KR20110124472A - Liquid crystal display device with a built-in touch screen and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 평판 표시장치에 관한 것으로, 특히 메탈 배선의 부식을 방지할 수 있는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display, and more particularly, to a liquid crystal display including a touch screen capable of preventing corrosion of metal wires and a method of manufacturing the same.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다.With the development of various portable electronic devices such as mobile communication terminals and notebook computers, there is an increasing demand for a flat panel display device that can be applied thereto.
평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device) 등이 연구되고 있다. 이러한 평판 표시장치 중에서 액정 표시장치는 양산 기술, 구동수단의 용이성, 고화질 및 대화면 구현의 장점으로 적용 분야가 확대되고 있다.As a flat panel display, a liquid crystal display device, a plasma display panel, a field emission display device, and a light emitting diode display device are studied. have. Among such flat panel display devices, the liquid crystal display device has been expanded in application fields due to mass production technology, ease of driving means, high quality, and large screen.
일반적인 액정 표시장치는 액정층을 사이에 두고 대향되도록 합착된 하부 기판과 상부 기판을 포함하여 구성되며, 데이터 전압에 따라 복수의 화소(cell) 각각의 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절하여 영상 신호에 따른 화상을 표시하게 된다.A general liquid crystal display device includes a lower substrate and an upper substrate bonded to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, and adjusts the transmittance of light passing through the liquid crystal layer of each of the plurality of pixels according to the data voltage to adjust an image signal. The image according to the display is displayed.
최근에 들어, 평판 표시장치의 입력 장치로서 종래에 적용되었던 마우스나 키보드 등의 입력 장치를 대체하여 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린이 적용되고 있다. Recently, a touch screen that allows a user to directly input information on a screen by using a finger or a pen has been applied to replace a conventional input device such as a mouse or a keyboard as an input device of a flat panel display.
터치 스크린은 네비게이션(navigation), 산업용 단말기, 노트북 컴퓨터, 금융 자동화기기, 게임기 등과 같은 모니터; 휴대전화기, MP3, PDA, PMP, PSP, 휴대용 게임기, DMB 수신기, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기; 및 냉장고, 전자 레인지, 세탁기 등과 같은 가전제품 등에 적용되고 있으며, 누구나 쉽게 조작할 수 있는 장점으로 인해 적용이 확대되고 있다.The touch screen may be a monitor such as navigation, industrial terminal, notebook computer, financial automation device, game machine or the like; Portable terminals such as mobile phones, MP3s, PDAs, PMPs, PSPs, portable game machines, DMB receivers, tablet PCs, and the like; And it has been applied to home appliances such as refrigerators, microwave ovens, washing machines, etc., the application is expanding due to the advantage that anyone can easily operate.
최근에는 액정 표시장치에 터치 스크린의 적용에 있어서, 슬림(Slim)화를 위해 액정 패널에 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치가 개발되고 있다.Recently, in applying a touch screen to a liquid crystal display, a liquid crystal display having a touch screen embedded in a liquid crystal panel has been developed for slimming.
도 1은 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 2는 및 도 3은 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 하부 기판과 배선 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a liquid crystal display device having a built-in touch screen, and FIG. 2 and FIG. 3 are views illustrating a lower substrate and a wiring structure of a liquid crystal display device having a built-in touch screen.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치는 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 하부 기판(50) 및 상부 기판(60)을 포함하여 구성되며, 데이터 전압에 따라 각 화소의 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절하여 영상 신호에 따른 화상을 표시한다. 또한, 사용자의 터치에 따른 정전용량(Ctc)의 변화를 이용하여 터치 위치(TS)를 검출한다.1 to 3, a liquid crystal display including a general touch screen includes a
상기 상부 기판(60)은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(62); 블랙 매트릭스(62)에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(64R, 64G, 64B); 및 적색, 녹색, 청색 컬러필터(64R, 64G, 64B)와 블랙 매트릭스(62)를 덮도록 형성되어 상부 기판(60)을 평탄화 시키는 오버코트층(66)을 포함한다.The
상기 하부 기판(50)은 액정층을 구동시킴과 아울러 사용자 손가락의 터치 또는 펜의 터치를 검출하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(40)를 포함하여 구성된다.The
상기 복수의 화소 각각은 서로 교차하는 데이터 라인(미도시)과 게이트 라인(미도시)에 의해 정의되며, 각 화소에는 공통 전압이 인가되는 공통 전극(미도시) 및 데이터 전압을 화소에 공급하는 화소 전극(미도시)이 형성된다. 여기서, 상기 공통 전극 및 상기 화소 전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성된다.Each of the plurality of pixels is defined by a data line (not shown) and a gate line (not shown) that cross each other, and each pixel supplies a common electrode (not shown) to which a common voltage is applied and a data voltage to the pixel. An electrode (not shown) is formed. The common electrode and the pixel electrode are formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO).
상기 복수의 화소 각각은 게이트 라인을 통해 인가되는 게이트 신호에 따라 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor)가 스위칭 되고, 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압에 따라 전계가 형성되어 액정층이 구동된다.Each of the plurality of pixels switches a thin film transistor (TFT) according to a gate signal applied through a gate line, and an electric field is formed according to a data voltage applied to the data line to drive the liquid crystal layer.
상기 복수의 화소 각각은 화상을 표시하지 않는 비 표시 구간에 상기 공통 전극을 터치의 검출을 위한 센싱/드라이빙 전극으로 구동시켜 사용자 손가락의 터치 또는 펜의 터치를 검출한다.Each of the plurality of pixels detects a touch of a user's finger or a touch of a pen by driving the common electrode as a sensing / driving electrode for detecting a touch in a non-display period in which no image is displayed.
이때, 상기 터치에 따라 각 화소의 상기 상부 기판(60)과 상기 공통 전극 사이에는 터치 정전용량(Ctc)이 형성된다. 이러한, 터치에 따른 터치 정전용량(Ctc)과 기준 정전용량을 비교하여 터치 위치(TS)를 검출하고, 검출된 터치 위치를 외부로 출력하게 된다. In this case, a touch capacitance Ctc is formed between the
상술한 바와 같이, 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치는 액정 패널(10)의 화소 어레이(40)에 표시 구간에서 화상을 표시하기 위해 게이트 라인 및 데이터 라인을 포함하고, 비표시 구간에서 사용자의 터치를 검출하기 위해 센싱/드라이빙 전극을 포함하게 된다.As described above, the liquid crystal display having a touch screen includes a gate line and a data line for displaying an image in a display section on the
터치 스크린을 액정 패널(10) 내부에 내장하는 특성으로 인해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 드라이버(90)를 통해 인가되는 구동 신호(전압)를 패드(80)를 통해 각 라인 및 전극에 공급하기 위한 복수의 메탈 배선(70)들을 포함하게 되어 매우 복잡한 배선 구조를 가지게 된다.Due to the property of embedding the touch screen inside the
상기 복수의 메탈 배선(70)은 COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit, Chip On Film) 방식으로 드라이버(90)와 연결된다.The plurality of
여기서, 상기 복수의 메탈 배선(70)은 하부 기판(50)의 표시 영역(20)을 감싸도록 형성된 실재(30)의 외부에도 형성되게 되는데, 제조과정에서 상기 복수의 메탈 배선(70) 상에 보호층이 형성되지만 수분에 의한 부식으로부터 완전히 보호되지 못하는 구조적 문제점과 물리적인 취약성을 가지는 단점이 있다.Here, the plurality of
특히, 복수의 메탈 배선(70) 중에서 터치 검출을 위한 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 전달하는 메탈 배선 즉, 센싱/드라이빙 배선은 하부 기판(50)의 상단부에 형성되어 수분에 의한 부식에 취약한 구조적인 문제점이 있다.In particular, a metal wire that transfers a driving signal to a sensing / driving electrode for detecting a touch among the plurality of
도 4는 도 2에 도시된 액정 표시장치의 하부 기판을 A-A' 선을 따라 절개하여 일부를 나타내는 단면도이다. 도 4에서는 AH3(FFS) 방식에 사용되는 하부 기판의 구조를 나타내고 있다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a portion of the lower substrate of the liquid crystal display illustrated in FIG. 2 by cutting along the line AA ′. 4 shows the structure of the lower substrate used in the AH3 (FFS) method.
