KR20070047956A - 표시 기판의 제조방법 - Google Patents

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KR20070047956A
KR20070047956A KR1020050104885A KR20050104885A KR20070047956A KR 20070047956 A KR20070047956 A KR 20070047956A KR 1020050104885 A KR1020050104885 A KR 1020050104885A KR 20050104885 A KR20050104885 A KR 20050104885A KR 20070047956 A KR20070047956 A KR 20070047956A
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Abstract

제조 공정을 감소시키기 위한 표시 기판의 제조 방법이 개시된다. 표시 기판의 제조 방법은 베이스 기판 위에 오버 코팅층을 형성하는 단계와, 오버 코팅층을 패터닝하여 직경이 서로 다른 지지 패턴과 돌기 패턴을 형성하는 단계와 돌기 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 투명 전극층을 형성하는 단계 및 투명 전극층이 형성된 베이스 기판을 열압착 하여 지지 패턴 및 돌기 패턴의 높이를 서로 다르게 형성하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 터치 스크린 기능을 하는 돌기 전극과 지지 기능을 하는 지지 패턴을 동시에 형성할 수 있으므로 제조 공정을 감소시킬 수 있다.
돌기 전극, 컬럼 스페이서, 오버 코팅층

Description

표시 기판의 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY SUBSTRATE }
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널의 제1 기판 및 제2 기판을 분리시켜 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 A-A'을 절단하여 도시한 부분 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제2 기판에 외부 압력을 가했을 경우의 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a 내지 6b는 도 4에 도시된 돌기 패턴 및 지지 패턴의 제조 공정을 도시한 단면도들이다.
도 7a 내지 7b는 액정표시패널의 어셈블리 공정을 나타낸 공정도들이다.
도 8은 지지 패턴의 단면적에 따른 동일 압력 하의 변형량을 도시한 그래프이다
도 9a 내지 9c는 돌기 패턴부 및 지지 패턴부의 변형 과정을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시패널의 단면도이다.
도 11a 내지 11b는 도 10에 도시된 돌기 패턴 및 지지 패턴의 제조 공정을 도시한 단면도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 제1 기판 120 : 제2 기판
124 : 블랙 매트릭스 126 : 컬러필터 층
100d,127 : 평탄화막 128 : 돌기 패턴
129 : 지지 패턴 130 : 공통 전극
GL : 게이트 라인 DL : 데이터 라인
SL : 신호 라인 ES : 센싱 전극
ER : 돌기 전극 PE : 화소 전극
본 발명은 표시기판의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치스크린 기능을 형성한 표시기판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시장치는 정보처리장치에서 처리된 데이터를 사용자가 인식할 수 있도록 소정의 영상을 표시하는 장치로 정의할 수 있다. 이러한 표시장치는 소형이면서 경량화 및 고 해상도 구현등을 위해 평판 패널형 표시장치가 널리 사용되고 있다.
현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 패널형 표시장치는 액정표시장치인데, 상기 액정표시장치는 전계의 세기에 따라서 광 투과도가 변경되는 액정을 이용하여 디스플레이를 수행하는 장치로 정의할 수 있다.
상기 액정표시장치는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성된 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향 기판, 상기 어레이 기판과 대향 기판 사이에 개재되는 액정층을 구비한 액정표시패널을 포함한다.
최근 들어, 사용자의 지시 내용을 화면상에 표시된 아이콘 등을 이용하여 데이터를 직접 입력하는 터치 패널을 액정표시장치에 적용하고 있다.
상기 터치 패널은 상기 액정표시패널의 화면상에 나타낸 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택할 수 있도록, 상기 액정표시패널의 최상측에 구비되어 상기 손 또는 물체에 직접적으로 접촉된다. 상기 터치 패널은 상기 손 또는 물체가 접촉된 위치를 파악하고, 상기 접촉된 위치에서 지시하는 내용을 입력 신호로 받아들여 상기 액정표시장치를 구동한다. 상기 터치패널을 구비하는 액정표시장치는 컴퓨터등에 사용될 경우 키보드 또는 마우스와 같은 입력 장치, 휴대 전화기와 같은 모바일 제품에 사용될 경우 키패드와 같은 입력 장치를 별도로 필요로 하지 않기 때문에 그 사용이 증대되고 있는 추세이다.
한편, 상기 터치패널이 상기 액정표시장치에 상부에 배치됨에 따라 상기 터치패널을 구비한 제품의 두께 또는 크기가 증가하게 됨에 따라 상기 액정표시장치에 상기 터치패널을 일체로 형성하는 경우가 증가하고 있다. 이러한 액정표시장치는 상기 액정표시패널에 상기 손 또는 물체가 접촉될 경우 차단되는 광 또는 라이 트 펜으로부터 입력되는 광을 감지하는 광 감지센서를 액정표시장치의 내부에 형성하는 방식등이 있다.
그러나, 이와 같은 방식을 이용하여 액정표시장치를 형성하였을 경우, 광 감지센서에서 감지되는 광은 주변광이 세기가 커지면 광 감지센서에서 감지되는 광의 세기도 커지고, 주변광의 세기가 약해지면 상기 광 감지센서에서 감지되는 광의 세기가 약해져 손 또는 물체가 접촉되는 위치 좌표를 판단하기가 곤란한 문제점이 있다.
따라서, 상기 어레이 기판 또는 대향 기판 내에 돌기형상의 도전성 구조물과 이에 대응하는 센싱 배선을 형성하여, 외부 압력에 의한 도전성 구조물과 센싱 배선의 전기적 접촉 시 전기적 쇼트를 통해 외부 압력의 위치좌표를 판별하는 터치 스크린 방식의 액정표시패널이 개발되었다. 이러한 방식의 액정표시패널은 어레이 기판과 대향 기판을 이용하여 터치 스크린 기능을 직접 구현하므로써 액정표시패널이 박형화되며, 전압 또는 전류의 변동에 따라 터치 위치를 검출함으로써 정확한 터치 위치 검출이 용이하다.
