KR101319584B1 - 표시 특성이 향상된 액정 패널 및 이의 제조에 사용되는마스크 - Google Patents

표시 특성이 향상된 액정 패널 및 이의 제조에 사용되는마스크 Download PDF

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Abstract

표시 특성이 향상된 액정 패널이 제공된다. 액정 패널은 액정층을 개재하여 서로 대향하는 제1 및 제2 표시판, 제1 표시판과 제2 표시판을 합착하여 액정의 누설을 방지하는 씰, 씰 내측에 배열되어 씰로부터 제1 및 제2 표시판의 액티브 영역으로 불순물이 유입되는 것을 차단하되 씰 측으로 액정의 유동이 가능하도록 하는 유동 경로를 제공하는 불순물 차단 액정 유동 구조물을 포함한다.
액정 패널, 씰, 블랙 매트릭스

Description

표시 특성이 향상된 액정 패널 및 이의 제조에 사용되는 마스크{Liquid crystal display panel with improved display characteristics, and mask used in fabrication method for the same}
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3a 내지 도 5b는 불순물 차단 액정 유동 구조물의 다양한 구조 및 배열을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 TN 모드 액정 패널의 제2 표시판인 컬러 필터 어레이 표시판의 단면도이다.
도 7a는 도 6에 도시되어 있는 컬러 필터 어레이 표시판의 제조에 사용되는 마스크의 레이아웃을 나타내고, 도 7b는 도 7a의 마스크를 사용한 노광 공정을 나타내는 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6을 참조하여 설명한 제2 표시판과 함께 TN 모드의 액정 패널을 구성하는 제1 표시판인 박막트랜지스터 어레이 표시판을 나타내는 단면도와 레이아웃이다.
도 9a 및 도 9b는 도 6을 참조하여 설명한 제2 표시판과 함께 TN 모드의 액정 패널을 구성하는 제1 표시판인 박막트랜지스터 어레이 표시판을 나타내는 단면 도와 레이아웃이다.
도 10a와 도 10b는 각각 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 PVA 모드 및 SPVA 모드 액정 패널의 제2 표시판인 컬러 필터 어레이 표시판의 단면도와 공통 전극의 레이아웃이다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10a 및 도 10b에 도시되어 있는 제2 표시판과 함께 VA 모드 액정 패널을 구성하는 제1 표시판인 박막트랜지스터 어레이 표시판의 다양한 레이아웃들이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 MVA 모드 액정 패널의 제2 표시판인 컬러 필터 어레이 표시판의 다양한 단면도들이다.
도 13a는 도 12c에 도시되어 있는 제2 표시판의 제조에 사용되는 마스크의 레이아웃을 나타내고, 도 13b는 도 13a의 마스크를 사용한 노광 공정을 나타내는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 IPS 모드 액정 패널의 제2 표시판인 컬러 필터 어레이 표시판의 단면도이다.
도 15는 도 14를 참조하여 설명한 제2 표시판과 함께 IPS 모드 액정 패널을 구성하는 제1 표시판인 박막트랜지스터 어레이 표시판의 레이아웃이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 액정 패널의 제1 표시판으로 불순물 차단 및 액정 유동 구조물이 형성된 박막 트랜지스터 어레이 표시판의 단면도들이다.
도 17은 불순물 차단 및 액정 유동 구조물이 제1 및 제2 표시판 모두에 형성 된 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 액정 패널을 나타내는 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10:제 1표시판 20:제 2표시판
30:불순물 차단 액정 유동 구조물 40:씰
50:액정층
본 발명은 표시 특성이 향상된 액정 패널 및 그 제조에 사용되는 마스크에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 2개의 표시판을 합착하여 형성한 액정 패널 내부에 개재된 액정의 배열을 패널내에 형성되는 전계에 따라 변경시키고 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 표시 장치이다.
2개의 표시판의 정렬 및 합착은 씰에 의해 구현된다. 씰은 그 사이에 개재된 액정의 누설을 방지하고 외부 환경으로부터의 액정 셀을 보호하는 기능을 수행한다. 그런데, 공정상의 문제 또는 소재상의 문제로 인해 열경화성 수지나 자외선 경화성 수지로 이루어진 씰의 경화가 충분히 이루어지지 못할 경우가 있다. 미경화된 씰은 액정과 접촉 반응하여 불순물 입자를 발생시킨다. 불순물 입자가 화상이 표시되는 액티브 영역으로 유입될 경우 액정의 빛 투과성을 변화시켜 표시 특성을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 표시 특성이 향상된 액정 패널을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 표시 특성이 향상된 액정 패널의 제조에 사용되는 마스크를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 액정 패널은 액정층을 개재하여 서로 대향하는 제1 및 제2 표시판, 상기 제1 표시판과 제2 표시판을 합착하여 상기 액정층의 누설을 방지하는 씰 및 상기 씰 내측에 배열되어 상기 씰로부터 상기 제1 및 제2 표시판의 액티브 영역으로 불순물이 유입되는 것을 차단하되 상기 씰측으로 액정의 유동이 가능하도록 하는 유동 경로를 제공하는 불순물 차단 액정 유동 구조물을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크는 컬럼 스페이서 패턴 및 불순물 차단 액정 유동 구조물 패턴을 포함하는 컬러 필터 어레이 형성용 마스크이다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크는 액정 배향 규제를 위한 돌기 패턴 및 불순물 차단 액정 유동 구조물 패턴을 포함하는 컬러 필터 어레이 형성용 마스크이다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크는 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀 패턴 및 불순물 차단 액정 유동 구조물 패턴을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 형성용 마스크이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, 및/또는 은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 이하 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예들에서는 불순물이 실제 화상 표시 영역인 액티브 영역으로 유입되는 것을 차단함으로써 불순물에 의한 표시 특성 저하를 방지함과 동시에 액정 유동 경로를 제공함으로써 액정의 자유로운 유동이 가능하도록 하여 액티브 영역 내의 액정이 액정 마진 영역으로 고르게 퍼져나갈 수 있도록 하는 불순물 차단 액정 유동 구조물을 포함하는 액정 패널 및 이의 제조에 사용되는 마스크에 대해 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 패널의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 패널(1)은 표시부(A)와 비표시부(B)로 구분된다.