도 4를 참조하면, 종래 기술의 터치 스크린이 내장된 액정 패널의 하부 기판(50)은 액티브층(51); 상기 액티브층(51) 상에 형성되는 게이트 절연층(52); 상기 액티브층(51)과 중첩되도록 상이 게이트 절연층(52) 상에 금속(metal) 물질로 형성되는 게이트 전극(71); 상기 하부 기판(50)의 전면에 형성되어 상기 게이트 전극(71)을 절연시키는 하부 절연층(53, ILD: Inter Layer Dielectric); 상기 액티브층(71)의 일측을 노출시키도록 형성된 트랜치에 금속 물질이 매립되어 상기 액티브층(71)과 전기적으로 접속되도록 형성되는 소스/드레인 전극(72)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the
또한, 상기 절연층(53) 상에 순차적으로 형성되어, 상기 게이트 전극(71) 및 소스/드레인 전극(72)을 덮도록 형성되는 제1 보호층(54, passivation layer) 및 제2 보호층(55); 상기 제2 보호층(55) 상에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성되는 공통 전극(56, Vcom ITO); 상기 공통 전극(56)의 일측 상에 형성되는 센싱/드라이빙 배선(73); 상기 공통 전극(56) 및 센싱/드라이빙 배선(73)을 덮도록 형성되는 제3 보호층(57); 투명 전도성 물질로 상기 제3 보호층(57)의 상부의 일측에 형성되고, 소스/드레인 전극(72)과 전기적으로 접속되도록 형성되는 화소 전극(58, Pixel ITO);을 포함한다.In addition, a
여기서, 화소 전극(58)은 상기 소스/드레인 전극(72)을 노출시키도록 제2 보호층(55)과 제3 보호층(57)을 스트립 하여 형성된 트랜치 내부에 형성된다.The
상술한 구조를 가지는 종래 기술에 따른 터치 스크린을 포함하는 액정 표시장치는 하부 기판(50)의 실재(30) 외부에 형성되는 복수의 메탈 배선(70) 중 센싱/드라이빙 배선(73)이 부식에 강한 제3 보호층(73, passivation layer) 하부에 형성된다.In the liquid crystal display including the touch screen according to the related art having the above-described structure, the sensing / driving
여기서, 상기 제3 보호층(57)에는 소스/드레인 전극(72)과 화소 전극(58)을 접속시키기 위해 핀 홀(Pin hole)이 형성되므로 물리적 취약성이 발생된다.In this case, since a pin hole is formed in the
액정 패널과 COG을 연결하는 배선 또는 COF와 FPC를 연결하는 배선은 게이트 전극(71) 레이어나 소스/드레인 전극(72) 레이어를 사용하게 되는데, 복수의 메탈 배선(70)이 실재(30) 외부로 노출되었을 때 제3 보호층(57)이 나트륨 이온(sodium ion)이나 수분에 대한 보호 효과를 완벽하게 얻을 수 없는 단점이 있다.The wiring connecting the liquid crystal panel and the COG or the wiring connecting the COF and the FPC uses a
특히, 실재(30) 외곽에 형성된 복수의 메탈 배선(70) 중 하부 기판(50)의 상부에 위치하는 센싱/드라이빙 배선(73)은 상술한 구조적의 특성으로 인해 나트륨 이온이나 수분에 대한 보호가 취약하게 되는 문제점이 있다. In particular, the sensing /
상기 복수의 메탈 배선(70)이 전식 또는 부식되면 액정 패널에 구동 신호(전압)의 공급이 원활이 이루어지지 않게 되어 표시품질이 저하되는 문제점이 발생된다. 특히, 상기 센싱/드라이빙 배선(73)이 부식되면 터치 위치의 검출 성능이 저하되는 문제점이 발생된다.When the plurality of
상기 센싱/드라이빙 배선(73)을 보호하기 위해서는 보호층(절연막)의 두께를 증가시키거나, 추가적인 보호층(절연막)을 형성해야 하는데, 이를 위해서는 추가적인 공정이 필요함으로 제조비용이 증가되고, 제조효율이 낮아지는 다른 문제점이 발생된다.In order to protect the sensing / driving
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 검출을 위한 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선의 전식 및 부식 현상을 방지할 수 있는 액정 표시장치 및 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a liquid crystal display and a manufacturing method capable of preventing the electrical wiring and corrosion of metal wires supplying driving signals to sensing / driving electrodes for touch detection. Shall be.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선의 전식 및 부식에 따른 터치 위치 검출 성능의 저하를 방지할 수 있는 액정 표시장치 및 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problem, and provides a liquid crystal display and a manufacturing method capable of preventing a deterioration in touch position detection performance due to corrosion and corrosion of metal wires for supplying a driving signal to a sensing / driving electrode. Let it be technical problem.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하부 기판의 실재 외부에 노출되는 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선의 저항 및 기생 커패시터(parasitic cap)를 감소시켜 액정 패널의 구동 마진(margin)을 향상시킬 수 있는 액정 표시장치 및 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces driving resistance and parasitic cap of a metal wiring for supplying a driving signal to a sensing / driving electrode exposed to the outside of the lower substrate. It is a technical problem to provide a liquid crystal display and a manufacturing method which can improve the margin).
