JP2015075767A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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相 明 李
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Abstract

【課題】配向膜の均一性を高め、配向膜を表示領域の周縁まで到達するように塗布した場合でも密封材と配向膜の接触が生じない液晶表示装置を提供し、また、配向膜の塗布後、配向膜のパターニング工程時間を削減して製造時間を短縮できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による液晶表示装置は、第1配向膜を含む下部表示板と、前記下部表示板に対向して、前記下部表示板の信号線の端部を露出する上部表示板と、前記下部表示板及び前記上部表示板の間に位置して、前記下部表示板及び前記上部表示板を結合させる密封材と、を含み、前記第1配向膜は、前記信号線の端部に重なる第1除去領域と、前記密封材と重なる第2除去領域の間に配置する塗布領域を含む。【選択図】図1

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に係わり、特に配向膜パターンを含む液晶表示装置及びその製造方法に関する。
平板表示装置は、画面のサイズに比べて厚さが薄い表示装置をいい、幅広く使用される平板表示装置としては液晶表示装置(liquid crystal display)、有機発光表示装置(organic light emitting display)、電気泳動表示装置(electrophoretic display)、及び電気湿潤表示装置(electrowetting display)などがある。
表示装置の一例として、液晶表示装置は、現在、幅広く使用されている平板表示装置の一つであって、画素電極と共通電極など電界生成電極(electric field generating electrode)と配向膜(alignment film)が形成されている二枚の表示板、二つの表示板の間に挿入されている液晶層、及び色表示のための複数のカラーフィルタを含む。配向膜は液晶分子の初期配向を決定し、電界生成電極は電界を生成して液晶層の液晶分子の配向を変える。このような液晶表示装置において、液晶層を通過する入射光は液晶分子の配向によってその偏光状態が変化し、このような偏光の変化は、該液晶表示装置を挟んで形成された偏光板(polarizer)によって光の透過率の変化として現れる。
液晶表示装置の製造方法の一例について簡単に説明すれば、下部母基板の上に複数の信号線、複数のスイッチング素子、及び複数の画素電極などを形成し、別途の上部母基板を備える。次に、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布する。以降、硬化した配向膜をラビングして配向膜の高分子鎖が特定方向に整列するようにする。次に、下部母基板又は上部母基板の上に短絡部(short_point)及びシーラント(sealant、密封材)を形成し、それと同一の母基板又は異なる母基板の上にインクジェット方法などを利用して液晶を滴下する。次に、下部母基板及び上部母基板を合着した後、セル単位に切断して液晶表示装置を製造する。これとは異なり、下部母基板及び上部母基板を各々セル単位に切断して複数の下部表示板及び上部表示板を形成した後、各下部表示板及び各上部表示板を互いに合着することもできる。
配向膜は、完成された液晶表示装置で初期液晶分子の配列状態を決定する。配向膜を塗布する方法としてはインクジェットプリンティング、スピンコーティングなどがある。例えば、インクジェット方法を利用して配向膜をセルの表示領域に塗布する場合、塗布された配向膜の周縁の広がり程度が不均一になる場合がある。その際、配向膜が密封材(seal、シーラント)と接触するか、又は映像を表示する表示領域の周縁まで到達しないように塗布される場合がある。後者のように、配向膜が表示領域の周縁部分まで塗布されない場合、液晶分子の配向が制御されないので、表示不良が生じる恐れがある。
これら問題点を防止するために、配向膜の塗布領域のマージンを大きくすると、表示領域と密封材との距離が増加して、液晶表示装置の表示領域を除いた周縁部分の幅が大きくなってしまう。
本発明の目的は、配向膜の均一性を高め、配向膜を表示領域の周縁まで到達するように塗布した場合でも密封材と配向膜の接触が生じないようにすることにある。
また、本発明の他の目的は、配向膜の塗布後、配向膜のパターニング工程時間を減らすことにより、液晶表示装置の製造時間を短縮することにある。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、第1配向膜及び信号線を含む下部表示板と、前記下部表示板に対向して、前記下部表示板の前記信号線の端部を露出する上部表示板と、前記下部表示板及び前記上部表示板の間に位置して、前記下部表示板及び前記上部表示板を結合させる密封材と、を含み、前記第1配向膜は、前記信号線の端部に重なる第1除去領域及び前記密封材に重なる第2除去領域の間に位置する塗布領域を含み、前記第1除去領域及び前記第2除去領域の何れにも前記第1配向膜は存在しない。
前記上部表示板は第2配向膜を含み、前記第2配向膜は前記密封材に重なる第3除去領域を含み、前記第3除去領域は平面視図上において前記第1除去領域と離隔してもよい。
前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも一つは、互いに実質的に垂直に延在して交差する第1直線部及び第2直線部を含み、前記第1直線部及び前記第2直線部は互いに交差する領域において、「┼」、「┤」、又はその回転した形態、若しくは、「┐」、又はその回転した形態の何れか一つの形態を有して交差してもよい。
前記第2配向膜は、前記第3除去領域及び、前記第3除去領域に隣接した前記上部表示板の周縁の間に位置する塗布領域を含んでもよい。
前記第1除去領域及び、前記第1除去領域に隣接した前記下部表示板の周縁の間に前記第1配向膜の塗布領域を配置してもよい。
前記第1除去領域は、前記下部表示板の第1周縁から前記第1周縁に対向する第2周縁まで連続的に直線形態に延在してもよい。
前記第3除去領域は、前記上部表示板の第3周縁から前記第3周縁に対向する第4周縁まで連続的に直線形態に延在してもよい。
前記第2除去領域は、前記第1除去領域と実質的に垂直に交差してもよい。
前記第2除去領域は、前記下部表示板の前記第1周縁から前記第2周縁まで連続的に直線形態に延在してもよい。
前記第1直線部及び前記第2直線部のうちの少なくとも一つの幅は一定であってもよい。
前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも二つの幅は互いに実質的に同一であってもよい。
前記第1配向膜の塗布領域及び前記第2配向膜の塗布領域は前記密封材に重ならず、0以上の距離をおいて離隔してもよい。
前記密封材に重なり、前記下部表示板及び前記上部表示板の間を電気的に接続する短絡部をさらに含み、前記短絡部は前記第2除去領域及び前記第3除去領域と重なってもよい。
前記信号線は複数の信号線を含み、前記第1除去領域は、前記複数の信号線の端部に各々重なり、互いに分離されている複数の除去部を含み、前記隣接する除去部の間には前記第1配向膜の塗布領域が位置してもよい。
前記上部表示板は第2配向膜を含み、前記第2配向膜は前記密封材と重なる第3除去領域を含み、前記第3除去領域は平面視図上前記第1除去領域と離隔してもよい。
前記第2除去領域及び前記第3除去領域のうちの少なくとも一つは、互いに実質的に垂直に延在して交差する第1直線部及び第2直線部を含み、前記第1直線部及び前記第2直線部は互いに交差する領域において、「┼」、「┤」、又はその回転した形態、若しくは、「┐」、又はその回転した形態の何れか一つの形態を有して交差してもよい。
前記第3除去領域は、前記上部表示板の第3周縁から前記第3周縁に対向する第4周縁まで連続的に直線形態に延在してもよい。
前記第2除去領域は、前記下部表示板の第1周縁から前記第1周縁と対向する第2周縁まで連続的に直線形態に延在してもよい。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法は、下部母基板の上に端部を含む複数の信号線を形成する段階と、前記下部母基板の上に第1配向膜を塗布する段階と、レーザビームを利用して前記第1配向膜をパターニングして、前記信号線の端部に重なる第1除去領域及び前記第1除去領域に隣接して平行に延在して前記第1除去領域から離隔している第2除去領域を形成する段階と、前記下部母基板又は上部母基板の上に前記第2除去領域に重なる密封材を形成する段階と、を含む。
前記上部表示板の上に第2配向膜を塗布する段階と、前記レーザビームを利用して前記第2配向膜をパターニングして、前記密封材に重なって前記第1除去領域から離隔している第3除去領域を形成する段階と、をさらに含んでもよい。
前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも一つは、互いに実質的に垂直に延在して交差する第1直線部及び第2直線部を含み、前記第1直線部及び前記第2直線部は互いに交差する領域において、「┼」、「┤」、又はその回転した形態、若しくは、「┐」、又はその回転した形態の何れか一つの形態を有して交差してもよい。
前記レーザビームは、互いに直交する方向に移動しながらレーザビームを照射する第1レーザビーム照射部及び第2レーザビーム照射部を含んでもよい。
前記レーザビームは、前記下部母基板又は前記上部母基板の第1周縁から前記第1周縁と対向する第2周縁まで連続的に直線形態に移動しながらレーザビームを照射してもよい。
