KR102439350B1 - 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102439350B1
KR102439350B1 KR1020150191839A KR20150191839A KR102439350B1 KR 102439350 B1 KR102439350 B1 KR 102439350B1 KR 1020150191839 A KR1020150191839 A KR 1020150191839A KR 20150191839 A KR20150191839 A KR 20150191839A KR 102439350 B1 KR102439350 B1 KR 102439350B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
touch
gate
display device
pixel electrode
Prior art date
Application number
KR1020150191839A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170081099A (ko
Inventor
김현호
박선자
서동민
김정호
Original Assignee
엘지디스플레이 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 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150191839A priority Critical patent/KR102439350B1/ko
Priority to CN201611115411.0A priority patent/CN106980422B/zh
Priority to US15/382,374 priority patent/US10394355B2/en
Publication of KR20170081099A publication Critical patent/KR20170081099A/ko
Priority to US16/505,188 priority patent/US10613664B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102439350B1 publication Critical patent/KR102439350B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • 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
    • G02F1/133345—Insulating layers
    • 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
    • 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
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • 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
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • 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
    • 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
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • 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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • 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
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • 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
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134345—Subdivided pixels, e.g. for grey scale or redundancy
    • 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
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • 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
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134372—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for fringe field switching [FFS] where the common electrode is not patterned
    • 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
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/136295—Materials; Compositions; Manufacture processes
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/50—Protective arrangements
    • 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
    • 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
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Abstract

본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는, 기판 상에 게이트 전극과 화소 전극, 활성화층과 센싱 콘택부, 소스 전극과 드레인 전극, 게이트 전극과 활성화층 사이와 화소 전극과 센싱 콘택부 사이에 구비되는 게이트 절연층을 포함하며, 게이트 전극은 제1게이트패턴과 제2게이트패턴을 구비하며, 상기 화소 전극은 상기 제2게이트패턴과 동일한 물질임으로써, 표시패널에 배치되는 데이터 라인의 개수를 줄인 효과가 있다.
또한, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치 제조방법은, 제1마스크공정에 따라 게이트 전극과 화소 전극을 형성하는 단계, 제2마스크공정에 따라 활성화층, 소스 전극 및 드레인 전극과 터치센싱라인을 형성하는 단계를 포함함으로써, 마스크 공정 수를 줄인 효과가 있다.

Description

터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE WITH A BUILT-IN TOUCH SCREEN AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
본 발명은 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공한다.
이러한 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
이를 위해, 종래에는, 저항막 방식, 커패시턴스 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등의 다양한 터치 방식 중 하나의 터치 방식을 채용하여 터치 센싱을 제공한다.
또한, 표시장치에 터치 스크린을 적용함에 있어서, 표시장치 내에 터치 센서를 내장시키는 개발이 이루어지는데, 특히 하부 기판에 형성된 공통 전극을 터치 전극으로 활용하는 인셀(In-Cell) 타입의 표시장치가 개발되고 있다.
그런데 인셀 타입의 표시장치는 터치 전극과 연결되는 별도의 터치센싱라인을 형성해야 하므로 세부 추가 공정을 필요로 하여 높은 제조비용 및 제조 시간이 길어지는 단점이 있다.
본 발명은, 데이터 라인을 중심으로 좌/우측 방향의 서브픽셀에 지그재그 형태로 박막 트랜지스터를 배치함으로써, 표시패널에 배치되는 데이터 라인의 개수를 줄인 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 게이트 전극 형성시 화소 전극을 동시에 형성하고, 데이터 라인 형성시 터치센싱라인을 동시에 형성함으로써, 마스크 공정 수를 줄인 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는, 기판 상에 게이트 전극과 화소 전극, 상기 기판 상에 활성화층과 센싱 콘택부, 상기 활성화층 상에 소스 전극과 드레인 전극, 상기 게이트 전극과 상기 활성화층 사이와 상기 화소 전극과 상기 센싱 콘택부 사이에 구비되는 게이트 절연층을 포함하며, 상기 게이트 전극은 제1게이트패턴과 제2게이트패턴을 구비하며, 상기 화소 전극은 상기 제2게이트패턴과 동일한 물질임으로써, 표시패널에 배치되는 데이터 라인의 개수를 줄인 효과가 있다.
또한, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치 제조방법은, 기판 상에 제1마스크공정에 따라 게이트 전극과 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극과 화소 전극이 형성된 기판 상에 제2마스크공정에 따라 활성화층, 소스 전극 및 드레인 전극과 터치센싱라인을 형성하는 단계, 상기 터치센싱라인이 형성된 기판 상에 보호층을 형성하고, 제3마스크공정에 따라 상기 화소 전극의 일부를 노출시키는 제1콘택홀과 상기 터치센싱라인의 일부를 노출시키는 제2콘택홀을 형성하는 단계, 상기 제1 및 제2콘택홀이 형성된 기판 상에 제4마스크공정에 따라 상기 화소 전극과 중첩되는 공통 전극을 형성하는 단계를 포함함으로써, 마스크 공정 수를 줄인 효과가 있다.
본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법은, 데이터 라인을 중심으로 좌/우측 방향의 서브픽셀에 지그재그 형태로 박막 트랜지스터를 배치함으로써, 표시패널에 배치되는 데이터 라인의 개수를 줄인 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법은, 게이트 전극 형성시 화소 전극을 동시에 형성하고, 데이터 라인 형성시 터치센싱라인을 동시에 형성함으로써, 마스크 공정 수를 줄인 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에서, 터치 모드 시 발생하는 커패시턴스 성분(Cself, Cpara1, Cpara2)을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 포함된 디스플레이패널의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치가 액정표시장치인 경우 디스플레이패널의 단면도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 포함된 디스플레이패널의 다른 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 제조공정이 줄어든 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 서브픽셀들 구조를 도시한 평면도이다.