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선을 나트륨 이온(sodium ion)이나 수분 침투로부터 보호할 수 있는 액정 표시장치의 하부 기판 구조와 이의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problem, and a lower substrate structure of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can protect a metal wiring for supplying a driving signal to a sensing / driving electrode from sodium ions or moisture infiltration. To provide a technical problem.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치는 액정 패널의 하부 기판 상에 상호 교차되도록 형성된 게이트 전극과 소스/드레인 전극 상에 순차적으로 형성되는 제1 보호층 및 제2 보호층; 상기 제2 보호층 상의 일부 영역에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성되는 공통 전극; 사용자의 터치를 검출을 위해 상기 액정 패널의 화소 영역에 형성된 메탈 전극과 접속되도록 상기 액정 패널의 실재 외부로부터 상기 공통 전극의 일측 상에 형성되는 센싱/드라이빙 배선; 상기 공통 전극 및 센싱/드라이빙 배선을 덮도록 상기 제2 보호층 상에 형성되는 제3 보호층; 상기 게이트 전극과 중첩되도록 상기 제3 보호층의 상부의 일부 영역에 형성되고, 상기 소스/드레인 전극과 전기적으로 접속되도록 투명 전도성 물질로 형성되는 화소 전극; 상기 제3 보호층 상에서 센싱/드라이빙 배선과 중첩되도록 형성되어 상기 센싱/드라이빙 배선을 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호하는 배선 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display including a touch screen may include a first protective layer and a second protective layer sequentially formed on a gate electrode and a source / drain electrode formed to cross each other on a lower substrate of the liquid crystal panel; A common electrode formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) in a portion of the second passivation layer; Sensing / driving wires formed on one side of the common electrode from an outside of the liquid crystal panel to be connected to a metal electrode formed in a pixel area of the liquid crystal panel for detecting a touch of a user; A third passivation layer formed on the second passivation layer to cover the common electrode and the sensing / driving wiring; A pixel electrode formed in a portion of an upper portion of the third passivation layer to overlap the gate electrode and formed of a transparent conductive material to be electrically connected to the source / drain electrode; And a wiring protection layer formed on the third protection layer so as to overlap the sensing / driving wiring to protect the sensing / driving wiring from moisture and sodium ion infiltration.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 상기 배선 보호층은 상기 화소 전극과 함께 형성되고, 상기 하부 기판 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The wiring protection layer of the liquid crystal display including the touch screen according to the embodiment of the present invention is formed together with the pixel electrode and is formed so as not to be connected to other layers (electrodes, wirings) formed on the lower substrate. It features.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 상기 배선 보호층은 상기 하부 기판 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과의 기생 커패시터가 형성되지 않도록 플로팅(floating) 상태로 유지되는 것을 특징으로 한다.The wiring protection layer of the liquid crystal display including the touch screen according to the embodiment of the present invention is maintained in a floating state so that parasitic capacitors with other layers (electrodes and wirings) formed on the lower substrate are not formed. It is characterized by.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법은 액정 패널의 하부 기판 상에 상호 교차되도록 형성된 게이트 전극과 소스/드레인 전극 상에 제1 보호층 및 제2 보호층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 제2 보호층 상의 일부 영역에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 공통 전극을 형성하는 단계; 사용자의 터치를 검출을 위해 상기 액정 패널의 화소 영역에 형성된 메탈 전극과 접속되도록 상기 액정 패널의 실재 외부로부터 상기 제2 보호층의 일측 상에 센싱/드라이빙 배선을 형성하는 단계; 상기 공통 전극 및 센싱/드라이빙 배선을 덮도록 상기 제2 보호층 상에 제3 보호층을 형성하는 단계; 상기 소스/드레인 전극이 노출되도록 상기 제2 보호층과 제3 보호층의 일부 영역을 식각하여 트랜치를 형성하고, 투명 전도성 물질로 상기 소스/드레인 전극과 전기적으로 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 화소 전극의 형성 시, 상기 센싱/드라이빙 배선을 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호되도록 상기 투명 전도성 물질로 센싱/드라이빙 배선 상에 배선 보호층;을 형성하는 것을 특징으로 한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a method of manufacturing a liquid crystal display device having a touch screen includes a first protective layer and a second protective layer sequentially formed on a gate electrode and a source / drain electrode formed to cross each other on a lower substrate of the liquid crystal panel. Forming to; Forming a common electrode on a portion of the second passivation layer with a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO); Forming sensing / driving wires on one side of the second protective layer from outside of the liquid crystal panel so as to be connected to a metal electrode formed in a pixel area of the liquid crystal panel for detecting a touch of a user; Forming a third passivation layer on the second passivation layer to cover the common electrode and the sensing / driving wiring; Etching a portion of the second passivation layer and the third passivation layer to form a trench to expose the source / drain electrode, and forming a pixel electrode electrically connected to the source / drain electrode with a transparent conductive material; And a wiring protection layer formed on the sensing / driving wiring with the transparent conductive material to protect the sensing / driving wiring from moisture and sodium ion penetration when the pixel electrode is formed.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법에서, 상기 배선 보호층은 상기 센싱/드라이빙 배선이 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호되도록 상기 제3 보호층 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.In a method of manufacturing a liquid crystal display device with a touch screen according to an embodiment of the present invention, the wiring protection layer is formed on the third protection layer so that the sensing / driving wiring is protected from moisture and sodium ion penetration. It is done.
본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법에서, 상기 공통 전극은 상기 센싱/드라이빙 배선이 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호되도록 상기 센싱/드라이빙 배선 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a liquid crystal display device with a touch screen according to an embodiment of the present invention, the common electrode is formed on the sensing / driving wiring so that the sensing / driving wiring is protected from moisture and sodium ion infiltration. do.
실시 예에 따른 본 발명은 터치 검출을 위한 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선의 부식 현상을 방지할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the corrosion of the metal wire for supplying a driving signal to the sensing / driving electrode for touch detection can be prevented.
실시 예에 따른 본 발명은 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선의 부식에 따른 터치 위치 검출 성능의 저하를 방지할 수 있는 액정 표시장치 및 제조방법을 제공할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display and a manufacturing method capable of preventing a deterioration of touch position detection performance due to corrosion of a metal wire for supplying a driving signal to a sensing / driving electrode can be provided.
실시 예에 따른 본 발명은 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선을 나트륨 이온(sodium ion)이나 수분 침투로부터 보호할 수 있는 액정 표시장치의 하부 기판의 구조와 이의 제조방법을 제공할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a structure of a lower substrate of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same may provide a metal wiring for supplying a driving signal to a sensing / driving electrode from sodium ions or moisture intrusion. have.
실시 예에 따른 본 발명은 하부 기판의 실재 외부에 노출되는 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선의 저항 및 기생 커패시터(parasitic cap)를 감소시켜 액정 패널(110)의 구동 마진(margin)을 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a driving margin of the
실시 예에 따른 본 발명은 추가적인 보호층(절연막)과 이에 따른 제조공정의 추가 없이 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 메탈 배선을 보호하여 액정 표시장치의 제조 효율의 향상 및 제조비용을 절감시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a metal wiring for supplying a driving signal to a sensing / driving electrode may be protected without the addition of an additional protective layer (insulating film) and a manufacturing process, thereby improving manufacturing efficiency and reducing manufacturing cost of the liquid crystal display. Can be.
도 1은 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
2는 및 도 3은 일반적인 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 하부 기판과 배선 구조를 나타내는 도면.
