(57)【要約】【課題】薄膜トランジスタ基板の段差を用いてセンサの感度を向上させ、支持用コラムスペーサとセンサ用コラムスペーサを一度の工程で製造することのできるタッチセンサ内蔵型液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】液晶表示装置は、表示素子有する第１基板と、複数のコラムスペーサを有する第２基板と、第１基板と第２基板との間に注入される液晶層と、第２基板が押圧されることにより作動されるタッチセンサ２０と、コラムスペーサと結合され、第１基板と第２基板との間の間隔を維持する間隔維持領域３０と、間隔維持領域３０よりも低く形成され、タッチセンサのセンシングが行われるセンシング領域４０と、を含む。【選択図】図２
2008146077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示素子を有する第１基板と、
複数のコラムスペーサを有する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に注入される液晶層と、
前記第２基板が押圧されることにより作動されるタッチセンサと、
前記コラムスペーサと結合され、前記第１基板と前記第２基板との間の間隔を維持する間隔維持領域と、
前記間隔維持領域よりも低く形成され、前記タッチセンサのセンシングが行われるセンシング領域と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数のコラムスペーサは、同一の高さを有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記コラムスペーサは、前記間隔維持領域と接触する第１コラムスペーサと、前記センシング領域に配置される第２コラムスペーサと、を含み、
前記第１コラムスペーサの面積は、前記第２コラムスペーサの面積よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記間隔維持領域は、絶縁層と間隔維持層とを含むことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記間隔維持層は、ゲート金属層、データ金属層、及び半導体層のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記間隔維持領域は、弾性層をさらに含むことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記弾性層は、有機物質から形成されることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記センシング領域は、絶縁層を含むことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記センシング領域には、一定の深さを有する感知溝が形成されていることを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記画像表示素子は、
ゲート電極、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに電気的に接続される画素電極と、
共通電圧が印加され、前記画素電極とともに電界を形成する共通電極と、を含むことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記タッチセンサは、
互いに交差する第１導電ライン及び第２導電ラインと、
前記第１導電ラインと電気的に接続される第１導電パッドと、
前記第２導電ラインと電気的に接続され、前記第１導電パッドと一定間隔離隔される第２導電パッドと、
前記コラムスペーサの表面に形成され、前記第２基板が押圧されることによって前記第１導電パッドと前記第２導電パッドとを電気的に連結する連結電極と、を含むことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１導電パッド及び前記第２導電パッドは、同一の高さに配置されることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記連結電極は、前記第１導電パッド及び前記第２導電パッドと４０００〜５０００Å離隔されることを特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
第１基板上に、間隔維持領域と、前記間隔維持領域よりも低い高さを有するセンシング領域とを形成する段階と、
前記センシング領域に、第１導電ラインと電気的に接続される第１導電パッドと、第２導電ラインと電気的に接続される第２導電パッドとを形成する段階と、
前記間隔維持領域及び前記センシング領域と対応する位置にコラムスペーサを具備する第２基板を形成する段階と、
前記コラムスペーサの表面に連結電極を形成する段階と、
前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を注入して接合する段階と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１基板上に、間隔維持領域と、前記間隔維持領域よりも低い高さを有するセンシング領域とを形成する段階は、
前記第１基板上に、薄膜トランジスタ及び画素電極を含む画像表示素子を形成する段階と、
前記画像表示素子を形成しつつ、前記第１及び第２導電ラインならびに前記第１及び第２導電パッドを形成する段階と、
前記画像表示素子を形成しつつ、金属層または半導体層をパターニングして間隔維持領域を形成する段階と、