한편, 액정표시패널은 어레이 기판과 대향기판을 소정 간격 이격시키고 이를 지지하는 컬럼 스페이서를 더 포함하는데, 상기 도전성 구조물은 상기 컬럼 스페이서 보다 낮은 높이로 형성되어야 하므로 도전성 구조물과 컬럼 스페이서를 단일 공정에서 형성하기가 어려워 제조 공정이 증가하는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으 로, 본 발명의 목적은 제조 공정을 감소시키기 위한 표시기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일실시예에 따른 표시기판은 게이트 배선들과 데이터 배선들에 의해 복수의 화소부들이 정의되고, 터치 위치를 감지하기 위한 신호배선들이 형성된 어레이 기판에 대항하여 형성되며, 이러한 표시 기판의 제조방법은 베이스 기판 위에 상기 화소부들에 대응하여 컬러필터패턴들을 형성하는 단계와, 상기 컬러필터패턴들 위에 오버 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 오버 코팅층을 패터닝하여 직경이 서로 다른 지지 패턴과 돌기 패턴을 형성하는 단계와, 상기 돌기 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 투명 전극층을 형성하여 상기 돌기 패턴을 커버하는 돌기 전극을 형성하는 단계 및 상기 투명 전극층이 형성된 베이스 기판을 열압착 공정을 통해 상기 지지 패턴 및 상기 돌기 패턴의 높이를 서로 다르게 형성하는 단계를 포함한다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 표시기판은 게이트 배선들과 데이터 배선들에 의해 정의된 복수의 화소부들과, 각 화소부에 형성된 스위칭 소자 및 터치 위치를 감지하기 위한 신호배선들이 형성되며, 이러한 표시 기판의 제조 방법은 상기 스위칭 소자가 형성된 베이스 기판 위에 오버 코팅층을 형성하는 단계와, 상기 오버 코팅층을 패터닝하여 직경이 서로 다른 지지 패턴과 돌기 패턴을 형성하는 단계와 상기 지지 패턴 및 돌기 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 투명 전극층을 형성하는 단계와 상기 투명 전극층을 패터닝하여 상기 돌기 패턴을 커버하는 돌기 전극과 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계 및 상기 화소 전극이 형성된 베이스 기판을 열압착 공정을 통해 상기 지지 패턴 및 상기 돌기 패턴의 높이를 서로 다르게 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 표시기판의 제조방법에 의하면, 터치 스크린 기능을 수행하는 돌기 전극과 지지역할을 하는 지지 패턴을 동시에 형성할 수 있어 제조 공정을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널의 제1 기판 및 제2 기판을 분리시켜 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널(100)은 주변부와 표시부를 포함한다.
상기 표시부는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT) 어레이가 형성된 제1 기판(110), 상기 제1 기판(110)과 대향하여 구비되는 제2 기판(120) 및 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 개재되는 액정층(도시되지 않음)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)에는 로우(row) 방향으로 배열된 복수개의 데이터 라인(DL)과 컬럼(column) 방향으로 배열된 복수개의 게이트 라인(GL)이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 기판(110)에는 베이스 기판 상에서 제 1 방향(D1)으로 연장되는 n 개의 게이트 라인(GL1,..., GLn)과, 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되는 m 개의 데이터 라인(DL1,..., DLm)이 형성되며, 상기 게이트 라인들과 데이터 라인들이 교차하는 영역마다 화소들이 형성된다. 여기서, n 과 m 은 자연수이다.
또한, 제1 데이터 라인(DL1)과 제1 게이트 라인(GL1)이 교차되는 영역에는 스위칭 소자인 TFT와 화소 전극(PE)이 형성된다. 상기 TFT의 게이트 전극은 상기 제1 게이트 라인(GL1)에 연결되고, 상기 TFT의 소스 전극은 상기 제1 데이터 라인(DL1)에 연결되며, 상기 TFT의 드레인 전극은 상기 화소 전극(PE)에 연결된다. 동일한 방법으로, 제m 데이터 라인(DLm)과 제n 게이트 라인(GLn)들이 교차하는 영역마다 TFT와 화소 전극이 각각 형성된다.
또한, 상기 제1 기판(110)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 기능을 수행하기 위한 제1 신호 배선(SL1)들 및 제2 신호 배선(SL2)들이 형성된다. 상기 제1 신호 배선(SL1)들은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제2 신호 배선(SL2)들은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되며, 서로 전기적으로 절연되어 교차한다.
여기서, 상기 제1 기판(110)에 형성된 제1 및 제2 신호 배선(SL1, SL2)들에는 소정 전위 레벨을 갖는 초기 구동 전압(Vid)이 제공된다.
이 때, 상기 제1 및 제2 신호 배선(SL1, SL2)들은 각각의 화소들 중 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 화소들로 구성된 단위 화소마다 형성할 수 있고, 소정 개수의 단위 화소마다 형성할 수도 있다. 일례로, 상기 제1 및 제2 신호 배선(SL1, SL2)은 4개의 단위 화소마다 형성할 수 있다.
상기 제2 기판(120)은 상기 제1 기판(110)과 대향 배치되어 상기 제1 기판(110)과 체결됨으로써 상기 액정층을 수용한다. 상기 제2 기판(120)은 각각의 화소들에 대응하는 컬러필터들이 형성된 컬러필터 기판으로 형성할 수 있다. 상기 컬러필터들은 상기 제1 기판(110) 상에 형성할 수도 있다.
또한, 상기 제2 기판(120)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 기능을 수행하기 위한 돌기 전극(ER)들이 형성된다. 상기 돌기 전극(ER)들은 상부에서 인가되는 외부 압력(PO)에 의해 상기 제1 및 제2 신호 배선(SL1,SL2)들 위에 형성된 센싱 전극(ES)들과 전기적으로 접촉된다. 상기 센싱 전극(ES)들은 상기 제1 및 제2 신호 배선(SL1,SL2)들과 콘택홀(112)을 통해 전기적으로 접촉되므로, 결과적으로 상기 돌기 전극들은 상기 제1 및 제2 신호 배선(SL1,SL2)들과 전기적으로 접촉된다.
상기 돌기 전극(ER)들은 예를 들어, 하나의 제1 신호 배선(SL1)과 복수개의 접점을 형성하도록 복수개로 구성된 제1 돌기 전극(ER1)들 및 하나의 제2 신호 배선(SL2)과 복수개의 접점을 형성하도록 복수개로 구성된 제2 돌기 전극(ER2)들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 신호 배선(SL1, SL2)들이 형성된 영역에 대응하는 상기 제2 기판(120)의 소정 영역에 형성된다.
이 때, 상기 제1 및 제2 돌기 전극(ER1, ER2)들은 각각의 화소들 중 레드(R), 그린(G) 및 블루(B) 화소들로 구성된 단위 화소마다 형성할 수 있고, 소정 개수의 단위 화소마다 형성할 수도 있다. 일례로, 상기 제1 및 제2 돌기 전극(ER1, ER2)은 4개의 단위 화소마다 형성할 수 있다.
상기 제1 기판(110)에 형성된 제1 신호 배선(SL1)들과 상기 제2 기판 (120)에 형성된 제1 돌기 전극(ER1)들은 상기 제1 신호 배선(SL1)들과 제1 돌기 전극(ER1)들이 외부 압력(PO)에 의해 전기적으로 접촉함에 따라 상기 제1 신호 배선(SL1)들에 인가된 초기 구동 전압(Vid)의 전위 레벨이 변동되는 것을 이용하여 상기 외부 압력(PO)이 인가되는 위치 좌표의 y-축 좌표를 판단하기 위해 형성한다.
