KR20110063225A - 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

전기영동 표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110063225A
KR20110063225A KR1020090120185A KR20090120185A KR20110063225A KR 20110063225 A KR20110063225 A KR 20110063225A KR 1020090120185 A KR1020090120185 A KR 1020090120185A KR 20090120185 A KR20090120185 A KR 20090120185A KR 20110063225 A KR20110063225 A KR 20110063225A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
metal layer
forming
optical sensor
shielding metal
Prior art date
Application number
KR1020090120185A
Other languages
English (en)
Inventor
김상수
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020090120185A priority Critical patent/KR20110063225A/ko
Publication of KR20110063225A publication Critical patent/KR20110063225A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

실시예는 일체형 터치 패널을 갖는 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하며, 특히 화이트 영역에 대응되도록 배치된 광센서부의 채널 영역이 증가되어 광센서부에서의 광 흡수량이 증가된 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
따라서, 터치 패널을 외부에 형성할 경우 발생하는 가격상승, 수율 저하, 터치 패널에 의한 반사 휘도의 감소 및 백색도 감소등의 문제를 해결할 수 있고, 종래에 비해 얇고 저가의 표시장치를 구현할 수 있다. 또한, 컬러필터가 형성되지 않은 화이트 단위화소 및 화이트 영역을 통해 입사된 광이 중간에 손실되지 않고 광센서부에 전달되므로, 광센서부로 입사되는 광량을 증가시키게 되어 컬러특성의 저하가 없으면서도 터치를 용이하게 한다. 또한, 광센서부의 채널 영역을 확장하여 상기 광센서부에 흡수되는 광량을 증가시킨다.
Figure P1020090120185
일체형, 화이트 영역, 쉴딩 메탈, 광센서부, 전기영동 표시장치.

Description

전기영동 표시장치 및 이의 제조방법{ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE AND METHODS FOR FABRICATING THE SAME}
실시예는 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이고, 특히 컬러 EPD(electrophoretic display)에서 광센서 일체형(또는, 인-셀(in-cell)) 방식으로 터치 기능을 구현한 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 신문이나 잡지를 디스플레이할 수 있는 표시장치의 연구가 활발하다. 이러한 표시장치 중에 하나가 전기영동 디스플레이 장치이다.
통상의 전기영동 디스플레이 장치(Electrophoretic Display Device : EPD)는 유연성(flexibility)과 휴대성이 뛰어나며, 경량 등의 특성을 지닌 전기영동(Electrophoresis : 전기장 내에서 하전된 입자가 양극 또는 음극쪽으로 이동하는 현상)을 이용한 평판 디스플레이의 일종이다.
이와 같은 전기영동 디스플레이 장치는 2개의 기판 사이에 전기영동막이 개재된 구조를 가지며, 2개의 기판 중 하나 이상은 투명하여야 반사형 모드로 이미지를 표시할 수 있다. 상기 2개의 기판 중 하부 기판에 화소전극을 형성하고 상기 화소전극에 전압을 인가할 경우, 전기영동막 내의 대전입자가 화소전극 쪽으로 또는 반대쪽으로 이동하는데, 이것에 의해 뷰잉 시트(viewing sheet)를 통하여 이미지를 볼 수 있다.
이러한, 전기영동 디스플레이 장치는 종이나 플라스틱과 같은 얇고 구부리기 쉬운 베이스 필름에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하고 박막 트랜지스터 어레이의 화소 전극과 공통전극 사이의 수직 전계에 의해 전기영동 부유입자를 구동하는 디스플레이이다. 따라서, 전기영동 디스플레이 장치는 백라이트를 사용하지 않으며 넓은 시야각, 높은 반사율, 읽기 쉬움 및 저소비 전력 등의 특성을 갖기 때문에, 차세대 전자종이로서도 기대되는 표시장치이다.
이러한 전기영동 표시장치는 사용자가 정보처리장치를 조작하기 위한 터치 패널을 더 구비할 수 있다. 터치 패널은 특정 부분이 사람의 손 또는 물체에 접촉되면, 접촉된 위치를 파악하여 접촉된 위치에 대응하는 위치 정보를 출력한다. 정보처리장치는 위치 정보를 이용하여 접촉된 위치에서 지시하는 내용에 따라 데이터를 처리한다. 이와 같이, 터치 패널은 키보드나 마우스보다 조작이 용이하여 그 쓰임이 증대되고 있는 추세이다.
