KR20070003179A - 센서 내장형 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20070003179A
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유상희
한상철
장형석
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 센서 내장형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 센서 내장형 액정표시장치는 서로 교차되게 배열되는 복수의 게이트배선과 복수의 데이터배선과, 이들 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되는 지점에 형성되는 트랜지스터부 및, 이들 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되어 이루는 지역에 정의되는 화소영역이 구비된 어레이기판과, 센서부가 마련된 컬러필터기판 및, 상기 어레이기판과 컬러필터기판사이에 충진되는 액정층을 포함하여 구성되며, 본 발명에 따른 센서 내장형 액정표시장치 제조방법은 어레이기판과 컬러필터기판을 제공하는 단계; 상기 어레이기판상에 복수의 게이트배선과 복수의 데이터배선을 서로 교차되게 배열하는 단계; 상기 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되는 지점에 트랜지스터부를 형성하는 단계; 상기 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되어 이루는 지역에 화소영역을 정의하는 단계; 상기 컬러필터기판상에 센서부를 형성하는 단계; 상기 어레이기판과 컬러필터기판을 합착시키는 단계; 및 상기 합착된 어레이기판과 컬러필터기판사이에 액정층을 주입하는 단계;를 포함하여 구성된다.
포토센서부, 블랙매트릭스, 리드아웃배선(read-out line), 드라이브라인

Description

센서 내장형 액정표시장치 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DEVICE HAVING PHOTO SENSOR AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
도 1은 종래기술에 따른 센서 내장형 액정표시장치의 레이웃도로서, 어레이기판과 컬러필터기판이 합착된 상태를 도시한 평면도.
도 2는 종래기술에 따른 센서 내장형 액정표시장치에 있어서, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 액정표시장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이기판의 레이아웃도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 레이아웃도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 컬러필터기판의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판을 합착한 상태의 액정표시장치의 레이아웃도.
도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 액정표시장치의 단면도.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
111 : 어레이기판 113 : 게이트배선
119 : 게이트절연막 121 : 활성층
131 : 데이터배선 131a : 소스전극
133 : 드레인전극 143 : 보호층
145 : 드레인콘택홀 147 : 화소전극
161 : 컬러필터기판 163 : 광차단막
165 : 보호층 171 : 리드아웃배선
171a : 드레인전극부 173 : 스토리지라인
173a : 스토리지라인 일단 173b : 스토리지라인 타단
175 : 보조라인 175a : 소스전극부
177 : 활성층 179 : 게이트절연막
181 : 캐패시터배선 181a : 게이트전극부
200 : 포토센서 T1 : 화소트랜지스터 T2 : 스위칭 트랜지스터 C : 캐패시터
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센서 내장형 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치 등에 이용되는 액티브 매트릭스 기판은 복수의 게이트배선과 복수의 데이터배선이 교차되게 배치되고, 상기 게이트배선과 데이터배선으로 둘러 싸인 화소마다 독립하여 제공된 화소전극 및 스위칭소자 등으로 구성되어 있다.
이러한 어레이기판상에 센서가 일체형으로 구비되는 종래기술에 따른 센서 일체형인 액정표시장치에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래기술에 따른 센서 내장형 액정표시장치의 레이웃도로서, 센서부가 마련된 어레이기판을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 센서 내장형 액정표시장치는 서로 교차되게 배열되는 복수의 게이트배선(13)과 데이터배선(31) 및 이들 교차지점에 형성되는 화소 트랜지스터부(T1)와 포토센서부(100)가 각각 마련되는 어레이기판(11)과, 화소지역을 제외한 지역으로 광이 투과되는 것을 억제하기 위해 형성하는 블랙매트릭스(63)와 컬러필터층(65)이 형성되는 컬러필터기판(미도시; 61))과, 이들 어레이기판(11)과 컬러필터기판(61)이 합착되어 이루는 공간내에 주입되는 액정층(미도시)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기 어레이기판(11)상에는 주사신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 복수의 게이트배선(13)들과 화상정보를 액정 셀들에 전송하기 위한 복수의 데이터배선(31)들이 서로 교차되게 배열되어 있으며, 이들 게이트배선(11)과 데이터배선(31)이 교차되어 이루는 지역에 화상정보가 표시되는 화소영역이 정의되어 있고, 상기 화소영역에는 정보 입력기능을 하는 센서부(100)와 이 센서부(100)를 통해 정보가 전송되도록 하는 리드아웃배선(41)이 배열되어 있다.
