KR100504683B1 - 액정표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

액정표시패널에 있어서, 어레이기판(2a) 및 대향기판(3) 사이의 갭이 표시영역(A) 둘레에 제공된 밀폐제(22)에 혼합된 스페이서들(23)을 사용함에 의해 일정하게 만들어진다. 광차폐층(16)의 것과 동일층에 형성된 기저패턴층(17)은 밀폐영역(B)내에 형성되고 이 밀폐영역(B)상의 평탄화막(19)은 이 평탄화막(19)속으로의 스페이서들(23)의 함몰량을 최소화하기 위하여 더 얇게 만들어지며, 따라서 기판들 사이의 갭을 균일하게 만든다.

Description

액정표시패널 및 그 제조방법{Liquid crystal display panel and fabrication method of the same}

본 발명은 액정표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 스페이서들과 혼합된 밀폐부재를 구비하는 액티브매트릭스(active matrix)형 액정표시패널에 관한 것이다.

액티브매트릭스형 액정표시패널에 있어서, 액정은 어레이기판과 대향기판 사이에 끼워진다. 어레이기판은 각각 스위칭소자에 접속된 화소전극들을 구비하고 있다. 대향기판은 대향전극을 구비하고 있다. 액정은 패널표시영역의 주변영역에 제공된 밀폐부재를 사용하여 패널의 표시영역내에 차폐된다.

어레이기판 상에는, 서로 교차하는 다수의 주사선들 및 다수의 신호선들, 각 교차점들에 전압을 공급하기 위하여 각각이 이 주사선들 및 신호선들의 교차점들의 서로 다른 하나에 제공되는 다수의 화소전극들 및 이 화소전극들을 선택적으로 구동하기 위한 박막트랜지스터들(TFT's)과 같은 다수의 스위칭소자들이 패터닝공정들을 통해 매트릭스형태로 제공된다. 그러므로, 패터닝과정들에 의해 어레이기판의 상부표면에 어떤 불균일이 있을 수 있다.

한편, 어레이기판 및 대향기판 사이의 갭을 충전하는 액정 및 대향기판은 각각이 유전층으로서의 액정을 갖는 화소용량들을 구성한다. 액정표시는, 액정의 전기광학적이방성을 이용하여 스위칭소자에 의해 선택된 전압이 인가되는 화소용량의 전계강도에 대응하여 빛의 투과를 제어함에 의해 수행된다.

그러므로, 화소용량은 표시휘도가 변화되도록 액정층의 두께(셀갭, cell gap)의 변화에 따라 변화된다. 표시영역 전체를 통해 균일한 표시품질을 얻기 위하여, 표시영역 전체를 통해 셀갭의 균일성을 개선할 필요가 있다. 이러한 환경하에서, 셀갭을 균일화하기 위한 다양한 노력이 본 발명이 속하는 기술분야에서 계속되고 있다.

셀갭을 균일화하기 위하여, 어레이기판 및 대향기판 사이에 갭을 유지하기 위하여 갭유지부재들(스페이서들)을 사용하는 것은 통상적이다. 어레이기판 및 대향기판 사이에 스페이서들을 제공하기 위한 방법으로서, 그들을 표시영역내의 액정내에 배치하고 및/또는 그들을 표시영역의 둘레에 제공된 밀폐부재내에 혼합하는 것은 통상적이다.

이 스페이서들이 표시영역내에 제공되는 경우에 있어서, 이 스페이서들은 표시특성에 악영향을 끼칠 수 있다. 그러므로, 이 방법은 고표시품질이 요구될 때는 바람직하지 않다. 즉, 고표시품질을 갖는 액정표시패널을 구성하기 위하여, 표시영역내에 배치된 스페이서들을 제거하거나 또는 스페이서들의 수를 감소함에 의해 기판들 사이에 갭을 유지하는 것이 효과적이다.

더욱이, 패터닝공정으로부터 초래되는 어레이기판의 표면불균일에 의해 기인되는 셀갭의 변화는 연질의 평탄화막으로 어레이기판의 패터닝된 표면을 코팅함에 의해 개선된다.

도 10은 평탄화막이 어레이기판 상에 형성되고 갭유지부재들(스페이서들)이거기에 혼합된 형태로 밀폐부재안에 제공되는 형태의 종래 액정표시패널(101)의 부분단면도이다.

이 액정표시패널(101)은 도 10에 도시된 바와 같이 어레이기판(102)을 포함하고 있다. 이 어레이기판(102)은 투명유리기판(10)을 포함하고 있고, 이 투명유리기판(10) 상에는 패터닝에 의해 게이트선(11) 및 스위칭소자(12)가 형성되어 있다. 산화막(13), 금속배선층(14), 제1층간절연막(15), 광차폐층(16) 및 제2층간절연막(18)이 투명유리기판(10) 상에 사전설정된 적층패턴을 포함하는 적층구조를 구성하기 위하여 웨이퍼상에 형성된다. 금속배선층(14) 부분은 인출배선들(14a)을 구성하고 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 도시된 경우에 있어서 제2층간절연막(18)의 표면인 어레이기판(102)의 패터닝된 표면은 불균일하게 된다. 스핀코팅법을 사용함에 의해 그 위에 평탄화막(19)을 형성하여 패터닝된 어레이기판(102)의 불균일표면을 평탄하게 한다. 이 평탄화막(19)의 상부표면상에 ITO(Indium Tin Oxide)의 화소전극(20)이 형성된다. 즉, 이 화소전극(20)은 매 화소마다 따로따로 제공된 전기도전성의 투명박막이다. 이 화소전극(20)은 스위칭소자(12)에 접속가능하도록 콘택홀(21)을 통해 금속배선층(14)에 접속된다.

한편, 액정표시패널(101)은 도 10에 도시된 바와 같이 대향기판(3)을 포함하고 있다. 이 대향기판(3)은 투명유리기판(30)과 그 위에 형성된 적어도 하나의 대향전극(31)으로 구성된다. 광차폐층 및 칼라액정표시장치의 경우에 있어서 R, G 및 B의 칼라층들이 투명유리기판(30)상에 부가적으로 형성된다는 것은 통상적이다.

어레이기판(102) 및 대향기판(3)이 각각 완성된 후, 액정표시패널(101)은 조립된다. 우선, 밀폐제(22)가 표시영역내의 액정(130)을 밀폐하기 위하여 어레이기판(102) 또는 대향기판(3)의 어느 하나의 표시영역의 외부 가장자리부분상에 인쇄된다. 밀폐제의 인쇄는 실디스펜서(seal dispenser)의 일필로 그려지는 묘화인쇄 또는 스크린인쇄에 의해 수행된다. 유리물질인 스페이서들은 우선 밀폐제(22)내에 혼합된다. 이 밀폐제(22)는 자외선경화성수지 또는 열경화성수지로 형성된다.

밀폐제인쇄단계 후, 기판들은 함께 접합된다. 우선, 기판들 중 하나가 다른 기판의 상부에 놓여지고 이 기판들은 기판들의 대응셀들이 각각 대향관계가 되도록 배치된다. 그 후, 기판들은 밀폐제(22) 및 스페이서들(23)에 압력을 가하기 위하여 압력판들에 의해 가압되고 따라서 기판들 사이의 갭이 사전설정된 값으로 균일화 된다. 이 가압상태 동안, 밀폐제(22)는 굳어진다. 자외선경화성수지가 밀폐제(22)의 물질로 사용되는 경우에 있어서, 가압판들은 자외선이 투과하는 물질로 형성되고 밀폐제(22)는 가압판들을 통해 자외선이 방사됨에 의해 경화된다. 열경화성수지가 밀폐제(22)의 물질로 사용되는 경우에 있어서는 가압판 내에 구비된 가열기에 의해 밀폐제(22)를 가열함에 의해 또는 액정표시패널을 오븐 안에 배치하여 오븐내에서 가열공기로 가열함에 의해서 밀폐제(22)는 경화된다.