종래의 컬러 전기영동 디스플레이 장치에 광센서 일체형 터치 구조를 적용하였을 때, 컬러필터층에서 외부 광량이 흡수되기 때문에 광센서에 유입되는 광량이 떨어지게 되고 이로 인해 광센서의 출력이 낮아지게 된다. 따라서, 광센서의 낮은 출력으로 인해 신호대잡음비(SNR: signal to noise ratio)가 떨어져 터치 인식 오류가 발생하였다.
따라서, 광센서에서의 광 흡수량을 증가시키기 위해서는 상기 컬러필터층에 서 흡수되는 광량을 최소화하고, 광센서의 광 흡수 영역을 증가시킬 필요가 있다. 외부 광원이 유입되어야 하는 광센서부의 채널 영역은 단위화소 사이의 공간에 위치하여야 하나, 전기영동 표시장치의 구동 특성을 확보하기 위한 단위화소 간의 거리에 의해 광센서부의 채널 영역의 확장이 제한받게 된다.
실시예는 일체형 터치 패널을 갖는 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하며, 특히 화이트 영역에 대응되도록 배치된 광센서부의 채널 영역이 증가되어 광센서부에서의 광 흡수량이 증가된 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 제 1 기판 및 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 단위화소를 정의하는 게이트라인 및 데이터라인; 상기 게이트라인 및 상기 데이터라인과 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터; 상기 제 1 기판 상에 형성되는 광센서부; 상기 제 2 기판 상에 형성되는 컬러필터영역 및 화이트영역을 포함하는 컬러필터층; 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되며, 대전된 피그먼트 입자들을 포함하는 전기영동필름을 포함하고, 상기 광센서부는 상기 화이트영역에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 제조방법은,
하기의 (1) 내지 (7) 단계를 포함하여, 스위칭 트랜지스터 및 광센서부가 구비된 제 1 기판을 제공하는 단계;
(1) 제 1 플레이트를 제공하는 단계;
(2) 상기 제 1 플레이트 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
(3) 상기 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
(4) 상기 게이트 절연막 상에 반도체층 및 소스·드레인 전극을 형성하는 단계;
(5) 상기 반도체층 및 소스·드레인 전극 상에 패시베이션 층을 형성한 후, 패터닝하여 드레인 전극을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계;
(6) 상기 드레인 전극과 전기적으로 접속하는 화소전극을 형성하는 단계; 및
(7) 상기 화소전극 상에 쉴딩 메탈층을 형성하는 단계;
상기 제 1 기판 상에 전기영동필름을 배치하는 단계; 및
상기 전기영동필름 상에 제 2 기판을 배치하여, 상기 제 1 기판, 상기 전기영동필름 및 상기 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따른 전기영동 표시장치는 광센서부를 전기영동 표시장치의 내부에 형성하여 일체형의 터치 패널을 구현함으로써, 터치 패널을 외부에 형성할 경우 발생하는 가격상승, 수율 저하, 터치 패널에 의한 반사 휘도의 감소 및 백색도 감소등의 문제를 해결할 수 있고, 종래에 비해 얇고 저가의 표시장치를 구현할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 컬러필터층의 화이트 단위화소 및 화이트 영역에 대응되도록 광센서부를 배치함으로써, 컬러필터가 형성되지 않은 화이트 단위화소 및 화이트 영역을 통해 입사된 광이 중간에 손실되지 않고 광센서부 에 전달되므로, 광센서부로 입사되는 광량을 증가시키게 되어 컬러특성의 저하가 없으면서도 터치를 용이하게 한다.
또한, 광센서부의 채널 영역을 확장하여 상기 광센서부에 흡수되는 광량을 증가시킨다. 즉, 상기 광센서부의 채널 영역 상부에는 쉴딩 메탈층이 형성되지 않기 때문에 상기 광센서부에 흡수되는 광량을 증가시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하는 방법에서, 노광 공정의 증감 없이도 화소전극과 쉴딩 메탈층을 형성하여 상기 광센서부의 채널 영역을 확장시킬 수 있다. 이로 인해, 광센서의 특성을 향상시키고 신뢰성을 확보할 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 기판, 층, 영역, 필름 또는 전극 등이 각 기판, 층, 영역, 필름 또는 전극 등의 "상(on)"에 또는 "하부(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하부(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 일체형 터치 패널이 구비된 전기영동 표시장치의 단위 화소의 등가 회로도이다. 도 2는 실시예에 따른 일체형 터치 패널이 구비된 전기영동 표시장치에 형성되는 단위화소의 배치를 도시한 도면이다. 도 3은 도 2에서 A-A'의 라인으로 절단한 단면도이다. 도 4는 광센서부를 포함하는 화소영역을 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 단위화소는 표시 신호선(122, 181)에 연결된 스위칭 트랜지스터(T1)과 이에 연결된 전기 영동 커패시터(electro phoretic capacitor)(Cep) 및 유지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 입력 단자(S)는 각각 게이트라인(122) 및 데이터라인(181)에 연결되어 있으며, 출력 단자(D)는 전기 영동 커패시터(Cep) 및 유지 커패시터(Cst)에 연결되어 있다.