도 8 및 도 9는 상기 도 7의 Ⅰ-Ⅰ'선, Ⅱ-Ⅱ'선 및 Ⅲ-Ⅲ'선의 단면도이다.
도 10a 내지 도 13b는 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 제조 공정을 도시한 도면이다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 화상 표시 기능(디스플레이 기능)과 터치 센싱 기능을 제공할 수 있는 표시장치이다.
이러한 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 일 예로, 터치 입력에 대한 터치 센싱 기능을 갖는 TV, 모니터 등의 중대형 디바이스이거나, 스마트 폰, 태블릿 등의 모바일 디바이스일 수도 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여, 디스플레이패널(110), 데이터 드라이버(120), 게이트 드라이버(130) 및 컨트롤러(140) 등을 포함한다.
디스플레이패널(110)은, 제1방향(예: 열 방향)으로 배치된 다수의 데이터 라인(DL)과, 제2방향(예: 행 방향)으로 배치된 다수의 게이트 라인(GL)을 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(120)는 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 드라이버(120)는 '소스 드라이버'라고도 한다.
게이트 드라이버(130)는 다수의 게이트 라인(GL)을 구동한다. 여기서, 게이트 드라이버(130)는 '스캔 드라이버'라고도 한다.
컨트롤러(140)는 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)를 제어하는데, 이를 위해, 데이터 드라이버(120) 및 게이트 드라이버(130)로 각종 제어신호를 공급한다.
이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 드라이버(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
이러한 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어장치일 수 있다.
게이트 드라이버(130)는, 컨트롤러(140)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인(GL)으로 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(120)는, 게이트 드라이버(130)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 컨트롤러(140)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)으로 공급한다.
데이터 드라이버(120)는, 도 1에서 디스플레이패널(110)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 디스플레이패널(110)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 드라이버(130)는, 도 1에서 디스플레이패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치하고 있으나, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라서, 디스플레이패널(110)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.
전술한 컨트롤러(140)는, 입력 영상 데이터와 함께, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등을 포함하는 각종 타이밍 신호들을 외부(예: 호스트 시스템)로부터 수신한다.
본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device) 등의 다양한 타입의 장치일 수 있다. 일 예로, 액정 분자를 수평으로 배열해, 이를 제자리에서 회전시키며 화면을 표현하는 방식으로, 고해상도, 저전력, 광시야각 등에 유리한 장점을 가지는 IPS(In-Plane Switching) 방식의 액정표시장치일 수 있다. 더욱 구체적으로는, AH-IPS(Advanced High Performance-IPS) 방식의 액정표시장치일 수 있다.
디스플레이패널(110)에 배치되는 각 서브픽셀(SP)은 트랜지스터 등의 회로 소자를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 터치 센싱 기능을 제공하기 위한 터치 시스템을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 터치 시스템은, 터치 센서(Touch Sensor)로서 역할을 하는 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)을 구동하여 터치를 센싱하는 터치 회로(150) 등을 포함할 수 있다.
터치 회로(150)는 터치 구동 신호를 다수의 터치 전극(TE)에 순차적으로 공급함으로써, 다수의 터치 전극(TE)을 순차적으로 구동할 수 있다.
이후, 터치 회로(150)는 터치 구동 신호가 인가된 터치 전극으로부터 터치 센싱 신호를 수신한다.
터치 회로(150)는 다수의 터치 전극(TE) 각각으로부터 수신된 터치 센싱 신호를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표를 산출할 수 있다.
여기서, 터치 구동 신호는, 일 예로, 둘 이상의 전압 레벨을 갖는 펄스 변조 신호의 파형을 가질 수 있다.
다수의 터치 전극(TE) 각각으로부터 수신된 터치 센싱 신호는, 해당 터치 전극의 주변에서 손가락, 펜 등의 포인터에 의한 터치 발생 유무에 따라 달라질 수 있다.
터치 회로(150)는 터치 센싱 신호를 토대로 터치 전극(TE)에서의 커패시턴스 변화량(또는 전압 변화량 또는 전하량 변화) 등을 알아내어 터치 유무 및 터치 좌표를 얻어낼 수 있다.
도 1을 참조하면, 다수의 터치 전극(TE) 각각으로 터치 구동 신호를 공급하기 위하여, 각 터치 전극(TE)에는 터치센싱라인(SL)이 연결되어 있다.
그리고, 다수의 터치 전극(TE) 각각으로 터치 구동 신호를 순차적으로 공급하기 위하여, 터치 시스템은 다수의 터치 전극(TE) 각각에 연결된 터치센싱라인(SL)을 터치회로(150)에 순차적으로 연결해주는 스위치 회로(160)를 더 포함할 수 있다.
이러한 스위치 회로(160)는 적어도 하나의 멀티플렉서(Multiplexer)로 구성될 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 다수의 터치 전극(TE) 각각은 블록(Block) 형태로 되어 있을 수 있다.
또한, 각 터치 전극(TE)은 하나의 서브픽셀(SP) 영역의 크기와 동일하거나 대응되는 크기일 수도 있다.
이와 다르게, 각 터치 전극(TE)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 서브픽셀(SP)의 영역의 크기보다 큰 크기일 수도 있다.
즉, 각 터치 전극(TE)의 영역은, 적어도 둘 이상의 서브픽셀(SP)의 영역과 대응되는 크기를 가질 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 전술한 다수의 터치 전극(TE)은 디스플레이패널(110)에 내장되어 배치될 수 있다.
이러한 의미에서, 디스플레이패널(110)은 터치스크린 또는 터치스크린 패널을 내장한다고 할 수 있다. 즉, 디스플레이패널(110)은, 인-셀(In-cell) 타입 또는 온-셀(On-cell) 타입의 터치스크린 내장형 디스플레이패널일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)는, 디스플레이 기능을 제공하기 위하여 디스플레이 모드로 동작할 수도 있고, 터치 센싱 기능을 제공하기 위하여 터치 모드로 동작할 수도 있다.
