JP2008097009A - 表示パネル及びこれの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1ベース基板には多数の画素領域が定義され、貯蔵電極は、各画素領域を貫通するように第1ベース基板上に備えられる。絶縁膜は、第1ベース基板上に備えられて貯蔵電極をカバーし、貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成される。画素電極は、絶縁膜上に備えられて、貯蔵電極と対向する。第1ベース基板と対向する第2ベース基板上には突出部が備えられる。突出部は、貯蔵電極が形成された領域で第1ベース基板の方に突出して、絶縁膜の陥没により増加した表示パネルのセルギャップを補償する。したがって、貯蔵電極が形成された領域でのセルギャップを減少させて、表示パネルに充填される全体液晶量を節減することができる。
【選択図】図1
Description
アレイ基板は、画像をディスプレイする最小単位である複数の画素からなる。画素のそれぞれは、ゲートライン、データライン、薄膜トランジスタ、貯蔵電極及び画素電極を備える。ゲートラインとデータラインは、ゲート信号とデータ信号をそれぞれ受信し、薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極とそれぞれ電気的に連結される。画素電極は、薄膜トランジスタのドレイン電極と電気的に連結される。
前記のアレイ基板は、5枚のマスクを用いる方法または4枚のマスクを用いる方法で製造することができる。5枚のマスクを用いる方法では、薄膜トランジスタのアクティブ層とオーミックコンタクト層をパターニングするマスクとソース及びドレイン電極をパターニングするマスクが別個に備えられる。一方、4枚のマスクを用いる方法の場合、薄膜トランジスタのアクティブ層、オーミックコンタクト層、ソース及びドレイン電極は、1枚のマスクを用いて同時にパターニングされる。よって、5枚のマスクを用いる方法より4枚のマスクを用いる方法の製造工程が単純化される。
本発明の他の目的は、前記表示パネルの製造方法を提供することにある。
前記アレイ基板は、多数の画素領域が定義された第1ベース基板、貯蔵電極、絶縁膜及び画素電極からなる。前記貯蔵電極は、前記各画素領域内で前記第1ベース基板上に備えられ、前記絶縁膜は、前記貯蔵電極をカバーし、前記各画素領域のうち前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成される。前記画素電極は、前記絶縁膜上に備えられ、前記貯蔵電極と対向する。
本発明の表示パネル及びこれの製造方法によれば、アレイ基板側の絶縁膜は、貯蔵電極が形成された領域に対応して陥没した構造からなり、対向基板側には、絶縁膜の陥没した部分に対応してアレイ基板の方に突出した突出部が備えられる。
なお、絶縁膜は、前記貯蔵電極をカバーし、前記各画素領域のうち前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成される。よって、誘電体の厚さに比例する貯蔵キャパシタCstの静電容量を増加することができる。
発明3は、発明2において、前記突出部は、前記第1ブラックマトリックスと同一な物質からなる第2ブラックマトリックスを含むことを特徴とする。突出部は、第1ブラックマトリックスと同一な物質である第2ブラックマトリックスで形成されるため、突出部を第1ブラックマトリックスと同一の工程で製造することができる。よって、製造工程を簡略化することができる。
発明5は、発明4において、前記突出部は、前記色画素と前記第2ブラックマトリックスの間に備えられ、隣接する色画素のうち何れか一つの色画素と同一なダミー色画素をさらに含むことを特徴とする。ダミー色画素は、隣接する画素領域に備えられる色画素の一つであって、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。
発明7は、発明6において、前記突出部は、前記色画素と前記第2ベース基板の間に備えられ、隣接する色画素のうち一つの選択された色画素と同一な第1ダミー色画素を含むことを特徴とする。よって、突出部は、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。
発明9は、発明6において、前記対向基板は、前記カラーフィルタ層上に備えられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極の間に介在されて、前記画素電極と前記共通電極の間にギャップを形成するギャップ維持パターンと、をさらに含むことを特徴とする。
発明11は、発明1において、前記突出部は、前記絶縁膜の陥没した深さより小さいか同一な高さを有することを特徴とする。これにより、アレイ基板と対向基板のセルギャップが補償されることで、表示パネルは均一なセルギャップを有することができる。また、絶縁膜の陥没した構造により増加した液晶量が、突出部の体積だけ減少することで、前記表示パネルに充填される全体液晶量を節減することができる。