또한, 상기 단위화소는 광센서 트랜지스터(T2)와 출력 트랜지스터(T3) 및 센서신호 커패시터(C)를 구비한 광센서부를 더 포함한다.
광센서 트랜지스터(T2)는 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 입력 단자(S)는 각각 오프 전압선(126)과 전원선(183)에 연결되어 있으며, 출력 단자(D)는 센서신호 커패시터(C)의 일단 및 출력 트랜지스터(T3)의 입력 단자(S)에 연결되어 있다.
광센서 트랜지스터(T2)는 그 채널부 반도체층에 빛이 조사되면 비정질 실리콘층으로 이루어진 채널부 반도체가 광전류를 형성하고 전원선(183)에 인가된 전압에 의해 광전류가 센서신호 커패시터(C) 및 출력 트랜지스터(T3) 방향으로 흐르고, 센서신호 커패시터(C)가 이를 신호전압으로 저장한다. 여기서, 센서신호 커패시 터(C)의 다른 일단은 오프 전압선(126)에 연결되어 있고, 오프 전압선(126)은 광센서 트랜지스터(T2)가 주변 전압에 의하여 영향받지 않고 오로지 빛에 의하여만 동작하도록 하기 위하여 오프 전압을 유지한다.
출력 트랜지스터(T3) 역시 삼단자 소자로서 그 제어 단자(G) 및 출력 단자(D)는 각각 출력 주사선(124) 및 신호 출력선(185)에 연결되어 있다. 출력 트랜지스터(T3)는 출력 주사선(124)에 온(on) 전압이 인가되면 동작하여 센서신호 커패시터(C)에 저장되어 있는 센서신호 전압을 신호 출력선(185)으로 출력한다.
도 2를 참조하면, 일체형 터치패널을 구비한 전기영동표시장치에 형성된 단위화소들은 쿼드 타입(Quad type)으로 적색 컬러필터가 구비된 적색 단위화소(R), 녹색 컬러필터가 구비된 녹색 단위화소(G), 청색 컬러필터가 구비된 청색 단위화소(B) 및 화이트 영역이 형성된 화이트 단위화소(W)가 배치된다. 여기서, 화이트 단위화소(W)는 화이트 영역(310W)을 포함하는 의미이다.
이때, 적색 단위화소(R)의 중심영역에는 적색 컬러필터가 배치되고, 적색 단위화소(R)의 중심영역의 가장자리에는 적색 컬러필터가 형성되지 않아 화이트 영역(310W)이 형성된다. 마찬가지로, 각각의 녹색 단위화소의 가장자리 및 청색 단위화소의 가장자리에도 화이트 영역(310W)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전기영동표시장치는 제 1 기판(100), 제 2 기판(300) 및 그들 사이에 개재된 전기영동필름(200)으로 구분된다.
상기 제 2 기판(300)은 제 2 플레이트(320) 상에 형성된 청색 컬러필터(310B) 및 화이트 영역(310W) 등이 배열된 컬러필터층(310), 컬러필터층 상에 형 성된 공통전극(330)이 구비된다. 또한, 인접한 컬러필터들 사이에는 컬러필터가 형성되지 않은 화이트 영역(310W)이 형성된다.
제 2 플레이트(320)는 유연성을 가지는 플라스틱, 쉽게 구부러지는 베이스 필름, 또는 유연성을 가지는 금속 등이 이용될 수 있다.
상기 전기영동필름(200)은 상기 제 1 기판(100)과 상기 제 2 기판(300) 사이에 개재된다. 상기 전기영동필름(200)은 하전된 피그먼트 입자(charge pigment particle)를 포함하는 캡슐(210)으로 구성된다. 캡슐(210)에는 정극성 전압에 반응하는 블랙 피그먼트 입자(211), 부극성 전압에 반응하는 화이트 피그먼트 입자(212) 및 솔벤트(213)가 포함된다.