이와 관련하여, 다수의 터치 전극(TE)은, 터치 모드 구간에서는 터치 센서로서 동작하지만, 디스플레이 모드 구간에서는 디스플레이 모드 전극으로 사용될 수도 있다.
예를 들어, 디스플레이 모드 구간에서, 다수의 터치 전극(TE)은, 디스플레이 모드 전극의 일 예로서, 공통 전압(Vcom)이 인가되는 공통 전극으로 동작할 수 있다.
여기서, 공통 전압(Vcom)은 화소 전극에 인가되는 화소 전압과 대응되는 전압이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)에서, 터치 모드 시 발생하는 커패시턴스 성분(Cself, Cpara1, Cpara2)을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 터치 모드에서는 터치 전극 역할을 하고, 디스플레이 모드에서는 화소 전극과 액정 커패시터를 형성하는 공통 전극(Vcom 전극) 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE)은, 터치 모드에서, 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하기 위해, 손가락 및 펜 등의 포인터와 자기 커패시턴스(Cself)를 형성한다.
한편 공통 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE)은 게이트 라인 및 데이터 라인과도 기생 커패시턴스(Cpara1, Cpara2)를 형성할 수 있으나 자기 커패시턴스에 비해 매우 작아 무시할 수 있다.
아래에서는, 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)에 포함된 디스플레이패널(110), 공통 전극 및 터치 전극 역할을 모두 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로의 공통 전압 및 터치 구동 신호의 인가 방식, 데이터 라인(DL)으로의 데이터 전압 및 터치 구동 신호(또는 이와 대응되는 신호)의 인가 방식, 게이트 라인(GL)으로의 데이터 전압 및 터치 구동 신호(또는 이와 대응되는 신호)의 인가 방식 등에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치에 포함된 디스플레이패널의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이패널(110)은, 전술한 바와 같이, 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 게이트 라인(GL) 및 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)이 형성되어 있다.
또한, 이러한 디스플레이패널(110)은, 전술한 바와 같이, 디스플레이 모드로 동작할 수도 있고, 터치 모드로 동작할 수도 있다.
이와 관련하여, 디스플레이패널(110)에 형성된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)은, 디스플레이패널(110)이 영상을 표시하는 패널 역할을 하기 위한 구성이다.
그리고, 디스플레이패널(110)에 형성된 복수의 터치 전극(TE11~S14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 디스플레이패널(110)이 디스플레이 패널 역할과 터치스크린 패널 역할을 모두 하기 위한 구성이다.
더욱 상세하게 설명하면, 디스플레이패널(110)이 디스플레이 패널 역할을 하는 경우, 즉, 디스플레이패널(110)의 구동모드가 디스플레이 모드인 경우, 복수의 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 공통 전압(Vcom: Common Voltage)이 인가되어, 화소 전극(미도시)과 대향하는 "공통 전극(Common Electrode, 또는 "Vcom 전극"이라고도 함)"이 된다.
그리고, 디스플레이패널(110)이 터치스크린 패널 역할을 하는 경우, 즉, 디스플레이패널(110)의 구동모드가 터치 모드인 경우, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 터치 구동 전압이 인가되고, 터치 포인터(예: 손가락, 펜 등)와 커패시터를 형성하며, 이렇게 형성된 커패시터의 커패시턴스가 측정되는 "터치 전극"이 된다.
다시 말해, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)은, 디스플레이 모드에서는 공통 전극(Vcom 전극) 역할을 하고, 터치 모드에서는 터치 전극 역할을 하는 것이다.
이러한 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로는, 디스플레이 모드 시, 공통 전압(Vcom)이 인가되고, 터치 모드 시, 터치 구동 신호가 인가된다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로의 공통 전압 또는 터치 구동 신호의 전달을 위해, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)에는 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)이 연결될 수 있다.
이에 따라, 터치 모드 시, 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)을 통해, 터치 회로(150)와 스위칭 회로(160)에서 생성된 터치 구동 신호(Vtd)가 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)의 전체 또는 일부로 전달되고, 디스플레이 모드 시, 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)을 통해, 공통 전압 공급부(미도시)에서 공급된 공통 전압(Vcom)이 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로 인가된다.
도 3을 참조하면, 디스플레이패널(110)에 형성된 복수의 데이터 라인(DL) 및 복수의 게이트 라인(GL)의 교차 지점마다 대응되어 하나의 서브픽셀(SP: Subpixel)로 정의된다. 여기서, 각 서브픽셀은 적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀, 청색(B) 서브픽셀, 백색(W) 서브픽셀 등 중 하나일 수 있다.
도 3을 참조하면, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각이 형성되는 영역에는, 적어도 둘 이상의 서브픽셀(SP)이 정의될 수 있다. 즉, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 중 하나의 전극은 둘 이상의 서브픽셀(SP)과 대응된다.
예를 들어, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각이 형성된 1개의 영역(단위 터치 전극 영역)에는, 24*3 개의 데이터 라인(DL)과 24 개의 게이트 라인(GL)이 배치되어, 24*3*24 개의 서브픽셀(SP)이 정의될 수 있다.
한편, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 블록(Block) 모양의 패턴일 수도 있고, 경우에 따라서는, 각 서브픽셀(SP)과 대응되는 영역에 빗살 모양의 패턴을 포함하는 패턴일 수도 있다.
공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각이 빗살 모양 부분을 포함하는 패턴인 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)가 액정표시장치인 경우 디스플레이패널의 단면도를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 중 하나의 전극이 형성된 영역에 대하여 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 터치스크린 내장형 표시장치(100)에 포함된 디스플레이패널(110)에는, 일 예로, 하부 기판(400)에 게이트 라인(402)이 제1방향(가로방향, 도 3에서 좌우 방향)으로 형성되고, 그 위에 게이트 절연층(Gate Insulator, 404)이 형성된다.