도 4는 도 2에 도시된 액정 표시장치의 하부 기판을 A-A' 선을 따라 절개하여 일부를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 하부 기판과 배선 구조를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 도 6의 B-B' 선을 따라 절개하여 일부를 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 형성하는 제조방법을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 도 6의 B-B' 선을 따라 절개하여 일부를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 형성하는 제조방법을 나타내는 도면.1 is a view for schematically explaining a liquid crystal display device having a built-in general touch screen;
2 and 3 are diagrams illustrating a lower substrate and a wiring structure of a liquid crystal display in which a general touch screen is embedded.
4 is a cross-sectional view illustrating a portion of the lower substrate of the liquid crystal display illustrated in FIG. 2 by cutting along the AA ′ line.
5 is a schematic view of a liquid crystal display device with a built-in touch screen according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a lower substrate and a wiring structure of a liquid crystal display with a touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a portion of the lower substrate of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment, taken along the line BB ′ of FIG. 6.
8 is a diagram illustrating a manufacturing method of forming a lower substrate of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a portion of a lower substrate of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment, taken along the line BB ′ of FIG. 6.
FIG. 10 is a view illustrating a manufacturing method of forming a lower substrate of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치와 이의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a liquid crystal display and a manufacturing method thereof, in which a touch screen is built, according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 하부 기판과 배선 구조를 나타내는 도면.FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a liquid crystal display device having a touch screen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view illustrating a lower substrate and a wiring structure of the liquid crystal display device having a touch screen according to an embodiment of the present invention. Indicative drawing.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치(100)는 액정 표시모듈과, 상기 액정 표시모듈을 구동시키기 위한 구동 회로부를 포함하여 구성된다.5 and 6, a liquid crystal display device having a touch screen according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal display module and a driving circuit unit for driving the liquid crystal display module.
상기 액정 표시모듈은 사용자의 터치 위치를 검출하는 터치 스크린이 내장된 액정 패널(110)과, 상기 액정 패널(110)에 광을 공급하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)을 포함한다.The liquid crystal display module includes a
상기 구동 회로부는 외부로부터의 영상 신호를 프레임 단위로 정렬하여 디지털 영상 데이터(R, G, B)를 생성함과 아울러, 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버의 구동 제어신호(DCS, GCS)를 생성하는 타이밍 컨트롤러; 상기 액정 패널(110)의 각 화소에 영상 신호에 따른 데이터 신호(전압)을 공급하는 데이터 드라이버; 상기 액정 패널(110)의 공통 전극에 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전압 공급부(미도시), 상기 액정 패널(110)의 각 화소에 스캔 신호를 공급하는 게이트 드라이버; 상기 액정 패널(110)에 광을 공급하는 백라이트를 구동시키는 백라이트 구동부; 및 구동 전원을 공급하는 전원 공급부(미도시)를 포함한다.The driving circuit unit generates digital image data R, G, and B by arranging image signals from the outside in units of frames, and generates driving control signals DCS and GCS of the data driver and the gate driver. ; A data driver for supplying a data signal (voltage) corresponding to an image signal to each pixel of the
상기 도 5에서는 상술한 구동 회로부가 액정 패널(110) 외부에 형성되는 것으로 도시하였으나, 이는 일 예를 나타낸 것이고 상기 구동 회로부 전체 또는 일부가 COG(Chip On Glass) 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit, Chip On Film) 방식으로 액정 패널(110) 상에 형성될 수 있다.In FIG. 5, the driving circuit unit described above is formed outside the
상기 액정 패널(110)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 상부 기판(미도시)과 하부 기판(150)을 포함하며, 복수의 화소(Clc, 액정셀)가 매트릭스 형태로 배열된다.The
이러한, 액정 패널(110)은 데이터 전압에 따라 각 화소의 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절하여 영상 신호에 따른 화상을 표시한다. 또한, 사용자의 터치에 따른 정전용량의 변화를 감지하여 사용자의 터치 위치를 검출한다.The
상기 상부 기판(컬러필터 어레이 기판)은 복수의 화소 각각에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(BM); 상기 블랙 매트릭스에 의해 정의된 각 화소 영역에 형성된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 컬러필터; 및 상기 적색, 녹색, 청색 컬러필터와 상기 블랙 매트릭스를 덮도록 형성되어 상부 기판을 평탄화 시키는 오버코트층을 포함한다.The upper substrate (color filter array substrate) may include a black matrix (BM) defining a pixel region so as to correspond to each of a plurality of pixels; Red, green, and blue color filters formed in each pixel area defined by the black matrix; And an overcoat layer formed to cover the red, green, and blue color filters and the black matrix to planarize the upper substrate.
상기 하부 기판(150, TFT 어레이 기판)은 액정층을 구동시킴과 아울러, 사용자의 터치에 따른 정전용량을 이용하여 터치를 검출하기 위한 복수의 화소를 가지는 화소 어레이(140)를 포함한다.The lower substrate 150 (TFT array substrate) includes a
또한, 하부 기판(150)은 화상이 표시되는 표시 영역(120)과 표시 영역(120)에 형성된 라인들에 구동 신호(전압)을 공급하는 복수의 메탈 배선(170)을 포함한다. 여기서, 상기 상부 기판과 하부 기판은 실재(130)를 통해 합착되며, 상기 표시 영역(120)은 실재(130)에 의해 외부와 차폐된다.In addition, the
구체적으로, 하부 기판(150)은 m개의 데이터 라인(142, DL1~DLm)과, n개의 게이트 라인(144, GL1~GLn)을 포함하고, 상기 데이터 라인들(142)과 게이트 라인들(144)의 교차에 의해 정의되는 영역마다 형성되는 복수의 화소(Clc)를 포함한다.Specifically, the
상기 복수의 화소 각각은 데이터 라인(142)들과 게이트 라인(144)들의 교차부에 형성되는 박막 트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다.Each of the plurality of pixels includes a thin film transistor TFT and a storage capacitor Cst formed at an intersection of the
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(144)을 통해 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(142)을 통해 공급되는 데이터 전압을 화소(Clc)로 공급한다.The thin film transistor TFT supplies a data voltage supplied through the
상기 복수의 화소 각각은 게이트 라인(144)을 통해 인가되는 스캔 신호(게이트 구동 신호)에 따라 박막 트랜지스터(TFT)가 스위칭 되어 턴온(turn on) 된다. 턴온된 화소 각각은 데이터 라인(142)을 통해 인가되는 데이터 전압과 공통 전압에 따라 전계를 형성하여 액정층이 구동하게 된다.Each of the plurality of pixels is turned on by switching the thin film transistor TFT in response to a scan signal (gate driving signal) applied through the
이를 위해, 상기 복수의 화소 각각에는 영상 신호에 따른 데이터 전압을 화소에 공급하는 화소 전극(Pixel ITO)과, 공통 전압(Vcom) 이 인가되는 공통 전극(Vcom ITO)이 형성된다. 여기서, 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성된다.To this end, each of the plurality of pixels is formed with a pixel electrode Pixel ITO for supplying a data voltage corresponding to an image signal to the pixel, and a common electrode Vcom ITO to which a common voltage Vcom is applied. The pixel electrode and the common electrode may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO).