発明13は、発明1において、前記画素電極は、第1画素電圧が印加される第1サブ画素電極と、前記第1画素電圧より低い第2画素電圧が印加される第2サブ画素電極と、からなることを特徴とする。第1及び第2画素電極に印加される電圧が異なることで、第1及び第2画素電極上で液晶の配列が異なる。その結果、該当領域で互いに異なる光特性が表れ、相互補償作用により前記表示パネルの画質(例えば、側面視野角)が改善されることができる。
発明15は、発明14において、前記対向基板は、前記画素電極と対向する共通電極をさらに含み、前記共通電極には多数の第2開口パターンが形成され、前記第2開口パターンは前記第1開口パターンと相違する位置に形成されて、前記多数のドメインを再分割することを特徴とする。
本発明18に係る表示パネルの製造方法で、画素領域が定義された第1ベース基板上には、ゲート電極及び貯蔵電極が形成される。前記第1ベース基板上に、前記ゲート電極及び貯蔵電極をカバーするゲート絶縁膜が形成される。前記ゲート絶縁膜上に、アクティブパターン、オーミックコンタクトパターン、前記オーミックコンタクトパターンと同一なパターンからなるソース及びドレイン電極が形成される。前記ソース及びドレイン電極をカバーし、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる絶縁膜が形成され、前記絶縁膜上には画素電極を形成される。前記第1ベース基板と対向する第2ベース基板上に、前記貯蔵電極が形成された領域に対応する突出部が形成される。前記第1及び第2ベース基板は互いにアセンブリされ、前記第1及び第2ベース基板の間に液晶層を形成される。
発明20は、発明19において、前記第2ベース基板上に、多数の色画素のうち選択された一つの色画素からなるカラーフィルタ層を形成するステップをさらに含み、前記突出部を形成するステップは、前記貯蔵電極が形成された領域に対応して、前記カラーフィルタ層上に、前記多数の色画素のうち前記選択された色画素を除く他の色画素を形成するステップをさらに含むことを特徴とする。
図1は、本発明の一実施の形態に係る表示パネルの平面図であり、図2は、図1のI−I’線及びII−II’線断面図である。
図1及び図2に示すように、表示パネル100は、アレイ基板110、前記アレイ基板110と対向して結合するカラーフィルタ基板120及び前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120の間に介在された液晶層からなる。
具体的に、前記第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3は第1方向D1に延長され、前記第1及び第2データラインDL1、DL2は、前記第1方向D1と直交する第2方向D2に延長される。よって、前記第1ベース基板111の画素領域は、前記第2及び第3ゲートラインGL2、GL3、第1及び第2データラインDL1、DL2により直四角形形態になる。ここで、前記第1及び第2データラインDL1、DL2は、前記第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3と相違する層に備えられて、互いに電気的に絶縁される。
前記第1薄膜トランジスタ112は、第1ゲート電極112a、第1アクティブパターン112b、第1オーミックコンタクトパターン112c、第1ソース電極112d及び第1ドレイン電極112eを含む。
前記第1及び第2薄膜トランジスタ112、113は、同一な断面構造を有する。図2では、第1薄膜トランジスタ112の切断面だけを図示しているが、前記第2薄膜トランジスタ113もそれと同一な構造を有する。
前記画素電極118は、前記貯蔵電極117と対向して貯蔵キャパシタCstを形成する。ここで、前記画素電極118と前記貯蔵電極117との間に介在された前記有機絶縁膜116、前記保護膜115及び前記ゲート絶縁膜114は、誘電体として作用する。このとき、前記貯蔵電極117が形成された領域で、前記有機絶縁膜116が完全に除去されるか、薄い厚さを有するよう部分的に除去される。これで、誘電体の厚さに比例する前記貯蔵キャパシタCstの静電容量が増加することができる。
図1に示すように、前記第1サブ画素電極118aは、横たわるV字の形状からなり、前記貯蔵電極117とと一部分重なっている。また、前記第1サブ画素電極118aは、前記貯蔵電極117を基準に、前記第1方向D1に対称の構造を有する。前記第1サブ画素電極118aが形成されない他の画素領域PAには、前記第2サブ画素電極118bが形成される。
一方、前記カラーフィルタ基板120は、第2ベース基板121、第1ブラックマトリックス122、カラーフィルタ層123、共通電極124、第1突出部125及びコラムスペーサ135を含み、前記アレイ基板110と対向して結合する。
前記共通電極124は、前記カラーフィルタ層123上に均一な厚さで形成される。前記共通電極124には、互いに所定間隔で離隔する多数の第2開口パターン124aが形成される。また、前記画素電極118に形成された一つの第1開口パターン118cは、互いに隣接する二つの第2開口パターン124aの間に配置される。よって、前記画素領域PAは、前記第1及び第2開口パターン118c、124aにより多数のドメイン(本発明の一例として、18個のドメイン)に分割される。
