KR100731025B1 - Liquid Crystal Display Panel and Fabrication Method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고 개구율을 갖는 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것으로서, 상기 액정 디스플레이 패널은 서로 교차하여 각각 다수 개로 형성된 데이터 배선 및 게이트 배선을 갖는 제 1 기판과, 제 2 기판 사이에 액정이 주입된 액정 디스플레이 패널에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 데이터 및 게이트 배선의 교차 영역에 형성된 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터와 연결되어 형성된 화소전극; 상기 화소전극의 상부에 형성된 칼라필터층; 상기 데이터 배선 및 제 2 기판과 맞닿도록 상기 데이터 배선과 제 2 기판 사이에 칼럼 스페이서 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나로 형성된 스페이서를 포함하여 구성되며, 상기와 같이 형성된 스페이서로 인해 이상 액정층의 형성을 방지하고 화소간의 광을 완벽히 차단하여 좌우 시야각 방향으로 빛이 새는 것을 방지하고 패널 투과율(개구율)을 향상시킨다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal display panel having a high aperture ratio and a method of manufacturing the liquid crystal display panel, wherein the liquid crystal display panel includes a first substrate having a plurality of data wirings and gate wirings each formed to cross each other, and a liquid crystal between the second substrate. An implanted liquid crystal display panel comprising: a thin film transistor formed on an intersection of data and gate lines on the first substrate; A pixel electrode connected to the thin film transistor; A color filter layer formed on the pixel electrode; A spacer formed by any one of a column spacer and a black matrix between the data line and the second substrate so as to contact the data line and the second substrate, and the spacer formed as described above prevents the formation of an abnormal liquid crystal layer. It completely blocks the light between the pixels to prevent light leakage in the left and right viewing angle directions and improves the panel transmittance (opening ratio).
칼럼 스페이서Column spacer
Description
도 1a 는 일반적인 액정 디스플레이 패널의 평면도1A is a plan view of a typical liquid crystal display panel
도 1b 는 상기 도 1a 의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 단면도 FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1A.
도 1c 는 일반적인 액정 디스플레이 패널의 평면도1C is a plan view of a typical liquid crystal display panel
도 2a 는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널의 평면도2A is a plan view of a liquid crystal display panel according to the present invention.
도 2b 는 상기 도 2a 의 Ⅱ-Ⅱ' 방향의 단면도FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 2A
도 2c 는 상기 도 2a 의 Ⅲ-Ⅲ' 방향의 단면도FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line III-III 'of FIG. 2A
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 상부 글레스 2 : 블랙 매트릭스1: upper glass 2: black matrix
3 : 칼라필터층 4 : 공통전극3: color filter layer 4: common electrode
5 : 화소전극 6 : 보호막5 pixel electrode 6 protective film
7 : 절연막 8: 데이터 배선7: insulating film 8: data wiring
9 : 하부 글레스 10 : 상판9: lower glass 10: top plate
11 : 하판 12 : 게이트 배선11: lower plate 12: gate wiring
13 : 스페이서 14 : 게이트 전극13
15 : 반도체층 16 : 오우믹접촉층
15
17 : 소오스 전극 18 : 드레인 전극17
본 발명은 고 개구율을 갖는 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display panel having a high aperture ratio and a manufacturing method thereof.
TFT LCD 패널은 액정의 복굴절성을 이용하여 백라이트의 입사광을 제어하고, 입사광의 진행방향은 액정 분자의 장축방향으로 회전하는 성질을 이용하여 입사광을 제어하여 디스플레이하는 소자이므로, 액정은 입사광의 입사방향에 따라 굴절율이 달라져 화면이 어둡거나 반전되어 보이므로 CDT와 대비하여 시야각이 좁다. The TFT LCD panel controls the incident light of the backlight by using the birefringence of the liquid crystal, and the traveling direction of the incident light is a device which controls and displays the incident light by using the property of rotating in the major axis direction of the liquid crystal molecules, so that the liquid crystal is the incident direction of the incident light. Because the refractive index varies depending on the screen, the screen looks dark or inverted, so the viewing angle is narrower than that of the CDT.
