KR102581836B1 - 인 셀 터치 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치 전극들 간의 전기적인 접촉을 위한 콘택 홀(Contact Hole)이 구성되는 화소들의 개구율을 높여 시인성을 개선할 수 있는 인 셀 터치 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 영상 표시부를 가로지르도록 제1 방향으로 평행하게 배치된 복수의 제1 전극, 복수의 제1 전극과 교차하는 제2 방향으로 영상 표시부를 가로지르도록 평행하게 배치되되 각각의 제1 전극과 오버랩되지 않도록 각각의 제1 전극에 의해 분리 구성된 복수의 제2 전극, 서로 인접하면서도 동일한 방향으로 분리 구성된 각각의 제2 전극을 전기적으로 서로 직렬 연결시키는 복수의 컨택 배선 및 컨택 홀을 포함하는바, 콘택 홀과 콘택 배선의 설계 구조를 개선함으로써 화소 영역에 콘택 홀이 형성되더라도 각 화소들의 개구율 감소를 최소화하고 표시 영상의 휘도 및 화질 저하를 방지할 수 있다.

Description

인 셀 터치 패널 및 이의 제조 방법{IN CELL TOUCH PANEL AND MATHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 터치 감지를 위한 터치 전극들이 배열된 터치 패널에 관한 것으로, 터치 전극들 간의 전기적인 접촉을 위한 콘택 홀(Contact Hole)이 구성되는 화소들의 개구율을 높여 시인성을 개선할 수 있는 인 셀 터치 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

최근 모바일 기기 등에 널리 이용되는 영상 표시장치에는 화면상에 표시된 소정의 객체 또는 영역을 선택하기 위해 손가락이나 스타일러스 펜(stylus pen) 등으로 직접 화면의 영역을 선택하여 입력하는 터치 방식이 적용되고 있다.

이렇게 터치를 감지하기 위한 터치 패널은 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display)에 주로 적용된다.

터치 패널이 액정 표시장치에 적용되는 경우에는 터치 패널이 액정패널의 상단면에 부착되는 온 셀 타입(On cell type)으로 구성될 수 있고, 터치 패널을 구성하는 두 개의 전극들이 액정패널을 구성하는 TFT 기판에 형성되는 인 셀 타입(In-cell type)으로 구성될 수 있다. 여기서, 터치 패널을 구성하는 두 개의 전극들 즉, 터치 구동 전극이나 수신 전극 중 어느 하나 전극들은 액정패널의 TFT 기판에 형성되고, 다른 하나의 전극들은 컬러필터기판의 상단면에 형성되는 하이브리드 타입(Hybrid type)으로 구성될 수도 있다. 이렇게, 인 셀 타입의 터치 패널 또는 하이브리드 타입의 터치 패널을 포함하고 있는 액정패널을 인 셀 터치 패널이라고도 한다.

인 셀 터치 패널의 터치 구동 전극이나 수신 전극들은 영상 표시 화소들의 배치 구조나 주변 회로 구성 등 다양한 구현 환경에 따라 다양한 방식으로 설계 변경되어 구성될 수 있다. 이에, 터치 구동 전극이나 수신 전극들을 멀티로 분할 구성하는 경우도 발생하여, 멀티로 구성되면서도 서로 인접한 전극들의 경우는 별도의 콘택 배선과 콘택 홀 등을 통해 전기적으로 연결하기도 한다.

하지만, 서로 인접하게 배열된 구동 전극이나 수신 전극들을 별도의 콘택 홀을 통해 전기적으로 연결하게 되면, 콘택 홀 구성 위치와 오버랩되는 화소들의 개구율이 감소할 수밖에 없었다. 이렇게 개구율이 감소되는 화소들은 모두 주변 화소 대비 휘도가 저하되어, 전체적으로는 영상 표시 품질이 저하되는 문제가 있었다.

