KR20140056659A - 터치타입 액정표시장치 및 이의 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터치타입 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 터치타입 액정표시장치의 터치부의 불량검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 터치타입 액정표시장치 및 이의 검사방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 터치부의 제 1 및 제 2 전극으로 신호를 인가하기 위한 터치패드가 액정패널의 점등 검사를 위해 구비되는 점등검사용패드와 연결되도록 함으로써, 점등검사용패드를 통해 터치부의 불량검사를 진행함으로써, 액정표시장치는 셀 공정의 액정패널의 점등 검사를 진행하는 과정에서 터치부의 불량 여부 또한 색출할 수 있다.
이를 통해, 터치부의 불량을 조기에 색출할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 공정비용이 향상되었던 문제점을 방지할 수 있다.

Description

터치타입 액정표시장치 및 이의 검사방법{Touch mode liquid crystal display device and inspecting method thereof}

본 발명은 터치타입 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 터치타입 액정표시장치의 터치부의 불량검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 터치타입 액정표시장치 및 이의 검사방법에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.

이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들 평판표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이중, 액정표시장치는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의해 화상을 구현함에 따라 동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되고 있다.

이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.

또한, 최근에는 글씨나 그림을 보다 편하고 정교하게 입력할 수 있는 장점을 갖는 터치패널이 전자수첩이나 개인용 정보처리 장치들에 많이 사용되고 있는데, 이에 최근에는 횡전계형 액정표시장치에 이와 같은 터치패널이 구비된 터치타입 액정표시장치가 제공되고 있다.

한편, 이러한 터치타입 액정표시장치는 다양한 검사 공정을 거쳐 양질의 액정표시장치를 선별하게 되는데, 각종 신호배선과 화소전극 및 공통전극이 형성된 후에 실시되는 보조 검사공정과 기판 합착 및 액정주입 공정 후에 실시되는 주 검사공정을 포함한다.

이러한 보조 검사공정과 주 검사공정은 모두 구동회로 등이 부착되기 이전의 셀 공정에서 진행함에 따라, 불량 기판을 조기에 색출할 수 있다는 점에서 그 중요성이 매우 커지고 있다.

그러나, 이러한 셀 공정에서의 검사공정은 모두 액정패널의 불량여부 만을 확인하기 위한 검사공정으로, 현재로써는 셀 공정에서의 터치패널의 불량여부를 확인하기 위한 검사공정은 전무(全無)한 상태이다.

즉, 터치패널은 터치패널의 구동을 위한 구동회로를 부착한 모듈공정 이후, 손이나 펜을 이용하여 해당 터치패널에 터치입력을 가하고, 터치입력에 따른 동작여부를 검사하게 된다.

그러나, 이와 같이 구동회로를 부착한 다음 터치패널의 불량을 확인하게 될 경우, 불량이 터치패널에서 발생된 것인지 구동회로에서 발생된 것인지 확인할 수 없어, 터치패널과 구동회로를 함께 폐기(廢棄)해야 한다.

이는 공정비용을 증가시키게 되는 원인 중의 하나이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터치타입 액정표시장치의 불량을 셀 공정 단계에서 색출하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.

이를 통해, 공정비용 절감 및 공정의 효율성을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 다수의 게이트 및 데이터배선과; 상기 게이트 및 데이터배선의 일끝단에 구비되어, 상기 게이트 및 데이터배선으로 검사전압을 인가하기 위한 점등검사용패드와; 상기 점등검사용패드와 각각 연결되는 제 1 및 제 2 전극을 포함하는 터치부와; 상기 제 1 기판과 서로 대향되는 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 터치타입 액정표시장치를 제공한다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 전극은 일끝단에 각각 터치패드가 구비되며, 상기 각 터치패드는 상기 점등검사용패드와 각각 연결되며, 상기 각 화소영역에는 상기 게이트 및 데이터배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극이며, 상기 제 2 전극은 상기 화소전극과 전계를 형성하는 공통전극이다.

그리고, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극은 바(bar) 형상의 전극으로 형성되며, 상기 터치부는 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하거나, 상기 제 2 기판의 외측으로 부착된다.

또한, 본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 다수의 게이트 및 데이터배선과; 상기 게이트 및 데이터배선의 일끝단에 구비되어, 상기 게이트 및 데이터배선으로 검사전압을 인가하기 위한 점등검사용패드와; 상기 점등검사용패드와 각각 연결되는 제 1 및 제 2 전극을 포함하는 터치부와; 상기 제 1 기판과 서로 대향되는 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 터치타입 액정표시장치의 검사공정에 있어서, 상기 점등검사용패드에 프로브 콘택(probe contact)을 통해 순차적으로 상기 제 1 및 제 2 전극으로 신호를 인가하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성되는 정전용량의 변화를 통해 상기 터치부의 불량 여부를 검사하는 단계와; 상기 점등검사용패드를 그라운드(ground)처리하는 단계와; 상기 점등검사용패드에 프로브 콘택(probe contact)을 통해 신호를 인가하여, 상기 게이트 및 데이터배선으로 신호를 인가하여, 상기 화소영역의 불량 여부를 판단하는 점등 검사하는 단계를 포함하는 터치타입 액정표시장치용 검사방법을 제공한다.