비표시부(B)는 제2 표시판(20)보다 큰 제1 표시판(10)으로 이루어진 영역이다. 비표시부(B)는 표시부(A)에 화상을 표시하기 위한 신호를 전달하는 구동 회로와 연결되는 게이트 패드(미도시)와 데이터 패드(미도시)가 형성되는 영역이다.
표시부(A)는 서로 대향하는 제1 표시판(10)과 제2 표시판(20)이 정렬 합착되어 이루어진 영역으로 화상이 표시되는 영역이다. 표시부(A)는 액티브 영역(A1)과 액정 마진 영역(A2)으로 구분된다.
액티브 영역(A1)은 액티브 매트릭스 구동에 의해 구동되는 다수의 화소들이 배열되어 각 화소내에 형성되는 전계에 따라 화상을 표시하는 영역이다.
액정 마진 영역(A2)은 액티브 영역(A1)에 적하 또는 주입된 액정이 표시부(A) 전면에 걸쳐 고르게 퍼져 나갈수 있도록 하며, 액정이 중력에 의해 일방향으로 치우치는 것을 방지하고 액정이 고르게 퍼져 나갈수 있는 공간을 제공하기 위해 액티브 영역(A1)의 가장자리에 형성된 영역이다.
일반적인 액정 패널에서 액정 마진 영역(A2)은 블랙 매트릭스 영역(a1)과 씰 영역(a2)으로 이루어진다. 블랙 매트릭스 영역(a1)은 몰드 프레임 등에 의해 덮이는 영역으로 외부로부터의 불필요한 광을 차단하도록 블랙 매트릭스(22)가 형성되는 영역으로 블랙 매트릭스 프레임 영역이라고도 칭해진다.
도 1 및 도 2에서 블랙 매트릭스 영역(a1)과 씰 영역(a2)이 비중첩적으로 도시되어 있으나, 경우에 따라는 이 두 영역이 중첩하여 블랙 매트릭스(22) 상부에 씰(40)이 형성될 수도 있다. 또, 도 1 및 도 2에는 블랙 매트릭스(22)가 제2 표시판(20) 상에 형성된 경우가 예시되어 있으나, TOA(TFT On Array) 또는 COT(Color filter On TFT) 구조의 액정 패널의 경우에는 블랙 매트릭스(22)가 제1 표시판(10)상에 형성될 수 있음은 물론이다.
제1 표시판(10)과 제2 표시판(20)은 제2 표시판(20)의 가장자리에 대응하는 씰 영역(a2)을 따라 형성된 씰(40)에 의해 합착된다. 씰(40)은 제1 표시판(10)과 제2 표시판(20) 사이에 개재된 액정층(50)이 외부로 누설되는 것을 방지하고, 외부 환경으로부터의 수분 및 외부 공기가 액정층(50) 내로 유입되는 것으로 방지하는 역할을 한다.
한편, 씰(40) 내측에는 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)이 설치된다. 구조물(30)은 미경화된 씰(40)이 액정층(50) 내의 액정(50a)과 반응하여 생성한 불순물(40a)이 액티브 영역(A1)으로 유입되는 것을 차단하되 씰(40)측으로 액정(50a)의 유동이 가능하도록 하는 유동 경로를 제공해야 한다. 액티브 영역(A1)으로의 불순물(40a)의 유입을 초기에 차단하고 화상 표시를 방해하지 않도록 하기 위해서 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)은 액정 마진 영역(A2)에 형성될 수 있다. 한편, 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)은 액정 셀 갭의 유지를 보완하는 역할도 할 수 있다.
불순물 차단 액정 유동 구조물(30)의 다양한 구조 및 배열에 대해서는 도 3a내지 도 5c를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3d에 도시되어 있는 바와 같이 구조물(30)은 미경화된 씰(40) 로부터 발생한 불순물(40a)이 액티브 영역(A1)으로 유입되는 것을 차단하되 액정(50a)이 유동할 수 있는 유동 경로(70)는 제공해야 한다. 따라서, 구조물(30)은 유동 경로 스페이스(S)만큼 분리된 불연속적인 구조물일 수 있다. 다시말하면 구조물(30)은 구조물 패턴(30a 또는 30b)이 유동 경로 스페이스(S)만큼 이격 배열된 구조물일 수 있다. 일반적으로 불순물(40a)은 액정(50a)과 미경화된 씰(40)이 반응하여 형성된 것이므로 불순물(40a)의 크기가 순수 액정(50a)의 크기보다 클 수 있다. 따라서, 유동 경로(70) 간격(S)은 액정(50a)의 크기보다는 크고 불순물(40a)의 크기보다는 작은 것이 선택적인 이동이 가능하도록 할 수 있다.
한편, 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 구조물(30)을 적어도 하나의 불순물(40a) 트랩홈(G)을 구비하는 패턴(30b)으로 구성하는 것이 불순물(40a)의 유입을 보다 효과적으로 차단할 수 있다. 또 효과적인 불순물(40a) 트랩을 위해서는 트랩홈(G)은 씰(40)과 대향하도록 형성된다.
나아가 도 3c 및 3d에 도시되어 있는 바와 같이 구조물 패턴(30a 또는 30b)은 적어도 2개의 라인을 따라 반복 배열되고 제1 라인과 제2 라인의 패턴은 서로 엇갈리게 배열되는 것이 불순물(40a)의 트랩에 보다 효과적일 수 있다. 비록, 제1 라인에서 트랩되지 못하고 유동 경로(70)를 통과한 불순물(40a)이 있다 할지라도 제2 라인에서 트랩을 보완할 수 있다. 이 때, 제2 라인의 패턴(30a 또는 30b)의 양 말단은 제1 라인의 인접하는 2개의 패턴(30a 또는 30b)과 각각 일부 오버랩되는 것이 트랩의 완전성을 담보할 수 있다.