어레이기판(102) 및 이 어레이기판상에 적층되고 스페이서들(23)을 구비하며 어레이기판(102) 및 대향기판(3) 중 어느 하나의 표시영역(A)의 외부주변상에 제공되는 실(4)에 의해 어레이기판(102)에 점착된 대향기판(3)을 포함하는 액정표시패널(101)이 도 10에 도시된 바와 같이 구성된다. 이 실(4)은 밀폐제(22) 및 그 안에 혼합된 스페이서들(23)로 형성된다. 어레이기판(102) 및 대향기판(3) 사이의 갭은 스페이서들(23)의 덕택으로 일정하게 유지된다. 역시 실영역(B)도 도 10에 도시되어 있다는 것을 알아야한다. 실영역(B)은 기판들의 공통영역과 기판들 중 어느 하나에 구비된 실(4)에 의해 덮여져 있는 그들 사이의 갭의 공간을 나타낸다.

상술한 바와 같은 종래의 기술은 다음과 같은 문제점들이 있다.

평탄화막(19)을 위하여 유기계 연질물질이 사용된다. 예를들면, 아크릴수지(디에틸렌 글리콜 에틸 메틸 에테르, diethylene glycol ethyl methyl ether) 또는 BCB(벤조싸이클로부틴, benzocyclobutene)가 사용된다. 한편, 스페이서들(23)은 통상 유리물질의 막대 또는 구상의 입자형태를 취한다. 또한, 평탄화막의 하부층인 절연막{도 10에 도시된 경우에 있어서는 제2층간절연막(18)}은 SiN과 같은 실리콘화합물로 형성된다. 즉, 스페이서들(23) 및 평탄화막의 하부층은 평탄화막 보다 더 부드럽다. 그러므로, 어레이기판이 대향기판의 위에 올려지고 압력판들에 의해 함께 가압될 때, 스페이서들(23)은 도 10에 도시된 바와 같이 평탄화막(19) 안으로 함몰된다. 함몰량이 액정표시패널(101) 전체를 통해 균일하다면, 셀갭의 균일성 관점에는 문제가 없다.

그러나, 패널 전체를 통한 함몰량은 일반적으로 균일하지 않게 되고 매 부분 마다 다르게되는 경향이 있다. 함몰량이 매 부분 다를 때, 액정표시패널의 표시영역에서의 셀갭은 변화한다. 결과적으로, 표시표면상에 색상변화가 발생하고 표시품질 열화의 원인이 된다.

콤팩트하고 고표시품질이 요구되는 프로젝션형 액정표시(프로젝터)에 사용되는 액정표시패널을 위하여는 패널의 표시영역내에 어떤 스페이서도 배치되지 않고 실(seal)에 혼합된 스페이서들에 의해서만 셀갭이 유지되는 경우가 있다. 이 경우에 있어서는 상술한 문제의 영향을 고려할 만 하다.

액정표시패널의 생산성향상의 관점에서, 액정표시패널들의 최근 제조방법에 있어서는 다수의 액정표시패널들을 하나의 대형기판상에 구성하고 제조방법의 특정공정에서 그것들을 절단하여 분리하는 것이 통상적이다. 이 방법은 이하에서 "다중패널방법"이라 칭한다. 액정표시패널의 크기가 작을수록 공통기판 상에서 제조되는 액정표시패널들의 수는 더 많이 제공된다. 수십 개의 액정표시패널들이 하나의 공통기판 상에서 제조되는 경우가 있다. 예를 들면, 다중패널방법에 있어서, 64개의 액정표시패널들이 300㎜ x 350㎜ 기판상에서 동시에 형성되는 경우가 있다.

이러한 다중패널방법에 있어서, 어레이기판들 및 대향기판들은 각각이 단위 액정표시패널에 대응하고 매트릭스상으로 배열된 다수의 작은 기판들을 구비한 대형기판상에 동시에 형성된다. 평탄화막이 대형기판상에 코팅될 때, 평탄화막의 두께는 대형기판의 영역 즉, 대형기판상의 작은 기판들의 위치에따라 다르게된다. 어레이기판들에 대응하는 작은기판들을 포함하는 대형기판이 대향기판들을 포함하는 대형기판의 위에 놓여지고 이들 대형기판들이 함께 가압될 때, 셀갭은 매 작은 기판 즉, 액정표시패널 마다 변화하고, 동일의 대형기판들로부터 생산되는 다수의 액정표시패널들에 있어서 결함있는 생성물의 률이 크게되는 결과를 초래하며, 결국 생산성이 저하된다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 셀갭의 균일성을 갖고 전 화상표시영역을 통해 고표시품질을 제공하는 액정표시패널을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 동일한 액정표시패널을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면, 액정표시패널은 어레이기판 및 대향기판 사이에 끼워진 밀폐부재와 그 사이에 충진된 액정을 포함하고 있다. 이 밀폐부재는 어레이기판 및 대향기판 사이의 갭을 일정하게 유지하기 위하여 혼합된 상태로 된 스페이서들을 포함한다. 어레이기판은 스위칭소자어레이를 덮도록 형성된 평탄화막을 구비하고 있다. 밀폐부재의 영역내에서 평탄화막내로의 스페이서들의 함몰량을 제한하기 위하여, 평탄화막은 스위칭소자어레이의 각 스위칭소자상에 평탄화막 보다 더 얇은 박막부나 또는 개구부를 포함한다.

특히, 본 발명에 따른 액정표시패널은 어레이기판 및 대향기판 사이에 갭을 일정하게 만들도록 스페이서들을 포함하는 밀폐부재가 기판들의 표시영역 둘레에 제공되는 것과 같이 어레이기판 및 대향기판이 함께 고정되어 있는 기본구조를 갖는다. 적어도 스위칭소자들, 배선층 및 광차폐층이 적층된 패턴으로 어레이기판의 표시영역 상에 형성된다. 평탄화막은 적층된 패턴상에 코팅되고 평탄화막상에 형성된 화소전극들은 콘택홀들을 통해 각 스위칭소자들에 전기적으로 접속된다.

이러한 액정표시패널에 있어서, 본 발명은 평탄화막속으로 스페이서들의 함몰을 제한하기 위하여 평탄화막이 박막부들 또는 개구들을 포함하는 것으로 형성됨에 의해 구성된다.

본 발명의 예에 있어서, 평탄화막의 하부층을 더 높게 만들기 위한 기저패턴층이 어레이기판의 밀폐영역상에 적층된다. 도 10에 도시된 액정표시패널(101)의 경우에 있어서, 평탄화막의 하부층은 제2층간절연막(18)에 대응한다.

어레이기판의 밀폐영역상에 적층된 기저패턴층을 포함하는 이러한 구조와 함께, 평탄화막의 하부표면의 레벨은 밀폐영역상의 평탄화막의 두께가 감소될 수 있도록 기저패턴층의 두께에 대응하는 량에 의해 더 높게된다. 그러므로, 밀폐부재에 혼합된 스페이서들의 평탄화막속으로의 함몰량을 줄이거나 제거할 수가 있다. 이 스페이서들의 평탄화막속으로의 함몰량의 감소 또는 제거와 함께, 스페이서들의 함몰의 균일성이 개선된다. 결과적으로, 전 화상표시영역을 통해 높은 표시품질을 유지하는 것이 가능하도록 셀갭의 균일성이 개선된다.

더욱이, 밀폐부재영역내의 평탄화막의 영향이 다중패널방법에서 조차 적기 때문에, 매 액정표시패널의 셀갭의 변화가 제한되는 장점이 있으며, 따라서 생산성이 증대된다.