게이트 절연층(404) 위에 데이터 라인(406)이 제2방향(세로방향, 도 3에서 지면에 대한 수직방향)으로 형성되고, 그 위에, 제1보호층(408)이 형성된다.
제1보호층(408) 위에, 각 서브픽셀 영역의 화소 전극(410)과 터치센싱라인(412)이 형성되고, 그 위에, 제2보호층(414)이 형성될 수 있다.
여기서, 터치센싱라인(412)은 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각에서 스위칭 회로(160)까지 연결되어, 디스플레이 모드에서는, 공통 전압 공급부에서 생성된 공통 전압(Vcom)을 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로 전달해주고, 터치 모드에서는, 터치 회로(150), 스위치 회로(160)에서 생성된 터치 구동 신호를 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)으로 전달해준다.
제2보호층(414) 위에, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 하나의 전극(416)이 형성되고, 그 위에, 액정층(418)이 형성된다. 여기서, 공통 전극 및 터치 전극 역할을 하는 하나의 전극(416)은, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 중 하나로서, 블록 모양을 갖는 패턴일 수 있다.
액정층(418) 위에, 블랙 매트릭스(Black Matrix, 419a), 칼라 필터(Color Filter, 419b) 등이 형성되는 상부 기판(420)이 위치한다.
도 4에서 액정 표시장치에 대해 설명을 하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며 터치패널과 결합 가능한 다양한 표시장치에 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치(100)에 포함된 디스플레이패널의 다른 평면도이다.
도 5를 참조하면, 도 3과 다르게, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34) 각각에 연결되어 터치 구동 신호 또는 공통 전압을 전달해주는 터치센싱라인(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)이 게이트 라인(GL)이 형성되는 제2방향(예: 가로방향)과 평행하게 형성될 수도 있다.
이러한 경우, 도 1의 터치 회로(150) 및 스위치 회로(160)에서 생성된 터치 구동 신호 또는 공통 전압 공급부에서 생성 또는 공급된 공통 전압은, 게이트 라인과 평행하게 형성된 터치센싱라인들(SL11~SL14, SL21~SL24, SL31~SL34)을 통해, 복수의 터치 전극(TE11~TE14, TE21~TE24, TE31~TE34)의 전체 또는 일부로 전달될 수 있다.
또한, 본 발명의 각 서브픽셀(SP)에 배치되는 박막 트랜지스터(Thin-Film Transistor)는 예시적으로 비정질 실리콘(amorphous Silicon, 이하 'a-Si'라 함), 금속 산화물(oxide) 및 폴리실리콘(poly silicon)이 있으며, 폴리 실리콘에는 저온폴리실리콘(low temperature poly silicon, 이하 'LTPS'라 함)과 고온 폴리실리콘(High temperature poly silicon, 이하 'HTPS'라 함) 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 제조공정이 줄어든 모습을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 일반적으로 터치스크린 내장형 표시장치 제조공정은, 게이트 라인, 박막트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 제1마스크공정(Mask#1), 각 서브픽셀에 형성되는 박막 트랜지스터의 활성화층, 상기 활성화층 상에 소스 전극과 드레인 전극을 형성하기 위한 제2마스크공정(Mask#2), 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 보호층 및 콘택홀을 형성하는 제3마스크공정(Mask#3), 각 서브픽셀에 화소 전극을 형성하기 위한 제4마스크공정(Mask#4), 터치센싱라인을 형성하기 위한 제5마스크공정(Mask#5) 및 터치 전극(공통 전극)을 형성하기 위한 제6마스크공정(Mask#6) 으로 이루어진다.
특히, 터치센싱라인을 추가적으로 형성하기 때문에 마스크 공정 수가 증가하고, 아울러, 터치센싱라인 상에 보호층을 추가적으로 형성한 후, 터치센싱라인과 터치 전극(공통 전극)을 전기적으로 연결하기 위한 콘택홀 공정을 진행할 경우, 마스크 공정은 더욱 증가하게 된다.
이와 같이, 터치스크린 내장형 표시장치는 디스플레이패널 내부에 별도의 터치센싱라인을 형성해야 하기 때문에 마스크 공정 수가 증가하는 단점이 있다.
또한, 마스크 공정수가 증가하면 생산 택 타임(Tac Time)이 증가하여 생산효율이 저하되고, 아울러 공정 중 발생할 수 있는 다양한 오염 또는 파티클들에 의한 불량율도 높아지는 문제가 있다.
본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조 방법은, 게이트 전극을 형성하는 제1마스크공정(Mask#1)에서 화소 전극을 형성하고, 활성화층, 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 라인을 형성하는 제2마스크공정(Mask#2)에서 터치센싱라인을 형성하도록 하며, 제3마스크공정(Mask#3)에서는 보호층 및 콘택홀을 형성 하고, 제4마스크공정(Mask#4)에서는 터치 전극(공통 전극)을 형성함으로써, 4번의 마스크공정으로 어레이 기판을 완성할 수 있도록 하였다.
특히, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는, 각 서브픽셀에 배치되는 박막 트랜지스터들이 데이터 라인을 기준으로 좌우측 방향으로 지그재그로 배치되도록 함으로써, 데이터 라인의 수를 줄이고 줄어든 데이터 라인들 사이에 터치센싱라인을 데이터 라인과 동일한 공정으로 형성함으로써 제조 공정을 단순화하였다.
도 7은 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 서브픽셀들 구조를 도시한 평면도이고, 도 8 및 도 9는 상기 도 7의 Ⅰ-Ⅰ'선, Ⅱ-Ⅱ'선 및 Ⅲ-Ⅲ'선의 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는, 기판(700) 상에 제1방향으로 배치된 복수의 게이트 라인(GL)과, 상기 기판(700) 상에 제2방향으로 배치된 복수의 데이터 라인(DL)과, 상기 기판(700) 상에 상기 데이터 라인(DL)과 평행하게 교대로 배치된 터치센싱라인(SL)을 포함한다.