前記コラムスペーサ135は、前記共通電極124上に備えられ、前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120が対向して結合されると、前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120を離隔させる。よって、前記コラムスペーサ135により形成された前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120との間には離隔空間が形成され、前記離隔空間には液晶が充填される。
本発明の一例として、前記第1突出部125は、前記第1ブラックマトリックス122と同一な遮光性物質からなって同時にパターニングされる第2ブラックマトリックスからなる。前述したように、前記貯蔵電極117が形成された領域は、前記貯蔵電極117により光が透過できない領域である。よって、前記貯蔵電極117が形成された領域で前記第1突出部125を前記第2ブラックマトリックスで形成しても、前記表示パネル100の開口率は低下しない。
このように、前記貯蔵電極117が形成された領域に対応して前記カラーフィルタ基板120に前記第1突出部125を備えることにより、前記貯蔵電極117が形成された領域で液晶層の厚さを減少させることができる。その結果、前記表示パネル100に介在される液晶の全体体積が減少し、それによって液晶量を節減することができる。
図3に示すように、貯蔵電極117が形成された領域で、カラーフィルタ基板120に備えられる第2突出部126は、第2ブラックマトリックス126a及びダミー色画素126bからなる。
図4は、本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図であり、図5は、本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。但し、図4及び図5に図示された構成要素のうち、図2に図示された構成要素と同一な構成要素には同一な参照符号を付け、それについての具体的な説明は省略する。
前記第1ダミー色画素は、隣接する画素領域に備えられる色画素の一つであって、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。本発明の一例として、前記第1ダミー色画素は、赤色画素Rからなり得る。
図6は、本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。但し、図6に図示された構成要素のうち、図2に図示された構成要素と同一な構成要素には同一な参照符号を付け、それについての具体的な説明は省略する。
図7は、本発明の他の実施の形態に係る表示パネルの平面図である。
図7に示すように、本発明の他の実施の形態に係る表示パネル200は、第1及び第2データラインDL1、DL2、第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3を含む。前記第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3は、第1方向D1に延長され、前記第1及び第2データラインDL1、DL2は、前記第1方向1と直交する第2方向D2に延長される。
前記画素電極218は、第1及び第2サブ画素電極218a、218bからなる。前記第1サブ画素電極218aは、横たわるV字の形状からなり、前記中間地点を基準に上下対称構造を有する。前記第1サブ画素電極218aが形成されない他の領域には、前記第2サブ画素電極218bが形成される。前記第1サブ画素電極218aは、前記第1薄膜トランジスタ212と電気的に連結され、前記第2サブ画素電極218bは、前記第2薄膜トランジスタ213と電気的に連結され、前記第1及び第2サブ画素電極218a、218bは互いに電気的に絶縁される。
図7では、前記画素電極218がジグザグ形状に折曲された構造で、前記貯蔵電極217が形成された領域に対応して第4ブラックマトリックス225が形成された構造を提示している。しかし、図3〜図6に図示されたように、前記貯蔵電極217が形成された領域に対応して、様々な構造の突出部が備えられることができる。
図8Aに示すように、第1ベース基板111上にゲート金属膜を形成した後、第1マスク(図示せず)を用いてパターニングして、第1ゲート電極112aと貯蔵電極117が形成される。前記ゲート金属膜は、銅、アルミニウム、銀、クロム系列の金属やこれらの合金を蒸着して形成され、パターニング工程で前記ゲート金属膜はエッチング液を用いるウェットエッチングによりエッチングされることができる。
その後、前記感光膜パターンをエッチングマスクとして、前記データ金属膜119c、オーミックコンタクト膜119b及びアクティブ膜119aがエッチングされる。前記のエッチング工程により、データ金属膜パターン、予備オーミックコンタクトパターン及びアクティブパターン112bが形成される。前記データ金属膜パターン、予備オーミックコンタクトパターン及びアクティブパターン112bは、同一パターンで形成される。
図8Cに示すように、データ導電膜パターン及び予備オーミックコンタクトパターンがエッチングされて、第1ゲート電極112a上には、第1ソース電極112dと第1ドレイン電極112eが形成される。また、予備オーミックコンタクトパターンがエッチングされてオーミックコンタクトパターン112cが形成される。前記オーミックコンタクトパターン112cが二つの部分に分離され、それぞれ前記第1ソース電極112d及び第1ドレイン電極112eとコンタクトされる。前記オーミックコンタクトパターン112cの下部には、前記アクティブパターン112bが形成される。