또한, 상기 제1 기판(110)에 형성되는 제2 신호 배선(SL2)들과 상기 제2 기판(120)에 형성되는 제2 돌기 전극(ER2)들은 상기 제2 신호 배선(SL2)들과 제2 돌기 전극(ER2)들이 외부 압력(PO)에 의해 전기적으로 접촉함에 따라 상기 제2 신호 배선(SL2)들에 인가된 초기 구동 전압(Vid)의 전위 레벨이 변동되는 것을 이용하여 상기 외부 압력(PO)이 인가되는 위치 좌표의 x-축 좌표를 판단하기 위해 형성한다.
상기 주변부는 데이터 구동부(240) 및 게이트 구동부(250)를 포함한다.
상기 데이터 구동부는 데이터 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package; 이하 TCP)(241)와 데이터 구동칩(242)을 포함한다. 상기 데이터 TCP(241)는 m 개의 상기 데이터 라인(DL)을 복수의 블록으로 나누어 구동하기 위해 복수개로 형성될 수 있다. 상기 데이터 구동 칩(242)에는 상기 제1 및 제2 신호 배선(SL1, SL2)들과 전기적으로 연결되는 별도의 다수개의 패드(pad)가 더 형성될 수 있다.
상기 게이트 구동부(250)는 게이트 TCP(251)을 포함한다. 상기 게이트 TCP(251)는 n 개의 상기 게이트 라인(GL)을 복수의 블록으로 나누어 구동하기 위해 복수개로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 A-A'을 절단하여 도시한 부분 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 제2 기판에 외부 압력을 가했을 경우의 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널(100)은 제1 기판(110), 제2 기판(120) 및 상기 두 기판 사이에 개재되는 액정층(도시되지 않음)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 베이스 기판 상에 화상을 표시하는 기본 단위인 복수개의 화소들이 매트릭스 형태로 형성된 기판이다. 상기 복수의 화소들 중 제ji 화소(Pji)는 제j 게이트 라인(GLj), 제i 데이터 라인(DLi), 제ji TFT(Tji) 및 제ji 화소 전극(PEji)으로 이루어진다.
상기 제j 게이트 라인(GLj)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제i 데이터 라인(DLi)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되어 상기 제j 게이트 라인(GLj)과 절연되게 교차한다.
상기 제i 데이터 라인(DLi)과 제j 게이트 라인(GLj)은 인접하는 제i+1 데이터 라인(DLi+1)과 제j-1 게이트 라인(GLj-1)에 의해서 제ji 화소영역(PAji)을 정의한다. 상기 제ji 화소영역(PAji)에는 상기 제ji TFT(Tji) 및 제ji 화소 전극(PEji)이 형성된다.
상기 제ji TFT(Tji)의 게이트 전극(G)은 상기 제j 게이트 라인(GLj)으로부터 분기되고, 소오스 전극(S)은 상기 제i 데이터 라인(DLi)으로부터 분기되며, 드레인 전극(D)은 상기 제ji 화소 전극(PEji)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 TFT(Tji)는 상기 제j 게이트 라인(GLj)으로 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 제i 데이터 라인(DLi)으로 인가된 데이터 신호를 상기 제ji 화소전극(PEji)으로 출력한다.
또한, 상기 제ji 화소(Pji)는 공통 전압(Vcom)이 인가되고, 보조 용량(Cst)을 정의하는 제ji 스토리지 전압 배선(SEji)을 더 구비한다.
상기 제1 기판(110)에는 상기 게이트 라인(GL)들과 평행하게 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 신호 배선(SL1)들과 상기 데이터 라인(DL)들과 평행하게 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 신호 배선(SL2)들이 형성된다.
상기 제1 신호 배선(SL1)들은 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 레이 아웃 상에 형성될 수 있으며, 상기 제2 신호 배선(SL2)들은 상기 데이터 라인(DL)과 동일한 레이 아웃 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 신호 배선(SL1)들과 상기 제2 신호 배선(SL2)들에는 초기 구동 전압(Vid)이 제공된다.
상기 제1 기판(110)에는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 신호 배선(SL1)들의 상부에 형성되고, 상기 제2 기판(120)에 형성된 제1 돌기 전극(ER1)과 전기적으로 접촉되는 제1 센싱 전극(ES1)이 형성된다. 또한, 상기 제2 신호 배선(SL2)의 상부에 형성되고, 상기 제2 기판(120)에 형성되는 제2 돌기 전극(ER2)과 전기적으로 접촉되는 제2 센싱 전극(ES2)이 더 형성된다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 기판(110)은 베이스 기판(100a), TFT 어레이층(100b) 및 화소 전극층(PE)을 포함한다.
상기 베이스 기판(100a)은 유리와 같은 투명한 절연 물질로 이루어진다.
상기 TFT 어레이층(100b)은 상기 베이스 기판(100a) 상에 구비된다. 상기 TFT 어레이층(100b)은 복수개의 TFT들, 보호막(100c), 평탄화막(100d) 및 제1 신호배선(SL1)을 포함한다.
상기 복수개의 TFT 각각은 게이트 전극(111a), 게이트 절연막(111b), 액티브층(111c), 오믹 콘택층(111d), 소오스 전극(111e) 및 드레인 전극(111f)으로 이루어진다.
상기 보호막(100c)은 상기 TFT를 커버하는 유기 절연막으로 이루어진다.
상기 평탄화막(100d)은 상기 보호막(100c)의 상부에 형성되어 상기 제1 기판(110)을 평탄화시키는 유기 절연막으로 이루어진다.
또한, 상기 보호막(100c)과 평탄화막(100d)에는 상기 TFT의 드레인 전극(111f)을 노출시키기 위한 콘택홀(100e)이 형성된다.
상기 제1 신호 배선(SL1)은 상기 게이트 전극(111a)과 동일한 레이 아웃 상에 형성되기 때문에 상기 게이트 절연막(111b), 보호막(100c) 및 평탄화막(100d)은 상기 제1 신호 배선(SL1)의 상부를 커버한다. 따라서, 상기 제1 신호 배선(SL1)은 상기 제1 돌기 전극(ER1)과 전기적으로 절연되어 있다.
상기 화소 전극층(PE)은 투명한 도전성 물질, 일례로 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어지며, 각각의 화소에 해당하는 영역의 상기 평탄화막(100d) 위에 형성된다.
상기 화소 전극층(PE)을 형성하는 식각 공정에서 상기 제1 신호 배선(SL1)과 제1 돌기 전극(ER1)을 전기적으로 접촉시키기 위한 제1 센싱 전극(ES1)이 동시에 형성된다.
따라서, 상기 제1 센싱 전극(ES1)은 상기 화소 전극과 동일하게 상기 평탄화막(100d) 상부에 형성된다.
상기 게이트 절연막(111b), 보호막(100c) 및 평탄화막(100d)에는 상기 제1 센싱 전극(ES1)을 상기 제1 신호 배선(SL1)에 전기적으로 연결하기 위해 상기 제1 신호 배선(SL1)을 노출시키는 콘택홀(미도시)이 형성된다.