상기 제 1 기판(100)은 상기 제 2 기판(300)과 서로 대향하여 배치된다. 상기 제 1 기판(100) 상에는 서로 교차하여 단위화소를 정의하는 게이트 라인(122) 및 데이터라인(181)이 형성된다. 상기 게이트 라인(122) 및 상기 데이터 라인(181)은 스위칭 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 제 1 기판(100) 상에는 광센서부가 형성된다. 즉, 상기 광센서부는 전기영동 표시장치의 외부에 형성되지 않고, 내부에 형성된다.
상기와 같이 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치에서 광센서부는 제 1 기판 상에 일체로 형성된다. 따라서, 종래와 같이 터치 패널을 전기영동 표시장치의 외부에 형성하는 경우, 가격상승, 수율저하, 터치패널에 의한 반사휘도의 감소 및 백색도 감소등의 문제가 발생하지만, 일 실시예와 같이 광센서부를 전기영동표시장치의 내부에 형성하여 상기의 문제점을 해결할 수 있고, 종래에 비해 얇고 저가의 표 시장치를 구현할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 기판(100)은 상기 제 1 플레이트(110) 상에 게이트 라인(도 1의 122), 상기 게이트 라인(122)에서 돌출된 스위칭 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(121), 오프 전압선(도 1의 126)과, 이에 연결된 광센서 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(125)을 포함한다.
상기 제 1 플레이트(110)는 유연성을 가지는 플라스틱, 쉽게 구부러지는 베이스 필름, 또는 유연성을 가지는 금속 등이 이용될 수 있다.
상기 게이트 전극(121, 125) 상에는 게이트 절연막(120)이 더 형성된다. 상기 게이트 절연막(120)은 산화실리콘막, 질화실리콘막 또는 이들의 적층막일 수 있다.
상기 게이트 절연막(120) 상에는 트랜지스터들(T1, T2)의 채널부를 이루는 반도체층(131, 133)이 형성된다. 반도체층(131, 133)은 비정질 실리콘층으로 이루어진다.
각 반도체층(131, 133) 상에는 트랜지스터들(T1, T2)의 소스 전극(141, 145) 및 드레인 전극(143, 147)과 데이터 라인 (도 1의 171), 신호 출력선(도 1의 185) 및 전원선(도 1의 183)이 형성되어 있다.
여기서, 스위칭 트랜지스터(T1)의 소스 전극(141)은 데이터 라인(181)에 연결되어 있고, 광센서 트랜지스터(T2)의 소스 전극(145)은 전원선(183)에 연결되어 있다. 또한, 광센서 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(147)은 출력 트랜지스터(T3)의 소스 전극에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(143)은 후술하 는 화소 전극(160)에 연결되어 있다.
그리고, 상기 트랜지스터들(T1, T2)의 소스 전극(141, 145)과 드레인 전극(143, 147) 상에는 패시베이션층(150)이 형성된다. 이때, 상기 패시베이션층(150)에는 상기 트랜지스터들(T1, T2)의 드레인 전극들(143, 147)을 노출하는 콘택홀(153)이 형성된다.
이하에서는 상기 제 1 기판(100) 상에 형성된 광센서부에 대해서 한정하여 설명하면, 상기 광센서부는, 제 1 플레이트(110), 상기 제 1 플레이트(110) 상에 배치되는 게이트 전극(125), 상기 게이트 전극(125) 상에 배치되는 반도체층(133), 상기 반도체층(133) 상에 배치되는 소스·드레인 전극(145, 147), 상기 반도체층(133), 상기 소스·드레인 전극(145, 147) 상에 배치되는 화소전극(160) 및 상기 화소전극(160) 상에 배치되는 쉴딩 메탈층(170)을 포함한다.
한편, 상기 광센서부는 상기 광센서 트랜지스터(T2)와 출력 트랜지스터(T3) 및 센서신호 커패시터(C)를 포함하고, 상기 광센서부는 각각의 단위화소 마다 형성될 수도 있다.