도 1a 는 일반적인 액정 디스플레이 패널의 평면도로 상부 글레스에 칼라필터층을 배치한 구조이고, 도 1b 는 도 1a 의 Ⅰ-Ⅰ' 방향의 단면도이다. FIG. 1A is a plan view of a general liquid crystal display panel in which a color filter layer is disposed on an upper glass, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1A.
도 1b 에 도시한 바와 같이, 일반 구조에서는 상부 글레스(1)에 칼라필터층(3) 및 데이터 배선(8) 상부에 형성된 액정의 이상 동작층을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(2)를 배치한다. As shown in Fig. 1B, in the general structure, a
칼라필터층(3)과 ITO 화소전극(5) 사이에 형성된 액정층은 하부 글레스(9)의 일측에 형성된 편광판으로부터 입사된 빛을 투과하여 화소전극(5) 및 공통전극(4)에 인가된 전압에 따라 배향막의 배향 방향에 따라 정렬된 방향이 변화되고, 상기 액정층의 정렬 상태에 따라 상기 투과된 빛이 편광판을 통해 선택적으로 통과된다. The liquid crystal layer formed between the
이 때 상기 블랙 매트릭스(2)를 이용하여 이상 액정층에 의해 하부 글레스(9)를 투과한 빛을 차단하여 화소끼리의 간섭을 제거한다.At this time, the light transmitted through the
그러나, 상하판(10, 11)이 미스-얼라인(mis-align)될 경우, 이상 액정층의 배열 상태에 따라 빛이 블랙 매트릭스(2)에 의해 차단되지 않고 인접 화소에 영향을 미친다.However, when the upper and
도 1c 는 일반적인 액정 디스플레이 패널의 평면도로, 하부 글레스에 칼라필터층을 배치한 구조이다.1C is a plan view of a general liquid crystal display panel, in which a color filter layer is disposed on a lower glass.
도 1c 에 도시된 바와 같이 도 1a 및 도 1b 의 일반적 구조에서의 상하판(10, 11) 미스-얼라인 문제를 근본적으로 없애기 위해 칼라필터층(3)을 하판(11)에 배치(color filter on transistor)시킨다. As shown in FIG. 1C, the
이때 블랙 매트릭스는 하판(11)의 배선전극(8)이 대신하거나, 배선 전극(8) 위에 별도의 블랙 매트릭스층(통상 수지 블랙 매트릭스)을 두기도 하며 또한 배선 전극(8)을 안료 위에 배치시키기도 한다. In this case, the black matrix may be replaced by the
종래 기술에 따른 TFT 어레이와 칼라필터층이 각각 다른 기판에 형성된 액정 디스플레이 패널은 LCD 패널의 상하판의 미스-얼라인(mis-align) 발생시 이상 액정층의 비정상 동작에 따라 빛이 새는 문제가 발생하고, 이의 방지를 위해 블랙 매트릭스를 크게 형성할 때 패널 전체 개구율을 떨어지는 문제점이 발생한다.The liquid crystal display panel formed on a substrate having a different TFT array and a color filter layer according to the prior art has a problem that light leaks due to abnormal operation of the liquid crystal layer when a misalignment occurs in the upper and lower panels of the LCD panel. In order to prevent this, a problem arises in that the overall aperture ratio of the panel is decreased when the black matrix is formed large.