前記レーザビームは、前記下部母基板又は前記上部母基板の前記第1周縁から前記第2周縁まで直線形態に移動しながら間歇的にレーザビーム照射を中断してもよい。
前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも二つの幅は互いに実質的に同一であってもよい。
前記下部母基板及び前記上部母基板を各々セル単位に切断して複数の下部表示板及び複数の上部表示板を形成する段階と、前記下部表示板及び前記上部表示板を合着する段階と、をさらに含んでもよい。
本発明の実施形態によれば、液晶表示装置において、第1配向膜は信号線の端部に重なる第1除去領域と密封材に重なる第2除去領域との間に位置する塗布領域を含んでいるので、配向膜の均一性を高め配向膜を表示領域の周縁まで到達するように塗布した場合でも密封材と配向膜の接触が生じないようにできる。また、液晶表示装置の製造過程において、配向膜を塗布した後、配向膜のパターニング工程時間を減らすことにより、液晶表示装置の製造時間を短縮できる。
本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 図1の一部拡大図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示領域の配置図である。 図1に示した液晶表示装置のIII−III線に沿った断面図の一例である。 図1に示した液晶表示装置のIV−IV線に沿った断面図の一例である。 図1に示した液晶表示装置のV−V線に沿った断面図の一例である。 図1に示した液晶表示装置のVI−VI線に沿った断面図の一例である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図9に示した液晶表示装置のVIII−VIII線に沿った断面図の一例である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図である。 図11に示した液晶表示装置のX−X線に沿った断面図の一例である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図の一例である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の下部表示板の平面図である。 図14の一部拡大図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布してパターニングする段階を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布してパターニングする段階を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布してパターニングする段階を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布してパターニングする段階を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布してパターニングする段階を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布してパターニングする段階を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布してパターニングする段階を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法でレーザを利用して配向膜を選択的に除去する方法を示した断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で下部母基板及び上部母基板をセル単位に切断して生成した下部表示板又は上部表示板を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で下部母基板及び上部母基板をセル単位に切断して生成した下部表示板又は上部表示板を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で下部母基板及び上部母基板をセル単位に切断して生成した下部表示板又は上部表示板を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で下部母基板及び上部母基板をセル単位に切断して生成した下部表示板又は上部表示板を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で下部母基板及び上部母基板をセル単位に切断して生成した下部表示板又は上部表示板を示した配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法でレーザを利用して選択的に除去された配向膜の断面図である。
添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるというとき、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるというときには、中間に他の部分がないことを意味する。
最初に、図1乃至図8を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。
図1及び図2は、各々本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図であり、図3は、図1の一部拡大図であり、図4は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示領域の配置図であり、図5は、図1に示した液晶表示装置のIII−III線に沿った断面図の一例であり、図6は、図1に示した液晶表示装置のIV−IV線に沿った断面図の一例であり、図7は、図1に示した液晶表示装置のV−V線に沿った断面図の一例であり、図8は、図1に示した液晶表示装置のVI−VI線に沿った断面図の一例である。
図1を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示板300は、平面構造から見れば、映像が表示される領域である表示領域DA、及び表示領域の周辺に位置した周辺領域PAを含む。図5乃至図8に示した断面構造から見れば、本発明の一実施形態による表示板300は、互いに対向する下部表示板100と上部表示板200、及びそれらの間に挿入されている液晶層3を含む。
図1、図2及び図4を参照すれば、表示領域DAは複数の信号線(signal line)121(図4では、G1〜Gn)、171(図4では、D1〜Dm)、及びこれに接続してほぼ行列状に配列された複数の画素(pixel)PXを含む。
信号線は下部表示板100に備えられており、ゲート信号(「走査信号」ともいう)を伝達する複数のゲート線(gate line)121(図4では、G1〜Gn)、及びデータ電圧を伝達する複数のデータ線(data line)171(図4では、D1〜Dm)を含む。ゲート線G1〜Gnは、ほぼ(実質的に)行方向に延在して、互いにほぼ平行であり、データ線D1〜Dmは、ほぼ列方向に延在して、互いにほぼ平行である。図面において、行方向はx方向として示し、列方向はx方向とほぼ直交するy方向として示す。
各画素PXは、少なくとも一つのゲート線(G1〜Gnの何れか)及び少なくとも一つのデータ線(D1〜Dmの何れか)に接続されたスイッチング素子(図示せず)、及びスイッチング素子と接続されている少なくとも一つの画素電極(pixel electrode)191(例えば、後述する図9を参照)を含む。図7又は図8を合わせて参照すれば、各画素PXは、画素電極191と共に電界を生成する対向電極270(例えば、後述する図7を参照)、及び画素電極191と対向電極270との間に配置する液晶層3をさらに含む。スイッチング素子は少なくとも一つの薄膜トランジスタを含む。対向電極270は共通電圧を伝達し、下部表示板100又は上部表示板200に配置される。図1乃至図8に示した実施形態では、対向電極270を上部表示板200に配置する場合を示したが、これに限定されず、対向電極270は下部表示板100に配置してもよい。
色表示を実現するためには各画素PXが原色(primary color)のうちの一つを固有に表示するか(空間分割)、又は各画素PXが時間によって交互に原色のうちの一つを表示して(時間分割)、これら原色の空間的、又は時間的な合計によって所望の色が認識されるようにする。原色の例としては赤色、緑色、青色などの三原色、又は四原色が挙げられる。各画素PXは、各画素電極に対応する所に位置して、原色の何れか一つを示すカラーフィルタをさらに含む。
図1を参照すれば、周辺領域PAにはゲート線121(G1〜Gn)の端部129及びデータ線171(D1〜Dm)の端部179、密封材(sealant)310、及び短絡部(short point)320が配置される。
下部表示板100の周辺領域PAのうち、ゲート線121(G1〜Gn)の端部129及びデータ線171(D1〜Dm)の端部179が位置する領域は、上部表示板200によって覆われずに露出している。
ゲート線121(G1〜Gn)の端部129は、下部表示板100の周辺領域PAの一部、例えば、図1では左側周縁領域に位置する。複数のゲート線121(G1〜Gn)の端部129はほぼy方向に整列している。ゲート線端部129は、他の層又はゲート駆動部(図示せず)との接続のために、ゲート線121(G1〜Gn)の他の部分より幅広である。
