KR20020040695A - LCD panel with image acquisition part and method of manufacturing same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A liquid crystal display panel having an image input part and a method of fabricating the liquid crystal display are provided to fabricate the image input part on a color filter substrate of the liquid crystal display panel. CONSTITUTION: A liquid crystal display panel includes a color filter substrate and an image input part. The color filter substrate is constructed in such a manner that a black matrix(142) is formed on a glass substrate(144) and a color filter(141) is formed on the black matrix. The image input part is formed on the color filter substrate. The image input part is configured of a photo-detector(60), a switching element(70) and a capacitor(80). The photo-detector includes the first gate electrode(61), the switching element includes the second gate electrode(71), and the capacitor includes electrodes(81,81'). The photo-detector and the switching element are formed in an area occupied by the black matrix. The capacitor is formed at a region other than the area occupied by the black matrix.

Description

이미지입력부를 갖는 액정표시 패널 및 그 제조방법 {LCD panel with image acquisition part and method of manufacturing same}Liquid crystal display panel having an image input unit and a method of manufacturing the same {LCD panel with image acquisition part and method of manufacturing same}

본 발명은 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 액정표시 패널의 컬러필터 기판에 직접 이미지입력부를 형성하여 액정에 의한 정보 표시와 지문 등의 이미지 입력을 동시에 수행하는 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display panel having an image input unit. More specifically, the present invention relates to an apparatus for forming an image input unit directly on a color filter substrate of a liquid crystal display panel and simultaneously performing image input such as information display by a liquid crystal and image input such as a fingerprint and a manufacturing method thereof.

당업자에게 주지되어 있듯이, 액정표시 패널은 다수의 단위셀로 구성되어 하부 광원(backlight)에서 입사된 빛과 데이터 구동부로부터 입력된 각 셀의 신호에 따라 셀에 투과되는 광량을 제어하여 정보영상을 표시하는 소자이다. 또한, 당업자에게 주지되어 있듯이, 이미지입력 패널은 투명기판에 광감지부(light sensing part)와 스위칭부(switching part) 및 커패시터부(storage capacitor)로 구성되는 단위셀이 종횡으로 배열되어, 표면에 접촉된 물체(지문, 문자, 그림 등 패턴이 형성되어 있는 물체)에 광을 조사하여 그 반사된 광을 각 셀마다 광감지부로 감지하여 저장하는 원리로 이미지를 입력하는 소자로서, 대표적으로는 TFT센서 등이 있다.As is well known to those skilled in the art, the liquid crystal display panel is composed of a plurality of unit cells to display the information image by controlling the amount of light transmitted through the cell according to the light incident from the lower light source and the signal of each cell input from the data driver. It is an element to make. In addition, as is well known to those skilled in the art, the image input panel has a unit cell composed of a light sensing part, a switching part, and a storage capacitor on a transparent substrate, arranged vertically and horizontally on a surface thereof. A device that inputs an image on the principle of irradiating light to a contact object (an object having a pattern such as a fingerprint, a character, a picture, etc.), and detecting and storing the reflected light for each cell with a light sensing unit. Sensor and the like.

종래에 액정표시 패널과 이미지입력 패널을 층상으로 중첩하여 액정표시 패널에 의한 정보의 표시와 이미지입력 패널에 의한 이미지의 입력을 겸할 수 있는 장치가 연구되어 왔다(출원인의 선출원 제10-2001-0031067호 참조). 두 가지 소자 모두 하부광원을 사용한다는 점에서 이 장치는 공통 하부광원을 사용할 수 있고, 이미지입력 패널이 투명하기 때문에 위에서부터 이미지입력 패널 - 액정표시 패널 - 하부광원의 순서로 중첩될 수 있으므로 점유공간 활용 및 부품점수 축소 측면에서 효과적인 장치라 할 수 있다. 도1에 종래의 액정표시겸 이미지입력 패널의 구성을 소개하였다. 이미지입력 패널(20), 액정표시 패널(10), 하부광원(30)의 순으로 중첩되어 있는 장치가 도시되어 있다.Background Art [0002] In the past, a device has been studied in which a liquid crystal display panel and an image input panel are superimposed on a layer to serve as both a display of information by a liquid crystal display panel and an input of an image by an image input panel (Application No. 10-2001-0031067). Reference). Since both devices use a lower light source, the device can use a common lower light source. Since the image input panel is transparent, the device can overlap from the top of the image input panel-liquid crystal display panel-lower light source. It is an effective device in terms of utilization and reduction of parts score. 1, a configuration of a conventional liquid crystal display and an image input panel is introduced. The device overlapping the image input panel 20, the liquid crystal display panel 10, and the lower light source 30 is illustrated.

도2a는 일반적인 액정표시 패널의 구성을 나타낸다. 하부로부터 TFT어레이 기판(11), 액정판(12), 컬러필터 기판(13)이 층상으로 배열되어 있음을 알 수 있다. 컬러필터 기판(13)은 R, G, B 셀이 순차적으로 배열된 것(15)이 종횡으로 배열된 구조로 되어 있고, 각 셀 간의 경계부분은 불투명하게 처리되어 하부로부터 빛이 투과하거나 상부로부터 빛이 입사하는 것을 막아서 표시영상의 해상도를 향상시키는 역할을 한다. 이 불투명부분을 블랙매트릭스라고 한다. 컬러필터 기판(13)의 구조는 도2b에 나타내었다. 도2b는 컬러필터 기판의 단위셀(14)의 단면구성도로서, 유리기판(144)에 컬러필터층(141)이 형성되어 있는데, 각 셀의 경계가 되는 블랙매트릭스층(142)이 유리기판(144)에 먼저 형성된 다음에 컬러필터층(141)이 형성된다. 컬러필터층(141)의 표면에는 전극(143)이 위치하고 있다.2A shows the configuration of a general liquid crystal display panel. It can be seen from the bottom that the TFT array substrate 11, the liquid crystal plate 12, and the color filter substrate 13 are arranged in a layered manner. The color filter substrate 13 has a structure in which R, G, and B cells are sequentially arranged 15 in a vertically and horizontally arranged manner, and boundary portions between the cells are opaquely processed so that light can be transmitted from the bottom or from the top. It prevents light from entering and improves the resolution of the display image. This opacity is called the black matrix. The structure of the color filter substrate 13 is shown in Fig. 2B. FIG. 2B is a cross-sectional view of the unit cell 14 of the color filter substrate. The color filter layer 141 is formed on the glass substrate 144. The black matrix layer 142, which is a boundary of each cell, is formed of a glass substrate ( First, the color filter layer 141 is formed on the 144. The electrode 143 is positioned on the surface of the color filter layer 141.