이때, 광센서부는 입사된 외부 광량을 센싱하여 센서신호를 출력한다. 따라서, 손가락 등의 물체(400)가 제 2 기판(300) 상에 놓여지면 입사하던 외부광이 물체에 의하여 차단되고, 해당 위치에 배치되어 있는 광센서 트랜지스터(T2)가 오프됨으로써 센서신호 커패시터(C)의 신호 전압이 저장되지 않는다. 이에 비하여 다른 부분에 배치되어 있는 광센서 트랜지스터(T2)는 계속 온 상태로 남아있어 센서신호 커패시터(C)에 일정한 신호 전압이 저장된다. 이때, 다른 부분의 광센서 트랜지스 터(T2)가 계속 온 상태로 남아있기 위해서는 충분한 양의 광이 광센서 트랜지스터(T2)로 입사하여야 한다. 이 상태에서 출력 주사선(124)에 순차적으로 주사 신호를 인가함으로써 스캔하여 센서신호 커패시터(C)에 저장되어 있는 센서신호를 출력받아 신호가 출력되지 않는 위치를 터치된 위치로 판단한다.
종래의 화이트 영역(310W)이 형성되지 않고, 적색, 청색, 녹색 컬러필터만이 서로 이웃하게 배치된 컬러필터층를 상기 전기영동필름(200) 상에 배치하게 되면, 외부광이 적색, 청색, 녹색 컬러필터 자체에서 흡수되므로 광 센서부로 유입되는 광량이 부족하여 센싱의 제약이 따르게 된다.
따라서, 일 실시예에 따른 일체형 터치 패널을 포함하는 전기영동 표시장치는, 입사되는 광량을 증가시키기 위해, 상기 제 2 기판(300)의 화이트 영역(310W)에 대응되도록 광센서부를 배치함으로써, 컬러필터가 형성되지 않은 화이트 영역(310W)을 통해 입사된 광이 그대로 광센서부로 전달되므로, 화이트 영역(310W)이 형성되지 않은 전기영동 표시소자보다 광센서부로 입사되는 광량이 증가되고, 상기 광센서부로 입사되는 광량이 증가되어 컬러특성의 저하가 없으면서도 터치가 용이하게 된다.
또한, 일 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 상기 광 외부 광원에 의한 누설전류의 발생을 방지하기 위해 스위칭 트랜지스터(T1) 및 광센서 트랜지스터(T2)의 상부를 금속층으로 쉴딩(shielding)한다. 즉, 상기 전기영동필름(200)을 통해 상기 스위칭 트랜지스터(T1)에 외부의 빛이 들어오게 되면 누설전류가 생기게 되어 상기 스위칭 트랜지스터(T1)이 오동작하게 된다. 따라서, 상기 쉴딩 메탈층(170)으 로 인해 상기 스위칭 트랜지스터(T1)에 외부의 빛이 들어오지 못하도록 하여 오동작을 방지할 수 있다. 쉴딩 메탈층(170)은 화소전극(160) 상에 형성된다. 상기 화소전극(160)은 ITO로 이루어질 수 있다. 상기 쉴딩 메탈층(170)은 Mo로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따른 전기영동 표시장치는, 상기 광센서부의 반도체층(133) 상에는 쉴딩 메탈층(170)이 형성되지 않는다. 즉, 상기 쉴딩 메탈층(170)은 스위칭 트랜지스터(T2)에 대응되는 영역에만 배치된다. 따라서, 상기 광센서부의 채널 영역이 증가되어, 상기 광센서부에 흡수되는 광량을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 전기영동필름(200)을 통해 상기 스위칭 트랜지스터(T1)에 외부의 빛이 들어오지 못하도록 함으로써, 상기 스위칭 트랜지스터(T1)이 오동작을 방지할 수 있다.
이하에서는, 상기와 같은 전기영동 표시장치를 제조하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 5 및 도 6은 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 광센서부를 포함하는 기판을 제조하기 위한 흐름도이다.
일 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하는 방법은 스위칭 트랜지스터 및 광센서부가 구비된 제 1 기판(100)을 제공하는 단계, 상기 제 1 기판(100) 상에 전기영동필름(200)을 배치하는 단계 및 상기 전기영동필름(200) 상에 제 2 기판(300)을 배치하여, 상기 제 1 기판(100), 상기 전기영동필름(200) 및 상기 제 2 기판(300)을 합착하는 단계를 포함한다.