인출배선층들 및 절연막들이 어레이기판의 밀폐영역상에 적층되고 밀폐영역내의 평탄화막의 하부층 높이가 그것에 의해 증가되는 것은 통상적이다. 인출배선층들의 목적은 외부구동회로들에 전기적 접속을 제공하는 것이고, 절연막들의 목적은 배선층들 사이를 전기적으로 절연하는 것이다. 그러나, 본 발명에 있어서, 기저패턴층의 목적은 평탄화막의 하부층을 올리는 것이다. 즉, 기저패턴층은 다른 목적으로 사용되지 않는다.

본 발명의 제2실시예에따르면, 액정표시패널은 밀폐영역 내의 평탄화막의 하부층의 레벨이 평탄화막의 표면에 실질적으로 동일하게 만들어지는 구조에 의해 구성된다. 제2실시예에 있어서, 밀폐영역내의 평탄화막의 두께를 표시영역내에 형성된 평탄화막의 평균두께와 비교하여 매우 작게 만들 수가 있고 따라서 평탄화막속으로의 스페이서들의 함몰량을 실질적으로 제한할 수가 있다. 결과적으로, 셀갭의 균일성을 더 개선할 수가 있고 화상표시영역 전체를 통해 신뢰할 수 있는 고표시품질을 유지할 수가 있다. 다중패널방법에 있어서 조차, 밀폐영역내의 평탄화막의 영향이 작기 때문에, 매 액정표시패널의 셀갭의 변화가 제한되고 생산성이 개선된다.

본 발명의 제3실시예에 따르면, 액정표시패널은 평탄화막의 하부층이 밀폐영역 내에서 어레이기판의 표면상에 노출되고 스페이서들이 노출표면에 맞닿도록 만들어지고 그것에 의해 지지되는 구성을 갖는다.

즉, 액정표시패널의 제3실시예에 있어서, 평탄화막을 코팅함에 있어서 밀폐영역상에 평탄화막이 형성되지 않거나 또는 밀폐영역상의 평탄화막은 평탄화막이 코팅되어진 후 제거된다.

평탄화막이 밀폐영역상에 형성되지 않고 스페이서들이 평탄화막의 하부층에 직접접촉되어 있는 제3실시예에 따른 액정표시패널에 있어서, 평탄화막속으로의 스페이서들의 함몰은 없으며 셀갭의 균일성도 개선된다. 그러므로, 화상표시영역 전체를 통해 신뢰할 수 있는 고표시품질을 유지할 수가 있다. 다중패널방법에 있어서 조차, 밀폐영역내의 평탄화막의 영향이 없기 때문에, 액정표시패널마다 셀갭의 변화는 제한되고 생산성이 향상된다.

본 발명의 제4실시예에 따르면, 제3실시예에 따른 구성을 갖는 액정표시패널이 하부층의 레벨증가를 위한 기저패턴층이 어레이기판의 밀폐영역상에 형성되는 것에 의해 구성된다.

그러므로, 제4실시예에 따르면, 제3실시예에 따른 구성의 장점에 부가하여 스페이서들을 지지하기 위한 평면이 어레이기판의 밀폐영역상에 평탄화막 없이 기저패턴층의 두께에 대응하는 값에 의해 낮아지지 않는다는 장점이 있다.

기저패턴층은 평탄화막의 하부층을 구성하는 어떤 층내에 형성되어져도 좋다. 본 발명의 액정표시패널을 제조함에 있어서, 기저패턴층을 위한 특정의 형성 및 패터닝공정들을 제공하는 것도 가능하다. 그러나, 제조단계들의 수의 증가 즉, 제조비용의 증가를 억제하는 관점에서, 현존하는 패터닝공정들 중 어느 하나를 사용함에 의해 기저패턴층을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제5실시예에 따르면, 제1 또는 제4실시예에 따른 구성을 갖는 액정표시패널에, 기저패턴층이 액정표시패널의 표시영역상에 형성된 사전설정된 패터닝된층의 것과 동일층내에 있는 것에 의해 구성된다.

제5실시예에 따르면, 제조단계수의 증가 및 제조비용의 증가 없이, 현존하는 형성 및 패터닝공정을 이용함에 의해 기저패턴층을 형성하는 것이 가능하다.

본 발명의 제6실시예에 따르면, 제1 또는 제4실시예에 따른 구성을 갖는 액정표시패널에, 기저패턴층이 패널의 표시영역의 광차폐층의 것과 동일층내에 있는 것에 의해 구성된다.

이 패널의 밀폐영역에 있어서, 액정표시패널에 형성된 광차폐층의 수단에 의해 광을 차폐할 필요는 없다. 그러나, 표시영역에 있어서는, 각 화소의 주변에 알루미늄 또는 알루미늄합금의 광차폐층을 제공함에 의해 스위칭소자들 및 배선층들을 광에 대하여 차폐할 필요가 있다. 본 발명의 제6실시예에 따른 액정표시패널의 구성에 있어서, 기저패턴층은 표시영역의 광차폐층을 위한 형성 및 패터닝공정을 이용함에 의해 형성된다.

본 발명의 제7실시예에 따르면, 제1 내지 제3실시예들에 따른 구조를 갖는 액정표시패널에, 평탄화막이 스페이서들 및 평탄화막의 하부층의 것 보다 더 낮은 강도를 갖는 물질로 형성되는 것에 의해 구성된다.

평탄화막의 강도가 스페이서들의 것 보다 더 낮을 때, 스페이서들은 평탄화막의 강도가 스페이서들의 것 보다 더 높은 경우와 비교하여 평탄화막속으로 함몰하는 경향이 있다. 그러므로, 본 발명의 제1 내지 제3실시예의 어느 하나에 따른 표시패널에서와 같이 평탄화막의 것 보다 더 높은 강도를 갖는 하부층을 형성하는 것이 효과적이다. 본 발명의 제7실시예에 따른 액정표시패널의 구성은 상기의 고려로부터 초래되고 스페이서들이 유리물질로 형성될 때, 평탄화막의 하부층이 SiN과 같은 실리콘화합물로 형성될 때, 그리고 평탄화막이 평탄화막의 강도가 스페이서들 및 하부층의 것들 보다 더 낮은 종래의 경우에서와 같이 수지물질로 형성될 때 효과적이다.

본 발명의 제8실시예에 따르면, 제1 또는 제4실시예에 따른 구조를 갖는 액정표시패널에 기저패턴층이 전기도전물질로 형성되고, 밀폐영역을 가로지르는 다수의 평행인출배선들이 기저패턴층을 포함하는 층의 레벨로 층으로 구비되며, 그리고 그 사이의 층간절연막 및 기저패턴층이 인출배선들 사이의 갭에서 절단되어 있는 구성을 갖는다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 기저패턴층이 인출배선들 사이의 갭영역에서 절단되어져 있기 때문에, 기저패턴층이 전기도전성 물질로 형성되어져 있더라도 전기적 절연의 신뢰성이 향상된다.

본 발명의 제9실시예에 따르면, 제8실시예에 따른 구조를 갖는 액정표시패널에 기저패턴층의 절단부의 거리가 스페이서의 직경보다 더 적은 것에의해 구성된다.

그러므로, 제9실시예에 있어서 평탄화막속으로의 스페이서들의 함몰은 기저패턴층의 절단부에서 조차 제한된다. 밀폐영역내에 평탄화막이 없을 때, 스페이서들은 기저패턴층의 갭영역 또는 절단영역속으로 떨어지는 것이 방지된다. 그러므로, 제1발명의 효과가 밀폐영역 전체를 통해 신뢰할 수 있게 얻어진다. 또한, 셀갭의 균일성이 갭유지부재들로서의 증가된 수의 스페이서들을 효과적으로 작용함에 의해 개선될 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 제10실시예에 따르면, 제1, 제4 및 제8실시예들 중 어느 하나에 따른 구성을 갖는 액정표시패널에 밀폐영역을 가로지르는 다수의 평행인출배선들이 제공되고 기저패턴층이 인출배선들과 동일층으로 인출배선들 사이의 갭영역상에 형성되는 구성을 갖는다.