상기 복수의 화소 각각은 화상을 표시하지 않는 비 표시 구간에 사용자의 터치를 검출하기 위해 화소 어레이(140) 내에 센싱/드라이빙 전극을 포함한다. 여기서, 상기 센싱/드라이빙 전극은 화상을 표시하는 표시 구간에서 공통 전압(Vcom)을 공급하는 공통 전극의 역할을 수행할 수 있다.Each of the plurality of pixels includes a sensing / driving electrode in the
사용자의 터치에 따라 각 화소의 상부 기판과 상기 센싱/드라이빙 전극 사이에는 터치 정전용량(Ctc)이 형성된다. 이러한, 터치에 따른 터치 정전용량(Ctc)과 기준 정전용량을 비교하여 터치 위치를 검출하고, 검출된 터치 위치를 외부로 출력하게 된다.According to a user's touch, a touch capacitance Ctc is formed between the upper substrate of each pixel and the sensing / driving electrode. The touch position is detected by comparing the touch capacitance Ctc and the reference capacitance according to the touch, and the detected touch position is output to the outside.
상술한 바와 같이, 터치 스크린이 내장된 액정 패널(110)은 표시 구간에서 화상을 표시하기 위해 게이트 라인 및 데이터 라인을 포함하고, 비표시 구간에서 사용자의 터치를 검출하기 위해 센싱/드라이빙 전극을 포함한다. 또한, 상기 게이트 라인, 데이터라인 및 센싱/드라이빙 전극에 드라이버(190)로부터의 구동 신호(전압)을 공급하기 위한 복수의 메탈 배선(170)을 포함한다.As described above, the
상기 복수의 메탈 배선(170)은 패드(180)를 경유하여 드라이버(190)로부터 인가되는 구동 신호(전압)를 게이트 라인, 데이터라인 및 센싱/드라이빙 전극에 공급하게 된다.The plurality of
여기서, 상기 복수의 메탈 배선(170)은 COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Flexible Printed Circuit, Chip On Film) 방식으로 드라이버(190)와 연결될 수 있다.Here, the plurality of
상기 복수의 메탈 배선(170)은 하부 기판(150)의 표시 영역(120)을 감싸도록 형성된 실재(130)의 외부에도 형성되게 되는데, 상기 복수의 메탈 배선(170)은 수분 침투로 인한 부식에 취약하다.The plurality of
특히, 상기 복수의 메탈 배선(170) 중에서 센싱/드라이빙 전극과 연결되는 센싱/드라이빙 배선은 하부 기판(150)의 상단부에 형성되므로 수분 침투에 의한 부식과 나트륨 이온(sodium ion)의 침투에 매우 취약하게 된다.In particular, the sensing / driving wires connected to the sensing / driving electrodes of the plurality of
본 발명은 상부 기판(150)의 상단부에 형성되는 화소 전극(Pixel ITO)을 형성 시, 센싱/드라이빙 배선 상에 ITO로 캡핑 레이어(capping layer)즉, 배선 보호층을 형성하여 수분에 의한 센싱/드라이빙 배선의 부식 및 나트륨 이온의 침투 현상을 방지할 수 있다.According to the present invention, when a pixel electrode (Pixel ITO) formed on the upper end of the
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 도 6의 B-B' 선을 따라 절개하여 일부를 나타내는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 형성하는 제조방법을 나타내는 도면이다. 도 7에서는 AH3(FFS) 방식에 사용되는 액정 표시장치의 하부 기판 구조를 나타내고 있다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a portion of a lower substrate of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment, taken along the line BB ′ of FIG. 6, and FIG. 8 is a liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention. It is a figure which shows the manufacturing method of forming the lower substrate of this. 7 illustrates a lower substrate structure of a liquid crystal display device used in the AH3 (FFS) method.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 패널(110)의 하부 기판(150)은 액티브층(151); 상기 액티브층(151) 상에 형성되는 게이트 절연층(152); 상기 액티브층(151)의 일부와 중첩되도록 상이 게이트 절연층(152) 상에 금속(metal) 물질로 형성되는 게이트 전극(171); 상기 하부 기판(150)의 전면에 형성되어 상기 게이트 전극(171)을 절연시키는 하부 절연층(153, ILD: Inter Layer Dielectric); 상기 액티브층(171)의 일부를 노출시키는 제1 트랜치(T1)에 금속 물질이 매립되어 상기 액티브층(171)과 전기적으로 접속되도록 형성되는 소스/드레인 전극(172); 상기 절연층(153) 상에 순차적으로 형성되어, 상기 게이트 전극(171) 및 소스/드레인 전극(172)을 덮도록 형성되는 제1 보호층(154, passivation layer) 및 제2 보호층(155)을 포함한다. 여기서, 상기 제2 보호층(155)은 포토 아크릴 수지(Photo Acrylate resin)로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
또한, 상기 제2 보호층(155) 상의 일부 영역에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성되는 공통 전극(156, Vcom ITO); 상기 공통 전극(156)의 일측 상에 금속 물질로 형성되는 센싱/드라이빙 배선(173); 상기 공통 전극(156) 및 센싱/드라이빙 배선(173)을 덮도록 상기 제2 보호층(155) 상에 형성되는 제3 보호층(157); ITO와 같은 투명 전도성 물질로 상기 게이트 전극(171)과 중첩되도록 상기 제3 보호층(157)의 상부의 일부 영역에 형성되고, 상기 소스/드레인 전극(172)과 전기적으로 접속되도록 형성되는 화소 전극(158, Pixel ITO); 및 상기 화소 전극(158)의 형성 시 동일 공정을 통해 상기 제3 보호층(157) 상에서 센싱/드라이빙 배선(173)과 중첩되도록 형성되어 상기 센싱/드라이빙 배선(173)을 보호하는 캡핑 레이어(capping layer)즉, 배선 보호층(159);을 포함한다.In addition, a common electrode 156 (Vcom ITO) formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) in a portion of the
여기서, 상기 화소 전극(158)은 상기 소스/드레인 전극(172)을 노출시키도록 제2 보호층(155)과 제3 보호층(157)을 스트립 하여 형성된 제2 트랜치(T2) 내부와 상기 제3 보호층(157)의 상부의 일부 영역에 형성된다.Here, the
또한, 상기 배선 보호층(159)은 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되어 신호(전압)이 인가되지 않는 플로팅(floating) 상태가 유지된다. In addition, the
상술한 도 7과 같은 구조로 형성된 하부 기판(150)을 포함하는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시장치(100)는 하부 기판(150)의 상단부에 형성되어 수분과 나트륨 이온의 침투에 취약한 센싱/드라이빙 배선(173) 상에 ITO로 배선 보호층(159)을 형성하여, 실재(130) 외부에 노출되는 센싱/드라이빙 배선(173)이 전식 및 부식되는 것을 방지할 수 있다.The liquid
또한, 상기 배선 보호층(159)이 플로팅 상태를 유지하게 되어, 실재(130) 외부로 노출되는 센싱/드라이빙 배선(173)의 저항이 감소되고, 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어로 인한 기생 커패시터(parasitic cap)를 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 액정 패널(110)의 구동 마진(margin)을 향상시킬 수 있다.In addition, the
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device having a touch screen according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8.
