KR101258084B1 - Liquid crystal display device and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 액정표시소자의 제조방법은 화소영역과 주변영역이 정의되며, 주변영역에 소정 높이를 가지는 더미층이 형성된 기판을 제공하는 단계와; 상기 기판의 화소영역 상에 박막트랜지스터를 형성하여 제1기판을 준비하는 단계와; 제2기판을 준비하는 단계; 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a liquid crystal display device, the method including: providing a substrate in which a pixel region and a peripheral region are defined and a dummy layer having a predetermined height is formed in the peripheral region; Preparing a first substrate by forming a thin film transistor on the pixel region of the substrate; Preparing a second substrate; And forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.
액정량, 더미층, 패턴드 글라스 Liquid crystal amount, dummy layer, patterned glass
Description
도 1은 종래의 액정표시소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
도 2는 종래의 액정표시소자의 제조방법을 나타낸 순서도.2 is a flowchart illustrating a manufacturing method of a conventional liquid crystal display device.
도 3은 박막트랜지스터가 형성된 기판의 일부 화소를 도시한 평면도.3 is a plan view illustrating some pixels of a substrate on which a thin film transistor is formed;
도 4는 도 3의 I-I'에 따라 절단한 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 3.
도 5는 본 발명에 의한 박막트랜지스터의 일부소자를 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing some elements of a thin film transistor according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 절연층으로 더미층을 형성한 기판을 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing a substrate on which a dummy layer is formed of an insulating layer according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 기판 자체에 더미층이 형성된 기판을 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view showing a substrate in which a dummy layer is formed on the substrate itself according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 더미층을 제2기판에 형성한 액정표시소자의 실시예를 나타낸 단면도.8 is a cross-sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display device in which a dummy layer according to the present invention is formed on a second substrate.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
T : 박막트랜지스터 115 : 데이터라인 T: thin film transistor 115: data line
130 : 더미층 140 : 블랙매트릭스 130: dummy layer 140: black matrix
근래 정보 통신 분야의 급속한 발전으로 각종 정보를 표시해 주는 디스플레이 장치의 중요도가 갈수록 높아지고 있는 가운데, 기존의 표시장치 중의 하나인 (Cathode Ray Tube)로는 일정한 한계가 있어 최신의 추세인 경량화, 박형화에 부응할 수 없었다. 이에, 평판 디스플레이로서 액정표시소자(LCD : Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시장치(PDP : Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescence Display) 등이 개발되어 기대에 부응하고 있으며 이에 대한 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다.Recently, the importance of the display device for displaying various information is increasing with the rapid development of the information and communication field, and one of the existing display devices (Cathode Ray Tube) has a certain limit to meet the latest trend of light weight and thinning. Could not. As a flat panel display, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and an electroluminescence display (ELD) have been developed to meet expectations, and research and development are actively conducted. It is becoming.
이 표시장치 중 액정표시소자는 경량화, 박형화, 저전력 등의 장점을 가진 표시장치로서, 노트북 컴퓨터 등의 디스플레이 장치뿐만 아니라 데스크탑 컴퓨터 및 대형 TV 등에 적용되어 광범위하게 사용되고 있으며 이에 대한 수요는 계속하여 증가하고 있다. 이러한 액정표시소자는 근래 갈수록 대형화, 박형화와 함께 제조공정이 자동화되는 추세이다. Among the display devices, liquid crystal display devices are displays having advantages such as light weight, thinness, and low power, and are widely used not only for display devices such as notebook computers, but also for desktop computers and large TVs. have. In recent years, liquid crystal display devices have become more and more large and thin, and the manufacturing process is being automated.