그러므로, 이 구성에 따르면, 인출배선들에 기인된 불균일성을 완화할 수가 있고 또한 밀폐영역내의 스페이서들을 지지하기 위한 적층패턴을 평탄화할 수가 있다. 결론적으로, 각 패널들의 스페이서들의 레벨을 기판에 대하여 보다 더 평편하게 할 수가 있고 따라서 갭유지부재들로서의 더 많은 스페이서들을 효과적으로 작용함에 의해 셀갭의 균일성을 개선할 수가 있다.

본 발명의 제11실시예에 따르면, 제4실시예에 따른 구성을 갖는 액정표시패널에 밀폐부재가 기저패턴층에 점착되고 이 기저패턴층은 슬릿으로 형성되는 구성을 하고 있다.

그러므로, 이 구성에 따르면, 밀폐제가 기저패턴층의 슬릿안으로 들어가기 때문에 밀폐부재의 점착성이 개선되는 이점이 있다.

본 발명의 제12실시예에 따르면, 제11시예에 따른 구성을 갖는 액정표시패널에 슬릿의 폭이 스페이서의 직경보다 더 적은 것으로 형성되는 구성을 하고 있다.

그러므로, 이 구성은 스페이서들이 기저패턴층의 슬릿속으로 떨어지는 것이 방지되기 때문에 갭유지부재들로서의 증가된 수의 스페이서들을 효과적으로 작용함에 의해 셀갭의 균일성을 개선할 수가 있다.

이제, 본 발명에 따른 액정표시패널의 제조를 위한 제조방법을 설명한다.

상술한 액정표시패널을 제조하기 위한 본 발명에 따른 제1제조방법은, 기본적으로, 적어도 스위칭소자들, 배선들 및 투명기판상에 광차폐층을 형성하는 패터닝단계들, 패터닝단계들에서 패턴들이 형성된 웨이퍼의 표면상에 평탄화막을 형성하는 평탄화막코팅 단계, 평탄화막상에 화소전극들을 형성하는 단계 및 스페이서들을 혼합상태로 포함하는 밀폐부재를 제공하는 단계를 포함한다. 이 기본적인 액정표시패널의 제조방법에 있어서, 본 발명은 평탄화막의 하부층의 높이를 증가하기 위하여 기저패턴층이 투명기판상의 밀폐영역내에 형성된다. 또한, 본 발명은, 화소전극들이 형성되기 전에, 에칭에 의해 평탄화막내에 콘택홀들을 형성하는 에칭단계를 포함하고 있다.

본 발명의 제2제조방법에 따르면, 기본제조방법에 밀폐영역상에 코팅되어 있는 평탄화막부분이 에칭에 의해 제거되는 것으로 구성된다.

본 발명의 제3제조방법에 따르면, 제1관점에 따른 제조방법에 밀폐영역상에 코팅되어 있는 평탄화막부분이 에칭에 의해 제거되는 것으로 구성된다.

본 발명의 제4제조방법에 따르면, 제1제조방법에 기저패턴층이 패터닝단계들 중 어느 하나를 이용함에 의해 형성되는 것으로 구성된다.

본 발명의 제5제조방법에 따르면, 제1제조방법에 따른 제조방법에 기저패턴층이 패터닝단계들의 광차폐층형성단계를 이용함에 의해 형성되는 것으로 구성된다.

본 발명의 제6제조방법에 따르면, 제2 또는 제3제조방법에 밀폐영역상에 코팅된 평탄화막이 콘택홀을 형성하는 에칭단계에 의해 제거되는 구성을 하고 있다.

본 발명의 제6제조방법에 따르면, 기존의 에칭공정을 이용하기 때문에 제조비용이 증가되지 않는 이점이 있다.

본 발명의 상술한 목적들, 구성들 및 이점들을 첨부한 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 9는 상부부재가 제거되어 그 부재 뒤의 주모듈들을 보여주는 본 발명이 적용될 수 있는 액정표시패널의 예에 대한 평면도이다. 밀폐부재(4) 및 표시영역(A)를 포함하는 도 9에 도시된 철자 I에 의해 표시된 부분의 절단면도가 도 1, 도 5, 도 8 또는 도 10에 도시되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 액정표시패널은 액정주입형이다.

즉, 어레이기판(2a, 2b, 2c 또는 102) 및 대향기판(3) 사이에 좁은 갭이 형성되고 밀폐부재(4)가 중심표시영역(A)을 실질적으로 포위하는 것과 같이 갭 내에 제공된다. 이 밀폐부재는 액정주입홀(8)을 형성하기 위하여 일부분{도 9에 있어서 밀폐부재(4)의 하부측의 대략 중앙}에 개구를 구비하고 있다. 액정(130)이 갭속으로 주입되어진 후, 액정주입홀(8)은 밀폐제(7)에 의해 폐쇄된다. 인출배선들(14a)은 이들이 표시영역(A)의 네 측면으로부터 바깥쪽으로 연장되도록 형성된다. 구동회로(5)는 밀폐부재(4)의 바깥쪽 패널의 상부에 구비되고 한 쌍의 구동회로들(6)이 밀폐부재(4)의 바깥쪽 패널의 좌측 및 우측부분상에 제공된다.표시영역(A)의 상부면으로부터 연장되는 인출배선들(14a)은 구동회로(5)에 접속되고 표시영역(A)의 좌측면으로부터 연장되는 인출배선들(14a)은 구동회로(6)의 하나에 접속된다. 표시영역(A)의 우측면으로부터 연장되는 인출배선들(14a)은 다른 구동회로(6)에 접속된다. 표시영역(A)의 하부측으로부터 연장되는 인출배선들(14a)은 어떤 구동회로에도 접속되지 않고 배선들로서의 아무런 기능이 없는 더미리드들이다. 이 더미인출배선들(14a)은 어레이기판(2a, 2b, 2c 또는 102) 및 대향기판(3) 사이의 갭을 일정하게 유지하기 위하여 제공된다.

실시예1

본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)을 도 9에 도시된 I부분의 절단면도인 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)은 도 10에 도시된 종래의 액정표시패널(101)과 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.

즉, 종래의 액정표시패널(101)에 유사하게, 액정표시패널(1a)은 어레이기판(2a)이 대향기판(3)의 상부에 표시영역 내에 액정(130)을 밀폐하기 위하여 그들 사이에 배치된 밀폐부재(4)와 함께 놓여진 구조를 갖는다. 이 밀폐부재(4)는 유리물질의 스페이서들(23)을 혼합된 상태로 포함하고 있다. 대향기판(3)은 종래의 대향기판과 유사하게 유리기판(30)과 그 위에 형성된 대향전극들(31)로 구성된다.

어레이기판(2a)은 종래의 액정표시패널의 어레이기판(102)과 유사한 구조를 갖는다. 즉, 그것은 각각 패터닝공정들에 의해 순서대로 형성되는 게이트선들(11), 스위칭소자들(12), 산화층(13), 금속배선층(14), 제1층간절연막(15), 광차폐층(16) 및 제2층간절연막(18)을 포함하고, 투명유리기판(10) 상에 형성된 적층패턴구조를 갖는다. 금속배선층(14)부분은 인출배선들(14a)을 구성한다. 평탄화막(19)은 코팅에 의해 적층패턴상에 형성되고 이 평탄화막(19) 상에 형성된 화소전극들(20)은 이들이 각각 스위칭소자들(12)에 전기적으로 접속되도록 콘택홀들(21)을 통해 금속배선층(14)에 접속된다.

그러나, 액정표시패널(1a)의 어레이기판(2a)은 종래의 어레이기판(102)과는 기저패턴층(17)이 밀폐영역(B)내의 제1층간절연막(15)상에 형성된다는 점이 다르다. 밀폐영역(B)내에 기저패턴층(17)의 설치로, 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 하부층의 수직레벨 즉, 높이는 종래의 어레이기판(102)과 비교하여 기저패턴층(17)의 두께에 대응하는 값만큼 증가된다. 결과적으로, 하부층은 밀폐영역내의 랜드(land)가 된다.

