KR950004378B1 - 위치감지액정표시소자및제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음

Description

위치감지 액정표시소자 및 제조방법
제1도는 종래 액정표시소자의 단면 구성도.
제2도의 (a) 내지 (e)는 종래 액정표시소자의 제조공정도.
제3도는 제1도에 따른 상부기판의 블랙 매트릭스 구성 평면도.
제4도의 (a) 내지 (f)는 본 발명 위치감지 액정표시소자의 제조공정도.
제5도는 본 발명 위치감지 액정표시소자의 단면도.
제6도는 제5도에 따른 위치감지기능을 갖는 X,Y그리드 와이어의 평면도.
제7도는 본 발명 위치감지 액정표시소자의 동작도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1,1' : 유리기판 2 : 투명화소전극
3 : 박막트랜지스터 4 : 보호막
5,5′: 오차정렬층 6 : 블랙매트릭스
7 : 칼라필터 8 : 접착층
9 : 투명카운터전극 10 : 액정
11 : 편광판 20 : Y방향 그리드 와이어
21 : 절연층 22 : Y방향 그리드와이어
23 : 폴리미드층 24 : 스타이러스펜
25 : Y방향스캐닝신호감지부 26 : Y방향 스캐닝신호 감지부
본 발명은 액정표시및(Liquid Crystal Display LCD)에 관한 것으로, 펜-베이스트 컴퓨터(Pen-Based Computer)나 전자수첩등에서 사용되는 펜 입출력 패드(PAD)에 있어서 액정표시소자(LCD)에 위치감지소자(Position Sensitive Device ': PSD)를 내장함으로써 일반적인 액정표시소자(LCD)와 크기는 동일한 반면 얇은 형태의 펜 입출력 패드(PAD)를 제조할 수 있도록 하는 위치감지 액정표시소자 및 제조방법에관한 것이다.
제1도는 종래 액정표시소자의 단면 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이 하부에 편광판(11)이 형성된 유리기판(1)상부에 패턴이 형성된 투명화소전극(2)과 박막트랜지스터(3)을 형성하고, 상기 투명화소전극(2)과상기 박막트랜지스터(3)위에 보호막(4), 오차정렬층(5)을 연속 증착하여 제조된 하부기판과, 상부에 편광판(11)이 형성된 유리기판(1')하부에 패턴형성된 블랙매트릭스(6)을 형성하고, 상기 블랙매트릭스(6)하부에 칼라필터(7)를 형성하고, 그 칼라필터(7)하부에 접착층(8), 투명카운터전극(9), 오차정렬층(5')을 연속 증착시켜 제조된 상부기판을 합착하고, 상기 상부기판과 하부기판 사이에 액정(10)을 주입시켜 액정표시소자를 구성한다.
이와같이 구성된 종래 액정표시소자의 제조공정을 첨부된 제2도의 (a) 내지 (e)를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도의 (a) 내지 (e)는 종래 액정표시소자의 제조공정도로서, 제2도의 (a)에 도시된 바와 같이 유리기판(1)상부에 투명화소전극(2)을 증착한 후 패턴을 형성한 다음 그 투명화소전극(2)의에 박막트랜지스터(3)을 형성시키고, 이후 제2도의 (b)에 도시된 바와같이 상기 박막트랜지스터(3)위에 채널을 보호하기 위한 보호막(4)을 증착시킨 후 연속해서 마진(mrgind)을 크게하기 위한 오차정렬층(5)을 증착하여 하부기판을 제조하며, 제2도의 (c)에 도시된 바와 같이 유리기판(1')하부에 블랙매트릭스(6)을 증착한 패턴을 형성한 다음 상기 블랙매트릭스(6)하부에 색(R,G,B)을 부여하는 칼라필터(7)을 증착하고, 그후 제2도의(d)에 도시된 바와 같이 상기 칼라필터(7)하부에 연속해서 접착층(8), 투명카운터전극(9), 오차렬층(5′)을 증착하여 상부기판을 제조한 다음에 제2도의 (e)에 도시한 바와 같이 상기 상부기판과 하부기판을 합착후 그 사이에 액정(10)을 주입하고, 구후 상기 유리기판(1)하부와 유리기판(1')상부에 평광판(11)을 각각증착하여 액정표시소자를 제조하였다.
이와같이 제조되는 액정표시소자에 있어서, 상기기판에 형성되는 블랙매트릭스(6)의 구성평면도는 제3와같이 나타난다.
상기와 같이 제조되는 종래 액정표시소자는 주사신호와 영상신호에 의해 디스플레이된다. 즉 제1도에 도시된 하부기판에서 각 화소는 투명화소전극(2)과 박막트랜지스터(3)로 구성되는데, 상기 박막트랜지스터(3)는 주사신호에 의해 선택되며, 이때 인가되는 영상신호에 의해 상기 투명화소전극(2)이 대전되게 된다. 따라서 상부기판의 투명카운터전극(9)과 하부기판의 투명화소전극(2)사이에 전위차가 발생하게 되고, 이 전위차의 크기에 따라 액정(10)의 편광이 발생하여 백라이트(Back Light)에서 들어오는 빛을 통과시킨다. 이빛은 각 투명화소전극(2)에 대응하는 상부기판의 칼라필터(6)를 지나서 특정한 휘도신호를 갖는 색을 디스플레이하게 된다.
