KR20210075466A - 인셀 터치 타입 액정 표시 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인을 박막트랜지스터의 활성층으로 형성하므로, 8마스크 공정으로 제조되는 인셀 터치 타입 DRD Z-인버젼 방식 액정 표시 패널에서, 터치 라인과 중첩되는 부분에서 연결 라인이 단선됨을 방지할 수 있는 인셀 터치 타입 DRD Z-인버젼 방식 액정 표시 패널에 관한 것으로, 하나의 데이터 라인에 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀이 연결되고, 상기 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀은 서로 다른 게이트 라인에 연결되며, 하나의 상기 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 중 하나의 픽셀은 연결라인을 통해 상기 데이터 라인에 연결되는 DRD Z-인버젼 방식의 어레이 기판; 및 동일한 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 사이에 배치되고, 상기 연결라인과 중첩되는 터치 라인을 구비하고, 상기 터치 라인에 중첩되는 상기 연결 라인은 픽셀을 구성하는 박막트랜지스터의 활성층과 동일한 물질로 형성된 것이다.

Description

인셀 터치 타입 액정 표시 패널{Liquid Crystal Display Panel with Touch Sensing element therein}
본 발명은 인셀 터치 타입 액정 표시 패널에 관한 것으로, 특히 DRD(Double Rate Driving) Z- 인버젼(inversion) 방식 액정 표시 패널에 터치 센싱 기능이 내장된 인셀 터치 액정 표시 패널에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전하고, 이동통신 단말기 및 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
이와 같은 평판 표시 장치로는, 액정을 이용한 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)와 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED)를 이용한 OLED 표시 장치가 활용되고 있다.
이러한 평판 표시 장치들은 영상을 표시하기 위해 복수개의 게이트 라인들 및 복수개의 데이터 라인들을 구비한 표시 패널과, 상기 표시 패널을 구동하기 위한 구동회로로 구성된다.
상기와 같은 표시 장치들 중 액정 표시 장치의 액정 표시 패널은, 유리 기판상에 박막트랜지스터 어레이가 형성되는 박막트랜지스터 어레이 기판과, 유리 기판상에 컬러 필터 어레이가 형성되는 컬러 필터 어레이 기판과, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 컬러 필터 어레이 기판 사이에 충진된 액정층을 구비한다.
상기 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 제1방향으로 연장되는 복수개의 게이트 라인들(GL)과, 제1방향과 수직인 제2방향으로 연장되는 복수개의 데이터 라인들(DL)을 포함하며, 각 게이트 라인과 각 데이터 라인에 의하여 하나의 서브 화소 영역(Pixel; P)이 정의된다. 하나의 서브 화소 영역(P) 내에는 하나의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된다.
이러한 액정 표시 장치의 액정 표시 패널은, 전기장 생성 전극 (화소 전극 및 공통 전극)에 전압을 인가하여 상기 액정층에 전기장을 생성하고, 상기 전기장에 의해 액정층의 액정 분자들의 배열 상태를 조절하여 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
최근의 액정 표시 패널은 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)의 회로 비용을 절감하기 위해 기존 대비 게이트 라인의 수를 2배로 늘리는 대신 데이터 라인의 수를 1/2 배로 줄여 데이터 드라이브 IC의 수를 줄인 DRD(Double Rate Driving) 방식의 액정 표시 패널이 개발되고 있고, 우수한 이동도 특성을 갖는 저온 폴리실리콘(Low-Temperature Polycrystalline Silicon; LTPS)을 반도체층으로 하는 박막트랜지스터를 구비한다.
이러한 액정 표시 패널은 TV, 프로젝터, 휴대폰, PDA 등 다양한 응용 제품에 이용되고 있으며, 이러한 응용제품들은 별도의 입력장치를 구비하지 않고, 화면을 터치하여 데이터를 입력할 수 있도록 터치 기능이 기본적으로 장착되고 있는 실정이다. 이렇게 터치 기능이 구비된 액정 표시 패널을 통상 인셀 터치 타입 액정 표시 패널이라 칭하고 있다.