일반적으로 영상을 표시하는 화소들의 개구율은 시인성 확보를 위해 94% 이상 유지함이 바람직하나 현재는 92% 수준에 머무르고 있는 실정이다. 그러나 콘택홀까지 형성되어 해당 화소들의 개구율이 12% 이상 감소하게 되면, 그 시인성은 더욱 저하되어 육안으로까지 감지되기 때문에, 표시 영상의 화질 저하 문제가 더 크게 대두될 수밖에 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 멀티 구성된 터치 전극들을 전기적으로 접촉시키기 위한 콘택 홀과 콘택 배선의 설계 구조를 개선하여 각 화소들의 개구율 감소를 최소화하고, 각 화소들의 시인성을 개선함으로써, 표시 영상의 휘도 및 화질 저하를 방지할 수 있는 터치 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같이, 터치 전극들을 전기적으로 접촉시키기 위한 콘택 홀과 콘택 배선들이 형성되더라도 각 화소들의 개구율 감소를 최소화하고 표시 영상의 휘도 및 화질 저하를 방지할 수 있도록 하기 위해서는 콘택 홀과 콘택 배선의 설계 구조를 개선함으로써 그 목적을 달성할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 인 셀 터치 터치 패널은 영상 표시부를 가로지르도록 제1 방향으로 평행하게 배치된 복수의 제1 전극, 복수의 제1 전극과 교차하는 제2 방향으로 상기의 영상 표시부를 가로지르도록 평행하게 배치되되 각각의 제1 전극과 오버랩되지 않도록 각각의 제1 전극에 의해 분리 구성된 복수의 제2 전극, 서로 인접하면서도 동일한 방향으로 분리 구성된 각각의 제2 전극을 전기적으로 서로 직렬 연결시키는 복수의 컨택 배선 및 컨택 홀을 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 인 셀 터치 터치 패널의 제조 방법은 하부 어레이 기판에 게이트 및 데이터 라인을 구성하되, 게이트 및 데이터 라인에 의해 정의되는 화소 영역들에 박막 트랜지스터를 구성하는 단계, 박막 트랜지스터가 구성된 제조 단층과는 다른 제1 제조 단층에 영상 표시부를 가로지르도록 제1 방향으로 평행하게 복수의 제1 전극을 구성하는 단계, 복수의 제1 전극이 구성된 제조 단층과는 다른 제2 제조 단층에 복수의 제1 전극과 교차하는 제2 방향으로 영상 표시부를 가로지르도록 복수의 제2 전극을 평행하게 배치하되, 복수의 제2 전극을 각각의 제1 전극과 오버랩되지 않도록 분리 구성하는 단계, 및 서로 인접하면서도 동일한 방향으로 분리 구성된 각각의 제2 전극을 전기적으로 서로 직렬 연결하기 위한 복수의 컨택 홀과 복수의 컨택 배선을 구성하는 단계를 포함한다.

전술한 바와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 인 셀 터치 패널 및 이의 제조 방법은 멀티 구성된 터치 전극들을 전기적으로 접촉시키기 위한 콘택 홀과 콘택 배선의 설계 구조를 개선하여 콘택 홀이 구성된 각 화소들의 개구율 감소를 최소화하고 해당 화소들의 시인성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

특히, 멀티 플레너(Multi Planar) 타입으로 2중 이상의 제조 단층(Layer)을 형성하여, 콘택 홀과 콘택 배선이 게이트 및 데이터 라인과 화소 전극 등 주변 배선들의 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 이와 아울러, 각각의 콘택 홀들이 데이터 라인과 오버랩되는 위치에 구성될 수 있도록 함으로써, 각 화소들의 개구율 감소를 최소화하여 표시 영상의 휘도 및 화질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인 셀 터치 패널을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 "AA" 영역을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 "AB" 영역을 더욱 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 "AC" 화소 구조를 구체적으로 나타낸 레이아웃 도면이다.
도 5는 도 4의 I-I' 단면을 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 종래 기술과 본 발명 적용 기술에 따른 화소 개구율 비교 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 종래 기술과 본 발명 적용 기술에 따른 각 화소의 투과율 및 시인성 비교 결과를 결과를 나타낸 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 및 이를 포함하는 영상 표시장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서의 터치 패널은 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(Field Emission Display) 등 다양한 평판 표시장치(Flat Panel Display)의 표시 패널에 인 셀 타입(In-cell type)으로 적용될 수 있다. 이하에서는 액정 표시장치의 액정패널에 인 셀 타입으로 적용된 예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인 셀 터치 패널을 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인 셀 터치 패널은 영상 표시부(AP)와 영상 비표시부(NP)로 구분되며, 영상 표시부(AP)에는 복수의 화소 영역이 구성되어 영상 표시기간에 영상을 표시하면서도 복수의 구동 전극(120) 및 수신 전극(140)이 배열되어 터치 감지기간에는 터치 위치를 감지한다.

