KR20170074459A - 터치 겸용 액정 표시 장치 - Google Patents

터치 겸용 액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170074459A
KR20170074459A KR1020150183758A KR20150183758A KR20170074459A KR 20170074459 A KR20170074459 A KR 20170074459A KR 1020150183758 A KR1020150183758 A KR 1020150183758A KR 20150183758 A KR20150183758 A KR 20150183758A KR 20170074459 A KR20170074459 A KR 20170074459A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
pad
wiring layer
touch
electrode
Prior art date
Application number
KR1020150183758A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102494779B1 (ko
Inventor
안성훈
양창국
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150183758A priority Critical patent/KR102494779B1/ko
Priority to DE102016124935.1A priority patent/DE102016124935B4/de
Priority to US15/387,294 priority patent/US10386667B2/en
Priority to GB1622011.3A priority patent/GB2547092B/en
Priority to CN201611199303.6A priority patent/CN106908975B/zh
Publication of KR20170074459A publication Critical patent/KR20170074459A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102494779B1 publication Critical patent/KR102494779B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1345—Conductors connecting electrodes to cell terminals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134318—Electrodes characterised by their geometrical arrangement having a patterned common electrode
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1345—Conductors connecting electrodes to cell terminals
    • G02F1/13458—Terminal pads
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/13629—Multilayer wirings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/136295—Materials; Compositions; Manufacture processes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 패드부에서 패드간 피치 제약없이 생산성을 향상시킬 수 있는 터치 겸용 액정 표시 장치에 관한 것이다. 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치는 평탄화층 상에 적층된 하부층 및 상부층 구조를 갖는 제3 배선층으로 구성되고, 그 하부층은 화소 전극과 동일 재료로 구성되는 터치 신호 라인을 구비한다. 공통 전극 겸용 터치 전극은 제4 배선층으로 구성되고 화소 전극 및 터치 신호 라인을 덮는 제2 페시베이션층 상에 위치하며, 제2 페시베이션층을 관통하는 제2 컨택홀을 통해 터치 신호 라인과 접속된다. 데이터 라인과 제1 데이터 링크를 경유하여 접속되는 제1 데이터 패드는 제1 데이터 링크와 접속되며 제3 배선층으로 구성되는 제1 하부 패드와, 제1 배선층으로 구성되는 제2 하부 패드와, 제4 배선층으로 구성되고, 페시베이션층을 관통하는 제3 컨택홀과, 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제4 컨택홀을 통해 제1 및 제2 하부 패드를 접속시키는 상부 패드를 구비한다.

Description

터치 겸용 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH TOUCH}
본 발명은 패드부에서 패드간 피치 제약없이 생산성을 향상시킬 수 있는 터치 겸용 액정 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치의 화면상에서 터치로 정보 입력이 가능한 터치 센서는 스마트 폰과 같은 휴대용 정보 기기뿐만 아니라 노트북, 모니터, 가전 제품 등의 다양한 디스플레이에 확대 적용되고 있다.
표시 장치에 적용된 터치 기술은 터치 센서의 위치에 따라 애드 온(Add on) 타입과 인 셀(In-cell) 타입으로 나누어진다. 애드 온 타입은 터치 스크린 패널을 표시 패널 위에 부착한 외장형 방식이고, 인 셀 타입은 터치 전극을 표시 패널에 내장함으로써 디스플레이 패널과 터치 스크린을 일체화한 내장형 방식이다.
인 셀 타입은 표시 장치의 슬림화를 위하여 더욱 진보되어 액정 디스플레이의 공통 전극을 분할하여 터치 전극으로 활용하는 어드밴스드 인 셀 터치(Advanced In-cell Touch; 이하 AIT) 디스플레이 장치로 발전되고 있다.
그런데 인 셀 터치 표시 장치는 공통 전극 겸용 터치 전극과 터치 센싱부를 전기적으로 연결하는 터치 신호 라인을 추가로 더 구비해야 하므로 제조 공정수가 증가하여 생산성이 저하되고, 구동 회로와 연결되는 패드부에서 패드수 증가에 의해 패드간 피치가 충분하지 못하여 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 패드부에서 패드간 피치 제약없이 생산성을 향상시킬 수 있는 터치 겸용 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치는 기판 상의 박막 트랜지스터를 덮는 제1 페시베이션층 및 평탄화층 상에 위치하고, 평탄화층 및 제1 페시베이션층을 관통하는 제1 컨택홀을 통해 드레인 전극과 접속되는 화소 전극과, 평탄화층 상에 적층된 하부층 및 상부층 구조를 갖는 제3 배선층으로 구성되고, 그 하부층은 화소 전극과 동일 재료로 구성되는 터치 신호 라인을 구비한다. 공통 전극 겸용 터치 전극은 제4 배선층으로 구성되고 화소 전극 및 터치 신호 라인을 덮는 제2 페시베이션층 상에 위치하며, 제2 페시베이션층을 관통하는 제2 컨택홀을 통해 터치 신호 라인과 접속된다.
데이터 라인과 제1 데이터 링크를 경유하여 접속되는 제1 데이터 패드와, 인접한 데이터 라인과 제2 데이터 링크를 경유하여 접속되는 제2 데이터 패드는 평탄화층 및 제1 페시베이션층을 관통하는 제1 홀에 의해 마련된 패드 영역에 위치한다.
제1 데이터 패드는 제1 데이터 링크와 접속되며 제3 배선층으로 구성되는 제1 하부 패드와, 제1 배선층으로 구성되는 제2 하부 패드와, 제4 배선층으로 구성되고, 페시베이션층을 관통하는 제3 컨택홀과, 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제4 컨택홀을 통해 제1 및 제2 하부 패드를 접속시키는 상부 패드를 구비한다.
제2 데이터 패드는 제1 배선층으로 구성되고 제2 데이터 링크와 접속되는 하부 패드와, 제4 배선층으로 구성되고 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제5 컨택홀을 통해 하부 패드와 접속되는 상부 패드를 구비한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치는 투명 도전층 및 금속층이 적층된 제3 배선층의 터치 신호 라인과, 투명 도전층의 이루어진 화소 전극이 동일한 마스크 공정을 이용하여 동일층에 형성함으로써 터치 신호 라인을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 필요하지 않으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치는 패드 영역에서 제3 배선층의 제1 하부 패드와, 제1 배선층의 제2 하부 패드와, 제4 배선층의 상부 패드의 구조를 갖는 제1 데이터 패드와, 제1 배선층의 하부 패드와 제4 배선층의 상부 패드의 구조를 갖는 제2 데이터 패드가 교번적으로 배치됨으로써 제3 배선층의 보호가 필요한 제2 배선층이 패드 영역에서 필요하지 않으므로 데이터 패드간 피치를 충분히 확보하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치에서 화소부를 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 화소부의 제조 공정을 마스크 공정별로 나타낸 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 데이터 배선들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 터치용 배선들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 터치용 배선을 확대 도시한 평면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 비표시 영역의 터치용 배선을 영역별로 도시한 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 데이터 배선을 확대 도시한 평면도이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 8에 도시된 비표시 영역의 데이터 배선을 영역별로 도시한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 패드부에서 터치용 패드들을 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 패드부에서 데이터 패드들을 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 공정을 마스크 공정별로 나타낸 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 터치 겸용 액정 표시 장치는 표시 패널(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 터치 센싱부(40)를 구비한다.
표시 패널(10)은 화소들이 매트릭스 형태로 배열된 화소 어레이를 통해 영상을 표시하고, 공통 전극 겸용 터치 전극(TE)을 이용하여 커패시턴스 방식으로 터치 여부를 센싱한다.
표시 패널(10)은 박막 트랜지스터 어레이 기판과, 컬러 필터 어레이 기판과, 이들 사이의 액정층을 구비한다. 도 1에서 표시 패널(10)은 박막 트랜지스터 어레이 기판 위주로 도시되어 있다.