한편 이미지입력 패널은 도3과 같이 구성된다. 도3은 박막트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 이미지입력 패널의 단위셀의 종단면도. 이는 a-Si:H의 감광성을 이용한 접촉식 이미지센서의 일종인데, 비교적 얇은 구조로써 높은 감광성을 얻을 수 있다. 도3을 볼 때, 이미지입력 패널(110)은 투명기판(111)에 광감지부(112)와 스위칭부(113)가 횡으로 배열되며, 투명기판(111) 아래에는 하부광원 L이 위를 향해 발광하여 이미지입력 패널(110)을 통과하고 있다. 광감지부(112)의 소스전극(112-S)과 스위칭부(113)의 드레인전극(113-D)은 제1전극(114)을 통해 전기적으로 연결되고, 광감지부(112)의 게이트전극(112-G)에는 제2전극(115)이 연결되어 있다. 상기 구성에서, 광감지부(112)의 드레인전극(112-D)과 소스전극(112-S) 사이에는 아모퍼스실리콘(a-Si:H) 등의 감광층(112-P)이 형성되어 있어, 이 감광층(112-P)으로 소정 광량 이상의 빛이 입사되면 드레인전극(112-D)과 소스전극(112-S)이 전기적으로 도통된다. 이에 따라, 이미지입력을 위해 물체(도2b에서는 지문으로 예시함)를 이미지입력 패널(110)에 대면 투명기판(111) 하부의 백라이트로부터 발생된 빛(L)이 지문패턴에 따라 반사되어 광감지부(112)의 감광층(112-P)에 수광됨으로써, 광감지부(112)가 도통된다. 스위칭부(113)는 게이트단자(113-G)에 인가되는 게이트 제어신호에 의해 지문을 스캐닝하도록 설정되어 매 프레임마다 스위칭되므로써, 배열된 각 광감지부(112)별로 이미지입력 패널(110)에 입력되는 지문영상을 스캔하여 프레임으로서 형성토록 한다. 따라서, 스위칭부(113)에는 외부광이 입사되지 못하도록 드레인전극(113-D)에서 소스전극(112-S)까지의 상부에 광차폐층(113-sh)이 덮여 있다.On the other hand, the image input panel is configured as shown in FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a unit cell of an image input panel using a thin film transistor (TFT). This is a kind of contact image sensor using a-Si: H photosensitivity, which has a relatively thin structure and thus high photosensitivity. 3, in the image input panel 110, the light sensing unit 112 and the switching unit 113 are horizontally arranged on the transparent substrate 111, and the lower light source L is positioned below the transparent substrate 111. The light is emitted toward the light passing through the image input panel 110. The source electrode 112 -S of the light sensing unit 112 and the drain electrode 113 -D of the switching unit 113 are electrically connected to each other through the first electrode 114, and the gate of the light sensing unit 112 is connected. The second electrode 115 is connected to the electrode 112 -G. In the above configuration, a photosensitive layer 112 -P such as amorphous silicon (a-Si: H) is formed between the drain electrode 112 -D and the source electrode 112 -S of the light sensing unit 112. Therefore, when light of a predetermined amount or more is incident on the photosensitive layer 112-P, the drain electrode 112-D and the source electrode 112-S are electrically conductive. Accordingly, when an object (illustrated as a fingerprint in FIG. 2B) is input to the image input panel 110 for the image input, the light L generated from the backlight under the transparent substrate 111 is reflected according to the fingerprint pattern to detect the light. By receiving light into the photosensitive layer 112-P of the part 112, the photosensitive part 112 becomes conductive. The switching unit 113 is set to scan a fingerprint by a gate control signal applied to the gate terminal 113 -G and is switched every frame, so that each of the arranged photodetectors 112 is provided to the image input panel 110. The input fingerprint image is scanned and formed as a frame. Accordingly, the light shielding layer 113-sh is covered with the switching unit 113 on the drain electrode 113 -D to the source electrode 112-S to prevent external light from entering.

도2a 및 도3과 같이 구성되는 액정표시 패널과 이미지입력 패널을 도1과 같이 중첩하여 하부광원을 공통으로 하는 액정표시겸 이미지입력 패널을 구현할 수 있다. 다시 도1로 돌아가서 보면, 하부광원(30)으로부터 조사된 빛은 액정표시 패널(10)의 표시영상을 통해 투과하고 투과된 빛은 액정표시 패널(10)의 상부에 위치한 이미지입력 패널(20)을 투과하여 이미지입력 패널(20)의 표면에 위치한 물체(피사체)에서 반사된다. 반사된 빛은 이미지입력 패널(20)의 각 셀에 있는 광감지부에 의해 감지되어 광전류로 변환되고, 스토리지 커패시터부에 전하의 형태로 저장된 후 스위칭부에 의해 외부 제어신호에 따라 순차적으로 출력된다. 한편, 액정표시 패널(10)의 각 셀들은 표시데이터 구동부와 게이트 구동부(도시 안됨)에 의해 구동되어 정보를 영상으로서 표시하는데, 이용자는 이 액정표시를 투명의 이미지입력 패널(20)을 통하여 볼 수 있게 된다.A liquid crystal display and an image input panel having a common lower light source may be implemented by overlapping the liquid crystal display panel and the image input panel configured as shown in FIGS. 2A and 3 as shown in FIG. 1. 1, the light irradiated from the lower light source 30 is transmitted through the display image of the liquid crystal display panel 10 and the transmitted light is an image input panel 20 positioned above the liquid crystal display panel 10. The light is reflected by an object (subject) located on the surface of the image input panel 20. The reflected light is sensed by the photodetector in each cell of the image input panel 20 and converted into photocurrent, stored in the form of charge in the storage capacitor, and sequentially output according to an external control signal by the switching unit. . On the other hand, each cell of the liquid crystal display panel 10 is driven by a display data driver and a gate driver (not shown) to display information as an image, which the user views through the transparent image input panel 20. It becomes possible.