인 셀 터치 패널에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면, 인 셀 터치 패널은 영상 표시 기능과 터치 감지 기능을 동시에 수행하기 위해, 복수의 구동 전극(120)과 복수의 수신 전극(140)은 영상 표시기간에는 공통 전극으로 사용되면서도, 터치 감지 기간에는 터치 전극의 기능을 함께 수행하게 된다. 여기서, 터치 감지기간에는 서로 수직으로 배치된 복수의 구동 전극(120)과 복수의 수신 전극(140) 간에 상호 정전용량(mutual capacitance)이 발생되도록 하여, 터치 시 발생하는 상호 정전용량의 변화량을 측정하여 터치 여부를 인식하게 된다.

이렇게, 복수의 구동 전극(120)과 복수의 수신 전극(140)은 터치 감지기간에 터치 구동신호를 인가받아 감지신호를 출력하는 기능을 수행하는 것으로서, 공통 전압이나 터치 구동신호 및 터치 감지신호의 입출력은 별도의 구동 집적회로(190) 및 터치구동 집적회로(160)에 의해 제어된다.

인 셀 터치 패널과 구동 모듈 및 백 라이트 유닛을 결합하여 액정 표시장치로 제품화하는 경우, 인 셀 터치 패널의 영상 비표시부(NP)에는 복수의 게이트 라인과 데이터 라인들의 구동 타이밍을 제어함과 아울러, 복수의 게이트 및 데이터 라인을 구동하여 화소 셀을 통해 영상이 표시되도록 하는 적어도 하나의 구동 집적회로(190)가 구비된다.

아울러, 영상 비표시부(NP) 또는 별도의 연성 회로기판 등에는 복수의 구동 전극(120)에 미리 설정된 터치 구동전압을 인가하고, 각각의 수신 전극(140)을 통해 수신되는 터치 감지신호 변화를 감지하여 터치 위치를 판단하는 터치 구동 집적회로(160)가 더 구비된다.

터치 구동 집적회로(160)의 제어에 따라 인 셀 터치 패널의 각 구동 전극(120)과 수신 전극(140)은 영상을 표시하기 위한 공통 전극으로 이용되기도 하고 터치를 감지하기도 하는바, 이때는 영상 표시기간과 터치 감지기간을 시분할하여 영상 표시기간에 발생되는 노이즈 성분이 터치 감지기간에 영향을 미치지 않도록 한다.

도면으로 구체적으로 도시하진 않았지만, 인 셀 터치 패널은 하부의 어레이 기판 및 상부의 컬러필터 기판 사이에 액정층이 형성되는 형태로 구성된다.

하부 어레이 기판의 영상 표시부(AP)에는 게이트 라인들의 방향을 따라 복수의 구동 전극(120)이 평행하게 구성되고, 게이트 및 데이터 라인이 매트릭스 형태로 교차하여 정의된 각 화소 영역에 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 구성된다. 컬러필터 기판에는 블랙 매트릭스(black matrix)와 컬러 필터(color filter)가 형성됨과 아울러, 데이터 라인들의 방향을 따라 복수의 수신 전극(140)이 평행하게 형성된다.