도 8(a)에 도시된 바와 같이, 하부 기판(150)의 일측에 액티브층(151)을 형성한 후, 하부 기판(150)의 전면에 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate) 또는 MTO(Middle Temperature Oxide)를 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 증착하여 게이트 절연층(152)을 형성한다.As shown in FIG. 8 (a), after the
이어서, 상기 액티브층(151)과 중첩되도록 상이 게이트 절연층(152) 상에 금속(metal) 물질을 증착 한 후 식각하여 게이트 전극(171)을 형성하고, 상기 하부 기판(150)의 전면에 절연물질을 증착하여 상기 게이트 전극(171)을 절연시키는 하부 절연층(153, ILD: Inter Layer Dielectric)을 형성한다.Subsequently, a metal material is deposited on the
이어서, 상기 하부 절연층(153)을 식각하여 상기 액티브층(171)의 일부가 노출되도록 제1 트랜치(T1)를 형성하고, 상기 제1 트랜치(T1) 내에 금속 물질을 매립하여 소스/드레인 전극(172)을 형성한다. 상기 소스/드레인 전극(172)은 상기 액티브층(171)과 전기적으로 접속된다.Subsequently, the lower insulating
이어서, 상기 게이트 전극(171) 및 소스/드레인 전극(172)을 덮도록 상기 절연층(153) 상에 제1 보호층(154)을 형성한다.Subsequently, a
도 8(b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 보호층(154) 상에 제2 보호층(155)을 형성한다. 여기서, 상기 제2 보호층(155)을 포토 아크릴 수지(Photo Acrylate resin)로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 8B, a
이어서, 상기 제2 보호층(155) 상의 일부 영역에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 공통 전극(156, Vcom ITO)을 형성하고, 상기 공통 전극(156)의 일측 상에 금속 물질을 증착시킨 후 식각하여 센싱/드라이빙 배선(173)을 형성한다.Subsequently, a common electrode 156 (Vcom ITO) is formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) on a portion of the
도 8(c) 도시된 바와 같이, 상기 공통 전극(156) 및 센싱/드라이빙 배선(173)을 덮도록 상기 제2 보호층(155) 상에 제3 보호층(157)을 형성하고, 상기 소스/드레인 전극(172)이 노출되도록 상기 제2 보호층(155)과 제3 보호층(157)의 일부 영역을 식각하여 제2 트랜치(T2)를 형성한다.As shown in FIG. 8 (c), a third
이어서, 상기 제3 보호층(157)의 상부의 일부 영역과 상기 제2 트랜치(T2) 내부에 ITO와 같은 투명 전도성 물질로 화소 전극(158, Pixel ITO)을 형성한다. 여기서, 상기 화소 전극(158)은 상기 소스/드레인 전극(172)과 전기적으로 접속된다.Subsequently, the
이때, 상기 화소 전극(158)을 형성하는 공정을 이용하여 센싱/드라이빙 배선(173)을 보호하는 캡핑 레이어(capping layer)즉, 배선 보호층(159)을 형성한다.In this case, a capping layer that protects the sensing / driving
여기서, 상기 배선 보호층(159)은 상기 제3 보호층(157) 상에서 센싱/드라이빙 배선(173)과 중첩되도록 형성되며, 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되어 신호(전압)이 인가되지 않는 플로팅(floating) 상태가 유지된다. 이를 통해, 센싱/드라이빙 배선(173)은 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어로 인한 기생 커패시터(parasitic cap)가 발생되지 않게 된다.The
상술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법은 상기 화소 전극(158)을 형성하는 공정을 이용하여 센싱/드라이빙 배선(173)을 보호하는 배선 보호층(159)을 형성할 수 있다.The manufacturing method of the liquid crystal display device with a touch screen according to the first embodiment of the present invention described above includes a wiring protection layer that protects the sensing / driving
따라서, 추가적인 보호층(절연막)과 이에 따른 제조공정의 추가 없이 액정 패널(110)의 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 센싱 드라이빙 배선(173)을 수분 및 나트륨 이온의 침투로부터 보호할 수 있다. 이를 통해, 액정 표시장치의 제조 효율을 향상시키고, 제조비용을 절감시킬 수 있다.Accordingly, the
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 도 6의 B-B' 선을 따라 절개하여 일부를 나타내는 단면도 이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시장치의 하부 기판을 형성하는 제조방법을 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a portion of a lower substrate of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention, taken along the line BB ′ of FIG. 6, and FIG. 10 is a liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention. It is a figure which shows the manufacturing method of forming the lower substrate of this.
도 9에 도시된, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시장치에서 공통 전극(256) 및 배선 보호층(259)을 제외한 다른 구성은 상술한 도 7에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시장치와 동일하다. 따라서, 공통 전극(256) 및 배선 보호층(259)을 제외한 다른 구성에 대한 설명은 상술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시장치의 설명을 참조하도록 한다.In the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. 9, other configurations except for the
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 패널(110)의 하부 기판(150)은 액티브층(151); 게이트 절연층(152); 게이트 전극(171); 하부 절연층(153, ILD); 소스/드레인 전극(172); 제1 보호층(154); 제2 보호층(155); 센싱/드라이빙 배선(173); 공통 전극(256); 제3 보호층(157); 화소 전극(158, Pixel ITO) 및 배선 보호층(259)을 포함한다.Referring to FIG. 9, the
상기 센싱/드라이빙 배선(173)은 상기 제2 보호층(155)의 일측 상에 금속 물질로 형성되는 된다.The sensing /
상기 공통 전극(256)은 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 상기 센싱/드라이빙 배선(173)을 덮도록 형성되어, 상기 센싱/드라이빙 배선(173)을 수분 침투 및 나트륨 이온 침투로부터 보호하는 캡핑 레이어 역할을 수행한다.The
상기 배선 보호층(259)은 상기 화소 전극(158)의 형성 시 동일 공정을 통해 ITO와 같은 투명 전도성 물질로 형성되며, 상기 제3 보호층(157) 상에서 상기 센싱/드라이빙 배선(173) 및 공통 전극(256)과 중첩되도록 형성되어 상기 센싱/드라이빙 배선(173)을 보호하는 캡핑 레이어 역할을 수행한다.The
여기서, 상기 배선 보호층(259)은 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되어 신호(전압)이 인가되지 않는 플로팅 상태가 유지된다.Here, the
상술한 도 9와 같은 구조로 형성된 하부 기판(150)을 포함하는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시장치(100)는The liquid
하부 기판(150)의 상단부에 형성되어 수분과 나트륨 이온의 침투에 취약한 센싱/드라이빙 배선(173) 상에 ITO로 공통 전극(256) 및 배선 보호층(259)을 형성하여, 실재(130) 외부에 노출되는 센싱/드라이빙 배선(173)이 전식 및 부식되는 것을 방지할 수 있다.The
또한, 상기 배선 보호층(259)이 플로팅 상태를 유지하게 되어, 실재(130) 외부로 노출되는 센싱/드라이빙 배선(173)의 저항이 감소되고, 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어로 인한 기생 커패시터를 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 액정 패널(110)의 구동 마진을 향상시킬 수 있다.In addition, the
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device having a touch screen according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10.