표시 패널(10)의 박막 트랜지스터 어레이 기판은 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)와 접속된 화소 전극(PXL)을 화소별로 구비하고, 공통 전극 겸용 터치 전극(이하, 터치 전극이라 함)(TE)을 다수의 화소를 포함하는 화소 블록 단위로 구비한다. 각 화소는 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극(PXL)에 공급된 데이터 신호와, 터치 전극(TE)에 공급된 공통 전압(Vcom)과의 차전압에 따라 액정을 구동하여 광투과율을 조절한다. 절연층을 사이에 두고 오버랩하는 화소 전극(PXL)과 터치 전극(TE) 중 어느 하나는 복수의 슬릿(SL)을 구비한다. 화소 전극(PXL)과 터치 전극(TE)은 IPS(In Plane Switching) 모드나 FFS(Fringe Field Switching) 모드로 액정층을 구동한다.
공통 전극이 분할된 구조를 갖는 터치 전극들(TE) 각각은 터치점 크기를 고려하여 다수의 화소들을 포함하는 일정 크기로 형성된다. 박막 트랜지스터 기판은 다수의 터치 전극열을 포함하고, 다수의 터치 전극열 각각은 데이터 라인(DL)의 길이 방향으로 배열된 다수의 터치 전극(TE)과, 다수의 터치 전극(TE)과 개별적으로 접속되고 터치 센싱부(40)와 접속된 다수의 터치 신호 라인(TL)을 포함한다.
데이터 구동부(30)는 디스플레이 구동 기간에서 타이밍 컨트롤러(도시 생략)로부터 공급된 영상 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 데이터 라인들(DL)로 공급한다. 데이터 구동부(30)는 자신에게 내장되거나, 외부에 별도로 구비된 감마 전압 생성부(도시 생략)로부터 공급된 기준 감마 전압 세트를 데이터의 계조값에 각각 대응하는 계조 전압들로 세분화한다. 데이터 구동부(30)는 세분화된 계조 전압들을 이용하여 디스플레이 구동 기간에서 디지털 데이터를 정극성 또는 부극성 아날로그 데이터 전압으로 변환하고, 게이트 라인(GL)이 구동될 때마다 데이터 전압을 데이터 라인들(DL)로 각각 공급한다. 터치 센싱 기간에서 데이터 구동부(30)는 데이터 전압을 데이터 라인들(DL)로 공급하지 않는다.
게이트 구동부(20)는 디스플레이 구동 기간에서 게이트 라인들(GL)을 순차 구동한다. 게이트 구동부(20)는 디스플레이 구동 기간에서 게이트 라인(GL)에 해당 스캔 기간마다 게이트 온 전압의 스캔 펄스를 공급하고, 다른 게이트 라인들이 구동되는 나머지 기간에는 게이트 오프 전압을 공급한다. 터치 센싱 기간에서 게이트 구동부(20)는 스캔 펄스를 게이트 라인들(GL)로 공급하지 않는다.
공통 전압 공급부(도시 생략)는 디스플레이 구동 기간에서 터치 신호 라인들(TL)을 통해 터치 전극들(TE)에 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
터치 센싱부(40)는 터치 센싱 기간에서 셀프 커패시턴스(Self-Capacitance) 터치 방식으로 터치 전극(TE)을 통해 터치 여부를 센싱한다. 터치 센싱부(40)는 타이밍 컨트롤러(도시 생략)로부터 공급된 터치 동기 신호에 응답하여, 터치 센싱 기간에서 터치 신호 라인(TL)을 통해 터치 전극(TE)에 터치 구동 신호를 공급한 다음, 해당 터치 전극(TE)으로부터의 피드백 신호를 수신한다. 터치 센싱부(40)는 각 터치 전극(TE)에 대한 터치 구동 신호와 피드백 신호를 차동 증폭하여 터치로 인한 각 터치 전극(TE)의 셀프 커패시턴스 변화(신호 지연량)를 센싱하여 센싱 정보를 생성하고, 센싱 정보를 신호 처리하여 터치 좌표 정보를 산출하고, 터치 좌표 정보를 호스트 시스템(도시 생략)으로 출력한다.
터치 센싱부(40)는 터치 IC로 집적화되거나, 데이터 구동부(30)와 함께 구동 IC로 집적화될 수 있다. 데이터 구동부(30)는 적어도 하나의 IC로 구성될 수 있다. 게이트 구동부(20)는 적어도 하나의 IC로 구성되거나, 박막 트랜지스터 기판의 박막 트랜지스터 어레이와 함께 형성되어 GIP(Gate In Panel) 방식으로 박막 트랜지스터 기판의 비표시 영역에 내장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치에서 화소부 단면 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 박막 트랜지스터(TFT; 도 1)는 기판(SUB) 상의 게이트 전극(G), 게이트 전극(G)을 덮는 게이트 절연층(GI), 게이트 절연층(GI) 상의 액티브층(ACT), 액티브층(ACT) 상의 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 구비한다.
기판(SUB) 상에는 게이트 라인(GL; 도 1)과 연결된 게이트 전극(G)을 포함하는 제1 배선층 그룹이 형성된다. 제1 배선층 그룹은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu) 등의 금속 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복층 구조를 갖는 제1 배선층으로 형성될 수 있다.
기판(SUB) 상에는 제1 배선층 그룹을 덮는 게이트 절연층(GI)이 형성된다. 게이트 절연층(GI)은 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 등과 같은 무기 절연 물질으로 이루어진 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다
게이트 절연층(GI) 상에는 액티브층(ACT)과, 그 액티브층(ACT) 상의 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)과, 소스 전극(DL)과 연결된 데이터 라인(DL)을 포함하는 제2 배선층 그룹이 형성된다.
액티브층(ACT)은 비정질 실리콘층과, 오믹 컨택층 역할을 하는 불순물(n+) 도핑된 비정질 실리콘층이 게이트 절연층(GI) 상에 적층된 구조로 형성되고, 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D) 사이의 채널에서는 오믹 컨택층은 제거된 구조를 갖는다. 이와 달리, 액티브층(ACT)은 산화물 반도체가 적용될 수 있다. 산화물 반도체는 아연 산화물(ZnO) 반도체, 인듐 아연 산화물(Indium zinc oxide, IZO) 반도체, 인듐 알루미늄 아연 산화물(Indium aluminium zinc oxide, IAZO) 반도체, 인듐 갈륨 아연 산화물(Indium gallium zincoxide, IGZO) 반도체, 또는 인듐 틴 아연 산화물(Indium tin zinc oxide, ITZO) 반도체 중 어느 하나일 수 있다.
액티브층(ACT) 상의 소스 전극(S), 드레인 전극(D), 데이터 라인(DL)을 포함하는 제2 배선층 그룹은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 등의 금속 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복층 구조를 갖는 제2 배선층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연층(GI) 상에는 그 위에 적층된 액티브층(ACT) 및 제2 배선층 그룹을 덮는 제1 페시베이션층(PAS1)이 형성된다. 제1 페시베이션층(PAS1)은 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 등의 무기 절연 물질로 이루어진 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다.
제1 페시베이션층(PAS1) 상에는 평탄화층(PAC)이 형성된다. 평탄화층(PAC)은 포토 아크릴 등과 같은 유기 절연 물질로 형성된다.
평탄화층(PAC) 상에 화소 전극(PXL)과, 터치 신호 라인(TL)을 포함하는 제3 배선층 그룹이 형성된다. 화소 전극(PXL)은 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하는 컨택홀(H1)을 통해 드레인 전극(D)과 접속된다. 화소 전극(PXL)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전층으로 형성된다. 터치 신호 라인(TL)은 화소 전극(PXL)과 동일층에 동일 물질로 형성된 투명 도전층(102)과, 그 투명 도전층(102) 위에 금속층(104)이 적층된 구조로 형성된다. 금속층(104)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 등의 금속 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다. 터치 신호 라인(TL)이 상대적으로 두꺼운 평탄화층(PAC) 상에 형성됨으로써 터치 신호 라인(TL)과 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과의 신호 간섭을 줄일 수 있다.