図5を参照すれば、端部129を含むゲート線121は、下部表示板100の透明なガラス又はプラスチックなどからなる下部基板110の上に位置する。ゲート線121は金属などの導電性物質を含む。ゲート線121の上には窒化ケイ素(SiNx)又は酸化ケイ素(SiOx)などからなるゲート絶縁膜140が配置される。ゲート絶縁膜140の上には絶縁物質を含む保護膜180が配置される。一方、表示領域DAにおいて、ゲート絶縁膜140と保護膜180との間には薄膜トランジスタ(図示せず)が配置される。ゲート絶縁膜140と保護膜180は、ゲート線121の端部129を露出するコンタクトホール182を含む。コンタクトホール182によって露出したゲート線の端部129の上には接触補助部材82が位置する。接触補助部材82は、ゲート線の端部129から保護膜180の上まで延長される。接触補助部材82はゲート線121の端部129と電気的、物理的に接続し、ITO、IZOなどの導電性物質を含む。
さらに図1を参照すれば、データ線171(D1〜Dm)の端部179は、下部表示板100の周辺領域PAの一部、例えば、上側周縁領域に位置する。複数のデータ線171(D1〜Dm)の端部179はほぼx方向に整列されている。データ線171(D1〜Dm)の端部179は、他の層又はデータ駆動部(図示せず)との接続のために、データ線171(D1〜−Dm)の他の部分より幅広である。
図6を参照すれば、端部179を含むデータ線171は、下部表示板100のゲート絶縁膜140の上に位置する。データ線171は金属などの導電性物質を含む。データ線171の上に保護膜180が配置され、保護膜180はデータ線171の端部179を露出するコンタクトホール187を含む。保護膜180の上に位置する接触補助部材87は、コンタクトホール187を通じてデータ線171の端部179と電気的、物理的に接続される。接触補助部材87はITO、IZOなどの導電性物質を含む。
ゲート駆動部(図示せず)及びデータ駆動部(図示せず)は集積回路チップの形態で下部表示板100の上に直接装着されて、その出力端子が各々接触補助部材82、87と接続するか、又はフレキシブル印刷回路膜(flexible printed circuit film)(図示せず)の上に装着されて、TCP(tape carrier package)の形態で下部表示板100に付着して、その出力端子が接触補助部材82、87と接続される。
これとは異なり、ゲート駆動部又はデータ駆動部のうちの少なくとも一つは、信号線G1〜Gn、D1〜Dm及び薄膜トランジスタなどと共に表示板300に集積される。例えば図2に示すように、ゲート駆動部が、チップ形態で備えられずに下部表示板100に集積される(図示しないが、図2の左側に接する表示板300の延伸部に集積される)。この場合、ゲート線121は、下部表示板100に集積されたゲート駆動部の回路の出力端子に直接接続されるので、図2に示したように、ゲート線121の端部129は省略される。
本発明の他の実施形態によれば、ゲート駆動部及び/又はデータ駆動部は、表示領域DAを基準として下部表示板100の両側に位置される。この場合、図1に示したゲート線121の端部129の一部はゲート線121の右側端に位置し、及び/又はデータ線171の端部179の一部はデータ線171の下側に配置される。
さらに図1又は図2を参照すれば、密封材310は、下部表示板100及び上部表示板200の表示領域DAの周りに形成されており、閉曲線を形成する。図8を参照すれば、密封材310は、下部表示板100及び上部表示板200を結合させて固定し、表示板100、200の間に液晶層3を閉じる。密封材310は透明なものであってもよく、不透明なものであってもよい。不透明な密封材はブラックカーボンなどの顔料を含んでもよい。
図1、図2及び図7を参照すれば、短絡部320は周辺領域PAで表示板100、200の間に位置して、下部表示板100の導電体及び上部表示板200の導電体と接続される。例えば、短絡部320は、下部表示板100から上部表示板200側に、又は上部表示板200から下部表示板100側に共通電圧などの電気信号を伝達する。
さらに具体的に、図7を参照すれば、下部表示板100は、下部基板110の上に位置する共通電圧伝達線131をさらに含む。共通電圧伝達線131の上又は下にはゲート絶縁膜140及び保護膜180が配置され得る。図7は、共通電圧伝達線131の上にゲート絶縁膜140及び保護膜180が順次に積層されている例を示す。このとき、ゲート絶縁膜140及び保護膜180は、共通電圧伝達線131を露出するコンタクトホール183を含む。保護膜180の上には接触補助部材83が配置され、接触補助部材83はコンタクトホール183を通じて共通電圧伝達線131と電気的、物理的に接続される。上部表示板200は、上部基板210の上に位置する対向電極270をさらに含む。短絡部320は下部表示板100の接触補助部材83及び上部表示板200の対向電極270を互いに電気的に接続して、共通電圧伝達線131が伝達する共通電圧Vcomを上部表示板200の対向電極270に伝達できる。
短絡部320は、下部表示板100及び上部表示板200の間の間隔を維持できる導電性柱状の間隔材であるか、又は導電性を有する導電ボールで形成される。導電ボールは、密封材310に内在し得る。
短絡部320は、図1、図2及び図7に示した例では、密封材310が形成された領域と重なる所に位置しているが、これに限定されない。
また、短絡部320は表示板300の構造によっては省略される。
一方、下部表示板100又は上部表示板200は遮光部材(light blocking member)220及びカラーフィルタ230をさらに含み得る。図1乃至図8に示した実施形態ではカラーフィルタ230及び遮光部材220を下部表示板100に配置した例を示す。さらに具体的に、カラーフィルタ230及び遮光部材220は保護膜180の上に位置し。この場合、カラーフィルタ230及び遮光部材220の上には、カラーフィルタ230及び遮光部材220が露出するのを防止する蓋膜(図示せず)がさらに配置される。蓋膜は、無機絶縁膜又は有機絶縁膜で形成される。
カラーフィルタ230は、主に表示領域DAに位置し、原色(primary color)のうちの一つを固有に表示する。原色の例としては赤色、緑色、青色の三原色、黄色(yellow)、青緑色(cyan)、紫紅色(magenta)の三原色、又は四原色などが挙げられる。本発明の他の実施形態によれば、カラーフィルタ230は、このような原色以外に原色の混合色又は白色(white)を表示するカラーフィルタをさらに含み得る。各カラーフィルタ230は画素列又は画素行に沿って長く延在するように形成される。
遮光部材220は、表示領域DA及び周辺領域PAの双方に位置する。遮光部材220はブラックカーボン(black carbon)などの顔料、及び/又は感光性の有機物質を含み得る。
表示領域DAに位置する遮光部材220はブラックマトリックス(black matrix)ともいい、画素PXの間の光漏れを防止する。表示領域DAの遮光部材220は一般に、隣接するカラーフィルタ230の間に位置する部分を含む。
本発明の他の実施形態によれば、遮光部材220は保護膜180の上に位置し、この場合、遮光部材220は下部表示板100と上部表示板200との間隔を維持する着色スペーサをさらに含み得る。
図1乃至図8を参照すれば、本発明の一実施形態による下部表示板100及び上部表示板200の内側面の上には配向膜(alignment layer)11、21が位置し、配向膜11、21はパターニングされて一部領域が除去されている。配向膜11、21は、水平又は垂直配向膜の何れかであるか、又は一定の方向にラビングされている。これとは異なり、配向膜11、21は光反応物質を含んで光配向される場合もある。
配向膜11、21はポリイミド(polyimide、PI)などの配向膜材料を含む。配向膜11、21は、下部基板110及び上部基板210又はこれらの母基板上の全面の上に、インクジェットプリンティング又はスピンコーティングなどの方法で配向膜材料と溶媒を含む配向液を塗布して乾燥した後、パターニングして形成される。配向膜11、21のパターニングには例えばレーザビームを利用する。
下部表示板100の配向膜11は、パターニングされて除去された領域である複数の除去領域11xa(2本の境界線11xaにより挟まれた領域、以下同様)、11xb、11xc、11ya、11yb、11ycを含み、除去領域11xa、11xb、11xc、11ya、11yb、11yc以外の領域は、全て配向膜11の塗布領域を形成する。
除去領域11xa及び除去領域11xbは互いに平行に延在して、ほぼx方向に延在する。除去領域11ya及び除去領域11ybは互いに平行に延在して、ほぼy方向に延在する。各除去領域11xa、11xb、11ya、11yb(これらを第2除去領域という)はほぼ直線形態に延在する。x方向に延在する除去領域11xa、11xbは、y方向に延在する除去領域11ya、11ybと各々交差し、互いに交差する除去領域11xa、11xb、11ya、11ybは互いに接続されている。四つの除去領域11xa、11xb、11ya、11ybは合わせて表示領域DAを取り囲んで閉じた領域を形成する。
互いに異なる方向に延在して接触する二つの除去領域11xa、11xb、11ya、11ybは、互いに交差する少なくとも一つの交差領域において、図1及び図2に示したように、「┼」又は「┤」、もしくは、その回転した形態を有する。この場合、図1及び図3を参照すれば、交差する二つの除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの交差領域(例えば、11xaと11ybの交差領域)で互いに相手の反対側にて突出した部分の長さd1は0より大きい。
除去領域11xbとこれと交差する除去領域11ya、11ybの交差領域で除去領域11ya、11ybが突出した部分を含む場合、除去領域11xbと、これと隣接した下部表示板100の周縁との間には配向膜11の塗布領域が存在する。同様に、除去領域11ybと、これと交差する除去領域11xa、11xbの交差領域において、除去領域11xa、11xbが突出した部分を含む場合、除去領域11ybと、これと隣接した下部表示板100の周縁との間には配向膜11の塗布領域が存在する。
