 압력이 가해질 경우 위치를 좌표로 알아내는 감압식과 커버 글라스(130) 표면에 전하(전류의 흐름)를 충전하고 그 둘레에 센서들을 설치한 후 접촉 시에 전하가 상실된 정도를 감지해 접촉이 이루어진 곳을 파악하는 정전식으로 구분될 수 있다.
보다 세부적으로 터치패널(120)은 정전용량(capacitive overlay) 방식, 압력식 저항막(resistive overlay) 방식, 적외선(infrared beam) 감지 방식, 적분식 장력측정(integral strain gauge) 방식, 표면 초음파 전도(surface acoustic wave) 방식 등으로 구동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치패널(120)을 도시한 도 2 및 도 3에서는 단일의 커버 글라스(130)의 일면(상부 면)에 센서전극(126)이 하나의 층(layer)으로 형성된 경우를 예로 들고 있다. 그러나, 본 발명이 도 2 및 도 3에 의해 센서전극(126)의 구조 및 형상에 제한되는 것은 아니다.
또한, 도 2에서는 커버 글라스(130) 위에 센서전극(126)이 형성된 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 센서전극(126)은 커버 글라스(130)와는 다른 기판 위에 형성될 수 있다. 이 경우 센서전극(126)의 기판은 통상 유리 기판이 사용될 수 있으며, 일반 소다라임 유리, 알루미노 실리케이트 유리, 비강화 유리에서 강화 유리까지 모든 유리제품이 사용될 수 있다. 그러나, 기판은 터치패널(120)의 가요성(flexibility)을 위해서 필름 등 플렉서블 소재를 사용할 수도 있다.
커버 글라스(130)는 터치패널(120)을 외부 환경과 물리적인 충격 등으로부터 보호하며, 본 발명의 실시예에 따른 커버 글라스(130)는 강화 유리 또는 아크릴 판재로 구성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 커버 글라스(130)는 수지 소재로 형성될 수 있다.
커버 글라스(130) 위에는 1차 블랙매트릭스(124)가 배치될 수 있다.
1차 블랙매트릭스(124)는 커버 글라스(130)에 인쇄되며, 화면이 표시되는 화소부(Active Area; AA)의 가장자리에 형성될 수 있다. 1차 블랙매트릭스(124)는 액정패널(110)의 백라이트 유닛에서 조사되는 빛이 외부로 투과되는 것을 방지함으로서, 외부에서 터치패널(120)의 내부가 보이는 것을 방지하기 위한 것이다.
1차 블랙매트릭스(124)가 배치한 커버 글라스(130) 위에는 버퍼층(121)이 배치될 수 있다.
버퍼층(121) 위에는 인덱스 매칭 층(index matching layer)(122)이 배치될 수 있다. 인덱스 매칭 층(122)은 센서전극(126)이 보이지 않도록 절연층으로 형성되어 굴절률을 제어한다.
배선부 및 패드부의 터치패널(120)의 인덱스 매칭 층(122) 위에는 금속 배선(metal routing)(125) 및 패드전극(128)이 배치될 수 있다.
이때, 화소부(AA)의 터치패널(120)의 인덱스 매칭 층(122) 위에는 일 방향, 일 예로 상하방향으로 연결라인(123)이 배치될 수 있다.
그리고, 연결라인(123)이 배치된 커버 글라스(130) 위에는 상하 일부를 제외한 연결라인(123)의 전체를 덮도록 아일랜드 형태의 절연층(127)이 배치될 수 있다.
절연층(127)을 포함하는 커버 글라스(130) 위에는 마름모 형태의 센서전극(126)이 상하 좌우 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
이때, 센서전극(126)은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)나 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 센서전극(126)은 좌우 방향으로 연결되어 있는 제 1 센서전극(126a) 및 연결라인(123)을 통해 상하 방향으로 연결되어 있는 제 2 센서전극(126b)으로 구성될 수 있다.