前記画像表示素子を形成しつつ、絶縁層を用いてセンシング領域を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１４記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記間隔維持領域を形成する段階は、
前記間隔維持領域の高さ方向に突出する弾性層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記弾性層は、有機膜をパターニングして形成されることを特徴とする請求項１６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記センシング領域を形成する段階は、
前記絶縁層を一定の深さにエッチングして感知溝を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記第２基板を形成する段階は、
前記複数のコラムスペーサの高さが同一になるようにコラムスペーサを形成することを特徴とする請求項１５記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサ内蔵型液晶表示装置及びその製造方法に係り、特に、薄膜トランジスタ基板の段差を用いてセンサの感度を向上させ、支持用コラムスペーサとセンサ用コラムスペーサとを一度の工程で製造することができるタッチセンサ内蔵型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンサ内蔵型液晶表示装置とは、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板との間にタッチセンサを内蔵した液晶表示装置である。
【０００３】
一般的に、液晶表示装置は、スイッチング素子である薄膜トランジスタが形成される薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタが形成されるカラーフィルタ基板からなり、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板との間には、液晶層が満たされる。
【０００４】
一方、タッチセンサ内蔵型液晶表示装置は、図１に示されたように、カラーフィルタ基板１２０と薄膜トランジスタ基板１１０との間の間隔を一定に維持するための支持用コラムスペーサ１３０が、カラーフィルタ基板１２０と薄膜トランジスタ基板１１０との間に一定の間隔毎に配置される。また、カラーフィルタ基板１２０の加圧によって座標認識が可能であるように、センサ用コラムスペーサ１４０が配置される。また、センサ用コラムスペーサ１４０の下側には、センサ電極１６０が形成される。
【０００５】
センサ電極１６０とセンサ用コラムスペーサ１４０とは、一定の間隔だけ離隔されて配置されるが、この間隔をセンサ間隙ｄと称する。従って、センサ用コラムスペーサ１４０は、支持用コラムスペーサ１３０に比べてセンサ間隙ｄ分だけ短く形成される。このようにセンサ電極１６０と離隔されたセンサ用コラムスペーサ１４０は、カラーフィルタ基板１２０の加圧によってセンサ電極１６０と接触して、センサ電極１６０に信号電圧を伝達することにより、加圧された位置の座標値を認識するようになる。
【０００６】
ところで、従来は、支持用コラムスペーサ１３０とセンサ用コラムスペーサ１４０の高さが互いに異なって形成されるので、コラムスペーサ形成工程が複雑になるという問題点がある。また、コラムスペーサの長さによってセンサ間隙を調整するので、タッチセンサの感度管理が難しくなるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が達成しようとする技術的課題は、表示基板内に間隔維持領域とセンシング領域を高さが異なるようにして備えることで、センサの感度が向上され製造工程が簡単な液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を達成するための本発明による液晶表示装置は、画像表示素子を有する第１基板と、複数のコラムスペーサを有する第２基板と、前記第１基板と第２基板との間に注入される液晶層と、前記第２基板が押圧されることによって作動されるタッチセンサと、前記コラムスペーサと結合され、前記第１基板と第２基板との間の間隔を維持する間隔維持領域と、前記間隔維持領域よりも低く形成され、前記タッチセンサのセンシングが行われるセンシング領域と、を含む。
【０００９】
本発明において、前記複数のコラムスペーサは、同一の高さを有するので、一度の工程によって間隔維持領域に配置されるコラムスペーサとセンシング領域に配置されるコラムスペーサを全部形成することができる。
【００１０】
また、前記コラムスペーサは、前記間隔維持領域と接触する第１コラムスペーサと、前記センシング領域に配置される第２コラムスペーサと、を含み、前記第１コラムスペーサの面積は、前記第２コラムスペーサの面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
また、具体的に、前記間隔維持領域は、絶縁層と間隔維持層とを含むことで、第１基板と第２基板との間の間隔を十分に離隔させることができ、望ましい。
【００１２】
ここで、前記間隔維持層は、ゲート金属層、データ金属層、及び半導体層のうち少なくとも一つを含む。
【００１３】
また、前記間隔維持領域は、弾性層をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