평탄화층(PAC) 상에는 화소 전극(PXL) 및 제3 배선층 그룹을 덮는 제2 페시베이션층(PAS2)이 형성된다. 제2 페시베이션층(PAS2)은 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx), 산화 알루미늄(AlOx) 등의 무기 절연 물질로 이루어진 단일층 또는 복층 구조로 형성될 수 있다.
제2 페시베이션층(PAS2) 상에는 터치 전극(TE)을 포함하는 제4 배선층 그룹이 형성된다. 터치 전극(TE)은 제2 페시베이션층(PAS2)을 사이에 두고 화소 전극(PXL)과 오버랩하며, 그 화소 전극(PXL)과 오버랩하는 복수의 슬릿(SL)을 구비한다. 터치 전극(TE)는 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하는 컨택홀(H2)을 통해 터치 신호 라인(TL)과 접속된다. 터치 전극(TE)을 포함하는 제4 배선층 그룹은 ITO, IZO 등의 투명 도전층으로 형성된다.
도 3a 내지 도 3f는 도 2에 도시된 화소부의 제조 공정을 마스크 공정별로 도시한 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 제1 마스크 공정을 이용하여 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(G) 등을 포함하는 제1 배선층 그룹이 기판(SUB) 상에 형성된다. 기판(SUB) 상에 제1 배선층이 증착되고 제1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정을 통해 제1 배선층이 패터닝됨으로써 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(G) 등을 포함하는 제1 배선층 그룹이 기판(SUB) 상에 형성된다.
도 3b를 참조하면, 제2 마스크 공정에서 게이트 절연층(GI)과 액티브층(ACT) 및 제2 배선층 그룹이 제1 배선층 그룹이 형성된 기판(SUB) 상에 적층 구조로 형성된다. 제2 배선층 그룹은 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)과 데이터 라인(DL) 등을 포함한다. 기판(SUB)에 제1 배선층 그룹을 덮는 게이트 절연층(GI)이 증착되고, 그 위에 반도체층 및 제2 배선층이 적층된 다음, 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정을 통해 제2 배선층 및 반도체층이 패터닝됨으로써 액티브층(ACT)과 그 위의 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)과 데이터 라인(DL)을 포함하는 제2 배선층 그룹이 형성된다.
제2 마스크로 하프톤 마스크 또는 회절(슬릿) 마스크가 이용된다. 제2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정을 통해 제1 및 제2 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 제2 배선층 상에 형성된다. 액티브층(ACT) 중 채널부가 형성될 부분에는 제2 마스크의 하프톤부(또는 회절부) 대응하는 제1 높이의 제1 포토레지스트 영역이 형성되고, 제2 배선층 그룹과 그 아래 액티브층(ACT)이 형성될 부분에는 제2 마스크의 차광부에 대응하는 제2 높이(>제1 높이)의 제2 포토레지스트 영역이 형성되고, 반도체층 및 제2 배선층이 제거될 부분에는 제2 마스크의 노광부에 대응하여 포토레지스트가 형성되지 않는다. 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 에칭 공정을 통해, 제2 배선층 및 반도체층이 패터닝됨으로써 액티브층(ACT)과 그 위의 제2 배선층 그룹이 형성되며, 이때 소스 전극(S)은 드레인 전극(D)과 연결되어 있다. 연속되는 에칭 공정을 통해, 제1 포토레지스트 영역과 그 아래의 제2 배선층 및 오믹 컨택층이 제거됨으로써 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 분리되고 그 아래 액티브층(ACT)은 오믹 컨택층이 없는 채널부가 된다.
도 3c를 참조하면, 제3 마스크 공정에서 제1 페시베이션층(PAS1) 및 평탄화층(PAC)이 액티브층(ACT) 및 제2 배선층 그룹이 형성된 게이트 절연층(GI) 상에 적층된 구조로 형성된다. 게이트 절연층(GI) 상에 액티브층(ACT) 및 제2 배선층 그룹을 덮도록 제1 페시베이션층(PAS1)이 증착되어 형성되고, 그 위에 평탄화층(PAC)이 형성된다. 제3 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정을 통해 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하여 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H1) 등이 형성된다.
도 3d를 참조하면, 제4 마스크 공정에서 화소 전극(PXL)과, 투명 도전층(102) 및 금속층(104)이 적층된 구조의 터치 신호 라인(TL) 등을 포함하는 제3 배선층 그룹이 평탄화층(PAC) 상에 형성된다. 평탄화층(PAC) 상에 투명 도전층(102) 및 금속층(104)이 순차적으로 증착되어 제3 배선층이 형성되고 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정을 통해 제3 배선층이 패터닝됨으로써 화소 전극(PXL)과, 터치 신호 라인(TL) 등을 포함하는 제3 배선층 그룹이 형성된다.
제4 마스크로 하프톤 마스크 또는 회절(슬릿) 마스크가 이용된다. 제4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정을 통해 제1 및 제2 높이를 갖는 포토레지스트 패턴이 상부 금속층 상에 형성된다. 화소 전극(PXL)이 형성될 부분에는 제4 마스크의 하프톤부(또는 회절부) 대응하는 제1 높이의 제1 포토레지스트 영역이 형성되고, 터치 신호 라인(TL)이 형성될 부분에는 제2 마스크의 차광부에 대응하는 제2 높이(>제1 높이)의 제2 포토레지스트 영역이 형성되고, 제3 배선층이 모두 제거될 부분에는 제3 마스크의 노광부에 대응하여 포토레지스트가 형성되지 않는다. 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용한 에칭 공정을 통해 상부 금속층이 패터닝된다. 이어서 애싱 공정을 통해 화소 전극(PXL)이 형성된 부분의 제1 포토레지스트 영역이 제거된 다음, 패터닝된 상부 금속층을 마스크로 이용한 에칭 공정을 통해 하부 투명 도전층을 패터닝한다. 그 다음, 화소 전극(PXL) 상에서 노출된 상부 금속층을 에칭 공정을 통해 제거한 후, 스트립 공정을 통해 터치 신호 라인(TL) 상부에 남아있는 제2 포토레지스트 영역을 제거한다. 이 결과, 제4 마스크 공정에 의해 투명 도전층의 화소 전극(PXL)과, 투명 도전층(102)과 금속층(104)이 적층된 구조의 터치 신호 라인(TL)이 형성됨으로써 터치 신호 라인(TL)을 위한 별도의 마스크 공정이 필요하지 않으므로 생산성이 향상된다. 화소 전극(PXL)은 제1 컨택홀(H1)을 통해 드레인 전극(D)과 접속된다.
한편, 화소 전극(PXL)과 터치 신호 라인(TL) 사이의 이격부는 제4 마스크의 노광부에 대응하는 부분으로 노광량 크기에 의해 의존하여 이격부의 간격을 6㎛ 이하로 감소시키는데 한계가 있으므로, 화소 전극(PXL)과 터치 신호 라인(TL) 사이의 이격 거리가 증가하여 화소 전극(PXL)의 크기가 감소될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 화소 전극(PXL)이 형성될 부분에 대응하는 제4 마스크의 하프톤부(또는 회절부)의 가장자리에 0.5~1.5㎛ 정도의 차광 라인(또는 다크 라인)을 구비하여 노광량을 감소시킴으로써 화소 전극(PXL)과 터치 신호 라인(TL) 사이의 이격 거리를 6㎛ 이하로 감소시킬 수 있으므로 화소 전극(PXL)의 크기가 감소하는 것을 방지할 수 있다.
도 3e를 참조하면, 제5 마스크 공정에서 제2 페시베이션층(PAS2)이 제3 배선층 그룹이 형성된 평탄화층(PAC) 상에 형성된다. 평탄화층(PAC) 상에 제3 배선층 그룹을 덮는 제2 페시베이션층(PAS1)이 증착되어 형성되고, 제5 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 에칭 공정을 통해 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하여 터치 신호 라인(TL)의 상부층인 금속층(104)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H2) 등이 형성된다.