しかし、これとは異なり、互いに交差する二つの除去領域11xa、11xb、11ya、11ybは、少なくとも一つの交差領域において、「┐」又はその回転した形態を有してもよい。この場合、突出した部分の長さd1は実質的に0であってもよい。
除去領域(第2除去領域)11xa、11xb、11ya、11ybは密封材310が位置する領域と重なる。さらに具体的に、閉曲線を形成する四つの除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの端部の境界中に密封材310が位置し、密封材310と除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの周縁との間の間隔d2は、0より大きいか0と同じであってもよい。図1、図2、図7及び図8は、密封材310と除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの周縁との間の間隔d2が、0より大きい例を示す。
このように本発明の一実施形態によれば、密封材310と配向膜11の塗布領域が重ならないので、配向膜11の塗布領域と密封材310が重なることによって発生しうる不良、例えば、密封材310の接着力不良、密封材310によって取り囲まれた内部領域への透湿による表示板300の信頼性低下、短絡部320の抵抗増加を防止できる。
除去領域11xcは、除去領域11xaと隣接し、除去領域11xaより外側に位置して除去領域11xaに平行に延在する。除去領域11ycは、除去領域11yaと隣接し、除去領域11yaより外側に位置して除去領域11yaにほぼ平行に延在する。各除去領域11xc、11yc(これらを第1除去領域という)はほぼ直線形態に延在する。二つの除去領域11xc、11ycは互いに交差し、互いに接続されている。
二つの除去領域11xc、11ycは互いに交差し、その交差領域において図1に示したように、「┼」又は「┤」、もしくは、その回転した形態を有してもよい。この場合、除去領域11xc、11ycと、これに各々隣接した下部表示板100の少なくとも二つの周縁との間には配向膜11の塗布領域が存在する。
しかし、これとは異なり、二つの除去領域(第1除去領域)11xc、11ycは、交差領域において、「┐」又はその回転した形態を有してもよい。
除去領域11xcは、データ線171の端部179と接続された接触補助部材87が位置する領域と重なり、除去領域11ycは、ゲート線121の端部129と接続された接触補助部材82が位置する領域と重なる。即ち、接触補助部材82、87は配向膜11の塗布領域によって覆われずに露出した部分を含む。図1、図5及び図6に示した実施形態は、各接触補助部材82、87が全て除去領域11xc、11ycの境界内に位置して、配向膜11の塗布領域によって覆われない例を示す。また、除去領域11xc、11ycは上部表示板200によって覆われずに露出している。配向膜11の除去領域11xc、11ycを通じて接触補助部材82、87はゲート駆動部又はデータ駆動部の出力端子と電気的に接続され、信号の印加を受けることができる。
ゲート駆動部又はデータ駆動部が表示領域DAを基準として下部表示板100の両側に位置する場合、ゲート線121の端部129又はデー線171の端部179は、下部表示板100の両側に対向して位置し、この場合、図示していないが、配向膜11の除去領域11xc、11ycも表示領域DAを基準として下部表示板100の両側に各々位置する。
本発明の一実施形態によれば、互いに隣接して平行に延在する二つの除去領域11ya、11ycの間、又は二つの除去領域11xa、11xcの間の間隔d3は、0より大きい。
このようにして、信号線の端部(パッド領域の接触補助部材82、87)に重なる第1除去領域11xc、11yc、及び、密封材310に重なる第2除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの間に、幅d3の配向膜11の塗布領域を形成する(残す)ことにより、第1、第2除去領域の形成による表示領域DAにおける配向の乱れを抑制すると共に、第2除去領域に配置された密封材310の信号線端部への逸出を防止できる。
即ち、二つの除去領域11ya、11yc又は二つの除去領域11xa、11xcは、各々のレーザビーム照射工程を通して形成されるので、互いに離隔する。このように信号線のパッド領域の接触補助部材82、87と重なる除去領域11xc、11ycと、密封材310と重なる除去領域11xa、11yaを、各々のレーザビーム照射工程を通して形成することにより、レーザビームが照射する領域を削減でき、小さいエネルギでも短時間内で配向膜11をパターニングすることができるので、液晶表示装置の製造時間を短縮するのが可能である。
互いに交差する二つの除去領域11xa、11xb、11ya、11ybがその交差領域で少なくとも一つの突出部を含む場合、除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの突出した部分の長さd1は、図1に示したように、二つの除去領域11ya、11ycの間隔、又は二つの除去領域11xa、11xcの間隔d3より小さくてもよい。この場合、除去領域11xa、11xb、11ya、11ybは除去領域11xc、11ycと接触しない。しかし、これに限定されず、除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの突出した部分の長さd1は、二つの除去領域11ya、11ycの間隔、又は二つの除去領域11xa、11xcの間隔d3より大きいか同じであってもよい。
上部表示板200の配向膜21は、パターニングされて除去された領域である複数の除去領域21xa、21xb、21ya、21yb(これらを第3除去領域という)を含む。除去領域21xa、21xb、21ya、21ybは、各々が対向する配向膜11の除去領域11xa、11xb、11ya、11ybと同一の形状及び同一のサイズを有する。従って、除去領域(第3除去領域)21xa、21xb、21ya、21ybは密封材310が位置する領域と重なり、密封材310と除去領域21xa、21xb、21ya、21ybの周縁との間隔d2は、0より大きいか0と同じであってもよい。図1、図2、図7及び図8は、密封材310と除去領域21xa、21xb、21ya、21ybの周縁との間隔d2が、0より大きい例を示す。その他、配向膜21の除去領域21xa、21xb、21ya、21ybに対する説明は上述した配向膜11の除去領域11xa、11xb、11ya、11ybに対する説明と同様なので、詳細な説明は省略する。
このように本発明の一実施形態によれば、密封材310と配向膜21の塗布領域が重ならないので、配向膜21の塗布領域と密封材310が重なることによって発生しうる不良、例えば、密封材310の接着力不良、密封材310によって取り囲まれた内部領域への透湿による表示板300の信頼性低下、短絡部320の抵抗増加を防止できる。
本発明の一実施形態によれば、配向膜11の各除去領域11xa、11xb、11xc、11ya、11yb、11ycの幅は一定である。また、密封材310と重なる除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの幅は互いに同一であってもよく、異なってもよい。同様に、密封材310と重なる除去領域21xa、21xb、21ya、21ybの幅は互いに同一であってもよく、異なってもよい。また、下部表示板100の配向膜11の除去領域11xc、11ycの幅は、除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの幅と同一であってもよく、異なってもよい。二つの除去領域11xc、11ycの幅も互いに同一であってもよく、異なってもよい。除去領域11xa、11xb、11xc、11ya、11yb、11yc及び除去領域21xa、21xb、21ya、21ybの幅は、レーザビームのサイズを調節して決定できる。
除去領域11xa、11xb、11ya、11ybの間の交差領域、除去領域21xa、21xb、21ya、21ybの間の交差領域、及び除去領域11xc、11ycの間の交差領域においては、レーザビームが二回照射されるので、配向膜11、21の下方に位置する層の一部が除去される場合がある。
液晶層3は誘電率異方性を有する液晶分子(図示せず)を含む。液晶分子は、液晶層3に電界がない状態で、その長軸が例えば、表示板100、200に対して平行に配向され、この場合、液晶分子は正の誘電率異方性を有する。液晶分子31は、その長軸方向が下部表示板100から上部表示板200に至るまで螺旋状にねじれた構造を有するネマチック液晶分子であってもよい。本発明の他の実施形態によれば、液晶分子は、液晶層3に電界がない状態で、その長軸が表示板100、200に対してほぼ垂直に配向され、この場合、液晶分子は負の誘電率異方性を有する。
以下、図9及び図10を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示領域DAに位置する画素PXの構造の一例について説明する。上述した実施形態と同一の構成要素に対しては同一の図面符号を付け、同一の説明は省略して差異点を中心に説明することにし、これは以降にも同様である。
図9は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図10は、図9に示した液晶表示装置のVIII−VIII線に沿った断面図の一例である。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板100と上部表示板200、及びその間の液晶層3を含む。