이때, 상기 제 1 및 제 2 전극으로 인가되는 신호는 릴레이 보드(relay board)를 통해 릴레이 한 후, 상기 그라운드 처리하며, 상기 그라운드 처리 후, 릴레이 보드(relay board)를 통해 상기 게이트 및 데이터배선으로 신호를 인가한다.

그리고, 상기 터치부의 불량 여부는 제어부의 기준값과 비교하여 판단한다.

위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 터치부의 제 1 및 제 2 전극으로 신호를 인가하기 위한 터치패드가 액정패널의 점등 검사를 위해 구비되는 점등검사용패드와 연결되도록 함으로써, 점등검사용패드를 통해 터치부의 불량검사를 진행함으로써, 액정표시장치는 셀 공정의 액정패널의 점등 검사를 진행하는 과정에서 터치부의 불량 여부 또한 색출할 수 있는 효과가 있다.

이를 통해, 터치부의 불량을 조기에 색출할 수 있는 효과가 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 공정비용이 향상되었던 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치용 어레이기판 및 터치부를 개략적으로 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치의 제조공정을 단계적으로 도시한 흐름도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치는 크게 액정패널(100)과 액정패널(100) 내부의 터치부(120), 제 1 및 제 2 편광층(111, 113), 그리고 액정패널(100)로 빛을 공급하는 백라이트(backlight : 130)로 구성된다.

이를 좀더 자세히 살펴보면, 액정패널(100)은 어레이기판인 제 1 기판(101)과 컬러필터기판인 제 2 기판(102)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 제 1 및 제 2 기판(101, 102) 사이에는 액정층(105)이 개재되어 있다.

이때, 도시하지는 않았지만 제 1 기판(101) 상에는 소정간격 이격되어 평행하게 구성된 다수의 게이트배선(GL, 도 2 참조)과 게이트배선(GL, 도 2 참조)과 교차하여 화소영역(P, 도 2 참조)을 정의하는 데이터배선(DL, 도 2 참조)이 구성되어 있다.

그리고, 각 화소영역(P, 도 2 참조)의 게이트배선(GL, 도 2 참조)과 데이터배선(DL, 도 2 참조)의 교차지점에는 박막트랜지스터(STr, 도 2 참조)가 형성되며, 각 화소영역(P, 도 2 참조)에는 박막트랜지스터(STr, 도 2 참조)와 드레인 콘택홀을 통해 연결되는 다수의 화소전극(SE, 도 2 참조)이 형성되어 있다.

여기서, 박막트랜지스터(STr, 도 2 참조)는 게이트전극, 게이트절연막, 반도체층, 소스 및 드레인전극으로 이루어진다.

이때 화소전극(SE, 도 2 참조)은 바(bar) 형태로 다수개로 분리되어 서로 이격하며, 각 화소영역(P, 도 2 참조) 내에 형성되고 있다. 또한 게이트배선(GL, 도 2 참조)과 나란하게 동일한 층에 공통배선(Vcom, 도 2 참조)이 형성되고, 공통배선(Vcom, 도 2 참조)과 전기적으로 연결되며 각 화소영역(P, 도 2 참조) 내에 분리된 다수의 화소전극(SE, 도 2 참조)과 교대하여 이격하며 다수의 공통전극이 형성된다.

한편, 변형예로서 화소전극(SE, 도 2 참조)은 판 형태로 각 화소영역(P, 도 2 참조) 별로 형성될 수도 있다. 이때 화소전극(SE, 도 2 참조)의 일부는 게이트배선(GL, 도 2 참조)과 중첩되어 형성되어, 스토리지 커패시터를 이루도록 구성될 수도 있다.

그리고, 각 화소영역(P, 도 2 참조) 내에 다수의 화소전극(SE, 도 2 참조)과 공통전극이 이격하는 형태로 구성될 경우 IPS모드로 동작하는 제 1 기판(101)을 이루게 되며, 공통전극을 제외하고 판 형태의 화소전극(SE, 도 2 참조) 만이 제 1기판(101)에 형성될 경우 이는 TN모드, ECB모드, VA모드 중 어느 하나의 모드로 동작하는 제 1기판(101)을 이루게 된다. 도면에 있어서는 IPS모드로 동작하는 제 1 기판(101)을 일예로 설명하겠다.

그리고 제 1 기판(101)과 마주보는 제 2 기판(102) 상에는 터치부(120)와, 화소영역(P, 도 2 참조)에 대응하는 개구부를 가지는 블랙매트릭스(미도시)가 형성되어 있으며, 이들 개구부에 대응하여 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층(107)이 형성되어 있다.

그리고, 컬러필터층(107) 상부에는 오버코트층(미도시)이 형성되어 있다.