상기 제 1 기판(100)을 제공하는 단계는 (1) 제 1 플레이트(100)를 제공하는 단계, (2) 상기 제 1 플레이트(110) 상에 게이트 전극(121, 125)을 형성하는 단계, (3) 상기 게이트 전극(121, 125) 상에 게이트 절연막(120)을 형성하는 단계, (4) 상기 게이트 절연막(120) 상에 반도체층(131, 133) 및 소스·드레인 전극(141, 143, 145, 147)을 형성하는 단계, (5) 상기 반도체층(131, 133) 및 소스·드레인 전극(141, 143, 145, 147) 상에 패시베이션층(150)을 형성한 후, 패터닝하여 드레인 전극(143, 147)을 노출하는 콘택홀(153)을 형성하는 단계, (6) 상기 드레인 전극(143, 147)과 전기적으로 접속하는 화소전극(160)을 형성하는 단계 및 (7) 상기 화소전극(160) 상에 쉴딩 메탈층(170)을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징이 되는 화소전극을 형성하는 단계 및 쉴딩 메탈층을 형성하는 단계를 제외하고는 간단히 설명하기로 한다.
제 1 플레이트(110) 상에 도전층이 형성된다. 상기 제 1 플레이트(110)는 투명할 수 있다. 이후, 상기 도전층은 패터닝되어, 게이트 전극(121, 125)이 형성된다. 이때, 상기 게이트 전극(120)과 일체로 형성되는 게이트 라인(GL)도 함께 형성된다.
이후, 상기 게이트 전극(121, 125) 및 상기 게이트 라인(GL)을 덮는 게이트 절연막(120)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(120)은 상기 제 1 플레이트(110) 전면에 형성된다. 상기 게이트 절연막(120)은 절연체로 이루어진다.
상기 게이트 절연막(120) 상에 반도체층(131, 133)이 형성된다. 상기 반도체층(131, 133)은 인듐 갈륨 징크 옥사이드(IGZO), 징크 옥사이드(ZnO), 인듐 갈륨 옥사이드(IGO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 또는 징크 틴 옥사이드(ZTO)로 형성될 수 있다.
상기 반도체층(131, 133) 상에 도전층이 형성되고, 상기 도전층은 패터닝되어, 상기 반도체층(131, 133) 상에 소스 전극(141, 145) 및 드레인 전극(143, 147)이 형성된다. 이때, 상기 소스 전극(141, 145)과 일체로 형성되는 데이터 라인(DL)이 형성된다.
도 5를 참조하면, 상기 반도체층(131, 133) 및 소스·드레인 전극(141, 143, 145, 147) 상에 패시베이션층(150)을 형성한 후, 패터닝하여 드레인 전극(143, 147)을 노출하는 콘택홀(153)을 형성한다.
이후, 상기 콘택홀(153)이 형성된 제 1 플레이트(110) 상에 화소전극(160)을 형성한다. 단위화소 영역이 정의되도록 제 1 마스크 공정을 이용하여 상기 화소전극(160)을 식각한다. 그런 다음, 상기 화소전극(160) 상에 쉴딩 메탈층(170)을 형성한다. 이후 상기 쉴딩 메탈층(170) 중 상기 광센서부에 대응하는 영역만을 식각하기 위해 제 2 마스크 공정을 이용하여 상기 쉴딩 메탈층(170)을 식각한다.
즉, 상기 화소전극(160)을 형성하는 단계 및 상기 쉴딩 메탈층(170)을 형성하는 단계는, 상기 단위화소 영역이 정의된 화소전극(160)을 형성하기 위해 제 1 마스크 공정을 이용한 후, 상기 쉴딩 메탈층(170)을 형성하는 단계에서 상기 쉴딩 메탈층(170) 중 상기 광센서부에 대응하는 영역만을 식각하기 위해 제 2 마스크 공정을 이용한다.
따라서, 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 상기와 같이 광센서부에 대응하는 영역에는 쉴딩 메탈층(170)이 구비되지 않아서, 상기 광센서부의 채널 영역이 증가되고, 이로 인해 상기 광센서부에 흡수되는 광량을 증가시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 반도체층(131, 133) 및 소스·드레인 전극(141, 143, 145, 147) 상에 패시베이션층(150)을 형성한 후, 패터닝하여 드레인 전극(143, 147)을 노출하는 콘택홀(153)을 형성한다.
이후, 상기 상기 콘택홀(153)이 형성된 제 1 플레이트(110) 상에 화소전극(160)을 형성한다. 또한, 상기 화소전극(160) 상에 쉴딩 메탈층(170)을 형성한다. 그런 다음, 하나의 마스크 공정을 이용하여 단위화소 영역이 정의되도록 상기 화소전극(160) 및 쉴딩 메탈층(170)을 식각하고, 이후에 포토레지스트(PR)을 제거한 후에 상기 쉴딩 메탈층(170) 중 상기 광센서부에 대응하는 영역만을 식각한다.