이때, 도 2는 상하 방향으로의 화소부를 좌우 방향으로 보여주고 있기 때문에 연결라인(123)의 좌우 일부가 노출되어 제 2 센서전극(126b)에 연결된 상태를 보여준다.
이러한 제 1 센서전극(126a)과 제 2 센서전극(126b)은 터치센서를 구성한다.
그리고, 배선부 및 패드부의 터치패널(120) 위에는 2차 블랙매트릭스(134)가 배치될 수 있다. 이때, 2차 블랙매트릭스(134)는 터치패널(120)의 형상 가공 시 발생하는 에지(edge)영역의 1차 블랙매트릭스(124)의 손상을 보상하기 위해 추가로 인쇄한다.
그리고, 배선부의 2차 블랙매트릭스(134) 위의 소정영역에는 얼라인 마크(152)와 로고(logo)(151) 등이 배치될 수 있다. 로고(151)는 사용자의 요구에 따라 2차 블랙매트릭스(134)의 인쇄 후에 얼라인 마크(152)와 함께 형성할 수 있다.
얼라인 마크(152)와 로고(151)는 동일 층에 배치될 수 있다.
이와 같이 구성된 터치패널(120)은 전술한 바와 같이 접착층(140)을 통해 액정패널(110)에 부착될 수 있다.
이때, 접착층(140)의 재료로 수지를 사용할 수 있는데, 수지를 사용하는 경우 직접 접합(direct bonding) 공정이 가능하다.
직접 접합 공정이란, 균일하고 깨끗한 표면을 가진 두 개의 기판이 접했을 때, 기판 표면의 균일한 면으로부터 발생하는 수소 결합력에 의해 초기 접합을 한 후 고온 열처리나 UV(Ultra Violet) 경화 공정을 통해 공유결합을 유도함으로써 접합강도를 향상시키는 방법이다. 이러한 직접 접합 공정을 사용하여 액정패널(110)과 터치패널(120)을 강력하게 결합시킬 수 있다.
이때, 사용되는 수지는 아크릴 계열 및 실리콘 계열을 모두 포함할 수 있다.
한편, 직접 접합 공정을 위해 액정패널(110)과 터치패널(120)은 얼라인 공정을 진행하게 되는데, 이를 위해 액정패널(110)과 터치패널(120) 각각에는 얼라인 마크(152, 153)를 구비한다. 이때, 도 4의 터치패널(120)에 터치패널의 얼라인 마크(152) 이외에 액정패널의 얼라인 마크(153)도 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 액정패널의 얼라인 마크(153)는 액정패널(110)의 에지에 배치된다.
전술한 바와 같이 얼라인 공정을 위해서 얼라인 마크(152, 153)는 카메라의 뷰 영역(Field of View; FOV)(A) 내에 위치해야 하며, 얼라인 마크(152, 153) 주변에 금속 배선(125)과 같은 패턴 간섭이 없어야 한다.
이때, 본 발명의 실시예의 경우에는 터치패널(120)의 금속 배선(125) 위에 추가로 2차 블랙매트릭스(134)가 인쇄됨에 따라 금속 배선(125)을 회피하여 얼라인 마크(152, 153)를 배치할 필요가 없다. 이에 따라 얼라인 마크(152, 153)의 검색 오류가 개선되어 표시장치의 베젤을 축소할 수 있는 효과를 제공한다.
이와 같이 얼라인 마크(152, 153)의 형성 영역을 고려하지 않아도 되기 때문에 터치패널(120)의 금속 배선(125) 설계의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 액정패널(110)과 터치패널(120) 사이의 직접 접합 시 얼라인 마크(152, 153)의 간섭을 해결하기 위한 장비의 설비 투자가 필요 없어 비용이 감소된다.
또한, 얼라인 마크(152, 153)는 기존의 로고(151) 등의 형성 시 함께 형성할 수 있기 때문에 기존 공정대비 추가적인 공정이 필요하지 않아 택 타임(tact time)이 동일하다.
이하, 이와 같이 구성되는 터치패널을 구비한 표시장치의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 순차적으로 보여주는 흐름도이다.