下部表示板100について説明すれば、下部基板110の上にゲート電極124及び端部129を含むゲート線121を配置する。ゲート線121はゲート信号を伝達し、図上で主に横方向に延在する。ゲート線121の上にはゲート絶縁膜140が配置され、ゲート絶縁膜140の上には半導体154が配置される。半導体154は、非晶質シリコン、多結晶シリコン、又は酸化物半導体を含む。半導体154の上にはリン(phosphorus)などのn型不純物が高濃度にドーピングされているn+水素化非晶質シリコンなどの物質、又はシリサイド(silicide)で形成されるオーミックコンタクト部材163、167が配置される。オーミックコンタクト部材163、167は省略される場合がある。
オーミックコンタクト部材163、167の上には各々、データ線171及びドレイン電極177が配置される。データ線171はデータ信号を伝達し、図上で主に縦方向に延在してゲート線121と交差する。データ線171は、ドレイン電極177と対向する複数のソース電極173、及び端部179を含む。
ゲート電極124、ソース電極173、及びドレイン電極175は半導体154と共に一つの薄膜トランジスタ(thin film transistor、TFT)を形成し、薄膜トランジスタのチャネル(channel)は、ソース電極173とドレイン電極175との間の半導体154内に形成される。
データ線171及びドレイン電極177の上には有機絶縁物質又は無機絶縁物質などからなる第1保護膜180aが配置され、その上にカラーフィルタ230R、230G、230Bが配置される。カラーフィルタ230R、230G、230Bは、例えば、画素PXの列に沿ってデータ線171と平行な方向に延在し、赤色カラーフィルタ230R、緑色カラーフィルタ230G、及び青色カラーフィルタ230Bを含む。カラーフィルタ230R、230G、230Bの上には無機絶縁膜又は有機絶縁膜からなる第2保護膜180bが配置される。第2保護膜180bは、カラーフィルタ230R、230G、230Bの顔料などの不純物が液晶層3に流入するのを防止する。
第1保護膜180a及び第2保護膜180bは共に上述した実施形態の保護膜180に対応する。第1保護膜180a及び第2保護膜180bはドレイン電極177を露出するコンタクトホール185を含み、カラーフィルタ230R、230G、230Bはドレイン電極177を露出する開口部236を含む。また、第1及び第2保護膜180a、180bはデータ線171の端部179を露出するコンタクトホール187を含み、ゲート絶縁膜140と第1保護膜180a及び第2保護膜180bはゲート線121の端部129を露出するコンタクトホール182を含む。
第2保護膜180bの上には画素電極191及び接触補助部材82、87が配置される。画素電極191は、コンタクトホール185を通じてドレイン電極177と接続され、データ電圧の印加を受ける。接触補助部材82はコンタクトホール182を通じてゲート線121の端部129と接続され、接触補助部材87はコンタクトホール187を通じてデータ線171の端部179と接続される。画素電極191及び接触補助部材82、87はITO又はIZOなどの透明な導電物質で形成される。
次に、上部表示板200について説明すれば、上部基板210の上に遮光部材220が配置され、その上に蓋膜250及び対向電極270が順次に配置される。しかし、図10に示したのとは異なり、遮光部材220は下部表示板100に形成され得る。
下部表示板100の内側面の上には配向膜11が塗布されており、上部表示板200の内側面の上には配向膜21が塗布されている。配向膜11、21は、表示板300の周辺領域PAでは、上述した実施形態のようにパターニングされている。
液晶層3は複数の液晶分子31を含む。
次に、図11及び図12を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示領域DAに位置する画素PXの構造の一例について説明する。
図11は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の一画素に対する配置図であり、図12は、図11に示した液晶表示装置のX−X線に沿った断面図の一例である。
本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する下部表示板100と上部表示板200、及びその間に注入されている液晶層3を含む。
上部表示板200は上部基板210を含み、上部基板210の上には配向膜21が塗布されている。配向膜21は、表示板300の周辺領域PAでは上述した実施形態のようにパターニングされている。
下部表示板100について説明すれば、下部基板110の上に複数のゲート線121を含むゲート導電体が配置される。ゲート線121はゲート電極124及び端部129を含む。ゲート導電体の上にはゲート絶縁膜140が配置され、その上に半導体154が配置される。半導体154の上にはオーミックコンタクト部材163、165が配置され、オーミックコンタクト部材163、165及びゲート絶縁膜140の上には、ソース電極173及び端部179を含むデータ線171と、ドレイン電極175を含むデータ導電体が形成されている。データ線171は、透過率を向上するために周期的に屈曲している。ドレイン電極175はソース電極173と対向する。ドレイン電極175は、ソース電極173とほぼ平行に延在する矩形状の部分と、ソース電極173の反対側の拡張部を含む。
データ導電体、ゲート絶縁膜140、及び半導体154の露出した部分の上には第1保護膜180aが配置される。第1保護膜180aの上にはカラーフィルタ230が配置される。カラーフィルタ230の上にはカラーフィルタ230に対する蓋膜として第2保護膜180bが配置される。第2保護膜180bは、ドレイン電極175の一部に対応する領域に形成されている開口部185bを含む。第2保護膜180bは省略される場合がある。
第2保護膜180bの上には対向電極270が配置される。対向電極270は面状で、下部基板110の全面の上に板状に形成される。隣接する画素PXに配置する対向電極270は互いに接続されて、一定のサイズの共通電圧Vcomを伝達する。対向電極270はITO又はIZOなどの透明な導電物質で形成される。対向電極270は、ドレイン電極175の一部に対応する領域に形成されている開口部273を有する。
対向電極270の上には有機絶縁物質又は無機絶縁物質などからなる第3保護膜180cが配置される。第3保護膜180cは、その表面が平坦である。第1乃至第3保護膜(180a、180b、180c)は共に上述した実施形態における保護膜180に対応する。
第1保護膜180a及び第3保護膜180cはドレイン電極175を露出する共通のコンタクトホール185aを含む。コンタクトホール185aは第2保護膜180bの開口部185bの中に位置し、且つ対向電極270の開口部273の中に位置する。また、第1保護膜180a及び第3保護膜180cはデータ線171の端部179を露出する共通のコンタクトホール187を含み、第1保護膜180a及び第3保護膜180cとゲート絶縁膜140は、ゲート線121の端部129を露出する共通のコンタクトホール182を含む。
第3保護膜180cの上には画素電極191及び接触補助部材82、87を配置する。画素電極191は対向電極270と重なる複数の枝電極192を含む。隣接する枝電極192の間には電極が除去されたスリット92が形成される。画素電極191の枝電極192はデータ線171にほぼ平行に延在する。画素電極191はコンタクトホール185aを通じてドレイン電極175と物理的、電気的に接続して、ドレイン電極175から電圧の印加を受ける。接触補助部材82はコンタクトホール182を通じてゲート線121の端部129と接続し、接触補助部材87はコンタクトホール187を通じてデータ線171の端部179と接続する。
本発明の他の実施形態によれば、画素電極191と対向電極270の積層配置は互いに換わってもよい。この場合、画素電極191が画素PXの領域を大部分満たす面状であってもよく、対向電極270は画素電極191と重なる複数の枝電極(図示せず)を含む。
画素電極191の上には配向膜11が塗布されており、配向膜11は、表示板300の周辺領域PAで上述した実施形態のようにパターニングされている。
本発明の一実施形態による遮光部材220は配向膜11の上に配置されている。しかし、図示したのとは異なり、遮光部材220と配向膜11の積層配置は交換されてもよい。
遮光部材220はスペーサ部221とメイン遮光部222を含む。スペーサ部221は下部表示板100と上部表示板200との離隔距離を維持する。メイン遮光部222はスペーサ221部分より薄い。メイン遮光部222は、ゲート線121を覆って、ゲート線121とほぼ平行に延在する第1遮光部220a、及びデータ線171を覆って、データ線171とほぼ平行に延在する第2遮光部220bを含む。第1遮光部220aは薄膜トランジスタを覆う部分を含み、ドレイン電極175を露出するコンタクトホール185aを覆う部分を含む。従って、遮光部材220は、コンタクトホール185a付近の大きい段差を埋めて表面を平坦化することにより、コンタクトホール185a周辺の光漏れを防止できる。
液晶層3は誘電率異方性を有する液晶分子(図示せず)を含む。液晶分子は、液晶層3に電界がない状態で、その長軸が表示板100、200に対して平行に配向され、この場合、液晶分子は正の誘電率異方性を有する。
画素電極191は薄膜トランジスタを通じてデータ電圧の印加を受け、対向電極270は共通電圧Vcomの印加を受ける。このことにより、画素電極191と対向電極270は液晶層3に電界を生成することにより、液晶分子が再配列される。再配列された液晶分子を通じて液晶層3を通過する光の偏光が変化し、所望の輝度の映像を表示する。本発明の一実施形態による画素電極191の枝電極192は、対向電極270と共に液晶層3にフリンジフィールドを形成して、液晶分子の配列方向を決定する。
次に、図11及び図13を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示領域DAに位置する画素PXの構造の一例について説明する。