도 3f를 참조하면, 제6 마스크 공정에서 터치 전극(TE)이 제2 페시베이션층(PAS2) 상에 형성된다. 제2 페시베이션층(PAS2) 상에 투명 도전층이 증착되어 형성되고 제6 마스크 공정을 통해 투명 도전층이 패터닝됨으로써 공통 전극 겸용 터치 전극(TE)이 제2 페시베이션층(PAS2) 상에 형성된다. 터치 전극(TE)는 컨택홀(H2)을 통해 터치 신호 라인(TL)과 접속된다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치는 투명 도전층(102) 및 금속층(104)이 적층된 구조의 터치 신호 라인(TL)과, 투명 도전층의 이루어진 화소 전극(PXL)을 포함하는 제3 배선층 그룹을 동일한 마스크 공정을 이용하여 동일층에 형성한다. 이에 따라, 터치 신호 라인(TL)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 필요하지 않으므로 터치 신호 라인(TL)을 별도의 마스크 공정으로 형성하는 경우보다 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 데이터 배선들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 표시 영역(AA)의 데이터 라인(DL; 도 1)은 비표시 영역에 형성된 데이터 링크(DKa, DKb)를 경유하여 패드 영역에 형성된 데이터 패드(DP)와 개별적으로 접속된다. 데이터 패드들(DP)은 그 위에 실장되는 구동 IC와 접속될 부분이다. 추가적으로, 데이터 패드들(DP) 각각은 연결 라인(DC)을 경유하여 검사용 트랜지스터(Tr1)와도 개별적으로 접속된다.
데이터 링크(DKa, DKb)는 데이터 라인(DL; 도 1)과 동일한 제2 배선층(데이터 배선)으로 형성되어 데이터 라인(DL)과 접속되는 제1 데이터 링크(DKa)와, 데이터 라인(DL)과 다른 제1 배선층으로 형성되고 제1 점핑 접속부(JC1)를 경유하여 데이터 라인(DL)과 접속되는 제2 데이터 링크(DKb)를 구비한다. 비표시 영역에는 제2 배선층의 제1 데이터 링크(DKa)와 제1 배선층의 제2 데이터 링크(DKb)가 교번적으로 배치된다. 이에 따라, 다수의 데이터 링크들(DKa, DKb)을 포함하는 제한된 비표시 영역에서 데이터 링크(DKa, DKb)간의 피치를 충분히 확보할 수 있으므로 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
패드 영역에서 제2 배선층의 제1 데이터 링크(DKa)는 데이터 패드(DP)를 경유하여 제1 배선층의 연결 라인(DC)과 연결되고, 제1 배선층의 제2 데이터 링크(DKb)도 데이터 패드(DP)를 경유하여 제1 배선층의 연결 라인(DC)과 연결된다. 제1 배선층의 연결 라인(DC)은 제2 점핑 접속부(JC2)를 경유하여 제2 배선층으로 형성되는 검사용 트랜지스터(Tr1)의 드레인 전극과 개별적으로 연결된다.
검사용 트랜지스터들(Tr1) 각각의 드레인 전극은 제2 점핑 접속부(JC2), 연결 라인(DC), 데이터 패드(DP), 데이터 링크(DKa 또는 DKb)를 경유하여 데이터 라인(DL)과 개별적으로 연결되고, 게이트 전극은 제어 라인(CL1)과 공통 접속되고, 소스 전극은 신호 라인(SL1)과 공통 접속된다. 검사용 트랜지스터들(Tr1)은 데이터 라인들(DL)의 쇼트 및 오픈과 같은 불량 검사시 이용된다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 터치용 배선들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 표시 영역(AA)의 터치 신호 라인(TL; 도 1)은 비표시 영역에 형성된 터치 링크(TK)를 경유하여 패드부에 형성된 터치 패드(TP)와 개별적으로 접속된다. 터치 패드(TP)는 그 위에 실장되는 구동 IC와 접속될 부분이다. 추가로, 터치 패드들(TP) 각각은 연결 라인(TC)을 경유하여 검사용 트랜지스터(Tr2)와도 개별적으로 접속된다. 패드 영역에서 터치 패드들(TP)은 도 4에 도시된 데이터 패드들(DP)의 양측에 분리되어 배치될 수 있다.
터치 링크(TK)는 터치 신호 라인(TL; 도 1)과 동일한 제3 배선층으로 형성되어 터치 신호 라인(TL)과 접속되고, 터치 패드(TP)를 경유하여 제1 배선층의 터치용 연결 라인(TC)과 접속된다. 제1 배선층의 연결 라인(TC)은 제3 점핑 접속부(JC3)를 경유하여 제2 배선층으로 형성되는 검사용 트랜지스터(Tr2)의 드레인 전극과 개별적으로 연결된다.
검사용 트랜지스터들(Tr2) 각각의 드레인 전극은 제3 점핑 접속부(JC3), 연결 라인(TC), 터치 패드(TP), 터치 링크(TK)를 경유하여 터치 신호 라인(TL)과 개별적으로 연결되고, 게이트 전극은 제어 라인(CL2)과 공통 접속되고, 소스 전극은 신호 라인(SL2)과 공통 접속된다. 검사용 트랜지스터들(Tr2)은 터치 신호 라인들(TL) 및 터치 전극들(TE)의 쇼트 및 오픈과 같은 불량 검사시 이용된다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 터치용 배선 구조를 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 7a는 패드 영역(PA)에서 터치 패드의 A1-A1'선에 따른 단면도이고, 도 7b는 점핑 영역(JCA)에서 점핑 접속부의 B1-B1'선에 따른 단면도이며, 도 7c는 검사용 트랜지스터 영역(AP-Tr)의 C1-C1'선에 따른 단면도이다.
도 6 및 도 7a를 참조하면, 패드 영역(PA)에 위치하는 터치 패드(TP)는 서로 다른 층에 형성된 제1 하부 패드(112), 제2 하부 패드(114), 상부 패드(116)를 구비한다. 상부 패드(116)는 제1 및 제2 하부 패드(112, 114)를 접속시키고 구동 IC와 접속되는 부분이다.
터치 패드(TP) 중 제1 하부 패드(112)는 터치 신호 라인(TL; 도 1-2) 및 터치 링크(TK)와 동일한 제3 배선층(102, 104)으로 형성되어 터치 링크(TK)와 접속된다.
패드 영역(PA)은 구동 IC의 접착력 강화를 위해 평탄화층(PAC)이 그 아래의 제1 페시베이션층(PAS1)과 함께 제거된 홀(PH1)을 구비한다. 패드 영역(PA)의 홀(PH1) 내에서, 제3 배선층(102, 104)의 터치 링크(TK) 및 제1 하부 패드(112)는 게이트 절연층(GI) 상에 위치한다.
터치 패드(TP) 중 제2 하부 패드(114)는 기판(SUB)과 게이트 절연층(GI) 사이의 제1 배선층으로 형성되고, 제1 배선층은 게이트 배선(즉, 제1 배선층 그룹)과 동시에 형성된다.
터치 패드(TP) 중 상부 패드(116)는 제2 페시베이션층(PAS2) 상의 제4 배선층으로 형성되고, 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하여 제1 하부 패드(112)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H3)과, 제2 페시베이션층(PAS2) 및 게이트 절연층(GI)을 관통하여 제2 하부 패드(114)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H4)을 경유하여 제1 및 제2 하부 패드(112, 114)를 접속시킨다. 제4 배선층은 터치 전극(TE)과 동일한 투명 도전층으로 내식성 및 내산성이 강한 ITO, IZO 및 ITZO 등 중 어느 하나로 형성된다.
도 6 및 도 7b-7c를 참조하면, 점핑 영역(JCA)에서 제3 점핑 접속부(JC3)는 터치 패드(TP)의 제2 하부 패드(114)와 연결 라인(TL)을 경유하여 접속된 제1 하부 전극(122), 제1 하부 전극(122)과 다른 층에 형성되는 제2 하부 전극(124), 중간 전극(128), 상부 전극(126)을 구비한다.
제3 점핑 접속부(JC3)의 제1 하부 전극(122)은 터치 패드(TP)의 제2 하부 패드(114) 및 연결 라인(TC)과 동일한 제1 배선층으로 형성되어 연결 라인(TC)과 접속된다.
제3 점핑 접속부(JC3)의 제2 하부 전극(124)은 제2 배선층으로 형성되고, 검사용 트랜지스터 영역(AP-Tr)까지 연장되어 검사용 트랜지스터(Tr2)의 드레인 전극(제2 배선층)과 접속되고, 제2 하부 전극(124) 아래에는 액티브층(ACT)이 형성된다.
점핑 영역(JCA)은 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하는 홀(PH2)을 구비한다. 제3 점핑 접속부(JC3)의 중간 전극(128)은 홀(PH2)을 통해 노출된 제2 배선층의 제2 하부 전극(124)을 덮는 투명 도전층(102)과 금속층(104)의 적층 구조인 제3 배선층으로 형성되어, 제3 배선층 그룹을 형성하는 공정에서 제2 배선층인 제2 하부 전극(124)의 식각을 방지하는 역할을 한다. 중간 전극(128)은 제2 홀(PH2)의 폭보다 넓게 형성되어 홀(PH2)을 둘러싸는 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)의 경사면을 경유하여 평탄화층(PAC) 상에도 형성된다.
상부 전극(126)은 제2 페시베이션층(PAS2) 상에 제4 배선층으로 형성되고, 제4 배선층은 터치 전극(TE)과 동일한 투명 도전층으로 내식성 및 내산성이 강한 ITO, IZO 및 ITZO 등 중 어느 하나로 형성된다. 상부 전극(126)은 제2 페시베이션층(PAS2) 및 게이트 절연층(GI)을 관통하여 제1 하부 전극(122)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H5)과, 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하여 중간 전극(128)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H6)을 경유하여 제1 하부 전극(122)과 중간 전극(128)을 접속시킨다. 이에 따라, 제3 점핑 접속부(JC3)는 제1 배선층으로 형성된 연결 라인(TC)과, 제2 배선층으로 형성된 검사용 트랜지스터(Tr2)의 드레인 전극을 접속시킨다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 비표시 영역에서 데이터 배선 구조를 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 9a는 패드 영역(PA)에서 제1 데이터 패드의 A2-A2'선에 따른 단면도이고, 도 9b는 패드 영역(PA)에서 제2 데이터 패드의 A3-A3'선에 따른 단면도이고, 도 9c는 점핑 영역(JCA)에서 점핑 접속부의 B2-B2'선에 따른 단면도이며, 도 9d는 검사용 트랜지스터 영역(AP-Tr)의 C2-C2'선에 따른 단면도이다.
도 8 및 도 9a-9b를 참조하면, 패드 영역(PA)은 서로 다른 단면 구조를 갖는 제1 및 제2 데이터 패드(DPa, DPb)를 구비하고, 패드 영역(PA)에서 제1 및 제2 데이터 패드(DPa, DPb)는 교번적으로 배치된다.
제1 데이터 패드(DPa)는 서로 다른 층에 형성된 제1 하부 패드(132), 제2 하부 패드(134), 상부 패드(136)를 구비한다. 상부 패드(136)는 제1 및 제2 하부 패드(132, 134)를 접속시키고 구동 IC와 접속되는 부분이다.
제1 데이터 패드(DPa) 중 제1 하부 패드(132)는 제3 배선층(102, 104)으로 형성되고, 제2 배선층으로 형성된 제1 데이터 링크(DKa)의 끝단부를 덮으면서 제1 데이터 링크(DKa)와 접속된다. 패드 영역(PA)은 구동 IC의 접착력 강화를 위해 평탄화층(PAC)이 그 아래의 제1 페시베이션층(PAS1)과 함께 제거된 홀(PH1)을 구비한다. 패드 영역(PA)의 홀(PH1) 내에서, 제3 배선층(102, 104)의 제1 하부 패드(132)는 제1 데이터 링크(DKa)의 끝단부 및 게이트 절연층(GI) 상에 위치하고, 제3 배선층 그룹을 형성하는 공정에서 제2 배선층인 제1 데이터 링크(DKa) 중 노출된 끝단부의 식각을 방지하는 역할을 한다. 제1 데이터 링크(DKa)의 끝단부는 제1 하부 패드(132) 중 상대적으로 선폭이 좁은 영역의 하부에만 위치하고, 선폭이 넓은 영역의 하부에는 형성되지 않는다.
제1 데이터 패드(DPa) 중 제2 하부 패드(134)는 기판(SUB)과 게이트 절연층(GI) 사이의 제1 배선층으로 형성되고, 제1 배선층은 게이트 배선(즉, 제1 배선층 그룹)과 동시에 형성된다.
제1 데이터 패드(DPa) 중 상부 패드(136)는 제2 페시베이션층(PAS2) 상의 제4 배선층으로 형성되고, 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하여 제1 하부 패드(132)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H7)과, 제2 페시베이션층(PAS2) 및 게이트 절연층(GI)을 관통하여 제2 하부 패드(134)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H8)을 경유하여 제1 및 제2 하부 패드(132, 134)를 접속시킨다. 제4 배선층은 터치 전극(TE)과 동일한 투명 도전층으로 내식성 및 내산성이 강한 ITO, IZO 및 ITZO 등 중 어느 하나로 형성된다.
제2 데이터 패드(DPb)는 기판(SUB) 상에 제1 배선층으로 형성되는 하부 패드(144)와, 제2 페시베이션층(PAS2) 상에 제4 배선층으로 형성된 상부 패드(146)를 구비한다. 상부 패드(146)는 구동 IC와 접속되는 부분이며, 제2 페시베이션층(PAS2) 및 게이트 절연층(GI)를 관통하는 컨택홀(H9)을 경유하여 하부 패드(144)와 접속된다.
도 8 및 도 9c-9d를 참조하면, 점핑 영역(JCA)에서 제2 점핑 접속부(JC2)는 제1 하부 전극(152), 제1 하부 전극(152)과 다른 층에 형성되는 제2 하부 전극(154), 중간 전극(158), 상부 전극(156)을 구비한다.
제2 점핑 접속부(JC2)의 제1 하부 전극(152)은 제1 데이터 패드(DPa)의 제2 하부 패드(134), 제2 데이터 패드(DPb)의 하부 패드(144), 연결 라인(DC)과 동일한 제1 배선층으로 형성되어 연결 라인(DC)을 통해 제1 데이터 패드(DPa)의 제2 하부 패드(134) 또는 제2 데이터 패드(DPb)의 하부 패드(144)와 접속된다.
제2 점핑 접속부(JC2)의 제2 하부 전극(154)은 검사용 트랜지스터(Tr1)의 드레인 전극과 동일한 제2 배선층으로 형성되어 검사용 트랜지스터(Tr1)의 드레인 전극과 접속되고, 제2 하부 전극(154) 아래에는 액티브층(ACT)이 형성된다.
점핑 영역(JCA)은 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하는 홀(PH3)을 구비한다. 제2 점핑 접속부(JC2)의 중간 전극(158)은 홀(PH3)을 통해 노출된 제2 배선층의 제2 하부 전극(154)을 덮는 투명 도전층(102)과 금속층(104)의 적층 구조인 제3 배선층으로 형성되어, 제3 배선층 그룹을 형성하는 공정에서 제2 배선층인 제2 하부 전극(154)의 식각을 방지하는 역할을 한다. 중간 전극(158)은 제2 홀(PH2)의 폭보다 넓게 형성되어 홀(PH3)을 둘러싸는 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)의 경사면을 경유하여 평탄화층(PAC) 상에도 형성된다.
제2 점핑 접속부(JC2)의 상부 전극(156)은 제2 페시베이션층(PAS2) 상에 제4 배선층으로 형성되고, 제4 배선층은 터치 전극(TE)과 동일한 투명 도전층으로 내식성 및 내산성이 강한 ITO, IZO 및 ITZO 등 중 어느 하나로 형성된다. 상부 전극(156)은 제2 페시베이션층(PAS2) 및 게이트 절연층(GI)을 관통하여 제1 하부 전극(152)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H10)과, 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하여 중간 전극(158)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H11)을 경유하여 제1 하부 전극(152)과 중간 전극(158)을 접속시킨다. 이에 따라, 제2 점핑 접속부(JC2)는 제1 배선층으로 형성된 연결 라인(DC)과, 제2 배선층으로 형성된 검사용 트랜지스터(Tr1)의 드레인 전극을 접속시킨다.
한편, 도 5에서 표시 영역(AA)의 제2 배선층으로 형성되는 데이터 라인(DL; 도 2)과, 비표시 영역에서 제1 배선층으로 형성되는 제2 데이터 링크(DKb)를 접속시키는 제1 점핑 접속부(JC1)는 전술한 도 8 및 도 9c에 도시된 제2 점핑 접속부(JC2)와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 제1 점핑 접속부(JC1)는 제1 배선층으로 구성되어 제2 데이터 링크(DKb)과 접속되는 제1 하부 전극(152)과, 제2 배선층으로 구성되어 데이터 라인(DL)과 접속되는 제2 하부 전극(154)과, 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하는 홀(PH3)을 통해 노출된 제2 하부 전극(154)을 제3 배선층으로 덮는 중간 전극(158)과, 컨택홀(H10, H11)을 통해 제1 하부 전극(152) 및 중간 전극(158)을 접속시키는 제4 배선층의 상부 전극(156)을 구비한다.
한편, 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하여 패드 영역을 마련하는 홀(PH1)은 구동 IC와 접속될 터치 패드들(TP) 및 데이터 패드들(DP)이 형성된 패드 영역(PA)에서 일체화되어 형성되어, 홀(PH1)에서 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)의 경사면이 터치 패드들(TP) 및 데이터 패드들(DP)을 둘러싸는 형태를 갖는다. 점핑 연결부(JC1, JC2, JC3) 각각에서 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하는 홀(PH2, PH3)은 개별적으로 형성되어, 홀(PH2, PH3)에서 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)의 경사면은 각 점핑 연결부(JC1, JC2, JC3)를 개별적으로 둘러싸는 형태를 갖는다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 패드부에서 터치용 패드들을 나타낸 평면도이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치의 패드부에서 데이터 패드들을 나타낸 평면도이다.
도 10을 참조하면, 제1 홀(PH1)에 의해 마련된 패드 영역에 위치하며 구동 IC와 접속될 터치 패드들(TP)은 상대적으로 넓은 면적의 제1 및 제2 하부 패드(112, 114)와 상부 패드(116)를 구비한다. 터치 패드들(TP)은 가로 방향으로 서로 인접하지 않도록 세로 방향의 서로 다른 위치에 분산 배치됨으로써 제한된 패드 영역에서 터치 패드들(TP)간 피치를 확보하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 11을 참조하면, 홀(PH1)에 의해 마련된 패드 영역에 위치하며 구동 IC와 접속될 제1 데이터 패드들(DPa)은 상대적으로 넓은 면적의 제1 및 제2 하부 패드(132, 134)와 상부 패드(136)를 구비하고, 제2 데이터 패드들(DPb)은 상대적으로 넓은 면적의 하부 패드(144)와 상부 패드(146)를 구비한다. 제1 및 제2 데이터 패드들(DPa, DPb)은 가로 방향으로 서로 인접하지 않도록 세로 방향의 서로 다른 위치에 분산 배치됨으로써 제한된 패드 영역에서 데이터 패드들(DPa, DPb)간 피치를 확보하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
특히, 제2 배선층의 데이터 링크(DKa)는 제3 배선층으로 형성된 제1 하부 패드(132)의 연장부와 접속함으로써, 패드 영역에는 제3 배선층에 의해 식각이 방지되어야 하는 제2 배선층이 존재하지 않는다.
패드 영역에 제2 배선층이 위치하게 되면, 제2 배선층과 그 제2 배선층의 식각 방지를 위해 제2 배선층을 덮는 구조의 제3 배선층에 의해 데이터 패드(DPa, DPb)의 선폭이 증가되어 데이터 패드들(DPa, DPb)간 피치가 부족하여 쇼트 불량 등이 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 패드 영역에 제2 배선층이 존재하지 않아 데이터 패드(DPa, DPb)의 선폭이 증가되지 않으므로, 전술한 제2 배선층이 패드 영역에 형성되는 경우보다 터치 패드들(DPa, DPb)간 피치를 확보하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법을 마스크 공정별로 나타낸 도면으로, 전술한 실시예들에 모두 적용된다.
제1 마스크 공정(M1)에서 기판(SUB) 상에 제1 배선층으로 구성되는 제1 배선층 그룹이 형성된다. 제1 배선층 그룹은 게이트 라인(GL), 게이트 전극(G)을 포함하는 게이트 배선과, 터치 패드(TP)의 제2 하부 패드(114) 및 터치용 연결 라인(TC)과, 제2 데이터 링크(DKb), 제1 데이터 패드(DPa)의 제2 하부 패드(134), 제2 데이터 패드(DPb)의 하부 패드(144)와, 데이터용 연결 라인(DC)을 포함한다.
제2 마스크 공정(M2)에서 게이트 절연층(GI)과 액티브층(ACT) 및 제2 배선층 그룹이 제1 배선층 그룹이 형성된 기판(SUB) 상에 적층 구조로 형성된다. 제2 배선층 그룹은 소스 전극(S), 드레인 전극(D), 데이터 라인(DL), 제1 데이터 링크(DKa)를 포함하는 데이터 배선과, 점핑 연결부(JC2, JC3)의 제2 하부 전극(124, 154)을 포함한다. 액티브층(ACT)과 제2 배선층 그룹이 하프톤 마스크 또는 회절 마스크를 이용하여 동일한 제2 마스크 공정(M2)에서 형성되므로, 제2 배선층 그룹 아래에는 액티브층(ACT)이 존재한다.
제3 마스크 공정(M3)에서 제1 페시베이션층(PAS1) 및 평탄화층(PAC)이 액티브층(ACT) 및 제2 배선층 그룹이 형성된 게이트 절연층(GI) 상에 적층된 구조로 형성되고, 평탄화층(PAC) 및 제1 페시베이션층(PAS1)을 관통하여 드레인 전극(D)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H1)과, 패드 영역을 마련하는 홀(PH1)과, 점핑 접속부(JC1, JC2, JC3) 각각에 개별적으로 홀(PH2, PH3)이 형성된다. 패드 영역은 홀(PH1)에 의해 게이트 절연층(GI)과, 제2 배선층인 제1 데이터 링크(DKa)의 끝단부가 노출된다. 점핑 접속부(JC1, JC2, JC3) 각각은 홀(PH2, PH3)에 의해 게이트 절연층(GI)과, 제2 배선층이 노출된다.
제4 마스크 공정(M4)에서 투명 도전층으로 구성되는 화소 전극(PXL)과, 투명 도전층 및 금속층이 적층된 제3 배선층으로 구성되는 제3 배선층 그룹이 평탄화층(PAC) 상에 형성된다. 투명 도전층 및 금속층이 적층된 제3 배선층으로 구성되는 제3 배선층 그룹은 터치 신호 라인(TL) 및 터치 링크(TK)와, 터치 패드(TP)의 제1 하부 패드(112), 제1 데이터 패드(DPa)의 제1 하부 패드(132), 점핑 접속부(JC2, JC3)에서 제2 배선층의 식각을 방지하는 중간 전극(128, 158)을 포함한다. 투명 도전층으로 구성되는 화소 전극(PXL)과, 투명 도전층 및 금속층이 적층된 제3 배선층으로 구성되는 제3 배선층 그룹은 전술한 바와 같이 하프톤 마스크 또는 회절 마스크를 이용하여 동일한 마스크 공정에서 형성된다.
제5 마스크 공정(M5)에서 제2 페시베이션층(PAS2)이 화소 전극(PXL) 및 제3 배선층 그룹이 형성된 평탄화층(PAC) 상에 형성되고, 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하여 터치 신호 라인(TL)의 일부를 노출시키는 컨택홀(H2)이 형성된다. 또한, 패드 영역에서 터치 패드(TP)의 컨택홀들(H3, H4), 데이터 패드(DPa, DPb)의 컨택홀들(H7, H8, H9), 점핑 접속부(JC1, JC2, JC3)의 컨택홀들(H5, H6, H10, H11)이 제2 페시베이션층(PAS2)을 관통하거나, 제2 페시베이션층(PAS2) 및 게이트 절연층(GI)을 관통하여 형성된다.
제6 마스크 공정(M6)에서 제2 페시베이션층(PAS2) 상에 투명 도전층인 제4 배선층으로 구성되는 제4 배선층 그룹이 형성된다. 제4 배선층 그룹은 터치 전극(TE), 터치 패드(TP)의 상부 패드(116), 데이터 패드(DPa, DPb)의 상부 패드(136, 146), 점핑 접속부(JC1, JC2, JC3)의 상부 전극(126, 156)을 포함한다.
이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치는 투명 도전층(102) 및 금속층(104)이 적층된 제3 배선층의 터치 신호 라인(TL)과, 투명 도전층의 이루어진 화소 전극(PXL)이 동일한 마스크 공정을 이용하여 동일층에 형성한다. 이에 따라, 터치 신호 라인(TL)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 필요하지 않으므로 터치 신호 라인(TL)을 별도의 마스크 공정으로 형성하는 경우보다 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 터치 겸용 액정 표시 장치는 패드 영역에서 제3 배선층의 제1 하부 패드(132)와, 제1 배선층의 제2 하부 패드(134)와, 제4 배선층의 상부 패드(136)의 구조를 갖는 제1 데이터 패드(DPa)와, 제1 배선층의 하부 패드(144)와 제4 배선층의 상부 패드(146)의 구조를 갖는 제2 데이터 패드(DPb)가 교번적으로 배치됨으로써 제3 배선층의 보호가 필요한 제2 배선층이 패드 영역에서 필요하지 않으므로 데이터 패드(DPa, DPb)간 피치를 충분히 확보하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10: 표시 패널 20: 게이트 구동부
30: 데이터 구동부 40: 터치 센싱부
TE: 터치 전극 TL: 터치 신호 라인
PXL: 화소 전극 GL: 게이트 라인
DL: 데이터 라인 SL: 슬릿
SUB: 기판 G: 게이트 전극
GI: 게이트 절연층 S: 소스 전극
D: 드레인 전극 ACT: 액티브층
PAS1, PAS2: 페시베이션층 PAC: 평탄화층
H1~H11: 컨택홀 PH1, PH2: 홀
AA: 표시 영역 JC1, JC2, JC3: 점핑 접속부
DKa, DKb: 데이터 링크 DPa, DPb, DP: 데이터 패드
DC, TC; 연결 라인 CL1, CL2: 제어 라인
SL1, SL2: 신호 라인 Tr1, Tr2: 검사용 트랜지스터
TK: 터치 링크 TP: 터치 패드
PA: 패드 영역 JCA: 점핑 영역
AP-Tr: 검사 트랜지스터 영역 102: 투명 도전층
104: 금속층 112, 114, 132, 134, 144: 하부 패드
116, 136, 146: 상부 패드 122, 124, 152, 154: 하부 전극
128, 158: 중간 전극 126, 156: 상부 전극

Claims (6)

  1. 기판 상에 적층된 제1 배선층의 게이트 전극, 게이트 절연층 및 액티브층과, 상기 액티브층 상의 제2 배선층으로 구성되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터와,
    상기 박막 트랜지스터를 덮는 제1 페시베이션층 및 평탄화층 상에 위치하고, 상기 평탄화층 및 제1 페시베이션층을 관통하는 제1 컨택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되는 화소 전극과,
    상기 평탄화층 상에 적층된 하부층 및 상부층 구조를 갖는 제3 배선층으로 구성되고, 상기 하부층은 상기 화소 전극과 동일 재료로 구성되는 터치 신호 라인과,
    상기 화소 전극 및 터치 신호 라인을 덮는 제2 페시베이션층 상에 위치하고, 상기 제2 페시베이션층을 관통하는 제2 컨택홀을 통해 상기 터치 신호 라인과 접속되는 제4 배선층의 공통 전극 겸용 터치 전극과,
    상기 박막 트랜지스터와 접속된 게이트 라인 및 데이터 라인과,
    상기 데이터 라인과 제1 데이터 링크를 경유하여 접속되며, 상기 평탄화층 및 제1 페시베이션층을 관통하는 제1 홀에 의해 마련된 패드 영역에 위치하는 제1 데이터 패드를 구비하고,
    상기 제1 데이터 패드는
    상기 제1 데이터 링크와 접속되며 상기 제3 배선층으로 구성되는 제1 하부 패드와,
    상기 제1 배선층으로 구성되는 제2 하부 패드와,
    상기 제4 배선층으로 구성되고, 상기 페시베이션층을 관통하는 제3 컨택홀과, 상기 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제4 컨택홀을 통해 상기 제1 및 제2 하부 패드를 접속시키는 상부 패드를 구비하는 터치 겸용 액정 표시 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 라인과 인접한 데이터 라인과 제1 점핑 접속부를 경유하여 접속되고 상기 제1 배선층으로 구성되는 제2 데이터 링크와,
    상기 제2 데이터 링크와 접속되고, 상기 패드 영역에 위치하는 제2 데이터 패드를 추가로 구비하고,
    상기 제2 데이터 패드는
    상기 제1 배선층으로 구성되고 상기 제2 데이터 링크와 접속되는 하부 패드와,
    상기 제4 배선층으로 구성되고 상기 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제5 컨택홀을 통해 상기 하부 패드와 접속되는 상부 패드를 구비하는 터치 겸용 액정 표시 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제3 배선층으로 구성되는 터치 링크를 경유하여 상기 터치 신호 라인과 접속되는 터치 패드를 추가로 구비하고,
    상기 터치 패드는
    상기 제3 배선층으로 구성되는 제1 하부 패드와,
    상기 제1 배선층으로 구성되는 제2 하부 패드와,
    상기 제4 배선층으로 구성되고, 상기 페시베이션층을 관통하는 제6 컨택홀과, 상기 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제7 컨택홀을 통해 상기 터치 패드의 제1 및 제2 하부 패드를 접속시키는 상부 패드를 구비하는 터치 겸용 액정 표시 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 데이터 패드 및 제2 데이터 패드 각각과 제2 점핑 접속부를 경유하여 개별적으로 접속되는 제1 검사용 트랜지스터와,
    상기 터치 패드와 제3 점핑 접속부를 경유하여 접속되는 제2 검사용 트랜지스터를 추가로 구비하고,
    상기 제2 및 제3 점핑 접속부 각각은
    상기 제1 배선층으로 구성되는 연결 라인을 경유하여 상기 제1 데이터 패드의 제1 하부 패드, 또는 상기 제2 데이터 패드의 하부 패드, 또는 상기 터치 패드의 제2 하부 패드와 접속되는 제1 하부 전극과,
    상기 제2 배선층으로 구성되고 상기 제1 또는 제2 검사용 트랜지스터와 접속되는 제2 하부 전극과,
    상기 평탄화층 및 제1 페시베이션층을 관통하여 상기 제1 및 제2 하부 전극을 노출시키는 제2 홀과,
    상기 제3 배선층으로 구성되고 상기 제2 홀을 경유하여 상기 제2 배선층의 제2 하부 전극을 덮으면서 상기 제2 하부 전극과 접속되는 중간 전극과,
    상기 제4 배선층으로 구성되고, 상기 페시베이션층을 관통하는 제8 컨택홀과, 상기 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제9 컨택홀을 통해 상기 제1 하부 전극과 상기 중간 전극을 접속시키는 상부 전극을 구비하는 터치 겸용 액정 표시 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 인접한 데이터 라인과 상기 제2 데이터 링크를 접속시키는 상기 제1 점핑 접속부는
    상기 제1 배선층으로 구성되고 상기 제2 데이터 링크와 접속되는 제1 하부 전극과,
    상기 제2 배선층으로 구성되고 상기 인접한 데이터 라인과 접속되는 제2 하부 전극과,
    상기 평탄화층 및 제1 페시베이션층을 관통하여 상기 제1 점핑 접속부의 제1 및 제2 하부 전극을 노출시키는 제3 홀과,
    상기 제3 배선층으로 구성되고 상기 제3 홀을 경유하여 상기 제2 배선층으로 구성되는 상기 제1 점핑 접속부의 제2 하부 전극을 덮으면서 그 제2 하부 전극과 접속되는 중간 전극과,
    상기 제4 배선층으로 구성되고, 상기 페시베이션층을 관통하는 제10 컨택홀과, 상기 페시베이션층 및 게이트 절연층을 관통하는 제11 컨택홀을 통해 상기 제1 점핑 접속부의 제1 하부 전극 및 중간 전극을 접속시키는 상부 전극을 구비하는 터치 겸용 액정 표시 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 데이터 링크는 상기 데이터 라인과 상기 제2 배선층으로 형성되고,
    상기 제3 배선층으로 구성된 상기 제1 하부 패드의 일부분은 상기 패드 영역에서 노출된 상기 제1 데이터 링크의 끝단부를 덮으면서 상기 제1 데이터 링크와 접속되는 터치 겸용 액정 표시 장치.
