KR101073200B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 화면에 컬러 테두리를 적용함에 의하여 심미적 효과를 향상시킨 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치는, 각각의 화소영역에 형성된 복수의 박막 트랜지스터 및 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 상기 어레이 기판 상에 배치되며 상기 각각의 화소영역에 대응되도록 형성된 복수의 컬러필터와 상기 복수의 컬러필터 사이의 공간에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러필터기판과, 상기 어레이기판과 상기 컬러필터기판 사이에 개재된 액정층을 포함하되, 상기 컬러필터기판은 상기 복수의 컬러필터와 블랙 매트릭스가 형성된 표시영역의 외곽을 따라 화면의 테두리에 형성된 컬러 테두리층을 더 포함한다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display and Fabricating Method Thereof}
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 화면에 컬러 테두리를 적용함에 의하여 심미적 효과를 향상시킨 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막 트랜지스터 및 화소전극이 형성된 어레이기판과 컬러필터 및 블랙 매트릭스가 형성된 컬러필터기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정층을 구비한 평판 표시장치의 일종이다.
이러한 액정표시장치는 액정층에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통해 표시면인 컬러필터기판을 투과하여 방출되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.
단, 일반적인 액정표시장치의 경우, 표시영역의 외곽을 따라 블랙 매트릭스가 형성되고 이에 따라 화면에는 블랙 테두리가 적용되게 되는데, 최근 액정표시장치를 채용한 휴대용 표시장치 등의 색상이 다양화됨에 따라 화면의 블랙 테두리가 부각되어 심미적인 효과를 저해하는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 화면에 컬러 테두리를 적용함에 의하여 심미적 효과를 향상시킨 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 측면은 각각의 화소영역에 형성된 복수의 박막 트랜지스터 및 화소전극을 포함하는 어레이기판과, 상기 어레이 기판 상에 배치되며 상기 각각의 화소영역에 대응되도록 형성된 복수의 컬러필터와 상기 복수의 컬러필터 사이의 공간에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러필터기판과, 상기 어레이기판과 상기 컬러필터기판 사이에 개재된 액정층을 포함하되, 상기 컬러필터기판은 상기 복수의 컬러필터와 블랙 매트릭스가 형성된 표시영역의 외곽을 따라 화면의 테두리에 형성된 컬러 테두리층을 더 포함함을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 컬러 테두리층은, 상기 복수의 컬러필터 중 선택된 일부의 컬러필터와 동일한 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 복수의 컬러필터는, 복수의 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함하며, 상기 컬러 테두리층은, 상기 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 또는 청색 컬러필터와 동일한 재료로 동일한 레이어에 형성될 수 있다.
또한, 상기 컬러 테두리층은, 상기 복수의 컬러필터와 상이한 색상으로 구현될 수도 있다.
또한, 상기 블랙 매트릭스는 투명기판의 일면에 형성되고, 상기 복수의 컬러필터는 상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판 상에 상기 블랙 매트릭스와 일부 중첩되도록 형성되며, 상기 컬러 테두리층은 상기 표시영역의 외곽을 따라 상기 컬러필터와 동일한 레이어에 형성될 수 있다.
이때, 상기 블랙 매트릭스는 상기 표시영역의 외곽까지 확장 형성되어 상기 컬러 테두리층과 중첩될 수 있다.
또한, 상기 컬러필터기판은, 상기 복수의 컬러필터 및 상기 컬러 테두리층이 형성된 투명기판 상에 전면적으로 형성된 공통전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 각각의 화소영역에 복수의 박막 트랜지스터 및 화소전극을 형성하여 어레이기판을 형성하는 단계와, 컬러필터기판을 형성하는 단계와, 상기 어레이기판과 컬러필터기판을 합착하고 이들 사이에 액정층을 주입하는 단계를 포함하되, 상기 컬러필터기판을 형성하는 단계는, 투명기판 상의 상기 각각의 화소영역 사이의 비화소영역에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판 상에, 상기 블랙 매트릭스에 의해 구획된 각각의 화소영역에 복수의 컬러필터를 형성함과 아울러, 상기 복수의 컬러필터와 블랙 매트릭스가 형성된 표시영역의 외곽을 따라 화면의 테두리에 컬러 테두리층을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 복수의 컬러필터를 형성하는 단계에서, 상기 복수의 컬러필터 중 선택된 일부의 컬러필터와 동일한 재료를 이용하여 상기 컬러 테두리층을 동시 형성할 수 있다.