이러한 제 1 및 제 2 기판(101, 102)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판(111, 113)이 각각 부착된다.

여기서, 터치부(120)는 저항막 방식(Resistive)의 디지타이저로서, 제 1 전극(121, 도 2 참조)과 제 2 전극(123, 도 2 참조), 그리고 제 1 및 제 2 전극(121, 123, 도 2 참조) 사이의 절연층(미도시)으로 이루어진다.

이때, 제 1 및 제 2 전극(121, 123, 도 2 참조)은 그 중 하나가 전압이 인가되는 구동(driving)전극, 나머지 하나가 전압 신호를 검출하는 검출(sensing)전극으로 기능한다.

따라서, 터치부(120)는 구동전극으로 차례로 전압신호를 인가하며, 검출전극 측에서 전압값을 검출하여, 손가락 또는 펜과 같은 소정의 입력 수단 접촉 시, 제 1 및 제 2 전극(121, 123, 도 2 참조) 사이에서 형성되는 정전용량이 변화하는 정도를 측정하여 터치여부와 터치위치를 검출하게 된다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 터치부(120)가 제 2 기판(102)에 형성되는 구성을 일예로 하였으나, 터치부(120)는 제 1 기판(101) 상에 형성될 수도 있으며, 제 1 기판(101) 상에 형성된 화소전극(SE, 도 2 참조) 또는 공통전극이 구동전극의 역할을 겸하도록 하고, 제 2 기판(102) 상에 검출전극을 더욱 형성할 수도 있다.

또한, 화소전극(SE, 도 2 참조)과 공통전극이 서로 다른 층에 형성되어 프린지 필드(fringe field)를 구현하는 FFS 모드 액정표시장치에서는 공통전극 또는 화소전극(SE, 도 2 참조) 중 일정간격 이격하여 형성되는 전극이 구동전극 및 검출전극의 기능을 모두 수행할 수도 있다.

즉, 제 1 기판(101) 상에 바(bar) 형상의 화소전극(SE, 도 2 참조)이 일정간격 이격하여 다수개 형성될 경우, 서로 이웃하는 화소전극(SE, 도 2 참조)에 의해 형성되는 프린지 필드에 의한 정전용량 변화를 통해, 터치여부와 터치위치를 검출할 수도 있다.

이러한 본 발명의 터치타입 액정표시장치는 셀 공정의 액정패널(100)의 검사공정을 진행하는 과정에서 터치부(120)의 불량여부를 함께 검사할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 터치부(120)의 불량 여부를 셀 공정에서 조기에 색출할 수 있어, 공정비용 절감 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

이에 대해 도 2를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치용 어레이기판 및 터치부를 개략적으로 도시한 평면도로서, 점등 검사 및 터치 검사 실시를 위해 구성된 검사용 배선과, 패드 및 박막트랜지스터를 간략히 도시한 도면이다.

이때 설명의 편의를 위해 표시영역(DA) 외측의 비표시영역(NA1, NA2, NA3)을 확대 도시하였으며, 표시영역(DA)을 기준으로 그 하측에 위치한 비표시영역을 제 1 비표시영역(NA1)이라 하고, 표시영역(DA)을 기준으로 그 좌측 및 우측에 위치한 비표시영역을 제 2 및 제 3 비표시영역(NA2, NA3)이라 정의하도록 하겠다.

도시한 바와 같이, 어레이기판(101)의 화소부에는 제 1 방향으로 연장되는 다수의 게이트배선(GL)이 형성되어 있으며, 다수의 게이트배선(GL)과 교차하도록 제 2 방향으로 연장되어 표시영역(DA) 내에서 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터배선(DL)이 형성되어 있다.

그리고, 게이트배선(GL)과 동일한 제 1 방향으로 게이트배선(GL)과 이격된 공통배선(Vcom)이 형성된다.

또한, 각 화소영역(P)에는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)과 연결되는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되고, 각각의 박막트랜지스터(STr)와 연결되는 화소전극(SE)이 형성된다.

그리고, 표시영역(DA)을 기준으로 그 좌측 및 우측의 제 2 및 제 3 비표시영역(NA2, NA3)에 는 표시영역(DA)에 구비된 다수의 게이트배선(GL)과 연결된 다수의 게이트링크배선(GLL1, GLL2, GLL3, GLL4)이 구비되고 있으며, 표시영역(DA)을 기준으로 하측에 위치하는 제 1 비표시영역(NA1)에는 표시영역(DA)에 구비된 다수의 데이터배선(DL)과 연결된 다수의 데이터링크배선(DLL1, DLL2, DLL3)이 구비되고 있다.

이때, 다수의 게이트 및 데이터링크배선(GLL1, GLL2, GLL3, GLL4, DLL1, DLL2, DLL3)의 끝단에는 각각 다수의 패드전극(GP, DP1, DP2, DP3)이 구비되고 있으며, 이러한 게이트패드(GP)와 데이터패드(DP1, DP2, DP3)는 구동회로 IC(D-IC)와 연결되고 있다.