상기 제2 기판(120)은 베이스 기판(122), 블랙 매트릭스(124), 컬러필터층(126), 평탄화막(127), 돌기 패턴(128), 지지 패턴(129) 및 공통 전극층(130)을 포함한다.
상기 베이스 기판(122)은 유리 또는 폴리카보네이트(PC)등과 같은 투명한 절연 물질로 이루어진다. 상기 베이스 기판(122)은 상기 액정표시패널(100)에 터치 스크린 기능을 부여하기 위하여 작은 외부 압력에도 휘어짐이 발생하도록 폴리카보네이트(PC)와 같은 플라스틱 재질의 기판을 사용한다. 또한, 상기 베이스 기판(122)은 유리 기판에 에칭(etching) 또는 글라인딩(glinding) 공정을 수행하여 0.2 내지 0.5mm의 얇은 두께를 갖도록 형성한 후 사용할 수도 있다.
상기 블랙 매트릭스(124)는 상기 박막 트랜지스터(TFT), 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 제1 신호 배선(SL1) 및 제2 신호 배선(SL2)과 대응되는 위치에 형성된다. 상기 블랙 매트릭스(124)는 화소 전극(PE)으로 조절이 되지 않는 영역의 액정을 통과하는 빛을 차단하여 액정표시패널의 콘트라스트 비율(contrast ratio)을 향상시킨다.
상기 컬러필터층(126)은 일례로, 레드필터패턴, 그린필터패턴 및 블루필터패턴을 포함하며, 화소와 대응되는 위치에 형성된다. 상기 컬러필터층(126)은 상기 차광막(124)의 일부를 덮는 것이 바람직하다.
상기 평탄화막(127)은 상기 컬러필터층(126)의 상부에 형성되어 상기 제2 기판(120)을 평탄화 시키는 유기 절연막으로 이루어진다.
상기 돌기 패턴(128) 및 지지패턴(129)은 상기 평탄화막(127) 위에 감광성 오버 코팅층을 도포한 후, 상기 감광성 오버 코팅층 상부에 마스크를 배치하여 노광하는 포토 공정등을 통해 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 돌기 패턴(128)은 상기 제1 기판(110)에 형성된 제1 신호 배선(SL1)들과 대응하는 영역에 복수 개로 형성된다. 마찬가지로 상기 돌기 패턴(128)은 상기 제1 기판(110)에 형성된 제2 신호 배선(SL2)들과 대응하는 영역에서 각각의 제2 신호 배선(SL2)에 대해 복수개가 형성된다.
상기 돌기 패턴(128)은 상기 베이스 기판(122)에서 상기 제1 기판(110) 방향으로 소정 높이로 돌출 형성되며, 상기 돌기 패턴(128)의 돌출 높이는 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 셀 갭(cell gab)보다 작은 값을 갖도록 형성한다.
상기 지지 패턴(129)은 상기 돌기 패턴(128)과 동시에 형성되며, 상기 돌기 패턴(128)보다 넓은 직경을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 지지 패턴(129)은 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 셀갭과 동일하게 형성된다. 따라서, 상기 지지 패턴(129)은 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격을 이격시키고 이를 지지한다.
상기 지지 패턴(129)은 그 자체의 형상으로 인하여 표시패널(100)의 광 투과도에 영향을 미치지 않게 하기 위해 블랙 매트릭스(126) 영역 내부에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 지지 패턴(129) 위에는 상기 공통전극층(130)이 형성되므로, 상기지지 패턴(129)은 제1 기판(110) 위에 형성된 화소 전극(PE) 내지 제1 및 제2 센싱 전극들(ES1,ES2)과의 전기적 접촉을 피할 수 있는 블랙 매트릭스(126) 영역에 형성하는 것이 바람직하다.
상기 지지 패턴(129)은 단위 화소 마다 형성될 수도 있고, 소정 개수의 단위 화소들마다 형성될 수도 있다. 바람직하게는 액정표시패널 전체에 있어서 균등한 밀도로 형성한다.
상기 공통 전극층(130)은 투명한 도전 물질인 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide; IZO)등으로 이루어지며, 상기 돌기 패턴 및 지지 패턴(128,229)을 커버하도록 상기 베이스 기판(122) 위에 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 돌기 패턴(128) 상부에 형성된 공통 전극층(130)은 외부 압력(PO)에 의해 휘어지는 상기 베이스 기판(122)과 함께 상기 제1 기판(110) 방향으로 유동되어 상기 제1 센싱 전극(ES1)과 전기적으로 접촉된다.
또한, 상기 제1 센싱 전극(ES1)은 상기 제1 신호 배선(SL1)과 콘택홀(미도시)을 통해 전기적으로 접촉되고, 결과적으로 상기 공통 전극층(130)과 상기 제1 신호 배선(SL1)은 전기적으로 접촉된다.
즉, 상기 돌기 패턴(128)과 상기 돌기 패턴(128) 상부에 형성된 공통 전극층 (130)에 의해, 상기 베이스 기판(122)에서 상기 제1 기판(110) 방향으로 돌출 된 상기 제1 돌기 전극(ER1)이 형성된다.
상기 제1 돌기 전극(ER1)과 상기 제1 신호 배선(SL1)들이 접촉됨에 따라, 상기 제1 신호 배선(SL1)에 제공되는 초기 구동 전압(Vid)이 변동된다.
상기 제2 기판(120) 상부에서 가해지는 외부 압력(PO)에 의해 상기 제1 돌기 전극(ER1)과 상기 제1 신호 라인(SL1, SL2)이 접촉된 후, 상기 제2 기판(120)을 구성하는 베이스 기판(122)과 상기 지지 패턴(129) 자체의 탄성으로 인하여 상기 제2 기판(120)과 제1 기판(110) 사이의 간격이 일정 간격으로 유지 및 지지될 수 있다.