또한, 상기 복수의 컬러필터 및 상기 컬러 테두리층을 형성하는 단계는, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 상기 복수의 컬러필터를 형성하는 단계와, 상기 복수의 컬러필터가 형성되는 공정 단계와 상이한 공정 단계에서 상기 표시영역의 외곽을 따라 상기 컬러 테두리층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 컬러 테두리층을 형성하는 단계는 별도의 인쇄공정을 통해 상기 표시영역의 외곽을 따라 컬러 인쇄층을 형성하는 단계일 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 화면에 컬러 테두리를 적용함에 의하여 심미적 효과를 향상시킴과 아울러, 설계의 자유도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 요부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터기판의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 컬러필터기판의 일례를 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 컬러필터기판의 제조방법을 단계적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 컬러필터기판의 다른 예를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치의 요부 사시도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터기판을 개략적으로 도시한 평면도로, 도 1에 도시된 액정표시장치 등에 적용될 수 있다. 편의상, 도 2에서 공통전극의 도시는 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는, 각각의 화소영역(P)에 형성된 복수의 박막 트랜지스터(T)와 화소전극(14)을 포함하는 어레이기판(10)과, 어레이 기판(10) 상에 배치되되 각각의 화소영역(P)에 대응되도록 형성된 복수의 컬러필터(22)와 상기 복수의 컬러필터(22) 사이의 공간에 형성된 블랙 매트릭스(21)를 포함하는 컬러필터기판(20)과, 어레이기판(10)과 컬러필터기판(20) 사이에 개재된 액정층(30)을 포함하여 구성된다.
보다 구체적으로, 어레이기판(10)에는, 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 배치되는 복수의 게이트라인(12)과 상기 게이트라인(12)에 수직한 방향으로 배열되는 복수의 데이터라인(13)이 형성되며, 각각의 화소영역(P)에는 화소전극(14)이 형성된다.
그리고, 게이트라인(12)과 데이터라인(13)의 교차부에는 박막 트랜지스터(T)가 형성된다. 이러한 박막 트랜지스터(T)는 게이트라인(12)으로부터 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터라인(13)으로부터 공급되는 데이터신호를 각각의 화소전극(14)으로 인가한다.
컬러필터기판(20)에는, 화소영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스(21)가 형성되고, 각각의 화소영역(P)에 대응되는 영역에는 복수의 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(R, G, B)를 포함하는 복수의 컬러필터(22)가 형성된다. 그리고, 컬러필터(22)가 형성된 컬러필터기판(20) 상에는 공통전극(24)이 전면적으로 형성된다.
여기서, 블랙 매트릭스(21), 복수의 컬러필터(22) 및 공통전극(24)은 컬러필터기판(20)의 일면에 순차적으로 형성되는 것으로, 예컨대 이들은 어레이기판(10)을 향하는 컬러필터기판(20)의 저면에 순차적으로 형성될 수 있다.
단, 본 발명에서 컬러필터기판(20)은 블랙 매트릭스(21)와 복수의 컬러필터(22)가 형성된 표시영역의 외곽을 따라, 화면(30)의 테두리에 형성된 컬러 테두리층(23)을 더 포함한다. 여기서, 화면(30)은 투명한 윈도우창(미도시)에 의해 사용자가 시각적으로 인식할 수 있는 일반적인 의미의 화면을 의미한다.
이에 의해, 본 발명은, 화면(30)에 블랙 테두리가 적용되는 일반적인 액정표시장치와 달리, 화면(30)에 컬러 테두리를 적용할 수 있고, 이에 따라 심미적 효과를 향상시킴과 아울러, 설계의 자유도를 높일 수 있다.
예컨대, 본 발명에 의한 액정표시장치를 채용한 표시장치나 통신모듈 등의 경우, 액정표시장치를 수납하는 케이스(미도시)의 색상에 맞춰 테두리가 부각되지 않도록 컬러 테두리의 색상을 디자인한다거나, 데코레이션 기능을 목적으로 고안된 특정 색상으로 화면(30)의 컬러 테두리를 부각시킬 수 있는 장점을 가진다.
도 3은 도 2에 도시된 컬러필터기판의 일례를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 컬러필터기판(20)은, 투명기판(20a)의 일면에 형성된 블랙 매트릭스(21)와, 블랙 매트릭스(21)가 형성된 영역의 사이에 위치되도록 블랙 매트릭스(21)가 형성된 투명기판(20a) 상에 형성된 복수의 컬러필터(22)와, 블랙 매트릭스(21) 및 컬러필터(22)가 형성된 표시영역(DR)의 외곽을 따라 컬러필터(22)와 동일한 레이어에 형성된 컬러 테두리층(23)과, 블랙 매트릭스(21), 컬러필터(22) 및 컬러 테두리층(23)이 형성된 투명기판(20a) 상에 전면적으로 형성된 공통전극(24)을 포함한다. 여기서, 복수의 컬러필터(22)는 블랙 매트릭스(21)와 일부 중첩되도록 형성될 수 있다.