図8Dに示すように、前記第1薄膜トランジスタ112及びゲート絶縁膜114上には、第1透明絶縁膜119e及び第2透明絶縁膜119fが形成される。前記第2透明絶縁膜119fは、アクリル成分の樹脂からなり、露光及び現像が可能であるように、感光性を有する。前記第2透明絶縁膜119fは、ポジティブタイプまたはネガティブタイプの感光性を有することができるが、以下では、ポジティブタイプの感光性を有する場合を例として説明する。
その後、現像工程により、前記第2透明絶縁膜119fが前記透光部OP1に対応して完全に除去することで、第1開口部116aが形成され、前記スリット透光部SL1に対応して部分的に除去される。それによって、第1溝116bが形成された有機絶縁膜パターン119gが形成される。ここで、前記第1溝116bは、前記貯蔵電極117が形成された領域に対応して形成される。その後、前記有機絶縁膜パターン119gをエッチングマスクとして、前記第1透明絶縁膜119eをエッチングする。
前記第1サブ画素電極118aは、前記第1コンタクトホールH1を介して前記第1薄膜トランジスタ112の第1ドレイン電極112eと電気的に連結される。また、前記第1サブ画素電極118aは、前記貯蔵電極117と対向する。前記貯蔵電極117が形成された領域で、前記有機絶縁膜116、保護膜115及びゲート絶縁膜114は、誘電体として利用される。
図8Hに示すように、第2ベース基板121上には、クロムまたは有機BMからなる遮光膜(図示せず)を形成し、その後、前記遮光膜をパターニングして、第1及び第2ブラックマトリックス122、125を形成する。前記第1ブラックマトリックス122は、第1データラインDL1及び第1薄膜トランジスタ112が形成された位置に対応して形成され、前記第2ブラックマトリックス125は、貯蔵電極117が形成された位置に対応して形成される。
図8Kに示すように、前記共通電極124上には、既設定のセルギャップと同一な厚さを有する離隔絶縁膜(図示せず)が塗布され、その後、前記離隔絶縁膜をパターニングして、コラムスペーサ135を形成する。前記離隔絶縁膜は、感光膜からなり得る。図8Kを参照すると、前記コラムスペーサ135は、前記第1ブラックマトリックス122が形成された領域に形成される。したがって、前記表示パネル100(図1参照)の開口率が前記コラムスペーサ135により低下することを防止できる。
110 アレイ基板
112 第1薄膜トランジスタ
113 第2薄膜トランジスタ
116 有機絶縁膜
118a 第1サブ画素電極
118b 第2サブ画素電極
120 カラーフィルタ基板
122 第1ブラックマトリックス
123 カラーフィルタ層
124 共通電極
125 第2ブラックマトリックス
Claims (21)
- 多数の画素領域が定義された第1ベース基板と、前記各画素領域内で前記第1ベース基板上に備えられた貯蔵電極と、前記貯蔵電極をカバーし、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に備えられ、前記貯蔵電極と対向する画素電極とを含むアレイ基板と、
前記第1ベース基板と対向する第2ベース基板と、前記第2ベース基板上に備えられ、前記貯蔵電極が形成された領域に対応して前記第1ベース基板の方に突出した突出部とを含む対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板の間に介在された液晶層と、を含むことを特徴とする表示パネル。 - 前記対向基板は、前記第2ベース基板上に備えられ、前記各画素領域の周辺部に形成された第1ブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
- 前記突出部は、前記第1ブラックマトリックスと同一な物質からなる第2ブラックマトリックスを含むことを特徴とする請求項2に記載の表示パネル。
- 前記対向基板は、前記各画素領域に備えられる色画素からなるカラーフィルタ層をさらに含み、
前記色画素は、前記貯蔵電極が形成された領域で、前記第2ブラックマトリックスをカバーすることを特徴とする請求項3に記載の表示パネル。 - 前記突出部は、前記色画素と前記第2ブラックマトリックスの間に備えられ、隣接する色画素のうち何れか一つの色画素と同一なダミー色画素をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の表示パネル。
- 前記対向基板は、前記各画素領域に対応して備えられる色画素からなるカラーフィルタ層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
- 前記突出部は、前記色画素と前記第2ベース基板の間に備えられ、隣接する色画素のうち一つの選択された色画素と同一な第1ダミー色画素を含むことを特徴とする請求項6に記載の表示パネル。
- 前記突出部は、前記色画素上に備えられ、前記隣接する色画素のうち前記選択された色画素を除く他の一つの色画素と同一な第2ダミー色画素をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の表示パネル。