상기 제1 돌기 전극(ER1)은 블랙 매트릭스(126) 영역 내부에 형성하고, 상기 제1 돌기 전극(ER1) 및 제1 센싱 전극(ES1)은 화소들의 투과 영역과 겹치지 않도록 형성하여 화소들의 개구율에 영향을 미치지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 제1 신호 라인(SL1)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 신호 라인으로부터 상기 제2 방향(D2)으로 분기된 브랜치(branch) 배선(BR)을 갖고, 상기 제1 돌기 전극(ER1) 및 제1 센싱 전극(ES1)은 상기 브랜치 배선(BR)이 형성되는 블랙 매트릭스 영역 내부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 돌기 전극(ER1)을 형성하기 위하여, R, G 및 B의 색상을 각각 표시하는 제ji-1 화소(Pji+1), 제ji 화소(Pji) 및 제ji+1 화소(Pji+1)로 구성된 단위 화소와 인접하는 단위 화소 사이에 상기 제1 돌기 전극(ER1)을 커버하기에 충분한 폭을 갖는 블랙 매트릭스(126)를 형성하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 제1 센싱 전극(ES1)은 제ji+1 화소 전극(PEji+1)과 동일한 레 이 아웃 상에 형성하며, 상기 제ji+1 화소 전극(PEji+1)과 상기 제1 센싱 전극(ES1) 사이의 커플링 현상등을 방지하기 위하여 상기 제ji+1 화소 전극(PEji+1)을 상기 제1 센싱 전극(ES1)으로부터 소정 간격 이격 형성한다. 따라서, 상기 제1 센싱 전극(ES1)과 인접하는 상기 화소 전극(PEji+1)은 제ji+1 화소 영역(PAji+1) 내부로 함입되어 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에서는 돌기 전극(ER)과 신호 배선(SL)을 제1 돌기 전극(ER1)과 제1 신호 배선(SL1)을 예로 들어 설명하였으나, 도 3에 도시된 제2 돌기 전극(ER2)과 제2 신호 배선(SL2)도 실질적으로 동일한 방법으로 형성될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
도 6a 내지 6b는 도 4에 도시된 돌기 패턴 및 지지 패턴의 제조 공정을 도시한 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 제2 기판(120)의 평탄화(127) 막 위에는 감광성 오버 코팅층(OC)이 균일한 두께로 형성된다. 상기 감광성 오버 코팅층(OC) 위에는 상기 감광성 오버 코팅층(OC)을 패터닝 하기 위한 포토 마스크(MASK)가 배치된다. 상기 포토 마스크(MASK)는 광을 차단할 수 있는 차광성 물질이 크롬(Cr)등으로 이루어진다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 포토 마스크(MASK)는 개구부(310)와 비개구부(320)로 구분된다. 상기 개구부(310)는 상기 포토 마스크로 제공된 광을 투과시켜 상기 감광성 오버 코팅층(OC)으로 제공하고, 상기 비개구부(320)는 상기 포토 마스크로 제공된 광이 상기 감광성 오버 코팅층(OC)로 제공되지 않도록 차단한다.
상기 개구부는 제1 개구부(312)와 제2 개구부(314)를 포함하며, 상기 제2 개구부(314)는 상기 1 개구부(312)의 직경보다 넓게 형성된다.
상기 감광성 오버 코팅층(OC)을 노광하면 상기 제1 및 제2 개구부(312,314)에 대응하는 감광성 오버코팅층(OC)의 상면은 풀 노광되지만, 상기 비개구부(320)에 대응하는 상기 감광성 오버코팅층(OC)은 노광되지 않는다. 이후 도 6b에 도시된 바와 같이 노광된 상기 감광성 오버 코팅층(OC)을 현상하면, 노광되지 않은 상기 감광성 오버 코팅층(OC)이 제거되면서 대향기판 상에는 컬럼 스페이서 형상의 이격 패턴이 형성된다. 이때, 상기 제1 개구부(312)에 의해 잔류한 이격 패턴은 돌기 패턴부(128a)가 되며, 상기 제2 개구부(314)에 의해 잔류한 이격 패턴은 지지 패턴부(129a)가 된다. 따라서, 상기 돌기 패턴부 및 지지 패턴부(128a,229a)는 동일한 높이로 형성되며, 상기 지지 패턴부(129a)는 상기 돌기 패턴부(128a) 보다 넓은 직경을 갖도록 형성된다.
일례로, 상기 돌기 패턴부(128a)의 직경은 10㎛ 으로 형성되고, 상기 지지 패턴부(129b)의 직경은 17㎛ 으로 형성된다.
상기 돌기 패턴부 및 지지 패턴부(128a,229a)의 양 측면은 제1 기판 방향으로 점차적으로 직경이 작아지는 계단 형상을 가질 수도 있으며, 상기 제1 기판과 접하는 단부는 라운드 형상을 가질 수도 있다.
이하 도 7a 내지 7b는 액정표시패널의 어셈블리 공정을 나타낸 공정도들이다.
도 7a를 참조하면, 씰런트 디스펜서(sealant dispenser,SD)로 어레이기판 (110)의 가장자리 부근에 씰런트(SL)를 도포하여 씰 패턴(SP)을 형성한다. 이때, 상기 씰런트는 일례로 열경화 수지로 이루어지며, 씰 패턴의 폭과 높이는 균일하게 형성된다.
이어 도 7b를 참조하면 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 마주보게 정렬한 후 열 압착(HOT PRESS) 공정을 통해 씰 패턴을 형성하고 있는 씰런트를 경화시킨다. 상기 열 압착 공정을 통해 상기 제1 기판 및 제2 기판이 일정한 셀 갭을 유지하면서 결합되며, 제2 기판 내에 형성되어 있는 돌기 패턴부(128a) 및 지지 패턴부(129a)가 압력으로 인해 변형된다.
도 8은 지지 패턴의 단면적에 따른 동일 압력 하의 변형량을 도시한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 지지 패턴의 단면적이 넓을수록 동일 압력하의 변형량이 감소하고, 단면적이 작을수록 변형량이 증가함을 알 수 있다.
따라서, 제1 기판과 제2 기판을 압착하는 열 압착 공정에서 지지 패턴부 보다 직경이 작은 돌기 패턴부의 압축 변형율이 높다.
[표 1]은 동일한 압력을 가한 후의 액정 셀갭을 측정한 데이터이다.
샘플 1 샘플 2
압력을 가한 후의 액정 셀갭(㎛) 3.27 3.35
샘플 1은 직경이 10㎛인 지지 패턴을 형성한 액정표시패널들이고, 샘플 2는 직경이 17㎛인 지지 패턴을 형성한 액정표시패널들이다. 상기 지지 패턴들은 샘플 1과 샘플 2에서 동일한 높이로 형성되었고, 압력을 가하기 전의 샘플 1과 샘플 2의 액정 셀갭은 동일하였다.
샘플 1과 샘플 2에 동일한 압력을 가한 후에 액정표시패널들의 셀갭을 측정한 결과, 샘플 1은 평균적으로 3.27㎛의 액정 셀갭을 갖고 샘플 2는 평균적으로 3.35㎛의 액정 셀갭을 갖는 것을 확인하였다.
즉, 지지 패턴의 직경이 더 작은 샘플 1의 액정 셀갭이 샘플 2의 액정 셀갭보다 작아졌음을 알 수 있다. 따라서, 지지 패턴의 직경이 작을수록 압축 변형율이 높음을 확인할 수 있다.
도 9a 내지 9c는 돌기 패턴부 및 지지 패턴부의 변형 과정을 나타낸 개념도이다.
도 9a는 열압착 공정 전의 액정표시패널 단면도이고, 도 9b는 열압착 공정 중의 액정표시패널 단면도이며, 도 9c는 열압착 공정 후의 액정표시패널의 단면도이다.