도 10(a)에 도시된 바와 같이, 하부 기판(150)의 일측에 액티브층(151)을 형성한 후, 하부 기판(150)의 전면에 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate) 또는 MTO(Middle Temperature Oxide)를 CVD(Chemical Vapor Deposition)로 증착하여 게이트 절연층(152)을 형성한다.As shown in FIG. 10 (a), after the
이어서, 상기 액티브층(151)과 중첩되도록 상이 게이트 절연층(152) 상에 금속(metal) 물질을 증착 한 후 식각하여 게이트 전극(171)을 형성하고, 상기 하부 기판(150)의 전면에 절연물질을 증착하여 상기 게이트 전극(171)을 절연시키는 하부 절연층(153, ILD: Inter Layer Dielectric)을 형성한다.Subsequently, a metal material is deposited on the
이어서, 상기 하부 절연층(153)을 식각하여 상기 액티브층(171)의 일부가 노출되도록 제1 트랜치(T1)를 형성하고, 상기 제1 트랜치(T1) 내에 금속 물질을 매립하여 소스/드레인 전극(172)을 형성한다. 상기 소스/드레인 전극(172)은 상기 액티브층(171)과 전기적으로 접속된다.Subsequently, the lower insulating
이어서, 상기 게이트 전극(171) 및 소스/드레인 전극(172)을 덮도록 상기 절연층(153) 상에 제1 보호층(154)을 형성한다.Subsequently, a
도 10(b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 보호층(154) 상에 제2 보호층(155)을 형성한다. 여기서, 상기 제2 보호층(155)을 포토 아크릴 수지(Photo Acrylate resin)로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 10 (b), a
이어서, 상기 제2 보호층(155)의 일측 상에 금속 물질을 증착시킨 후 식각하여 센싱/드라이빙 배선(173)을 형성하고, 상기 제2 보호층(155) 상의 일부 영역 및 상기 센싱/드라이빙 배선(173) 상에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 공통 전극(256, Vcom ITO)을 형성한다.Subsequently, a metal material is deposited on one side of the
여기서, 상기 공통 전극(256)은 상기 센싱/드라이빙 배선(173)을 덮도록 형성되어, 상기 센싱/드라이빙 배선(173)을 수분 침투 및 나트륨 이온 침투로부터 보호하는 캡핑 레이어 역할을 수행한다.Here, the
도 10(c) 도시된 바와 같이, 상기 공통 전극(256)을 덮도록 상기 제2 보호층(155) 상에 제3 보호층(157)을 형성하고, 상기 소스/드레인 전극(172)이 노출되도록 상기 제2 보호층(155)과 제3 보호층(157)의 일부 영역을 식각하여 제2 트랜치(T2)를 형성한다.As shown in FIG. 10C, a third
이어서, 상기 제3 보호층(157)의 상부의 일부 영역과 상기 제2 트랜치(T2) 내부에 ITO와 같은 투명 전도성 물질로 화소 전극(158, Pixel ITO)을 형성한다. 여기서, 상기 화소 전극(158)은 상기 소스/드레인 전극(172)과 전기적으로 접속된다.Subsequently, the
이때, 상기 화소 전극(158)을 형성하는 공정을 이용하여 센싱/드라이빙 배선(173)을 보호하는 캡핑 레이어로써 배선 보호층(259)을 형성한다.In this case, the
여기서, 상기 배선 보호층(259)은 상기 제3 보호층(157) 상에서 공통 전극(256) 및 센싱/드라이빙 배선(173)과 중첩되도록 형성되며, 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되어 신호(전압)이 인가되지 않는 플로팅(floating) 상태가 유지된다. 이를 통해, 센싱/드라이빙 배선(173)은 하부 기판(150) 상에 형성된 다른 레이어로 인한 기생 커패시터가 발생되지 않게 된다.Here, the
상술한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법은 공통 전극(256)을 센싱/드라이빙 배선(173) 상에 형성하고, 상기 화소 전극(158)을 형성하는 공정을 이용하여 센싱/드라이빙 배선(173)을 보호하는 배선 보호층(259)을 상기 공통 전극(256) 상에 형성한다. 이를 통해, 추가적인 보호층(절연막)과 이에 따른 제조공정의 추가 없이 액정 패널(110)의 센싱/드라이빙 전극에 구동 신호를 공급하는 센싱 드라이빙 배선(173)을 수분 및 나트륨 이온의 침투로부터 보호하고, 액정 표시장치의 제조 효율의 향상 및 제조비용을 절감시킬 수 있다.According to the above-described method of manufacturing a liquid crystal display device having a touch screen, the
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
100: 액정 표시장치 110: 액정 패널
120: 표시 영역 130: 실재
140: 화소 어레이 142: 데이터 라인
144: 게이트 라인 150: 하부 기판
151: 액티브층 152: 게이트 절연층
153: 하부 절연층 154: 제1 보호층
155: 제2 보호층 156: 공통 전극
157: 제3 보호층 158: 화소 전극
159: 배선 보호층 170: 메탈 배선
171: 게이트 전극 172: 소스/드레인 전극
173: 센싱/드라이빙 배선 180: 패드
190: 드라이버 T1, T2: 트랜치100: liquid crystal display 110: liquid crystal panel
120: display area 130: real
140: pixel array 142: data line
144: gate line 150: lower substrate
151: active layer 152: gate insulating layer
153: lower insulating layer 154: first protective layer
155: second protective layer 156: common electrode
157: third protective layer 158: pixel electrode
159: wiring protection layer 170: metal wiring
171: gate electrode 172: source / drain electrode
173: sensing / driving wiring 180: pad
190: driver T1, T2: trench
Claims (10)
액정 패널의 하부 기판 상에 상호 교차되도록 형성된 게이트 전극과 소스/드레인 전극 상에 순차적으로 형성되는 제1 보호층 및 제2 보호층;
상기 제2 보호층 상의 일부 영역에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성되는 공통 전극;
사용자의 터치를 검출을 위해 상기 액정 패널의 화소 영역에 형성된 메탈 전극과 접속되도록 상기 액정 패널의 실재 외부로부터 상기 공통 전극의 일측 상에 형성되는 센싱/드라이빙 배선;
상기 공통 전극 및 센싱/드라이빙 배선을 덮도록 상기 제2 보호층 상에 형성되는 제3 보호층;
상기 게이트 전극과 중첩되도록 상기 제3 보호층의 상부의 일부 영역에 형성되고, 상기 소스/드레인 전극과 전기적으로 접속되도록 투명 전도성 물질로 형성되는 화소 전극;
상기 제3 보호층 상에서 센싱/드라이빙 배선과 중첩되도록 형성되어 상기 센싱/드라이빙 배선을 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호하는 배선 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.In the liquid crystal display comprising a touch panel for detecting a user's touch,
A first protective layer and a second protective layer sequentially formed on the gate electrode and the source / drain electrode formed on the lower substrate of the liquid crystal panel;
A common electrode formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) in a portion of the second passivation layer;
Sensing / driving wires formed on one side of the common electrode from an outside of the liquid crystal panel to be connected to a metal electrode formed in a pixel area of the liquid crystal panel for detecting a touch of a user;
A third passivation layer formed on the second passivation layer to cover the common electrode and the sensing / driving wiring;
A pixel electrode formed in a portion of an upper portion of the third passivation layer to overlap the gate electrode and formed of a transparent conductive material to be electrically connected to the source / drain electrode;
And a wire protection layer formed on the third protection layer so as to overlap the sensing / driving wire to protect the sensing / driving wire from moisture and sodium ion intrusion.