그러나 상기에서 설명한 종래 액정표시소자는 표시소자로써의 기능만을 수행하므로 독립적인 부품화가 불가능한 상태에 있다. 특히 펜-베이스트 컴퓨터(Pen-Based Computer)의 경우 펜을 사용하여 표시소자위에서 직접 입출력이 이루어져야 하므로, 출력소자인 액정표시소자(LCD)와 입력소자인 위치감지소자(PSD)를 겹쳐서 만든 펜 입출력 패드(PAD)를 사용하고 있다. 이러한 입출력패드(PAD)는 액정표시소자(LCD)와 위치감지소자(PAD)를 겹쳐서 만들기 때문에 두께가 두꺼워질 뿐만 아니라 두 소자의 결합기술 및 각소자의 결합(spec)조정이 필요하며, 또한 이 결합중에 과오로 인해 수율이 감소되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 액정표시소자(LCD)내에 위치감시소자(PSD)기능을 부여함으로써 액정표시소자(LCD)와, 위치감지소자(PAD)의 결합기술을 배제하여 공정을 간소화 시키고, 또한 펜입출력 패드(PAD)를 얇게 제조할 수 있고, 수율을 향상시키도록·한 위치감지 액정표시소자 및 제조방법을창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제4도의 (a) 내지 (f)는 본 발명 위치감지 액정표시소자의 제조공정도로서, 제4도의 (a)에 도시한바와 같이 깨끗하게 세척된 유리기판(1)상부에 회소로 작용하는 투명화소전극(2)을 증착한후 패턴을 형성한 다음 그 투명화소전극(2)위에 박막트랜지스터(3)를 형성하고, 이후 제4도의 (b)에 도시한 바와 같이 상기박막트랜지스터(3)위에 채널을 보호하기 위한 보호막(4)과, 마진(margin)을 크게하기 위한 오차정렬층(5)을 연속해서 증착하여 하부기판을 제조하고, 제4모의 (c)에 도시한 바와 같이 깨끗하게 세척된 유리기판(1')하부에 블랙매트릭스로 작용하는 Y방향 그리드 와이어(20)를 증착한 후 패턴을 형성한 다음 그 하부에 절연층(21)을 중착하고, 이후 제4도의 (d)에 도시한 바와 같이 상기 절연층(21)하부에 블랙매트릭스로 작용하는 X방향 그리드 와이어(22)를 증착한 후 페턴을 형성한 다음 그 X방향 그리드 와이어(22)하부에 색(R,G,B)를 부여하기 위해 폴리드미층(23)이 코팅된 칼라필터(7)을 형성하고, 이후 제4도의 (e)에 도시한 바와 같이 상기 칼라필터(7)하부에 연속해서 접착층(8), 투명카운터전극(9), 오차정렬층(5')을 증착하여 상부기판을 제조한 후 제4도의 (f)에 도시한 바와 같이 상기 상부기판과 하부기판을 합착하여 그 사이에 액정(10)을 주입하고, 그후 상기 유리기판(1)하부와 유리기판(1')상부에 편광판(11)을 증착하여 위치감지액정표시소자를 제조한다.
이와같이 제조되는 위치감지 액정표시소자의 단면도는 제5도와 같이 나타난다.
극 하부에 편광판(11)이 증착된 유리기판(1)상부에 투명화소전극(2)과 박막트랜지스터(3)가 형성되고, 그투명화소전극(2)과 박막트랜지스터(3)위에 보호막(4)과 오차정렬층(5)이 형성되어 제조되는 하부기판과, 상부에 편광판(11)이 증착된 유리기판(1')의 하부에 블랙매트릭스로 작용하는 Y방향 그리드 와이어(20), 절연층(21), 블랙매트릭스로 작용하는 X방향 그리드 와이어(22)가 연속해서 형성되고, 상기 X방향 그리드와이어(22)하부에 폴리미드층(23)이 코팅된 칼라필터(7)가 형성되고, 그 칼라필터(7)하부에 연속해서 접착층(8)이 투명카운터전극(9), 오차정렬층(5')이 형성되어 제조되는 상부기판을 합착한 사이에 액정(10)이 주입되어 구성된다.
한편 상기 상부기판에 구성되는 칼라필터(7)와 X방향 그리드 와이어(22) 및 Y방향 그리드 와이어(20)의 평면도는 제6도와 같이 도시된다.