도 1에 도시된 구성에 있어서, 평탄화막(19)의 하부층의 높이는 제2층간절연막(18)의 상부표면의 높이에 의해 결정된다. 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 하부층의 높이가 증가되기 때문에, 평탄화막(19)의 기저의 레벨은 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 두께가 감소되도록 올라간다. 즉, 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)의 어레이기판(2a)에 있어서, 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 두께는 기저패턴층(17)의 두께에 대응하는 값만큼 종래의 어레이기판(102)의 것 보다 더 적다. 평탄화막(19)의 더 얇은부분의 두께는 광차폐층(16)상의 평탄화막의 두께 보다 바람직하게 더 적다.

제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)에 있어서, 밀폐제(22)내에 포함된 스페이서(23)의 평탄화막(19)속으로의 함몰량은 감소된다. 그러므로, 액정표시패널(1a)에 따르면, 스페이서들(23)의 함몰량의 균일성이 셀갭의 균일성이 개선되도록 개선된다. 결과적으로, 전체 화상표시스크린을 통해 높은 표시품질을 유지할 수 있게 된다.

표시품질을 높은 레벨로 유지하기 위하여, 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)을 더 얇게하는 것이 바람직하다. 이것을 실현하기 위하여, 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 하부층의 높이를 하부층의 상부표면이 도 1에 도시된 바와 같이 평탄화막(19)의 상부표면과 실질적으로 동일평면상이 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 하부층높이의 이러한 설정은 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 두께를 매우적게 만드는 것을 가능하게 한다.

더욱이, 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)에 있어서, 기저패턴층(17)은 이 기저패턴층(17)이 부가적 패터닝공정의 요구없이 광차폐층(16)을 위한 동일한 패터닝공정을 이용하여 형성될 수 있도록 적층구조의 광차폐층(16)의 것과 동일한 층내에 있다. 물론, 이 기저패턴층(17)은 광차폐층(16) 대신 적층구조의 다른 층과 동일층안에 있어도 좋다.

제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)에 있어서, 스페이서들(23)은 유리물질로 형성되고, 제2층간절연막(18)은 질화실리콘(SiN)으로 형성되며, 평탄화막(19)은 수지물질로 형성된다. 결과적으로, 평탄화막(19)의 강도는 제2층간절연막(18)은 물론 스페이서들(23)의 것 보다 더 낮다.

그러므로, 어레이기판(2a) 및 대향기판(3)이 결합되고 가압판에 의해 함께 가압될 때, 스페이서들(23)은 평탄화막(19)속으로 함몰하는 경향이 있다.

그러나, 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 두께가 매우 적기 때문에, 스페이서들(23)의 평탄화막(19)속으로의 실질적인 함몰은 거의 없으며 균일한 셀갭이 화상스크린 전체를 통해 유지된다.

이제, 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)의 제조방법을 이 액정표시패널의 어레이기판(2a)을 제조하는데 있어서의 각 단계들에 대한 절단면도들인 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한다.

스위칭소자(12)와 같은 TFT들의 형성공정에 있어서, 활성층으로 되는 폴리실리콘과 같은 반도체층(미도시) 및 게이트절연층으로서의 SiO₂막(미도시)이 형성되고, 게이트전극들(미도시) 및 게이트선들(11)이 스퍼터링에 의해 텅스텐실리사이드(WSi₂)와 같은 실리사이드막을 형성함에 의해 형성된다. 그 후, 소스-드레인영역(미도시)이 이온주입에 의해 반도체층내에 형성된다. 이와 같이, 각각이 약 180㎚ 두께의 TFT들이 형성된다.

약 400㎚ 두께의 산화막(13)이 그 위에 형성되고 금속배선층(14)을 TFT's의 소스-드레인영역에 전기적으로 접속하기 위한 콘택홀들(미도시)이 에칭에 의해 산화막(13)내에 형성된다. 또한, 금속배선층(14)은 스퍼터링에 의해 약 50㎚ 두께의 알루미늄과 같은 저저항금속막을 형성함에 의해 형성된다.

한편, 제1층간절연막(15)은 CVD에 의해 약 400㎚ 두께의 SiN막을 금속배선층(14)상에 형성함에 의해 형성되고, 다음, 개구부(21a)가 에칭에 의해, 도 2a에 도시된 구조로 되는, 제1층간절연막(15)내에 형성된다.

그 후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 광차폐특성을 갖는 약 500㎚ 두께의 알루미늄막이 스퍼터링에 의해 형성되고, 광차폐층(16) 및 기저패턴층(17)이 알루미늄막을 사전설정된 패턴으로 패터닝함에 의해 형성된다. 이 패터닝단계에 있어서, 기저패턴층(17)은 단지 밀폐영역(B)내에만 형성된다. 이것을 좀더 상세히 기술하면, 알루미늄막이 스퍼터링에 의해 형성되어진 후, 포토레지스트가 그 위에 코팅, 노광 및 현상되어진다. 이 포토레지스트가 양의 형태일 때, 밀폐영역(B)상의 포토레지스트의 부분은 노광되지 않고, 포토레지스트가 부의 형태일 때, 이 포토레지스트의 부분은 노광된다. 그 후, 노광된 포토레지스트는 밀폐영역(B)을 덮는 광차폐층을 형성하기 위한 레지스트패턴(미도시)을 형성하기 위하여 현상된다. 알루미늄막은 이와같이 형성된 레지스트패턴을 이용하여 광차폐층(16) 및 기저패턴층(17)을 동시에 형성하기 위하여 에칭된다.

그 후, 도 2c에 도시된 바와 같이, 약 500㎚ 두께의 SiN막이 제2층간절연막(18)을 형성하기 위하여 CVD에 의해 웨이퍼상에 형성된다.

그 후, 평탄화막(19)은 스핀코팅에 의해 상술한 방법으로 생성된 패터닝된 표면상에 코팅된다. 다중패널방법이 사용된다고 가정하면, 대형기판(미도시)은 진공점착에 의해 스핀코팅기계(미도시)의 척(chuck)상에 탑재된다. 이 대형기판은 이 대형기판이 사전설정된 속도로 회전하는 동안 이 대형기판의 패턴형성표면에 물질을 공급함에 의해 사전설정된 점성을 갖는 평탄화막물질(아크릴계수지와 같은)로 코팅된다. 이 평탄화막물질은 균일하게 칠하는 원심분리에 의해 대형기판의 패턴형성표면상에 균일하게 뿌려진다. 이 상태에서, 평탄화막(19)의 하부층의 높이가 도 2c에 도시된 바와 같이 밀폐영역(B)내의 기저패턴층(17)의 두께에 대응하는 값에 의해 증가되기 때문에, 감소된 량의 평탄화막물질이 밀폐영역(B)상에 형성된 평탄화막(19)이 매우 얇도록 밀폐영역(B)상에 증착된다. 예를 들어, 대형기판이 20초 동안 1400rpm의 회전속도로 회전된다고 가정하면, 화소부분상에 형성된 평탄화막의 두께는 약 1000㎚로 된다. 즉, 도 2d에 도시된 영역 E상에 형성된 평탄화막의 두께는 약 1000㎚인 반면, 밀폐영역(B)상에 형성된 평탄화막의 두께는 약 100㎚가 된다. 예시적으로, 종래의 어레이기판(102)에 있어서, 밀폐영역(B)상에 형성된 평탄화막의 두께는 약 500㎚이다.

다음, 평탄화막(19)은 한시간 동안 250℃로 코팅된 평탄화막을 갖는 대형기판을 강화함에 의해 강화된다.