또한, 상기 어레이기판(11)상에는 데이터배선(31)에서 일정간격만큼 이격된 위치에 드레인전극부(33)가 배열되어져 상기 게이트배선(13)으로 부터 연장된 게이트전극부(31a)과 오버랩되어 화소영역의 트랜지스터부(T1)를 이루고 있다.
그리고, 상기 게이트배선(13)과 일정간격만큼 떨어져 위치하는 어레이기판
(11)상에 상기 게이트배선(13)과 동일방향으로 드라이브라인(17)과 스토리지라인
(15)(즉, 공통라인)이 배열되어 있다. 이때, 상기 스토리지라인(15)은 수평부(17a)와 수직부(17b)로 구성되어 있는데, 상기 수평부(17a)는 게이트배선(13)과 대향되게 배열되어 있고, 상기 수직부(17b)는 상기 데이터배선(31)과 대향되게 배열되어 있다.
더우기, 상기 어레이기판(11)상에는 상기 데이터배선(31)과 동일방향으로 대향되게 배열된 리드아웃배선(read-out line)(37)과 함께, 상기 드라이브라인(17)과 접속된 소스부(41)와 이 소스부(41)와 이격되면서 상기 스토리지라인(15)으로 부터 연장된 수직부(17a)와 오버랩되도록 보조라인(39)이 배열되어 있다. 이때, 상기 보조라인(39)의 일단과 소스부(41)는 상기 스토리지라인(15)과 오버랩되어 포토센서 트랜지스터부(100)를 이루고, 상기 보조라인(39)의 타단과 리드아웃배선(37)의 연장부(37a)는 상기 게이트배선(13)의 게이트전극부(13a)와 오버랩되어 스위칭 트랜지스터부(T1)를 이루고 있다. 또한, 상기 게이트배선(13)상에는 캐패시터부(35)가 배열되어 상기 게이트배선(13)과 함께 제1 캐패시터(C1)를 이루고 있으며, 상기 보조라인(39)은 상기 스토리지라인(17)의 수직부(17b)와 오버랩되어 제2캐패시터(C2)를 이루고 있다.
한편, 상기 컬러필터기판(61)상에는 상기 어레이기판(11)내의 화소영역을 제외한 지역 즉, 트랜지스터부(T1)(T2)와 오버랩되도록 블랙매트릭스(63)가 형성되어 있으며, 이 블랙매트릭스(63)가 형성되지 않은 컬러필터기판(61)에는 상기 화소영역과 오버랩되는 지역에 컬러필터층(65)이 형성되어 있다.
한편, 상기와 같이 배열되는 종래기술에 따른 센서 내장형 액정표시장치의 제조방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래기술에 따른 센서 내장형 액정표시장치에 있어서, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 하판을 이루는 어레이기판(11)상에 도전층을 증착한후 이를 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(13)과 스토리지라인(17) 및 드라이브라인
(17)을 동시에 형성한다. 이때, 상기 게이트배선(13)과 스토리지라인(15) 및 드라이브라인(17)은 동일방향으로 형성되어 있으며, 상기 스토리지라인(15)은 게이트배선(13)에 대해 수평방향인 수평부(15a)와 데이터배선(31)에 대해 수직방향인 수직부(15b)로 구성되어 있다.
그다음, 상기 게이트배선(13)과 스토리지라인(15) 및 드라이브라인(17)을 포함한 기판전면에 게이트절연층(19)과, 활성층으로 사용하기 위한 비정질실리콘층을 순차적으로 적층한다.
이어서, 상기 비정질실리콘층을 선택적으로 패터닝하여 트랜지스터부의 활성층(21)을 형성한다.
그다음, 상기 활성층(21)을 포함한 게이트절연층(19)상에 상기 포토레지스트층을 도포하고, 이 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 포토레지스트패턴(미도시) 을 형성한후 이를 마스크로 상기 드라이브라인 일부를 노출시키는 드라이브라인 콘택홀(45)을 형성한다.