도 6은 터치패널에 1차 블랙매트릭스를 인쇄한 상태를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
그리고, 도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 터치패널의 제조방법을 순차적으로 보여주는 평면도로서, 설명의 편의를 위해 도 6에 도시된 터치패널의 일부분(B)에 대한 제조방법을 예로 들어 보여주고 있다.
우선, 도시하지 않았지만, 표시패널로서 액정패널의 제조공정은 크게 하부 어레이 기판에 구동소자를 형성하는 구동소자 어레이공정과 상부 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀 공정으로 구분될 수 있다.
어레이공정에 의해 어레이 기판에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인과 데이터라인을 형성하고, 화소영역 각각에 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막 트랜지스터를 형성한다. 또한, 어레이공정을 통해 박막 트랜지스터에 접속되어 박막 트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.
또한, 컬러필터 기판에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 적, 녹 및 청색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터층과 공통전극을 형성한다. 이때, IPS 방식의 경우에는 어레이공정을 통해 화소전극이 형성된 하부기판에 공통전극을 형성한다.
이어서, 컬러필터 기판 및 어레이 기판에 각각 배향막을 인쇄한 후, 컬러필터 기판 및 어레이 기판 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력을 제공하기 위해 배향막을 러빙 처리한다.
이후, 컬러필터 기판에 실런트로 소정의 실 패턴을 형성하는 동시에 어레이 기판에 액정층을 형성한다.
이후, 액정이 적하 되고 실링재가 도포된 제 1 모기판과 제 2 모기판을 정렬한 상태에서 압력을 가하여 실링재에 의해 제 1 모기판과 제 2 모기판을 합착 함과 동시에 압력의 인가에 의해 적하된 액정을 액정패널 전체에 걸쳐 균일하게 퍼지게 한다. 이와 같은 공정에 의해 대면적의 제 1, 제 2 모기판에는 액정층이 형성된 복수의 액정패널이 형성되며, 이 유리기판을 가공, 절단하여 복수의 액정패널로 분리하고 각각의 액정패널을 검사한다.
다음으로, 터치패널의 제조공정은 센서전극을 형성하는 전공정(S110 ~ S160) 및 터치패널의 형상 가공과 FPC(Flexible Printed Circuit) 본딩(bonding)이 이루어지는 후공정(S210 ~ S270)으로 구분할 수 있다.
도 6을 참조하면, 터치패널(110)은 전술한 액정패널과 동일하게 대면적의 모기판(100)에 다수 배치되어 제작된다. 다시 말해서, 대면적의 모기판(100)에 다수의 터치패널(110)이 배치되고, 터치패널(110)의 화소부(AA) 각각에 센서전극이 형성된다.
이때, 모기판(100)은 전술한 커버 글라스일 수 있다.
참고로, 도 6에 도시된 도면부호 129는 후술하는 모기판(100)의 절단을 위한 절단예정선을 의미한다.
이를 위해 우선, 모기판(100) 위의 소정영역에 1차 블랙매트릭스(124)를 형성한다(S110)(도 6 및 도 7a 참조).
1차 블랙매트릭스(124)는 모기판(100) 위의 소정영역, 즉 배선부와 패드부의 터치패널(120)의 4면 가장자리에 형성될 수 있다.
이때, 도 6 및 도 7a는 이웃하는 터치패널(120)간 경계영역에 1차 블랙매트릭스(124)가 형성되지 않은 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이웃하는 터치패널(120)간 경계영역에도 1차 블랙매트릭스(124)가 형성될 수 있다.
다음으로, 1차 블랙매트릭스(124)가 형성된 모기판(100) 위에 소정의 버퍼층을 형성할 수 있다.
버퍼층은 화소부(AA)에 형성되되, 1차 블랙매트릭스(124)의 일부와 중첩되도록 형성할 수 있다.
다음으로, 버퍼층이 형성된 모기판(100) 전면에 소정의 인덱스 매칭 층을 형성할 수 있다.