この際、前記弾性層は、有機物質から形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記センシング領域は、絶縁層を含むことを特徴とする。
【００１６】
一方、前記センシング領域には、一定の深さを有する感知溝が形成されることもできる。
【００１７】
具体的に、前記画像表示素子は、ゲート電極、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに電気的に接続される画素電極と、共通電圧が印加され、前記画素電極とともに電界を形成する共通電極と、を含む。
【００１８】
また、前記タッチセンサは、互いに交差する第１導電ライン及び第２導電ラインと、前記第１導電ラインと電気的に接続される第１導電パッドと、前記第２導電ラインと電気的に接続され、前記第１導電パッドと一定間隔離隔される第２導電パッドと、前記コラムスペーサの表面に形成され、前記第２基板が押圧されることによって前記第１導電パッドと前記第２導電パッドとを電気的に連結する連結電極と、を含む。
【００１９】
前記第１導電パッド及び前記第２導電パッドは、同一の高さに配置されることを特徴とする。
【００２０】
前記連結電極は、前記第１導電パッド及び前記第２導電パッドと４０００〜５０００Å離隔されることが望ましい。
【００２１】
一方、前述した技術的課題を達成するための本発明による液晶表示装置の製造方法は、第１基板上に、間隔維持領域と、前記間隔維持領域よりも低い高さを有するセンシング領域とを形成する段階と、前記センシング領域に、第１導電ラインと電気的に接続される第１導電パッドと、第２導電ラインと電気的に接続される第２導電パッドとを形成する段階と、前記間隔維持領域及び前記センシング領域と対応する位置にコラムスペーサを具備する第２基板を形成する段階と、前記コラムスペーサの表面に連結電極を形成する段階と、前記第１基板と前記第２基板との間に液晶を注入して接合する段階と、を含む。
【００２２】
具体的に、前記第１基板上に、間隔維持領域と、前記間隔維持領域よりも低い高さを有するセンシング領域とを形成する段階は、前記第１基板上に、薄膜トランジスタ及び画素電極を含む画像表示素子を形成する段階と、前記画像表示素子を形成しつつ、前記第１及び第２導電ラインならびに前記第１及び第２導電パッドを形成する段階と、前記画像表示素子を形成しつつ、金属層または半導体層をパターニングして間隔維持領域を形成する段階と、前記画像表示素子を形成しつつ、絶縁層を用いてセンシング領域を形成する段階と、を含む。
【００２３】
また、前記間隔維持領域を形成する段階は、前記間隔維持領域の高さ方向に突出する弾性層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
前記センシング領域を形成する段階は、前記絶縁層を一定の深さにエッチングして感知溝を形成する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
また、前記第２基板を形成する段階は、前記複数のコラムスペーサの高さが同一になるようにコラムスペーサを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の液晶表示装置及びその製造方法によれば、製造工程が簡素化されるとともに、センサの感度が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態をより詳細に説明する。
【００２８】
まず、本実施形態による液晶表示装置を図２〜図６を参照して説明する。図２は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の平面図であり、図３は、図２のI−I’線に沿った断面図であり、図４は、図２のII−II’線に沿った断面図であり、図５は、図２のIII−III’線に沿った断面図であり、図６は、本発明の一実施形態によるセンシング領域の変形例を示す断面図である。
【００２９】
本実施形態による液晶表示装置は、図２〜図５に示されたように、第１基板１、第２基板２、液晶層６０、タッチセンサ２０、画像表示素子１０、間隔維持領域３０、及びセンシング領域４０を含む。
【００３０】
第１基板１は、ゲートライン１１、データライン１２、及び画像表示素子１０が設けられている基板である。第１基板１は、一般的に透明な絶縁基板であるガラス基板またはプラスチック基板からなる。
【００３１】
ゲートライン１１は、一定の間隔で複数個が平行に配列される。ゲートライン１１には、薄膜トランジスタを駆動するためのスキャン信号が印加される。ゲートライン１１は、金属単一膜または多重膜からなる。一方、ゲートライン１１は、下側に透明導電膜が形成され、上側には不透明金属膜が形成された二重膜構造であってもよい。
【００３２】
データライン１２は、ゲートライン１１と絶縁された状態でゲートライン１１と実質的に直交するように配列される。データライン１２は、ゲートライン１１と同様に複数個が互いに平行に配列される。本実施形態においては、３個のサブピクセル当り１個のタッチセンサが配置されるので、データライン１２が配置されるとき、３ｎ＋１番目データラインは、３ｎ番目データラインとより広く離隔され、タッチセンサの配置空間が確保される。勿論、液晶表示装置内で、タッチセンサの配置密度は多様に変換されることができる。タッチセンサが稠密に配置されるほど、精密な座標値センシングが可能である。データライン１２は、ゲートライン１１と同様に、金属単一膜または多重膜からなる。また、データライン１２には画素信号が印加され、薄膜トランジスタを通じて画素電極１８に画素信号が印加される。