상기 배선 보호층은 상기 화소 전극과 함께 형성되고, 상기 하부 기판 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.The method of claim 1,
And wherein the wiring protection layer is formed together with the pixel electrode and is not connected to other layers (electrodes and wirings) formed on the lower substrate.
상기 배선 보호층은 상기 하부 기판 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과의 기생 커패시터가 형성되지 않도록 플로팅(floating) 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.The method of claim 1,
And wherein the wiring protection layer is maintained in a floating state so that parasitic capacitors with other layers (electrodes and wirings) formed on the lower substrate are not formed.
액정 패널의 하부 기판 상에 상호 교차되도록 형성된 게이트 전극과 소스/드레인 전극 상에 순차적으로 형성되는 제1 보호층 및 제2 보호층;
사용자의 터치를 검출을 위해 상기 액정 패널의 화소 영역에 형성된 메탈 전극과 접속되도록 상기 액정 패널의 실재 외부로부터 상기 제2 보호층의 일측 상에 형성되는 센싱/드라이빙 배선;
상기 제2 보호층 상의 일부 영역과, 상기 센싱/드라이빙 배선을 덮도록 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성되는 공통 전극;
상기 공통 전극 및 센싱/드라이빙 배선을 덮도록 상기 제2 보호층 상에 형성되는 제3 보호층;
상기 게이트 전극과 중첩되도록 상기 제3 보호층의 상부의 일부 영역에 형성되고, 상기 소스/드레인 전극과 전기적으로 접속되도록 투명 전도성 물질로 형성되는 화소 전극;
상기 제3 보호층 상에서 상기 공통 전극 및 센싱/드라이빙 배선과 중첩되도록 형성되어 상기 센싱/드라이빙 배선을 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호하는 배선 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.In the liquid crystal display comprising a touch panel for detecting a user's touch,
A first protective layer and a second protective layer sequentially formed on the gate electrode and the source / drain electrode formed on the lower substrate of the liquid crystal panel;
Sensing / driving lines formed on one side of the second protective layer from an outside of the liquid crystal panel to be connected to a metal electrode formed in a pixel area of the liquid crystal panel for detecting a touch of a user;
A common electrode formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) to cover a portion of the second passivation layer and the sensing / driving wiring;
A third passivation layer formed on the second passivation layer to cover the common electrode and the sensing / driving wiring;
A pixel electrode formed in a portion of an upper portion of the third passivation layer to overlap the gate electrode and formed of a transparent conductive material to be electrically connected to the source / drain electrode;
And a wire protection layer formed on the third protection layer so as to overlap the common electrode and the sensing / driving wire to protect the sensing / driving wire from moisture and sodium ion permeation. Display.
상기 배선 보호층은 상기 화소 전극과 함께 형성되고, 상기 하부 기판 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.The method of claim 4, wherein
And wherein the wiring protection layer is formed together with the pixel electrode and is not connected to other layers (electrodes and wirings) formed on the lower substrate.
상기 배선 보호층은 상기 하부 기판 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과의 기생 커패시터가 형성되지 않도록 플로팅(floating) 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치.The method of claim 4, wherein
And wherein the wiring protection layer is maintained in a floating state so that parasitic capacitors with other layers (electrodes and wirings) formed on the lower substrate are not formed.
액정 패널의 하부 기판 상에 상호 교차되도록 형성된 게이트 전극과 소스/드레인 전극 상에 제1 보호층 및 제2 보호층을 순차적으로 형성하는 단계;
상기 제2 보호층 상의 일부 영역에 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 공통 전극을 형성하는 단계;
사용자의 터치를 검출을 위해 상기 액정 패널의 화소 영역에 형성된 메탈 전극과 접속되도록 상기 액정 패널의 실재 외부로부터 상기 제2 보호층의 일측 상에 센싱/드라이빙 배선을 형성하는 단계;
상기 공통 전극 및 센싱/드라이빙 배선을 덮도록 상기 제2 보호층 상에 제3 보호층을 형성하는 단계;
상기 소스/드레인 전극이 노출되도록 상기 제2 보호층과 제3 보호층의 일부 영역을 식각하여 트랜치를 형성하고, 투명 전도성 물질로 상기 소스/드레인 전극과 전기적으로 접속되는 화소 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 화소 전극의 형성 시, 상기 센싱/드라이빙 배선을 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호되도록 상기 투명 전도성 물질로 센싱/드라이빙 배선 상에 배선 보호층;을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법.In the manufacturing method of a liquid crystal display device comprising a touch panel for detecting a user's touch,
Sequentially forming a first passivation layer and a second passivation layer on the gate electrode and the source / drain electrode formed on the lower substrate of the liquid crystal panel;
Forming a common electrode on a portion of the second passivation layer with a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO);
Forming sensing / driving wires on one side of the second protective layer from outside of the liquid crystal panel so as to be connected to a metal electrode formed in a pixel area of the liquid crystal panel for detecting a touch of a user;
Forming a third passivation layer on the second passivation layer to cover the common electrode and the sensing / driving wiring;
Etching a portion of the second passivation layer and the third passivation layer to form a trench to expose the source / drain electrode, and forming a pixel electrode electrically connected to the source / drain electrode with a transparent conductive material; Including,
When the pixel electrode is formed, a wire protection layer is formed on the sensing / driving wire with the transparent conductive material to protect the sensing / driving wire from moisture and sodium ion penetration. Method of manufacturing the device.
상기 배선 보호층은 플로팅(floating) 상태의 유지를 위해 상기 하부 기판 상에 형성된 다른 레이어(전극, 배선)들과 접속되지 않도록 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법.The method of claim 7, wherein
And wherein the wiring protection layer is formed so as not to be connected to other layers (electrodes, wirings) formed on the lower substrate in order to maintain a floating state.
상기 배선 보호층은 상기 센싱/드라이빙 배선이 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호되도록 상기 제3 보호층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법.The method of claim 7, wherein
And wherein the wiring protection layer is formed on the third protection layer so that the sensing / driving wiring is protected from moisture and sodium ion permeation.
상기 공통 전극은 상기 센싱/드라이빙 배선이 수분과 나트륨 이온 침투로부터 보호되도록 상기 센싱/드라이빙 배선 상에 형성되는 것을 특징으로 터치 스크린이 내장된 액정 표시장치의 제조방법.The method of claim 7, wherein
And the common electrode is formed on the sensing / driving wiring so that the sensing / driving wiring is protected from penetration of moisture and sodium ions.
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