일 예로, 인덱스 매칭 층은 센서전극이 보이지 않도록 SiO2와 Nb2O5의 절연층으로 형성되어 굴절률을 제어한다.
다음으로, 인덱스 매칭 층이 형성된 모기판(100) 위의 소정영역에 금속 배선(125) 및 패드전극을 형성한다(S120)(도 7b 참조).
금속 배선(125) 및 패드전극은 모기판(100) 위의 소정영역, 즉 배선부와 패드부의 터치패널에 형성될 수 있다.
다음으로, 인덱스 매칭 층이 형성된 모기판(100) 위의 소정영역에 연결라인을 형성한다(S130).
연결라인은 화소부(AA)의 터치패널의 인덱스 매칭 층 위에 일 방향, 일 예로 상하방향으로 형성할 수 있다.
다음으로, 연결라인이 형성된 모기판(100) 위에 상하 일부를 제외한 연결라인의 전체를 덮도록 아일랜드 형태의 층간절연층을 형성한다(S140).
다음으로, 층간절연층을 포함하는 모기판(100) 위의 소정영역에 마름모 형태의 센서전극을 형성한다(S150).
이때, 센서전극은 화소부(AA)의 터치패널에 상하 좌우 매트릭스 형태로 형성할 수 있다.
센서전극은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)나 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)로 형성할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
센서전극은 좌우 방향으로 연결되어 있는 제 1 센서전극 및 연결라인을 통해 상하 방향으로 연결되어 있는 제 2 센서전극으로 구성될 수 있다.
이러한 제 1 센서전극과 제 2 센서전극은 터치센서를 구성한다.
다음으로, 센서전극이 형성된 모기판(100) 위에 소정의 보호층(paste layer)을 인쇄하여 전공정을 완료한다(S160).
보호층은 운반이나 이동시 터치패널 표면을 보호하기 위해 유기막으로 형성할 수 있다.
이와 같이 전공정이 완료된 모기판(100)으로부터 낱개의 터치패널을 제작하기 위해서는 모기판(100)을 절단(cutting), 가공(grinding)해야 한다(S210)(도 7c 참조).
모기판(100)은 절단예정선(129)을 따라 절단되어 다수의 터치패널(120)로 분리될 수 있다(도 7c 및 도 7d 참조).
이렇게 다수의 터치패널(120)로 분리된 후에는 각각의 터치패널(120)을 형상 가공한다.
다음으로, 형상 가공된 터치패널(120)은 HF 처리를 통해 모서리의 강성을 강화할 수 있다(S220).
즉, 일 예로 절단된 터치패널(120)의 모서리를 HF로 식각하여 거칠기를 완화시켜 주면 강성이 강화될 수 있다.
다음으로, 전공정에서 형성하였던 보호층을 제거하는 박리 및 세정공정을 진행한다(S230).
다음으로, 1차 블랙매트릭스 상부의 배선부와 패드부의 터치패널(120)에 2차 블랙매트릭스(134)를 형성한다(S240)(도 7e 참조).
이와 같이 본 발명의 실시예는 터치패널(120)의 형상 가공 시 터치패널(120)의 에지영역의 1차 블랙매트릭스의 손상을 보상하기 위해 2차 블랙매트릭스(134)를 추가로 인쇄할 수 있다.
다음으로, 배선부의 2차 블랙매트릭스(134) 위의 소정영역에 얼라인 마크(152)와 로고(151) 등을 형성한다(S250)(도 7f 참조).
이와 같이 로고(151)는 사용자의 요구에 따라 2차 블랙매트릭스(134)의 인쇄 후에 얼라인 마크(152)와 함께 형성할 수 있다. 따라서, 얼라인 마크(152)와 로고(151)는 동일 층에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 터치패널(120)의 상, 하면에 소정의 보호필름을 부착한 후, FPC를 본딩 한다(S260, S270).
이와 같이 제조된 터치패널은 접착층을 통해 액정패널에 부착된다.