도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 액정표시소자(1)는 제1기판(5)과 제2기판(3) 및 상기 제1기판(5)과 제2기판(3) 사이에 형성된 액정층(7)으로 구성되어 있다. 제1기판(5)은 구동소자인 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)가 형성된 기판으로서, 도면에는 도시하지 않았지만 복수의 화소가 형성되어 있으며, 각각의 화소에는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 상부 기판(3)은 컬러필터(Color Filter)기판으로서, 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1기판(5) 및 제2기판(3)에는 각각 화소전극 및 공통전극이 형성되어 있으며 액정층(7)의 액정분자 를 배향하기 위한 배향막이 도포되어 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a general liquid crystal display device. As shown in the figure, the liquid
상기 제1기판(5) 및 제2기판(3)은 실링재(Sealing material)(9)에 의해 합착되어 있으며, 그 사이에 액정층(7)이 형성되어 상기 제1기판(5)에 형성된 구동소자에 의해 액정분자를 구동하여 액정층을 투과하는 광량을 제어함으로써 정보를 표시하게 된다.The
액정표시소자의 제조공정은 크게 제1기판(5)에 구동소자를 형성하는 구동소자 박막트랜지스터기판공정과 제2기판(3)에 컬러필터를 형성하는 컬러필터기판공정 및 셀(Cell)공정으로 구분될 수 있는데, 이러한 액정표시소자의 공정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The manufacturing process of the liquid crystal display device is largely a driving element thin film transistor substrate process for forming a driving element on the
우선, 구동소자 박막트랜지스터공정에 의해 제1기판(5) 상에 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(Gate Line)및 데이터라인(Data Line)을 형성하고 상기 화소영역 각각에 상기 게이트라인과 데이터라인에 접속되는 구동소자인 박막트랜지스터를 형성한다(S101). 또한, 상기 구동소자 박막트랜지스터공정을 통해 상기 박막트랜지스터에 접속되어 박막트랜지스터를 통해 신호가 인가됨에 따라 액정층을 구동하는 화소전극을 형성한다.First, a plurality of gate lines and data lines are formed on the
또한, 제2기판(3)에는 컬러필터공정에 의해 컬러를 구현하는 R,G,B의 컬러필터층과 공통전극을 형성한다(S104). 이어서, 상기 제2기판(3) 및 제1기판(5)에 각각 배향막을 도포한 후 제2기판(3)과 제1기판(5) 사이에 형성되는 액정층의 액정분자에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각(Pretilt Angel)과 배향방향)을 제공하기 위해 상기 배향막을 러빙(Rubbing)한다(S102,S105). 그 후, 제1기판(5)에 셀갭(Cell Gap)을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(Spacer)를 산포하고 제2기판(3)의 외곽부에 실링재를 도포한 후 상기 제1기판(5)과 제2기판(3)에 압력을 가하여 합착한다(S103,S106,S107). 한편, 상기 제1기판(5)과 제2기판(3)은 대면적의 기판으로 이루어져 있다. 다시 말해서, 대면적의 기판에 복수의 패널(Panel)영역이 형성되고, 상기 패널영역 각각에 구동소자인 TFT 및 컬러필터층이 형성되기 때문에 낱개의 액정패널을 제작하기 위해서는 상기 기판을 절단, 가공해야만 한다(S108). 이후, 상기와 같이 가공된 개개의 액정패널에 액정주입구를 통해 액정을 주입하고 상기 액정주입구를 봉지하여 액정층을 형성한 후 각 액정패널을 검사함으로써 액정표시소자를 제작하게 된다(S109, S110).In addition, the
따라서 제1기판과 제2기판의 사이에 액정을 주입하게 되는데 제1기판과 제2기판의 간격(셀갭; cell gap)만큼 액정이 충진되어야만 한다. Therefore, the liquid crystal is injected between the first substrate and the second substrate. The liquid crystal must be filled by the cell gap between the first substrate and the second substrate.
도 3과 도 4는 액정표시장치용 일부 화소를 도시한 평면도와 도 3의 I-I'에 따라 절단한 단면도이다.3 and 4 are plan views showing some pixels for the liquid crystal display, and cross-sectional views taken along the line II ′ of FIG. 3.