그 후, 에칭에 의해, 콘택홀(21)이 제2층간절연막(18)내에 형성되고 개구부(21a)상의 평탄화막(19)이 제1층간절연막(15)내에 형성된다. 개구부(21a)가 이와같이 콘택홀(21)을 형성함에 있어 제1층간절연막(15)내에 우선적으로 형성되는 이유는 평탄화막(19), 제2층간절연막(18) 및 제1층간절연막(15)을 한번의 에칭단계에서 에칭하는 것이 용이하지 않기 때문이다.

그 후, ITO막이 서퍼터링에 의해 평탄화막(19)상에 형성되고 화소전극(20)을 형성하기 위하여 에칭되며, 따라서 도 2d에 도시된 구조로 된다. 화소전극부분은 콘택홀(21)을 통해 노출된 금속배선층(14) 및 여기서는, 스위칭소자(12)에 접속된다.

다시 도 1을 참조하면, 대향기판(3)은 대형기판상에 제조된다. 대향기판들(3)의 제조에 있어서, 대향전극들(31)이 스퍼터링에 의해 투명유리기판들(30)상에 ITO막을 형성하고 이 ITO막을 에칭함에 의해 형성된다.

어레이기판(2a) 및 대향기판(3)이 완성된 후, 그들은 액정표시패널(1a)을 형성하기 위하여 조립된다. 우선, 밀폐제(22)가 어레이기판(2a) 또는 대향기판(3)의 어느 하나상에 표시영역(A)의 외부가장자리를 따라 인쇄된다(도 9참조). 이 인쇄는 밀폐제가 밀봉제조기 또는 스크린인쇄기를 사용함에 의해 계속적으로 공급되는 도식인쇄술에 의해 수행된다. 스페이서들(23)은 우선 밀폐제(22)내에 혼합된다. 밀폐제(22)로서는 자외선경화성수지 또는 열경화성수지가 주로 사용된다.

밀폐부재의 인쇄 후, 어레이기판(2a) 및 대향기판(3)은 서로 중첩된다. 우선, 대형기판내의 어레이기판들(2a) 및 대형기판내의 대향기판들(3)이 서로 중첩되고 이 어레이기판들(2a) 및 대향기판들(3)에 대응하는 셀들이 서로 대향하도록 배치된다. 그 후, 어레이기판들(2a) 및 대향기판들(3) 사이에 갭이 밀폐제(22) 및 스페이서들(23)에 압력이 미치도록 압력판에 의해 어레이기판들(2a) 및 대향기판들(3)을 함께 가압함에 의해 소망의 값으로 조절된다. 이 상태에서, 밀폐제(22)는 경화된다. 밀폐제로서 자외선경화성수지가 사용될 때, 자외선투과판이 가압판으로 사용되고 밀폐제는 자외선이 가압판에 주사되므로서 경화된다. 밀폐제로서 열경화성수지가 사용될 때, 밀폐제(22)는 가압판에 장치된 가열기로 가열하거나 또는 액정표시패널을 오븐안에 넣고 오븐내의 환경가스를 가열함에 의해 경화된다.

종래의 어레이기판(102)의 경우에 있어서, 가압판에 의해 어레이기판 및 대향기판(3)을 함께 가압함에 의해 압력이 스페이서들(23)에 미칠 때, 밀폐영역(B)상에 형성되고 500㎚의 두께인 스페이서들(23)이 부분적으로 약 200㎚가 평탄화막(19)속으로 함몰되는 경우가 있을 수 있고, 이것은 셀갭을 불균일하게 만든다.

그러나, 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)의 경우에 있어서는, 어레이기판(2a)의 밀폐영역(B)상에 형성된 평탄화막(19)이 앞서 언급한 바와 같이 약 100㎚정도로 매우 얇다. 그러므로, 단위기판전체를 통해 또는 대형기판전체를 통해 수십㎚ 까지 스페이서들(23)의 함몰량을 제한할 수 있고, 따라서 셀갭의 균일성 및 액정표시패널의 생산성을 향상하게 된다. 예를 들면, 셀갭은 약 4㎛이다.

그 후, 대형기판은 액정표시패널들(1a)로서의 단위기판들을 분리하기 위하여 절단되고 이 표시패널들은 사전설정된 단계들로 진행되어 최종제품이 완성된다.

이제, 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)의 기저패턴층(17)에 대한 구성을 기저패턴층(17), 인출배선들(14a) 및 도 3a에서 선 C1-C2를 따라 절취한 단면도에 대응하는 도 1에 도시된 영역(C)내의 밀폐영역(B) 사이의 관계를 보여주는 평면도들인 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다.

도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 다수의 평행인출배선들(14a)은 배선들이 밀폐영역(B)을 가로지르도록 제공되고 기저패턴층들(17a, 17b 및 17c)은 밀폐영역(B)상에 형성된다.

도 3a에 도시된 기저패턴층(17a)은 기저패턴층(17)의 한 실시예이고 슬릿부분을 갖고 있지 않다. 이 실시예는 기저패턴층(17)에 기인하는 전기적 단락의 문제가 심각하지 않는 경우에 사용되어져도 좋다.

도 3b에 도시된 기저패턴층(17b)은 기저패턴층(17)의 다른 실시예로서, 광차폐층(16)의 것과 동일레벨에 알루미늄배선층이 인접하는 알루미늄인출배선들(14a) 사이의 갭영역내에 분리되어 있다. 이 실시예는 기저패턴층(17)에 기인되는 전기적단락을 방지하는데 효과적이고 따라서 절연신뢰성을 향상한다.

돌 3c에 도시된 기저패턴층(17c)은 기저패턴층(17)의 또 다른 실시예로서, 격자로 패턴화된 슬릿(171)이 알루미늄배선을 다수의 분할랜드들속으로 분리하기 위하여 광차폐층(16)의 것과 동일레벨로 알루미늄배선층내에 형성되어 있다.

도 3b에 도시된 패턴(17b)은 물론 도 3c에 도시된 패턴(17c)에 있어서의 슬릿(171)의 폭은 평탄화막(19)속으로의 스페이서들(23)의 함몰이 기저패턴층(17b)의 갭영역 내에서 조차 제한되도록 스페이서들(23)의 직경보다도 적다. 그러므로, 밀폐영역(B) 전체를 통해 갭을 균일하게 만들 수 있고 셀갭의 균일성이 향상된다. 또한, 갭유지부재들로서 증가된 수의 스페이서들을 효과적으로 기능하게 할 수가 있고, 따라서 셀갭의 균일성이 더욱 개선된다.

다음, 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)의 기저패턴층(17)의 다른 실시예들을 도 3b의 선 D1-D2에 따라 절취한 단면도들인 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 인출배선들(14a)상에, 제1층간절연막(15), 기저패턴층(17b), 제2층간절연막(18) 및 평탄화막(19)이 순서대로 형성된다. 평탄화막(19)상에는 밀폐제(22)에 혼합된 스페이서들(23a 및 23b)이 탑재된다. 이 스페이서들(23a 및 23b)은 압력하에서 어레이기판(2a) 및 대향기판(3) 사이에 끼워진다. 인출배선들(14a)은 스페이서(23a) 아래에 위치된다. 평탄화막(19)의 저부레벨이 높기 때문에, 평탄화막(19)속으로의 스페이서(23a)의 함몰량은 비교적 적다. 반대로, 스페이서(23b)의 아래에는 인출배선이 없기 때문에, 평탄화막(19)의 저부레벨은 낮고, 평탄화막(19)속으로의 스페이서(23b)의 함몰량은 비교적 크게된다.