또한, 터치스크린 내장형 표시장치는, 복수의 서브픽셀(SP)을 포함하는데, 상기 서브픽셀(SP)은 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 터치센싱라인(SL)에 의해 정의된다.
또한, 각 서브픽셀(SP)의 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차 영역에는 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)들이 배치되어 있다.
특히, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는, 게이트 라인(GL)이 제1방향으로 이웃하게 배치된 서브픽셀들(SP)을 사이에 두고 한 쌍의 제1 및 제2 게이트 라인(701, 801)이 서로 인접한 형태로 배치된다.
따라서, 하나의 데이트 라인(DL)과 제1 및 제2 게이트 라인(701, 801)이 교차하고, 제1 게이트 라인(701)과 데이터 라인의 교차 영역과 제2 게이트 라인(801)과 데이터 라인의 교차 영역에 각각 박막 트랜지스터가 배치된다.
도면에 도시된 바와 같이, 하나의 데이터 라인(DL)을 기준으로 박막 트랜지스터는 좌측 서브픽셀(제1 게이트 라인과 대응되는 서브픽셀)과 우측 서브픽셀(제2 게이트 라인과 대응되는 서브픽셀) 방향으로 배치되어 있는 것을 볼 수 있다. 즉, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는 데이터 라인(DL)을 중심으로 좌우측 방향으로 지그재그 형태로 박막 트랜지스터가 배치되는 특징을 가지고 있다.
이러한 박막 트랜지스터의 배치 구조는 디스플레이패널(110)에 배치되는 데이터 라인(DL) 수를 줄일 수 있는 이점이 있다.
상기 각 서브픽셀(SP)에는 기판(700) 상에 화소 전극(720)이 배치되고, 상기 화소 전극(720) 상에는 게이트 절연층(702)과 보호층(719)을 사이에 두고 공통 전극(730)이 배치된다.
상기 공통 전극(730)은 도 1에서 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 서브픽셀 또는 적어도 둘 이상의 서브픽셀들과 대응되는 블록 패턴 구조를 갖고, 제2콘택홀(C2)을 통하여 터치센싱라인(SL)과 전기적으로 연결된다.
도 7을 참조하면, 한쌍의 게이트 라인(GL) 중 제1 게이트 라인(701)과 터치센싱라인(SL)이 교차하는 영역에는 상기 제1 게이트 라인(701)의 일부가 절곡된 제1 절곡부(711)가 배치된다. 상기 제1 절곡부(711)와 마주하도록 상기 제2 게이트 라인(801)에도 일부가 절곡된 제2 절곡부(811)가 배치된다.
상기 제1 절곡부(711)와 제2 절곡부(811)는 각각 대응되는 서브픽셀에 배치된 박막 트랜지스터의 드레인 전극(717) 일부와 중첩되어 서브픽셀의 스토리지 커패시턴스를 확보하는 기능을 한다.
상기 제1 및 제2 절곡부(711, 811) 사이에는 터치센싱라인(SL)의 일부가 확장 형성된 센싱 콘택부(780)가 형성되어 있고, 공통 전극(730)은 상기 제2콘택홀(C2)을 통하여 노출된 센싱 콘택부(780)와 전기적으로 연결된다.
또한, 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치의 공통 전극(730)은 위에서 설명한 바와 같이, 복수의 서브픽셀들과 대응되는 터치 전극으로 형성되기 때문에 서브픽셀 영역에 슬릿(Slit) 형태의 오픈 영역과 박막 트랜지스터와 대응되는 오픈부(OP)를 제외하고, 일체로 형성된다.
상기 공통 전극(730) 중 박막 트랜지스터와 대응되는 영역에 오픈부(OP)를 형성하는 이유는 공통 전극(730)과 박막 트랜지스터 사이의 기생 커패시턴스를 줄여 소자 특성을 개선하기 위함이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 서브픽셀 영역의 구체적인 단면을 보면, 기판(700) 상의 게이트 라인(GL: 도 7에서 제1 게이트 라인)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에는 게이트 전극(712), 게이트 절연층(702), 활성화층(714), 소스 전극(716) 및 드레인 전극(717)으로 구성된 박막 트랜지스터(TFT)가 배치되어 있다.
또한, 본 발명에서는 기판(700) 상에 화소 전극(720)이 배치되어 있어, 상기 화소 전극(720)과 게이트 전극(712)은 동일 평면 상에 배치된다.
또한, 본 발명의 게이트 전극(712)은 제1게이트패턴(712a)와 제2게이트패턴(712b)이 적층되어 구성되는데, 제2게이트패턴(712b)은 상기 화소 전극(720)과 동일한 투명성 도전물질로 형성된다. 이와 관련해서는 도 10a 내지 도 13b의 본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치의 제조 공정에서 상세히 설명한다.
상기 화소 전극(720) 상에는 게이트 절연층(702)과 보호층(719) 적층되어 있고, 상기 보호층(719) 상에는 화소 전극(720)과 중첩되도록 공통 전극(730)이 배치되어 있다. 상기 공통 전극(730)은 복수의 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다(Ⅰ-Ⅰ'영역 참조).
또한, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극(717)과 화소 전극(720) 사이에는 보호층(719)과 게이트 절연층(702)이 제거된 제1콘택홀(C1)이 형성되어 있고, 제1콘택홀(C1) 내측에는 제1콘택부(730a)가 배치되어 있다.
상기 제1콘택부(730a)는 상기 드레인 전극(717)과 화소 전극(720)에 직접 콘택되어, 상기 화소 전극(720)과 드레인 전극(717)을 전기적으로 연결시킨다(Ⅰ-Ⅰ'영역 참조).
도 7과 함께 Ⅱ-Ⅱ' 영역을 참조하면, 터치센싱라인(SL)은 데이터 라인(DL)과 평행하게 배치되고, 터치센싱라인(SL)은 센싱 콘택부(780) 영역에 형성된 제2콘택홀(C2)을 통하여 공통 전극(730)과 전기적으로 연결된다.