인셀 터치 타입 액정 표시 패널용 어레이 기판에는 터치 센싱 기능 수행을 위해 전술 바와 같은 액정 표시 패널의 일반적인 구성 요소, 일례로 게이트 라인 및 데이터 라인 이외에 추가적으로 사용자의 터치 시 이를 감지하는 다수의 터치 블록과 이와 연결된 터치 라인의 구성이 더욱 요구되고 있다.
이러한 인셀 터치 타입 액정 표시 패널용 어레이 기판은 통상 11회의 마스크 공정으로 제조되고, 절연층으로서 게이트 절연막, 층간절연막, 보조절연층 및 제 1 내지 4 보호층이 구비되고 있는 실정이다.
이러한 절연층들 중 일부를 생략하여 8회의 마스크 공정으로 제조함을 시도하고 있다.
하지만, 절연층들 중 일부를 생략하여 8회의 마스크 공정으로 제조되는 인셀 터치 타입 DRD Z-인버젼 방식 액정 표시 패널은, 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인이 터치 라인과 중첩되는 부분에서 단선되는 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인을 박막트랜지스터의 활성층으로 형성하여, 8마스크 공정으로 제조되는 인셀 터치 타입 DRD Z-인버젼 방식 액정 표시 패널에서, 터치 라인과 중첩되는 연결 라인이 단선됨을 방지할 수 있는 인셀 터치 타입 DRD Z-인버젼 방식 액정 표시 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널은, 하나의 데이터 라인에 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀이 연결되고, 상기 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀은 서로 다른 게이트 라인에 연결되며, 하나의 상기 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 중 하나의 픽셀은 연결라인을 통해 상기 데이터 라인에 연결되는 DRD Z-인버젼 방식의 어레이 기판; 및 동일한 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 사이에 배치되고, 상기 연결라인과 중첩되는 터치 라인을 구비하고, 상기 터치 라인에 중첩되는 상기 연결 라인은 픽셀을 구성하는 박막트랜지스터의 활성층과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 데이터 라인과 상기 터치 라인은 동일 물질로 동일한 층에 형성되고, 서로 평행하게 형성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널은, 픽셀 영역과 연결라인 영역으로 정의되는 어레이 기판; 상기 픽셀 영역의 상기 어레이 기판상에 형성되는 채널 영역의 제1 반도체층및 상기 제1 반도체층 양측의 불순물 도핑된 제2 반도체층과, 상기 연결 라인 영역의 상기 어레이 기판상에 형성되는 불순물 도핑된 제3 반도체층; 상기 제1 내지 제3 반도체층을 포함한 상기 어레이 기판 전면에 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 게이트 라인 및 게이트 전극; 상기 게이트 라인 및 게이트 전극을 포함한 상기 어레이 기판 전면에 형성되는 층간 절연막; 상기 제2 반도체층 상측의 상기 층간 절연막상에 형성되고, 제1 및 제2 콘택홀을 통해 상기 제2 반도체층 및 상기 제3 반도체층의 일측에 전기적으로 연결되는 소스 전극 및 제3 콘택홀을 통해 상기 제2 반도체층에 전기적으로 연결되는 드레인 전극; 상기 제3 반도체층 상측의 상기 층간 절연막상에 형성되고, 제4 콘택홀을 통해 상기 제3 반도체층의 타측에 전기적으로 연결되는 데이터 라인; 그리고 상기 제3 반도체층 상측의 상기 층간 절연막상에 상기 데이터 라인과 평행한 방향으로 형성되는 터치 라인을 구비할 수 있다.
상기 어레이 기판과 상기 제1 내지 제3 반도체층 사이에 형성되는 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 상기 데이터 라인 및 상기 터치 라인은 동일 물질로 동일 층에 형성될 수 있다.