그러나, 도1의 액정표시겸 이미지입력 패널에서는 양자의 중첩에 따른 이익과 더불어 다음과 같은 문제점도 존재한다.However, in the liquid crystal display and the image input panel of FIG. 1, the following problems exist in addition to the benefits of the overlap of the two.

첫째, 액정표시 패널을 통해 이미지입력 패널에 도달한 광량은 이후 이미지입력 패널의 기판을 통과하면서 감쇠되어 피사체에 조사되기 때문에 이미지입력의 효율이 저하된다. 감쇠되는 광량을 보상하기 위해서는 하부 광원의 광도를 높여야 하는데 이는 전력소모의 증가를 초래한다.First, since the amount of light reaching the image input panel through the liquid crystal display panel is attenuated while passing through the substrate of the image input panel and irradiated to the subject, the efficiency of image input is reduced. To compensate for the amount of light attenuated, the brightness of the lower light source must be increased, which leads to an increase in power consumption.

둘째, 이미지입력 패널에는 광차폐층이 존재하기 때문에, 피사체에 조사되는 빛이 전 영역에 걸쳐서 균일하게 조사되지 않는다. 따라서 이미지입력 패널을 통해 센싱한 이미지의 품질이 저하된다.Second, since the light shielding layer is present in the image input panel, the light irradiated to the subject is not uniformly radiated over the entire area. Therefore, the quality of the image sensed through the image input panel is degraded.

세째, 액정표시 패널과 이미지입력 패널을 별도로 제작하여 중첩시키고 있기 때문에 액정표시 패널과 이미지입력 패널의 개구부(빛이 통과하는 영역) 위치가 서로 일치하지 않는다. 따라서 액정표시 패널을 통해 표시되는 영상의 화질이 저하된다. 물론, 이미지입력 패널에서의 이미지입력 품질도 저하된다.Third, since the liquid crystal display panel and the image input panel are separately manufactured and overlapped, the positions of the openings (regions through which light passes) of the liquid crystal display panel and the image input panel do not coincide with each other. Therefore, the image quality of the image displayed through the liquid crystal display panel is degraded. Of course, the image input quality in the image input panel is also degraded.

네째, 이미지입력 패널의 광투과율을 개선시키기 위해서 광감지부 트랜지스터의 소스ㆍ드레인 전극을 ITO와 같은 투명 전도성 산화물로 대체할 수는 있으나, 이러한 산화물 전극은 금속 전극보다 전도성이 낮기 때문에 이미지입력 패널 자체의 특성을 저하시키게 된다.Fourth, in order to improve the light transmittance of the image input panel, the source / drain electrodes of the photodetector transistor may be replaced with a transparent conductive oxide such as ITO. However, since the oxide electrode is less conductive than the metal electrode, the image input panel itself Will degrade the characteristics.

다섯째, 액정표시 패널과 이미지입력 패널을 별도로 제작하여 중첩 조립하기 때문에 제조원가 상승, 조립시의 물리적 충격에 의한 소자 훼손 등의 문제가 발생한다.Fifth, since a liquid crystal display panel and an image input panel are separately manufactured and superimposed and assembled, problems such as an increase in manufacturing cost and element damage due to physical impact during assembly occur.

본 발명은 상기 문제점들을 해소하기 위해서 액정표시 패널에 별도의 이미지입력 패널을 중첩시키지 않고 액정표시 패널의 컬러필터 기판에 이미지입력부가 형성된(fabrication) 구조의, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널 및 그 제조방법을 제시함을 목적으로 한다.The present invention provides a liquid crystal display panel having an image input unit having a structure having an image input unit formed on a color filter substrate of a liquid crystal display panel without superimposing a separate image input panel on the liquid crystal display panel in order to solve the problems. The purpose is to present a method.

도1은 종래의 액정표시겸 이미지입력 패널의 개략도.1 is a schematic diagram of a conventional liquid crystal display and image input panel.

도2a는 종래의 액정표시 패널의 구성도.2A is a block diagram of a conventional liquid crystal display panel.

도2b는 액정표시 패널에 적용되는 컬러필터 기판 단위셀의 종단면도.2B is a longitudinal sectional view of a color filter substrate unit cell applied to a liquid crystal display panel.

도3은 종래의 이미지입력 패널의 단위셀 구성도.3 is a unit cell configuration diagram of a conventional image input panel.

도4는 본 발명의 개요를 나타내는 개념도.4 is a conceptual diagram showing the outline of the present invention;

도5는 도2a의 이미지입력부를 다시 표현한 단위셀 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view of a unit cell re-expressing the image input unit of FIG. 2A;

도6은 본 발명의 일실시예의 구성도.Figure 6 is a block diagram of one embodiment of the present invention.

도7은 본 발명의 다른 실시예의 구성도.7 is a block diagram of another embodiment of the present invention.

도8은 본 발명에 따른 액정표시 패널의 구동부를 포함한 전체 회로구성도.8 is an overall circuit diagram including a drive unit of the liquid crystal display panel according to the present invention.