図13は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面図の一例である。
本実施形態による液晶表示装置は、上述した図11及び図12に示した実施形態と大部分同様なので、差異点を中心に説明する。
先ず、下部表示板100について説明すれば、下部基板110の上にゲート電極124を含むゲート線121を配置し、その上にゲート絶縁膜140を配置する。ゲート絶縁膜140の上には半導体154及びオーミックコンタクト部材163、165が形成される。オーミックコンタクト部材163、165及びゲート絶縁膜140の上には、ソース電極173を含むデータ線171と、ドレイン電極175を含むデータ導電体が形成されている。データ導電体、ゲート絶縁膜140、及び半導体154の露出した部分の上には第1保護膜180aが配置される。
第1保護膜180aの上にはカラーフィルタ230及び遮光部材220が配置される。遮光部材220は、ゲート線121を覆って、ゲート線121とほぼ平行に延在する第1遮光部220a、及びデータ線171を覆って、データ線171とほぼ平行に延在する第2遮光部220bを含む。
カラーフィルタ230及び遮光部材220の上には第2保護膜180bが配置される。第2保護膜180bは、ドレイン電極175の一部に対応する領域に形成されている開口部185bを含む。第2保護膜180bの開口部185bは遮光部材220の開口部22の中に位置する。
第2保護膜180bの上には対向電極270が配置される。対向電極270は、ドレイン電極175の一部に対応する領域に形成されている開口部273を有する。対向電極270の上には第3保護膜180cが配置される。
第1保護膜180a及び第3保護膜180cにはドレイン電極175を露出するコンタクトホール185aが形成されている。コンタクトホール185aは、対向電極270の開口部273及び遮光部材220の開口部22の中に位置する。第3保護膜180cの上には画素電極191が配置される。
画素電極191の上には配向膜11が塗布されており、配向膜11は、表示板300の周辺領域PAで上述した実施形態のようにパターニングされている。
配向膜11の上には複数の着色部材325がさらに配置される。しかし、図示したこととは異なり、遮光部材220と配向膜11の積層配置は交換されてもよい。
着色部材325は、コンタクトホール185aに対応する所に位置して、コンタクトホール185aを覆って段差を補償し、光漏れを防止する補助遮光部327を含む。また、着色部材325は下部表示板100と上部表示板200との離隔距離を維持できるスペーサ部326をさらに含む。スペーサ部326と補助遮光部327は互いに分離されているか、又は、互いに接続されている。着色部材325はブラックカーボンなどの顔料を含むか、又は、感光性の有機物質を含む。
図11乃至図13に示した実施形態のように、上部基板210の上に対向電極270を配置しない場合、周辺領域PAにおける上述した短絡部320が省略される。
次に、上述した図面と共に図14及び図15を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図14は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の下部表示板の平面図であり、図15は、図14の一部拡大図である。
図14を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、上述した図1乃至図8に示した実施形態と大部分同様であるが、下部表示板100の信号線の端部と重なる配向膜11の除去領域が異なる。
本実施形態によれば、下部表示板100の配向膜11は、データ線171の端部179と接続された各接触補助部材87と重なる複数の除去部11xc’を含み、除去部11xc’の間には配向膜11の塗布領域が存在する。複数の除去部11xc’はx方向に一列に配列される。同様に、配向膜11は、ゲート線121の端部129と接続された各接触補助部材82と重なる複数の除去部11yc’を含み、除去部11yc’の間には配向膜11の塗布領域が存在する。接触補助部材82と重なる複数の除去部11yc’はy方向に一列に配列される。
即ち、各接触補助部材82、87は、配向膜11の塗布領域によって覆われずに露出した除去部11xc’、11yc’内に位置し、複数の除去部11xc’、11yc’は互いに分離されている。除去部11xc’、11yc’は、図15に示したように、接触補助部材82、87より大きいが、これに限定されない。本実施形態においても、各接触補助部材82、87と重なって互いに分離されている除去部11xc’、11yc’と、これに隣接した除去領域11xa、11yaとの間の間隔d3は0より大きい。
次に、上述した図面と共に図16乃至図28を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法について説明する。
図16乃至図22は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法の中間段階中、下部母基板及び上部母基板の上に配向膜を塗布し、パターニングする段階を示した配置図であり、図23は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で、レーザを利用して配向膜を選択的に除去する方法を示した断面図であり、図24乃至図28は、各々本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法で、下部母基板及び上部母基板をセル単位に切断して生成した下部表示板又は上部表示板を示した配置図である。
先ず、図16及び図17を参照すれば、下部母基板1の上に薄膜トランジスタなどを形成して、ほぼ行列状に配列されている複数の表示領域DA、及びその周辺の周辺領域PAを形成する。上部母基板2の上にも下部母基板1に対応する複数の表示領域DA及び周辺領域PAが形成される。表示領域DA及び周辺領域PAに関する説明は上述したのと同様なので、詳細な説明は省略する。
次に、図18及び図19を参照すれば、下部母基板1及び上部母基板2の全面の上にインクジェットプリンティング又はスピンコーティングなどの方法によって配向液を塗布し乾燥して、配向膜11、21を全面に各々形成する。以降配向膜11、21はラビング工程をさらに経てもよい。
次に、図20乃至図22を参照すれば、レーザビームを利用して、上記全面形成された配向膜11、21をパターニングする。
レーザビームは、配向膜11、21が含むポリイミドなどの配向物質と反応し、配向物質を燃焼させて配向膜11、21の一部を選択的に除去する。レーザビーム照射装置は、ほぼ200nm乃至ほぼ600nmの波長を有するレーザビームを発生するが、これに限定されない。レーザビーム照射装置は、アルゴン(Ar)を主反応ガスとして使用するエキシマレーザビーム照射装置であるが、これに限定されない。
レーザビーム照射装置は、レーザビームを照射する少なくとも二つのレーザビーム照射部5x、5yを含んでもよい。レーザビーム照射部5xは単数又は複数個配備される。レーザビーム照射部5xは、x方向に移動しながらレーザビームを照射する。レーザビーム照射部5yも単数又は複数個配備され、y方向に移動しながらレーザビームを照射する。即ち、レーザビーム照射部5x、5yは、各々x方向及びy方向に沿って直進運動できる。レーザビーム照射部5x及びレーザビーム照射部5yは各々、一方向移動するよう駆動されるか、又は、往復移動するよう駆動される。
レーザビーム照射部5x及びレーザビーム照射部5yは同時に駆動されるか、又は、各々異なる時間に駆動される。例えば、レーザビーム照射部5xが先に駆動され、次いでレーザビーム照射部5yがレーザビーム照射部5xが休止中に駆動されるか、又は、これと逆の順に駆動される。若しくは、レーザビーム照射部5xとレーザビーム照射部5yが同時に駆動され始める。これとは異なり、レーザビーム照射部5xとレーザビーム照射部5yの駆動時間が異なり得る。
レーザビーム照射部5xとレーザビーム照射部5y各々の速度は、レーザビームのサイズ、強さなどのレーザ条件、及び形成しようとする配向膜11、21の除去領域のサイズ及び配向膜11、21の厚さなどの多様な工程条件によって変わる。レーザ条件は、レーザビーム照射装置のパワー、パルス周波数、波長、焦点距離、レーザビームサイズなどを調節して変更できる。
図23を参照すれば、レーザビーム照射装置は、レンズ50を含み、レンズ50の焦点位置を調節して、除去しようとする配向膜11、21に照射されるレーザビームの強さ及びサイズなどを調節できる。例えば、下部基板110又は上部基板210の上に保護膜180及び配向膜11、21が位置するとき、焦点が位置する焦点領域(focused area)FAに配向膜11、21が位置するように調整するか、又は非焦点領域(defocused area)DFAに配向膜11、21が位置するように調整することにより、除去しようとする配向膜11、21に照射されるレーザビームのサイズ及び強さなどを調節できる。
さらに、図20を参照すれば、レーザビーム照射部5xは、上部母基板2の配向膜21に対してレーザビームを照射して、各表示領域DA周辺の除去領域21xa、21xbを形成し、レーザビーム照射部5yは、上部母基板2の配向膜21に対してレーザビームを照射して、各表示領域DA周辺の除去領域21ya、21ybを形成する。レーザビーム照射部5x、5yは、上部母基板2の一側周縁から向かい側の周縁まで一定の速度で直線移動して、レーザビームを連続的に照射する。従って、配向膜21をパターニングする時間が最小化される。これにより、除去領域21xa、21xb、21ya、21ybは、上部母基板2の互いに対向する周縁の間に延在する連続的な直線形態で均一な幅を保有できる。