그리고, 각각의 게이트 및 데이터패드(GP, DP1, DP2, DP3)는 끝단에 다수의 점등검사용패드(IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)가 연결된다.

이때, 도면에 있어서는 표시영역(DA) 하측의 제 1 내지 제 3 비표시영역(NA1, NA2, NA3)에 구비되는 점등검사용패드(IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)는 총 9개 정도가 형성됨을 보이고 있다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 표시영역(DA)에 형성된 게이트배선(GL)은 홀수번 게이트배선(GL1, GL2)과 짝수번 게이트배선(GL3, GL4)으로 나뉘어지고 있으며, 홀수의 게이트배선(GL1, GL2)과는 표시영역(DA)의 좌측방향으로 제 1 및 제 2 게이트링크배선(GLL1, GLL2)이 교대하며 연결되고 있으며, 짝수의 게이트배선(GL3, GL4)은 표시영역(DA)의 우측방향으로 제 3 및 제 4 게이트링크배선(GLL3, GLL4)이 교대하며 연결되고 있다.

이러한 제 1 내지 제 4 게이트링크배선(GLL1, GLL2, GLL3, GLL4)의 끝단에는 다수의 게이트패드(GP)가 구비되며, 이러한 다수의 게이트패드(GP)는 구동회로 IC(D-IC)와 연결되고 있다.

그리고, 홀수번 게이트배선(GL1, GL3)과 연결되는 게이트패드(GP)는 제 1 및 제 2 점등검사용패드(IP1, IP2)와 연결되며, 짝수번 게이트배선(GL2, GL4)과 연결되는 게이트패드(GP)는 제 3 및 제 4 점등검사용패드(IP3, IP4)와 연결된다.

또한, 표시영역(DA) 하측에 위치하는 제 1 비표시영역(NA1)에는 각 데이터배선(DL) 중 적색 화소영역(R)과 연결된 모든 제 1 데이터배선(DL1)은 제 1 데이터링크배선(DLL1)과 연결되며, 제 1 데이터링크배선(DLL1)의 끝단에는 제 1 데이터패드(DP1)가 구비된다.

그리고, 제 1 데이터패드(DP1)는 구동회로 IC(D-IC)와 연결되고 있으며, 제 1 데이터패드(DP1)는 제 5 점등검사용패드(IP5)와 연결된다.

그리고, 녹색 화소영역(G)과 연결된 모든 제 2 데이터배선(DL2)은 제 2 데이터링크배선(DLL2)을 통해 제 2 데이터패드(DP2)와 연결되며, 제 2 데이터패드(DP2)는 제 6 점등검사용패드(IP6)와 연결되며, 청색 화소영역(B)과 연결된 모든 제 3 데이터배선(DL3)은 제 3 데이터링크배선(DLL3)을 통해 제 3 데이터패드(DP3)와 연결되며, 제 3 데이터패드(DP3)는 제 7 점등검사용패드(IP7)와 연결된다.

그리고, 공통전극(미도시)으로 공통전압을 인가하기 위한 공통배선(Vcom)과 연결되는 제 1 및 제 2 공통링크배선(VL1, VL2)과 이의 각각의 끝단에 제 8 및 제 9 점등검사용패드(IP8, IP9)가 구비되고 있다.

그리고, 터치부에는 서로 평행하게 이격되는 다수의 제 1 전극(121)과 제 1 전극(121)과 교차하고 서로 평행하게 이격되는 다수의 제 2 전극(123)을 포함하며, 다수의 제 1 및 제 2 전극(121, 123)은 서로 전기적으로 절연되어 다수의 제 1 및 제 2 전극(121, 123)의 교차지점은 커패시터(C)를 이루게 된다.

그리고, 표시영역(DA)의 하측의 제 1 비표시영역(NA1)에는 각각의 제 1 및 제 2 전극(121, 123)과 연결되는 연결배선(CL)이 형성되어 있으며, 각 연결배선(CL)의 끝단에는 제 1 전극(121)에 대응되는 제 1 터치패드(EP1)와 제 2 전극(123)에 대응되는 제 2 터치패드(EP2)가 구비되어 있다.

여기서, 제 1 전극(121)은 전압이 인가되는 구동전극으로 기능하며, 제 2 전극(123)은 전압신호를 검출하는 검출전극으로 기능하게 되므로, 제 1 터치패드(EP1)로는 전압이 인가되며, 제 2 터치패드(EP2)로는 검출신호를 출력하게 된다.

특히, 본 발명의 터치부는 다수의 제 1 및 제 2 터치패드(EP1, EP2)가 화소부의 점등검사용패드(IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)와 각각 연결되는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 액정패널(도 1의 100)의 점등검사를 진행하는 과정에서, 터치부 또한 검사를 진행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 터치타입 액정표시장치는 셀 공정의 액정패널(도 1의 100)의 검사공정을 진행하는 과정에서 터치부의 불량여부를 함께 검사할 수 있어, 터치부의 불량 여부를 셀 공정에서 조기에 색출할 수 있어, 공정비용 절감 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

특히, 점등검사와 터치부 불량검사를 동시에 진행함으로써, 별도의 터치부 불량검사를 위한 검사장비를 필요로 하지 않으며, 이를 통해 공정비용 및 공정의 효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치는 액정패널(도 1의 100)의 점등검사를 위한 점등검사용패드(IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)를 통해 화소부의 점등검사를 진행하기 이전에 터치부의 제 1 터치패드(EP1)와 연결된 제 2, 제 3, 제 4, 제 8 점등검사용패드(IP2, IP3, IP4, IP8)와 제 2 터치패드(EP2)와 연결된 제 5, 제 6, 제 7, 제 9 점등검사용패드(IP5, IP6, IP7, IP9)에 순차적으로 신호를 인가하여, 각 교차점에서의 전기적인 특성값을 측정한다.

이를 통해, 터치부의 불량여부를 판단하는 것이다.

터치부의 불량여부를 판단 한 후, 터치부의 불량이 발생된 액정패널(도 1의 100)은 작업자의 판단에 의해 리페어(repair)를 필요로 할 것인가, 폐기(廢棄) 처분할 것인가를 판단하여 다음 공정을 정하게 된다.

그리고, 터치부의 불량이 발견되지 않을 경우, 액정패널(도 1의 100)은 점등검사를 진행하여, 액정패널(도 1의 100)의 불량을 검출하는 것이다.

이로써, 양질의 터치부를 포함하는 액정패널을 선별하게 된다.

한편, 본 발명 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치는 터치부의 제 1 및 제 2 터치패드(EP1, EP2)가 별도로 구비된 구성을 일예로 하였으나, 액정패널(도 2의 100)의 화소전극(SE)과 공통전극이 터치부의 제 1 및 제 2 전극(121, 123)의 기능을 겸하여 형성될 경우, 화소부의 게이트 및 데이터패드(GP, DP1, DP2, DP3) 또한 터치부의 터치패드(EP1, EP2)의 역할을 겸하여 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치타입 액정표시장치의 제조공정을 단계적으로 도시한 흐름도이다.

터치타입 액정표시장치는 먼저, TFT-LCD 셀(cell) 공정(st10)을 진행하는데, 이러한 셀 공정(st10)을 통해 액정패널(도 1의 100)을 형성한다.

이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, TFT-LCD 셀 공정(st10)은 크게 컬러필터기판과 어레이기판 형성 및 터치부 형성(st11), 배향막 형성(st13), 실패턴 및 스페이서 형성(st14), 액정적하(st15), 합착(st16) 그리고, 검사공정(st12, st18)으로 이루어진다.

이에, TFT-LCD 셀 공정(st10)의 제 1 단계(st11)는, 어레이기판인 제 1 기판(도 1의 101)과 컬러필터기판인 제 2 기판(도 1의 102)을 각각 형성하는 단계이다.

이때, 제 1 기판(도 1의 101) 내면에는 다수의 게이트배선(도 2의 GL)과 데이터배선(도 2의 DL)이 교차하여 화소영역(도 2의 P)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(도 2의 STr)가 구비되어 각 화소영역(도 2의 GL)에 형성된 투명 화소전극(도 2의 SE)과 일대일 대응 연결된다.

그리고 제 2 기판(도 1의 102) 내면으로는 각 화소영역(도 2의 P)에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트배선(도 2의 GL)과 데이터배선(도 2의 DL) 그리고 박막트랜지스터(도 2의 STr) 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비되고, 이들을 덮는 투명 공통전극이 구비된다.

그리고, 제 2 기판(도 1의 102)의 내면으로는 제 1 및 제 2 전극(도 2의 121, 123)으로 이루어지는 터치부(도 1의 120)가 구비된다.

이러한 터치부(도 1의 120)는 제 1기판(도 1의 101) 상에 형성될 수도 있으며, 제 1 기판과 제 2 기판(도 1의 101, 102)에 각각 제 1 및 제 2 전극(도 2의 121, 123)이 형성될 수도 있다.

또한, 제 1 기판(도 1의 101)이 프린지 필드 스위칭 전극구조일 경우, 제 1 기판(도 1의 101) 상에 형성된 화소전극(도 2의 SE)과 공통전극을 인접한 화소영역(도 2의 P)을 하나의 블록으로 정의하여 분리된 제 1 및 제 2 전극(도 2의 121, 123)의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다.

제 2 단계(st12)는, 제 1 기판(도 1의 101) 상에 형성된 게이트 및 데이터배선(도 2의 GL, DL)의 단선 및 단락을 측정하는 보조 검사공정을 진행하는 단계이다.

보조 검사공정을 통해 제 1 기판(도 1의 101)에 구성된 게이트 및 데이터배선(도 2의 GL, DL)의 단락 및 단선과 같은 선결함(Line defect) 및 점결함(Point defect) 등을 검출하게 된다.

제 3 단계(st13)는, 제 1 및 제 2 기판(도 1의 101, 102) 상에 배향막을 형성하는 단계이며, 제 4 단계(st14)는, 제 1 및 제 2 기판(도 1의 101, 102) 사이에 개재될 액정이 새지 않도록 실패턴을 인쇄하고, 제 1 및 제 2 기판(도 1의 101, 102) 사이의 갭을 정밀하고 균일하게 유지하기 위해 일정한 크기의 스페이서를 산포하는 공정이다.

제 5 단계(st15)는, 양 기판 중 선택된 한 기판 상에 액정을 적하하는 단계이며, 제 6 단계(st16)는, 제 1 및 제 2 기판(도 1의 101, 102)의 합착공정 단계이다.

마지막으로 제 7 단계(st17)는 액정패널(도 1의 100)의 주 검사공정으로, 제 2 단계(st12)에서의 보조 검사공정보다 좀더 정밀한 검사 공정으로 전기신호를 인가하는 방식의 오토 프로브(auto probe)검사가 이루어진다.

오토 프로브 검사는 외부로 노출된 패드(IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)에 프로브 콘택(probe contact)에 의한 전기신호를 인가하여 실질적으로 액정패널(도 1의 100)을 모의로 구동시킴으로써 액정패널(도 1의 100)의 불량을 검출하게 된다.

오토 프로브 검사 공정을 거쳐 양질의 액정패널(도 1의 100)을 선별하게 된다.

특히, 본 발명은 오토 프로브 검사 공정을 터치부 불량검사와 점등검사로 나뉘어 진행할 수 있는데, 이를 통해, 점등검사를 진행하는 동시에 셀 공정에서 터치부(도 1의 120)의 불량여부 또한 확인할 수 있다.

이러한 주 검사공정에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 먼저, 액정패널(도 1의 100)의 외부로 노출된 점등검사용패드(도 2의 IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)에 프로브 콘택에 의한 전기신호를 인가하여 터치부(도 1의 120)의 불량검사를 검사한다.

여기서, 터치부(도 1의 120)의 불량검사는 프로브 콘택을 통해 제 1 터치패드(도 2의 EP1)와 연결된 점등검사용패드(도 2의 IP2, IP3, IP4, IP8)를 순차적으로 선택하면서 일정신호를 인가한 후, 제 2 터치패드(도 2의 EP2)와 연결된 점등검사용패드(도 2의 IP5, IP6, IP7, IP9)를 순차적으로 선택하면서 전기적 특성값을 측정한다.

전기적 특성값은 제 1 및 제 2 전극(도 2의 121, 123) 간의 커패시턴스를 측정할 수도 있으며, 신호가 인가된 상태에서 측정되는 전압값을 측정할 수도 있다.

이렇게 측정된 특성값은 제어부의 기준값과 비교하여 전기적 특성을 판단하게 되는 것이다.

이때, 기준값은 통상적으로 다수개의 터치부(도 1의 120)에 대해 측정된 전기적 특성값들 중 일정한 측정 범위내에 있는 전기적 특성값들을 수집하여 평균값을 취한 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

따라서, 제 1 및 제 2 전극(도 2의 121, 123)의 단선이나 단락 불량이 발생하거나 전극모양의 불량으로 인해 제 1 및 제 2 전극(도 2의 121, 123) 간의 정전용량이 변하게 되면, 미리 측정했던 기준값과 다른 특성값이 측정되므로, 이를 통해 터치부(도 1의 120)의 불량을 감지하게 되는 것이다.

다음으로, 릴레이보드(relay board)를 이용하여 점등검사용패드(도 2의 IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)를 그라운드(ground) 처리 한 후, 게이트 및 데이터배선(도 2의 Gl, DL)으로 소정의 전기신호를 인가하여 액정패널(도 1의 100)을 모의 구동시킴으로써, 액정패널(도 1의 100)의 점등검사를 진행한다.

점등검시 시, 해당 신호배선의 타단에서 전압을 측정하여 신호배선의 단선 및 단락을 검사할 수도 있으며, 현미경등으로 신호배선을 추적하여 신호배선의 단선 및 단락을 검사하게 된다.

이를 통해, 액정패널(도 1의 100)의 불량 여부를 판단할 수 있다.

여기서, 릴레이보드는 프로브 콘택을 스위칭 제어하는 역할을 하게 되는데, 이러한 프로브 콘택의 전기신호를 통전 또는 차단시킴으로써, 프로브 콘택을 통해 제 1 터치패드(도 2의 EP1)와 연결된 제 2, 제 3, 제 4, 제 8 점등검사용패드(도 2의 IP2, IP3, IP4, IP8)와 제 2 터치패드(도 2의 EP2)와 연결된 제 5, 제 6, 제 7, 제 9 점등검사용패드(도 2의 IP5, IP6, IP7, IP9)에 순차적으로 전기신호를 인가하여, 각 교차점에서의 전기적인 특성값을 측정하여 터치부의 불량검사를 진행한 후, 제 2, 제 3, 제 4, 제 8 점등검사용패드(도 2의 IP2, IP3, IP4, IP8)와 제 5, 제 6, 제 7, 제 9 점등검사용패드(도 2의 IP5, IP6, IP7, IP9)에 인가하던 전기신호를 차단한 후, 릴레이보드를 이용하여 점등검사용패드(도 2의 IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)에 그라운드신호를 인가하여 점등검사용패드(도 2의 IP1, IP2, IP3, IP4, IP5, IP6, IP7, IP8, IP9)를 그라운드 처리한다.

그리고, 다시 릴레이보드를 이용하여 프로브 콘택을 통해 제 1 내지 제 4 점등검사용패드(도 2의 IP1, IP2, IP3, IP4)에 소정의 전기신호를 인가하여 게이트배선(도 2의 GL1, GL2, GL3, GL4)과 연결된 모든 스위칭 박막트랜지스터(도 2의 STr)를 온(on) 상태로 한다.

그리고, 제 8 및 제 9 점등검사용패드(도 2의 IP8, IP9)를 통해 공통전극에 공통전압을 인가하고, 연속하여 순차적으로 제 5 내지 제 7 점등검사용패드(도 2의 IP5, IP6, IP7)를 통해 소정의 전압을 인가하여 게이트배선(도 2의 GL1, GL2, GL3, GL4)과 연결된 모든 화소영역(도 2의 P) 내의 화소전극(도 2의 SE)에 제 1 내지 제 3 데이터배선(도 2의 DL1, DL2, DL3)을 통해 소정의 화소전압이 인가되도록 한다.

이러한 과정에 의해 화소영역(도 2의 P)의 불량 여부를 판단하는 점등 검사를 진행하게 된다.

여기서, 점등 검사 보다 터치부(도 1의 120)의 불량검사를 먼저 진행하는 것이 바람직한데, 이는 터치부(도 1의 120)의 불량검사가 점등 검사시 인가되는 신호에 비해 전압이 낮기 때문이다.

즉, 높은 전압이 인가되는 점등 검사를 먼저 진행 한 후, 터치부(도 1의 120)의 불량검사를 진행할 경우 잔류전압이 잔존할 수 있기 때문에, 정확한 터치부(도 1의 120)의 불량검사를 진행할 수 없기 때문이다.

그리고, 터치부 불량검사 이후에는 그라운드(ground)처리를 함으로써, 터치부 불량검사 시 인가된 신호에 의해 기생캡이 발생하는 것을 방지하여, 정확한 점등 검사를 진행하기 위함이다.

이로써, TFT-LCD 셀(cell) 공정(st10)이 완료되며, 액정패널(도 1의 100)을 완성하게 된다.

다음으로, 완성된 액정패널(도 1의 100)의 제 1 및 제 2 기판(도 1의 101, 102)의 각 외측으로 편광판(도 1의 111, 113)을 부착하는 편광판 부착공정(st20)을 진행하는데, 편광판(도 1의 111, 113)은 액정패널(도 1의 100)을 중심으로 양면에서 광원을 직선광으로 바꿔주는 역할을 한다.

그리고, 다음으로 구동회로 부착공정(st30)을 진행하는데, 구동회로는 액정패널(도 1의 100)의 제 1 기판(도 1의 101)과 전기적 신호를 연결하는 구동회로를 OLB(out lead bonding), 탭솔더링(tap soldering)을 통해 부착하게 된다.

또한, 터치부(도 1의 120)와 전기적 신호를 연결하는 구동회로를 OLB(out lead bonding), 탭솔더링(tap soldering)을 통해 부착하게 된다.

이 같은 구동회로는 각각 게이트배선(도 2의 GL)으로 박막트랜지스터(도 2의 STr)의 온/오프 신호를 스캔 전달하는 게이트구동회로 그리고 데이터배선(도 2의 DL)으로 프레임별 화상신호를 전달하는 데이터구동회로로 구분되어 액정패널(도 1의 100)의 서로 인접한 두 가장자리로 위치될 수 있으며, 터치부(도 1의 120)로 구동신호와 검출신호를 인가하여, 구동신호와 검출신호 사이에서 형성되는 정전용량이 변화하는 정도를 측정하여 터치여부와 터치위치를 검출하게 된다.

이에 상술한 구조의 액정패널(도 1의 100)은 스캔 전달되는 게이트구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트배선(도 2의 GL) 별로 선택된 박막트랜지스터(도 2의 STr)가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터배선(도 2의 DL)을 통해서 해당 화소전극(도 2의 SE)으로 전달되고, 이에 따른 화소전극(도 2의 SE)과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.

다음은 백라이트 유닛 조립 및 케이스 조립공정(st40)으로, 백라이트 유닛 조립공정은 액정패널(도 1의 100) 하면에 광원과, 광원을 가이드 하는 광원가이드와, 광원으로부터 입사된 빛을 액정패널(도 1의 100) 방향으로 진행하게 하는 도광판 및 다수의 광학시트를 포함한다.

또는, 이상의 설명에 있어서 도광판을 사용하는 에지(edge)형 방식에 대해 설명하였지만, 도광판을 생략한 상태로 다수개의 광원을 액정패널(도 1의 100) 하부에 나란하게 배열하는 직하(direct)형도 가능하다.

이때, 광원으로는 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다. 또는, 이러한 형광램프 이외에 발광다이오드 램프(light emitting diode lamp)를 광원으로 이용할 수도 있다.

백라이트 유닛 조립공정 후 케이스 조립을 한다. 케이스 조립은 탑커버과 서포트메인 그리고 커버버툼을 통해 모듈화 되는데, 탑커버는 액정패널(도 1의 100)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버의 전면을 개구하여 액정패널(도 1의 100)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.

또한, 액정패널(도 1의 100) 및 백라이트 유닛이 안착하여 액정표시장치모듈 전체 기구물 조립에 기초가 되는 커버버툼은 사각모양의 하나의 판 형상으로 이의 네 가장자리를 소정높이 수직 절곡하여 구성한다.

또한, 이러한 커버버툼 상에 안착되며 액정패널(도 1의 100) 및 백라이트 유닛의 가장자리를 두르는 서포트메인이 상기 탑커버와 커버버툼과 조립 체결되어 액정표시장치을 완성한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 터치타입 액정표시장치는 셀 공정인 제 7 단계의 주 검사공정 시 터치부(도 1의 120)의 불량 여부 또한 색출할 수 있어, 터치부(도 1의 120)의 불량을 조기에 색출할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 공정비용이 향상되었던 문제점을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

St10 : TFT-LCD 셀 공정(St11 : 컬러필터기판 및 어레이기판 형성, 터치부 형성, St12 : 보조 검사공정, St13 : 배향막 형성, St14 : 실패턴 형성 및 스페이서 형성, St15 : 액정 적하, St16 : 합착, St17 : 주 검사공정)
St20 : 편광판 부착
St30 : 구동회로 부착
St40 : 백라이트 조립 및 케이스 조립

Claims (9)

1. 제 1 기판과;
   상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 다수의 게이트 및 데이터배선과;
   상기 게이트 및 데이터배선의 일끝단에 구비되어, 상기 게이트 및 데이터배선으로 검사전압을 인가하기 위한 점등검사용패드와;
   상기 점등검사용패드와 각각 연결되는 제 1 및 제 2 전극을 포함하는 터치부와;
   상기 제 1 기판과 서로 대향되는 제 2 기판과;
   상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층
   을 포함하는 터치타입 액정표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 전극은 일끝단에 각각 터치패드가 구비되며, 상기 각 터치패드는 상기 점등검사용패드와 각각 연결되는 터치타입 액정표시장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 각 화소영역에는 상기 게이트 및 데이터배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소전극이며, 상기 제 2 전극은 상기 화소전극과 전계를 형성하는 공통전극인 터치타입 액정표시장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 전극 및 제 2 전극은 바(bar) 형상의 전극으로 형성되는 터치타입 액정표시장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 터치부는 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하거나, 상기 제 2 기판의 외측으로 부착되는 터치타입 액정표시장치.
   
6. 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 다수의 게이트 및 데이터배선과; 상기 게이트 및 데이터배선의 일끝단에 구비되어, 상기 게이트 및 데이터배선으로 검사전압을 인가하기 위한 점등검사용패드와; 상기 점등검사용패드와 각각 연결되는 제 1 및 제 2 전극을 포함하는 터치부와; 상기 제 1 기판과 서로 대향되는 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하는 터치타입 액정표시장치의 검사공정에 있어서,
   상기 점등검사용패드에 프로브 콘택(probe contact)을 통해 순차적으로 상기 제 1 및 제 2 전극으로 신호를 인가하는 단계와;
   상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성되는 정전용량의 변화를 통해 상기 터치부의 불량 여부를 검사하는 단계와;
   상기 점등검사용패드를 그라운드(ground)처리하는 단계와;
   상기 점등검사용패드에 프로브 콘택(probe contact)을 통해 신호를 인가하여, 상기 게이트 및 데이터배선으로 신호를 인가하여, 상기 화소영역의 불량 여부를 판단하는 점등 검사하는 단계
   를 포함하는 터치타입 액정표시장치용 검사방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 전극으로 인가되는 신호는 릴레이 보드(relay board)를 통해 릴레이 한 후, 상기 그라운드 처리하는 터치타입 액정표시장치용 검사방법.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 그라운드 처리 후, 릴레이 보드(relay board)를 통해 상기 게이트 및 데이터배선으로 신호를 인가하는 터치타입 액정표시장치용 검사방법.
   
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 터치부의 불량 여부는 제어부의 기준값과 비교하여 판단하는 터치타입 액정표시장치용 검사방법.

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