즉, 상기 화소전극(160)을 형성하는 단계 및 상기 쉴딩 메탈층(170)을 형성하는 단계는, 상기 화소전극(160) 및 상기 쉴딩 메탈층(170)을 순차적으로 형성하고, 마스크 공정을 이용하여 상기 화소전극(160) 및 상기 쉴딩 메탈층(170)을 단위화소로 정의된 영역으로 1차 식각하고, 상기 1차 식각 후에 마스크를 애싱(ashing)하고, 상기 마스크를 애싱한 후에 상기 광센서부에 대응하는 영역의 쉴딩 메탈층(170)만을 식각액을 이용하여 식각한다.
이때, 상기 화소전극(160)의 손상없이 상기 쉴딩 메탈층(170) 중 상기 광센서부에 대응하는 영역만을 식각하기 위해서 상기 쉴딩 메탈층(170)에 대해서 상기 화소전극(160)보다 식각 선택비가 높은 식각액을 사용할 수 있다. 상기 식각액의 종류로는 과산화수소 계열의 식각액을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 상기 마스크는, 상기 광센서부에 대응하는 영역의 두께가 상기 마스크 의 다른 영역의 두께보다 작은 마스크일 수 있다. 즉, 상기 마스크로 하프-톤(half-tone) 마스크를 사용하여, 마스크를 애싱하면 상기 광센서부에 대응하는 영역의 쉴딩 메탈층(170)만이 노출되며, 이렇게 노출된 쉴딩 메탈층(170)을 상기의 식각액으로 식가할 수 있다
따라서, 실시예에 따른 전기영동 표시장치는 상기와 같이 광센서부에 대응하는 영역에는 쉴딩 메탈층(170)이 구비되지 않아서, 상기 광센서부의 채널 영역이 증가되고, 이로 인해 상기 광센서부에 흡수되는 광량을 증가시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 전기영동 표시장치를 제조하는 방법에서, 노광 공정의 증감 없이도 화소전극(160)과 쉴딩 메탈층(170)을 형성하여 상기 광센서부의 채널 영역을 확장시킬 수 있다. 이로 인해, 광센서의 특성을 향상시키고 신뢰성을 확보할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 일체형 터치 패널이 구비된 전기영동 표시장치의 단위화소의 등가 회로도이다.
도 2는 실시예에 따른 일체형 터치 패널이 구비된 전기영동 표시장치에 형성되는 단위화소의 배치를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 A-A'의 라인으로 절단한 단면도이다.
도 4는 광센서부를 포함하는 화소영역을 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6은 실시예에 따른 전기영동 표시장치의 광센서부를 포함하는 기판을 제조하기 위한 흐름도이다.

Claims (8)

  1. 제 1 기판 및 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판;
    상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 단위화소를 정의하는 게이트 라인 및 데이터라인;
    상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터;
    상기 제 1 기판 상에 형성되는 광센서부;
    상기 제 2 기판 상에 형성되는 컬러필터영역 및 화이트영역을 포함하는 컬러필터층; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되며, 대전된 피그먼트 입자들을 포함하는 전기영동필름을 포함하고,
    상기 광센서부는 상기 화이트영역에 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에 형성되고, 상기 스위칭 트랜지스터를 쉴딩하는 쉴딩 메탈층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 쉴딩 메탈층은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치.