図21を参照すれば、レーザビーム照射部5xは、下部母基板1の配向膜11に対してレーザビームを照射して、各表示領域DA周辺の除去領域11xa、11xb、11xcを形成し、レーザビーム照射部5yは、下部母基板1の配向膜11に対してレーザビームを照射して、各表示領域DA周辺の除去領域11ya、11yb、11ycを形成する。レーザビーム照射部5x、5yは、下部母基板1の一側周縁から向かい側の周縁まで一定の速度で直線移動してレーザビームを連続的に照射する。この場合、除去領域11xc、11ycは、下部母基板1の互いに対向する周縁の間に延在する連続的な直線形態で均一な幅を保有できる。
これとは異なり、レーザビーム照射部5x、5yは、下部母基板1の一側周縁から対向する周縁まで一定の速度で直線移動してレーザビームを照射しながら、間歇的にレーザビーム照射を中断する。これにより、除去領域11xc、11ycと接触せず、各表示領域DA周辺のみに位置する除去領域11xa、11xb、11ya、11ybを形成できる。
図21に示したこととは異なり、図22を参照すれば、除去領域11xc、11ycと交差して、下部母基板1の互いに対向する周縁の間で均一な幅で連続的に形成された除去領域11xa、11xb、11ya、11ybを形成するために、レーザビーム照射部5x、5yは下部母基板1の一側周縁から向い側の周縁まで一定の速度で直線移動し、連続的にレーザビームを照射する。
次に、下部母基板1又は上部母基板2の上に短絡部320及び密封材310を形成し、短絡部320及び密封材310を形成した母基板1又は2、若しくは、短絡部320及び密封材310を形成しなかった母基板1又は2の上にインクジェット方法などを利用して液晶物質を注入する。
次に、下部母基板1及び上部母基板2を合着した後、セル単位に切断して合着した状態の複数の上部表示板200及び下部表示板100を形成する。
次に、図24を参照すれば、上部表示板200で互いに隣接して交差する二つの除去領域21xa、21xb、21ya、21ybは、上述した通り、互いに交差するか、又は、交差しない。図24は、互いに隣接する二つの除去領域21xa、21xb、21ya、21ybが交差領域で互いに交差して、各々突出した部分を含む場合を示し、突出した部分の長さd1は0より大きい。
図25は、上述した図21に示した実施形態に従って下部母基板1の配向膜11をパターニングした後形成された下部表示板100であって、二つの除去領域11xc、11ycが互いに交差して、交差領域において、「┼」又は「┤」、もしくは、その回転した形態を有するように切断された例を示す。これにより、除去領域11xc、11ycと、これに各々隣接した下部表示板100の少なくとも二つの周縁の間には、配向膜11の塗布領域が存在する。本実施形態は上述した図1に示した実施形態と大部分同様である。
図26は、上述した図21に示した実施形態に従って下部母基板1の配向膜11をパターニングした後形成された下部表示板100であって、二つの除去領域11xc、11ycが交差領域において、「┐」、又はその回転した形態を有するように切断された例を示す。これにより、除去領域11xc、11ycと、これに各々隣接した下部表示板100の少なくとも二つの周縁の間には、配向膜11の塗布領域が存在しない。また、図26に示したように、除去領域11xb、11ybの交差領域において、除去領域11xb、11ybの突出した部分が残るように、下部母基板1が切断される。しかし、これとは異なり、除去領域11xb、11ybの交差領域において、除去領域11xb、11ybの突出した部分が残っておらず、下部表示板100の周縁部分に配向膜11が残っていないように、下部母基板1を切断し得る。
図27は、上述した図22に示した実施形態に従って下部母基板1の配向膜11をパターニングした後形成された下部表示板100であって、二つの除去領域11xc、11ycが交差領域において、互いに交差して「┼」又は「┤」、もしくは、その回転した形態を有するように切断された例を示す。これにより、除去領域11xc、11ycと、これに各々隣接した下部表示板100の少なくとも二つの周縁の間には、配向膜11の塗布領域が存在する。
図28は、上述した図22に示した実施形態に従って下部母基板1の配向膜11をパターニングした後形成された下部表示板100であって、二つの除去領域11xc、11ycが交差領域において、「┐」、又はその回転した形態を有するように切断された例を示す。これにより、除去領域11xc、11ycと、これに各々隣接した下部表示板100の少なくとも二つの周縁の間には、配向膜11の塗布領域が存在しない。また、図28に示したように、除去領域11xb、11ybの交差領域において、除去領域11xb、11ybの突出した部分が残るように、下部母基板1が切断される。しかし、これとは異なり、除去領域11xb、11ybの交差領域で除去領域11xb、11ybの突出した部分が残っておらず、下部表示板100の周縁部分に配向膜11が残っていないように、下部母基板1を切断し得る。
本発明の他の実施形態によれば、下部母基板1及び上部母基板2を各々切断した後に密封材310を形成し、下部表示板100と上部表示板200を合着した後、液晶物質を注入してもよい。
このように本発明の一実施形態による液晶表示装置の製造方法によれば、下部母基板1及び上部母基板2の全面の上に配向膜11、21を塗布した後、選択的に配向膜11、21を除去するので、製造時間を短縮することができ、配向膜11、21の均一性を高めて表示不良をなくすことができる。また、レーザビームを利用して配向膜11、21をパターニングするとき、レーザビームは下部母基板1又は上部母基板2の上で直線的に駆動されるので、パターニング時間を最小化することができる。また、密封材310と重なる配向膜11の除去領域と、信号線の端部と重なる配向膜11の除去領域を、別途のレーザビーム照射工程を通じて形成するので、レーザビームが照射する領域を減らすことができ、小さいエネルギーでも短時間内で配向膜11をパターニングすることができて、液晶表示装置の製造時間を短縮するのが可能である。
次に、上述した図面と共に図29乃至図31を各々参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。
図29乃至図31は、各々本発明の一実施形態による液晶表示装置の配置図である。
先ず、図29を参照すれば、本実施形態による液晶表示装置は、上述した図1乃至図8に示した実施形態と大部分同様であるが、上述した図26に示した切断方法によって形成された下部表示板100を含む。従って、二つの除去領域11xc、11ycが交差領域において、「┐」、又はその回転した形態を有し、配向膜11の除去領域11xc、11ycと、これに各々隣接した下部表示板100の少なくとも二つの周縁の間には、配向膜11の塗布領域が存在しない。また、図示したように、除去領域11xb、11ybの交差領域又は除去領域21xb、21ybの交差領域において、除去領域11xb、11yb又は除去領域21xb、21ybの突出した部分が残っている。しかし、これとは異なり、除去領域11xb、11yb又は除去領域21xb、21ybの交差領域において、除去領域11xb、11yb又は除去領域21xb、21ybの突出した部分が残っておらず、下部表示板100及び上部表示板200の周縁部分に配向膜11、21が残っていなくてもよい。
次に、図30を参照すれば、本実施形態による液晶表示装置は、上述した図1乃至図8に示した実施形態と大部分同様であるが、上部母基板2を複数の上部表示板200に切断するとき、隣接する二つの除去領域21xa、21xb、21ya、21ybが交差領域において、「┐」、又はその回転した形態を有するように、突出した部分を除去した上部表示板200を含む。この場合、配向膜21の除去領域21xa、21xb、21ya、21ybと、これに各々隣接した上部表示板200の周縁の間には、配向膜21の塗布領域が存在しない。下部表示板100も下部周縁部分に配向膜11が残っていないように切断される。図29においては、下部表示板100の配向膜11の除去領域11xc、11ycと、上部表示板200の配向膜21の除去領域21xa、21yaとの間に、除去領域11xc、11ycの突出した部分がないことと示しているが、上述した図1に示したように、除去領域11xc、11ycの突出した部分が存在してもよい。
次に、図31を参照すれば、本実施形態による液晶表示装置は、上述した図1乃至図8に示した実施形態と大部分同様であるが、上述した図22に示した実施形態のように、除去領域11xa、11xb、11ya、11ybを形成し、図27に示した切断方法によって形成された下部表示板100を含む。従って、二つの除去領域11xc、11ycが交差領域で互いに交差して、「┼」又は「┤」、もしくは、その回転した形態を有し、配向膜11の除去領域11xc、11ycと、これに各々隣接した下部表示板100の少なくとも二つの周縁の間には、配向膜11の塗布領域が存在する。
この他にも、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、上述した図24乃至図28に示した種々の実施形態及びその他の種々の方法により、下部母基板1及び上部母基板2を切断して形成した下部表示板100及び上部表示板200を含んでもよい。
図32は、本発明の一実施形態に従ってレーザビーム照射装置を利用して配向膜11、21を除去した断面を示す写真である。
図32を参照すれば、レーザビーム照射装置を利用してパターニングされた配向膜11、21の境界面が明瞭に形成され、配向膜11、21が除去された部分で配向膜11、21が完ぺきに除去されたことを確認できる。また、配向膜11、21の下部に配置する層に損傷がないことを確認できる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
1 下部母基板
2 上部母基板
3 液晶層
5x、5y レーザビーム照射部
11、21 配向膜
11xa、11xb、11ya、11yb (配向膜11の)除去領域、第2除去領域
11xc、11yc (配向膜11の)除去領域、第1除去領域
