KR101697759B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101697759B1
KR101697759B1 KR1020130075354A KR20130075354A KR101697759B1 KR 101697759 B1 KR101697759 B1 KR 101697759B1 KR 1020130075354 A KR1020130075354 A KR 1020130075354A KR 20130075354 A KR20130075354 A KR 20130075354A KR 101697759 B1 KR101697759 B1 KR 101697759B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dummy
pixel
liquid crystal
layer
display
Prior art date
Application number
KR1020130075354A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150002052A (ko
Inventor
김유진
이선욱
임태우
조돈찬
채경태
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020130075354A priority Critical patent/KR101697759B1/ko
Priority to US14/292,268 priority patent/US9411200B2/en
Priority to EP14173755.1A priority patent/EP2818915A1/en
Priority to CN201410302964.1A priority patent/CN104252054B/zh
Publication of KR20150002052A publication Critical patent/KR20150002052A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101697759B1 publication Critical patent/KR101697759B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G02F1/133536—Reflective polarizers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1341—Filling or closing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133388—Constructional arrangements; Manufacturing methods with constructional differences between the display region and the peripheral region

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 절연 기판; 상기 절연 기판위에 매트릭스 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하며, 상기 화소는 표시 영역에 위치하는 표시 화소와 더미 영역에 위치하는 더미 화소를 포함하고, 상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 외측에 위치하고, 상기 표시 화소는 미세 공간에 주입되어 있는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치에 대한 것이다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 미세 공간(Microcavity)내에 존재하는 액정층(nano crystal)을 가지는 액정 표시 장치에 대한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다.
전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
EM(Embedded Microcavity) 구조(나노 크리스탈 구조)를 갖는 액정 표시 장치는 포토 레지스트로 희생층을 형성하고 상부에 지지 부재를 코팅한 후에 희생층을 제거하고, 희생층 제거로 형성된 빈 공간에 액정을 채워 디스플레이를 만드는 장치이다.
희생층이 제거된 빈 공간(미세 공간)에는 액정을 제어하기 위하여 배향막이 형성되는데, 배향막도 미세 공간에 주입된다. 하지만, 배향막이 주입될 때 시간이 오래 소모되고, 미세 공간의 벽면에 일정하게 주입되지 않는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화상을 표시하는 화소의 미세 공간의 높이가 일정 수준으로 유지되도록 하는 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 절연 기판; 상기 절연 기판위에 매트릭스 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하며, 상기 화소는 표시 영역에 위치하는 표시 화소와 더미 영역에 위치하는 더미 화소를 포함하고, 상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 외측에 위치하고, 상기 표시 화소는 미세 공간에 주입되어 있는 액정층을 포함한다.
상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 상하에 위치하는 수평 더미 영역, 상기 표시 영역의 좌우에 위치하는 수직 더미 영역, 및 상기 표시 영역의 모서리에 위치하는 모서리 더미 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 수평 더미 영역은 일 행으로 배열된 복수의 상기 더미 화소를 포함하고, 상기 수직 더미 영역은 일 열로 배열된 복수의 상기 더미 화소를 포함할 수 있다.
상기 수평 더미 영역은 한 행의 상기 더미 화소를 포함하고, 상기 수직 더미 영역은 한 열의 상기 더미 화소를 포함할 수 있다.
상기 모서리 더미 영역은 상기 수평 더미 영역과 상기 수직 더미 영역이 연장되어 만나는 위치에 형성되어 있을 수 있다.
상기 표시 화소는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며, 상기 미세 공간의 하부에 위치하는 화소 전극, 및 상기 미세 공간의 상부에 위치하는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 더미 화소는 상기 표시 화소가 가지고 있는 상기 박막 트랜지스터, 상기 화소 전극, 상기 공통 전극 중 적어도 하나를 포함하고 있지 않을 수 있다.
상기 표시 화소와 상기 더미 화소는 액정 물질을 상기 미세 공간으로 주입하기 위한 액정 주입구가 형성되어 있을 수 있다.
상기 더미 화소는 상기 화소 전극 또는 상기 박막 트랜지스터 상부에 위치하며, 포토 레지스트와 같은 유기 물질로 형성되어 있는 희생층을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 화소 및 상기 더미 화소는 상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극의 사이에 위치하는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 화소 및 상기 더미 화소는 상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극의 사이에 위치하는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 외곽을 향하여 연장되어 있는 연장부를 더 포함하며, 상기 연장부는 상기 더미 화소에만 위치하고 있을 수 있다.
상기 표시 화소는 상기 미세 공간에 주입된 상기 액정층 및 상기 공통 전극을 덮는 루프층을 더 포함할 수 있다.