【００３３】
薄膜トランジスタは、ゲート電極、半導体層１３、ソース／ドレイン電極１４，１５から構成される。ゲート電極は、ゲートライン１１と接続され、ゲートライン１１からスキャン信号の伝達を受けて、薄膜トランジスタのターンオン時間を決定する。また、半導体層１３は、ゲート電極及びゲート絶縁膜１６上に重畳される。半導体層１３は、アモルファスシリコンまたはポリシリコンからなる。また、半導体層１３の上部には、オーミックコンタクト層１７がさらに具備される。オーミックコンタクト層１７は、半導体層１３とソース／ドレイン電極１４，１５との間にオーミック接触を形成するために具備される。
【００３４】
また、ソース電極１４は、その一端がデータライン１２と接続され、他端は半導体層１３の一部と重畳される。従って、ソース電極１４には、データライン１２から画素信号が印加され、この画素信号は、半導体層１３に形成されるチャネルを経由してドレイン電極１５に伝達される。ドレイン電極１５は、その一端が半導体層１３の一部と重畳され、他端は画素電極１８と接続される。
【００３５】
画素電極１８は、図２及び図３に示されたように、ドレイン電極１５と接続され、画素領域に配置される。画素電極１８は、視野角及び側視性を向上させるために、種々の形状パターンを有することができる。
【００３６】
第２基板２には、カラーフィルタ（不図示）、共通電極５２、及びコラムスペーサ５１が設けられる。勿論、カラーフィルタは、第１基板１に形成されることもできる。カラーフィルタは、画素領域毎に色相を表示するために具備されるもので、赤色、緑色、青色の３種類の色で構成される。各サブ画素毎に一つの色を有するカラーフィルタが具備され、赤色、緑色、青色を有するサブピクセルが集まって一つのピクセルを形成する。
【００３７】
共通電極５２は、画素電極１８と共に液晶駆動のための電界を形成する。共通電極５２には、電界形成のための基準電圧である共通電圧が印加される。
【００３８】
共通電極５２は、第２基板の全面に渡って広く形成される。この共通電極５２は、視野角改善のためにパターニングされることもできる。本実施形態においては、共通電極５２が第２基板２に配置されるので、画素電極１８と共通電極５２とによって形成される電界が、垂直電界またはフリンジフィールド型電界（ａ  ｆｒｉｎｇｅ  ｔｙｐｅ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）になる。
【００３９】
勿論、特定の場合には、共通電極が第１基板に形成されたりもする。この場合には、第１基板に形成されている画素電極と共通電極とによって、水平電界またはフリンジフィールド型電界が形成される。
【００４０】
また、第２基板２には、コラムスペーサ５１が突出するように配置され、その表面に共通電極５２がコーティングされている。コラムスペーサ５１は、間隔維持領域３０に配置される第１コラムスペーサ５１ａとセンシング領域４０に配置される第２コラムスペーサ５１ｂとを含む。従って、第１コラムスペーサ５１ａは、図４に示されたように、間隔維持領域３０で第１基板１と接触して、第１基板１と第２基板２との間の間隔を維持する支持用コラムスペーサの役割を果たす。コラムスペーサ５１ａは、センシングのために第２基板２が押圧されるときに若干収縮し、第２基板２に対する圧力が除去されるとき、原状回復できる弾性力を有することにより、センサの感度を向上させることができて望ましい。
【００４１】
また、第２コラムスペーサ５１ｂは、図５に示されたように、第１基板１と一定の間隔離隔された状態で配置され、第２基板２の加圧によって導電パッドと接続されるセンサ用コラムスペーサの役割を果たす。本実施形態においては、すべてのコラムスペーサ５１の高さが同一である。従って、第１コラムスペーサ５１ａと第２コラムスペーサ５１ｂも同一の高さを有する。
【００４２】
コラムスペーサ５１は、ポリエチレンジオキシチオフェン（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：ＰＥＤＯＴ）、ＰＰｒｏＤＯＴ−（ＣＨ３）２、またはポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）などの導電性高分子で形成されるか、アクリル樹脂などの有機絶縁物質から形成されることができる。
【００４３】
一方、第１コラムスペーサ５１ａの面積が、第２コラムスペーサ５１ｂの面積よりも大きいことが望ましい。ここで、コラムスペーサの面積というのは、コラムスペーサの上面または下面の表面積のことであり、コラムスペーサの水平断面のうちいずれか一つの面積であることもできる。第１コラムスペーサ５１ａは、第１基板１と第２基板２との間の間隔を一定に維持する役割を果たす。反面、第２コラムスペーサ５１ｂは、第１基板１と第２基板２との間の間隔を維持しない。従って、第１コラムスペーサ５１ａは、第１基板１と第２基板２との間の間隔を維持できる程度の強度を有しなければならない。このために、第１コラムスペーサ５１ａの幅を大きくする。反面、第２コラムスペーサ５１ｂは、その必要性がない。
【００４４】
第１コラムスペーサ５１ａ及び第２コラムスペーサ５１ｂは、ともに画像を表示しない。従って、両方とも面積が小さく形成されることが有利である。また、間隔維持の必要性のために、第１コラムスペーサ５１ａの面積が大きくなっても、第２コラムスペーサ５１ｂは、最小限の面積のみを有することが望ましい。
【００４５】
間隔維持領域３０は、第１基板１上に形成される。間隔維持領域３０は、第１基板１と第２基板２との間隔を維持するための領域である。
【００４６】