한편, 도 4b에 도시된 구성에 있어서, 기저패턴(41)은 인출배선들의 층과 동일층에 있는 인접 인출배선들(14a) 사이의 갭영역내에 형성된다. 이러한 구성과 함께, 인출배선(14a) 위의 스페이서(23a)의 것과 실질적으로 동일레벨에 있는 인출배선들(14a) 사이의 갭영역내에 스페이서(23b)를 보관할 수가 있다. 즉, 인출배선들(14a)의 존재에 기인된 평탄화막의 표면불균일성은 스페이서들을 지지하기 위하여 밀폐영역(B)상에 제공된 패턴화된 적층구조의 평탄성을 개선할 수 있도록 감소된다. 그러므로, 스페이서들의 수직레벨에 대한 균일성을 더 개선할 수 있고 따라서 갭유지부재들로서의 증가된 수의 스페이서들을 효과적으로 기능하게할 수 있고 셀갭의 균일성이 더욱 향상된다. 이 기저패턴(41)은 도 3b에 도시된 구성 뿐만 아니라 도 3c에 도시된 구성에 적용될 수 있다.

실시예2

이제, 제2실시예에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법을 제2실시예에 따른 액정표시패널(1b)의 단면도인 도 5를 참조하여 설명한다.

이 액정표시패널(1b)은 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)과는 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 하부층을 형성하는 기저패턴층(17)이 어레이기판(2b)의 표면안으로 노출되고 스페이서들(42)이 노출표면에 의해 지지된다는 점이 다르다.

즉, 밀폐영역(B)내에 평탄화막(19)이 없고 스페이서들(42)은 알루미늄의 기저패턴층(17)과 직접 접촉되고 그것에 의해 지지된다. 그러므로, 유리물질의 스페이서들(42)이 알루미늄과 같은 금속층속으로 함몰하는 경우가 실질적으로 없기 때문에 평탄화막(19)속으로의 스페이서들(42)의 함몰이 없다. 결과적으로, 스페이서들(42)은 대형기판은 물론 작은 기판 전체를 통해 갭유지부재들로서 기능하고, 따라서 셀갭의 균일성 및 다중패널생산에 있어서 액정표시패널의 생산성이 향상된다.

액정표시패널(1b)의 셀갭을 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)의 것과 동일하게 만들기 위하여, 스페이서(42)의 직경은 스페이서(23)의 직경보다 더 크야만 한다.

제2실시예의 액정표시패널(1b)의 제조방법에 대한 예를 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 설명한다. 도 6a 내지 도 6d는 제2실시예에 따른 어레이기판(2b)의 각 제조단계들에서의 웨이퍼의 절단면도들이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 광차폐층(16) 및 기저패턴층(17)은 제1실시예의 액정표시패널(1a)의 제조방법과 유사히게 형성되고, 평탄화막(19)은 도 6b에 도시된 바와 같이 스핀코팅에 의해 형성된다.

그 후, 콘택홀들(21)은 제2층간절연막(18) 부분들 및 제1층간절연막(15)에 형성된 개구부(21a)상의 평탄화막(19)을 에칭하여 형성됨과 동시에 제2층간절연막(18)의 부분들 및 밀폐영역(B)상의 평탄화막(19)이 에칭에 의해 제거된다(도 6c참조). 즉, 밀폐영역(B)상에 코팅된 평탄화막은 콘택홀을 형성하기 위한 에칭단계에서 에칭된다. 이것을 좀 더 구체적으로 설명하면, SiN막이 CVD에 의해 형성되고 제2층간절연막(18)이 형성된 후, 포토레지스트가 그 위에 코팅되고 노광 및 현상된다. 포토레지스트가 양의 형이면, 밀폐영역(B)상의 포토레지스트의 부분은 노광된다. 포토레지스트가 부의 형이면, 포토레지스트의 부분은 노광되지 않는다. 그 후, 노광된 포토레지스트는 밀폐영역(B)내에 콘택홀을 형성하기 위한 레지스트패턴(미도시)을 형성하기 위하여 현상된다. 평탄화막(19) 및 제2층간절연막(18)은 이와같이 형성된 레지스트패턴을 마스크로 사용하여 에칭된다.

결과적으로, 광차폐층(16)의 것과 동일층에 있는 기저패턴층(17)의 표면은 밀폐영역(B)내에서 노광된다.

그기에 뒤 따르는 제조단계들은 제1실시예의 액정표시패널(1b)의 제조방법에 있어서의 것들과 동일하다.

제2실시예에 따른 액정표시패널(1b)의 기저패턴층(17)은 도 3a 내지 도 3c(도 3a에 도시된 선 C1-C2를 따라 절취한 절단면은 도 5에 도시된 영역 C에 대응한다)에 도시된 바와 같이 형성되어도 좋다. 제2실시예에 있어서, 밀폐제(22)는 도 5에 도시된 바와 같이 직접 기저패턴층에 부착한다. 그러므로, 도 3c에 도시된 기저패턴층(17)과 같은 분리랜드들의 패턴이 채용될 때, 밀폐제(22)는 도 7a에 도시된 바와 같이 격자슬릿속으로 들어간다. 이것은 밀폐부재의 점착성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 인출배선들(14a)의 것과 동일한 층에 인접하는 인출배선들(14a) 사이의 갭내에 기저패턴층(17)을 형성하는 것이 가능하다. 후자의 경우에 있어서, 인출배선(14a)상의 스페이서(42a)의 것과 실질적으로 동일층에 인접하는 인출배선들(14a) 사이의 갭영역상에 스페이서(42b)를 보지하는 것이 가능하다. 즉, 도 7a와 도 7b의 비교로부터 명백한 바와 같이, 인출배선들(14a)에 기인된 기저패턴층(17)의 표면불균일성은 스페이서들(42)을 지지하고 밀폐영역(B)상에 형성된 적층패턴의 표면이 더욱 평편하게 될 수 있도록 완화된다.

그러므로, 스페이서들의 레벨을 모든부분에서 더욱 균일하게 만드는 것이 가능하다. 결과적으로, 셀갭의 균일성이 개선되도록 갭유지부재들로서의 증가된 수의 스페이서들(42)이 효과적으로 기능하게 할 수 있다. 이 기저패턴(41)은 유사한 효과를 갖이면서 도 3a 내지 도 3c에 도시된 기저패턴층들(17a, 17b 및 17c)의 어떤 것에도 적용될 수 있다.

실시예3

다음, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시패널 및 그 제조방법을 제3실시예의 액정표시패널(1c)의 단면도인 도 8을 참조하여 설명한다.

이 액정표시패널(1c)은 제2실시예의 액정표시패널(1b)과는 밀폐영역(B)내의 평탄화막(19)의 하부층인 제1층간절연막(15)이 어레이기판(2c)의 표면안으로 노출되어져 있고 스페이서들(43)이 노출된 표면과 접촉되어 있고 그것에 의해 지지되어 있는점에 있어서 차이가 있다. 즉, 제3실시예는 제2실시예의 액정표시패널(1b)의 제조방법에 있어서의 기저패턴층(17)을 형성하지 않음에 의해 실현될 수 있다.

그러므로, 밀폐영역(B)내에 제공된 평탄화막(19)이 없고 유리물질로 이루어진 스페이서들(43)이 SiN으로 형성된 제1층간절연막(15)과 직접 접촉되어 있고 그것에 의해 지지된다. 제3실시예에 있어서, 평탄화막(19)속으로의 스페이서들(43)의 함몰이 없고 SiN층간절연막(15)속으로의 스페이서들(43)의 함몰도 실질적으로 없다. 그러므로, 스페이서들(43)은 셀갭의 균일성 및 다중패널생산에 있어서 액정표시패널의 생산성이 향상되도록 대형기판은 물론 소형기판 전체를 통해 갭유지부재들로서 기능을 수행한다.

제3실시예의 액정표시패널(1c)의 셀갭을 제2실시예의 액정표시패널(1b)의 셀갭과 동일하게 만들기 위하여, 스페이서(42)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 스페이서(43)를 선택할 필요가 있다.