또한 칼라필터층을 TFT 어레이가 형성된 기판에 배치시킨 TFT LCD 패널의 경우, 화소부 전압에 의한 액정 구동시 이상 액정층의 이상 행동에 따른 빛이 새는 문제를 정면에서는 보호할 수 있지만 좌우 시야각으로 비스듬히 볼 때의 빛이 새는 문제점이 있다.In addition, in the case of a TFT LCD panel in which a color filter layer is disposed on a substrate on which a TFT array is formed, a problem of light leakage due to abnormal behavior of the liquid crystal layer when the liquid crystal is driven by the voltage of the pixel portion can be protected from the front, but viewed at an angle from the left and right viewing angles There is a problem that light leaks.
상기 문제점은 상판에 블랙 매트릭스를 설치하여 보완할 수 있으나 역시 상하판의 미스-얼라인 문제로 인해 빛이 새는 문제점을 막기 위해 블랙 매트릭스를 크게 형성할 때 패널 전체 개구율 향상을 위한 마진이 줄어든다.The above problem can be solved by installing a black matrix on the top plate, but also a margin for improving the overall aperture ratio of the panel is reduced when the black matrix is largely formed to prevent light leakage due to the misalignment of the top and bottom plates.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 좌우 시야각에서의 빛이 새는 문제를 개선하고 고 개구율을 갖는 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel having a high aperture ratio and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 목적은 칼라 액정 디스플레이 패널의 개구율을 향상시키기 위해 칼라필터층을 하판 TFT 어레이 위에 적층하는 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display panel and a method of manufacturing the same, in which a color filter layer is laminated on a lower TFT array in order to improve the aperture ratio of the color liquid crystal display panel.
본 발명의 또 다른 목적은 액정 디스플레이 패널을 설계함에 있어서, 수지를 이용한 칼럼 스페이서를 도입하여 좌우 시야각에서의 빛샘 문제를 개선하고 고 개구율의 설계 마진을 갖는데 있다.Another object of the present invention is to introduce a column spacer using a resin in the design of the liquid crystal display panel to improve the light leakage problem in the left and right viewing angle and to have a high aperture ratio design margin.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널의 특징은 서로 교차하여 각각 다수 개로 형성된 데이터 배선 및 게이트 배선을 갖는 제 1 기판과, 제 2 기판 사이에 액정이 주입된 액정 디스플레이 패널에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 데이터 및 게이트 배선의 교차 영역에 형성된 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터와 연결되어 형성된 화소전극; 상기 화소전극의 상부에 형성된 칼라필터층; 상기 데이터 배선 및 제 2 기판과 맞닿도록 상기 데이터 배선과 제 2 기판 사이에 칼럼 스페이서 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나로 형성된 스페이서를 포함하여 구성되는데 있다.A feature of the liquid crystal display panel according to the present invention for achieving the above object is a liquid crystal display panel in which a liquid crystal is injected between a first substrate and a second substrate having a plurality of data wirings and gate wirings formed to cross each other, respectively. A thin film transistor comprising: a thin film transistor formed on an intersection of data and gate lines on the first substrate; A pixel electrode connected to the thin film transistor; A color filter layer formed on the pixel electrode; And a spacer formed by any one of a column spacer and a black matrix between the data line and the second substrate so as to contact the data line and the second substrate.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널 제조 방법의 특징은 다수 개의 단위 화소로 구성된 액티브 영역을 갖는 제 1 기판과, 제 2 기판 사이에 액정이 주입된 액정 디스플레이 패널 제조에 있어서, 상기 제 1 기판 상에 다수 개의 게이트 배선을 형성하는 단계; 상기 액티브 영역의 각 단위 화소 당 박막트랜지스터를 형성하고, 상기 다수 개의 게이트 배선과 교차하는 방향으로 다수 개의 데이터 배선을 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터와 연결되도록 화소전극을 형성하는 단계; 상기 데이터 배선 및 제 2 기판과 맞닿도록 상기 데이터 배선과 제 2 기판 사이에 칼럼 스페이서 및 블랙 매트릭스 중 어느 하나로 스페이서를 형성하는 단계; 상기 화소전극 상부에 칼라필터층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.A feature of the liquid crystal display panel manufacturing method according to the present invention for achieving the above object is in the manufacturing of a liquid crystal display panel in which a liquid crystal is injected between a first substrate having an active region composed of a plurality of unit pixels and a second substrate Forming a plurality of gate lines on the first substrate; Forming a thin film transistor per unit pixel of the active region, and forming a plurality of data lines in a direction crossing the plurality of gate lines; Forming a pixel electrode to be connected to the thin film transistor; Forming a spacer between any one of a column spacer and a black matrix between the data line and the second substrate so as to contact the data line and the second substrate; And forming a color filter layer on the pixel electrode.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 고 개구율을 갖는 액정 디스플레이 패널의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of a liquid crystal display panel having a high aperture ratio according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a 는 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널의 평면도이고, 도 2b 는 도 2a 의 Ⅱ-Ⅱ' 방향의 단면도이다.FIG. 2A is a plan view of a liquid crystal display panel according to the present invention, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 2A.