도 9a 내지 9b를 참조하면, 씰런트(SL) 도포 후 열압착 공정을 진행하기 전의 돌기 패턴부(128a) 및 지지 패턴부(129a)는 동일한 높이 a를 가지며, 열압착 공정 중에는 압력으로 인해 높이 b로 압착된다.(a>b)
도 9b 내지 9c를 참조하면, 돌기 패턴부(128a)는 직경이 작으므로 압축 변형율이 높아 열압착 공정 후에 높이가 거의 회복되지 않는다. 그러나, 직경이 넓은 지지 패턴부(129a)는 압축 변형율이 낮아 압축 전의 높이에 가깝게 회복된다.
따라서, 상기 돌기 패턴부(128a)와 상기 지지 패턴부(129a)의 높이가 상이하게 변형된다.
이에 따라, 상기 돌기 패턴부(128a)는 액정표시패널 외부에서 가해지는 압력에 의해서만 제1 기판에 접촉할 수 있는 높이의 돌기 패턴(128)이 되며, 상기 돌기 패턴(128)은 상부에 형성되는 공통 전극(150)에 의해 터치 스크린 기능을 수행하는 돌기 전극(ER)이 된다.
상기 지지 패턴부(129a)는 압축 변형율이 낮아 높이의 변화가 거의 나타나지 않으므로, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 이격시키는 지지 패턴(129)이 된다.
즉, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 열 압착시키는 공정을 통해 서로 다른 기능을 수행하는 돌기 패턴(128)과 지지 패턴(129)을 동시에 형성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시패널의 단면도이다. 이하, 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 도면 번호를 부여하였다.
도 3과 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시패널(100)은 제1 기판(110), 제2 기판(120) 및 상기 두 기판 사이에 개재되는 액정층(도시되지 않음)을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 베이스 기판 상에 화상을 표시하는 기본 단위인 복수개의 화소들이 매트릭스 형태로 형성된 기판이다. 상기 복수의 화소들 중 제ji 화소(Pji)는 제j 게이트 라인(GLj), 제i 데이터 라인(DLi), 제ji TFT(Tji) 및 제ji 화소 전극(PEji)으로 이루어진다.
상기 제j 게이트 라인(GLj)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제i 데이터 라인(DLi)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되어 상기 제j 게이트 라인(GLj)과 절연되게 교차한다.
상기 제i 데이터 라인(DLi)과 제j 게이트 라인(GLj)은 인접하는 제i+1 데이터 라인(DLi+1)과 제j-1 게이트 라인(GLj-1)에 의해서 제ji 화소영역(PAji)을 정의한다. 상기 제ji 화소영역(PAji)에는 상기 제ji TFT(Tji) 및 제ji 화소 전극(PEji)이 형성된다.
상기 제ji TFT(Tji)의 게이트 전극(G)은 상기 제j 게이트 라인(GLj)으로부터 분기되고, 소오스 전극(S)은 상기 제i 데이터 라인(DLi)으로부터 분기되며, 드레인 전극(D)은 상기 제ji 화소 전극(PEji)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 TFT(Tji)는 상기 제j 게이트 라인(GLj)으로 인가된 게이트 신호에 응답하여 상기 제i 데이터 라인(DLi)으로 인가된 데이터 신호를 상기 제ji 화소전극(PEji)으로 출력한다.
또한, 상기 제ji 화소(Pji)는 공통 전압(Vcom)이 인가되고, 보조 용량(Cst)을 정의하는 제ji 스토리지 전압 배선(SEji)을 더 구비한다.
상기 제1 기판(110)에는 상기 게이트 라인(GL)들과 평행하게 제1 방향(D1)으로 연장되는 제1 신호 배선(SL1)들과 상기 데이터 라인(DL)들과 평행하게 제2 방향(D2)으로 연장되는 제2 신호 배선(SL2)들이 형성된다.
상기 제1 신호 배선(SL1)들은 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 레이 아웃 상에 형성될 수 있으며, 상기 제2 신호 배선(SL2)들은 상기 데이터 라인(DL)과 동일한 레이 아웃 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 신호 배선(SL1)들과 상기 제2 신호 배선(SL2)들에는 초기 구동 전압(Vid)이 제공된다.
상기 제1 기판(110)에는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 제1 신호 배선(SL1)들의 상부에 형성되고, 외부 압력에 의해 상기 제2 기판(120)의 공통 전극(130)과 전기적으로 접촉하는 제1 돌기 전극(ER1)이 형성된다.
또한, 상기 제2 신호 배선(SL2)의 상부에 형성되고, 외부 압력에 의해 상기 제2 기판(120)의 공통 전극(130)과 전기적으로 접촉하는 제2 돌기 전극(ER2)이 더 형성된다.
도 10을 참조하면, 상기 제1 기판(110)은 베이스 기판(100a), TFT 어레이층(100b) 및 화소 전극층(PE)을 포함한다.
상기 베이스 기판(100a)은 유리와 같은 투명한 절연 물질로 이루어진다.
상기 TFT 어레이층(100b)은 상기 베이스 기판(100a) 상에 구비된다. 상기 TFT 어레이층(100b)은 복수개의 TFT들, 보호막(100c), 제1 신호배선(SL1), 돌기 패턴(128) 및 지지 패턴(129)을 포함한다.
상기 복수개의 TFT 각각은 게이트 전극(111a), 게이트 절연막(111b), 액티브층(111c), 오믹 콘택층(111d), 소오스 전극(111e) 및 드레인 전극(111f)으로 이루어진다.
상기 보호막(100c)은 상기 TFT를 커버하는 유기 절연막으로 이루어진다.
또한, 상기 보호막(100c)위에는 상기 TFT의 드레인 전극(111f)을 노출시키기 위한 콘택홀(100e)이 형성된다.
상기 제1 신호 배선(SL1)은 상기 게이트 전극(111a)과 동일한 레이 아웃 상에 형성되기 때문에 상기 게이트 절연막(111b), 보호막(100c)은 상기 제1 신호 배선(SL1)의 상부를 커버한다.
상기 돌기 패턴(128) 및 지지 패턴(129)은 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 방법과 동일한 포토 공정으로 형성되나, 본 발명의 제2 실시예에서는 상기 돌기 패턴(128) 및 지지 패턴(129)이 상기 제1 기판(110) 위에 형성된다. 즉, 상기 보호막(100c)이 형성된 제1 기판(110) 위에 감광성 오버 코팅층을 도포한 후, 상기 감광성 오버 코팅층 상부에 마스크를 배치하여 형성한다. 보다 상세하게는, 상기 돌기 패턴(128)은 상기 제1 기판(110)에 형성된 제1 신호 배선(SL1)들과 대응하는 영역에 복수 개로 형성된다. 마찬가지로, 상기 돌기 패턴(128)은 상기 제1 기판(110)에 형성된 제2 신호 배선(미도시)들과 대응하는 영역에서도 복수개가 형성된다.
상기 돌기 패턴(128)은 상기 제1 기판(110)에서 상기 제2 기판(120) 방향으로 소정 높이로 돌출 형성되며, 상기 돌기 패턴(128)의 돌출 높이는 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 셀 갭(cell gab)보다 작은 값을 갖도록 형성한다.