상기 센싱 콘택부(780)는 제1센싱콘택패턴(780a)과 제2센싱콘택패턴(780b)이 적층된 구조로 형성되고, 제2센싱콘택패턴(780b)은 활성화층(714)과 동일한 물질로 형성된다.
상기 제2콘택홀(C2) 영역에는 제2콘택부(730b)가 배치되어 있고, 제2콘택부(730b)는 센싱 콘택부(780)와 공통 전극(730)을 전기적으로 연결한다. 상기 제1콘택부(730a), 제2콘택부(730b) 및 공통 전극(730)은 일체로 형성된다.
또한, 도 7과 함께 Ⅲ-Ⅲ' 영역을 참조하면, 기판(700) 상에 화소 전극(720)이 배치되어 있고, 상기 화소 전극(720)을 사이에 두고 게이트 절연층(702) 상에는 터치센싱라인(SL)과 데이터 라인(DL)이 배치되어 있다.
상기 터치센싱라인(SL)은 제1센싱패턴(724a)과 제2센싱패턴(724b)이 적층된 구조로 형성되고, 상기 데이터 라인(DL)은 제1데이터패턴(703a)과 제2데이터패턴(703b)이 적층된 구조로 형성된다.
상기 제2센싱패턴(724b)과 제2데이터패턴(703b)은 활성화층(714)와 동일한 물질로 형성된다.
상기 터치센싱라인(SL)과 상기 데이터 라인(DL) 및 게이트 절연층(702) 상에는 보호층(719)이 배치되어 있고, 상기 보호층(719) 상에는 공통 전극(730)이 배치되어 있다.
본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는, 각 서브픽셀에 배치되는 박막 트랜지스터들을 데이터 라인(DL)을 중심으로 좌/우측 방향으로 지그재그 형태로 배치함으로써, 데이터 라인의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 데이터 라인의 개수가 줄어들어 터치센싱라인을 데이터 라인과 교대로 배치할 수 있어, 터치스크린이 내장된 표시장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 터치스크린 내장형 표시장치는, 게이트 전극을 형성할 때, 화소 전극을 함께 형성하고, 데이터 라인을 형성할 때, 터치센싱라인 함께 형성하기 때문에 마스크 공정의 추가 없이 터치스크린 내장형 표시장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 10a 내지 도 13b는 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치의 제조 공정을 도시한 도면이다.
먼저, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 복수의 서브픽셀들이 구획된 기판(700) 상에 투명성 도전물질층과 게이트 금속층을 순차적으로 형성한 다음, 제1마스크공정에 따라 각 서브픽셀 영역에 화소 전극(720)과 박막 트랜지스터 형성 영역에 게이트 전극(712)을 형성한다.
상기 제1마스크공정에서는 하프톤 마스크 또는 회절 마스크를 이용하고, 2번의 식각 공정으로 게이트 전극(712)과 화소 전극(720)을 동시에 형성한다.
따라서, 상기 게이트 전극(712)은 게이트 금속층으로 형성된 제1게이트패턴(712)과 투명성 도전물질층으로 형성된 제2게이트패턴(712b)이 적층된 구조로 형성된다.
상기 게이트 금속층은 적어도 두 개 이상의 금속층이 적층되어 형성될 수 있고, 게이트 금속층과 투명성 도전물질층이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
따라서 게이트 금속층은 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리 (Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄 (Ti), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄 (MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 투명성 도전물질층은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 CNT(Carbon Nano Tube)를 포함한 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 게이트 금속층은 이중 금속층의 형태로 구성되는 것에 한정되지 않으므로, 단일 금속층 형태로 구성될 수 있다.
상기와 같이, 게이트 전극(712) 및 화소 전극(720)이 기판(700) 상에 형성되면, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 기판(700)의 전면에 게이트 절연층(702)을 형성한 다음, 계속해서 반도체층 및 소스/드레인 금속층을 연속하여 형성한다.
상기 소스/드레인 금속층은 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리 (Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄 (Ti), 몰리텅스텐(MoW), 몰리티타늄 (MoTi), 구리/몰리티타늄(Cu/MoTi)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 반도체층은 예를 들어 비정질 실리콘과 같은 반도체 물질, LTPS, HTPS 등과 같은 폴리 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 또한 반도체층은 징크 옥사이드(Zinc Oxide, ZO), 인듐-갈륨-징크-옥사이드(Indium Galiumzinc Oxide, IGZO), 징크-인듐 옥사이드(Zinc Indium Oxide, ZIO), 갈륨이 도핑된 징크 옥사이드(Ga doped ZnO, ZGO)와 같은 산화물 반도체 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
그런 다음, 회절 마스크 또는 하프톤 마스크를 이용한 제2마스크공정에 따라 상기 게이트 전극(712)과 대응되는 게이트 절연층(702) 상에 활성화층(714), 소스 전극(716) 및 드레인 전극(717)을 형성한다. 박막 트랜지스터는 상기 게이트 전극(712), 게이트 절연층(702), 활성화층(714), 소스 전극(716) 및 드레인 전극(717)들로 이루어진다.
Ⅲ-Ⅲ' 영역을 보면, 화소 전극(720) 상에 게이트 절연층(702)이 형성되어 있고, 상기 게이트 절연층(702) 상에는 화소 전극(720)을 사이에 두고 터치센싱라인(SL)과 데이터 라인(DL)이 형성된다.
상기 터치센싱라인(SL)은 제1센싱패턴(724a)과 제2센싱패턴(724b)이 적층된 구조로 형성되고, 상기 데이터 라인(DL)은 제1데이터패턴(703a)과 제2데이터패턴(703b)이 적층된 구조로 형성된다.