이러한 컬러필터기판(20)에 있어서, 컬러 테두리층(23)은 복수의 컬러필터(22) 중 선택된 일부의 컬러필터와 동일한 재료로 이루어질 수 있다.
예컨대, 컬러 테두리층(23)은 적색 컬러필터(R), 녹색 컬러필터(G) 또는 청색 컬러필터(B)와 동일한 재료로 동일한 레이어에 형성될 수 있다. 이 경우, 컬러필터(22)를 형성하는 공정 단계에서 컬러 테두리층(23)을 동시에 형성할 수 있으므로 비용절감 및 제조효율 향상에 유리하다.
한편, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 컬러 테두리층(23)은 적색 컬러필터(R), 녹색 컬러필터(G) 및 청색 컬러필터(B) 중 적어도 두 가지 색상의 컬러필터의 적층구조로 형성될 수도 있다.
또한, 컬러 테두리층(23)은 보다 다양한 색상 구현을 위하여 별도의 착색재료를 이용하여 복수의 컬러필터(22)와는 상이한 색상으로 구현될 수도 있음은 물론이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 컬러필터기판의 제조방법을 단계적으로 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터기판의 제조방법을 설명하면, 우선, 도 4a에 도시된 바와 같이 투명기판(20a)의 일면에 블랙 매트릭스(21)를 형성한다.
블랙 매트릭스(21)는 각각의 화소영역 사이의 비화소영역에 형성되는 것으로, 각각의 컬러필터를 일정한 패턴으로 분리하고, 화소영역의 경계에서 빛샘을 차단하여 대비비를 향상시키는 역할을 한다.
이러한 블랙 매트릭스(21)는, 크롬(Cr)이나 크롬 산화막(Cr2O3) 등의 불투명 금속, 또는 빛을 흡수하는 흑색 수지 계열의 물질을 이용하여, 포토리소그래피 방식이나 마이크로 트랜스퍼 몰딩 방식 등의 현재 공개된 다양한 공정 방식을 이용하여 형성될 수 있는 것으로, 블랙 매트릭스(21)의 공정 방식에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이후, 도 4b에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스(21)가 형성된 투명기판(20a) 상에, 블랙 매트릭스(21)에 의해 구획된 각각의 화소영역(혹은, 화소영역에 대응되는 영역)에 복수의 컬러필터(22)와 더불어, 복수의 컬러필터(22)와 블랙 매트릭스(21)를 포함하는 표시영역의 외곽을 따라 화면의 테두리에 컬러 테두리층(23)을 형성한다.
여기서, 컬러필터(22)는 현재 공개된 액정표시장치용 컬러필터(22) 재료 및 이를 이용한 공정 방식을 다양하게 적용하여 형성될 수 있다.
또한, 컬러 테두리층(23)은 컬러필터(22)를 형성하는 공정 단계에서, 복수의 컬러필터(22) 중 선택된 일부의 컬러필터와 동일한 재료를 이용하여 동시 형성될 수 있다. 이 경우, 비용절감 및 제조효율 향상에 유리하다.
하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 컬러필터(22)와 컬러 테두리층(23)은 서로 다른 공정 단계에서 상이한 물질을 이용하여 형성될 수도 있다.
예컨대, 블랙 매트릭스(21)가 형성된 투명기판(20a) 상에 복수의 컬러필터(22)를 형성한 이후, 별도의 인쇄공정을 통해 표시영역의 외곽을 따라 컬러 인쇄층을 형성함으로써, 컬러 테두리층(23)을 형성할 수도 있다. 또는, 블랙 매트릭스(21)가 형성된 투명기판(20a) 상에 컬러 테두리층(23)을 먼저 형성한 이후에, 복수의 컬러필터(22)를 형성할 수도 있을 것이다.
이 경우, 공정 단계는 추가되지만, 컬러 테두리층(23)의 재료 및 공정 방식에 대한 선택의 폭은 더욱 다양해질 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 4c에서는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터기판(20)의 제조방법만을 단계적으로 설명하였지만, 액정표시장치의 제조단계는, 각각의 화소영역(P)에 도 1에 도시된 복수의 박막 트랜지스터(T) 및 화소전극(14)을 형성하여 어레이기판(10)을 형성하는 단계와, 컬러필터기판(20)을 형성하는 단계와, 어레이기판(10)과 컬러필터기판(20)을 합착하고 이들 사이에 액정층(30)을 주입하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 어레이기판(10)을 형성하는 단계와, 어레이기판(10)과 컬러필터기판(20)을 합착하고 이들 사이에 액정층(30)을 주입하는 단계는 현재 공개된 다양한 방법으로 실시될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 도 2에 도시된 컬러필터기판의 다른 예를 도시한 단면도이다. 편의상, 도 5를 설명할 때, 도 3과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 블랙 매트릭스(21')는 컬러 테두리층(23')이 형성되는 표시영역의 외곽까지 확장 형성되어, 컬러 테두리층(23')과 중첩될 수 있다.