그다음, 상기 포토레지스트패턴을 제거하고 상기 드라이브라인콘택홀(45)을 포함한 기판전면에 데이터배선과 소스/드레인 및 드라이브라인과 접속하는 소스부를 형성하기 위한 도전층을 형성한후 상기 도전층상에 포토레지스트층(미도시)을 도포한다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 활성층과 도전층사이에는 오믹컨택층(미도시)이 형성되어 있다.
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 노광마스크를 이용하여 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 포토레지스트패턴을 형성한다.
그다음, 상기 포토레지스트패턴을 마스크로 상기 도전층을 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(31)과 소스부(41)를 형성한다. 이때, 상기 도전층의 패터닝공정은 상기 도전층부분에 에천트를 작용시켜 해당영역의 도전층부분을 완전히 제거하여 데이터배선(31)과 소스부(41)를 형성한다. 또한, 상기 데이터배선(31)과 소스부 (41)형성시에 캐패시터부(35)와 보조라인(39)과 리드아웃배선(37)이 동시에 형성된다. 이때, 상기 캐패시터부(35)와 게이트배선(13)이 오버랩되는 부분은 제1 캐패시터(C1)를 구성하고, 상기 소스부(41)와 보조라인(39)의 일단은 스토리지라인(15)과 오버랩되어 포토센서부(100)를 구성하며, 상기 보조라인(15)의 타단과 상기 리드아웃배선(37)의 연장부37a)는 상기 게이트배선(13)의 게이트전극부(13a)와 함께 스위칭 트랜지스터부(T1)를 구성한다.
그다음, 상기 포토레지스트패턴을 제거하고, 상기 어레이기판전체에 걸쳐서 보호층(passivation layer)(43)을 적층한후 이 보호층에 노광마스크(미도시)를 이용한 노광공정 및 현상공정을 실시하여 상기 드레인전극 부분을 노출시키는 드레인콘택홀(45)을 형성한다.
이어서, 상기 드레인콘택홀(45)을 포함한 보호층상에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 물질층을 증착한후 마스크공정을 통해 이를 패터닝하여 화소전극(47)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(47)은 상기 드레인컨택홀(45)을 통해 상기 드레인전극(33)과 전기적으로 접속된다.
그다음, 이렇게 제조되는 액정표시장치의 박막트랜지스터 어레이기판(11)과 합착되고, 상기 화소트랜지스터부(T1)와 오버랩되는 컬러필터기판(61)상에는 블랙매트릭스(63)를 형성하고, 화소지역에 대응하는 컬러필터기판상에는 컬러필터층(65)을 형성한다.
이어서, 상기 어레이기판(11)과 컬러필터기판(61)을 합착한후 이 합착된 기판들사이에 액정(미도시)을 주입하므로써 액정표시패널을 완성한다.
그러나, 상기와 같이 제조되는 종래기술에 따른 센서 일체형 액정표시장치에 의하면, 하판 어레이기판상의 화소영역상에 센서부와 리드아웃배선이 추가로 형성되기 때문에 전체 개구율이 감소하게 된다.
또한, 일반 디스플레이용 화소 대비 센서 일체형의 경우, 센서부가 화소내에 존재하게 되며, 센서부에 연결되는 제2 캐패시터의 안정적인 용량을 유지하기 위해서는 제2 캐패시터의 면적이 증가하게 되므로써 개구율이 감소하게 된다.
한편, 기존에는 액정표시패널 전체의 개구율 감소를 최소화하기 위해 특정 화소에만 센서가 배치되므로써 흑백 이미지 입력만 가능한 한계를 가지게 된다.
이에 본 발명은 상기 종래기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 센서를 내장하므로 인한 개구율 감소를 최소화하여 흑백 뿐만아니라 컬러이미지 입력이 가능하도록 한 센서 내장형 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 센서 내장형 액정표시장치는, 서로 교차되게 배열되는 복수의 게이트배선과 복수의 데이터배선과, 이들 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되는 지점에 형성되는 트랜지스터부 및, 이들 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되어 이루는 지역에 정의되는 화소영역이 구비된 어레이기판과, 센서부가 마련된 컬러필터기판 및, 상기 어레이기판과 컬러필터기판사이에 충진되는 액정층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 센서 내장형 액정표시장치 제조방법은, 어레이기판과 컬러필터기판을 제공하는 단계; 상기 어레이기판상에 복수의 게이트배선과 복수의 데이터배선을 서로 교차되게 배열하는 단계; 상기 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되는 지점에 트랜지스터부를 형성하는 단계; 상기 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되어 이루는 지역에 화소영역을 정의하는 단계; 상기 컬러필터기판상에 센서부를 형성하는 단계; 상기 어레이기판과 컬러필터기판을 합착시키는 단계; 및 상기 합착된 어레이기판과 컬러필터기판사이에 액정층을 주입하 는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.
이하, 본 발명에 따른 센서 내장형 액정표시장치 및 그 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이기판의 레이아웃도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 박막트랜지스터 어레이기판의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 레이아웃도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 센서 내장형 액정표시장치는 서로 교차되게 배열되는 복수의 게이트배선(113)과 데이터배선(131) 및 이들 교차지점에 화소트랜지스터부(T1)가 형성되는 어레이기판(111)과, 화소지역을 제외한 지역으로 광이 투과하는 것을 억제하기 위해 블랙매트릭스(미도시)와 컬러필터층(미도시)이 형성되고 상기 어레이기판(111)에 형성된 화소트랜지스터부(T1)와 오버랩되는 위치에 포토센서부(200)가 마련된 컬러필터기판(161)과, 이들 어레이기판(111)과 컬러필터기판(161)이 합착되어 이루는 공간내에 주입되는 액정층(미도시)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기 어레이기판(111)상에는 주사신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 복수의 게이트배선(113)들과 화상정보를 액정 셀들에 전송하기 위한 복수의 데이터배선(131)들이 서로 교차되게 배열되어 있으며, 이들 게이트배선(111)과 데이터배선(131)이 교차되어 이루는 지역에 화상정보가 표시되는 화소영역이 정의되어 있다.
또한, 상기 어레이기판(111)상에 배열된 게이트배선(113)에는 게이트전극이 연장되어 있고, 이 게이트전극과 일정간격만큼 오버랩되면서 상기 데이터배선(131)에서 일정간격만큼 이격된 위치에 드레인전극부(131a)가 배열되어 있고, 상기 화소영역상에는 상기 드레인전극부(131a)와 접속되는 화소전극(147)이 배열되어 있다.
그리고, 상기 게이트배선(113)상에는 캐패시터부(135)가 배열되어 게이트배선(113)과 오버랩되는 부분에 캐패시터(C)를 구성한다.
한편, 도 5 및 6을 참조하면, 상기 컬러필터기판(161)상에는 수직방향으로 리드아웃배선(171)과 보조라인(175)이 일정간격을 두고 배열되어 있으며, 수평방향으로는 스토리지라인(173)이 배열되어 있다. 이때, 상기 리드아웃배선(171)과 보조라인(175)은 상기 스토리지라인(173)과 이격되게 배열되어 있으며, 이들 각각의 라인에는 수평방향으로 연장된 드레인부(171a)와 소스부(175a)가 각각 형성되어 있다.
또한, 상기 컬러필터기판(161)상에는 상기 리드아웃배선(171) 및 보조라인
(175)과 교차되면서 상기 스토리지라인(173)과 오버랩되는 캐패시터배선(181)이 배열되어 있다. 이때, 상기 캐패시터배선(181)에는 상기 리드아웃배선(171)의 드레인전극부(171a)와 보조라인(175)의 소스전극부(175a)와 오버랩되도록 게이트전극부
(181a)가 연장되어 있다. 또한, 상기 캐패시터배선(181)의 일측에 연장된 게이전극부(181a)는 상기 스토리지라인(173)의 일단(173a)과 리드아웃배선(171)의 드레인전극부(171a)과 함께 스위칭트랜지스터부(T2)를 구성하며, 상기 캐패시터배선(181a)의 타측에 연장된 게이트전극부(181a)는 상기 스토리지라인(173)의 타단(173b)과 보조라인(175)의 소스전극부(175a)와 함께 포토센서부(200)를 구성한다.
한편 상기 구성으로 이루어진 액정표시장치의 컬러필터기판 제조방법에 대해 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 컬러필터기판의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 컬러필터기판(161)상에는 광차단막(163)을 형성한후, 이 광차단막(163)을 포함한 기판전체에 보호막(165)을 형성한다.
그다음, 상기 보호막(165)상에 도전층을 증착한후 이를 선택적으로 제거하여 리드아웃배선(171)과 보조라인(173) 및 스토리지라인(175)을 교차되게 형성한다. 이때, 상기 리드아웃배선(171)으로부터 일정길이만큼 수평방향으로 드레인전극부
(171a)가 연장되어 있다. 또한, 상기 리드아웃배선(171)의 드레인전극부(171a)와 스토리지라인(173)의 일단(173a)은 일정간격만큼 이격되게 형성되어 있다. 이때, 상기 드레인전극부(171a)와 이격된 스토리지라인의 일단(173a)은 소스전극부로 사용된다.
이어서, 상기 리드아웃배선(171)과 스토리지라인(173)을 포함한 기판전체에 활성층으로 사용하기 위해 비정질실리콘층을 증착한후 이를 패터닝하여 활성층(177)을 형성한다.
그다음, 기판전체에 절연층(179)과 도전층을 적층한후 상기 도전층을 선택적으로 패터닝하여 캐패시터배선(181)을 형성한다. 이때, 상기 캐패시터배선(181)은 상기 리드아웃배선(171) 및 보조라인(175)과 교차되면서 상기 스토리지라인(173)에 오버랩되게 형성되어 있으며, 스위칭 트랜지스터부(T1)와 센서부(200)의 게이트로 사용하는 게이트전극부(181a)가 수직방향으로 연장되어 있다.
이렇게 하여, 상기 캐패시터배선(181)의 게이트전극부(181a)와 상기 리드아웃배선(171)의 드레인전극부(171a) 및 스토리지라인의 일단(173a)은 스위칭 트랜지스터부(T2)를 구성하며, 상기 캐패시터배선(181)의 게이트전극부(181a)와 상기 보조라인(175)의 소스전극부(175a) 및 스토리지라인의 타단(173b)은 포토센서부(200)를 구성한다. 또한, 상기 스토리지라인(171)과 캐패시터배선(181)은 서로 오버랩되어져 캐패시터(C)를 구성한다.
또한편, 상기와 같이 포토센서부가 마련된 컬러필터기판과 어레이기판을 서로 합착하여 제조되는 액정표시장치에 대해 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판을 합착한 상태의 액정표시장치의 레이아웃도이다.
도 8은 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 상기와 같이 제조되는 어레이기판(111)과 컬러필터기판
(161)을 합착하면, 상기 컬러필터기판(161)에 형성된 스위칭 트랜지스터부(T2)와 포토센서부(200)는 상기 어레이기판(111)상에 형성된 화소트랜지스터부(T1)와 게이트배선(111)에 오버랩되게 된다. 이때, 상기 스위칭 트랜지스터부(T2)와 포토센서부(200)는 상기 어레이기판(111)상에 마련되는 화소영역에는 거의 오버랩되지 않게 된다.
그다음, 이렇게 합착된 어레이기판(111)과 컬러필터기판(161)사이에 액정을 주입하므로써 액정표시패널을 완성한다.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 센서 내장형 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면, 기존에 제시되었던 어레이기판상에 표시부와 센서부가 같이 형성되는 센서 일체형과는 다르게, 하판 어레이부의 경우는 일반적인 트랜지스터 공정을 그대로 이용하면서 센서부의 추가에 따른 개구율 감소를 최소화하기 위해 상판 컬러필터부에 하판의 트랜지스터부와 배선라인의 동일 위치에 센서부와 리드아웃배선을 형성시키므로써 센서부에서 발생되는 광전류를 통해 정보를 읽어 들일 수 있게 된다.