상기 제1센싱패턴(724a)과 제1데이터패턴(703a)은 소스/드레인 금속층과 동일 물질로 형성되고, 상기 제2센싱패턴(724b)과 제2데이터패턴(703b)은 활성화층(714)과 동일한 반도체 물질로 형성된다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 터치센싱라인(SL)과 데이터 라인(DL)은 동일면 상, 즉, 게이트 절연층(702) 상에 형성된다.
상기와 같이 박막 트랜지스터가 완성되면, 도 12a 및 도 12b에 도시한 바와 같이, 기판(700)의 전면에 보호층(719)을 형성한 다음, 제3마스크공정에 따라 박막 트랜지스터의 드레인 전극(717)과 화소 전극(720) 사이 영역과 터치센싱라인(SL)의 센싱 콘택부(780) 영역을 노출하는 제1 및 제2콘택홀(C1, C2)을 형성한다.
상기 보호층(719)은 무기물, 예를 들어 SiO2, SiNx, 또는 유기물, 예를 들어 포토 아크릴 등으로 형성될 수 있으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1콘택홀(C1)에 의해 상기 드레인 전극(717)과 화소 전극(720)의 일부가 외부로 노출된다.
상기와 같이, 보호층(719)이 기판(700) 상에 형성되면, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 기판(700)의 전면에 투명성 도전물질층을 형성한 다음, 제4마스크공정에 따라 화소 전극(720)과 중첩되는 공통 전극(730)을 형성한다.
상기 공통 전극(730)은 위에서 설명한 바와 같이, 터치 전극일 수 있고, 복수의 서브픽셀들과 대응되는 블록 패턴 구조로 형성될 수 있다.
상기 공통 전극(730)은 각 서브픽셀 영역에서 복수의 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다.
또한, 제1콘택홀(C1)과 제2콘택홀(C2)에는 투명성 도전물질층으로 형성되는 제1콘택부(730a)와 제2콘택부(730b)가 동시에 형성된다. 상기 제1 및 제2콘택부(730a, 730b)는 공통 전극(730)과 일체로 형성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법은, 데이터 라인을 중심으로 좌/우측 방향의 서브픽셀에 지그재그 형태로 박막 트랜지스터를 배치함으로써, 표시패널에 배치되는 데이터 라인의 개수를 줄인 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법은, 게이트 전극 형성시 화소 전극을 동시에 형성하고, 데이터 라인 형성시 터치센싱라인을 동시에 형성함으로써, 마스크 공정 수를 줄인 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 터치스크린 내장형 표시장치
110: 표시패널
120: 데이터 드라이버
130: 게이트 드라이버
140: 컨트롤러
150: 터치 회로
160: 스위치 회로
700: 기판
702: 게이트 절연층

Claims (12)

  1. 기판 상에 게이트 전극과 화소 전극;
    상기 기판 상에 활성화층과 센싱 콘택부;
    상기 활성화층 상에 소스 전극과 드레인 전극; 및
    상기 게이트 전극과 상기 활성화층 사이와 상기 화소 전극과 상기 센싱 콘택부 사이에 구비되는 게이트 절연층을 포함하며,
    상기 게이트 전극은 제1게이트패턴과 제2게이트패턴을 구비하며, 상기 화소 전극은 상기 제2게이트패턴과 동일한 물질인 터치스크린 내장형 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 콘택부는 제1센싱콘택패턴과 제2센싱콘택패턴을 구비하며, 상기 제2센싱콘택패턴은 상기 활성화층과 동일한 물질인 터치스크린 내장형 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1센싱콘택패턴은 상기 드레인 전극과 동일한 물질인 터치스크린 내장형 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 전극, 화소전극, 활성화층, 소스 전극, 드레인 전극 및 센싱 콘택부 상에 구비되며 적어도 두 개의 콘택홀을 갖는 보호층을 더 포함하는 터치스크린 내장형 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 콘택홀 중 하나를 통해 상기 센싱 콘택부와 전기적으로 연결되는 공통 전극을 더 포함하는 터치스크린 내장형 표시장치.
  6. 기판 상에 제1마스크공정에 따라 게이트 전극과 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극과 화소 전극이 형성된 기판 상에 제2마스크공정에 따라 활성화층, 소스 전극 및 드레인 전극과 터치센싱라인을 형성하는 단계;
    상기 터치센싱라인이 형성된 기판 상에 보호층을 형성하고, 제3마스크공정에 따라 상기 화소 전극의 일부를 노출시키는 제1콘택홀과 상기 터치센싱라인의 일부를 노출시키는 제2콘택홀을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2콘택홀이 형성된 기판 상에 제4마스크공정에 따라 상기 화소 전극과 중첩되는 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 터치스크린 내장형 표시장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2마스크공정은,
    상기 게이트 전극과 화소 전극이 형성된 기판 상에 반도체층과 소스/드레인 금속층을 형성한 다음, 하프톤 마스크 또는 회절 마스크를 이용하여, 활성화층, 소스 전극, 드레인 전극, 데이터 라인 및 터치센싱라인을 동시에 형성하는 단계를 포함하는 터치스크린 내장형 표시장치의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 공통 전극은 적어도 둘 이상의 서브픽셀들과 대응되는 블록 패턴 구조를 갖는 터치전극인 터치스크린 내장형 표시장치의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 터치센싱라인과 상기 데이터 라인은 게이트 절연층과 보호층 사이에 배치된 터치스크린 내장형 표시장치의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제4마스크공정에서는 상기 드레인 전극과 화소 전극을 전기적으로 연결하기 위해 상기 제1콘택홀에 제1콘택부를 형성하는 터치스크린 내장형 표시장치의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제4마스크공정에서는 상기 터치센싱라인과 상기 공통 전극을 전기적으로 연결하기 위해 상기 제2콘택홀에 제2콘택부를 형성하는 터치스크린 내장형 표시장치의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2콘택부와 상기 공통 전극은 일체로 형성된 터치스크린 내장형 표시장치의 제조방법.