11xc’、11yc’ (配向膜11の)除去部
21a、21xb,21ya、21yb (配向膜21の)除去領域、第3除去領域
22 (遮光部材の)開口部
31 液晶分子
50 レンズ
82、83、87 接触補助部材
92 (画素電極の枝電極の間の)スリット
100、200 下部表示板、上部表示板
110、210 下部基板、上部基板
121、G1〜Gn ゲート線
124 ゲート電極
129 ゲート線の端部
131 共通電圧伝達線
140 ゲート絶縁膜
154 半導体
163、167 オーミックコンタクト部材
171、D1〜Dm データ線
173 ソース電極
175、177 ドレイン電極
179 データ線の端部
180、180a、180b、180c 保護膜、第1保護膜、第2保護膜、第3保護膜
182、183、187 コンタクトホール
185 コンタクトホール
185a (第1、第3保護膜の共通)コンタクトホール
185b (第2保護膜の)開口部
191 画素電極
192 (画素電極の)枝電極
220 遮光部材
221 (遮光部材の)スペーサ部
222 (遮光部材の)メイン遮光部
220a (遮光部材の)第1遮光部
220b (遮光部材の)第2遮光部
230、230R、230G、230B カラーフィルタ
236 (カラーフィルタの)開口部
250 蓋膜
270 対向電極
273 (対向電極の)開口部
300 表示板
310 密封材(シーラント)
320 短絡部
325 着色部材
326 (着色部材の)スペーサ部
327 (着色部材の)補助遮光部
DA 表示領域
PA 周縁領域
PX 画素

Claims (26)

  1. 第1配向膜及び信号線を含む下部表示板と、
    前記下部表示板に対向して、前記下部表示板の前記信号線の端部を露出する上部表示板と、
    前記下部表示板及び前記上部表示板の間に位置して、前記下部表示板及び前記上部表示板を結合させる密封材と、
    を含み、
    前記第1配向膜は、前記信号線の端部に重なる第1除去領域及び前記密封材に重なる第2除去領域の間に配置された塗布領域を含み、
    前記第1除去領域及び前記第2除去領域の何れにも前記第1配向膜は存在しない、ことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記上部表示板は第2配向膜を含み、
    前記第2配向膜は前記密封材に重なる第3除去領域を含み、
    前記第3除去領域は平面視図上において前記第1除去領域と離隔している、ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも一つは、互いに実質的に垂直に延在して交差する第1直線部及び第2直線部を含み、
    前記第1直線部及び前記第2直線部は互いに交差する領域において、「┼」、「┤」、又はその回転した形態、若しくは、「┐」、又はその回転した形態の何れか一つの形態を有して交差する、ことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第2配向膜は、前記第3除去領域及び、前記第3除去領域に隣接した前記上部表示板の周縁の間に位置する塗布領域を含む、ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第1除去領域及び、前記第1除去領域に隣接した前記下部表示板の周縁の間に前記第1配向膜の塗布領域を配置する、ことを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第1除去領域は、前記下部表示板の第1周縁から前記第1周縁に対向する第2周縁まで連続的に直線形態に延在する、ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第3除去領域は、前記上部表示板の第3周縁から前記第3周縁に対向する第4周縁まで連続的に直線形態に延在する、ことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 前記第2除去領域は前記第1除去領域と実質的に垂直に交差する、ことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第2除去領域は、前記下部表示板の前記第1周縁から前記第2周縁まで連続的に直線形態に延在する、ことを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
  10. 前記第1直線部及び前記第2直線部のうちの少なくとも一つの幅は一定である、ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  11. 前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも二つの幅は互いに実質的に同一である、ことを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第1配向膜の塗布領域及び前記第2配向膜の塗布領域は前記密封材に重ならず、0以上の距離をおいて離隔している、ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  13. 前記密封材に重なり、前記下部表示板及び前記上部表示板の間を電気的に接続する短絡部をさらに含み、
    前記短絡部は前記第2除去領域及び前記第3除去領域に重なる、ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  14. 前記信号線は複数の信号線を含み、
    前記第1除去領域は、前記複数の信号線の端部に各々重なり、互いに分離されている複数の除去部を含み、
    前記隣接する除去部の間には前記第1配向膜の塗布領域が位置する、ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  15. 前記上部表示板は第2配向膜を含み、
    前記第2配向膜は前記密封材と重なる第3除去領域を含み、
    前記第3除去領域は平面視図上前記第1除去領域と離隔している、ことを特徴とする請求項14に記載の液晶表示装置。
  16. 前記第2除去領域及び前記第3除去領域のうちの少なくとも一つは、互いに実質的に垂直に延在して交差する第1直線部及び第2直線部を含み、
    前記第1直線部及び前記第2直線部は互いに交差する領域において、「┼」、「┤」、又はその回転した形態、若しくは、「┐」、又はその回転した形態の何れか一つの形態を有して交差する、ことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示装置。
  17. 前記第3除去領域は、前記上部表示板の第3周縁から前記第3周縁に対向する第4周縁まで連続的に直線形態に延在する、ことを特徴とする請求項16に記載の液晶表示装置。
  18. 前記第2除去領域は、前記下部表示板の第1周縁から前記第1周縁と対向する第2周縁まで連続的に直線形態に延在する、ことを特徴とする請求項17に記載の液晶表示装置。
  19. 下部母基板の上に端部を含む複数の信号線を形成する段階と、
    前記下部母基板の上に第1配向膜を塗布する段階と、
    レーザビームを利用して前記第1配向膜をパターニングして、前記信号線の端部に重なる第1除去領域及び前記第1除去領域に隣接して平行に延在して前記第1除去領域から離隔している第2除去領域を形成する段階と、
    前記下部母基板又は上部母基板の上に前記第2除去領域に重なる密封材を形成する段階と、
    を含む、ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  20. 前記上部母基板の上に第2配向膜を塗布する段階と、
    前記レーザビームを利用して前記第2配向膜をパターニングして、前記密封材に重なって前記第1除去領域から離隔している第3除去領域を形成する段階と、
    をさらに含む、ことを特徴とする請求項19に記載の液晶表示装置の製造方法。
  21. 前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも一つは、互いに実質的に垂直に延在して交差する第1直線部及び第2直線部を含み、
    前記第1直線部及び前記第2直線部は互いに交差する領域において、「┼」、「┤」、又はその回転した形態、若しくは、「┐」、又はその回転した形態の何れか一つの形態を有して交差する、ことを特徴とする請求項20に記載の液晶表示装置の製造方法。
  22. 前記レーザビームは、互いに直交する方向に移動してレーザビームを照射する第1レーザビーム照射部及び第2レーザビーム照射部を含む、ことを特徴とする請求項21に記載の液晶表示装置の製造方法。
  23. 前記レーザビームは、前記下部母基板又は前記上部母基板の第1周縁から前記第1周縁と対向する第2周縁まで連続的に直線形態に移動しながらレーザビームを照射する、ことを特徴とする請求項22に記載の液晶表示装置の製造方法。
  24. 前記レーザビームは、前記下部母基板又は前記上部母基板の前記第1周縁から前記第2周縁まで直線形態に移動しながら間歇的にレーザビーム照射を中断する、ことを特徴とする請求項23に記載の液晶表示装置の製造方法。
  25. 前記第1除去領域、前記第2除去領域、及び前記第3除去領域のうちの少なくとも二つの幅は互いに実質的に同一である、ことを特徴とする請求項23に記載の液晶表示装置の製造方法。
  26. 前記下部母基板及び前記上部母基板を各々セル単位に切断して複数の下部表示板及び複数の上部表示板を形成する段階と、
    前記下部表示板及び前記上部表示板を合着する段階と、
    をさらに含む、ことを特徴とする請求項23に記載の液晶表示装置の製造方法。
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