도 4는 구조물(30)을 구성하는 패턴의 다양한 변형예를 나타내는 레이아웃이 다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 적어도 하나의 트랩홈(G)을 구비하는 패턴들이 구조물(30) 구성에 보다 효과적일 수 있다.
한편, 구조물(30)은 도 5a 내지 도 5c와 같은 다양한 구조물 패턴 어레이에 따라 형성될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c는 액정 패널(1)의 일 사분면만을 예시한 것이다.
도 5a는 액정 패널의 행 방향과 열 방향을 따라 다수의 구조물 패턴이 일직선으로 배열된 경우를 나타낸다.
도 5b는 도 5a의 배열에서 액정 패널의 코너부 배열이 액정 패널의 대각선 방향과 수직한 방향을 따라 일직선으로 배열되도록 한 경우로, 코너부의 액정 마진 영역(A2)에서 액정의 퍼짐이 보다 효과적으로 이루질수 있도록 하기 위한 배열이다.
도 5c는 액정 패널의 각 영역에서의 액정의 퍼짐 방향에 대해 가능한 최선의 액정 유동 경로를 제공할 수 있도록 소정 곡률의 곡선(c1, c2)을 따라 다수의 구조물 패턴이 배열된 경우를 나타낸다.
도 1 내지 도 5c를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 액정 패널(1)은 제1 표시판(10)과 제2 표시판(20)의 액티브 영역(A1)에 화상을 표시하기 위한 액정의 장축의 초기 배향과 화상을 표시하기 위한 전계 형성 방식 및 전계 형성 수단의 배열에 따라 구분될 수 있다. 이하 도 6 내지 도 17을 참고하여 각 실시예별로 액정 패널 및 이의 제조에 사용되는 마스크에 대해 설명하도록 한다.
도 6 내지 도 9b는 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정의 장축 방향이 제1 및 제2 표시판(10, 20)에 대해 평행한 TN(Twisted Nematic) 모드에 따른 액정 패널의 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 TN 모드에 따른 액정 패널의 제2 표시판(20)인 컬러 필터 어레이 표시판의 단면도이다.
도 6을 참고하면, 투명 기판(100) 상에 블랙 매트릭스(110)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(110)는 제1 표시판(10)의 액티브 영역(A1)에 형성된 박막트랜지스터, 게이트 배선, 데이터 배선을 덮는 영역에 형성된 블랙 매트릭스(110)와 액정 마진 영역(A2)에 형성된 블랙 매트릭스(22)를 포함한다. 블랙 매트릭스(110) 상에 컬러 필터(120)가 형성되고 컬러 필터(120) 상에 오버코트층(130)이 형성되어 있다. 오버코트층(130)은 컬러 필터(120)로 인해 생긴 단차를 평탄화하기 위하여 형성하는 것으로 생략가능하다. 오버코트층(130) 상에 액티브 영역(A1) 전체에 걸쳐 하나의 공통 전극(140)이 형성되어 있다. 공통 전극(140) 상에 제2 표시판(20)과 제1 표시판(10) 사이의 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(150)가 형성되어 있다. 그리고, 액정 마진 영역(A2)에 형성된 블랙 매트릭스(22) 상에 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)이 형성되어 있다. 컬럼 스페이서(150)와 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)은 동일 공정에서 동일 물질로 형성하는 것이 제조 공정의 단순화 측면에서 유리하다.
이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 도 6에 도시되어 있는 제2 표시판(20)의 바람직한 제조 방법의 일 실시예를 설명한다.
도 7a는 컬럼 스페이서(150)와 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)을 형성하기 위한 마스크(300)의 레이아웃을 나타낸다.
도 7a를 참고하면, 마스크(300)는 액티브 영역(A1)에 형성되는 다수의 컬럼 스페이서 패턴(350)과 액정 마진 영역(A2)에 형성되는 불순물 차단 액정 유동 구조물 패턴(330)을 포함한다. 노광하고자 하는 대상이 포지티브 감광성 유기 절연막인 경우에는 상기 패턴들(350, 330)은 투명 기판 상에 형성된 차광 패턴일 수 있으며, 노광하고자 하는 대상이 네가티브 감광성 유기 절연막인 경우에는 투광 패턴일 수 있다. 한편, 컬럼 스페이서(150)의 높이에 비해 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)의 높이가 높은 경우, 컬럼 스페이서 패턴(350)을 슬릿 패턴, 격자 형태의 패턴 또는 반투과막 패턴으로 구성할 수 있다. 이때, 슬릿 사이에 위치한 패턴의 선폭이나 패턴 사이의 간격, 즉 슬릿의 폭은 노광시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하며, 반투과막 패턴을 이용하는 경우에는 마스크를 제작할 때 투과율을 조절하기 위하여 다른 투과율을 가지는 박막을 이용하거나 두께가 다른 박막을 이용할 수 있다. 도면에서 282는 제1 표시판(10)에 형성되는 화소 전극의 개략적인 윤곽을 나타낸다.
도 7b는 컬럼 스페이서(150)와 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)을 형성하기 위한 노광 공정을 나타내는 단면도이다.
도 7b를 참조하면, 블랙 매트릭스(110), 컬러 필터(120), 오버코트층(130), 공통 전극(140) 및 감광성 유기 절연막(150a)이 차례대로 형성되어 있는 기판(100)에 대해 도 7a에 도시되어 있는 마스크(300)를 사용하여 노광 공정을 실시한다. 각 층(110, 120, 130, 140, 150a)의 형성은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 공정 단계들에 따라 형성될 수 있으므로 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 개략적으로 설명한다.