상기 지지 패턴(129)은 상기 돌기 패턴(128)과 동시에 형성되며, 상기 돌기 패턴(128)보다 넓은 직경을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 지지 패턴(129)은 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 셀갭과 동일하게 형성된다. 따라서, 상기 지지 패턴(129)은 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 간격을 이격시키고 이를 지지한다.
상기 지지 패턴(129)은 그 자체의 형상으로 인하여 표시패널(100)의 광 투과도에 영향을 미치지 않게 하기 위해 블랙 매트릭스(126) 영역에 형성하는 것이 바람직하다.
상기 지지 패턴(129)은 단위 화소 마다 형성될 수도 있고, 소정 개수의 단위 화소들마다 형성될 수도 있다. 바람직하게는 액정표시패널 전체에 있어서 균등한 밀도로 형성한다.
상기 화소 전극층(PE)은 투명한 도전성 물질, 일례로 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어지며, 각각의 화소에 해당하는 영역의 상기 보호막(100c) 위에 형성된다.
상기 화소 전극층(PE)을 형성하는 식각 공정에서, 상기 제1 신호 배선(SL1)과 상기 제2 기판(120)에 형성된 공통 전극(130)을 전기적으로 접촉시키기 위한 제1 센싱 전극(ES1)이 상기 돌기 패턴(128) 위에 형성된다.
상기 제1 센싱 전극(ES1)은 상기 화소 전극과 동일한 물질로 이루어지며 동일한 레이아웃 상에 형성된다.
상기 돌기 패턴(128)과 상기 돌기 패턴(128) 상부에 형성된 제1 센싱 전극(130)에 의해, 상기 제1 기판(110)에서 상기 제2 기판(120) 방향으로 돌출 된 상기 제1 돌기 전극(ER1)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(111b) 및 보호막(100c)에는 상기 제1 센싱 전극(ES1)을 상기 제1 신호 배선(SL1)에 전기적으로 연결하기 위해 상기 제1 신호 배선(SL1)을 노출시키는 콘택홀(미도시)이 형성된다.
상기 제2 기판(120)은 베이스 기판(122), 블랙 매트릭스(124), 컬러필터층(126), 평탄화막(127) 및 공통 전극층(130)을 포함한다.
상기 베이스 기판(122)은 유리 또는 폴리카보네이트(PC)등과 같은 투명한 절연 물질로 이루어진다. 상기 베이스 기판(122)은 상기 액정표시패널(100)에 터치 스크린 기능을 부여하기 위하여 작은 외부 압력에도 휘어짐이 발생하도록 폴리카보네이트(PC)와 같은 플라스틱 재질의 기판을 사용한다.
상기 블랙 매트릭스(124)는 상기 박막 트랜지스터(TFT), 데이터 라인(DL), 게이트 라인(미도시), 제1 신호 배선(SL1) 및 제2 신호 배선(미도시)과 대응되는 위치에 형성된다.
상기 컬러필터층(126)은 일례로, 레드필터패턴, 그린필터패턴 및 블루필터패턴을 포함하며, 화소와 대응되는 위치에 형성된다. 상기 컬러필터층(126)은 상기 차광막(124)의 일부를 덮는 것이 바람직하다.
상기 평탄화막(127)은 상기 컬러필터층(126)의 상부에 형성되어 상기 제2 기판(120)을 평탄화 시키는 유기 절연막으로 이루어진다.
상기 공통 전극층(130)은 투명한 도전 물질인 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide; IZO)등으로 이루어지며, 상기 평탄화막(127) 위에 형성된다.
여기서, 본 발명의 실시예에서는 돌기 전극(ER)과 신호 배선(SL)을 제1 돌기 전극(ER1)과 제1 신호 배선(SL1)을 예로 들어 설명하였으나, 도 3에 도시된 제2 돌기 전극(ER2)과 제2 신호 배선(SL2)도 실질적으로 동일한 방법으로 형성될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
도 11a 내지 11b는 도 10에 도시된 돌기 패턴 및 지지 패턴의 제조 공정을 도시한 단면도들이다
도 11a를 참조하면, 제1 기판(110)의 보호막(100c) 막 위에는 감광성 오버 코팅층(OC)이 균일한 두께로 형성된다. 상기 감광성 오버 코팅층(OC) 위에는 상기 감광성 오버 코팅층(OC)을 패터닝 하기 위한 포토 마스크(MASK)가 배치된다. 상기 포토 마스크(MASK)는 광을 차단할 수 있는 차광성 물질이 크롬(Cr)등으로 이루어진다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 상기 포토 마스크(MASK)는 개구부(310)와 비개구부(320)로 구분된다. 상기 개구부(310)는 상기 포토 마스크로 제공된 광을 투과시켜 상기 감광성 오버 코팅층(OC)으로 제공하고, 상기 비개구부(320)는 상기 포토 마스크로 제공된 광이 상기 감광성 오버 코팅층(OC)로 제공되지 않도록 차단한다.
상기 개구부는 제1 개구부(312)와 제2 개구부(314)를 포함하며, 상기 제2 개구부(314)는 상기 1 개구부(312)의 직경보다 넓게 형성된다.
상기 감광성 오버 코팅층(OC)을 노광하면 상기 제1 및 제2 개구부(312,314)에 대응하는 감광성 오버코팅층(OC)의 상면은 풀 노광되지만, 상기 비개구부(320)에 대응하는 상기 감광성 오버코팅층(OC)은 노광되지 않는다. 이후 도 11b에 도시된 바와 같이 노광된 상기 감광성 오버 코팅층(OC)을 현상하면, 노광되지 않은 상기 감광성 오버 코팅층(OC)이 제거되면서 제1 기판(110) 상에는 컬럼 스페이서 형상의 이격 패턴이 형성된다. 이때, 상기 제1 개구부(312)에 의해 잔류한 이격 패턴은 돌기 패턴부(128a)가 되며, 상기 제2 개구부(314)에 의해 잔류한 이격 패턴은 지지 패턴부(129a)가 된다. 따라서, 상기 돌기 패턴부 및 지지 패턴부(128a,129a)는 동일한 높이로 형성되며, 상기 지지 패턴부(129a)는 상기 돌기 패턴부(128a) 보다 넓은 직경을 갖도록 형성된다.
일례로, 상기 돌기 패턴부(128a)의 직경은 10㎛ 으로 형성되고, 상기 지지 패턴부(129b)의 직경은 17㎛ 으로 형성된다.
상기 돌기 패턴부 및 지지 패턴부(128a,129a)의 양 측면은 제1 기판 방향으로 점차적으로 직경이 작아지는 계단 형상을 가질 수도 있으며, 상기 제1 기판과 접하는 단부는 라운드 형상을 가질 수도 있다.