상기 더미 화소는 상기 표시 화소가 가지고 있는 상기 박막 트랜지스터, 상기 화소 전극, 상기 공통 전극, 상기 루프층 중 적어도 하나를 포함하고 있지 않을 수 있다.
상기 더미 화소는 상기 화소 전극 또는 상기 박막 트랜지스터 상부에 위치하며, 포토 레지스트와 같은 유기 물질로 형성되어 있는 희생층을 더 포함할 수 있다.
상기 더미 화소는 상기 루프층을 포함하지 않아 상기 희생층이 노출되어 있을 수 있다.
이상과 같이 상부 절연 기판이 없이 미세 공간의 내에 액정층을 형성하는 액정 표시 장치에서 적어도 일측의 최외곽에 더미 화소를 형성하여 화상을 표시하는 표시 화소에서는 미세 공간의 높이가 일정 수준으로 유지되도록 하여 표시 품질의 저하를 막는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 화소의 상세 배치도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부의 단면도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 외곽부의 특성을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 외곽부의 희생층의 특성을 도시한 그래프이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 외곽부의 특성을 도시한 표이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부의 특성을 도시하고 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부의 단면 구조를 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부 특성을 다양한 실시예 별로 살펴본 표이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 1에서는 액정 표시 장치 전체의 배치도가 도시되어 있다. 액정 표시 장치(100)는 하나의 절연 기판(110)의 위에 화소가 행렬 방향으로 배열되어 있다.
하나의 화소는 액정 주입구(307)를 기준으로 상하로 구분되어 있으며, 상부 및 하부를 포함하여 하나의 화소가 형성된다.
화소는 화상을 표시하는 표시 화소(PX)와 화상을 표시하지 않는 더미 화소(dummy)로 구분된다. 표시 화소(PX)는 표시 영역(500)의 내에 위치하고, 더미 화소(dummy)는 표시 영역(500)의 외측 중 적어도 일측에 위치한다.
도 1의 실시예에서 더미 화소(dummy)는 표시 영역(500)의 외측 모두에 형성되어 있으나 이와 달리 일측에만 위치할 수도 있다.
더미 화소(dummy)는 더미 영역(510, 511, 512)의 내에 위치한다. 더미 영역(510, 511, 512)는 더미 영역은 표시 영역(500)의 상하에 위치하는 수평 더미 영역(510)과 표시 영역(500)의 좌우에 위치하는 수직 더미 영역(511) 그리고, 표시 영역(500)의 모서리에 위치하는 모서리 더미 영역(512)이 있다. 각 더미 영역(510, 511, 512) 중 적어도 하나만 형성될 수 있어 실시예 별로 다양한 더미 영역(510, 511, 512)을 형성할 수 있다.
수평 더미 영역(510)은 적어도 일 행으로 배열된 복수의 더미 화소(dummy)를 포함하고, 수직 더미 영역(511)은 적어도 일 열로 배열된 복수의 더미 화소(dummy)를 포함할 수 있다.
도 1의 실시예에서는 수평 더미 영역(510)은 한 행의 더미 화소(dummy)를 포함하고, 수직 더미 영역(511)은 한 열의 더미 화소(dummy)를 포함하고 있다.
한편, 모서리 더미 영역(512)는 수평 더미 영역(510)과 수직 더미 영역(511)이 연장되어 만나는 위치에 형성되어 있다.
표시 화소(PX)는 박막 트랜지스터, 화소 전극, 공통 전극 그리고 화소 전극과 공통 전극의 사이에 위치하는 미세 공간에 위치하고 있는 액정층을 포함한다. 박막 트랜지스터는 절연 기판(110)의 위에 형성되어 있으며, 서로 절연되어 교차하고 있는 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있다. 박막 트랜지스터의 나머지 한 단자는 화소 전극과 연결되어 있다. 박막 트랜지스터와 화소 전극의 사이에는 컬러 필터와 차광 부재가 위치하고 있을 수 있다. 차광 부재는 인접하는 화소 사이에도 위치할 수 있다. 또한, 미세 공간에 주입되어 있는 액정층을 덮는 루프층도 포함할 수 있다. 한편, 컬러 필터와 차광 부재는 화소 전극의 아래이며, 박막 트랜지스터의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 표시 화소(PX)의 구조에 대해서는 도 2 내지 도 4에서 상세하게 살펴본다.
더미 화소(dummy)는 화상을 표시하는 화소가 아니기 때문에 그 구조는 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 즉, 더미 화소(dummy)는 표시 화소(PX)가 가지고 있는 박막 트랜지스터, 화소 전극, 공통 전극, 미세 공간 및 그 안에 위치하는 액정층 중 적어도 하나를 포함하고 있지 않을 수 있다.