영상 표시기간에 각 화소 영역의 화소들은 박막 트랜지스터가 턴-온됨에 따라 데이터 신호가 화소 전극에 인가되고 공통전극으로 사용되는 복수의 구동 전극(120)이나 수신 전극(140)에 인가되는 공통전압과의 전계에 의해 액정층의 광 투과율이 변화하여 영상을 표시하게 된다. 이때 복수의 구동 전극(120)이나 수신 전극(140)은 화소 전극에 대응하는 공통 전극의 역할을 한다.

반면, 터치 감지기간에 복수의 구동 전극(120)과 수신 전극(140)이 터치 패널의 감지 전극 역할을 하도록 하기 위해, 복수의 구동 전극(120)에는 미리 설정된 터치 구동전압(예를 들어, 기준 전압 또는 기준 전압을 중심으로 스윙하는 전압)이 인가된다. 그리고 각각의 수신 전극(140)을 통해 수신되는 터치 감지신호(정전 용량 변화에 따른전압) 변화를 감지하여 터치 위치를 판단한다.

다음으로, 본 발명의 인 셀 터치패널에 구성된 복수의 구동 전극(120)과 수신 전극(140)의 배열 구조를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 도 1의 "AA" 영역을 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 영상 표시부(AP)의 수신 전극(140)들은 데이터 라인(미도시)과 동일한 방향인 제1 방향으로 나란히 형성되어, 영상 표시부(AP) 전체를 평행하게 가로지르도록 형성된다.

구동 전극(120)들은 게이트 라인(미도시)과 동일한 방향인 제2 방향으로 나란히 형성되어 있으나, 각각의 수신 전극(140)과 오버랩되지 않도록 각각의 수신 전극(140)에 의해 분리 구성되어 있다.

구체적으로, 도 2를 참조하면, 각각의 수신 전극(140)과 오버랩되지 않도록 분리 구성되어 있는 각각의 제1 구동 전극(122)들은 각 수신 전극(140)과는 다른 층에 형성되어 있는 각각의 컨택 배선(RD)들과 컨택 홀(CT1)들을 통해 각 수신 전극(140)을 가로질러 연결되어 있다.

마찬가지로, 각각의 수신 전극(140) 양쪽에 형성되어 있는 또 다른 각각의 구동 전극(120)도 모두 각각의 수신 전극(140)과 다른 제조 단층에 형성되어 있는 컨택 배선(RD)들과 컨택 홀(CT1)들을 통해 인접한 다른 구동 전극(120)과 서로 직렬로 연결되어 있다.

각각의 구동 전극(120)은 게이트 라인 방향으로 나란하게 직렬로 배열되어, 각각의 구동 전극(120)들을 직렬로 연결하는 컨택 배선(RD)들과 컨택 홀(CT1)들을 통해 모두 동일한 터치 구동전압을 입력받는다. 여기서, 각각의 구동전극(120)들은 수 개 내지 수십 개의 화소 영역(P)들에 걸쳐 형성되어 있으며, 각각의 수신 전극(140) 또한 수 개 내지 수백 개의 화소 영역(P)들에 걸쳐 형성되어 있다.

도 1 및 도 2를 통해서는, 복수의 구동 전극(120)이 각각의 수신 전극(140)과 오버랩되지 않도록 각각의 수신 전극(140)에 의해 분리 구성된 예를 도시하였으나, 반대로 복수의 수신 전극(140)이 각각의 구동 전극(120)과 오버랩되지 않도록 각각의 구동 전극(120)에 의해 분리 구성될 수도 있다.

다시 말해, 복수의 수신 전극(140)이 터치 감지 신호를 출력하는 수신 전극으로 동작하면, 복수의 구동 전극(120)은 외부로부터의 터치 구동 신호를 공급받는 터치 구동 전극으로 동작하지만, 반대로 복수의 수신 전극(140)이 외부로부터의 터치 구동 신호를 공급받는 터치 구동 전극으로 동작하면, 복수의 구동 전극(120)은 터치 감지 신호를 출력하는 수신 전극으로 동작할 수도 있다. 이에, 각각의 구동 전극(120)과 수신 전극(140)은 입출력 신호에 따라 서로 역할이 바뀌어 다른 동작을 수행할 수도 있고, 구동 동작에 상관없이 설계 구조가 서로 바뀌어 구성될 수도 있다.

각각의 구동 전극(120)들을 직렬로 연결하는 컨택 배선(RD)들은 각각의 구동 전극(120) 및 수신 전극(140)과 달리 가장 상부측의 제조 단층에 구성될 수 있다. 이에, 각각의 컨택 배선(RD)들은 수신 전극(140)의 상부를 가로질러 각각의 컨택 홀(CT1)들을 통해 서로 인접한 구동 전극(120)들을 전기적으로 연결시킨다.

각각의 컨택 홀(CT1)은 영상이 표시되는 화소 영역들에 각각 형성될 수밖에 없는데, 이때는 해당 화소 영역의 개구율 감소를 최소화하기 위해 화소 영역 중에서도 데이터 라인 구성 위치와 오버랩되는 영역에 각각 구성되어, 컨택 배선(RD)과 구동 전극(120)을 전기적으로 연결시킨다.

도 3은 도 2의 "AB" 영역을 더욱 구체적으로 나타낸 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 컨택 배선(RD)과 각 구동 전극(120)의 면적에 따라 각각의 컨택 홀(CT1) 구성 면적 또한 소정의 크기 이상으로 구성되어야 한다. 이에, 컨택 홀(CT1) 구성 면적이 데이터 라인(DL)과 최대한 오버랩되더라도 화소 전극 형성 영역까지 오버랩될 수밖에 없다. 이때는 해당 화소 영역의 개구율이 낮아질 수밖에 없기 때문에, 각각의 컨택 홀(CT1)은 적색, 녹색, 청색 중 안료의 투과율이 가장 낮아서 개구율에 따른 휘도 변화가 가장 작게 나타나는 청색의 화소 영역에 배치됨이 바람직하다.

각각의 컨택 홀(CT1)이 각 화소 영역의 화소 전극 형성 영역과 일부라도 오버랩되면 해당 화소의 개구율은 낮아질 수밖에 없기 때문에, 각각의 컨택 홀(CT1)은 각 화소 영역 중에서도 데이터 라인(DL)과 최대한 넓은 면적으로 오버랩되는 위치에 구성되어야 한다. 그리고 데이터 라인(DL)과 오버랩된 컨택 홀(CT1)은 화소 영역의 화소 전극 형성 영역과는 최소한의 면적만 오버랩되도록 구성됨이 바람직하다. 다시 말해, 각각의 컨택 홀(CT1)은 각각의 화소 영역 중 데이터 라인(DL)의 상부 방향으로 구성되되, 화소 영역의 화소 전극(PI) 형성 영역과 되도록 적은 면적만 오버랩되도록 데이터 라인(DL)과 오버랩되는 면적 비율을 최대한 높여서, 최대한 높은 비율에 따른 면적으로 오버랩되는 위치에 구성될 수 있다.

도 4는 도 3의 "AC" 화소 구조를 구체적으로 나타낸 레이아웃 도면이다. 그리고, 도 5는 도 4의 I-I' 단면을 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 인 셀 터치 패널은 게이트 라인(GL)과 게이트 라인(GL)에 교차하여 배열되는 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 영역에 복수의 화소 전극(PI)이 형성된다.

각 화소 영역 중 청색 화소 영역의 경우는 제1 제조 단층에 박막 트랜지스터(Tr)가 구성되며, 박막 트랜지스터(Tr)는 게이트 라인(GL)으로부터 연장된 게이트 전극(GE), 데이터 라인(DL)으로부터 연장된 소스 전극, 화소 컨택홀(C2)을 통해 화소 전극(PI)과 연결된 드레인 전극(SD), 그리고 소스 및 드레인 전극의 사이에 위치한 액티브층으로 이루어진다.

박막 트랜지스터(Tr)를 모두 덮도록 제1 게이트 절연막(201)과 보호막(202) 등이 구성되면, 제2 제조 단층에는 화소 컨택홀(C2)을 통해 화소 전극(PI)이 연결되어 구성될 수 있다. 이어, 제2 제조 단층 상에는 각 화소 전극(PI)을 모두 덮도록 제2 게이트 절연막이나 버퍼 PAS(Buffer PAS, 204)가 구성된다.

이어, 화소 전극(PI)과는 다른 제조 단층인 제2 게이트 절연막이나 제1 버퍼 PAS(Buffer PAS, 204) 상에 복수의 구동 전극(120)이 구성될 수 있다. 복수의 구동 전극(120)은 화소 전극(PI)과는 다른 제조 단층이면 여느 단층에 형성되어도 무방하기 때문에 필요에 따라 제조 단층은 설계 변경 가능하다.

본 발명의 인 셀 터치 패널은 멀티 플레너(Multi Planar) 타입으로 다수의 제조 단층(Layer)를 형성하는바, 각각의 구동 전극(120) 상에는 제2 버퍼 PAS(203)가 추가로 구성된다. 이러한 제2 버퍼 PAS(203) 상에는 각각의 수신 전극(140)이 구성될 수 있다. 각각의 수신 전극(140)이 구성되면, 각각의 수신 전극(140)과 제2 버퍼 PAS(203) 모두 덮도록 제2 보호 층(205)이 구성된다. 수신 전극(140)은 도 5에 도시되지는 않지만 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명할 수 있다.

복수의 콘택 홀(CT1)은 제2 버퍼 PAS(203)와 제2 보호 층(205)을 관통하여 각각의 구동 전극(120)을 전기적으로 접촉되도록 구성된다. 이때, 각각의 콘택 홀(CT1)은 데이터 라인(DL)과 오버랩된 위치에 구성되고, 각각의 컨택 배선(RD)이 각각의 콘택 홀(CT1) 상에 구성되어, 서로 인접한 각각의 구동 전극(120)을 전기적으로 연결시킨다.

도 5를 참조해서, 인 셀 터치 패널의 제조 방법을 단계적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하부의 어레이 기판엔 몰리브덴(Mo)을 2,000 내지 3,000Å의 어느 한 두께로 증착 및 패터닝하여 게이트 라인(GL)과 게이트 라인(GL)으로부터 연장된 형태의 게이트 전극(GE)을 형성한다. 그리고 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate) 또는 MTO(Middle Temperature Oxide)를 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 증착하여 게이트 절연층을 구성한 다음, 저온 다결정 실리콘(LTPS: Low Temperature Poly Silicon)을 증착하여 반도체층을 형성한다.

이후, 포토리소그래피 및 건식 에칭 공정을 통해 반도체층을 패터닝하여 박막 트랜지스터(Tr)의 액티브층을 형성한다. 이때, 액티브층은 500 내지 1,500Å의 어느 한 두께로 형성된다. 이어, 알루미늄(Al) 또는 몰리브덴(Mo) 등을 2,000 내지 3,000Å의 어느 한 두께로 증착하고 패터닝하여 소스 및 드레인 전극을 형성한다.

제1 제조 단층에 박막 트랜지스터(Tr)가 구성되면 박막 트랜지스터(Tr)와 게이트 절연층을 모두 덮도록 SiO2 또는 SiNx 등의 절연 물질을 증착하여 제1 게이트 절연막을 구성한다, 아울러 포토 아크릴(photo acryl), TEOS 또는 MTO 등으로 보호막을 더 증착하면 제2 제조 단층에는 화소 컨택홀(C2)을 형성하고 화소 컨택홀(C2)을 통해 화소 전극(PI)이 연결되도록 화소 전극(PI)을 패터닝하여 구성한다. 화소 전극(PI)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 ITZO(indium tin zinc oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.

이어, 제2 제조 단층 상에는 각 화소 전극(PI)을 모두 덮도록 제2 게이트 절연막이나 버퍼 PAS(Buffer PAS, 204)가 추가로 구성된다.

다음으로, 화소 전극(PI)과는 다른 제조 단층인 제2 게이트 절연막이나 제1 버퍼 PAS(Buffer PAS, 204) 상에 복수의 구동 전극(120)을 구성한다. 각각의 구동 전극(120)은 ITO, IZO 또는 ITZO와 같은 투명 전도성 물질로 구성할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 구동 전극(120)들은 화소 전극(PI)과는 다른 제조 단층이면 여느 단층에 형성되어도 무방하기 때문에 필요에 따라 제조 단층은 설계 변경 가능하다.

이후, 각각의 구동 전극(120)과 제1 버퍼 PAS를 모두 덮도록 제2 버퍼 PAS(203)를 추가로 구성한 후에, 제2 버퍼 PAS(203) 상에는 각각의 수신 전극(140)을 패터닝하여 구성한다. 마찬가지로 각각의 수신 전극(140) 또한 ITO, IZO 또는 ITZO와 같은 투명 전도성 물질로 구성할 수 있다.

이렇게 각각의 수신 전극(140)이 구성되면, 각각의 수신 전극(140)과 제2 버퍼 PAS(203) 모두 덥도록 제2 보호 층(205)을 구성한다. 제2 보호 층(205)은 포토 아크릴(photo acryl), TEOS 또는 MTO 등으로 구성할 수 있다.

제2 보호 층(205)에는 제2 버퍼 PAS(203)까지 모두 관통하도록 하여 각각의 구동 전극(120)과 전기적으로 접촉되도록 복수의 콘택 홀(CT1)을 구성한다. 이때, 각각의 콘택 홀(CT1)은 데이터 라인(DL)과 오버랩된 위치에 구성된다,

이후, ITO, IZO 또는 ITZO 등을 패터닝하여 각각의 컨택 배선(RD)이 각각의 콘택 홀(CT1) 상에 구성되도록 함으로써, 각각의 컨택 배선(RD)을 통해 서로 인접한 각각의 구동 전극(120)을 전기적으로 연결시킨다.

이와 같이, 본 발명에서는 멀티 플레너 타입의 제조 기술 특징에 따라 각각의 콘택 홀(CT1)을 데이터 라인(DL)과 오버랩된 위치에 구성할 수 있다. 이에, 각 화소들의 개구율 감소를 최소화하고, 각 화소들의 시인성을 개선할 수 있게 된다.

특히, 멀티 플레너 타입으로 2단 이상의 제조 단층(Layer)을 형성하여, 콘택 홀과 콘택 배선이 게이트 및 데이터 라인과 화소 전극 등 주변 배선들의 영향을 받지 않도록 하면서도, 각각의 콘택 홀(CT)들이 데이터 라인(DL)과 오버랩되는 위치에 구성될 수 있도록 함으로써 각 화소들의 개구율 감소를 최소화할 수 있다.

도 6은 종래 기술과 본 발명 적용 기술에 따른 화소 개구율 비교 결과를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 각각의 콘택 홀(CT)이 데이터 라인(DL)과 오버랩되는 위치에 구성함으로써, 각각의 콘택 홀(CT)이 구성된 화소의 개구율이 종래 기술 대비 약 3.8% 이상 증가함을 알 수 있다. 즉, 종래 기술에 따른 콘택 홀(CT)이 구성된 화소의 개구율은 약 48.86%이지만, 개선된 이후에는 약 50,73% 이상의 개구율을 보여 약 3.8% 이상 증가함을 확인할 수 있다.

이렇게 본 발명에서는 각각의 콘택 홀(CT)이 구성된 화소의 총 개구율을 최소한 96.24% 이상 확보할 수 있는바, 표시 화질 저하를 방지할 수 있다.

도 7은 종래 기술과 본 발명 적용 기술에 따른 각 화소의 투과율 및 시인성 비교 결과를 결과를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 각각의 콘택 홀(CT)이 데이터 라인(DL)과 오버랩되는 위치에 구성함으로써, 각각의 콘택 홀(CT)이 구성된 화소의 개구율은 종래 기술 대비 약 3.8% 이상 증가함에 따라 그 투과율 또한 증가할 수 있다.

시뮬레이션 결과 종래 기술에 따른 콘택 홀(CT)이 구성된 화소와 인접 화소의 투과율 차이는 약 6.7%이지만, 개선된 이후에는 입전 화소와의 투과율 차이가 약 3,3% 수준으로 개선되었음을 확인할 수 있다.

이렇게 본 발명에서는 각각의 콘택 홀(CT)이 구성된 화소의 투과율을 인접 화소와 3.3% 범위 이내로 감소시킬 수 있으므로 그 시인성을 높여 표시 영상의 휘도를 방지할 수 있다.

상기에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시 예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시 예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

AP: 영상 표시부
NP: 영상 비표시부
120: 복수의 구동 전극
122: 제1 구동전극
140: 복수의 수신 전극
160: 터치구동 집적회로
190: 구동 집적회로

Claims (11)

1. 영상 표시부를 가로지르도록 제1 방향으로 평행하게 배치된 복수의 제1 전극;
   상기 복수의 제1 전극과 교차하는 제2 방향으로 상기의 영상 표시부를 가로지르도록 평행하게 배치되되 상기 각각의 제1 전극과 오버랩되지 않도록 상기 각각의 제1 전극에 의해 분리 구성된 복수의 제2 전극; 및
   서로 인접하면서도 동일한 방향으로 분리 구성된 상기 각각의 제2 전극을 전기적으로 서로 직렬 연결시키는 복수의 컨택 배선 및 컨택 홀; 을 포함하고,
   상기 각각의 컨택 홀은, 영상이 표시되는 각각의 화소 영역 중 데이터 라인의 상부 방향으로 상기 데이터 라인과 오버랩되는 위치에 각각 구성되어 상기 컨택 배선과 상기 각 제2 전극을 전기적으로 연결시키되,
   상기 컨택 홀이 상기 화소 영역의 화소 전극 형성 영역과 오버랩되는 면적 보다 상기 데이터 라인과 오버랩되는 면적이 더 넓으며,
   상기 각각의 컨택 홀은 상기 제2 전극, 상기 데이터 라인, 및 상기 화소 전극 형성 영역과 모두 오버랩되는 인 셀 터치 패널.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 각각의 컨택 배선은
   상기 각각의 제1 및 제2 전극과 다른 상부측의 제조 단층에 형성되어 상기 각각의 제1 전극 상부를 가로질러 상기 각 컨택 홀들을 통해 서로 인접한 상기 제2 전극을 각각 전기적으로 연결시키는 인 셀 터치 패널.
   
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5. 제 1 항에 있어서,
   상기 각각의 컨택 홀은
   영상이 표시되는 각각의 적색, 녹색, 청색의 화소 영역 중 청색의 적어도 한 화소 영역에 구성되며, 청색의 적어도 한 화소 영역에 위치하는 데이터 라인과 최대한 넓은 면적으로 오버랩되는 위치에 구성되되, 상기 청색 화소 영역의 화소 전극 형성 영역과는 최소한의 비율에 따른 면적만 오버랩되도록 구성되는 인 셀 터치 패널.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 전극이 터치 감지 신호를 출력하는 수신 전극으로 동작하면, 상기 제2 전극은 외부로부터의 터치 구동 신호를 공급받는 터치 구동 전극으로 동작하고,
   상기 제1 전극이 외부로부터의 터치 구동 신호를 공급받는 터치 구동 전극으로 동작하면, 상기 제2 전극은 터치 감지 신호를 출력하는 수신 전극으로 동작하는 인 셀 터치 패널.
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