이 경우, 컬러 테두리층(23')에 의해 화면에 컬러 테두리를 적용하면서도, 블랙 매트릭스(21')에 의해 도시되지 않은 배선 등의 패턴비침이나 화면 외곽에서의 빛샘을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 컬러필터기판을 채용하는 대표적인 표시장치로서 액정표시장치를 예로 들어 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 화면에 컬러 테두리를 적용하는 본원발명의 기술사상은 유기전계발광 표시장치 등과 같은 다양한 표시장치에도 적용될 수 있다. 예컨대, 유기전계발광 표시장치의 상부기판, 즉, 봉지기판에 별도의 컬러 테두리층을 형성하여 본원발명과 같이 심미적 효과를 꾀할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 어레이기판 20, 20': 컬러필터기판
21, 21': 블랙 매트릭스 22: 컬러필터
23, 23': 컬러 테두리층 24: 공통전극

Claims (11)

  1. 각각의 화소영역에 형성된 복수의 박막 트랜지스터 및 화소전극을 포함하는 어레이기판과,
    상기 어레이 기판 상에 배치되며, 상기 각각의 화소영역에 대응되도록 형성된 복수의 컬러필터와 상기 복수의 컬러필터 사이의 공간에 형성된 블랙 매트릭스를 포함하는 컬러필터기판과,
    상기 어레이기판과 상기 컬러필터기판 사이에 개재된 액정층을 포함하되,
    상기 컬러필터기판은 상기 복수의 컬러필터와 블랙 매트릭스가 형성된 표시영역의 외곽을 따라 투명한 윈도우창에 의해 사용자가 시각적으로 인식할 수 있는 화면의 테두리에 형성된 컬러 테두리층을 더 포함하며,
    상기 컬러 테두리층은, 별도의 착색재료를 이용하여 상기 복수의 컬러필터와 상이한 색상으로 구현됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터는, 복수의 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터 및 청색 컬러필터를 포함하는 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 투명기판의 일면에 형성되고,
    상기 복수의 컬러필터는 상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판 상에, 상기 블랙 매트릭스와 일부 중첩되도록 형성되며,
    상기 컬러 테두리층은 상기 표시영역의 외곽을 따라 상기 컬러필터와 동일한 레이어에 형성된 액정표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 표시영역의 외곽까지 확장 형성되어 상기 컬러 테두리층과 중첩되는 액정표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 컬러필터기판은, 상기 복수의 컬러필터 및 상기 컬러 테두리층이 형성된 투명기판 상에 전면적으로 형성된 공통전극을 더 포함하는 액정표시장치.
  8. 각각의 화소영역에 복수의 박막 트랜지스터 및 화소전극을 형성하여 어레이기판을 형성하는 단계와,
    컬러필터기판을 형성하는 단계와,
    상기 어레이기판과 컬러필터기판을 합착하고, 이들 사이에 액정층을 주입하는 단계를 포함하되,
    상기 컬러필터기판을 형성하는 단계는,
    투명기판 상의 상기 각각의 화소영역 사이의 비화소영역에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와,
    상기 블랙 매트릭스가 형성된 투명기판 상에, 상기 블랙 매트릭스에 의해 구획된 각각의 화소영역에 복수의 컬러필터를 형성함과 아울러, 상기 복수의 컬러필터와 블랙 매트릭스가 형성된 표시영역의 외곽을 따라 투명한 윈도우창에 의해 사용자가 시각적으로 인식할 수 있는 화면의 테두리에 컬러 테두리층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 컬러 테두리층은, 별도의 착색재료를 이용하여 상기 복수의 컬러필터와 상이한 색상으로 구현되는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터 및 상기 컬러 테두리층을 형성하는 단계는,
    상기 블랙 매트릭스가 형성된 기판 상에 상기 복수의 컬러필터를 형성하는 단계와,
    상기 복수의 컬러필터가 형성되는 공정 단계와 상이한 공정 단계에서 상기 표시영역의 외곽을 따라 상기 컬러 테두리층을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 컬러 테두리층을 형성하는 단계는 별도의 인쇄공정을 통해 상기 표시영역의 외곽을 따라 컬러 인쇄층을 형성하는 단계인 액정표시장치의 제조방법.
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