일예로 더미 화소(dummy)는 박막 트랜지스터와 화소 전극을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 컬러 필터나 차광 부재를 포함할 수 있다. 컬러 필터나 차광 부재는 바막 트랜지스터와 화소 전극 사이에 위치할 수 있다. 화소 전극 위에 희생층을 제거하지 않고 남겨둘 수 있으며, 실시예에 따라서는 희생층을 제거하여 더미 화소용 미세 공간이 형성될 수도 있다. 더미 화소용 미세 공간은 표시 화소(PX)의 미세 공간보다 높이가 낮아서 액정층이 내부에 위치하는 경우 충분한 셀갭을 가지지 못할 수 있다.
도 1의 실시예에서는 더미 영역(510, 511, 512)은 표시 영역(500)의 외측에 형성되어 있으며, 한 행 또는 한 열의 더미 화소(dummy)로 구성되어 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 2 이상의 행 또는 2 이상의 열의 더미 화소(dummy)로 구성되어 있다. 더미 화소(dummy)로 형성할지 표시 화소(PX)로 형성할지는 미세 공간의 높이가 스펙에 따라 일정하게 형성되는지 아니면 스펙에 맞지 않는지에 의하여 정해진다.
도 1의 실시예에 의하면 표시 화소(PX)와 더미 화소(dummy)는 미세 공간에 액정 물질을 중입하기 위한 액정 주입구(307)가 형성되어 있다. 실시예에 따라서는 더미 화소(dummy)는 액정 주입구(307)가 형성되어 있지 않을 수 있다.
한편, 컬러 필터와 차광 부재는 화소 전극의 아래이며, 박막 트랜지스터의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 이와 같은 표시 화소(PX)의 층상 구조와 동일하게 더미 화소(dummy)가 형성될 수 있지만, 이 중 적어도 하나의 구성 요소가 삭제된 구조를 가질 수도 있다. 이는 더미 화소(dummy)가 실제 화상을 표시하지 않기 때문이다. 한편, 표시 화소(PX)는 희생층을 형성한 후 이를 제거하여 미세 공간을 형성하는데, 더미 화소(dummy) 희생층을 제거하지 않은 채로 가지고 있을 수도 있다.
미세 공간에 주입된 액정층을 포함하는 액정 표시 장치는 하부 절연 기판만 사용하고, 상부 절연 기판은 사용하지 않아도 되어 얇은 액정 표시 장치를 형성할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 먼저 본 발명의 실시예에 따른 표시 화소(PX)의 구조에 대하여 도 2 내지 도 4를 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 화소의 상세 배치도이고, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 유지 전압선(131)은 유지 전극(135a, 135b) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 제1 부화소 전극(192h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(192l)을 둘러싸는 구조를 가진다. 도 2의 유지 전극의 수평부(135b)는 전단 화소의 수평부(135b)와 분리되지 않은 하나의 배선일 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체(151), 소스/드레인 전극의 하부에 위치하는 반도체(155) 및 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체(154)가 형성되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155)의 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체(151, 154, 155) 및 게이트 절연막(140) 위에 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 반도체(154)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 반도체(154)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 반도체(154)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154)에 형성된다.
본 실시예의 데이터선(171)은 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c') 부근의 박막 트랜지스터 형성 영역에서 폭이 좁아지는 구조를 가진다. 이는 인접하는 배선과의 간격을 유지하고 신호 간섭을 줄이기 위한 구조지만, 반드시 이렇게 형성될 필요는 없다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
보호막(180)의 위에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 세로 방향(데이터선 방향)으로 인접하는 화소에는 동일한 색의 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 가로 방향(게이트선 방향)으로 인접하는 화소는 서로 다른 색의 컬러 필터(230, 230')가 형성되어 있으며, 데이터선(171)의 위에서 두 컬러 필터(230, 230')가 서로 중첩할 수 있다. 컬러 필터(230, 230')는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터(230, 230')의 위에는 차광 부재(Black matrix; 220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역(이하 '트랜지스터 형성 영역'이라 함)과 데이터선(171)이 형성되어 있는 영역을 중심으로 형성되며, 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 형성되어 있다. 차광 부재(220)의 개구부에는 컬러 필터(230)가 형성되어 있다. 또한, 차광 부재(220)는 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다.
컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 이를 덮는 제2 보호막(185)이 형성되어 있다. 제2 보호막(185)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3의 단면도에서 도시된 바와 달리 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)의 두께 차이로 인하여 단차가 발생된 경우에는 제2 보호막(185)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다.
컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(175b')를 각각 노출하는 제1 접촉구(186a) 및 제2 접촉구(186b)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(230), 차광 부재(220) 및 보호막(180, 185)에는 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')를 노출시키는 제3 접촉구(186c)가 형성되어 있다.