<도면부호의 설명><Description of Drawing>

액정표시 패널(10), TFT어레이 기판(11), 액정판(12), 컬러필터 기판(13), 컬러필터 기판의 단위셀(14), RGB 셀(15), 이미지입력 패널(20), 하부광원(30), 블랙매트릭스층(41), 광감지부(42), 스위칭부(43), 커패시터부(44), 유리기판(50), 광감지부(60), 제1게이트(61), 제1소스/드레인전극(62), 스위칭부(70), 제2게이트(71), 제2소스/드레인전극(72), 광차폐층(73), 커패시터부(80), 전극(81,81'), 감광층(63, 73), 절연층(64,74,82), 표면보호층(51), 표시데이터 구동부(91), 액정표시 게이트구동부(92), 이미지입력부 게이트구동부(93), 출력신호 처리부(94), 이미지입력 패널(110), 투명기판(111), 광감지부(112), 게이트전극(112-G), 드레인전극(112-D), 소스전극(112-S), 감광층(112-P), 스위칭부(113), 게이트단자(113-G), 드레인전극(113-D), 소스전극(113-S), 제1전극(114), 제2전극(115), 광차폐층(113-sh), 컬러필터층(141), 블랙매트릭스층(142), 전극(143), 유리기판(144)Liquid crystal display panel 10, TFT array substrate 11, liquid crystal plate 12, color filter substrate 13, unit cell 14 of color filter substrate, RGB cell 15, image input panel 20, Lower light source 30, black matrix layer 41, light sensing unit 42, switching unit 43, capacitor unit 44, glass substrate 50, light sensing unit 60, first gate 61 ), The first source / drain electrode 62, the switching unit 70, the second gate 71, the second source / drain electrode 72, the light shielding layer 73, the capacitor unit 80, and the electrode ( 81, 81 '), photosensitive layers 63, 73, insulating layers 64, 74, 82, surface protection layer 51, display data driver 91, liquid crystal display gate driver 92, image input part gate driver (93), the output signal processor 94, the image input panel 110, the transparent substrate 111, the light sensing unit 112, the gate electrode 112-G, the drain electrode 112-D, the source electrode ( 112-S), photosensitive layer 112-P, switching unit 113, gate terminal 113-G, drain electrode 113-D, source electrode 113-S, first electrode 114, Second electrode 115, light shielding layer 113-sh, color filter layer 141 ), Black matrix layer 142, electrode 143, glass substrate 144

본 발명의 기본적 개념은 도4에 나타낸 것과 같다. 즉, 액정표시 패널을 이루는 컬러필터 기판(13)에 이미지입력부를 형성하는 것이다. 구체적으로는 도4에서와 같이 블랙매트릭스층(41)이 위치하고 있는 영역 내에는 이미지입력부의 광감지부(42)와 스위칭부(43)를 형성하고, 블랙매트릭스층(41)이 위치하고 있는 영역 밖에는 커패시터부(44)를 형성한다. 액정표시 패널에 블랙매트릭스층이 반드시 존재해야 하기 때문에, 이왕에 존재하는 블랙매트릭스층에 가리도록 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부를 형성한다는 것이 본 발명의 기본적인 출발점인 것이다.The basic concept of the present invention is as shown in FIG. That is, the image input unit is formed on the color filter substrate 13 constituting the liquid crystal display panel. Specifically, as shown in FIG. 4, the light sensing unit 42 and the switching unit 43 are formed in the area where the black matrix layer 41 is positioned, and outside the area where the black matrix layer 41 is located. The capacitor portion 44 is formed. Since the black matrix layer must be present in the liquid crystal display panel, it is a basic starting point of the present invention to form the light sensing unit and the switching unit of the image input unit so as to cover the black matrix layer.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 유리기판 위에 형성된 블랙매트릭스층과 그 위에 형성된 컬러필터층을 갖는 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시 패널과; 이 액정표시 패널의 컬러필터 기판의 표면에 형성되는, 광감지부와 스위칭부와 커패시터부로 구성되는 이미지입력부를 포함하는 장치를 제시한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal display panel comprising a color filter substrate having a black matrix layer formed on a glass substrate and a color filter layer formed thereon; An apparatus including an optical sensing unit, an image input unit consisting of a switching unit and a capacitor unit is formed on a surface of a color filter substrate of a liquid crystal display panel.

종래기술 항목에서 설명한 것을 근거로 볼 때, 상기 이미지입력부의 광감지부는 제1소스, 제1드레인, 제1게이트 전극으로 구성되며, 스위칭부는 제2소스, 제2드레인, 제2게이트 전극으로 구성된다. 본 발명에 따른 영상표시 패널에서는, 상기 액정표시 패널의 컬러필터 기판 표면에 광감지부와 스위칭부가 형성되되, 이들은 상기 컬러필터 기판에 포함된 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 내에 위치하도록 형성된다. 또한, 이미지입력부의 커패시터부는 상기 컬러필터 기판에 포함된 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 외에 형성되되, 커패시터부는 투명전극을 갖는다.Based on the description in the related art, the light sensing unit of the image input unit includes a first source, a first drain, and a first gate electrode, and the switching unit includes a second source, a second drain, and a second gate electrode. do. In the image display panel according to the present invention, the light sensing unit and the switching unit are formed on the surface of the color filter substrate of the liquid crystal display panel, and they are formed to be located in an area occupied by the black matrix layer included in the color filter substrate. In addition, the capacitor portion of the image input portion is formed outside the area occupied by the black matrix layer included in the color filter substrate, the capacitor portion has a transparent electrode.

상기 이미지입력부의 형성 위치는 변형될 수 있다. 첫째 위치는 상기 액정표시 패널의 컬러필터 기판의 유리기판의 표면 중 블랙매트릭스층이 접하는 반대면에 형성되는 것이고, 둘째 위치는 상기 액정표시 패널의 컬러필터 기판의 유리기판의표면 중 블랙매트릭스층이 접하는 면에 형성되는 것이다.The position at which the image input unit is formed may be modified. The first position is formed on the opposite surface of the glass substrate of the color filter substrate of the liquid crystal display panel to be in contact with the black matrix layer, and the second position is the black matrix layer of the surface of the glass substrate of the color filter substrate of the liquid crystal display panel. It is formed on the contact surface.

전자의 경우에는 상기 스위칭부에는 광차폐층이 추가로 포함되고, 후자의 경우에는 상기 광감지부의 제1게이트전극이 투명하게 형성된다.In the former case, the switching unit further includes a light shielding layer, and in the latter case, the first gate electrode of the light sensing unit is formed to be transparent.