- 前記対向基板は、
前記カラーフィルタ層上に備えられた共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極の間に介在されて、前記画素電極と前記共通電極の間にギャップを形成するギャップ維持パターンと、をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の表示パネル。 - 前記突出部は、前記ギャップ維持パターンと同一な工程により前記共通電極上に形成されたダミーギャップ維持パターンからなることを特徴とする請求項9に記載の表示パネル。
- 前記突出部は、前記絶縁膜の陥没した深さより小さいか同一な高さを有することを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
- 前記絶縁膜は、
前記貯蔵電極をカバーするゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に備えられた保護膜と、
前記保護膜上に備えられ、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる有機絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。 - 前記画素電極は、
第1画素電圧が印加される第1サブ画素電極と、
前記第1画素電圧より低い第2画素電圧が印加される第2サブ画素電極と、からなることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。 - 前記画素電極には、前記第1及び第2サブ画素電極を電気的に分離し、前記画素電極を多数のドメインに分割する多数の第1開口パターンが形成されることを特徴とする請求項13に記載の表示パネル。
- 前記対向基板は、前記画素電極と対向する共通電極をさらに含み、
前記共通電極には多数の第2開口パターンが形成され、前記第2開口パターンは前記第1開口パターンと相違する位置に形成されて、前記多数のドメインを再分割することを特徴とする請求項14に記載の表示パネル。 - 前記アレイ基板は、
第1ゲートラインと、
前記第1ゲートラインと所定間隔で離隔する第2ゲートラインと、
前記第1及び第2ゲートラインと絶縁されて交差するデータラインと、
前記第1ゲートラインと前記データラインに電気的に連結されて、前記第1画素電圧を出力する第1薄膜トランジスタと、
前記第2ゲートラインと前記データラインに電気的に連結されて、前記第2画素電圧を出力する第2薄膜トランジスタと、をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の表示パネル。 - 前記第1サブ画素電極は、前記第1薄膜トランジスタの出力電極に電気的に連結されて、前記第1画素電圧を受信し、
前記第2サブ画素電極は、前記第2薄膜トランジスタの出力電極に電気的に連結されて、前記第2画素電圧を受信することを特徴とする請求項16に記載の表示パネル。 - 画素領域が定義された第1ベース基板上に、ゲート電極及び貯蔵電極を形成するステップと、
前記第1ベース基板上に、前記ゲート電極及び貯蔵電極をカバーするゲート絶縁膜を形成するステップと、
前記ゲート絶縁膜上に、アクティブパターン、オーミックコンタクトパターン、前記オーミックコンタクトパターンと同一なパターンからなるソース及びドレイン電極を形成するステップと、
前記ソース及びドレイン電極をカバーし、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる絶縁膜を形成するステップと、
前記絶縁膜上に画素電極を形成するステップと、
前記第1ベース基板と対向する第2ベース基板上に、前記貯蔵電極が形成された領域に対応する突出部を形成するステップと、
前記第1及び第2ベース基板をアセンブリするステップと、
前記第1及び第2ベース基板の間に液晶層を形成するステップと、を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。 - 前記突出部を形成するステップは、
前記第2ベース基板上に遮光膜を塗布するステップと、
前記遮光膜をパターニングして、前記画素領域の周辺部に対応する第1ブラックマトリックス及び前記貯蔵電極が形成された領域に対応する第2ブラックマトリックスを形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項18に記載の表示パネルの製造方法。 - 前記第2ベース基板上に、多数の色画素のうち選択された一つの色画素からなるカラーフィルタ層を形成するステップをさらに含み、
前記突出部を形成するステップは、
前記貯蔵電極が形成された領域に対応して、前記カラーフィルタ層上に、前記多数の色画素のうち前記選択された色画素を除く他の色画素を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の表示パネルの製造方法。 - 前記カラーフィルタ層及び前記突出部上に共通電極を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の表示パネルの製造方法。
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