間隔維持領域３０は、センシング領域４０よりも高く形成される。本実施形態においては、前述したように、同一の高さのコラムスペーサを、支持用コラムスペーサ及びセンサ用コラムスペーサとして使用する。従って、間隔維持領域３０が、センシング領域４０よりも高くなければならない。また、間隔維持領域３０が、センシング領域４０よりも高いことにより、センシング領域４０でコラムスペーサと導電パッドとが離隔されて、センサ間隙が形成される。
【００４７】
このために本実施形態においては、間隔維持領域３０が、絶縁層１９，３５と間隔維持層３２とから構成される。即ち、センシング領域４０と異なり、間隔維持領域３０は、間隔維持層３２をさらに具備して、センシング領域４０よりも高く形成される。
【００４８】
間隔維持層３２は、センサ間隙を考慮して多用に構成されることができる。即ち、薄膜トランジスタを構成するゲート金属層、データ金属層、または半導体層などが使用されることができ、複数個の層が積層された構造を有することもできる。本実施形態においては、第１基板１に形成される薄膜トランジスタを構成する層を用いて間隔維持層３２を構成するので、間隔維持層３２を形成するための別途の工程が必要でない。
【００４９】
また、この間隔維持層３２の厚さが、センサ間隙を決定する。従来の支持用コラムスペーサとセンサ用コラムスペーサの高さによって、センサ間隙が決定される場合とは異なる。従来のコラムスペーサの高さの差によってセンサ間隙を決定することは、全領域に対して均一なセンサ間隙を得ることのできないという問題点がある。
【００５０】
しかし、本実施形態においては、均一な厚さで積層される間隔維持層３２の厚さを利用してセンサ間隙を決定するので、基板の全領域に対して均一なセンサ間隙を得ることができる。これは、一般的に、積層された膜をエッチングして所望する膜の厚さを調節するよりも、所望の厚さに蒸着して膜の厚さを調節する方が、より容易でかつ正確に膜の厚さを調節できるからである。
【００５１】
間隔維持領域３０の配置密度は、コラムスペーサの弾性力、第２基板の弾性力などを考慮して多用に変化されることができる。
【００５２】
また、間隔維持領域３０は、画像を表示することのできない領域であるので、可能な限りその面積を最小化して開口率を高くすることが望ましい。
【００５３】
一方、センサの感度を高くするために、間隔維持領域３０には、図４に示されたように、弾性層３４がさらに具備されることもできる。弾性層３４は、弾性力が優れた有機物質からなることが望ましい。弾性層３４は、図４に示されたように、第１コラムスペーサ５１ａと重畳され、第２基板２が押圧される場合に収縮して、第２コラムスペーサ５１ｂと導電パッドが容易に接触できるようにする。弾性層３４は、第１基板１に形成され、薄膜トランジスタを保護する有機保護膜などをパターニングして使用されることが望ましい。
【００５４】
センシング領域４０は、タッチセンサのセンシングが行われる領域である。本実施形態において、センシング領域４０は、前述した間隔維持領域３０よりも低い高さを有する。これは、適切なセンサ間隙を得るためである。従って、センシング領域４０は、間隔維持領域３０と異なり、間隔維持層３２なしに絶縁層１９，３５から構成される。従って、間隔維持層３２の厚さ分だけセンシング領域４０が間隔維持領域３０よりも低い高さを有する。ここで、絶縁層は、薄膜トランジスタの形成のために使用されるゲート絶縁膜、無機保護膜、及び有機保護膜などの多様な絶縁膜のうちいずれか一つか２つ以上が積層された構造を有する。
【００５５】
また、センシング領域４０には、図６に示されたように、一定の深さを有する感知溝４２が形成されることもできる。本実施形態においては、前述したように、間隔維持層３２の厚さを用いてセンサ間隙が維持される。しかしながら、間隔維持層３２のみで十分なセンサ間隙を確保することができない場合には、センシング領域４０に配置される絶縁層１９，３５の一部をエッチングして感知溝４２を形成する。そうすると、感知溝４２の深さ分だけの間隔が、さらにセンサ間隙として用いられることができるという長所がある。ただし、間隔維持層３２の厚さだけで十分なセンサ間隙を確保することができる場合には、感知溝は不必要である。
【００５６】
タッチセンサ２０は、第１導電ライン２１、第２導電ライン２２、第１導電パッド２３、第２導電パッド２４、及び連結電極２５を含んでなる。
【００５７】
第１導電ライン２１は、図２に示されたように、ゲートライン１１と平行であり、図面上で垂直方向の座標値を決定する。第１導電ライン２１は、ゲートライン１１及び共通ラインと同一の層に同一の金属から形成される。
【００５８】
第１導電パッド２３は、第１導電ライン２１と接触され、第２基板２の押圧によって連結電極２５と電気的に接続される。本実施形態において、第１パッド２３は、第１下部導電パッド２３ａと第１上部導電パッド２３ｂとから構成される。第１下部導電パッド２３ａは、図５に示されたように、第１導電ライン２１と同一の層に配置される。また、第１上部導電パッド２３ｂは、コンタクトホールＣ２を介して第１下部導電パッド２３ａと接続され、第１下部導電パッド２３ａの上側に配置される。このような第１上部導電パッド２３ｂを具備するのは、後述する第２導電パッド２４との高さを合わせるためである。
【００５９】
第２導電ライン２２は、図２に示されたように、データライン１２と平行に配置される。第２導電ライン２２は、図面上に水平方向の座標値を決定する。また、第２導電パッド２４は、第２導電ライン２２と接続される。第２導電パッド２４も、第１導電パッド２３と同様に、第２下部導電パッド２４ａと第２上部導電パッド２４ｂとから構成される。