이때, 접착층의 재료로 수지를 사용할 수 있는데, 수지를 사용하는 경우 직접 접합 공정이 가능하다.
이때, 액정패널과 터치패널은 얼라인 공정을 거쳐 합착 되는데, 이를 위해 액정패널과 터치패널 각각에 구비된 얼라인 마크를 이용할 수 있다.
일 예로, 챔버 내에 투입된 액정패널과 터치패널의 얼라인 마크를 1차로 인식하고, 미세 조정을 통해 얼라인을 맞추어 최종적으로 합착한다.
이때, 얼라인 마크 인식 시 카메라의 뷰 영역 내에 얼라인 마크간 서로 간섭이 없어야 하며, 얼라인 마크 주변에 특정 패턴이 없어야 에러 없이 직접 접합 공정을 진행할 수 있다.
전술한 바와 같이 기존에는 얼라인 마크 간섭을 피하기 위해 금속 배선을 회피하여 형성하였으나, 베젤이 줄어들면서 얼라인 마크를 회피할 영역도 없어 얼라인 마크 형성에 어려움이 있었다.
그러나, 본 발명의 실시예의 경우에는 터치패널의 금속 배선 위에 추가로 2차 블랙매트릭스가 인쇄됨에 따라 금속 배선을 회피하여 얼라인 마크를 배치할 필요가 없다.
이에 따라 얼라인 마크의 검색 오류가 개선되어 표시장치의 베젤을 축소할 수 있는 효과를 제공한다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
120 : 터치패널 124 : 1차 블랙매트릭스
125 : 금속 배선 134 : 2차 블랙매트릭스
151 : 로고 152,153 : 얼라인 마크

Claims (11)

  1. 배선부에 구비된 1차 블랙매트릭스, 상기 1차 블랙매트릭스 상부에 구비된 2차 블랙매트릭스, 상기 2차 블랙매트릭스 상의 상기 배선부에 구비된 얼라인 마크를 포함하는 터치패널과;
    상기 터치패널과 합착되는 표시패널을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 블랙매트릭스 위의 상기 배선부에 구비된 로고(logo)를 포함하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 얼라인 마크와 상기 로고는 동일 층에 구비되는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 블랙매트릭스 위의 상기 배선부에 위치한 금속 배선을 포함하는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 터치패널은
    화소부의 터치패널에 구비된 연결라인;
    상기 연결라인 위에 상기 연결라인의 상하 일부를 제외하고 덮는 아일랜드 형태의 절연층; 및
    상기 절연층 위에 좌우 방향으로 연결되는 제 1 센서전극 및 상기 연결라인을 통해 상하 방향으로 연결되는 제 2 센서전극을 포함하는 표시장치.
  6. 배선부의 터치패널에 1차 블랙매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 1차 블랙매트릭스 위의 상기 배선부에 금속 배선을 형성하는 단계;
    상기 금속 배선 위의 상기 배선부에 2차 블랙매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 2차 블랙매트릭스 위의 상기 배선부에, 상기 금속 배선과 중첩하는 얼라인 마크를 형성하는 단계; 및
    상기 얼라인 마크를 이용하여 상기 터치패널과 표시패널을 합착하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 2차 블랙매트릭스 위의 상기 배선부에 상기 얼라인 마크와 함께 로고를 형성하는 표시장치의 제조방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 얼라인 마크는 상기 금속배선과 중첩하는 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차 블랙매트릭스와 상기 금속 배선 사이에, 상기 터치패널 전면에 구비되는 버퍼층과;
    상기 버퍼층과 상기 금속 배선 사이에, 상기 터치패널 전면에 구비되는 인덱스 매칭층과;
    상기 인덱스 매칭층 상에 구비되는 센서전극을 더 포함하는 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 터치패널과 상기 표시패널은, 상기 2차 블랙매트릭스를 덮는 접착층을 통해 합착되는 표시장치.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 터치패널과 상기 표시패널은, 상기 2차 블랙매트릭스를 덮는 접착층을 통해 합착되는 표시장치의 제조방법.
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