한편, 본 발명에 따른 상기 액정표시 패널 제조방법은, 상기 컬러필터 기판의 유리기판 표면에 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 형성하는 단계; 상기 유리기판의 표면 중 상기 블랙매트릭스층이 접하는 반대면에 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부 및 커패시터부를 형성하되, 상기 감광지부와 스위칭부는 상기 컬러필터 기판에 포함된 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 내에 형성되고, 상기 커패시터부는 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 외에 형성되며 커패시터부의 전극은 투명하게 형성되는 단계를 포함하여 구성된다.On the other hand, the liquid crystal display panel manufacturing method according to the present invention, forming a black matrix layer and a color filter layer on the surface of the glass substrate of the color filter substrate; The light sensing unit, the switching unit, and the capacitor unit of the image input unit are formed on the opposite surface of the glass substrate in contact with the black matrix layer, wherein the photosensitive unit and the switching unit occupy the black matrix layer included in the color filter substrate. It is formed in the region, wherein the capacitor portion is formed in addition to the area occupied by the black matrix layer and the electrode of the capacitor portion is configured to comprise a transparent.

상기 제조방법은 그 순서를 변경하여 다음과 같은 단계에 의해서도 구성할 수 있다. 즉, 상기 유리기판의 표면에 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부 및 커패시터부를 형성하는 단계와, 상기 유리기판의 표면 중 상기 이미지입력부가 형성된 반대면에 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 형성하되, 상기 이미지입력부의 적어도 광감지부와 스위칭부가 블랙매트릭스층에 의해 덮이도록 형성하며, 상기 커패시터부의 전극은 투명하게 형성하는 단계로 구성될 수 있다.The manufacturing method can also be configured by changing the order as follows. That is, forming a light sensing unit, a switching unit and a capacitor unit of the image input unit on the surface of the glass substrate, and forming a black matrix layer and a color filter layer on the opposite side of the surface of the glass substrate formed with the image input unit, At least the light sensing unit and the switching unit of the image input unit may be formed to be covered by a black matrix layer, and the electrode of the capacitor unit may be transparently formed.

본 발명에 따른 액정표시 패널 제조방법의 다른 측면에 따르면, 유리기판의 표면에 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부 및 커패시터부를 형성하되, 상기 광감지부의 제1게이트와 상기 커패시터부의 전극을 투명하게 형성하는 단계; 상기 광감지부, 스위칭부, 커패시터부의 표면에 절연층을 형성한 후 블랙매트릭스층 및컬러필터층을 형성하되, 블랙매트릭스층이 적어도 상기 광감지부와 스위칭부를 모두 덮도록 형성되는 단계를 포함하여 구성된다.According to another aspect of the method of manufacturing a liquid crystal display panel according to the present invention, a light sensing unit, a switching unit and a capacitor unit of the image input unit are formed on a surface of a glass substrate, and the first gate of the light sensing unit and the electrode of the capacitor unit are transparent. Forming to make; And forming a black matrix layer and a color filter layer after forming an insulating layer on the surface of the light sensing unit, the switching unit, and the capacitor unit, wherein the black matrix layer is formed to cover at least both the light sensing unit and the switching unit. do.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 도5는 이해의 편의를 위해 도2a에 나타내었던 이미지입력부의 단위셀을 다르게 표현한 것이다. 유리기판(50) 위에 광감지부(60)와 스위칭부(70)와 커패시터부(80)가 형성되어 있다. 종래기술 항목에서 설명한 것과 같이, 광감지부(60)는 제1게이트(61)와 제1소스/드레인전극(62)을 갖고, 스위칭부(70)는 제2게이트(71)와 제2소스/드레인전극(72)을 갖는다. 스위칭부(70)에는 광차폐층(73)이 형성되어 있어서, 외부로부터 광이 입사되지 못하도록 한다. 커패시터부(80)는 두 개의 전극(81, 81')을 갖는다. 도5에서 다른 부호, "63"과 "73"은 a-Si:H 등의 감광층을 나타내고, "64", "74", "82"는 절연층을 나타내고, "51"은 표면보호층을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 5 is a different representation of a unit cell of the image input unit shown in FIG. 2A for convenience of understanding. The light sensing unit 60, the switching unit 70, and the capacitor unit 80 are formed on the glass substrate 50. As described in the related art item, the light sensing unit 60 has a first gate 61 and a first source / drain electrode 62, and the switching unit 70 has a second gate 71 and a second source. A drain electrode 72; The light shielding layer 73 is formed in the switching unit 70 to prevent light from being incident from the outside. The capacitor portion 80 has two electrodes 81 and 81 '. 5, "63" and "73" represent photosensitive layers such as a-Si: H, "64", "74", and "82" represent insulating layers, and "51" represents a surface protective layer. Indicates.

도6은 본 발명의 제1실시예로서, 도5와 같이 구성되는 이미지입력부가 액정표시 패널의 컬러필터 기판에 어떻게 형성되는지를 나타내고 있다. 다시 반복하면, 액정표시 패널은, 유리기판(144) 위에 형성된 블랙매트릭스층(142)과 그 위에 형성된 컬러필터층(141)을 갖는 컬러필터 기판을 포함하고 있다.FIG. 6 shows how an image input unit formed as shown in FIG. 5 is formed on a color filter substrate of a liquid crystal display panel as a first embodiment of the present invention. Repeatedly, the liquid crystal display panel includes a color filter substrate having a black matrix layer 142 formed on the glass substrate 144 and a color filter layer 141 formed thereon.

도6에서는 이미지입력부가 액정표시 패널의 컬러필터 기판의 유리기판(144)의 표면 중 블랙매트릭스층(142)이 접하는 반대면에 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 컬러필터 기판의 유리기판(144)으로부터 광감지부(60)와 스위칭부(70)와 커패시터부(80)가 형성되는 것이다. 도6의 경우에는, 컬러필터(141)가 형성된 면의 반대쪽에 이미지입력부가 형성되므로, 컬러필터 형성 공정 또는 이미지입력 형성 공정 중 어느 하나가 완료된 다음에 다른 공정이 이루어져야 한다. 유리기판(144) 상에 반도체 소자를 형성하는 공정은 포토리소그래피 또는 이에 상당한 공지의 방식에 의해 당업자가 용이하게 실시할 수 있다.In FIG. 6, it can be seen that the image input unit is formed on the opposite side of the black matrix layer 142 on the surface of the glass substrate 144 of the color filter substrate of the liquid crystal display panel. That is, the light sensing unit 60, the switching unit 70, and the capacitor unit 80 are formed from the glass substrate 144 of the color filter substrate. In the case of FIG. 6, since the image input unit is formed on the opposite side of the surface on which the color filter 141 is formed, another process must be performed after any one of the color filter forming process or the image input forming process is completed. The process of forming the semiconductor element on the glass substrate 144 can be easily carried out by those skilled in the art by photolithography or a known method equivalent thereto.

도6의 액정표시 패널을 제조하는 방법은 상기 컬러필터 기판의 유리기판(144) 표면에 블랙매트릭스층(142) 및 컬러필터층(141)을 형성하는 단계와; 상기 유리기판(144)의 표면 중 상기 블랙매트릭스층(142)이 접하는 반대면에 상기 이미지입력부의 광감지부(60)와 스위칭부(70) 및 커패시터부(80)를 형성하되, 상기 광감지부(60)와 스위칭부(70)는 상기 컬러필터 기판에 포함된 블랙매트릭스층(142)이 점유하는 영역 내에 형성되고, 상기 커패시터부(80)는 상기 블랙매트릭스층(142)이 점유하는 영역 외에 형성되며 커패시터부(80)의 전극(81, 81')은 투명하게 형성되는 단계로 구성된다.The method of manufacturing the liquid crystal display panel of FIG. 6 includes forming a black matrix layer 142 and a color filter layer 141 on a surface of the glass substrate 144 of the color filter substrate; The light sensing unit 60, the switching unit 70, and the capacitor unit 80 of the image input unit are formed on the opposite surface of the glass substrate 144 that the black matrix layer 142 is in contact with. The unit 60 and the switching unit 70 are formed in a region occupied by the black matrix layer 142 included in the color filter substrate, and the capacitor unit 80 occupies the region occupied by the black matrix layer 142. In addition, the electrodes 81 and 81 'of the capacitor unit 80 are formed to be transparent.

또한, 도6의 액정표시 패널의 제조에 있어서는 유리기판(144)을 시작으로 하여 이미지입력부를 먼저 형성하든 컬러필터 기판을 먼저 형성하든 관계없으므로, 다음과 같은 방법에 의해서도 제조가 가능하다. [유리기판(144)의 표면에 이미지입력부의 광감지부(60)와 스위칭부(70) 및 커패시터부(80)를 형성하는 단계; 상기 유리기판(144)의 표면 중 상기 이미지입력부가 형성된 반대면에 블랙매트릭스층(142) 및 컬러필터층(141)을 형성하되, 상기 이미지입력부의 적어도 광감지부(60)와 스위칭부(70)가 블랙매트릭스층(142)에 의해 덮이도록 형성하며, 상기 커패시터부(80)의 전극(81, 81')은 투명하게 형성하는 단계]In the manufacturing of the liquid crystal display panel of FIG. 6, regardless of whether the image input unit is formed first or the color filter substrate is formed first, starting with the glass substrate 144, the manufacturing may be performed by the following method. Forming a light sensing unit 60, a switching unit 70, and a capacitor unit 80 on the surface of the glass substrate 144; The black matrix layer 142 and the color filter layer 141 are formed on the opposite surface of the glass substrate 144 on which the image input unit is formed, and at least the light sensing unit 60 and the switching unit 70 of the image input unit are formed. Is formed so as to be covered by the black matrix layer 142, and the electrodes 81 and 81 'of the capacitor unit 80 are transparent.

한편, 액정표시 패널의 컬러필터 기판의 유리기판(144)의 표면에 이미지입력부를 형성하는데 있어서, 도7에서와 같이, 이미지입력부를 블랙매트릭스층(142)이 접하는 면에 형성할 수도 있다. 즉, 도7의 제2실시예는 유리기판(144)에 블랙매트릭스층(142)을 형성하기 전에 이미지입력부를 먼저 형성하는 경우이다.Meanwhile, in forming the image input unit on the surface of the glass substrate 144 of the color filter substrate of the liquid crystal display panel, the image input unit may be formed on the surface where the black matrix layer 142 is in contact with each other, as shown in FIG. That is, the second embodiment of FIG. 7 is a case where the image input unit is first formed before the black matrix layer 142 is formed on the glass substrate 144.

이미지입력부의 대체적인 구성은 도6의 경우와 동일하지만, 다른 점으로는 도7에서 보듯이 제1게이트와 제2게이트가 유리기판(144)을 통해 외부와 접하게 되므로 광감지부(60)에는 외부로부터 광이 입사되도록 해야 할 필요가 있다. 따라서, 도7의 경우에 광감지부(60)의 제1게이트(61)는 투명전극으로 구성을 해야 한다. 또한, 도6의 경우에는 스위칭부(70)에 외부광이 입사되지 못하도록 광차폐층(73)을 설치하였지만, 도7의 경우에는 제2게이트(71)를 불투명 전극으로 사용함으로써 광차폐층(73)을 생략할 수 있는 부대적 잇점도 있다.An alternative configuration of the image input unit is the same as that of FIG. 6, but in other respects, since the first gate and the second gate come into contact with the outside through the glass substrate 144, as shown in FIG. It is necessary to make light enter from the outside. Therefore, in the case of FIG. 7, the first gate 61 of the light sensing unit 60 should be configured as a transparent electrode. In addition, in FIG. 6, the light shielding layer 73 is provided to prevent external light from entering the switching unit 70. In FIG. 7, the light shielding layer is formed by using the second gate 71 as an opaque electrode. There are also side benefits that can be omitted.

도7의 실시예에 따른 액정표시 패널의 제조공정 역시 당업자에게 자명한 기술에 의해 이루어질 수 있다. 다만, 도6의 경우와는 달리 유리기판(144)으로부터 이미지입력부 형성, 컬러필터 형성 공정이 순차적으로 일방향으로 진행될 수 있으므로 제조공정의 효율 및 생산성이 증대될 것이다. 반면에 도6의 경우에는 유리기판(144)으로부터 이미지입력부의 형성과 컬러필터의 형성이 반대방향으로 이루어져야 한다.The manufacturing process of the liquid crystal display panel according to the exemplary embodiment of FIG. 7 may also be made by techniques apparent to those skilled in the art. However, unlike the case of FIG. 6, since the image input unit formation and the color filter forming process may be sequentially performed in one direction from the glass substrate 144, the efficiency and productivity of the manufacturing process will be increased. On the other hand, in FIG. 6, the image input unit and the color filter should be formed in the opposite direction from the glass substrate 144.

도7의 실시예에 따른 액정표시 패널을 제조하는 방법은 유리기판(144)의 표면에 상기 이미지입력부의 광감지부(60)와 스위칭부(70) 및 커패시터부(80)를 형성하되, 상기 광감지부(60)의 제1게이트(61)와 상기 커패시터부(80)의 전극(81, 81')을 투명하게 형성하는 단계와, 상기 광감지부(60), 스위칭부(70), 커패시터부(80)의 표면에 절연층(83)을 형성한 후 블랙매트릭스층(142) 및 컬러필터층(141)을 형성하되, 블랙매트릭스층(142)이 적어도 상기 광감지부(60)와 스위칭부(70)를 모두 덮도록 형성되는 단계로 구성된다. 스위칭부(70)의 제2게이트(71)은 외부광을 차단하기 위하여 통상의 경우와 마찬가지로 불투명하게 형성된다.In the method of manufacturing the liquid crystal display panel according to the embodiment of FIG. 7, the light sensing unit 60, the switching unit 70, and the capacitor unit 80 are formed on the surface of the glass substrate 144. Transparently forming the first gate 61 of the light sensing unit 60 and the electrodes 81 and 81 'of the capacitor unit 80, the light sensing unit 60, the switching unit 70, After the insulating layer 83 is formed on the surface of the capacitor unit 80, a black matrix layer 142 and a color filter layer 141 are formed, and the black matrix layer 142 is at least switched with the light sensing unit 60. It is configured to cover all the parts 70. In order to block external light, the second gate 71 of the switching unit 70 is opaquely formed as in the normal case.

도8은 본 발명에 따른 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널의 구동부를 포함한 회로적 구성을 참고적으로 나타낸다. 표시영상신호는 표시데이터 구동부(91)와 액정표시 게이트구동부(92)의 작용에 의해 각 단위셀을 구동하여 영상표시를 수행하고, 이미지입력부는 물체의 이미지를 읽어서 이미지입력부 게이트구동부(93)와 출력신호 처리부(94)의 작용에 의해 해당 물체의 이미지신호를 출력한다. 이러한 작용은 간략하게 설명한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있는 구동방식이다.8 illustrates a circuit configuration including a driving unit of a liquid crystal display panel having an image input unit according to the present invention. The display image signal is driven by the display data driver 91 and the liquid crystal display gate driver 92 to drive each unit cell to perform an image display. The image input unit reads an image of an object and the image input unit gate driver 93 The output signal processor 94 outputs the image signal of the object. This operation is briefly described and is a driving method known to those skilled in the art.

이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 종래의 액정표시겸 지문입력기 패널의 단점을 해결함으로써, 광원의 전력소모를 감소시킬 수 있고, 액정표시 패널의 표시 화질 저하를 방지할 수 있다. 또한, 액정표시 패널 상부의 피사체에 균일한 광을 조사할 수 있으므로 이미지입력부의 효율 및 성능을 향상시킬 수 있고, 이미지입력부가 액정표시 패널 제조시에 함께 제조되므로 생산원가의 절감과 조립의 어려움을제거할 수 있다.As described above, according to the present invention, by solving the disadvantages of the conventional liquid crystal display and the fingerprint input panel, it is possible to reduce the power consumption of the light source, and to prevent the display quality of the liquid crystal display panel from being lowered. In addition, since uniform light can be irradiated on the subject of the upper portion of the liquid crystal display panel, the efficiency and performance of the image input unit can be improved, and the image input unit is manufactured together when manufacturing the liquid crystal display panel, thereby reducing production cost and difficulty of assembly. Can be removed.

Claims (9)

유리기판 위에 형성된 블랙매트릭스층과 그 위에 형성된 컬러필터층을 갖는 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시 패널;A liquid crystal display panel including a color filter substrate having a black matrix layer formed on the glass substrate and a color filter layer formed thereon; 이 액정표시 패널의 컬러필터 기판에 형성되는, 광감지부와 스위칭부와 커패시터부로 구성되는 이미지입력부를 포함하는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널.A liquid crystal display panel having an image input section, comprising an image input section comprising a light sensing section, a switching section, and a capacitor section, formed on the color filter substrate of the liquid crystal display panel. 청구항 1에서,In claim 1, 상기 이미지입력부의 광감지부는 제1게이트 전극을 포함하며, 스위칭부는 제2게이트 전극을 포함하며, 커패시터부는 전극을 포함하고,The light sensing unit of the image input unit includes a first gate electrode, the switching unit includes a second gate electrode, the capacitor unit includes an electrode, 상기 액정표시 패널의 컬러필터 기판에 형성되는 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부는 상기 컬러필터 기판에 포함된 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 내에 형성되고,The light sensing unit and the switching unit of the image input unit formed on the color filter substrate of the liquid crystal display panel are formed in an area occupied by the black matrix layer included in the color filter substrate, 상기 액정표시 패널의 컬러필터 기판에 형성되는 이미지입력부의 커패시터부는 상기 컬러필터 기판에 포함된 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 외에 형성되되, 커패시터부의 전극은 투명한 것을 특징으로 하는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널.The capacitor portion of the image input portion formed on the color filter substrate of the liquid crystal display panel is formed outside the area occupied by the black matrix layer included in the color filter substrate, and the electrode of the capacitor portion is transparent, the liquid crystal display having the image input portion panel. 청구항 2에서, 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부는 상기 액정표시 패널의 컬러필터 기판의 유리기판의 표면 중 블랙매트릭스층이 접하는 반대면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널.The liquid crystal display having the image input unit according to claim 2, wherein the light sensing unit and the switching unit of the image input unit are formed on opposite surfaces of the glass substrate of the color filter substrate of the liquid crystal display panel to be in contact with the black matrix layer. panel. 청구항 3에서, 상기 스위칭부는 광차폐층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널.The liquid crystal display panel of claim 3, wherein the switching unit further comprises a light shielding layer. 청구항 2에서 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부는 상기 액정표시 패널의 컬러필터 기판의 유리기판의 표면 중 블랙매트릭스층이 접하는 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널.The liquid crystal display panel having the image input unit according to claim 2, wherein the light sensing unit and the switching unit of the image input unit are formed on a surface of the color filter substrate of the liquid crystal display panel which is in contact with the black matrix layer. 청구항 5에서, 상기 광감지부의 제1게이트전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널.The liquid crystal display panel of claim 5, wherein the first gate electrode of the light sensing unit is a transparent electrode. 유리기판 위에 형성된 블랙매트릭스층과 그 위에 형성된 컬러필터층을 갖는 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시 패널의 상기 컬러필터 기판의 표면에 광감지부와 스위칭부 및 전극을 갖는 커패시터부로 구성되는 이미지입력부를 형성하는 방법으로서,On the surface of the color filter substrate of the liquid crystal display panel including a color filter substrate having a black matrix layer formed on the glass substrate and a color filter layer formed thereon, an image input unit including an optical sensing unit, a switching unit and a capacitor unit having an electrode is formed. As a way to, 상기 컬러필터 기판의 유리기판 표면에 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 형성하는 단계와,Forming a black matrix layer and a color filter layer on a glass substrate surface of the color filter substrate; 상기 유리기판의 표면 중 상기 블랙매트릭스층이 접하는 반대면에 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부 및 커패시터부를 형성하되, 상기 광감지부와 스위칭부는 상기 컬러필터 기판에 포함된 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 내에 형성되고, 상기 커패시터부는 상기 블랙매트릭스층이 점유하는 영역 외에 형성되며 커패시터부의 전극은 투명하게 형성되는 단계와,The light sensing unit, the switching unit, and the capacitor unit of the image input unit may be formed on the opposite surface of the glass substrate to be in contact with the black matrix layer, and the light sensing unit and the switching unit may occupy the black matrix layer included in the color filter substrate. The capacitor portion is formed outside the region occupied by the black matrix layer and the electrode of the capacitor portion is formed transparently; 상기 스위칭부에 외부로부터 광이 입사되지 못하도록 광차폐층을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널의 제조방법.And forming a light shielding layer to prevent light from being incident from the outside on the switching unit. 유리기판 위에 형성된 블랙매트릭스층과 그 위에 형성된 컬러필터층을 갖는 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시 패널의 상기 컬러필터 기판의 표면에 광감지부와 스위칭부 및 전극을 갖는 커패시터부로 구성되는 이미지입력부를 형성하는 방법으로서,On the surface of the color filter substrate of the liquid crystal display panel including a color filter substrate having a black matrix layer formed on the glass substrate and a color filter layer formed thereon, an image input unit including an optical sensing unit, a switching unit and a capacitor unit having an electrode is formed. As a way to, 상기 유리기판의 표면에 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부 및 커패시터부를 형성하는 단계와,Forming an optical sensing unit, a switching unit, and a capacitor unit on the surface of the glass substrate; 상기 유리기판의 표면 중 상기 이미지입력부가 형성된 반대면에 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 형성하되, 상기 이미지입력부의 적어도 광감지부와 스위칭부가 블랙매트릭스층에 의해 덮이도록 형성하며, 상기 커패시터부의 전극은 투명하게 형성하는 단계를 포함하여 구성되는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널의 제조방법.A black matrix layer and a color filter layer are formed on opposite surfaces of the glass substrate on which the image input unit is formed, wherein at least the light sensing unit and the switching unit of the image input unit are covered by the black matrix layer. A method of manufacturing a liquid crystal display panel having an image input unit, comprising the step of forming transparent. 유리기판 위에 형성된 블랙매트릭스층과 그 위에 형성된 컬러필터층을 갖는 컬러필터 기판을 포함하는 액정표시 패널의 상기 컬러필터 기판의 표면에, 제1게이트 전극을 갖는 광감지부와, 제2게이트 전극을 갖는 스위칭부와, 전극을 갖는 커패시터부로 구성되는 이미지입력부를 형성하는 방법으로서,On the surface of the color filter substrate of the liquid crystal display panel including a color filter substrate having a black matrix layer formed on the glass substrate and a color filter layer formed thereon, a light sensing unit having a first gate electrode and a second gate electrode A method of forming an image input unit comprising a switching unit and a capacitor unit having an electrode, 유리기판의 표면에 상기 이미지입력부의 광감지부와 스위칭부 및 커패시터부를 형성하되, 상기 광감지부의 제1게이트와 상기 커패시터부의 전극을 투명하게 형성하는 단계와,Forming a light sensing unit, a switching unit, and a capacitor unit of the image input unit on the surface of the glass substrate, and transparently forming a first gate of the light sensing unit and an electrode of the capacitor unit; 상기 광감지부, 스위칭부, 커패시터부의 표면에 절연층을 형성한 후 블랙매트릭스층 및 컬러필터층을 형성하되, 블랙매트릭스층이 적어도 상기 광감지부와 스위칭부를 모두 덮도록 형성되는 단계를 포함하여 구성되는, 이미지입력부를 갖는 액정표시 패널의 제조방법.And forming a black matrix layer and a color filter layer after forming an insulating layer on the surface of the light sensing unit, the switching unit, and the capacitor unit, wherein the black matrix layer is formed to cover at least both the light sensing unit and the switching unit. The manufacturing method of the liquid crystal display panel which has an image input part.
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