【００６０】
第２下部導電パッド２４ａは、図５に示されたように、データライン１２と同一の層に同一の金属から形成される。また、第２上部導電パッド２４ｂは、コンタクトホールＣ３を介して第２下部導電パッド２４ａと接続され、図５に示されたように、第１上部導電パッド２３ｂと同一の高さに配置される。このようにして、第１上部導電パッド２３ｂ及び第２上部導電パッド２４ｂは、第１基板１上で同一の高さに配置され、連結電極２５による同時接続が容易になる。
【００６１】
連結電極２５は、第２基板２が押圧される場合、第１及び第２導電パッド２３，２４と接触して信号電圧を伝達する。連結電極２５は、図５に示されたように、第２コラムスペーサ５１ｂの表面に蒸着されて形成される。
【００６２】
本実施形態では、連結電極２５として、第２基板２に具備される共通電極５２を使用する。従って、連結電極２５が別途に具備されるのではなく、第２基板２の全面に形成されている共通電極５２のうち第２コラムスペーサ５１ｂの表面に形成された部分が、連結電極２５として機能する。従って、連結電極２５には、共通電極２５と同様に共通電圧が印加され、共通電圧がタッチセンサを駆動する信号電圧となる。
【００６３】
連結電極２５は、図５に示されたように、第１及び第２上部導電パッド２３ｂ，２４ｂと一定の間隔で離隔されるが、この間隔が本実施形態におけるセンサ間隙になる。優れたセンサ感度を得るためには、センサ間隙が４０００〜５０００Åであることが望ましい。
【００６４】
最後に、表示基板１と対向基板２との間には、液晶層６０が具備される。液晶層６０は、画素電極１８と共通電極５２によって形成される電界によって駆動され、液晶層６０を通過する光の透過率を制御して画像を表示する。
【００６５】
なお、本実施形態においては、垂直電界方式液晶及び水平電界方式液晶の両方を使用することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、間隔維持領域３０とセンシング領域４０とを別途に第１基板１上に形成することを説明したが、第１基板１に既に形成されている薄膜トランジスタや各種配線によって他の部分よりも高く形成された部分を間隔維持領域として使用し、他の部分よりも低く形成された部分をセンシング領域として使用することもできる。このように間隔維持領域とセンシング領域を別途に形成しないで、既に形成されている部分を用いると、工程がより簡単となり、間隔維持領域やセンシング領域形成による開口率の低下少を防止することができるという長所がある。
【００６７】
以下、図７〜図２５を参照して、本実施形態による液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００６８】
図７〜図９は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法における第１導電パターン形成工程を示す断面図である。
【００６９】
第１導電パターンには、ゲートライン１１、ゲート電極、第１間隔維持層３２ａ、第１導電ライン２１、及び第１下部導電パッド２３ａが含まれる。即ち、まず、第１基板１の上面に、第１導電層を全面蒸着する。この際、第１導電層は、単一金属膜または複数層の金属膜からなることができる。次に、第１導電層をパターニングして、図７に示されたように、画素領域にゲートライン１１及びゲート電極を形成し、図８に示されたように、間隔維持領域３０に第１間隔維持層３２ａを形成する。また、図９に示されたように、センシング領域４０に第１導電ライン２１と第１下部導電パッド２３ａを形成する。
【００７０】
図１０〜図１２は、本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法における半導体層形成工程を示す断面図である。
【００７１】
この工程では、画素領域に半導体層１３及びオーミックコンタクト層１７を形成し、間隔維持領域に第２間隔維持層３２ｂを形成する。
【００７２】
具体的に、第１導電パターンが形成された第１基板１上に、ゲート絶縁膜、半導体層、及び不純物ドーピング半導体層の３層膜を順次に蒸着する。それから、これらをパターニングして、図１０に示されたように、画素領域には半導体層１３とオーミックコンタクト層１７を形成し、図１１に示されたように、間隔維持領域３０には第２間隔維持層３２ｂを形成する。第２間隔維持層３２ｂは、半導体層とオーミックコンタクト層からなる。第２間隔維持層３２ｂは、場合によって省略されることができる。また、図１２に示されたように、センシング領域４０にはゲート絶縁膜１９のみを残し、半導体層とオーミックコンタクト層はエッチングして除去する。
【００７３】
図１３〜図１５は、本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法における第２導電パターン形成工程を示す断面図である。
【００７４】
第２導電パターンには、データライン１２、ソース電極１４、ドレイン電極１５、第３間隔維持層３２ｃ、第２導電ライン２２、及び第２下部導電パッド２４ａが含まれる。即ち、第１基板１に第２導電層を全面蒸着する。この際、第２導電層は、単一金属膜または複数層の金属膜からなることができる。また、第２導電層をパターニングして、図１３に示されたように、画素領域にデータライン１２、ソース電極１４、及びドレイン電極１５を形成し、図１４に示されたように、間隔維持領域３０に第３間隔維持層３２ｃを形成する。第３間隔維持層３２ｃは、場合によって省略されることができる。また、図１５に示されたように、センシング領域４０には第２導電ライン２２と第２下部導電パッド２４ａを形成する。