상기 데이터 라인, 상기 소스 및 드레인 전극 및 상기 터치 라인을 포함한 어레이 기판 전면에 형성되는 제1 보호층; 상기 픽셀 영역의 상기 제1 보호층 상에 형성되고 제5 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극에 전기적으로 연결되는 화소 전극; 상기 화소 전극을 포함한 기판 전면에 형성되는 제2 보호층; 및 상기 제2 보호층 상에 형성되는 공통전극을 더 포함할 수 있다.
상기 공통전극이 상기 제1 보호층상에 형성되고, 상기 화소 전극이 상기 제2 보호층위에 형성될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
터치 라인과 중첩되는 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인을 박막트랜지스터의 활성층과 동일한 층인 제3 반도체 영역으로 형성하므로, 8마스크 공정으로 제조되고 DRD Z- 인버젼 방식 액정 표시 패널에 터치 센싱 기능이 내장된 인셀 터치 액정 표시 패널에서, 터치 라인과 중첩되는 부분에서 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인이 단선됨을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치의 설명도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널의 표시 구동을 설명하기 위한 구성도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널의 터치 구동을 설명하기 위한 구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DRD Z-인버젼 구조의 액정 표시 패널에 터치 기능이 내장된 인셀 터치 타입 액정 표시 패널의 배치도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널용 어레이 기판에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분과 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인을 포함한 하나의 서브픽셀(SP)에 대한 단면도
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치의 시스템을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널(110) 및 각종 회로들 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치(100)는, 영상을 표시하기 위한 표시 기능(Display Function)과 손가락, 펜 등의 포인터에 의한 터치를 센싱하는 터치 기능(Touch Function)을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치(100)는, 표시 기능을 위하여 표시 모드 구간 동안 표시 모드로 동작하거나, 터치 기능을 위하여 터치 모드 구간 동안 터치 모드로 동작할 수도 있다. 표시 모드 구간과 터치 모드 구간은 시간적으로 분리되어 있을 수도 있고, 시간적으로 동일한 구간일 수도 있다.
즉, 영상 표시를 위한 표시 모드 동작과 터치 센싱을 위한 터치 모드 동작이 분리되어 진행될 수도 있고, 영상 표시를 위한 표시 모드 동작과 터치 센싱을 위한 터치 모드 동작이 함께 진행될 수도 있다.
본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치(100)의 액정 표시 패널(110)는, 영상 표시를 위한 다수의 데이터 라인들(DL)과 다수의 게이트 라인들(GL)이 배치되고, 이러한 데이터 라인들(DL)과 게이트 라인들(GL)에 의해 정의된 다수의 서브픽셀들(SP)이 배열될 수 있다.
또한, 상기 액정 표시 패널(110)은, 터치 센싱을 위한 터치 센서로서 역할을 하는 다수의 터치 전극들(TE)이 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치(100)는, 표시 모드 구간 동안 액정 표시 패널(110)을 구동하기 위하여, 데이터 구동 회로(DDC: Data Driving Circuit) 및 게이트 구동 회로(GDC: Gate Driving Circuit) 등을 포함할 수 있으며, 데이터 구동 회로(DDC) 및 게이트 구동 회로(GDC)의 동작 타이밍 또는 전원 공급 등을 제어하기 위한 적어도 하나의 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 장치(100)는, 터치 모드 구간 동안 액정 표시 패널(110)의 다수의 터치 전극들(TE)을 구동하기 위한 터치 구동 회로(TDC: Touch Driving Circuit)와, 터치 모드 구간에 터치 구동 신호(TDS)가 인가된 터치 전극들(TE)로부터 수신되는 신호를 토대로 터치 유무 및/또는 터치 위치를 결정하는 터치 프로세서(TP: Touch Processor) 등을 포함할 수 있다.
상기 터치 구동 회로(TDC)는 다수의 터치 전극들(TE)을 구동하기 위하여 다수의 터치 전극들(TE)로 터치 구동 신호(TDS: Touch Driving Signal)를 공급할 수 있고, 터치 구동 신호(TDS)가 공급된 각 터치 전극(TE)으로부터 터치 센싱 신호(TSS: Touch Sensing Signal)을 수신할 수 있다.