평탄화막, 평탄화막상에 형성된 화소전극들 및 콘택홀들을 통해 이 화소전극들에 전기적으로 연결된 스위칭소자들을 갖는 어레이기판, 화소전극들에 대향하는 대향전극을 갖고 패널의 표시영역 둘레에 제공된 밀폐부재를 통해 어레이기판상에 이 어레이기판과 밀폐부재에 혼합된 스페이서들에 의해 보지되는 대향기판과의 사이에 갭을 두고 적층된 대향기판을 포함하는 액정표시패널에 있어서, 본 발명은, 상술한 바와 같이, 밀폐영역상에 연질물질로 형성된 평탄화막이 얇게 되거나 또는 기존 패터닝공정에 의해 제거되고 어레이기판상의 밀폐영역의 표면이 경화되고 균일하게 되어 존재한다. 그러므로, 스페이서들은 셀갭의 균일성이 개선되고 따라서 고표시품질을 갖는 액정표시패널을 효과적으로 생산할 수 있도록 전 액정표시패널을 통해 갭유지부재들로서의 기능을 효과적으로 수행할 수가 있다.

또한, 다중패널생산방법에 있어서 조차, 밀폐영역내의 평탄화막의 영향은 매 액정표시패널의 셀갭의 변화가 제한되도록 감소되거나 제거되고, 따라서 생산성이 개선된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시패널(1a)의 단면도;

도 2a 내지 2d는 그 제조단계들을 각각 보여주는 도 1에 도시된 제1실시예의 어레이기판(2a)의 단면도들;

도 3a 내지 3c는 도 1에 도시된 영역(C) 내에서의 관계를 보여주는 보텀엎패턴(bottom-up pattern)(17), 인출배선(14a) 및 밀봉영역(B)의 평면도들;

도 4a 및 4b는 도 3b의 선 D1-D2에 따른 절단면도들;

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시패널(1b)의 단면도;

도 6a 내지 6d는 그 제조단계들을 각각 보여주는 도 5에 도시된 제2실시예의 어레이기판(2b)의 단면도들;

도 7a 및 7b는 도 3b의 선 D1-D2에 따른 절단면도들;

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시패널(1c)의 단면도;

도 9는 내부주모듈들을 보여주는 본 발명이 적용된 액정표시패널의 예에대한 부분적으로 제거된 평면도; 및

도 10은 어레이기판(102) 상에 형성된 평탄화막(19) 및 혼합된 상태로 스페이서들(spacers)(23)을 포함하는 실(seal, 4)을 구비하는 종래의 액정표시패널(101)의 예에 대한 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b, 1c:액정표시패널 2a, 2b, 2c:어레이기판

3:대향기판 4:밀폐부재

5:구동회로 8:액정주입홀

10:투명유리기판 11:게이트선

12:스위칭소자 13:산화층

14:금속배선층 15:제1층간절연막

16:광차폐층 17:기저패턴층

18:제2층간절연막 19:평탄화막

20:화소전극 22:밀폐제

23, 42, 43:스페이서

Claims (20)

1. 액정표시패널에 있어서,

   스위칭소자어레이를 갖는 어레이기판;

   상기 어레이기판에 대향하는 대향기판;

   상기 어레이기판 및 상기 대향기판 사이에 배치된 액정층;

   상기 액정층을 상기 표시패널 내에서 밀폐하는 밀폐부재;

   상기 어레이기판 및 상기 대향기판 사이에 갭을 일정하게 만들도록 상기 밀폐부재내에 배치된 스페이서; 및

   상기 스위칭소자어레이상에 형성된 평탄화막을 포함하고,

   상기 평탄화막은, 상기 밀폐부재의 밀폐영역에 상기 스위칭소자어레이의 각 스위칭소자상의 평탄화막의 두께 보다도 더 얇은 박막영역과 밀폐영역에 평탄화막이 형성되지 않은 개방영역 중 어느 하나가 구비되는 액정표시패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 평탄화막은, 상기 평탄화막의 하부층의 레벨을 더 높게 만들기 위한 기저패턴층이 상기 밀폐영역 아래에 배치되도록 상기 밀폐영역에 상기 박막영역이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
3. 제1항에 있어서, 상기 평탄화막은, 상기 평탄화막의 하부층의 레벨이 상기 평탄화막의 표면의 레벨과 실질적으로 동일하게 만들어 지도록 상기 밀폐영역에서 상기 박막영역이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
4. 제1항에 있어서, 상기 평탄화막은, 상기 평탄화막의 하부층이 개방영역에 노출되고 따라서 상기 스페이서들이 상기 하부층과 접촉되게 만들어지도록 상기 밀폐영역에서 상기 개방영역이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
5. 제2항에 있어서, 상기 기저패턴층은 전기적으로 도전성물질로 형성되고, 상기 밀폐영역을 가로지르는 다수의 평행인출배선들은 상기 기저패턴 및 층간절연막을 포함하는 층의 레벨에 있는 층에 제공되며, 상기 인출배선들 사이의 갭들내의 상기 기저패턴부분들은 제거되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
6. 제5항에 있어서, 상기 갭의 폭은 상기 스페이서의 직경보다 더 작은 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
7. 제5항에 있어서, 상기 기저패턴층은 상기 인출배선층의 것과 동일층에 있는 상기 인출배선들의 갭영역내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
8. 제2항에 있어서, 상기 스위칭소자들의 상기 전극들의 레벨에 형성된 배선층 및 상기 배선층과 상기 스위칭소자의 상기 전극들상에 형성된 제1층간절연막상에 형성된 광차폐층을 더 포함하고, 상기 화소전극들은 상기 평탄화막상에 형성되며, 상기 각 화소전극은 상기 평탄화막에 형성된 콘택홀들 중 어느 하나를 통해 상기 각 스위칭소자의 상기 전극들 중 어느 하나에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 기저패턴층은 상기 제1층간절연막상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
9. 제8항에 있어서, 상기 기저패턴층은 상기 광차폐층의 것과 같은 층에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
10. 제2항에 있어서, 상기 평탄화막은 상기 스페이서들 및 상기 평탄화막의 상기 하부층의 것들 보다 더 낮은 경화성을 갖는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
11. 제4항에 있어서, 상기 하부층의 레벨을 올리기 위한 기저패턴은 상기 어레이기판의 상기 밀폐영역내에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
12. 제11항에 있어서, 상기 밀폐부재는 상기 기저패턴층에 점착되고 상기 기저패턴층은 슬릿들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
13. 제12항에 있어서, 상기 슬릿의 폭은 상기 스페이서의 직경 보다 더 적은 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
14. 제8항에 있어서, 상기 기저패턴은 상기 스위칭소자의 근처에 있는 표시영역상에 형성된 적층된 패턴층의 것과 동일한 레벨에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
15. 제8항에 있어서, 상기 평탄화막의 상기 더 얇은 부분의 두께는 상기 광차폐층상의 상기 평탄화막의 부분의 것 보다 더 적은 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
16. 액정표시패널의 제조방법에 있어서,

    투명기판상에 적어도 스위칭소자들, 배선들 및 광차폐층을 형성하는 패터닝단계들;

    코팅에 의해 패터닝단계들에서 패턴들이 형성된 웨이퍼의 표면상에 평탄화막을 형성하는 평탄화막코팅 단계;

    상기 평탄화막상에 화소전극들을 형성하는 단계;

    스페이서들을 혼합상태로 포함하는 밀폐부재를 제공하는 단계; 및

    상기 투명기판의 상기 밀폐영역내의 상기 평탄화막의 하부층의 높이를 증가하기 위한 기저패턴층을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조방법.
17. 제16항에 있어서, 에칭에 의해 상기 밀폐영역상에 코팅되어 있는 상기 평탄화막의 부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 화소전극이 형성되기 전에 에칭에 의해 상기 평탄화막내에 상기 콘택홀들을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 콘택홀들을 형성하는 에칭단계에 의해 상기 밀폐영역상에 코팅된 상기 평탄화막을 에칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.
20. 제16항에 있어서, 상기 기저패턴층은 패터닝단계들 중 어느 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조방법.