【００７５】
図１６〜図１８は、本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法における保護膜形成工程を示す断面図である。
【００７６】
この工程では、第１基板１の全面に保護膜を蒸着した後、パターニングしてコンタクトホールを形成する。保護膜３５は、無機保護膜または有機保護膜からなることができ、下部に無機保護膜が形成され、その上部に有機保護膜が形成される二重膜で構成されることができる。
【００７７】
具体的に、第１基板１上に保護膜を蒸着した後、パターニングして、図１６に示されたように、画素領域には、ドレイン電極１５の一部を露出させる第１コンタクトホールＣ１を形成し、図１７に示されたように、間隔維持領域３０には保護膜３５をそのまま保持する。また、図１８に示されたように、センシング領域４０には第１下部導電パッド２３ａを露出させる第２コンタクトホールＣ２と第２下部導電パッド２４ａを露出させる第３コンタクトホールＣ３を形成する。ここで、第２コンタクトホールＣ２は、保護膜３５とゲート絶縁膜１９を全部貫通して形成され、第３コンタクトホールＣ３は、保護膜３５のみを貫通して形成される。
【００７８】
一方、この工程においてセンシング領域４０には感知溝がさらに形成されることもできる。即ち、センシング領域のうち第１及び第２下部導電パッドが形成されていない領域の保護膜またはゲート絶縁膜のうち一部をエッチングして、他の部分より低くする。これは、間隔維持層によって十分なセンサ間隙が形成できない場合に対応するためである。従って、感知溝を形成する工程は、間隙維持層によって十分なセンサ間隙を形成することができる場合には不必要な工程である。
【００７９】
図１９〜図２１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法における第３導電パターン形成工程を示す断面図である。
【００８０】
第３導電パターンには、画素電極１８、第４間隔維持層３２ｄ、第１上部導電パッド２３ｂ、及び第２上部導電パッド２４ｂが含まれる。即ち、第１基板１に第３導電層を全面蒸着する。この際、第３導電層は画素電極を含むので、透明な導電性物質からなり、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯなどが使用されることができる。
【００８１】
また、第３導電層をパターニングして、図１９に示されたように、画素領域に画素電極１８を形成し、図２０に示されたように、間隔維持領域３０には第４間隔維持層３２ｄを形成する。第４間隔維持層３２ｄは、場合によって省略されることができる。また、図２１に示されたように、センシング領域４０には第１上部導電パッド２３ｂと第２上部導電パッド２４ｂを形成する。
【００８２】
また、間隔維持領域３０には、図２２に示されたように、弾性層３４がさらに形成されることもできる。図２２は、本発明の一実施形態による弾性層形成工程を示す断面図である。具体的に、第１基板１上に有機層を塗布した後、これをパターニングして第４間隔維持層３２ｄ上に有機層からなった弾性層３４を形成する。この際、有機層は、弾性力の優れた素材からなることが望ましい。
【００８３】
次に、図２３〜図２５を参照して、第２基板の製造方法を説明する。図２３〜図２５は、本発明の一実施形態による第２基板製造方法の工程を説明する断面図である。
【００８４】
まず、図２３に示されたように、第２基板２上に有機膜５５を一定の厚さで蒸着する。この際、有機膜５５の厚さは、第１基板１と第２基板２との間の間隔を考慮して決定される。また、第２基板２の全面に対して均一な厚さを有するように、有機膜５５を形成する。
【００８５】
また、図２４に示されたように、有機膜５５をパターニングしてコラムスペーサ５１を形成する。具体的に、有機膜上面にマスクを装着した状態で露光した後現象して、コラムスペーサ５１を残して残りを除去する。この際、コラムスペーサが配置される位置は、要求されるセンサの感度によって多様に変化されることができる。
【００８６】
また、第１コラムスペーサ５１ａと第２コラムスペーサ５１ｂの面積が異なるように形成されることもできる。即ち、第１コラムスペーサ５１ａは、より大きい面積を有するようにし、第２コラムスペーサ５１ｂは、第１コラムスペーサ５１ａよりも小さい面積を有するように形成することもできる。ただ、同一の厚さの有機膜を現象して形成されるので、第１コラムスペーサ５１ａと第２コラムスペーサ５１ｂの高さは同一である。本実施形態においては、第１コラムスペーサと第２コラムスペーサを一度の工程で形成することができるので、工程が単純になるという長所がある。
【００８７】
次に、図２５に示されたように、共通電極５２を形成する。具体的に、コラムスペーサ５１が形成されている第２基板２上の全面に対して透明導電膜を形成する。透明導電膜は、第２基板２の全面に渡って形成されて共通電極５２として機能し、第２コラムスペーサ５１ｂの表面に形成されている透明電極は、連結電極２５として機能する。
【００８８】
それから、第１基板１と第２基板２とを、液晶層６０を間に置いて接合する。この際、第１コラムスペーサ５１ａと間隔維持領域３０とが一致し、第２コラムスペーサ５１ｂとセンシング領域４０とが一致するように、精密に第１基板１と第２基板２とを位置合わせすることが重要である。
【００８９】
以上のとおり説明した本発明によれば、第１基板に薄膜トランジスタを形成するために蒸着される金属膜または半導体膜を用いてセンサ間隙を形成するので、センサ感度を向上させることができる長所がある。
【００９０】