상기 터치 구동 신호(TDC)는, 수신한 터치 센싱 신호(TSS) 또는 이를 신호 처리한 센싱 데이터를 터치 프로세서(TP)로 전달해준다. 터치 프로세서(TP)는, 터치 센싱 신호(TSS) 또는 센싱 데이터를 이용하여 터치 알고리즘을 실행하고 이를 통해 터치 유무 및/또는 터치 위치를 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널(110)의 표시 구동을 위한 구성들을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널(110)의 터치 구동을 위한 구성들을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널(110)에는, 표시 구동을 위하여, 다수의 데이터 라인들(DL) 및 다수의 게이트 라인들(GL)이 배치되고, 이들에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들(SP)이 배열 된다.
각 데이터 라인(DL)은, 데이터 구동 회로(DDC)로부터 영상 표시를 위한 영상 데이터 전압(VDATA)을 공급받는다. 따라서, 각 데이터 라인(DL)과 데이터 구동 회로(DDC)에서 대응되는 데이터 채널(해당 데이터 전압을 출력하는 지점)을 전기적으로 연결해주기 위한 구성이 필요하다. 이에, 데이터 구동 회로(DDC)는, COF(Chip On Film) 타입 또는 COG(Chip On Glass) 타입 등으로, 표시패널(110)의 비표시영역에 있는 패드부에 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 액정 표시 패널(110)의 비표시영역의 패드부에 다수의 데이터 패드들(DP)이 배치되고, 상기 데이터 패드들(DP)은, 데이터 라인들(DL)과 대응되어 전기적으로 연결되고, 데이터 구동 회로(DDC)의 데이터 채널들과 대응되어 전기적으로 연결된다.
물론, 도 2에는 도시하지 않았지만, 게이트 라인들(GL)과 게이트 구동 회로(GDC)를 전기적으로 연결해주기 위한 게이트 패드들도 액정 표시 패널(110)의 비표시 영역에 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널(110)에는, 터치 구동을 위하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 터치 전극들(TE)이 배치되고, 다수의 터치 전극들(TE)과 터치 구동 회로(TDC) 간의 신호 전달을 위한 다수의 터치 라인들(TL)이 배치된다.
다수의 터치 라인들(TL)과 터치 구동 회로(TDC)를 전기적으로 연결하기 위하여, 터치 라인 개수에 상응하는 다수의 터치 패드들(TP)이 상기 표시패널(110)의 비표시 영역에 배치된다.
도 2 및 도 3에서 설명한 바와 같이, 상기 다수의 데이터 라인들(DL)과 상기 다수의 터치 라인들(TL)은 서로 동일한 방향으로 배치되고, 상기 다수의 데이터 패드들(DP)과 상기 다수의 터치 패드들(TP)은 상기 표시패널(110)의 비표시 영역의 동일 변에 배치된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DRD Z-인버젼 구조의 액정 표시 패널에 터치 기능이 내장된 인셀 터치 타입 액정 표시 패널의 배치도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널은 DRD Z-인버젼 구조이다.
즉, 하나의 데이터 라인(DL1, DL2, DL3)에 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀이 연결되고, 상기 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀은 서로 다른 게이트 라인(GL1, GL2, GL3, GL4)에 연결되며, 동일한 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 중 하나의 픽셀은 연결라인을 통해 데이터 라인에 연결된다.
그리고, 동일 게이트 라인에 연결된 수평 방향의 픽셀들은 서로 다른 데이터 라인에 연결된다. 또한, 서로 다른 게이트 라인에 연결된 수직 방향으로 인접한 두개의 픽셀들은 서로 다른 데이터 라인에 연결되고, 수직 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들은 기수 번째 게이트 라인에 연결되거나 우수 번째 게이트 라인에 연결된다.
그리고, 상기와 같은 DRD Z-인버젼 구조에서, 동일한 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 사이에 터치 라인(TL1, TL2, TL3)이 배치된다.
즉, 도 4에서 설명한 바와 같이, 상기 다수의 데이터 라인들(DL1, DL2, DL3)과 상기 다수의 터치 라인들(TL1, TL2, TL3)은 서로 평행하게 동일한 방향으로 배치된다.
또한, 동일한 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 중 하나의 픽셀은 데이터 라인(DL1, DL2, DL3)과 픽셀을 연결하는 연결 라인이 터치 라인(TL1, TL2, TL3)과 중첩된다 (도 4에서 "A" 부분).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널용 어레이 기판에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분과 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인을 포함한 하나의 서브픽셀(SP)에 대한 단면도이다.
본 발명에 따른 인셀 터치 타입 액정 표시 패널의 박막트랜지스터 어레이 기판은, 도 5에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(101) 상에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)서 이루어진 버퍼층(105)이 형성된다.
이때, 상기 버퍼층(105)은 상기 투명한 기판(101)이 유리재질인 경우 500℃ 이상의 고온 공정 진행 시 유리재질의 기판(101)으로부터 나오는 알카리 이온에 의해 이후 형성되는 박막트랜지스터의 활성층인 폴리실리콘의 반도체층이 영향을 받아 박막트랜지스터(Tr)의 동작 특성의 저하가 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 형성하는 것으로, 생략될 수도 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 버퍼층(105) 형성 전에 상기 박막트랜지스터에 상응하는 부분에 금속층으로 광 차단층을 더 형성할 수도 있다.
상기 버퍼층(105) 상부로 각 서브 픽셀(SP) 내의 소자 영역(TrA)에는 저온 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제1 반도체 영역(113a) 그리고 상기 제1 반도체 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제2 반도체 영역(113b)으로 구성된 반도체층이 형성되어 있다.
또한, 상기 버퍼층(105) 상부로 연결라인 영역(C/LA)에는 저온 폴리실리콘으로 이루어지며 고농도의 불순물이 도핑된 제3 반도체 영역(113c)층이 형성되어 있다.
상기 제1 내지 제3 반도체 영역(113a, 113b, 113c)을 포함한 상기 투명 기판(101) 전면에 무기절연물질로 이루어진 게이트 절연막(116)이 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(116) 상에 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 상기 각 서브 픽셀(SP)의 경계에 대응하여 연결되며 일방향으로 연장하는 게이트 라인(미도시)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 1 반도체 영역(113a) 상측의 상기 게이트 절연막(116) 상에 상기 게이트 라인(미도시)과 동일한 물질로 동일한 구조를 갖고 상기 게이트 라인(미도시)으로부터 돌출되는 게이트 전극(120)이 형성되고 있다.
상기 게이트 전극(120)과 상기 게이트 라인(미도시)을 포함한 기판(101) 전면에 무기절연물질로 이루어진 층간절연막(123)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 층간절연막(123)과 그 하부에 위치하는 상기 게이트 절연막(116)에는 상기 제2 반도체영역(113b) 각각을 노출시키는 제1 반도체층 콘택홀(125) 및 상기 제3 반도체영역(113c) 양측을 노출시키는 제2 반도체층 콘택홀(126)이 구비되어 있다.
상기 제1 및 제2 반도체층 콘택홀(125, 126)을 포함한 상기 층간절연막(123) 상부에는 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 단일층 또는 다중층 구조로서 상기 게이트 라인(미도시)과 수직한 방향으로 배치되어 서브 픽셀(SP)을 정의하는 데이터 라인(DL)이 형성되고 있다.
이때, 상기 데이터 라인(DL)이 다중층 구조를 이루는 경우 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴-티타늄(MoTi)으로 이루어진 제 1 층과 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디뮴 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금 중 어느 하나로 이루어진 제 2 층과 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴-티타늄(MoTi)으로 이루어진 제 3 층의 3중층 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 도면에 있어서는 상기 데이터 라인(DL)이 단일층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었다.
상기 층간절연막(123) 위로 상기 소자 영역(TrA)에는 상기 제1 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 상기 제2 반도체영역(113b)과 각각 접촉하며 상기 데이터 라인(DL)과 동일한 물질로 동일한 구조를 가지며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다.
이 때, 상기 소스 전극(133)은 상기 제3 반도체 영역(113c)을 통해 상기 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 상기 데이터 라인(DL)과 동일한 물질 및 동일한 구조로 상기 층간절연막(123) 상부에는 상기 데이터 라인(DL)과 평행한 방향으로 터치 라인(TL)이 형성된다(도 4 참조).
여기서, 상기 소자영역(TrA)에 순차 적층된 상기 제1 및 제2 반도체 영역(113a, 113b)과 상기 게이트 절연막(116)과 상기 게이트 전극(120)과 상기 층간절연막(123)과 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터를 구성한다.
상기 박막트랜지스터는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 게이트 전극(120)은 상기 게이트 라인(도 4의 GL1, GL2, GL3 또는 GL4)과 연결되며, 상기 소스 전극(133)은 상기 제3 반도체 영역(113c)을 통해 상기 데이터 라인(DL1, DL2 또는 DL3)과 연결된다.
상기 데이터 라인(DL)과 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 및 상기 터치 라인(TL)을 포함한 기판 전면에 유기절연물질 예를 들면 포토아크릴 또는 벤조사이클로부텐로 이루어져 그 표면이 평탄한 상태를 이루는 제1 보호층(145)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 보호층(145)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(147)이 구비된다.
상기 서브 픽셀 영역의 상기 제1 보호층(145) 상에, 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지고, 상기 드레인 콘택홀(147)을 통해 상기 드레인 전극(136)에 전기적으로 연결되는 화소 전극(150)이 형성되어 있다. 상기 화소 전극(150)은 구동 전압 인가 시, 다음에 형성될 공통 전극(160)과 더불어 프린지 필드를 발생시키게 된다.
상기 화소 전극(150)을 포함한 기판 전면에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 제2 보호층(155)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 제2 보호층(155) 상에 공통전극(160)이 형성되어 있다. 상기 공통전극(160)은 상기 화소 전극(150)과 중첩되는 영역에서 다수의 개구부가 구비되고, 다수의 서브 픽셀(SP) 영역들에 걸쳐 형성되어 하나의 터치 전극(도 3의 TE)을 구성한다.
도 5에는 도시되지 않았지만, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1 및 제2 보호층(145, 155)에는 상기 터치 라인(TL)이 노출되도록 터치 콘택홀(미도시)이 형성되고, 상기 공통전극(160)은 상기 터치 콘택홀(미도시)을 통해 상기 터치 라인(TL)에 전기적으로 연결된다.
도 5에서는 상기 화소 전극(150)이 상기 제1 보호층(145) 상에 형성되고, 상기 공통전극(160)이 상기 제2 보호층(155)상에 형성됨을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 반대로 형성될 수 있다.