도시한 바와 같이, 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(10)에 게이트라인(13)과 데이터라인(15)이 각각 매트릭스형태(matrix)로 교차하여 형성하고, 상기 게이트라인(13)과 데이터라인(15)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 형성된다. 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트전극(25), 액티브층(19), 소스전극(21), 드레인전극(23)으로 구성된다. 상기 게이트라인(13)과 데이터라인(15)이 교차되어 정의되는 면적의 전면에는 화소전극(17)이 형성되며 이 영역을 화소영역이라고 한다. 화소전극(17)은 드레인전극(23)과 측면접촉되어 있다. As shown, the
이와 같은 구성에서 제2기판(12)의 상기 화소영역에는 화상을 구현하는 영역으로 컬러필터(44)가 형성된다. 상기 화소영역을 제외한 부분, 즉, 데이터 배선(15) 및 게이트 배선(13)이 형성된 구간은 빛샘 현상이 발생하는 영역이기 때문에, 블랙매트릭스(black matrix)(40)가 이 부분을 가려주는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 박막트랜지스터(T)의 상부에도 빛샘을 막기 위해 블랙매트릭스(40)가 형성된다. In this configuration, the
상기한 제1기판(11)과 제2기판(12) 사이에는 액정(50)이 충진되는데, 이때의 셀갭은 H0에 해당한다.The
이때 블랙매트릭스(40)가 형성되는 영역은 화상이 표현되는 부분이 아니기 때문에 액정의 배향 및 액정량 등과 관련이 없는 부분이다. 그런데 일괄적으로 소자나 컬러필터 등을 형성하여 기판을 준비하여 두 기판을 합착하게 되면 두 기판 사이의 셀 갭만큼 그대로 액정이 충진되어야만 한다. 액정은 고가이기 때문에 액정량의 증가는 제품 비용의 증가로 이어지므로 액정량 마진을 줄이는 것이 바람직하다. 따라서 액정의 배향이나 양에 영향을 받는 화소영역은 액정량과 셀갭이 미세하게 제어되어야 하지만 블랙매트릭스로 가려지는 영역은 그럴 필요가 없으므로 액정량 저감을 위해 액정을 저감할 수 있는 방안이 요구되었다.In this case, the region where the
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 화상이 표현되지 않는 블랙매트릭스가 형성되는 주변영역에 소정의 높이를 가진 더미층을 형성한 패턴드 글라스를 사용하여 액정표시소자를 제조함으로써 주변영역의 셀갭을 줄여 두 기판 사이에 사용되는 액정량을 줄여 단가가 저감된 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention manufactures a liquid crystal display using a patterned glass in which a dummy layer having a predetermined height is formed in a peripheral area where a black matrix is not formed, thereby forming a cell gap in the peripheral area. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same by reducing the amount of liquid crystal used between two substrates.
본 발명에 의한 액정표시소자는 화소영역과 주변영역이 정의되고, 상기 주변영역에 소정 높이를 가지는 더미층과 상기 더미층 위에 형성된 다수의 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터를 구비한 제1기판과; 상기 제1기판에 대향하는 제2기판; 및 제1기판과 제2기판 사이에 충진된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하며, 이러한 액정표시소자를 제조하는 방법은 화소영역과 주변영역이 정의되며, 주변영역에 소정 높이를 가지는 더미층이 형성된 기판을 제공하는 단계와; 상기 기판의 화소영역 상에 박막트랜지스터를 형성하여 제1기판을 준비하는 단계와; 제2기판을 준비하는 단계; 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. A liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate having a pixel region and a peripheral region defined therein, a dummy layer having a predetermined height in the peripheral region, a plurality of gate lines, data lines, and thin film transistors formed on the dummy layer; ; A second substrate facing the first substrate; And a liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate. The method for manufacturing the liquid crystal display device includes a pixel region and a peripheral region, and a dummy layer having a predetermined height in the peripheral region. Providing a formed substrate; Preparing a first substrate by forming a thin film transistor on the pixel region of the substrate; Preparing a second substrate; And forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.
상기한 더미층을 형성하여 기판을 제공하는 단계는 기판에 절연막을 증착하고 절연막을 패터닝하여 형성하는 단계를 포함한다. Forming the dummy layer to provide a substrate includes depositing an insulating film on the substrate and patterning the insulating film.
또한 상기한 더미층을 형성하는 다른 단계는 기판을 패터닝하여 형성하는 단계를 포함한다.In addition, another step of forming the dummy layer includes a step of forming a patterned substrate.