また、支持用コラムスペーサとセンサ用コラムスペーサを同一の高さに形成するので、単一工程によって製造することができる長所がある。
【００９１】
以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】従来のタッチセンサ内蔵型液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の平面図である。
【図３】図２のI−I’線に沿った断面図である。
【図４】図２のII−II’線に沿った断面図である。
【図５】図２のIII−III’線に沿った断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるセンシング領域の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第１導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第１導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第１導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の半導体層形成工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の半導体層形成工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の半導体層形成工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第２導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第２導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第２導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の保護膜形成工程を示す断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の保護膜形成工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の保護膜形成工程を示す断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第３導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第３導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態による液晶表示装置製造方法の第３導電パターン形成工程を示す断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による弾性層形成工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の一実施形態による第２基板製造方法の工程を説明する断面図である。
【図２４】本発明の一実施形態による第２基板製造方法の工程を説明する断面図である。
【図２５】本発明の一実施形態による第２基板製造方法の工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  第１基板、
２  第２基板、
１１  ゲートライン、
１２  データライン、
１３  半導体層、
１４  ソース電極、
１５  ドレイン電極、
１８  画素電極、
２０  タッチセンサ、
２１  第１導電ライン、
２２  第２導電ライン、
２３  第１導電パッド、
２４  第２導電パッド、
２５  連結電極、
３０  間隔維持領域、
３２  間隔維持層、
４０  センシング領域、
４２  感知溝、
５１  コラムスペーサ、
５２  共通電極。
【図１】
2008146077.tif 000003
【図２】
2008146077.tif 000004
【図３】
2008146077.tif 000005
【図４】
2008146077.tif 000006
【図５】
2008146077.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008146077.tif 000009
【図８】
2008146077.tif 000010
【図９】
2008146077.tif 000011
【図１０】
2008146077.tif 000012
【図１１】
2008146077.tif 000013
【図１２】
2008146077.tif 000014
【図１３】
2008146077.tif 000015
【図１４】
2008146077.tif 000016
【図１５】
2008146077.tif 000017
【図１６】
2008146077.tif 000018
【図１７】
2008146077.tif 000019
【図１８】
2008146077.tif 000020
【図１９】
2008146077.tif 000021
【図２０】
2008146077.tif 000022
【図２１】
2008146077.tif 000023
【図２２】
2008146077.tif 000024
【図２３】
2008146077.tif 000025
【図２４】
2008146077.tif 000026
【図２５】
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