이때 상기 X,Y방향 와이어 그리드(22)(20)는 블랙매트릭스로서의 역할을 함과 동시에 제5도에 도시한 스타이러스펜(24)에서 인가되는 전자장(Magnetic Field) 또는 RF신호(Electric Field)를 감지하는 역할을 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 동작 및 효과를 제5도와 제6도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제5도에 도시한 바와 같이 스타이러스펜(24)에 자기장(Magnetic Filed) 또는 RF신호(ElectrlcField)가 상부기판으로 인가되면, 그 자기장 또는 RF신호(Electric FieId)에 의해 상기 상부기판의 X,Y방향 그리드 와이어(22),(20)에 전류가 발생된다. 이때 제6도에 도시한 바와 같이 X,Y방향 스캐닝신호 감지부(26)(25)는 Y,X방향 그리드 와이어(20)(22)에서 발생되는 전류를 각기 감지하여 상기 X방향 스캐닝신호 감지부(26)에서는 Vx1, Vx2와 같은 출력신호를, 상기 Y방향 스캐닝신호 감지부(25)에서는 Vyl,Vy2와같은 출력신호를 발생하며, 이 출력신호(Vxl,Vx2)(Vyl,Vy2)에 의해서 X,Y좌표가 게산된다.
이와같이 계산된 위치좌표는 하부기판의 주사신호 및 영상신호라인을 통해 박막트랜지스터(3)와 투명화소전극(2)에 인가되므로, 상기 투명화소전극(2)이 대전되어 상부기판의 투명카운터전극(9)과 하부기판의 투명화소전극(2)사이에 전위차가 발생하게 된다. 따라서 이 전위치가 크기에 따라 액정(10)의 편광이 발생하여 백라이트(Back Light)에서 들어오는 빛을 통과시키게 되고, 이 빛은 각 투명화소전극(2)에 대응하는 상부기판의 칼리필터(7)를 지나 특정한 휘도를 가지는 색(R,G,B)을 디스플레이 하게 되는데, 이는 제7도에도시한 바와 같이 종이에 글씨를 직접 쓰는 것처럼 위치감지소자(PSD)가 내장된 액정표시소자(LCD)위에 디스플레이 된다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 액정표시소자(LCD)내에 위치감지기능을 부가항으로써 액정표시소자(LCD)의 용융분야를 확장시킬 수 있으며, 종래 액정표시소자(LCD)와 동일한 크기를 갓으나 위치감지소자(PSD)를 겹쳐서 구성시킨 펜 입출력 패드(PAD)에 비해 두께가 얇고, 액정표시소자(LCD)와 위치감지소자(PAD)의 결합기술이 필요치않아 제조공정이 간단할 뿐만 아니라 결합공정에서 발생되는 과오가 없어지므로 수율을 향상시킬 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 하부에 편광판(11)이 증착된 유리기판(1)상부에 투명화소전극(2)과 박막트랜지스터(3)가 형성되고, 그위에 연속으로 보호막(4)과 오차정렬층(5)이 증착된 하부기판과, 상부에 편광판(11)이 증착된 유리기판(1')하부에 패턴된 Y방향 그리드 와이어(20)가 형성되고, 그 Y방향 그리드 와이어(20)하부에 절연층(21)과 패턴된 X방향 그리드 와이어(22)가 형성되며, 상기 X방향 그리드 와이어(22)하부에 폴리미드층(23)이 코팅된 칼라필터(7)가 형성되고, 상기 칼라필터(7)하부에 접착층(8), 투명카운터전극(9), 오차정렬층(5')이 연속해서 증착된 상부전극을 합착하고, 상기 상부전극과 하부전극 사이에 액정(10)이 주입되어 구성됨을 특징으로 하는 위치감지 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, X,Y방향 그리드 와이어(22)(20) 또는 블랙매트릭스 역할을 함과 아울러 자기장(Magnetic Field) 또는 RF신호(Electric Field)를 감지함을 특징으로 하는 위치감지 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서, 액정표시소자(LCD)에 위치감지소자(PSD)을 부가함을 특징으로 하는 위치감지 액정표시소자.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 위치감지소자(PSD)는 Y방향 그리드 와이어(20), 절연층(21), X방향 그리드 와이어(22)로 구성됨을 특징으로 하는 위치감지 액정표시소자.
  5. 유피기판(1)상부에 금속을 증착한 후 패터닝하여 투명화소전극(2)을 형성한 후 그 위에 박막트랜지스터(3)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터(3)위에 연속해서 보호막(4)과 오차정렬층(5)을 증착하여 하부기판을 제조하고, 그후 유리기판(1′)하부에 Y방향 그리드 와이어(20)을 증착한 후 패터닝한 다음 상기 Y방향그리드 와이어(20)하부에 절연층(21), X방향 그리드 와이어(22)를 연속으로 증착한 후 상기 X방향 그리드와이어(22)를 패터닝하고, 그 패텅형성된 X방향 그리드 와이어(22)하부에 폴리이미드층(23)이 코팅된 칼라필터(7)를 형성한 후 그 칼라필터(7)하부에 연속해서 접착층(8), 투명카운터전극(9), 오차정렬층(5')을 증착하여 상부기판을 제조한 다음 상기 상부기판과 하부기판을 합착하여 그 사이에 액정(10)을 주입하고, 그후 상기 유리기판(1)(1')하부와 상부에 상기 평광판(11)을 증착하여 제조함을 특징으로 하는 위치감지 액정표시소자 제조방법.
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