또한, 기존의 하판으로 사용하는 어레이기판에 일반 디스플레이용 트랜지스터와 센서가 같이 형성된 경우에 비해, 본 발명에서와 같이 하판인 어레이기판에는 일반 디스플레이용 트랜지스터만 형성하고, 상판인 컬러필터기판에는 센서를 형성하는 경우에, 개구율이 약 20% 이상 더 개선됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 센서부와 리드아웃배선을 상판 컬러필터기판에 형성시켜 그 배치를 하판의 트랜지스터부와 대응되게 하여서 개구율 감소를 최소화하였으며, 입력광의 손실을 최소화하여 광효율을 증가시킬 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 서로 교차되게 배열되는 복수의 게이트배선과 복수의 데이터배선과, 이들 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되는 지점에 형성되는 트랜지스터부 및, 이들 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되어 이루는 지역에 정의되는 화소영역이 구비된 어레이기판과,
    센서부가 마련된 컬러필터기판 및,
    상기 어레이기판과 컬러필터기판사이에 충진되는 액정층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컬러필터기판에 형성되는 센서부는 상기 어레이기판상에 형성된 트랜지스터부 또는 게이트배선의 게이트전극부와 오버랩되는 위치에 형성되는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 컬러필터기판에는 리드아웃라인과 이 리드아웃라인과 일정간격만큼 이격된 보조라인, 및 이들 리드라웃라인과 보조라인과 교차되게 배치된 스토리지라인, 그리고 이들 리드라웃라인과 보조라인 및 스토리지라인과 오버랩되게 배치된 캐패시터배선이 형성되어 있는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 컬러필터기판에는 블랙매트릭스와 컬러필터층이 형성되어 있는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 리드아웃라인으로부터 연장된 수평부와 스토리지라인의 일단은 캐패시터배선과 오버랩되어 스위칭트랜지스터부를 구성하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 보조라인의 수평부와 스토리지라인의 타단은 캐패시터배선과 오버랩되어 센서부를 구성하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 캐패시터배선은 스토리지라인과 오버랩되어 캐패시터를 구성하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치.
  8. 어레이기판과 컬러필터기판을 제공하는 단계;
    상기 어레이기판상에 복수의 게이트배선과 복수의 데이터배선을 서로 교차되게 배열하는 단계;
    상기 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되는 지점에 트랜지스터부를 형성하는 단계;
    상기 복수의 게이트배선과 데이터배선이 교차되어 이루는 지역에 화소영역을 정의하는 단계;
    상기 컬러필터기판상에 센서부를 형성하는 단계;
    상기 어레이기판과 컬러필터기판을 합착시키는 단계; 및
    상기 합착된 어레이기판과 컬러필터기판사이에 액정층을 주입하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 컬러필터기판에 센서부를 형성하는 단계는,
    상기 어레이기판과 컬러필터기판의 합착시에 상기 어레이기판상에 형성된 트랜지스터부 또는 게이트배선의 게이트전극부와 오버랩되는 위치에 형성하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 컬러필터기판에 센서부를 형성하는 단계는,
    컬러필터기판상에 리드아웃라인과 이 리드아웃라인과 일정간격만큼 이격된 보조라인 및 이들 리드라웃라인과 보조라인과 교차되는 스토리지라인을 형성하는 단계와,
    이들 리드라웃라인과 보조라인 및 스토리지라인과 오버랩되게 캐패시터배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치 제조방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 컬러필터기판에 블랙매트릭스와 컬러필터층을 형성하 는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 리드아웃라인으로부터 연장된 수평부와 스토리지라인의 일단은 캐패시터배선과 오버랩되어 스위칭트랜지스터부를 구성하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치 제조방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 보조라인의 수평부와 스토리지라인의 타단은 캐패시터배선과 오버랩되어 센서부를 구성하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치 제조방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 캐패시터배선은 스토리지라인과 오버랩되어 캐패시터를 구성하는 것을 특징으로하는 센서 내장형 액정표시장치 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8258004B2 (en) 2005-11-19 2012-09-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device and manufacturing method thereof
KR101305071B1 (ko) * 2007-01-22 2013-09-11 삼성디스플레이 주식회사 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널
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