KR1020150191839A 2015-12-31 2015-12-31 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법 KR102439350B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150191839A KR102439350B1 (ko) 2015-12-31 2015-12-31 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법
CN201611115411.0A CN106980422B (zh) 2015-12-31 2016-12-07 具有内置触摸屏的显示装置及其制造方法
US15/382,374 US10394355B2 (en) 2015-12-31 2016-12-16 Display device with built-in touch screen and method of fabricating the same
US16/505,188 US10613664B2 (en) 2015-12-31 2019-07-08 Display device with built-in touch screen and method of fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150191839A KR102439350B1 (ko) 2015-12-31 2015-12-31 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170081099A KR20170081099A (ko) 2017-07-11
KR102439350B1 true KR102439350B1 (ko) 2022-09-02

Family

ID=59235782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150191839A KR102439350B1 (ko) 2015-12-31 2015-12-31 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10394355B2 (ko)
KR (1) KR102439350B1 (ko)
CN (1) CN106980422B (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102555392B1 (ko) * 2016-03-18 2023-07-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR20170143082A (ko) * 2016-06-17 2017-12-29 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
CN106200168B (zh) * 2016-07-08 2019-11-26 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板及其制作方法、以及液晶显示面板
US20180323239A1 (en) * 2017-05-03 2018-11-08 Innolux Corporation Display device
WO2018212084A1 (ja) * 2017-05-18 2018-11-22 シャープ株式会社 表示装置
KR102517092B1 (ko) * 2017-08-02 2023-04-04 삼성전자주식회사 가요성 디스플레이 패널을 포함하는 전자 장치
WO2019031298A1 (ja) * 2017-08-07 2019-02-14 シャープ株式会社 表示パネル
KR20190015876A (ko) * 2017-08-07 2019-02-15 삼성전자주식회사 모아레 저감용 디스플레이 장치 및 그 구동방법
CN107515701B (zh) * 2017-08-30 2020-01-24 京东方科技集团股份有限公司 触控显示面板及其驱动方法、制造方法、触控显示装置
JP2019053117A (ja) * 2017-09-13 2019-04-04 シャープ株式会社 位置入力機能付き表示装置
JP2019053116A (ja) * 2017-09-13 2019-04-04 シャープ株式会社 位置入力機能付き表示装置
CN207396936U (zh) * 2017-10-24 2018-05-22 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及显示装置
KR102373995B1 (ko) 2017-10-30 2022-03-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 일체형 표시 장치
CN109782500A (zh) * 2017-11-10 2019-05-21 中华映管股份有限公司 内嵌式触控液晶显示装置
CN108628047B (zh) * 2018-04-02 2021-07-30 上海中航光电子有限公司 一种阵列基板、显示面板及显示装置
CN108803111B (zh) * 2018-06-29 2021-07-09 上海天马微电子有限公司 显示面板、显示装置和显示面板的制作方法
JP7391736B2 (ja) 2020-03-18 2023-12-05 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び半導体基板
CN112034656B (zh) * 2020-09-11 2022-08-26 合肥鑫晟光电科技有限公司 阵列基板和显示装置
US11861091B2 (en) * 2021-12-20 2024-01-02 Lg Display Co., Ltd. Display device
KR20230102376A (ko) * 2021-12-30 2023-07-07 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20230103248A (ko) * 2021-12-31 2023-07-07 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1067613A (en) 1912-07-06 1913-07-15 George S Lane Pneumatic pump.
KR100978263B1 (ko) * 2006-05-12 2010-08-26 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101292046B1 (ko) * 2009-12-29 2013-08-01 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101772511B1 (ko) 2010-06-22 2017-08-30 엘지디스플레이 주식회사 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법
KR101273239B1 (ko) * 2010-09-20 2013-06-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법
KR101230196B1 (ko) * 2010-10-29 2013-02-06 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 내장형 액정표시장치
KR20120053295A (ko) * 2010-11-17 2012-05-25 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 이를 포함하는 표시 장치, 그리고 그 제조 방법
KR101819677B1 (ko) * 2011-04-01 2018-01-17 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 일체형 표시장치
CN102955637B (zh) * 2012-11-02 2015-09-09 北京京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏、其驱动方法及显示装置
CN103941495B (zh) * 2013-01-25 2017-10-10 上海天马微电子有限公司 一种触控显示面板、触控显示装置
US9274630B2 (en) * 2013-12-31 2016-03-01 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. In-cell touch liquid crystal display device
CN103955309B (zh) * 2014-04-14 2017-08-25 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其驱动方法、显示装置
KR101725896B1 (ko) * 2014-06-13 2017-04-12 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 패널 일체형 표시장치 및 제조방법
CN104460080A (zh) * 2014-12-04 2015-03-25 深圳市华星光电技术有限公司 触控显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10613664B2 (en) 2020-04-07
US10394355B2 (en) 2019-08-27
US20170192571A1 (en) 2017-07-06
US20190332215A1 (en) 2019-10-31
KR20170081099A (ko) 2017-07-11
CN106980422A (zh) 2017-07-25
CN106980422B (zh) 2020-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102439350B1 (ko) 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법
KR102429122B1 (ko) 터치스크린 내장형 표시장치 및 그 제조방법
KR102392683B1 (ko) 터치스크린 내장형 표시장치
JP6639829B2 (ja) 表示装置
TWI628574B (zh) 觸控型顯示面板及其短路修復方法
US9710086B2 (en) Display device integrated with touch screen panel and method of fabricating the same
US20150364507A1 (en) Display device integrated with touch screen panel and method of fabricating the same
KR102421871B1 (ko) 터치스크린 내장형 표시장치
KR102410039B1 (ko) 표시장치의 화소구조 및 이를 포함한 터치스크린 내장형 표시장치
US10739925B2 (en) Touch screen panel-integrated display device and method for fabricating the same
KR102402024B1 (ko) 터치스크린 내장형 표시장치 및 제조방법
KR20170070880A (ko) 터치스크린 내장형 표시장치

Legal Events

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