즉, 상기 공통전극(160)이 상기 제1 보호층(145) 상에 형성되고, 상기 화소 전극(150)이 상기 제2 보호층(155)상에 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제2 보호층(155)상에 형성되는 상기 화소 전극(150)에는 다수개의 개구부가 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 터치 라인(TL)과 중첩되는 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인을 박막트랜지스터의 활성층과 동일한 층인 제3 반도체 영역(113c)으로 형성하므로, 8마스크 공정으로 제조되고 DRD Z- 인버젼 방식 액정 표시 패널에 터치 센싱 기능이 내장된 인셀 터치 액정 표시 패널에서, 터치 라인과 중첩되는 부분에서 데이터 라인과 픽셀을 연결하는 연결 라인이 단선됨을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 상기 패드 영역(Pad)의 상기 층간절연막(123)상에 데이터 라인(DL) 또는 터치 라인(TL)과 동일한 물질로 플로우팅 라인(F/L)이 형성되므로, 절연층들 중 일부를 생략하여 8회의 마스크 공정으로 인셀 터치 타입 표시패널을 제조하더라도, 스크래치(Scratch)로 인한 링크 라인의 단선을 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
101: 기판 105: 버퍼층
113a, 113b, 113c: 반도체 영역 116: 게이트 절연막
120: 게이트 전극 123: 층간절연막
125, 126, 147: 콘택홀 133: 소스 전극
136: 드레인 전극 145, 155: 보호층
150: 화소 전극 160: 공통 전극
DL, DL1, DL2, DL3: 데이터 라인 GL1, GL2, GL3, GL4: 게이트 라인
TL, TL1, TL2, TL3: 터치 라인

Claims (10)

  1. 하나의 데이터 라인에 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀이 연결되고, 상기 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀은 서로 다른 게이트 라인에 연결되며, 하나의 상기 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 중 하나의 픽셀은 연결라인을 통해 상기 데이터 라인에 연결되는 DRD Z-인버젼 방식의 어레이 기판; 및
    동일한 데이터 라인에 연결된 수평 방향으로 이웃한 두개의 픽셀들 사이에 배치되고, 상기 연결라인과 중첩되는 터치 라인을 구비하고,
    상기 터치 라인에 중첩되는 상기 연결 라인은 픽셀을 구성하는 박막트랜지스터의 활성층과 동일한 물질로 형성되는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 라인과 상기 터치 라인은 동일 물질로 동일한 층에 형성되는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 라인과 상기 터치 라인은 서로 평행하게 형성되는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 라인은 불순물이 도핑된 반도체층을 포함하는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  5. 픽셀 영역과 연결라인 영역으로 정의되는 어레이 기판;
    상기 픽셀 영역의 상기 어레이 기판상에 형성되는 채널 영역의 제1 반도체층및 상기 제1 반도체층 양측의 불순물 도핑된 제2 반도체층과, 상기 연결 라인 영역의 상기 어레이 기판상에 형성되는 불순물 도핑된 제3 반도체층;
    상기 제1 내지 제3 반도체층을 포함한 상기 어레이 기판 전면에 형성되는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 형성되는 게이트 라인 및 게이트 전극;
    상기 게이트 라인 및 게이트 전극을 포함한 상기 어레이 기판 전면에 형성되는 층간 절연막;
    상기 제2 반도체층 상측의 상기 층간 절연막상에 형성되고, 제1 및 제2 콘택홀을 통해 상기 제2 반도체층 및 상기 제3 반도체층의 일측에 전기적으로 연결되는 소스 전극 및 제3 콘택홀을 통해 상기 제2 반도체층에 전기적으로 연결되는 드레인 전극;
    상기 제3 반도체층 상측의 상기 층간 절연막상에 형성되고, 제4 콘택홀을 통해 상기 제3 반도체층의 타측에 전기적으로 연결되는 데이터 라인; 그리고
    상기 제3 반도체층 상측의 상기 층간 절연막상에 상기 데이터 라인과 평행한 방향으로 형성되는 터치 라인을 구비한 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 어레이 기판과 상기 제1 내지 제3 반도체층 사이에 형성되는 버퍼층을 더 포함하는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 소스 전극, 상기 드레인 전극, 상기 데이터 라인 및 상기 터치 라인은 동일 물질로 동일 층에 형성되는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 라인, 상기 소스 및 드레인 전극 및 상기 터치 라인을 포함한 어레이 기판 전면에 형성되는 제1 보호층;
    상기 픽셀 영역의 상기 제1 보호층 상에 형성되고 제5 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극에 전기적으로 연결되는 화소 전극;
    상기 화소 전극을 포함한 기판 전면에 형성되는 제2 보호층; 및
    상기 제2 보호층 상에 형성되는 공통전극을 더 포함하는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공통전극이 상기 제1 보호층상에 형성되고, 상기 화소 전극이 상기 제2 보호층위에 형성되는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 연결라인 영역은 상기 터치 라인과 적어도 일부가 중첩되는 인셀 터치 타입 액정 표시 패널.
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