상기한 더미층은 제1기판 또는/그리고 제2기판에 형성되는 것을 특징으로 한다.The dummy layer is formed on a first substrate and / or a second substrate.
액정표시소자에서 화소전극이 형성된 영역은 액정의 배향에 따라 화상이 구현되는 영역이며, 화상이 구현되지 않는 부분은 블랙매트릭스가 형성되는 영역이다. 본 발명에서는 화소영역과 주변영역을 정의하여 이하 설명하는 바, 화소영역은 화소전극이 형성된 영역으로 액정의 배향에 따라 화상이 구현되는 영역으로 정의하며, 화소영역이 아닌 부분, 즉 주변영역은 게이트라인과 데이터라인이 형성된 부분과 박막트랜지스터 부분을 포함한 블랙매트릭스가 형성되는 영역으로 정의한다. In the liquid crystal display device, an area where a pixel electrode is formed is an area where an image is implemented according to an alignment of the liquid crystal, and a part where an image is not implemented is an area where a black matrix is formed. In the present invention, the pixel region and the peripheral region are defined and described below. The pixel region is a region in which the pixel electrode is formed, and is defined as an region in which an image is implemented according to the alignment of liquid crystals. It is defined as an area where black matrices including lines and data lines are formed and thin film transistors are formed.
따라서 본 발명은 주변영역에 일정한 높이를 가진 더미층을 형성함으로써 주변영역의 단차를 높게 형성하여 결과적으로 주변영역의 셀갭을 줄이게 되고 액정량을 저감할 수 있게 하는 데 특징이 있다. Therefore, the present invention is characterized in that by forming a dummy layer having a constant height in the peripheral area, the step height of the peripheral area is increased, and as a result, the cell gap of the peripheral area is reduced and the amount of liquid crystal can be reduced.
본 발명에서는 액정량 마진을 감소시키기 위한 방법으로 화소영역을 제외한 주변영역에 더미층(dummy layer)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 즉, 주변영역의 단차를 높게 형성하여 결과적으로 주변영역 부분의 셀갭을 줄이고, 주변영역 부분에 충전된 액정의 량을 줄일 수 있게 되는 데 그 특징이 있다. 따라서 본 발명에서 더미층은 액정량 저감을 위해 일정 높이로 패턴을 형성한 것을 말한다. 액정 자체는 고가의 물질이며 액정표시소자를 만들기 위해서는 두 기판 사이의 아주 좁은 틈에 액정을 주입시켜야 하는데 액정 주입시 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 따라서 주변 영역의 셀갭을 줄이고 액정의 사용량을 줄이게 되면 액정량 저감으로 인한 단가 하락은 물론 액정주입시간도 줄어드는 이점이 있다. The present invention is characterized in that a dummy layer is formed in the peripheral region except the pixel region as a method for reducing the liquid crystal amount margin. In other words, it is possible to reduce the cell gap in the peripheral region and to reduce the amount of liquid crystal charged in the peripheral region. Therefore, in the present invention, the dummy layer refers to a pattern formed at a predetermined height to reduce the amount of liquid crystal. Liquid crystal itself is an expensive material, and in order to make a liquid crystal display device, a liquid crystal must be injected into a very narrow gap between two substrates, but it takes a long time when the liquid crystal is injected. Therefore, if the cell gap in the peripheral area is reduced and the amount of liquid crystal used is reduced, the unit cost decreases as well as the liquid crystal injection time.
상기 더미층 상에는 게이트라인, 데이터라인 및 박막트랜지스터 소자가 형성되기 때문에 상부가 평평하게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 기판 전 구간에 증착한 후 패터닝하는 것이 바람직하다. 다만 평평한 방법으로 패턴화된 더미층을 형성할 수 있다면 다른 방법도 가능할 것이다. 이러한 방식으로 더미층이 패터닝된 기판을 패턴드 글라스(patterned glass)라고 한다.Since the gate line, the data line and the thin film transistor element are formed on the dummy layer, the upper portion is preferably formed flat. Therefore, it is preferable to deposit the pattern on the entire substrate. However, other methods may be possible if the patterned dummy layer can be formed in a flat manner. The substrate in which the dummy layer is patterned in this manner is called patterned glass.
상기 더미층은 주변영역에만 형성되는 것이 특징이다. 액정표시소자의 화상부위는 액정의 배향이나 액정량에 따라 구현되는 화상이 달라진다. 그런데 상기한 바와 같은 더미층을 화상영역에 형성할 경우 더미층이 존재하는 부분은 셀갭이 다른 곳보다 작아지며 결국 충전된 액정량이 줄어들어 빛의 양이나 휘도 등이 달라질 수밖에 없어 구현되는 화상이 달라지게 된다. 또한 더미층의 단차가 큰 경우에는 빛샘의 우려도 있다. 그러나 주변영역에만 더미층이 형성되는 경우에는 액정이 이상배향을 갖더라도 블랙매트릭스에 의해 가려지므로 문제가 없다. The dummy layer is formed only in the peripheral area. The image portion of the liquid crystal display device varies depending on the orientation of the liquid crystal and the amount of liquid crystal. However, when the dummy layer as described above is formed in the image region, the portion where the dummy layer exists is smaller than the others, and eventually the amount of charged liquid crystal decreases, so that the amount of light or luminance is changed, so that the image to be realized is different. do. In addition, when the step height of the dummy layer is large, there is a fear of light leakage. However, in the case where the dummy layer is formed only in the peripheral region, even if the liquid crystal has an abnormal orientation, it is not a problem because it is covered by the black matrix.
상기한 더미층을 이용한 액정표시소자를 도면을 참조하여 실시예와 함께 설명한다.The liquid crystal display device using the dummy layer will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 의한 박막트랜지스터의 일부소자를 나타낸 단면도이다. 박막트랜지스터(T)가 형성된 제1기판(110)은 대향하는 제2기판(112)과 합착시 게이트라인(미도시)과 데이터라인(115) 및 박막트랜지스터(T)가 형성된 부분에 대응하는 제2기판(112) 상에 블랙매트릭스(140)가 형성되어 주변영역을 형성하게 된다. 도시한 바에 따르면 박막트랜지스터(T)가 형성된 부분의 제1 기판(110)과 제2 기판(112)의 사이, 데이터라인(115)과 제2 기판(112) 사이 및 도시하지는 않았지만 게이트라인(미도시)과 제2 기판(112) 사이에 다른 영역과 단차를 형성하며 쌓인 더미층(130)이 형성되어 있다. 더미층이 형성된 곳은 모두 블랙매트릭스가 형성되어야 할 곳에 해당하는데, 상기 더미층(130)은 액정표시소자의 종류나 용도 등 필요에 따라 적절한 높이로 형성이 가능하다. 이 때 박막트랜지스터(T)와 다른 구성요소를 고려할 때 상기 더미층은 약 5000Å 정도의 높이를 가지는 것이 바람직하다.5 is a cross-sectional view showing some elements of a thin film transistor according to the present invention. The
본 발명에서 더미층(130)이 형성된 제1 기판(110)은 더미층이 없을 때보다 화소영역의 셀갭이 줄어들게 된다. 도 5를 참조하여 보면 더미층(130)의 높이가 h라고 할 때 더미층(130)이 없을 때의 셀갭(H0, 도4 참조)보다 h만큼 줄어들게 된다. 따라서 주변영역 부근에서 셀갭이 줄어든 만큼 액정을 적게 주입하여도 되는 이점이 생기게 된다.In the present invention, the cell gap of the pixel area of the
도 5와 같은 실시예에 의해 액정표시소자를 제조하기 위해서 상기 더미층을 형성하는 방법은 다음과 같다.In order to manufacture the liquid crystal display device according to the embodiment as shown in FIG. 5, the method of forming the dummy layer is as follows.
도면에는 도시하지 않았지만, 먼저 액정표시소자에 쓰이는 제1 기판(미도시; 도 5의 110 참조)을 준비한다. 액정표시소자에는 여러 가지 기판이 쓰일 수 있으나 기판이 바람직하다. 상기 제1 기판(110)에 더미층을 형성하기 위한 절연층을 소정의 높이로 증착한다. 절연막은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어진 물질을 사용하여 증착할 수 있다. 상기 높이는 액정표시소자에 따라 달라질 수 있고 전체적인 셀갭에 따라서도 달라질 수 있는 등 변화가 가능하다. 다만, 다른 기판에 형성되는 구조와 비교하여 5000Å가 바람직하다. 그 다음 주변 영역에만 상기 절연층이 남도록 패터닝한다. Although not shown in the drawing, first, a first substrate (not shown; see 110 of FIG. 5) used in the liquid crystal display device is prepared. Various substrates may be used for the liquid crystal display device, but the substrate is preferable. An insulating layer for forming a dummy layer is deposited on the
도 6은 절연층으로 더미층이 형성된 기판을 도시한 단면도이다. 도시한 바와 같이 기판(210)의 일부분, 즉 주변 영역에 절연층(211)이 남아 더미층을 형성하게 된다. 도 5에 도시한 실시예는 상기한 방법으로 더미층을 형성한 것을 나타낸 것이 다.6 is a cross-sectional view illustrating a substrate on which a dummy layer is formed as an insulating layer. As shown, an insulating
더미층을 형성하는 또 다른 방법은 기판 자체에 더미층을 형성하는 것이다. 기판의 경우 절연체 등을 증착하는 방법이 아니라 기판을 에치하는 등의 방법으로 패턴의 형성이 가능하다.
도 7은 기판(310) 자체에 더미층(311)이 형성된 기판을 도시한 단면도이다. 도시한 바와 같이 기판의 일부분, 즉 주변 영역에 해당하는 기판(310)에 더미층(311)이 형성되게 된다.Another way to form the dummy layer is to form a dummy layer on the substrate itself. In the case of the substrate, the pattern may be formed by etching the substrate, not by depositing an insulator or the like.
7 is a cross-sectional view illustrating a substrate on which the
도 8은 더미층(430)을 제2기판(412)에 형성한 액정표시소자를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device in which a
도시한 바에 따르면 제1기판(410)에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고 이에 대향하는 제2기판(412)에는 컬러필터(444)와 블랙매트릭스(440)가 형성되어 있다. 그런데 제2기판(412)에 블랙매트릭스(440)가 형성될 위치, 즉 주변영역에 더미층(430)을 형성함으로써 주변영역의 높이를 높게 형성하였다. 이러한 경우에도 셀갭은 줄어들게 되는데 도면에서 보면 제1기판(410)의 박막트랜지스터(T)와 제2기판(412)까지의 거리가 더미층(430)의 높이만큼 줄어들었다는 것을 알 수 있다.As illustrated, a thin film transistor T is formed on the
상기한 두 실시예와 같이, 더미층은 블랙매트릭스가 형성될 영역, 즉 주변영역이면 어느 기판이든 형성이 가능하다. 또 제1기판과 제2기판에 동시에 형성할 수도 있다. 화소영역의 화상에 영향을 주지 않는 범위 내에서는 액정량 저감을 위해서 어느 기판에도 형성이 가능하며 그 높이는 적절하게 조절할 수 있을 것이다.As in the above-described two embodiments, the dummy layer may be formed of any substrate as long as it is a region where the black matrix is to be formed, that is, a peripheral region. It may also be formed on the first substrate and the second substrate at the same time. As long as it does not affect the image of the pixel region, it can be formed on any substrate to reduce the amount of liquid crystal, and the height thereof can be appropriately adjusted.
상기한 바와 같은 더미층을 포함하는 박막트랜지스터를 제조하는 방법은 다음과 같다. 박막트랜지스터가 형성된 기판을 형성한 후 이에 대향하는 기판을 합착하는 과정을 거치게 된다.A method of manufacturing a thin film transistor including a dummy layer as described above is as follows. After forming the substrate on which the thin film transistor is formed, the substrate facing the substrate is bonded.
도면에는 도시하지 않았지만, 먼저 기판을 준비한 다음 상기 기판에 절연막을 증착하여 패터닝하는 방법으로 주변영역에 더미층을 형성한다. 더미층은 이후 블랙매트릭스의 위치에 대응하는 영역에 형성되어야 한다. 또는 기판 자체를 에치 등의 방법으로 더미층을 형성할 수도 있다. 이어 기판 위에 일 방향의 게이트라인 및 게이트라인에서 연장된 게이트전극을 형성한다. 그 다음 게이트절연막과 비정질실리콘층 및 불순물로 도핑된 비정질 실리콘층을 차례로 증착하고 금속층을 스퍼터링과 같은 방법으로 증착한 다음, 포토리소그래피 등의 방법으로 금속층 및 불순물 비정질 실리콘층을 패터닝하여 데이터라인, 소스/드레인전극과 불순물 반도체층을 각각 형성한다. 비정질실리콘층은 고상화결정화 방법 또는 엑시머레이저어닐링(ELA : excimer laser anealing) 등의 방법으로 결정화시켜 반도체층을 형성하기도 한다. Although not shown in the drawing, a dummy layer is formed in a peripheral region by first preparing a substrate and then depositing and patterning an insulating film on the substrate. The dummy layer should then be formed in the region corresponding to the position of the black matrix. Alternatively, the dummy layer may be formed by etching the substrate itself. Subsequently, a gate line in one direction and a gate electrode extending from the gate line are formed on the substrate. Then, a gate insulating film, an amorphous silicon layer, and an amorphous silicon layer doped with impurities are sequentially deposited, and a metal layer is deposited by a method such as sputtering. Then, the metal layer and the impurity amorphous silicon layer are patterned by photolithography or the like to form a data line, a source Drain electrodes and impurity semiconductor layers are formed, respectively. The amorphous silicon layer may be crystallized by a solidification crystallization method or excimer laser annealing (ELA) to form a semiconductor layer.
그 다음 실리콘질화막이나 실리콘산화막으로 보호층을 증착한 다음 비정질실리콘층과 함께 패터닝하여 보호층과 반도체층을 형성한다. 이때 보호층의 패터닝시 보호층으로 덮이지 않고 드러난 데이터라인(미도시, 도 8의 415 참조)도 같이 식각되는데, 이 경우 데이터라인에 해당하는 부분과 화소영역에 각각 형성되어 있는 막 두께가 다르므로 화소영역과 같이 금속층이 남아있지 않은 부분에서는 게이트절연막도 식각된다. Next, a protective layer is deposited using a silicon nitride film or a silicon oxide film and then patterned together with an amorphous silicon layer to form a protective layer and a semiconductor layer. At this time, the data line (not shown, 415 of FIG. 8), which is not covered by the protective layer when the protective layer is patterned, is also etched. In this case, the film thicknesses of the portions corresponding to the data lines and the pixel regions are different. Therefore, the gate insulating film is etched in the portion where the metal layer is not left, such as the pixel region.
이어 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명도전물질을 증착하고 패터닝하여 화소전극을 형성하는데 화소전극(미도시, 도 8의 417 참조)은 드레인전극과 일부 중첩되어 있고 드레인전극의 측면에 접촉되게 된다.Subsequently, a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) is deposited and patterned to form a pixel electrode. The pixel electrode (not shown, see 417 of FIG. 8) partially overlaps the drain electrode and contacts the side of the drain electrode. .
상기와 같은 방법으로 박막트랜지스터 기판을 형성할 수 있다. 제1기판으로 박막트랜지스터가 형성된 기판을 사용하는 경우 제2기판을 준비하는 단계는 기판에 컬러필터를 형성하는 단계를 포함한다. 이때 제2기판에는 화소영역에 빨강(R), 초록(G), 검정(B) 등의 안료를 사용하여 컬러필터층을 형성하며 블랙매트릭스를 주변영역에 형성하게 된다. 제1기판과 제2기판이 준비되면 두 기판을 합착하고 액정을 주입하는 단계를 거쳐 액정표시소자를 제조하게 된다. 이때, 두 기판을 준비하는 단계 중 어느 기판에도 패턴드 글라스를 사용할 수 있다. 즉, 제1기판 및/또는 제2기판 상에 더미패턴의 형성이 가능하다. 어느 한 기판에 더미층을 형성하여도 되고 두 기판의 주변영역 상에 모두 더미층을 형성하여도 되는데 이때 더미층의 높이는 액정표시소자의 화상의 품질에 영향을 주지 않는 범위 내에서 조절이 가능할 것이다. The thin film transistor substrate may be formed in the same manner as described above. When using the substrate on which the thin film transistor is formed as the first substrate, preparing the second substrate includes forming a color filter on the substrate. In this case, a color filter layer is formed on the second substrate using pigments such as red (R), green (G), and black (B) in the pixel region, and a black matrix is formed in the peripheral region. When the first substrate and the second substrate are prepared, the liquid crystal display device is manufactured by bonding the two substrates and injecting the liquid crystal. In this case, the patterned glass may be used for any of the two substrates. That is, the dummy pattern may be formed on the first substrate and / or the second substrate. A dummy layer may be formed on one substrate or a dummy layer may be formed on both peripheral regions of the two substrates, and the height of the dummy layer may be adjusted within a range that does not affect the image quality of the liquid crystal display. .
또 다른 방법으로 액정표시소자의 제조가 가능한데, 컬러필터가 박막트랜지스터가 형성된 기판에 구비된 COT(Color Filter on Transistor) 구조의 액정표시소자에도 본 발명의 실시가 가능하다. 즉 상기한 방법으로 패턴드 글라스를 이용하여 더미층이 형성된 기판에 박막트랜지스터를 형성하고 컬러필터층을 박막트랜지스터가 형성된 기판에 함께 형성한다. 이렇게 제1기판을 준비하고 제1기판에 대향하는 제2기판을 준비하여 두 기판을 합착하는 방식으로 액정표시소자의 제조가 가능하다. 물론 이 경우에도 두 기판 어느 쪽에도 더미층을 형성한 패턴드 글라스의 사용이 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 구성 및 실시에 대하여 상세한 설명을 하였으나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형은 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 실시 형태에 국한되어 정해지는 것은 아니며 언급되는 청구범위뿐만 아니라 이러한 청구범위와 균등한 것에 의해 정해져야 한다.Alternatively, a liquid crystal display device may be manufactured. The present invention may be implemented in a liquid crystal display device having a color filter on transistor (COT) structure in which a color filter is provided on a substrate on which a thin film transistor is formed. That is, the thin film transistor is formed on the substrate on which the dummy layer is formed by using the patterned glass, and the color filter layer is formed on the substrate on which the thin film transistor is formed. In this way, a liquid crystal display device can be manufactured by preparing a first substrate, preparing a second substrate facing the first substrate, and bonding the two substrates together. Of course, even in this case, it is possible to use a patterned glass in which a dummy layer is formed on both substrates.
Although the configuration and implementation of the present invention have been described in detail above, various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the embodiments, but should be determined not only by the claims mentioned but also by the equivalents of these claims.
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본 발명은 화상이 표현되지 않는 블랙매트릭스가 형성되는 주변영역에 소정의 높이를 가진 더미층을 형성하여 액정표시소자를 제조함으로써 주변영역의 셀갭을 줄일 수 있다. 화상에 직접적으로 영향을 미치지 않는 주변영역의 셀갭을 줄임으로써 두 기판 사이에 주입되는 액정의 양을 줄일 수 있게 된다. 액정 사용량을 줄일 수 있게 되면 액정의 주입시간도 줄어들게 되어 공정의 속도가 빨라져 공정효율이 높아지고, 단가가 저감된 액정표시장치를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, a cell gap of a peripheral area can be reduced by forming a liquid crystal display by forming a dummy layer having a predetermined height in a peripheral area where a black matrix is not formed. By reducing the cell gap of the peripheral region that does not directly affect the image, it is possible to reduce the amount of liquid crystal injected between the two substrates. When the amount of liquid crystal used can be reduced, the injection time of the liquid crystal is also reduced, thereby increasing the speed of the process, thereby increasing the process efficiency, and providing a liquid crystal display device having reduced cost.
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KR19980054985A (en) * | 1996-12-27 | 1998-09-25 | 김광호 | Substrate for liquid crystal display and manufacturing method |
KR20030089603A (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-22 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Transflective Liquid Crystal Display Device and Method for fabricating the same |
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