KR1020150183758A 2015-12-22 2015-12-22 터치 겸용 액정 표시 장치 KR102494779B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150183758A KR102494779B1 (ko) 2015-12-22 2015-12-22 터치 겸용 액정 표시 장치
DE102016124935.1A DE102016124935B4 (de) 2015-12-22 2016-12-20 Flüssigkristallanzeige mit Berührungserfassfunktion
US15/387,294 US10386667B2 (en) 2015-12-22 2016-12-21 Liquid crystal display with touch sensing function
GB1622011.3A GB2547092B (en) 2015-12-22 2016-12-22 Liquid crystal display with touch sensing function
CN201611199303.6A CN106908975B (zh) 2015-12-22 2016-12-22 液晶显示设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150183758A KR102494779B1 (ko) 2015-12-22 2015-12-22 터치 겸용 액정 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170074459A true KR20170074459A (ko) 2017-06-30
KR102494779B1 KR102494779B1 (ko) 2023-02-02

Family

ID=58360630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150183758A KR102494779B1 (ko) 2015-12-22 2015-12-22 터치 겸용 액정 표시 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10386667B2 (ko)
KR (1) KR102494779B1 (ko)
CN (1) CN106908975B (ko)
DE (1) DE102016124935B4 (ko)
GB (1) GB2547092B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190071192A (ko) * 2017-12-14 2019-06-24 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 표시패널

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108255354B (zh) 2016-12-29 2021-03-12 南京瀚宇彩欣科技有限责任公司 内嵌式触控显示面板
US11307697B2 (en) * 2016-12-29 2022-04-19 Hann Star Display (Nanjing) Corporation Display device with two display panel
JP6982958B2 (ja) * 2017-01-13 2021-12-17 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2019040120A (ja) * 2017-08-28 2019-03-14 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
CN107589874B (zh) * 2017-10-23 2023-11-10 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及制备方法、触控显示面板和触控显示装置
CN108110010B (zh) 2017-12-15 2021-10-01 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、触控显示面板
US11733574B2 (en) * 2018-01-05 2023-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, display module, and electronic device
JP7208863B2 (ja) * 2019-05-29 2023-01-19 シャープ株式会社 表示装置の製造方法、および表示装置
CN110488525B (zh) * 2019-08-30 2021-12-17 厦门天马微电子有限公司 显示面板及显示装置
CN110703950B (zh) * 2019-10-10 2022-07-15 业成科技（成都）有限公司 触控结构及触控显示装置
CN115830996A (zh) * 2019-11-12 2023-03-21 群创光电股份有限公司 显示装置
TWM606252U (zh) * 2020-09-30 2021-01-01 凌巨科技股份有限公司 反射式顯示器的跳層結構
CN117055750A (zh) * 2022-05-11 2023-11-14 群创光电股份有限公司 触控电子装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060074854A (ko) * 2004-12-27 2006-07-03 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 디스플레이 장치
KR20110037307A (ko) * 2009-10-06 2011-04-13 엘지디스플레이 주식회사 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법
KR20130129619A (ko) * 2012-05-21 2013-11-29 엘지디스플레이 주식회사 프린지 수평 전계형 액정 표시장치 및 그 제조 방법
KR20150035150A (ko) * 2013-09-27 2015-04-06 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4646420B2 (ja) 2001-02-28 2011-03-09 三菱電機株式会社 薄膜トランジスタアレイ基板およびそれを用いた表示装置
KR101458910B1 (ko) * 2008-03-28 2014-11-10 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR101305379B1 (ko) * 2009-07-21 2013-09-06 엘지디스플레이 주식회사 씨오지 타입 액정표시장치 및 이의 검사방법
US8547513B2 (en) * 2010-08-10 2013-10-01 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
WO2013192355A1 (en) * 2012-06-19 2013-12-27 Health Discovery Corporation Computer-assisted karyotyping
KR102024779B1 (ko) 2012-12-13 2019-09-24 엘지디스플레이 주식회사 터치센서 일체형 표시장치
KR101942850B1 (ko) 2013-02-27 2019-04-17 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치와 그 제조 방법
KR102025086B1 (ko) 2013-10-14 2019-09-25 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
KR102193454B1 (ko) * 2013-12-30 2020-12-21 엘지디스플레이 주식회사 터치패널과 그 제조 방법
KR102132445B1 (ko) * 2013-12-31 2020-07-09 엘지디스플레이 주식회사 액정 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060074854A (ko) * 2004-12-27 2006-07-03 도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드 디스플레이 장치
KR20110037307A (ko) * 2009-10-06 2011-04-13 엘지디스플레이 주식회사 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판과 그 제조방법
KR20130129619A (ko) * 2012-05-21 2013-11-29 엘지디스플레이 주식회사 프린지 수평 전계형 액정 표시장치 및 그 제조 방법
KR20150035150A (ko) * 2013-09-27 2015-04-06 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190071192A (ko) * 2017-12-14 2019-06-24 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 표시패널

Also Published As

Publication number Publication date
CN106908975B (zh) 2020-08-21
GB201622011D0 (en) 2017-02-08
DE102016124935B4 (de) 2023-09-07
DE102016124935A1 (de) 2017-06-22
CN106908975A (zh) 2017-06-30
KR102494779B1 (ko) 2023-02-02
GB2547092B (en) 2019-05-15
US10386667B2 (en) 2019-08-20
US20170176798A1 (en) 2017-06-22
GB2547092A (en) 2017-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102494779B1 (ko) 터치 겸용 액정 표시 장치
US10824266B2 (en) Touch screen-integrated display device
TWI628574B (zh) 觸控型顯示面板及其短路修復方法
US10739918B2 (en) Display device integrated with touch screen panel and method of fabricating the same
JP6639829B2 (ja) 表示装置
JP6321582B2 (ja) タッチセンサ一体型表示装置及びその製造方法
US8970532B2 (en) Touch sensor integrated type display device and method of manufacturing the same
KR102468767B1 (ko) 터치 일체형 표시패널
JP5841630B2 (ja) タッチディスプレイパネルおよびその駆動方法
KR102156057B1 (ko) 표시장치용 표시패널
US10739925B2 (en) Touch screen panel-integrated display device and method for fabricating the same
CN105278728A (zh) 集成有触摸屏面板的显示设备及其制造方法
KR102531127B1 (ko) 터치 일체형 표시패널 및 그를 포함하는 표시장치
KR20170065881A (ko) 터치스크린 내장형 표시장치 및 제조방법
KR102243954B1 (ko) 인셀 터치 방식 표시장치 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right