상기한 방법으로 돌기 패턴 및 지지 패턴이 형성된 제1 기판(110) 위에 화소 전극 및 센싱 전극을 형성하는 식각 공정을 진행한 후, 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)은 도 7a 내지 도 7b에서 설명한 액정표시패널의 어셈블리 공정을 통해 열압착된다. 따라서 제1 기판 내에 형성되어 있는 돌기 패턴부(128a) 및 지지 패턴부(129a)가 압력으로 인해 변형된다. 이때, 도 8 내지 표 1에서 설명한 바와 같이 직경이 작은 상기 돌기 패턴부(128a)가 압축 변형률이 높으므로 상기 지지 패턴부(129a)보다 변형이 많이 일어난다. 따라서, 상기 돌기 패턴부(128a)는 액정표시패널 외부에서 가해지는 압력에 의해서 휘어진 제2 기판과 접촉할 수 있는 높이의 돌기 패턴(128)이 되며, 상기 돌기 패턴(128)은 상부에 형성되는 센싱 전극(ES)에 의해 터치 스크린 기능을 수행하는 돌기 전극(ER)이 된다.
상기 지지 패턴부(129a)는 압축 변형율이 낮아 높이의 변화가 거의 나타나지 않으므로, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 이격시키는 지지 패턴(129)이 된다.
즉, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 열 압착시키는 공정을 통해 서로 다른 기능을 수행하는 돌기 패턴(128)과 지지 패턴(129)을 동시에 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 높이는 같고 직경이 서로 다른 돌기 패턴과 지지 패턴을 형성한 후 열압착 공정을 통해 돌기 패턴과 지지패턴의 높이를 서로 다르게 형성한다. 이에 따라, 별도의 추가 공정 없이 터치 스크린 기능을 수행하는 돌기 전극과 지지역할을 하는 지지 패턴를 동시에 형성하므로써 제조 공정을 감소시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 게이트 배선들과 데이터 배선들에 의해 복수의 화소부들이 정의되고, 터치 위치를 감지하기 위한 신호배선들이 형성된 어레이 기판에 대항하는 표시 기판의 제조 방법에서,
    (a) 베이스 기판 위의 상기 화소부들에 대응하여 컬러필터패턴들을 형성하는 단계;
    (b) 상기 컬러필터패턴들이 형성된 베이스 기판 위에 오버 코팅층을 형성하는 단계;
    (c) 상기 오버 코팅층을 패터닝하여 직경이 서로 다른 지지 패턴과 돌기 패턴을 형성하는 단계;
    (d) 상기 돌기 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 투명 전극층을 형성하여 상기 돌기 패턴을 커버하는 돌기 전극을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 투명 전극층이 형성된 베이스 기판을 열압착 공정을 통해 상기 지지 패턴 및 상기 돌기 패턴의 높이를 서로 다르게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계(b)에서 상기 지지 패턴의 직경은 상기 돌기 패턴의 직경보다 크고, 상기 지지 패턴과 돌기 패턴의 높이는 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열압착 공정은 실런트를 이용하여 상기 어레이 기판과 표시 기판을 결합시키는 공정인 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단계(e)에서 상기 돌기 패턴의 높이는 상기 지지 패턴의 높이 보다 낮은 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지지 패턴은 상기 어레이 기판과 표시 기판 간의 갭을 유지하고, 상기 돌기 전극은 터치 압력에 의해 상기 신호배선들과 전기적 접촉되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 지지 패턴은 상기 어레이 기판과 표시 기판 간의 갭을 유지하고, 상기 돌기 전극은 터치 압력에 의해 상기 신호배선들과 전기적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
  7. 게이트 배선들과 데이터 배선들에 의해 정의된 복수의 화소부들과, 각 화소부에 형성된 스위칭 소자 및 터치 위치를 감지하기 위한 신호배선들이 형성된 표시 기판의 제조 방법에서,
    상기 스위칭 소자가 형성된 베이스 기판 위에 오버 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 오버 코팅층을 패터닝하여 직경이 서로 다른 지지 패턴과 돌기 패턴을 형성하는 단계;
    상기 지지 패턴 및 돌기 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 투명 전극층을 형성하는 단계;
    상기 투명 전극층을 패터닝하여 상기 돌기 패턴을 커버하는 돌기 전극과 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 화소 전극이 형성된 베이스 기판을 열압착 공정을 통해 상기 지지 패턴 및 상기 돌기 패턴의 높이를 서로 다르게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판의 제조 방법.
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US11/556,297 US20070097278A1 (en) 2005-11-03 2006-11-03 Display substrate, method of manufacturing the same and display panel having the same
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100949507B1 (ko) * 2007-07-12 2010-03-24 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101451938B1 (ko) * 2008-03-17 2014-10-17 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린 내장형 표시 패널
KR101519844B1 (ko) * 2008-01-07 2015-05-13 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린패널용 상부기판, 그 제조방법 및 이를 갖는표시장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9342202B2 (en) 2009-01-23 2016-05-17 Qualcomm Incorporated Conductive multi-touch touch panel
WO2010090394A2 (ko) 2009-02-06 2010-08-12 주식회사 엘지화학 절연된 도전성 패턴의 제조 방법
JP5491528B2 (ja) 2009-02-06 2014-05-14 エルジー・ケム・リミテッド 絶縁された導電性パターンの製造方法及び積層体
CN102308366B (zh) 2009-02-06 2015-08-12 Lg化学株式会社 触摸屏及其制备方法
CN101825787B (zh) * 2009-03-04 2013-06-12 北京京东方光电科技有限公司 触摸显示屏及其制造方法
CN101825819B (zh) * 2009-03-05 2013-04-17 宏碁股份有限公司 液晶显示面板及整合按键于液晶显示面板的方法
JP4811502B2 (ja) * 2009-07-01 2011-11-09 カシオ計算機株式会社 液晶表示パネル及びタッチパネル
TWI550649B (zh) 2009-07-16 2016-09-21 Ｌｇ化學股份有限公司 電導體以及其製備方法
CN103226265A (zh) * 2012-09-26 2013-07-31 信利半导体有限公司 一种在液晶显示器基板间制作光阻间隔物的方法
CN114550594B (zh) * 2022-03-02 2023-08-25 安徽繁盛显示科技有限公司 双轴对称转动弯折机构

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001075074A (ja) * 1999-08-18 2001-03-23 Internatl Business Mach Corp <Ibm> タッチセンサ一体型液晶表示素子
JP2002333618A (ja) * 2001-05-07 2002-11-22 Nitto Denko Corp 反射型液晶表示装置
KR100685954B1 (ko) * 2002-12-24 2007-02-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 터치 패널
CN1601342A (zh) * 2003-09-27 2005-03-30 乐金电子(天津)电器有限公司 用于家电产品上的液晶显示屏组件的电缆引出结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100949507B1 (ko) * 2007-07-12 2010-03-24 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101519844B1 (ko) * 2008-01-07 2015-05-13 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린패널용 상부기판, 그 제조방법 및 이를 갖는표시장치
KR101451938B1 (ko) * 2008-03-17 2014-10-17 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린 내장형 표시 패널

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