도 7b는 감광성 유기 절연막(150a)을 네가티브 감광성 유기 절연물로 형성한 경우를 예시한다. 도 7b에 도시되어 있는 바와 같이, 노광된 영역의 유기 절연막(150a)은 노광에 의해 가교 결합이 일어나므로 후속의 현상 공정시 노광 부분만 잔류하게 되어 도 6에 도시되어 있는 컬럼 스페이서(150)와 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 형성되게 된다.
도 8a와 도 8b는 도 6을 참조하여 설명한 제2 표시판(20)과 함께 TN 모드의 액정 패널을 구성하는 제1 표시판(10)인 박막트랜지스터 어레이 표시판을 나타내는 단면도와 레이아웃이다.
도 8a와 도 8b를 참고하면, 절연 기판(200) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 배선(220)이 형성되어 있다. 게이트 배선(220)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(222), 게이트선(222)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가받아 게이트선(222)으로 전달하는 게이트 패드(224), 게이트선(222)에 연결되어 돌기 형태로 연장된 박막 트랜지스터의 게이트 전극(226)을 포함한다. 한편, 게이트선(222)과 평행하게 유지 전극(227)이 배열되고 유지 전극선(228)이 인접하는 유지 전극(227)을 연결한다. 도 8a와 도 8b에는 유지 전극(227)이 별도로 형성된 경우가 예시되어 있으나 전단 게이트선(222)을 유지 전극으로 사용하는 경우도 적용가능함은 물론이다. 유지 전극(227)은 후술할 화소 전극(282)과 연결된 드레인 전극 확장부(267)와 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 커패시터를 이룬다.
캡핑층(229)이 게이트 배선(220) 위에 형성되어 후속의 고온 열처리에 의한 힐락 현상을 방지할 수 있다. 캡핑층(229) 위에는 게이트 절연막(230)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(230) 상부에는 수소화 비정질 규소 또는 다결정 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체 패턴(240)이 형성되어 있으며, 반도체 패턴(240)의 상부에는 저항성 접촉 패턴(255, 256)이 각각 형성되어 있다. 채널부를 내부에 포함하는 반도체 패턴(240)의 외측 프로파일과 저항성 접촉 패턴(255, 256)의 외측 프로파일이 실질적으로 동일하다.
저항성 접촉 패턴(255, 256) 및 게이트 절연막(230) 위에는 데이터 배선(260)이 형성되어 있다. 데이터 배선(260)은 세로 방향으로 형성되어 게이트선(222)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(262), 데이터선(262)의 분지이며 저항성 접촉 패턴(255)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(265), 데이터선(262)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드(268), 소스 전극(265)과 분리되어 있으며 게이트 전극(226) 또는 박막 트랜지스터의 채널부에 대하여 소스 전극(265)의 반대쪽 저항성 접촉 패턴(256) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(266) 및 드레인 전극(266)으로부터 연장되어 유지 전극(227)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(267)를 포함한다.
소스 전극(265)은 반도체 패턴(240)과 적어도 일부분이 중첩되고, 드레인 전극(266)은 게이트 전극(226)을 중심으로 소스 전극(265)과 대향하며 반도체 패턴 (240)과 적어도 일부분이 중첩된다. 여기서, 저항성 접촉 패턴(255, 256)은 그 하부의 반도체 패턴(240)과, 그 상부의 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266) 사이에 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.
드레인 전극 확장부(267)는 유지 전극(227)과 중첩되도록 형성되어, 유지 전극(227)과 게이트 절연막(230)을 사이에 두고 유지 커패시턴스를 형성한다. 유지 전극(227)을 형성하지 않을 경우 드레인 전극 확장부(267) 또한 생략한다.
데이터 배선(260) 및 이들이 가리지 않는 반도체 패턴(240) 상부에는 보호막(270)이 형성되어 있다. 보호막(270)을 유기 물질로 형성하는 경우에는 소스 전극(265)과 드레인 전극(266) 사이의 반도체 패턴(240)이 드러난 부분에 보호막(270)의 유기 물질이 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 유기막의 하부에 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 이루어진 절연막(미도시)이 추가로 형성될 수도 있다.
보호막(270)에는 드레인 전극 확장부(267)를 노출시키는 콘택홀(277)과 데이터 패드(268)를 노출시키는 콘택홀(278)이 형성되어 있으며, 보호막(270)과 게이트 절연막(230)에는 게이트 패드(224)를 드러내는 콘택홀(274)이 형성되어 있다. 보호막(270) 위에는 콘택홀(277)을 통하여 드레인 전극(266)과 전기적으로 연결되며 화소에 위치하는 화소 전극(282)이 형성되어 있다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(282)은 제2 표시판(20)의 공통 전극(도 6의 140)과 함께 전계를 생성함으로써 화소 전극(282)과 공통 전극(140) 사이의 액정층의 액정 분자들의 배열을 결정하여 원하는 화상을 표시한다.
또한, 보호막(270) 위에는 콘택홀(274)을 통해 게이트 패드(224)와 연결되어 있는 보조 게이트 패드(284) 및 콘택홀(278)을 통해 데이터 패드(264)와 연결되어 있는 보조 데이터 패드(288)가 형성되어 있다.
도 9a 및 도 9b는 도 6 내지 도 7b를 참조하여 설명한 제2 표시판(20)과 함께 TN 모드의 액정 패널을 구성하는 제1 표시판(10)인 박막트랜지스터 어레이 표시판의 다른 단면도와 레이아웃이다. 도 8a 및 도 8b에 포함된 구성 요소와 실질적으로 동일한 구성 요소는 그 설명을 생략하거나 간략하게 하기로 한다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 제1 표시판(10)의 제조시에는 5매의 마스크가 사용되는 반면, 도 9a 및 도 9b에 도시된 제1 표시판(10)의 제조시에는 4매의 마스크가 사용된다.