  4. 하기의 (1) 내지 (7) 단계를 포함하여, 스위칭 트랜지스터 및 광센서부가 구비된 제 1 기판을 제공하는 단계;
    (1) 제 1 플레이트를 제공하는 단계;
    (2) 상기 제 1 플레이트 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    (3) 상기 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    (4) 상기 게이트 절연막 상에 반도체층 및 소스·드레인 전극을 형성하는 단계;
    (5) 상기 반도체층 및 소스·드레인 전극 상에 패시베이션 층을 형성한 후, 패터닝하여 드레인 전극을 노출하는 콘택홀을 형성하는 단계;
    (6) 상기 드레인 전극과 전기적으로 접속하는 화소전극을 형성하는 단계; 및
    (7) 상기 화소전극 상에 쉴딩 메탈층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 기판 상에 전기영동필름을 배치하는 단계; 및
    상기 전기영동필름 상에 제 2 기판을 배치하여, 상기 제 1 기판, 상기 전기영동필름 및 상기 제 2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소전극을 형성하는 단계 및 상기 쉴딩 메탈층을 형성하는 단계는,
    상기 화소전극 및 상기 쉴딩 메탈층을 순차적으로 형성하는 단계;
    마스크 공정을 이용하여 상기 화소전극 및 상기 쉴딩 메탈층을 단위화소로 정의된 영역으로 1차 식각하는 단계;
    상기 1차 식각 후에 마스크를 애싱하는 단계;
    상기 마스크를 애싱한 후에 상기 광센서부에 대응하는 영역의 쉴딩 메탈층만을 식각액을 이용하여 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소전극을 형성하는 단계 및 상기 쉴딩 메탈층을 형성하는 단계는,
    상기 단위화소 영역이 정의된 화소전극을 형성하기 위해 제 1 마스크 공정을 이용한 후, 상기 쉴딩 메탈층을 형성하는 단계에서 상기 쉴딩 메탈층 중 상기 광센서부에 대응하는 영역만을 식각하기 위해 제 2 마스크 공정을 이용하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 마스크는, 상기 광센서부에 대응하는 영역의 두께가 상기 마스크의 다른 영역의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 순차적으로 형성된 화소전극 및 상기 쉴딩 메탈층에서, 상기 광센서부에 대응하는 영역에, 상기 쉴딩 메탈층에 대해서 상기 화소전극보다 식각 선택비가 높은 식각액을 사용하는 것을 특징으로 하는 전기영동 표시장치의 제조방법.
KR1020090120185A 2009-12-04 2009-12-04 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법 KR20110063225A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120185A KR20110063225A (ko) 2009-12-04 2009-12-04 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090120185A KR20110063225A (ko) 2009-12-04 2009-12-04 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110063225A true KR20110063225A (ko) 2011-06-10

Family

ID=44397242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090120185A KR20110063225A (ko) 2009-12-04 2009-12-04 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110063225A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8884921B2 (en) 2012-04-09 2014-11-11 Samsung Display Co., Ltd. Display device including touch sensor
CN104914642A (zh) * 2014-03-13 2015-09-16 元太科技工业股份有限公司 电泳显示装置及其驱动方法
US9296223B2 (en) 2012-03-30 2016-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic paper and printing device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9296223B2 (en) 2012-03-30 2016-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic paper and printing device
US8884921B2 (en) 2012-04-09 2014-11-11 Samsung Display Co., Ltd. Display device including touch sensor
CN104914642A (zh) * 2014-03-13 2015-09-16 元太科技工业股份有限公司 电泳显示装置及其驱动方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180252956A1 (en) Display device and method for manufacturing the same
TWI413842B (zh) 平面顯示裝置與用於製造此裝置之方法
JP7370375B2 (ja) 表示装置及び半導体装置
WO2019041991A1 (zh) 感测基板及感测板、显示面板和显示装置
JP5481462B2 (ja) 画素アレイおよびそれを有するディスプレイパネル
KR101611418B1 (ko) 광터치 패널 및 그 제조 방법
US10431701B2 (en) Semiconductor device, array substrate and method for fabricating semiconductor device
KR101631984B1 (ko) 광센싱 회로, 상기 광센싱 회로의 제조 방법, 및 상기 광센싱 회로를 포함하는 광터치 패널
US20210366966A1 (en) Photosensitive Sensor, Preparation Method Thereof, and Electronic Device
US20130088460A1 (en) Optical touch screen apparatus and method of manufacturing the optical touch screen apparatus
KR102018740B1 (ko) 터치 감지 기능을 구비한 표시 장치
JP7250558B2 (ja) 表示装置及び半導体装置
KR20150061851A (ko) 표시 장치
TWI413829B (zh) 反射式觸控顯示面板及其製造方法
KR20220053075A (ko) 지문 센서, 지문 센서의 제조 방법, 및 지문 센서를 포함한 표시 장치
KR101899482B1 (ko) 광센싱 회로, 상기 광센싱 회로의 제조 방법 및 상기 광센싱 회로를 포함하는 광터치 패널
JP7372969B2 (ja) アレイ基板及び表示パネル
KR20110063225A (ko) 전기영동 표시장치 및 이의 제조방법
KR102426498B1 (ko) 터치 표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법
KR101451578B1 (ko) 터치 패널 액정 표시 장치
WO2021238139A1 (zh) 传感器、显示面板及显示装置
CN113629085A (zh) 显示面板及其制备方法
US8786815B2 (en) Driving circuit and display panel having the same
US20200201095A1 (en) Liquid crystal display device
US20240071125A1 (en) Display panel and method of menufacturing display panel

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination