KR20140110137A - 터치 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

터치 표시 장치는 베이스 기판, 반도체 물질을 포함하며 가시광은 차단하고 적외선 광을 투과하는 반도체 차광패턴, 상기 반도체 차광패턴 위에 배치되며, 입사되는 적외선 광에 대응하여 위치를 검출하는 센싱 소자, 상기 센싱 소자를 구동하기 위한 구동 소자, 상기 센싱 소자 또는 상기 구동 소자와 전기적으로 연결되며 일 방향으로 연장되는 신호 라인, 및 상기 반도체 차광 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 상기 신호 라인의 아래에 배치되는 배선 연결부을 포함한다. 터치 표시 장치는 정전기 발생을 방지하여 표시장치의 품질을 향상시킨다.

Description

터치 표시 장치 및 이의 제조 방법{TOUCH DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 터치 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전기를 방지하는 터치 표시 장치 및 정전기를 방지할 수 있는 터치 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 소형, 경량화의 장점을 가지고 있는 평판 표시 장치가 주목받고 있다. 상기 평판표시 장치에는 LCD(liquid crystal display), OELD(organic electro luminescence display) 등이 있다.
이러한 평판 표시 장치의 제조 공정은 대부분 유리 기판 등의 기판 상에서 수행되는데, 이러한 기판은 부도체이므로 순간적으로 발생하는 전하가 기판의 아래로 방전될 수 없어서 정전기에 매우 취약하다. 따라서, 상기 기판상에 형성된 절연막, TFT 또는 발광소자가 정전기에 의해 손상될 수 있다. 또한, 정전기에 의해 터치 패널에서 센서 구동시 가로줄 불량이 발현된다. 이는 게이트 입력단에서 발생하는 정전기가 원인이다.
따라서, 종래에 정전기를 방지하기 위한 것으로서 스캔 라인 또는 데이터 라인의 끝부분에 다수의 스캔 라인 또는 데이터 라인을 각각 하나로 묶는 정전기 방지 배선을 형성하였다. 상기 정전기 방지 배선은 각각의 셀에 신호를 인가하여 평판 표시장치를 작동하기 위하여 단선(컷팅)되어야 한다. 이를 위해, 게이트 라인을 묶어 가드링을 형성하여 정전기 문제의 해결을 시도하였다. 그러나 종래의 정전기 방지 방법은 금속이 노출되어 공정 진행 중 부식의 우려가 있으며, 상기 가드링을 제거하는 공정에서 게이트 라인이 손상될 수 있어 표시장치의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 정전기를 방지할 수 있는 터치 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 터치 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 베이스 기판, 상기 베이스 기판 위에 배치되고, 가시광은 차단하고 적외선 광을 투과하는 반도체 차광패턴, 상기 반도체 차광패턴 위에 배치되며, 입사되는 적외선 광에 대응하여 위치를 검출하는 센싱 소자, 상기 센싱 소자를 구동하기 위한 구동 소자, 상기 센싱 소자 또는 구동 소자와 전기적으로 연결되면 일 방향으로 연장되는 신호라인 및 상기 반도체 차광 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 신호 라인의 아래에 배치되는 배선 연결부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 차광 패턴은 비정질-실리콘게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱 소자는 상기 반도체 차광패턴 위에 배치된 반도체 패턴, 상기 반도체 패턴의 일단과 중첩하는 소스 전극, 상기 소스 전극과 이격되며, 상기 반도체 패턴의 타단과 중첩하는 드레인 전극 및 상기 소스 전극 및 드레인 전극 위에 배치된 게이트 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배선 연결부는 비정질-실리콘게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 차광 패턴과 상기 배선 연결부는 동일한 층에 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 다른 실시예에 따른 터치 표시 장치의 제조방법은 베이스 기판상에 가시광은 차단하고 적외선 광을 투과하는 반도체 차광 패턴, 상기 반도체 차광 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 표시 영역에 배치되는 배선 연결부, 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역상에 배치되며, 상기 배선 연결부와 연결되는 가드링을 포함하는 반도체 층을 형성하는 단계, 상기 배선 연결부 위에 배치되어 일 방향으로 연장되는 신호 라인을 포함하는 금속 패턴을 형성하는 단계 및 상기 금속 패턴이 형성된 베이스 기판 상에, 입사되는 적외선 광에 대응하여 위치를 검출하기 위한 센싱 소자를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱소자를 형성하는 단계는
상기 반도체 차광 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 반도체 패턴을 형성하는 단계, 상기 반도체 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 소스 전극 및 드레인 전극이 형성된 베이스 기판 상에 절연층을 형성하는 단계 및 상기 절연층이 형성된 베이스 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를포함할수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 층은 비정질-실리콘게르마늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 패턴은 상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 공통전압배선 및 상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인 및 상기 배선 연결부와 이격되는 패드부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배선 연결부는 상기과 상기 신호 라인을 연결하며, 상기 가드링과 상기 패드부를 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계에서 상기 가드링 및 상기 배선 연결부의 일부가 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 라인과 상기 패드부가 연결하는 연결 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 연결 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 공정에서 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 또 다른 실시예에 따른 터치 표시 장치의 제조방법은 베이스 기판 상에 가시광은 차단하고 적외선광을 투과하는 반도체 차광 패턴 및 상기 반도체 차광 패턴과 동일한 물질을 포함하며 표시 영역에 배치되는 배선 연결부를 포함하는 반도체 층을 형성하는 단계, 상기 배선 연결부 위에 배치되어 일 방향으로 연장되는 신호 라인을 포함하는 금속 패턴을 형성하는 단계 및 상기 게이트 금속 패턴이 형성된 베이스 기판 상에, 입사되는 적외선 광에 대응하여 위치를 검출하기 위한 센싱 소자를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 센싱소자를 형성하는 단계는
상기 반도체 차광 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 반도체 패턴을 형성하는 단계, 상기 반도체 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 소스 전극 및 드레인 전극이 형성된 베이스 기판 상에 절연층을 형성하는 단계 및 상기 절연층이 형성된 베이스 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 층은 비정질-실리콘게르마늄을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 금속 패턴은 상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 공통전압배선 및 상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인 및 상기 배선 연결부와 이격되는 패드부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배선 연결부는 상기 신호 라인과 상기 패드부 사이를 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계에서 상기 배선 연결부의 일부가 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 신호 라인과 상기 패드부를 연결하는 연결전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 연결 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 공정에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 배선 연결부는 상기 신호 라인과 상기 패드부 사이의 일부 영역에 상기 신호 라인 및 상기 패드부와 분리되어 형성될 수 있다.
이와 같은 터치 표시 장치 및 이의 제조방법에 따르면, 밴드 패스 필터 물질을 포함하는 가드링 및 배선 연결부를 이용하여, 게이트 라인 및 패드부 사이에서 정전기가 발생하지 않게 되고, 표시장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 가드링이 밴드 패스 필터 물질을 이용하여 형성되므로 공정의 추가 없이 정전기를 방지할 수 있으며, 가드링 제거 공정에서 게이트 라인의 손상이 발생되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치에 가드링이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 평면도이다.
도 3은 도 1의 B 부분을 확대한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 단위 화소를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 도 1의 II-II' 라인 및 도 2의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 6a 내지 6e는 도 5의 터치 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 표시장치의 단면도이다.
도 8a 내지 8e는 도 7의 터치 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 표시장치의 단면도이다.
도 10a 내지 10e는 도 9의 터치 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치에 가드링이 형성된 상태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 제조 단계에서 가드링(201)이 형성된 상태를 나타낸다. 상기 가드링은 표시 패널의 표시 영역(DA)을 둘러싸는 폐쇄된 사각형 형태로 주변 영역(PA)에 형성된다. 상기 가드링(201)은 터치 표시 장치가 제조되는 공정상에서 제거되므로, 완성된 터치 표시 장치에서는 존재하지 않는다. 표시 영역(DA) 내에는 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터가 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 반도체층(200), 공통전압배선(302) 및 게이트 라인(301)을 포함한다. 상기 반도체층(200)은 가드링(201) 및 배선 연결부(202)를 포함한다. 상기 가드링(201)은 주변 영역(PA)에 형성되어 표시 영역(DA)을 둘러싸는 형태로 형성된다. 상기 공통전압배선(302)은 주변 영역(PA)에 형성되며 제1 방향으로 연장된다. 상기 게이트 라인(301)은 표시 영역(DA)에 형성되며 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장된다.
완성된 터치 표시 장치에는 존재하지 않으나 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치의 제조 단계에서 상기 가드링(201)이 먼저 형성된다. 상기 가드링(201)은 상기 표시 영역(DA)을 둘러싸는 형태로 형성되어 상기 게이트 라인(301) 및 상기 패드부(303) 사이에 발생되는 전위차를 제거하는 역할을 한다. 상기 가드링(201)은 밴드 패스 필터(Band Pass Filter : BPF) 물질을 포함할 수 있다. 상기 밴드 패스 필터 물질은 터치 패널에서 금속 패턴이 형성된 영역에 배치되어 가시광을 차단하는 차광 패턴(예컨대, Black-Matrix : BM)의 기능과 적외광 센싱 소자의 반도체 패턴이 형성된 영역에 형성되어 특정 파장대역의 광, 즉, 적외광을 투과하는 역할을 한다. 상기 밴드 패스 필터 물질은 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다. 상기 밴드 패스 필터 물질은 광차단 효과를 갖는 물질이지만 상기 밴드 패스 필터 물질은 낮은 저항값을 가지는 특성을 가지고 있다. 따라서 상기 밴드 패스 필터 물질은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 표시 장치에서 상기 가드링(201)을 형성하는 재료로 사용되어 배선의 기능을 수행 할 수 있다.
상기 배선 연결부(202)는 주변 영역(PA)에 형성되어 상기 가드링(201)과 상기 게이트 라인(301) 사이를 연결한다. 상기 배선 연결부(202)는 상기 가드링(201)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 3은 도 1의 B 부분을 확대한 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 반도체층(200), 패드부(303) 및 게이트 라인(301)을 포함한다. 상기 반도체층(200)은 가드링(201) 및 배선 연결부(202)를 포함한다. 상기 가드링(201)은 주변 영역(PA)에 형성되어 표시 영역(DA)을 둘러싸는 형태로 형성된다. 상기 패드부(303)는 주변 영역(PA)에 형성되며 연결전극에 의해 상기 게이트 라인(301)과 연결된다. 상기 게이트 라인(301)은 표시 영역(DA)에 형성되며 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 연장된다.
상기 배선 연결부(202)는 주변 영역(PA)에 형성되어 상기 가드링(201)과 상기 패드부(302) 사이를 연결한다. 따라서, 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202)에 의해 연결되어 상기 게이트 라인(301)과 상기 패드부(303) 사이는 서로 등전위를 가지게 되므로 정전기가 발생하지 않게 된다. 상기 가드링(201) 및 상기 가드링(201)의 좌측과 상기 공통전압배선(302) 사이, 상기 공통전압배선(302)과 상기 게이트 라인(301) 사이 및 상기 가드링(201)의 우측과 상기 패드부(303) 사이를 연결하는 상기 배선 연결부(202)는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 제조 단계 중 제2 절연층(404)을 식각하는 과정에서 동시에 식각된다. 따라서, 완성된 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치에서는 상기 가드링(201) 및 상기 가드링(201)의 좌측과 상기 공통전압배선(302) 사이, 상기 공통전압배선(302)과 상기 게이트 라인(301) 및 상기 가드링(201)의 우측과 상기 패드부(303) 사이를 연결하는 상기 배선 연결부(202)는 존재하지 않는다.
상기 배선 연결부(202)가 형성된 베이스 기판상에 게이트 금속 패턴(300)이 형성된다. 따라서, 상기 게이트 라인(301)은 상기 배선 연결부(202)와 중첩되게 형성되어, 상기 배선 연결부(202)를 통해, 상기 패널의 일 영역에서 상기 게이트 라인(301)과 상기 가드링(201)이 전기적으로 연결되고, 다른 영역에서 상기 가드링(201)과 상기 패드부(303)가 전기적으로 연결되므로 상기 게이트 라인(301)과 상기 패드부(303) 사이의 전위차가 제거된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 단위 화소를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 신호 라인, 제1 전압 라인(VL1), 제2 전압 라인(VL2), 제1 반도체 차광패턴(210), 제2 반도체 차광패턴(212), 스위칭 소자(TR11), 센싱 소자(TR12) 및 커패시터(242)를 포함할 수 있다. 상기 신호 라인은 게이트 라인(301) 및 바이어스 전압 라인(BVL)을 포함할 수 있다.
상기 게이트 라인(301)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 게이트 신호를 인가한다. 상기 바이어스 전압 라인(BVL)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되어 바이어스 전압을 인가한다.
상기 제1 전압 라인(VL1)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되어 제1 전압을 인가한다. 상기 제2 전압 라인(VL2)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되어 상기 제1 전압 라인(VL1)과 인접하게 배치되고, 제2 전압을 인가한다.
상기 제1 반도체 차광패턴(210)은 반도체 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 반도체 물질은 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체 차광패턴(210)은 상기 스위칭 소자(TR11)가 형성되는 영역에 대응하여 형성된다. 상기 제1 반도체 차광패턴(210)은 상기 스위칭 소자(TR11)로 입사되는 적외선 광은 투과하고 가시광은 차단한다.
상기 제2 반도체 차광패턴(212)은 상기 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다. 상기 제2 반도체 차광패턴(212)은 상기 센싱 소자(TR12)가 형성되는 영역에 대응하여 형성된다. 상기 제2 반도체 차광패턴(212)은 상기 센싱 소자(TR12)로 입사되는 적외선 광은 투과하고 가시광은 차단한다.
상기 제1 스위칭 소자(TR11)는 제1 반도체 패턴(230), 제1 소스 전극(SE1), 제1 드레인 전극(DE2) 및 제1 게이트 전극(GE1)을 포함한다.
상기 제1 반도체 패턴(230)은 상기 제1 절연층(401)이 형성된 베이스 기판 위에 상기 제1 반도체 차광패턴(210)과 중첩되게 배치된다. 상기 제1 반도체 패턴(230)은 액티브층 및 오믹 콘택층을 포함하는 이중층으로 형성될 수 있다. 상기 액티브층은 비정질 실리콘(a-Si)을 포함할 수 있다. 상기 오믹 콘택층은 n+ 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
상기 제1 소스 전극(SE1) 및 제1 드레인 전극(DE1)은 상기 제1 반도체 패턴(230) 위에 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1 소스 전극(SE1)은 상기 제1 전압 라인(VL1)과 연결되어 상기 제1 전압을 수신한다.
상기 제1 소스 전극(SE1) 및 상기 제1 드레인 전극(DE1) 위에는 제2 절연층(404)이 배치된다. 상기 제2 절연층(404)에는 상기 제1 반도체 차광패턴(210)을 노출시키는 제1 콘택홀(CNT1)이 형성된다.
상기 제1 게이트 전극(GE1)은 상기 제2 절연층(404) 위에 배치된다. 상기 제1 게이트 전극(GE1)은 상기 제1 콘택홀(CNT1)을 통해 상기 제1 반도체 차광패턴(210)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 반도체 차광패턴(210)은 상기 제1 게이트 전극(GE1)을 통해 상기 게이트 신호를 수신한다.
상기 스위칭 소자(TR11)는 상기 제1 반도체 차광패턴(210)과 상기 제1 게이트 전극(GE1)을 포함하는 더블 게이트 구조를 가진다. 상기 스위칭 소자(TFT)는 상기 게이트 라인(301)에 인가되는 게이트 신호에 응답하여 상기 제1 전압 라인(VL1)에 인가되는 상기 제1 전압을 상기 센싱 소자(TR12)에 전달한다.
상기 센싱 소자(TR12)는 적외선 광에 기초하여 상기 베이스 기판에 접촉된 물체의 위치를 검출한다. 예를 들면, 상기 센싱 소자(TR12)는 백라이트 어셈블리로부터 발생되어 상기 베이스 기판에 접촉된 상기 물체에 의해 반사된 적외선 광을 이용하여 상기 물체의 위치를 검출한다. 상기 백라이트 어셈블리는 상기 적외선 광을 발생하는 제1 광발생부 및 가시광을 발생하는 제2 광발생부를 포함할 수 있다.
상기 센싱 소자(TR12)는 제2 반도체 패턴(503), 제2 소스 전극(501), 제2 드레인 전극(502) 및 제2 게이트 전극(610)을 포함한다.
상기 제2 반도체 패턴(503)은 상기 제1 절연층(401)이 형성된 베이스 기판 위에 상기 제2 반도체 차광패턴(212)과 중첩되게 배치된다. 상기 제2 반도체 패턴(503)은 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 액티브층 및 n+ 비정질 실리콘을 포함하는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.
상기 제2 소스 전극(501)은 상기 제2 반도체 패턴(503) 위에 배치되고, 상기 스위칭 소자(TR11)의 상기 제1 드레인 전극(DE1)으로부터 연장된다. 상기 제2 소스 전극(501)은 U자가 반복되는 요철 구조를 형성될 수 있다. 상기 제2 소스 전극(501)을 U자 형으로 형성하면 상기 적외선 광을 수광하기 위한 채널 영역을 넓게 할 수 있으며, 이에 따라서 채널을 통해 이동하는 전하의 이동도를 우수하게 하여 트랜지스터의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2 드레인 전극(502)은 상기 제2 반도체 패턴(503) 위에 상기 제2 소스 전극(501)과 이격되어 배치되고, 상기 제2 소스 전극(501)에 대응하여 U자가 반복되는 요철 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 소스 전극(501) 및 상기 제2 드레인 전극(502) 위에는 상기 제2 절연층(404)이 배치된다. 상기 제2 절연층(404)은 상기 제2 반도체 차광패턴(212)을 노출시키는 제2 콘택홀(CNT2)을 더 포함한다.
상기 제2 게이트 전극(610)은 상기 제2 절연층(404) 위에 배치된다. 상기 제2 게이트 전극(610)은 상기 제2 콘택홀(CNT2)을 통해 상기 제2 반도체 차광패턴(212)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 반도체 차광패턴(212)은 상기 제2 게이트 전극(610)을 통해 게이트 신호를 수신한다.
상기 센싱 소자(TR12)는 상기 제2 반도체 차광패턴(212)과 상기 제2 게이트 전극(610)을 포함하는 더블 게이트 구조를 가진다.
상기 커패시터(242)는 상기 센싱 소자(TR12)의 상기 제2 소스 전극(501)과 연결된 제1 전극(242a), 및 상기 제2 절연층(404)을 사이에 두고 상기 제1 전극(242a)과 중첩되게 형성되며 상기 바이어스 전압 라인(BVL)과 연결된 제2 전극(242b)을 포함한다. 상기 커패시터(242)는 상기 센싱 소자(TR12)의 상기 액티브층에 수광된 광의 양에 비례하여 전하를 충전하는 역할을 한다.
상기 제1 게이트 전극(GE1), 제2 게이트 전극(610) 및 커패시터의 제2전극(242b)가 형성된 베이스 기판상에 블랙 매트릭스 패턴을 형성된다. 이어서, 상기 블랙매트릭스 패턴이 형성된 상기 베이스 기판 위에 컬러필터층을 형성한다. 상기 컬러필터층이 형성된 상기 베이스 기판위에 오버 코팅층을 형성한다. 이어서, 상기 오버 코팅층이 형성된 상기 베이스 기판 위에 상기 공통전극을 형성한다. 상기 컬러필터층은 화소 영역들(R, G, B)에 배치된다. 상기 컬러필터층은 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 II-II' 라인 및 도 2의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 베이스 기판(100) 상에 반도체 층(200), 게이트 라인(301), 제1 절연층(401), 센싱 소자(500), 제2 절연층(404), 제2 게이트 전극(610) 및 연결 전극(620)이 형성된다. 상기 베이스 기판(100) 상에 상기 배선 연결부(202)가 형성된다. 상기 반도체 층(200)은 가드링(201), 배선 연결부(202) 및 제2 반도체 차광 패턴(212)을 포함한다. 상기 배선 연결부(202)는 상기 게이트 라인(301)과 중첩되며, 상기 제2 반도체 차광 패턴(212)은 센싱 소자(500)와 중첩한다.
상기 배선 연결부(202)가 형성된 상기 베이스 기판(100) 상에 게이트 라인(301)이 형성된다. 상기 게이트 라인(301)은 제1 방향(D1)으로 연장되며, 게이트 신호를 전달한다. 상기 게이트 라인(301)이 형성된 후, 제1 절연층(401)이 형성되며, 센싱 소자(500)가 순차적으로 형성된다. 상기 센싱 소자(500)는 제2 소스 전극(501), 제2 드레인 전극(502) 및 제2 반도체 패턴(503)을 포함한다. 도면상에는 하나의 센싱 소자(500)만이 도시되었으나, 복수개의 센싱 소자가 형성될 수 있다. 상기 센싱 소자(500)가 형성된 후 제2 절연층(404)이 형성된다. 상기 제2 절연층(404)은 상기 센싱 소자(500)와 제2 게이트 전극(610)을 절연시키는 역할을 한다. 상기 제2 절연층(404) 상에 제2 게이트 전극(610) 및 연결 전극(620)이 형성된다. 상기 연결 전극(620)은 분리되어 있는 상기 게이트 라인(301)과 상기 패드부(303)를 연결하는 역할을 한다. 상기 제2 게이트 전극(610)과 상기 연결 전극(620)은 동일한 층으로 형성된다. 본 실시예에서는 상기 배선 연결부(202)가 상기 게이트 라인(301)과 중첩되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 배선 연결부(202)는 상기 게이트 라인(301) 및 바이어스 전압라인을 포함하는 신호 라인들과 중첩될 수 있다.
이하에서는 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 5는 도 1의 II-II' 라인 및 도 2의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 6a 내지 6e는 도 5의 터치 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a를 참조하면, 상기 베이스 기판(100) 상에 반도체 층(200)이 형성된다. 상기 반도체 층(200)은 상기 가드링(201), 상기 배선 연결부(202) 및 제2 반도체 차광 패턴(212)을 포함한다. 상기 가드링(201)은 표시 패널의 외곽을 둘러싸는 사각형 형태로 형성된다.
상기 배선 연결부(202)는 상기 게이트 라인이 형성되는 위치 및 상기 가드링(201)의 좌측과 상기 공통전압배선(302) 사이, 상기 공통전압배선(302)과 상기 게이트 라인(301) 사이 및 상기 가드링(201)의 우측과 상기 패드부(303) 사이를 연결하도록 형성된다.
상기 제2 반도체 차광 패턴(212)은 센싱 소자(500)가 형성되는 영역에 형성된다. 상기 제2 반도체 차광 패턴(212)은 밴드패스필터 물질을 포함하여, 가시광은 차단하고 적외선 광은 투과시킬 수 있다.
도 6b를 참조하면, 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202) 및 상기 제2 반도체 차광 패턴(212)이 형성된 베이스 기판(100) 상에 상기 게이트 금속 패턴(300)이 형성된다. 상기 게이트 금속 패턴(300)은 상기 게이트 라인(301), 상기 공통전압배선(302) 및 상기 패드부(303)를 포함한다.
상기 게이트 라인(301) 및 상기 공통전압배선(302)은 상기 배선 연결부(202)와 중첩되도록 배치된다. 상기 패드부(303)는 상기 배선 연결부(202)와 중첩되지 않으며, 상기 가드링(201)의 우측과 연결되는 상기 배선 연결부(202)와 접촉하도록 형성된다. 따라서, 상기 게이트 라인(301)과 상기 공통 전압 배선(302)이 전기적으로 연결되고, 상기 패드부(303)는 상기 가드링(201)의 우측과 전기적으로 연결된다. 또한 상기 공통 전압 배선(302)이 상기 가드링(201)의 좌측과 전기적으로 연결되므로, 결과적으로 상기 게이트 라인(301), 상기 공통 전압 배선(302) 및 상기 패드부(303)는 모두 전기적으로 연결된다.
즉, 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202)는 낮은 저항값을 갖는 밴드 패스 필터 물질로 구성되므로 상기 게이트 금속 패턴(300)을 전기적으로 연결하여 전위를 갖도록 한다. 따라서, 정전기 발생으로 불량이 발생하는 상기 게이트 라인(301) 및 상기 패드부(303) 사이가 서로 등전위를 가지게 되어 정전기가 발생되지 않도록 하는 역할을 한다.
도 6c를 참조하면, 상기 게이트 금속 패턴(300)이 형성된 베이스 기판(100) 상에 제1 절연층(401) 및 센싱 소자(500)가 순차적으로 형성된다. 상기 제1 절연층(401)이 형성된 후 상기 제2 반도체 차광 패턴(212)이 형성된 영역에 상기 센싱 소자(500)가 형성된다. 상기 센싱 소자(500)를 형성하는 과정은 건식 식각으로 진행된다. 이 과정에서 정전기가 발생될 수 있으며, 상기 게이트 라인(301) 및 상기 패드부(303) 사이의 전위차로 인해 정전기가 발생된다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치에서는 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202)에 의해 상기 게이트 라인(301) 및 상기 패드부(303) 사이가 서로 등전위를 가지게 되어 정전기 발생을 방지할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 상기 센싱 소자(500)가 형성된 베이스 기판(100) 상에 제2 절연층(404)이 형성된다. 상기 제2 절연층(404)은 상기 센싱 소자(500)와 제2 게이트 전극(610)을 절연시킨다. 도 6d는 상기 제2 절연층(404)이 식각되기 전의 상태를 나타낸다. 이후 상기 제2 절연층(404)이 식각되며, 이 과정에서 상기 가드링(201) 및 상기 가드링(201)의 좌측과 상기 공통전압배선(302) 사이, 상기 공통전압배선(302)과 상기 게이트 라인(301) 사이 및 상기 가드링(201)의 우측과 상기 패드부(303) 사이를 연결하는 상기 배선 연결부(202)가 동시에 식각된다.
도 6e를 참조하면, 상기 제2 절연층(404)이 형성된 후에, 상기 제2 절연층(404)을 식각한 상태가 나타난다. 상기 제2 절연층(404)을 식각하는 과정에서 상기 가드링(201) 및 상기 가드링(201)의 좌측과 상기 공통전압배선(302) 사이, 상기 공통전압배선(302)과 상기 게이트 라인(301) 사이 및 상기 가드링(201)의 우측과 상기 패드부(303) 사이를 연결하는 상기 배선 연결부(202)가 동시에 식각된다. 따라서, 상기 가드링(201)은 완전히 제거되고 상기 배선 연결부(202)는 일부가 제거된다. 이 때, 상기 배선 연결부(202)는 상기 게이트 라인(301)의 하부 및 상기 공통전압배선(302)의 하부에 남겨진다. 즉, 제2 절연층(404)을 식각하는 과정에서 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202)의 일부가 제거되어 상기 베이스 기판(100) 상에 배선 연결부(202)의 일부가 남겨지고, 상기 게이트 라인(301), 상기 공통전압배선(302), 상기 패드부(303) 및 센싱 소자(500)가 형성된 상태가 나타난다. 이 때, 연결 전극(620)에 의해 연결되기 위한 상기 게이트 라인(301)의 일부 및 상기 패드부(303)의 일부가 노출된다.
다시 도 5를 참조하면, 상기 제2 절연층(404)을 식각하는 과정에서 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202)의 일부가 제거되고, 상기 베이스 기판(100) 상에 제2 게이트 전극(610) 및 연결 전극(620)이 형성된다. 상기 제2 게이트 전극(610) 및 연결 전극(620)은 동일한 층에 형성된다. 상기 연결 전극(620)은 일부가 노출된 상기 게이트 라인(301) 및 상기 패드부(303)를 연결하는 역할을 한다. 상기 연결 전극(620)이 분리되어 있는 상기 게이트 라인(301) 및 상기 패드부(303)를 연결하기 전에는 상기 게이트 라인(301)과 상기 패드부(303) 사이에 전위차가 존재하여 정전기가 발생할 수 있다. 그러나, 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202)가 상기 연결 전극(620)이 상기 게이트 라인(301) 및 상기 패드부(303)를 연결하기 전까지 전위차를 제거하는 역할을 하게 되므로 정전기 발생이 방지된다. 본 실시예에서는 상기 배선 연결부(202)가 상기 게이트 라인(301)과 중첩되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 배선 연결부(202)는 상기 게이트 라인(301) 및 바이어스 전압라인을 포함하는 신호 라인들과 중첩될 수 있다.
본 실시예에서는 밴드 패스 필터 물질을 포함하는 상기 가드링(201) 및 상기 배선 연결부(202)가 끊어진 금속 패턴의 양끝을 연결하여 전위차를 제거한다. 따라서, 끊어진 금속 패턴의 양끝이 서로 등전위를 가지게 되어 정전기가 방지된다. 또한 상기 가드링(201) 및 배선 연결부(202)는 밴드 패스 필터 물질을 이용하므로 식각 공정에서 용이하게 제거할 수 있으며, 가드링 제거 시 게이트 라인의 손상을 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 표시장치의 단면도이다. 도 8a 내지 8e는 도 7의 터치 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 베이스 기판(1100), 배선 연결부(1202), 게이트 금속 패턴(1300), 제1 절연층(1401), 센싱 소자(1500), 제2 절연층(1404), 제2 게이트 전극(1610) 및 연결 전극(1620)을 포함한다. 상기 게이트 금속 패턴(1300)은 게이트 라인(1301), 공통전압배선(1302) 및 패드부(1303)를 포함한다.
상기 베이스 기판(1100) 상에 상기 배선 연결부(1202)가 형성된다. 상기 배선 연결부(1202)는 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303) 사이의 전위차를 제거하는 역할을 한다. 상기 배선 연결부(1202)는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter : BPF) 물질을 포함할 수 있다.
상기 배선 연결부(1202)는 처음에 상기 게이트 라인(1301)의 하부, 상기 패드부(1303)의 하부 및 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303) 사이를 연결하도록 형성된다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 제조 공정에서, 제2 절연층(1404)을 식각하는 과정에서 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303) 사이를 연결하도록 형성된 배선 연결부(1202)는 동시에 식각된다. 따라서, 완성된 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치에서는 일부가 제거되어 완성된 터치 표시 장치의 상기 베이스 기판(1100) 상에는 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)의 하부에만 존재한다.
상기 배선 연결부(1202)가 형성된 상기 베이스 기판(1100) 상에 게이트 금속 패턴(1300)이 형성된다. 상기 게이트 금속 패턴(1300)은 게이트 라인(1301), 공통전압배선(1302) 및 패드부(1303)를 포함한다. 상기 게이트 라인(1301)은 복수 개가 배치되며, 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 게이트 라인(1301)의 좌측에는 상기 공통전압배선(1302)이 배치된다. 상기 공통전압배선(1302)은 상기 게이트 라인(1301)이 연장되는 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 게이트 라인(1301)의 우측에는 상기 패드부(1303)가 배치된다. 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)는 연결 전극(1620)이 형성되기 전에는 서로 분리되어 있으며, 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303) 사이의 전위차로 인하여 정전기가 발생하게 된다. 상기 정전기는 센서 구동시 표시장치의 가로줄을 발생시키며, 이로 인해 표시장치의 표시 품질이 저하되므로, 상기 연결 전극(1620)이 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)를 연결하기 전까지 과정에서 전위차를 제거하기 위해 상기 배선 연결부(1202)가 이용된다.
상기 게이트 금속 패턴 형성된 베이스 기판(1100) 상에는 제1 절연층(1401)이 형성된다. 상기 제1 절연층(1401)이 형성된 베이스 기판(1100) 상에는 상기 센싱 소자(1500)가 형성된다. 상기 센싱 소자(1500)는 제2 소스 전극(1501), 제2 드레인 전극(1502) 및 제2 반도체 패턴(1503)을 포함한다.
상기 센싱 소자(1500)가 형성된 베이스 기판(1100) 상에 제2 절연층(1404)이 형성된다. 상기 제2 절연층(1404)이 형성된 베이스 기판(1100) 상에는 제2 게이트 전극(1610) 및 연결 전극(1620)이 형성된다. 상기 제2 게이트 전극(1610) 및 연결 전극(1620)은 동일한 층에 형성된다. 상기 연결전극(1620)은 상기 게이트 라인(1301)과 상기 패드부(1303)를 연결한다.
도 8a를 참조하면, 상기 베이스 기판(1100) 상에 반도체 층(1200)이형성된다. 상기 반도체 층(1200) 배선 연결부(1202) 및 제2 반도체 차광 패턴(1212)을 포함한다. 상기 배선 연결부(1202)는 상기 게이트 라인(1301)이 형성되는 위치 및 상기 패드부(1303)가 형성되는 위치에 형성되며, 상기 게이트 라인(1301)과 상기 패드부(1303) 사이를 연결하도록 형성된다.
상기 제2 반도체 차광 패턴(1212)은 센싱 소자(1500)가 형성되는 영역에 형성된다. 상기 제2 반도체 차광 패턴(1212)은 밴드패스필터 물질을 포함하여, 가시광은 차단하고 적외선 광은 투과시킬 수 있다.
도 8b를 참조하면, 상기 배선 연결부(1202)가 형성된 베이스 기판(1100) 상에 상기 게이트 금속 패턴(1300)이 형성된다. 상기 게이트 금속 패턴(1300)은 상기 게이트 라인(1301), 상기 공통전압배선(1302) 및 상기 패드부(1303)를 포함한다.
상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)는 상기 배선 연결부(1202)와 중첩되도록 배치된다. 상기 공통전압배선(1302)은 상기 배선 연결부(1202)와 중첩되지 않는다. 상기 배선 연결부(1202)는 낮은 저항값을 갖는 밴드 패스 필터 물질로 구성되므로, 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)를 연결하여 등전위를 갖도록 한다. 따라서, 정전기 발생으로 불량이 발생하는 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303) 사이가 서로 등전위를 가지게 되어 정전기가 발생되지 않도록 하는 역할을 한다.
도 8c를 참조하면, 상기 게이트 금속 패턴(1300)이 형성된 베이스 기판(1100) 상에 제1 절연층(1401) 및 센싱 소자(1500)가 순차적으로 형성된다. 상기 제1 절연층(1401)이 형성된 후 상기 제2 반도체 차광 패턴(1212)이 형성된 영역에 상기 센싱 소자(1500)가 형성된다. 상기 센싱 소자(1500)를 형성하는 과정은 건식 식각으로 진행된다. 이 과정에서 정전기가 발생될 수 있으며, 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303) 사이의 전위차로 인해 정전기가 발생된다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치에서는 상기 배선 연결부(1202)에 의해 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303) 사이가 서로 등전위를 가지게 되어 정전기 발생을 방지할 수 있다.
도 8d를 참조하면, 상기 센싱 소자(1500)가 형성된 베이스 기판(1100) 상에 제2 절연층(1404)이 형성된다. 상기 제2 절연층(1404)은 상기 센싱 소자(1500)와 제2 게이트 전극(1610)을 절연시킨다. 도8d는 상기 제2 절연층(1404)이 식각되기 전의 상태를 나타낸다. 이후 상기 제2 절연층(1404)이 식각되며, 상기 게이트 라인(1301)과 상기 패드부(1303) 사이를 연결하는 상기 배선 연결부(1202)가 동시에 식각된다.
도 8e를 참조하면, 상기 제2 절연층(1404)이 형성된 후에, 상기 제2 절연층(1404)을 식각한 상태가 나타난다. 상기 제2 절연층(1404)을 식각하는 과정에서 상기 게이트 라인(1301)과 상기 패드부(1303) 사이를 연결하는 상기 배선 연결부(1202)가 동시에 식각된다. 따라서, 상기 배선 연결부(1202)는 일부가 제거되어 상기 게이트 라인(1301)의 하부 및 상기 패드부(1303)의 하부에 남겨진다. 즉, 상기 제2 절연층(1404)을 식각하는 과정에서 상기 배선 연결부(1202)의 일부가 제거되어 상기 베이스 기판(1100) 상에 상기 배선 연결부(1202)의 일부가 남겨지고, 상기 게이트 라인(1301), 상기 공통전압배선(1302), 상기 패드부(1303) 및 센싱 소자(1500)가 형성된 상태가 나타난다. 이 때, 연결 전극(1620)에 의해 연결되기 위한 상기 게이트 라인(1301)의 일부 및 상기 패드부(1303)의 일부가 노출된다.
다시 도 7을 참조하면, 상기 제2 절연층(1404)을 식각하는 과정에서 상기 배선 연결부(1202)의 일부가 제거되고, 상기 베이스 기판(1100) 상에 제2 게이트 전극(1610) 및 연결 전극(1620)이 형성된다. 상기 제2 게이트 전극(1610) 및 연결 전극(1620)은 동일한 층에 형성된다. 상기 연결 전극(1620)은 일부가 노출된 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)를 연결하는 역할을 한다. 상기 연결 전극(1620)이 분리되어 있는 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)를 연결하기 전에는 상기 게이트 라인(1301)과 상기 패드부(1303) 사이에 전위차가 존재하여 정전기가 발생할 수 있다. 그러나, 상기 배선 연결부(1202)가 상기 연결 전극(1620)이 상기 게이트 라인(1301) 및 상기 패드부(1303)를 연결하기 전까지 전위차를 제거하는 역할을 하게 되므로 정전기 발생이 방지된다. 본 실시예에서는 상기 배선 연결부(1202)가 상기 게이트 라인(1301)과 중첩되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 배선 연결부(1202)는 상기 게이트 라인(1301) 및 바이어스 전압라인을 포함하는 신호 라인들과 중첩될 수 있다.
본 실시예에서는 밴드 패스 필터 물질을 포함하는 상기 배선 연결부(1202)가 끊어진 금속 패턴의 양끝을 연결하여 전위차를 제거한다. 따라서, 끊어진 금속 패턴의 양끝이 서로 등전위를 가지게 되어 정전기가 방지된다. 또한 상기 배선 연결부(1202)는 밴드 패스 필터 물질을 이용하므로 식각 공정에서 용이하게 제거할 수 있어 불량을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 표시장치의 단면도이다. 도 10a 내지 10e는 도 9의 터치 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치는 베이스 기판(2100), 배선 연결부(2202), 게이트 금속 패턴(2300), 제1 절연층(2401), 센싱 소자(2500), 제2 절연층(2404), 제2 게이트 전극(2610) 및 연결 전극(2620)을 포함한다. 상기 게이트 금속 패턴(2300)은 게이트 라인(2301), 공통전압배선(2302) 및 패드부(2303)를 포함한다.
상기 베이스 기판(2100) 상에 상기 배선 연결부(2202)가 형성된다. 상기 배선 연결부(2202)는 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이의 전위차를 제거하는 역할을 한다. 상기 배선 연결부(2202)는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter : BPF) 물질을 포함할 수 있다.
상기 배선 연결부(2202)는 처음에 상기 게이트 라인(2301)의 하부 및 상기 패드부(2303)의 하부에 형성되며, 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이를 연결하도록 형성된 도 8a 내지 도 8e에 도시된 실시예와는 달리 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이에 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)와 분리되어 형성된다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치의 제조 공정에서, 제2 절연층(2404)을 식각하는 과정에서 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이에 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)와 분리되어 형성된 상기 배선 연결부(2202)는 동시에 식각된다. 따라서, 완성된 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시 장치에서 상기 배선 연결부(2202)는 일부가 제거되어 완성된 터치 표시 장치의 상기 베이스 기판(2100) 상에는 상기 게이트 라인(2301)의 하부 및 상기 패드부(2303)의 하부에만 존재한다.
상기 배선 연결부(2202)가 형성된 상기 베이스 기판(2100) 상에 게이트 금속 패턴(2300)이 형성된다. 상기 게이트 금속 패턴(2300)은 게이트 라인(2301), 공통전압배선(2302) 및 패드부(2303)를 포함한다. 상기 게이트 라인(2301)은 복수 개가 배치되며, 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 게이트 라인(2301)의 좌측에는 상기 공통전압배선(2302)이 배치된다. 상기 공통전압배선(2302)은 상기 게이트 라인(2301)이 연장되는 제1 방향(D1)과 수직인 제2 방향(D2)으로 연장된다. 상기 게이트 라인(2301)의 우측에는 상기 패드부(2303)가 배치된다. 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)는 연결 전극(2620)이 형성되기 전에는 서로 분리되어 있으며, 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이의 전위차로 인하여 정전기가 발생하게 된다. 상기 정전기는 센서 구동시 표시장치의 가로줄을 발생시키며, 이로 인해 표시장치의 표시 품질이 저하되므로, 상기 연결 전극(2620)이 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)를 연결하기 전까지 과정에서 전위차를 제거하기 위해 상기 배선 연결부(2202)가 이용된다.
상기 게이트 금속 패턴 형성된 베이스 기판(2100) 상에는 제1 절연층(2401)이 형성된다. 상기 제1 절연층(2401)은 상기 게이트 라인(2301)의 상부에 형성된다.
상기 제1 절연층(2401)이 형성된 베이스 기판(2100) 상에는 상기 센싱 소자(2500)가 형성된다. 상기 센싱 소자(2500)는 제2 소스 전극(2501), 제2 드레인 전극(2502) 및 제2 반도체 패턴(2503)을 포함한다.
상기 센싱 소자(2500)가 형성된 베이스 기판(2100) 상에 제2 절연층(2404)이 형성된다. 상기 제2 절연층(2404)이 형성된 베이스 기판(2100) 상에는 제2 게이트 전극(2620) 및 연결 전극(2620)이 형성된다. 상기 연결 전극(2620)은 상기 게이트 라인(2301)과 상기 패드부(2303)를 연결한다.
도 10a를 참조하면, 상기 베이스 기판(2100) 상에 반도체 층(2200)이형성된다. 상기 반도체 층(2200) 배선 연결부(2202) 및 제2 반도체 차광 패턴(2212)을 포함한다. 상기 배선 연결부(2202)는 상기 게이트 라인(2301)이 형성되는 위치 및 상기 패드부(2303)가 형성되는 위치에 형성되며, 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이를 연결하도록 형성된 도 8a 내지 도 8e에 도시된 실시예와는 달리 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이에 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)와 분리되어 형성된다.
상기 제2 반도체 차광 패턴(2212)은 센싱 소자(2500)가 형성되는 영역에 형성된다. 상기 제2 반도체 차광 패턴(2212)은 밴드패스필터 물질을 포함하여, 가시광은 차단하고 적외선 광은 투과시킬 수 있다.
도 10b를 참조하면, 상기 배선 연결부(2202)가 형성된 베이스 기판(2100) 상에 상기 게이트 금속 패턴(2300)이 형성된다. 상기 게이트 금속 패턴(2300)은 상기 게이트 라인(2301), 상기 공통전압배선(2302) 및 상기 패드부(2303)를 포함한다. 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)는 상기 배선 연결부(2202)와 중첩되도록 배치된다. 상기공통전압배선(2302)은 상기 배선 연결부(2202)와 중첩되지 않는다. 상기 배선 연결부(2202)는 낮은 저항값을 갖는 밴드 패스 필터 물질로 구성되므로, 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이에 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)과 분리되어 형성된 상기 배선 연결부(2202)가 플로팅 게이트로서 버퍼 역할을 수행한다. 따라서, 정전기 발생으로 불량이 발생하는 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이에서 정전기가 발생되지 않도록 한다.
도 10c를 참조하면, 상기 게이트 금속 패턴(2300)이 형성된 베이스 기판(2100) 상에 제1 절연층(2401) 및 센싱 소자(2500)가 순차적으로 형성된다. 상기 제1 절연층(2401)이 형성된 후 상기 제2 반도체 차광 패턴(2212)이 형성된 영역에 상기 센싱 소자(2500)가 형성된다. 상기 센싱 소자(2500)를 형성하는 과정은 건식 식각으로 진행된다. 이 과정에서 정전기가 발생될 수 있으며, 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303) 사이의 전위차로 인해 정전기가 발생된다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 표시장치에서는 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)와 분리되어 형성된 상기 배선 연결부(2202)가 플로팅 게이트로서 버퍼 역할을 수행하므로 정전기 발생을 방지할 수 있다.
도 10d를 참조하면, 상기 센싱 소자(2500)가 형성된 베이스 기판(2100) 상에 제2 절연층(2404)이 형성된다. 상기 제2 절연층(2404)은 상기 센싱 소자(2500)와 제2 게이트 전극(2610)을 절연시킨다. 도10d는 상기 제2 절연층(2404)이 식각되기 전의 상태를 나타낸다. 이후 상기 제2 절연층(2404)이 식각되며, 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)와 분리되어 형성된 상기 배선 연결부(2202)가 동시에 식각된다.
도 10e를 참조하면, 상기 제2 절연층(2404)이 형성된 후에, 상기 제2 절연층(2404)을 식각한 상태가 나타난다. 상기 제2 절연층(1404)을 식각하는 과정에서 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)와 분리되어 형성된 상기 배선 연결부(2202)가 동시에 식각된다. 따라서, 상기 배선 연결부(2202)는 일부가 제거되어 상기 게이트 라인(2301)의 하부 및 상기 패드부(2303)의 하부에 남겨진다. 즉, 상기 제2 절연층(2404)을 식각하는 과정에서 상기 배선 연결부(2202)의 일부가 제거되어 상기 베이스 기판(2100) 상에 상기 배선 연결부(2202)의 일부가 남겨지고, 상기 게이트 라인(2301), 상기 공통전압배선(2302), 상기 패드부(2303) 및 센싱 소자(2500)가 형성된 상태가 나타난다. 이 때, 상기 연결 전극(2620)에 의해 연결되기 위한 상기 게이트 라인(2301)의 일부 및 상기 패드부(2303)의 일부가 노출된다.
다시 도 9를 참조하면, 상기 제2 절연층(2404)을 식각하는 과정에서 상기 배선 연결부(2202)의 일부가 제거되고, 상기 베이스 기판(2100) 상에 제2 게이트 전극(2610) 및 연결 전극(2620)이 형성된다. 상기 연결 전극(2620)은 일부가 노출된 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)를 연결하는 역할을 한다. 상기 연결 전극(2620)이 분리되어 있는 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)를 연결하기 전에는 상기 게이트 라인(2301)과 상기 패드부(2303) 사이에 전위차가 존재하여 정전기가 발생할 수 있다. 그러나, 상기 배선 연결부(2202)가 상기 연결 전극(2620)이 상기 게이트 라인(2301) 및 상기 패드부(2303)를 연결하기 전까지 전위차를 줄여주는 버퍼 역할을 하게 되므로 정전기 발생이 방지된다. 본 실시예에서는 상기 배선 연결부(2202)가 상기 게이트 라인(2301)과 중첩되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 상기 배선 연결부(2202)는 상기 게이트 라인(2301) 및 바이어스 전압라인을 포함하는 신호 라인들과 중첩될 수 있다.
본 실시예에서는 밴드 패스 필터 물질을 포함하는 상기 배선 연결부(2202)가 끊어진 금속 패턴의 양끝 사이에서 플로팅 게이트로서 버퍼 역할을 한다. 따라서, 끊어진 금속 패턴의 양끝 사이에서 발생되는 정전기가 방지된다. 또한 상기 배선 연결부(2202)는 밴드 패스 필터 물질을 이용하므로 식각 공정에서 용이하게 제거할 수 있어 불량을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 터치 표시 장치 및 이를 이용하는 터치 표시 장치의 제조방법에 따르면, 표시 장치에서 발생되는 정전기를 방지하여 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 1100, 2100: 베이스 기판 201: 가드링
202: 배선 연결부 300: 금속 패턴
301: 게이트 라인 302: 공통전압배선
303: 패드부 401: 제1 절연층
404: 제2 절연층 500: 센싱 소자
501: 제2 소스 전극 502: 제2 드레인 전극
503: 제2 반도체 패턴 610: 제2 게이트 전극
620 : 연결 전극

Claims (20)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 위에 배치되고, 가시광은 차단하고 적외선 광을 투과하는 반도체 차광패턴;
    상기 반도체 차광패턴 위에 배치되며, 입사되는 적외선 광에 대응하여 위치를 검출하는 센싱 소자;
    상기 센싱 소자를 구동하기 위한 구동 소자;
    상기 센싱 소자 또는 상기 구동 소자와 전기적으로 연결되며 일 방향으로 연장되는 신호 라인; 및
    상기 반도체 차광 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 상기 신호 라인의 아래에 배치되는 배선 연결부를 포함하는 터치 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 차광 패턴은 비정질-실리콘게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 센싱 소자는
    상기 반도체 차광패턴 위에 배치된 반도체 패턴;
    상기 반도체 패턴의 일단과 중첩하는 소스 전극;
    상기 소스 전극과 이격되며, 상기 반도체 패턴의 타단과 중첩하는 드레인 전극; 및
    상기 소스 전극 및 드레인 전극 위에 배치된 게이트 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 배선 연결부는 비정질-실리콘게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반도체 차광 패턴과 상기 배선 연결부는 동일한 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치.
  6. 베이스 기판 상에, 가시광은 차단하고 적외선 광을 투과하는 반도체 차광 패턴, 상기 반도체 차광 패턴과 동일한 물질을 포함하며, 표시 영역에 배치되는 배선 연결부, 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역상에 배치되며, 상기 배선 연결부와 연결되는 가드링을 포함하는 반도체 층을 형성하는 단계;
    상기 배선 연결부 위에 배치되어 일 방향으로 연장되는 신호 라인을 포함하는 금속 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 패턴이 형성된 베이스 기판 상에, 입사되는 적외선 광에 대응하여 위치를 검출하기 위한 센싱 소자를 형성하는 단계를 포함하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 센싱소자를 형성하는 단계는
    상기 반도체 차광 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 반도체 패턴을 형성하는 단계;
    상기 반도체 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 소스 전극 및 드레인 전극이 형성된 베이스 기판 상에 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 절연층이 형성된 베이스 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 반도체 층은 비정질-실리콘게르마늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 금속 패턴은,
    상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 공통전압배선; 및
    상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인 및 상기 배선 연결부와 이격되는 패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 배선 연결부는 상기 가드링과 상기 신호 라인을 연결하며, 상기 가드링과 상기 패드부를 연결하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계에서 상기 가드링 및 상기 배선 연결부의 일부가 제거되는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 신호 라인과 상기 패드부를 연결하는 연결 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 연결 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 공정에서 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  13. 베이스 기판 상에, 가시광은 차단하고 적외선광을 투과하는 반도체 차광 패턴 및 상기 반도체 차광 패턴과 동일한 물질을 포함하며 표시 영역에 배치되는 배선 연결부를 포함하는 반도체 층을 형성하는 단계;
    상기 배선 연결부 위에 배치되어 일 방향으로 연장되는 신호 라인을 포함하는 금속 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 패턴이 형성된 베이스 기판 상에, 입사되는 적외선 광에 대응하여 위치를 검출하기 위한 센싱 소자를 형성하는 단계를 포함하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 센싱소자를 형성하는 단계는
    상기 반도체 차광 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 반도체 패턴을 형성하는 단계;
    상기 반도체 패턴이 형성된 베이스 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 소스 전극 및 드레인 전극이 형성된 베이스 기판 상에 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 절연층이 형성된 베이스 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 반도체 층은 비정질-실리콘게르마늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 금속 패턴은
    상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인과 교차하는 방향으로 연장되는 공통전압배선; 및
    상기 주변 영역 상에 배치되며, 상기 신호 라인 및 상기 배선 연결부와 이격되는 및 패드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 배선 연결부는 상기 신호 라인과 상기 패드부 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계에서 상기 배선 연결부의 일부가 제거되는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  19. 제14항에 있어서, 상기 신호 라인과 상기 패드부를 연결하는 연결 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 연결 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 공정에서 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 배선 연결부는 상기 신호 라인과 상기 패드부 사이의 일부 영역에 상기 신호 라인 및 상기 패드부와 분리되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터치 표시 장치의 제조방법.

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