그리고 도 2c 는 도 2a 의 Ⅲ-Ⅲ' 방향의 단면도이다. 2C is a cross-sectional view taken along the line III-III 'of FIG. 2A.
도 2b 및 도 2c 에 도시된 바와 같이 게이트 배선 및 데이터 배선(8)의 상부에 상판(10)까지 다다를 수 있는 스페이서(13)를 구성한다.As shown in FIG. 2B and FIG. 2C, a
그리고 도 2b 에 도시된 바와 같이 상판(10) 및 하판(11) 사이에 형성된 액 정층, 하부 글레스(9) 위에 각각의 화소를 ON/OFF시켜 화소를 구동하기 위한 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터를 ON/OFF시키는 스위칭 신호를 인가하기 위한 게이트 배선(12) 및 데이터 신호를 인가하기 위한 데이터 배선(13), 상부 글레스(1) 및 하부 글레스(9)의 화소 영역에 형성되고 각각 전압을 인가하여 상기 액정층의 배열 상태를 조절하는 공통전극(4) 및 화소전극(5), R, G, B 칼라필터층(3), 데이터 배선(8)의 상부에 상판(10)까지 맞닿도록 형성되어 상판(10)과 하판(11) 사이에 일정한 공간이 형성되도록 유지시켜주고 광을 차단하는 역할을 하는 스페이서(13)를 포함하여 구성된다. 또한 상기 스페이서(13)는 데이터 배선(8)과 마주보는 상판(10)에 상기 상판(10)과 맞닿도록 형성되기도 하고 게이트 배선(12) 위에 형성되기도 한다. As shown in FIG. 2B, a thin film transistor for driving pixels by turning on / off respective pixels on the liquid crystal layer and the
또한 도시되진 않았지만 상기 하판(11)의 일측에 형성된 LCD 백라이트, 상기 상판(10) 및 하판(11)의 일측에 형성되어 상기 액정층을 고정된 방향으로 정렬하는 배향막, 상기 상판(10) 및 하판(11)의 일측에 형성되고 상기 백라이트에 의해 조사되어 상기 액정층을 투과한 빛을 조절하는 편광필터를 더 포함하여 구성된다.In addition, although not shown, an LCD backlight formed on one side of the
상기 스페이서(13)는 최근 액정 스페이서 대용으로 개발 적용 중에 있는 칼럼 스페이서를 적용하거나, 또는 수지 블랙 매트릭스로 높은 층으로 적층하여 구성한다.The
상기 스페이서(13)를 상판(10)과 맞닿도록 형성함으로써 ITO 화소전극(5)이 없는 부분의 이상 액정층이 형성되지 않게 하여 물론 정면 뿐 아니라 비스듬한 각도에서의 빛이 새지 않게 한다.
By forming the
상기와 같은 액정 디스플레이 패널 형성 공정 중 하판(11)의 공정은 다음과 같다. 그리고 데이터 배선(8)의 상부에 스페이서(13)가 형성되는 공정만을 설명하면 다음과 같다.The process of the
게이트 전극(14)을 형성함과 동시에 게이트 배선(12)을 형성한다. The
이어 게이트 전극(14)을 덮도록 절연막(6)을 형성하고, 반도체층(15)을 형성한다.Next, the insulating film 6 is formed to cover the
이어, 반도체층(15)의 오우믹 접촉(ohmic contact)을 위하여 오우믹접촉층(16)을 형성한 후 소오스 전극(17)과 드레인 전극(18)을 형성한다.Subsequently, the
그리고, 오우믹접촉층(16) 위에 형성된 소오스 전극(17) 및 드레인 전극(18)과 함께 상기 절연막(6) 상에 데이터 배선(8)이 형성된다.A
이어 상기 소스/드레인 전극(17, 18)을 포함한 전면에 보호막(7)을 형성하고 패터닝하여 상기 드레인 전극(18)의 소정 영역을 노출시키고, 상기 노출된 드레인 전극(18)과 연결되도록 화소전극(5)을 형성한다. 이때 화소전극(5)이 보호막(7)보다 먼저 형성되기도 한다.Subsequently, a passivation layer 7 is formed on the entire surface including the source /
이어, 도면에 도시되진 않았지만 배향막을 형성하고, 상기 데이터 배선(8)의 상부에 스페이서(13)를 형성하고, 상기 화소전극(5) 상부에 칼라필터층(3)을 형성한다.Subsequently, although not shown in the drawing, an alignment layer is formed, a
스페이서(13)를 상판(10)까지 확장하여 형성하고 칼라필터층(3)을 박막트랜지스터가 형성된 하판(11)에 형성함으로써 상판(10) 및 하판(11)의 미스-얼라인으로 인한 좌우 시야각에서 빛이 새는 문제점이 없다.
The
그리고 칼라필터층(3)과 ITO 화소전극(5) 사이에 형성된 액정층은 하부 글레스(9)의 일측에 형성된 편광판으로부터 입사된 빛을 투과하여 화소전극(5) 및 공통전극(4)에 인가된 전압에 따라 배향막의 배향 방향에 따라 정렬된 방향이 변화되고, 상기 액정층의 정렬 상태에 따라 상기 투과된 빛이 편광판을 통해 선택적으로 통과된다. The liquid crystal layer formed between the
이 때 상기 스페이서(13)를 이용하여 이상 액정층의 형성을 방지하여 이상 액정층에 의해 하부 글레스(9)를 투과한 빛이 없으므로 화소끼리의 간섭이 제거된다.At this time, since the formation of the abnormal liquid crystal layer is prevented by using the
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the liquid crystal display panel and its manufacturing method according to the present invention have the following effects.
박막트랜지스터 어레이가 형성된 액정 디스플레이 패널의 하판에 칼라필터층을 적층하는 구조에서, 데이터 배선의 상부 또는 데이터 배선과 마주보는 상판에 상하판 사이의 공간만큼 스페이서를 형성함으로써 이상 액정층의 형성을 방지한다.In a structure in which a color filter layer is laminated on a lower plate of a liquid crystal display panel on which a thin film transistor array is formed, formation of an abnormal liquid crystal layer is prevented by forming spacers on the upper side of the data line or on the upper plate facing the data line as much as the space between the upper and lower plates.
따라서 이상 액정층으로의 빛의 투과로 인해 좌우 시야각 방향으로 빛이 새는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the light can be prevented from leaking in the left and right viewing angle directions due to the light transmission to the liquid crystal layer.
또한 상기 스페이서가 빛을 차광하는 역할도 하기 때문에 별도의 블랙 매트릭스의 형성하지 않아도 되고, 이는 패널 투과율(개구율)을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since the spacer also serves to block light, it is not necessary to form a separate black matrix, which has an effect of improving panel transmittance (opening ratio).
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니 하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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