즉, 데이터 배선(260) 형성시 저항성 접촉층(250)과 반도체층(240)이 동시에 패터닝된다. 따라서, 게이트선(222)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(262)하부에 이와 동일한 프로파일의 저항성 접촉층(252)과 반도체 패턴(242)을 포함한다. 데이터선(262)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드(268)와 드레인 전극(266)으로부터 연장되어 유지 전극(227)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(267) 하부에도 이들과 실질적으로 동일한 프로파일의 저항성 접촉층(미도시)과 반도체 패턴(미도시)을 포함한다.
또, 박막 트랜지스터를 구성하는 채널 영역을 내부에 포함하는 반도체 패턴(244)의 외측 프로파일과 저항성 접촉 패턴(255, 256)의 외측 프로파일은 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266)의 외측 프로파일과 실질적으로 동일하다. 즉, 박막 트랜지스터의 채널부에서 소스 전극(265)과 드레인 전극(266)이 분리되어 있고 소 스 전극(265) 하부의 저항성 접촉 패턴(255)과 드레인 전극(266) 하부의 저항성 접촉 패턴(256)도 분리되어 있으나, 박막 트랜지스터용 반도체 패턴(244)은 이곳에서 끊어지지 않고 연결되어 박막 트랜지스터의 채널을 생성한다.
도 10a 내지 도 13b는 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정의 장축 방향이 제1 및 제2 표시판(10, 20)에 대해 수직한 VA(Vertical Alignment) 모드에 따른 액정 패널의 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다. VA 모드는 전계 형성 수단인 화소 전극과 공통 전극을 패터닝하는 PVA(Patterned VA) 또는 SPVA(Super PVA) 모드와 공통 전극 또는 공통 전극과 또는 화소 전극 상에 돌기를 형성하는 MVA(Multidomain VA) 모드로 구분할 수 있다.
도 10a와 도 10b는 PVA와 SPVA 모드에 따른 액정 패널의 제2 표시판(20)인 컬러 필터 어레이 표시판의 단면도와 공통 전극의 레이아웃이다. 공통 전극은 한 화소의 레이아웃만 도시하였다.
도 10a와 도 10b를 참조하면, 투명 기판(100) 상에 블랙 매트릭스(110)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(110)는 제1 표시판(10)의 액티브 영역(A1)에 형성된 박막트랜지스터, 게이트 배선, 데이터 배선을 덮는 영역에 형성된 블랙 매트릭스(102)와 공통 전극의 절개부(142)를 덮는 블랙 매트릭스(104)와 액정 마진 영역(A2)에 형성된 블랙 매트릭스(22)를 포함한다. 블랙 매트릭스(110) 상에 컬러 필터(120)가 형성되고 컬러 필터(120) 상에 오버코트층(130)이 형성되어 있다. 공통 전극(140)은 각 화소 별로 게이트선(도 11a의 222 참고)에 대하여 대략 45도 또는 -45도로 경사진 다수의 절개부(142)를 가지고 있다.
다수의 절개부(142)를 포함하는 공통 전극(140) 상에 제2 표시판(20)과 제1 표시판(10) 사이의 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(150)가 형성되어 있다. 그리고, 컬럼 스페이서(150)와 동일 공정에서 동일 물질로 형성된 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)이 액정 마진 영역(A2) 상의 블랙 매트릭스(22) 상에 형성되어 있다.
도 10a에 도시되어 있는 컬럼 스페이서(150)와 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)의 제조는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 마스크와 제조 방법에 따라 형성될 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 11a 내지 도 11c는 도 10a 및 도 10b에 도시되어 있는 제2 표시판(20)과 합착하여 VA 모드의 액정 패널을 구성하는 제1 표시판(10)인 박막트랜지스터 어레이 표시판을 나타내는 레이아웃도들이다.
도 11a는 PVA 모드에 따른 박막트랜지스터 어레이 표시판의 레이아웃을, 도 11b는 커플링 커패시턴스를 사용하는 SPVA 모드에 따른 박막트랜지스터 어레이 표시판의 레이아웃을, 도 11c는 두 개의 트랜지스터를 사용하는 SPVA 모드에 따른 박막트랜지스터 어레이 표시판의 레이아웃을을 각각 나타낸다.
도 11a 내지 도 11c에서 도 8b 및 도 9b의 참조 부호와 동일하거나 알파벳이 부기된 참조 부호는 도 8b 및 도 9b의 참조 부호를 참조하여 설명한 구성 요소와 실질적으로 동일한 기능을 하는 구성 요소를 나타내므로 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 방지하기 위하여 각각의 구성 요소에 대한 설명은 생략한다.
도 11a를 참조하면, 도 8b와 달리 화소 전극(282)내에 다수의 절개부(283)를 구비한다. 화소 전극(282)의 절개부(283)은 절개부(283) 사이에 공통 전극의 절개부(142)가 놓여지도록 레이아웃되어 각 화소의 표시 영역을 다수의 도메인으로 분할한다. 따라서, 각 도메인 별로 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각이 확대되어 측면 시인성이 개선될 수 있다.
도 11b를 참조하면, 도 11a와 달리 화소 전극(282)이 제1 서브 화소 전극(282a)과 제2 서브 화소 전극(282b)으로 분리되어 있다. 제1 서브 화소 전극(282a)과 제2 서브 화소 전극(282b)은 화소 영역을 상하로 이등분하며 게이트선(222)과 나란한 선에 대하여 실질적으로 거울상 대칭을 이루고 있다.
그리고, 제1 서브 화소 전극(282a)과 제2 서브 화소 전극(282b) 내부에 형성된 절개부(284)와 제1 서브 화소 전극(282a)과 제2 서브 화소 전극(282b) 사이에 간극(283)이 형성되어 공통 전극(140)과 함께 화소를 다수의 도메인으로 분할한다. 제1 서브 화소 전극(282a)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극(266)을 통하여 직접적으로 화상 신호 전압을 인가받음에 반하여 제2 서브 화소 전극(282b)은 드레인 전극 확장부(267)와의 용량성 결합에 의해 전압이 변동하게 된다. 즉 제2 서브 화소 전극(282b)의 전압은 제1 서브 화소 전극(282a)의 전압에 비하여 절대값이 항상 낮게 된다. 하나의 화소 영역내에 전압이 다른 두 서브 화소 전극을 배치하면 두 서브 화소 전극이 서로 보상하여 감마 곡선의 왜곡을 줄일 수 있다.
도 11c를 참조하면, 도 11b와 달리 분리된 제1 및 제2 서브 화소 전극(282a, 282b)이 각각 별개의 박막트랜지스터의 드레인 전극(266a, 266b)에 의해 화상 신호 전압을 인가받는다. 따라서, 박막 트랜지스터가 화소의 가장자리에 대칭적으로 하 나더 형성된 구조를 지니게 된다. 제1 및 제2 서브 화소 전극(282a, 282b)에 각각 별개의 화상 신호 전압을 인가할 수 있기 때문에 도 11b의 경우에 비해 보다 효과적으로 측면 시인성을 개선함과 동시에 감마 곡선의 왜곡을 줄일 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 MVA 모드에 따른 액정 패널의 제2 표시판(20)인 컬러 필터 어레이 표시판을 나타내는 단면도들이다.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 투명 기판(100) 상에 블랙 매트릭스(110)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(110)는 제1 표시판(10)의 액티브 영역(A1)에 형성된 박막트랜지스터, 게이트 배선, 데이터 배선을 덮는 영역에 형성된 블랙 매트릭스(102)와 액정 마진 영역(A2)에 형성된 블랙 매트릭스(22)를 포함한다. 블랙 매트릭스(110) 상에 컬러 필터(120)가 형성되고 컬러 필터(120) 상에 오버코트층(130)이 형성되어 있다. 오버코트층(130) 상에 액티브 영역(A1) 전면에 걸쳐 하나의 공통 전극(140)이 형성되어 있다. 공통 전극(140) 상에 다수의 돌기(145)가 형성되어 있다. 돌기(145)는 화소를 다수의 도메인으로 구분하여 액정 배향을 규제하기 위한 것이다. 도 12a는 돌기(145)와 동일 공정에서 동일 물질로 액정 마진 영역(A2)에 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 형성되어 있는 실시예를 나타낸다. 이 경우, 컬럼 스페이서(미도시)는 산포 방식으로 제공되거나, 돌기(145) 및 구조물(30)과 별개의 패터닝 공정을 거쳐 형성될 수 있다.
도 12b는 돌기(145), 컬럼 스페이서(150) 및 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 동일 물질로 동시에 형성된 실시예를 나타낸다.
도 12c 또한 도 12b와 마찬가지로 돌기(145), 컬럼 스페이서(150) 및 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 동일 물질로 동시에 형성된 경우를 나타내되 컬럼 스페이서(150) 하부에 R, G, B 컬러 필터 패턴의 적층 구조가 형성되어 있는 실시예를 나타낸다.
도 13a 및 도 13b는 도 12c에 도시되어 있는 제2 표시판(20)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13a를 참고하면, 마스크(400)는 액정 마진 영역(A2)에 형성되는 불순물 차단 및 액정 유동 구조물 패턴(430), 액티브 영역(A1)에 형성되는 다수의 돌기 패턴(445) 및 컬럼 스페이서 패턴(450)을 포함한다. 노광하고자 하는 대상이 포지티브 감광성 유기 절연막인 경우에는 상기 패턴들(430, 445, 450)은 투명 기판 상에 형성된 차광 패턴일 수 있으며, 노광하고자 하는 대상이 네가티브 감광성 유기 절연막인 경우에는 투광 패턴일 수 있다. 형성하고자 하는 구조물(30)의 높이가 돌기(145)와 컬럼 스페이서(150)의 높이에 비해 높기 때문에 돌기 패턴(445)과 컬럼 스페이서 패턴(450)을 슬릿 패턴, 격자 형태의 패턴 또는 반투과막 패턴으로 구성할 수 있다. 이때, 슬릿 사이에 위치한 패턴의 선폭이나 패턴 사이의 간격, 즉 슬릿의 폭은 노광시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하며, 반투과막 패턴을 이용하는 경우에는 마스크를 제작할 때 투과율을 조절하기 위하여 다른 투과율을 가지는 박막을 이용하거나 두께가 다른 박막을 이용할 수 있다.
도 13b는 컬럼 스페이서(150), 돌기(145)와 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)을 형성하기 위한 노광 공정을 나타내는 단면도이다.
도 13b를 참조하면, 블랙 매트릭스(110), 컬러 필터(120), 오버코트층(130), 공통 전극(140) 및 감광성 유기 절연막(150a)이 차례대로 형성되어 있는 기판(100)에 대해 도 13a에 도시되어 있는 마스크(400)를 사용하여 노광 공정을 실시한다. 컬럼 스페이서(150)가 형성될 영역에 R, G, B 컬러 필터 패턴(120R, 120G, 120B)이 적층되어 컬럼 스페이서의 하부를 구성하고 있다. 나머지, 각 층(110, 22, 120, 130, 140, 145a)의 형성은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 공정 단계들에 따라 형성될 수 있으므로 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 개략적으로 설명한다.
도 13b는 감광성 유기 절연막(150a)을 네가티브 감광성 유기 절연물로 형성한 경우를 예시한다. 도 13b에 도시되어 있는 바와 같이, 노광된 영역의 유기 절연막(150a)은 노광에 의해 가교 결합이 일어나므로 후속의 현상 공정시 노광 부분만 잔류하게 되어 도 12c에 도시되어 있는 컬럼 스페이서(150), 돌기(145)와 불순물 차단 액정 유동 구조물(30)이 형성되게 된다.
도면에는 도시하지 않았으나, 도 12a에 도시되어 있는 제2 표시판(20)은 도 13a에서 컬럼 스페이서 패턴(450)이 생략된 마스크를 사용하여 형성할 수 있으며, 도 12b에 도시되어 있는 제2 표시판(20)은 도 13a에서 컬럼 스페이서 패턴(450)을 구성하는 슬릿 패턴, 격자 형태의 패턴 또는 반투과막 패턴을 조절하여 구조물(30)과 실질적으로 동일하거나 약간 낮은 높이의 컬럼 스페이서(150)를 형성하도록 할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c에 도시되어 있는 제2 표시판(20)은 도 8a 내지 도 9b, 도 11a 내지 도 11c를 참고하여 설명한 제1 표시판(10)과 합착되어 액정 패널을 구 성할 수 있다. 또, 도 11a 내지 도11c를 참고하여 설명한 제1 표시판(10)을 구성하는 화소 전극의 절개부를 형성하지 않고 절개부와 동일한 패턴의 돌기를 화소 전극 상에 형성한 제1 표시판(10)으로 대체할 수도 있다.
도 14 및 도 15는 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정의 장축 방향이 제1 및 제2 표시판(10, 20)에 대해 평행하되 전계가 횡 방향으로 형성되는 IPS(In Plane Switching) 모드에 따른 액정 패널의 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 IPS 모드에 따른 액정 패널의 컬러 필터 어레이 표시판인 제2 표시판(20)의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 공통 전극이 형성되지 않는다는 점에 있어서만 도 6에 도시되어 있는 컬러 필터 어레이 표시판과 차이가 있으며 나머지 구성요소는 실질적으로 동일한다. 컬럼 스페이서(150)와 동일 물질로 액정 마진 영역(A2)에 형성된 블랙 매트릭스(22) 상에 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 형성되어 있다. 도 14의 컬럼 스페이서(150)와 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)은 도 7a에 도시되어 있는 마스크를 사용하여 제조할 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 15는 도 14를 참조하여 설명한 제2 표시판(20)과 함께 IPS 모드의 액정 패널을 구성하는 제1 표시판(10)인 박막트랜지스터 어레이 표시판의 레이아웃이다.
도 15를 참고하면, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 설명한 제1 표시판(10)과 달리 화소 내에 화소 전극(282)과 화소 전극과 횡전계를 형성하기 위한 공통 전극(289)를 포함한다. 공통 전극(289)은 콘택홀(279)을 통해 게이트선(222)과 평행하게 게이트선(222)과 동일 공정에서 동일 물질로 형성된 공통선(228)과 연결되어 공 통 전압을 전달받는다. 기타 도 7a 및 도 7b와 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타내므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도면에는 도시하지 않았으나, 도 14의 제2 표시판(20)과 함께 액정 패널을 구성할 수 있는 제1 표시판(10)은 DFS, PLS 모드의 박막트랜지스터 어레이 표시판으로 구현될수도 있다.
도 7a 내지 도 15에서는 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 제2 표시판(20) 상에 형성된 실시예들을 예시하였다. 특히 구조물(30)이 컬럼 스페이서(150) 및/또는 돌출부(145)와 동일 공정에서 동일 물질로 형성된 경우를 예시하였으나, 구조물(30)은 컬럼 스페이서(150) 및/또는 돌출부(145)와 별개 공정에서 형성될 수 있으며, 이 경우, 컬럼 스페이서(150)는 패터닝에 의해 형성한 경우로 제한되는 것이 아니라 산포에 의해 제2 표시판(20) 상에 분산된 컬럼 스페이서가 포함될 수도 있음은 물론이다.
한편, 구조물(30)은 제1 표시판(10)인 박막트랜지스터 어레이 표시판 상에 형성되거나, 제1 표시판(10)과 제2 표시판(20) 양쪽에 형성될 수도 있다.
도 16a 및 도 16b는 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 제1 표시판(10) 상에 형성된 실시예들을 예시한다. 이 때, 제1 표시판(10)은 앞에서 설명한 TN, VA, IPS 모드에 따른 모든 표시판이 될 수 있으므로, 도 16a 및 도 16b에서는 설명의 간략화를 위하여 하부 TFT를 박스 형태로 개시하고, 화소 전극의 도시는 생략하도록 한다.
도 16a 및 도 16b을 참조하면, 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)은 앞의 각 실시예들에 따른 제1 표시판(10)에서 드레인 전극 확장부(267)를 노출시키는 콘택홀(277)을 구비하는 보호막(270)으로 이루어질 수 있다. 이 경우 보호막(270)은 유기막으로 형성될 수 있다.
도 16a에 도시되어 있는 바와 같이 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)은 콘택홀(277) 형성과 동시에 형성될 수도 있으며, 도 16b에 도시되어 있는 바와 같이 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)은 콘택홀(277) 및 컬럼 스페이서(272)와 함께 형성될 수도 있다.
도 17은 불순물 차단 및 액정 유동 구조물(30)이 제1 및 제2 표시판(10, 20) 모두에 형성된 실시예를 예시한다. 제1 표시판(10)과 제2 표시판(20)은 앞에서 설명한 TN, VA, IPS 모드에 따른 모든 표시판이 될 수 있으므로 설명의 간략화를 위하여 제1 표시판(10)과 제2 표시판(20)에서 다수의 구성요소를 개략화하여 도시하고 화소 전극과 공통 전극은 생략하여 도시한다.
도 17을 참조하면, 셀 갭의 일부 높이의 제1 구조물(31a)이 제1 표시판(10)에 형성되고 셀 갭의 나머지 높이의 제2 구조물(31b)이 제2 표시판(20) 상에 형성되어 제1 및 제2 표시판(10, 20)의 합착으로 구조물(30)을 완성할 수 있다.
도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 구조물(30a) 및 제2 구조물(30b)과 함께 제1 표시판(10) 상에 셀 갭의 일부 높이의 제1 컬럼 스페이서(272a)가 제2 표시판(20) 상에 셀 갭의 나머지 높이의 제2 컬럼 스페이서(272b)가 형성되어 제1 및 제2 표시판(10, 20)의 합착으로 컬럼 스페이서(CS)를 완성할 수 있다.
본 발명이 하나 또는 그 이상의 실시예들에 관련하여 설명되었지만, 당업자 라면 첨부 도면 및 상세한 설명을 읽고 이해함으로써 등가의 대안들 및 변형들이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 특정한 특징이 몇 개의 실시예들중 단지 하나와 관련하여 설명되었지만, 이러한 특징은 어떠한 소정의 또는 특정한 응용에 바람직하고 유익할 때, 다른 실시예들의 하나 이상의 특징들과 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치는 미경화된 씰이 액정과 접촉하여 형성한 불순물이 액티브 영역으로 유입되는 것을 효과적으로 차단함과 동시에 액정의 자유로운 유동 경로를 제공함으로써 액정의 효과적인 퍼짐이 가능하도록 할 수 있다.

Claims (23)

  1. 액정층을 개재하여 서로 대향하는 제1 및 제2 표시판;
    상기 제1 표시판과 제2 표시판을 합착하여 상기 액정층의 누설을 방지하는 씰; 및
    상기 씰 내측에 배열되어 상기 씰로부터 상기 제1 및 제2 표시판의 액티브 영역으로 불순물이 유입되는 것을 차단하되 상기 씰측으로 액정의 유동이 가능하도록 하는 유동 경로를 제공하는 불순물 차단 액정 유동 구조물을 포함하되,
    상기 불순물 차단 액정 유동 구조물은 상기 씰과 대향하는 적어도 하나의 불순물 트랩홈을 포함하는 패턴이 상기 유동 경로의 스페이스만큼 이격 배열되어 형성되고,
    상기 불순물 트랩홈은 상기 씰과 대향하는 적어도 하나의 오목면을 포함하고,
    상기 패턴은 적어도 2 라인을 따라 반복 배열되고 각 라인의 패턴은 상기 오목면이 상기 씰과 대향하면서 서로 엇갈리게 배열된 액정 패널.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 불순물 차단 액정 유동 구조물은 상기 씰과 상기 액티브 영역 사이의 블랙 매트릭스 프레임 영역에 형성되는 액정 패널.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 불순물 차단 액정 유동 구조물은 상기 유동 경로에 의해 분리된 불연속적인 구조물인 액정 패널.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 각 라인 중에서 하나의 라인의 패턴의 양 말단은 상기 라인에 인접하는 라인에서 서로 인접하는 2개의 패턴과 각각 일부 오버랩되는 액정 패널.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제2 표시판은 상기 제1 및 제2 표시판간의 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서를 포함하는 컬러 필터 어레이 표시판이고 상기 불순물 차단 액정 유동 구조물은 상기 컬럼 스페이서와 동일 물질로 이루어진 액정 패널.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제2 표시판은 절개부를 포함하는 공통 전극을 포함하고, 상기 제1 표시판은 상기 절개부 사이에 놓여지는 절개부가 형성된 화소 전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 표시판인 액정 패널.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 화소 전극은 각 화소별로 대칭적으로 분리된 제1 및 제2 서브 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 서브 화소 전극은 박막트랜지스터의 드레인 전극을 통해 직접 화상 신호 전압을 인가받고, 상기 제2 서브 화소 전극은 상기 드레인 전극 확장부와의 용량성 결합에 의해 화상 신호 전압을 인가받는 액정 패널.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 화소 전극은 각 화소별로 대칭적으로 분리된 제1 및 제2 서브 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극은 각각 별개의 박막트랜지스터의 드레인 전극을 통해 직접 화상 신호 전압을 인가받는 액정 패널.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 제2 표시판은 상기 제1 및 제2 표시판간의 셀 갭을 유지하기 위한 상부에 돌기가 형성된 공통 전극 또는 돌기 및 컬럼 스페이서가 형성된 공통 전극을 포함하는 컬러 필터 어레이 표시판이고 상기 불순물 차단 액정 유동 구조물은 상기 돌기, 상기 컬럼 스페이서 또는 상기 돌기와 상기 컬럼 스페이서 둘 모두와 동일 물질로 이루어진 액정 패널.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 컬럼 스페이서의 하부에 컬러 필터 패턴의 적층 구조를 포함하는 액정 패널.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 제1 표시판은 상기 돌기 사이에 놓여지는 절개부를 포함하는 화소 전극 또는 상기 돌기 사이에 놓여지는 돌기를 포함하는 화소 전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 표시판인 액정 패널.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 제2 표시판은 상기 제1 및 제2 표시판간의 셀 갭을 유지하기 위한 컬럼 스페이서를 포함하되 전극을 포함하지 않는 컬러 필터 어레이 표시판이고 상기 불순물 차단 액정 유동 구조물은 상기 컬럼 스페이서와 동일 물질로 이루어지고,
    상기 제1 표시판은 횡 전계를 형성하기 위한 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 표시판인 액정 패널.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 제1 표시판은 박막트랜지스터 어레이 표시판이고, 상기 제1 표시판은 상기 박막트랜지스터를 덮으며 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀이 형성된 유기 절연막을 포함하고, 상기 불순물 차단 액정 유동 구조물은 상기 유기 절연막으로 이루어진 액정 패널.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 제1 표시판은 상기 유기 절연막으로 이루어진 컬럼 스페이서를 더 포함하는 액정 패널.
  17. 제1 항에 있어서, 상기 제1 표시판 상에 셀 갭의 일부 높이의 제1 불순물 차단 액정 유동 구조물을, 상기 제2 표시판 상에 상기 셀 갭의 나머지 높이의 제2 불순물 차단 액정 유동 구조물을 포함하는 액정 패널.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제1 표시판은 상기 제1 불순물 차단 액정 유동 구조물과 동일 물질로 이루어진 상기 셀 갭 일부 높이의 제1 컬럼 스페이서를, 상기 제2 표시판은 상기 제2 불순물 차단 액정 유동 구조물과 동일 물질로 이루어진 상기 셀 갭 나머지 높이의 제2 컬럼 스페이서를 포함하는 액정 패널.
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