본 실시예에서는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)에도 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되고 있지만, 실제 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)는 그 재질에 따라서 접촉구의 식각이 보호막(180, 185)에 비하여 어려울 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)의 식각시 접촉구(186a, 186b, 186c)가 형성되는 위치에 미리 차광 부재(220) 또는 컬러 필터(230)를 제거해 놓을 수도 있다.
한편, 실시예에 따라서는 차광 부재(220)의 위치를 변경하여 컬러 필터(230) 및 보호막(180, 185) 만을 식각하여 접촉구(186a, 186b, 186c)를 형성할 수도 있다.
제2 보호막(185) 위에는 제1 부화소 전극(192h)와 제2 부화소 전극(192l)을 포함하는 화소 전극(192)이 형성되어 있다. 화소 전극(192)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부 및 이와 교차하는 세로 줄기부로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부와 세로 줄기부에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부를 포함한다.
제1 부화소 전극(192h)과 제2 부화소 전극(192l)의 미세 가지부는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부간의 간격이 다를 수 있다.
제1 부화소 전극(192h) 및 제2 부화소 전극(192l)은 접촉구(186a, 186b)를 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
한편, 연결 부재(194)는 제3 접촉구(186c)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)의 확장부(175c')와 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 전기적으로 연결시킨다. 그 결과, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(192l)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(192h)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
여기서, 제2 부화소 전극(192l)의 면적은 제1 부화소 전극(192h)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.
한편, 제2 보호막(185)에는 컬러 필터(230)로부터 방출되는 가스를 모아둘 수 있는 개구부와 그 위에 화소 전극(192)과 동일한 물질로 해당 개구부를 덮는 덮개부가 형성되어 있을 수 있다. 개구부와 덮개부는 컬러 필터(230)에서 방출되는 가스가 다른 소자로 전달되는 것을 차단시키기 위한 구조이며, 반드시 포함되어야 하는 구조는 아닐 수 있다.
제2 보호막(185) 및 화소 전극(192)의 위에는 하부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.
화소 전극(192) 및 하부 배향막의 위에는 미세 공간이 위치하며, 미세 공간의 내에는 액정층(3)이 형성되어 있다.
미세 공간의 상부면은 수평면을 가지며, 미세 공간의 측면은 테이퍼져 있다. 그 결과 각 표시 화소(PX)의 액정층(3)의 상부면은 수평면을 가지고, 측면은 테이퍼진 구조를 가진다. 미세 공간은 희생층이 형성되었다가 제거되면서 생기는 공간이다. 미세 공간의 상부 및 측면에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 위치한다.
액정 주입구가 형성되는 영역(이하 '액정 주입구 형성 영역'이라 함; 307)을 중심으로 서로 분리되어 복수개가 형성되어 있다. 액정 주입구 형성 영역(307)은 게이트선(121)과 평행한 방향으로 형성되어 있어 공통 전극의 연장 방향도 게이트선(121)의 연장 방향과 같다.
미세 공간의 의 전면과 배면은 오픈된 구조를 가지며, 이 부분은 액정 주입구를 구성한다.
미세 공간에 위치하는 액정층(3)을 나노 크리스탈(nano crystal)이라고도 한다. 미세 공간에 형성되는 액정층(3)은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간에 주입될 수 있다.
미세 공간의 위, 즉, 액정층(3)의 위에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 액정층(3)의 상부면 및 측면의 굴곡을 따라서 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 액정 주입구 형성 영역(307)을 중심으로 서로 분리되어 복수개가 형성되어 있으며, 복수개의 공통 전극(270)은 서로 간격을 두고 형성되어 있다. 액정 주입구 형성 영역(307)은 게이트선(121)과 평행한 방향으로 형성되어 있어 공통 전극(270)의 연장 방향도 게이트선(121)의 연장 방향과 같다.
공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 화소 전극(192)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(310)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.
공통 전극(270)의 위에는 지지 부재가 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에 따른 지지 부재는 루프층(360) 및 상부 절연층(370)을 포함한다. 실시예에 따라서는 상부 절연층(370)이 생략될 수 있다. 실시예에 따라서는 루프층(360)의 아래에 상부 절연층(370)과 동일한 물질로 형성 하부 절연층을 형성할 수도 있다. 하부 절연층과 상부 절연층(370)은 루프층(360)을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
공통 전극(270)의 위에는 루프층(360; roof layer)이 형성되어 있다. 루프층(360)은 화소 전극(192)과 공통 전극(270)의 사이 미세 공간(Microcavity)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 할 수 있다. 루프층(360)은 액정층(3)의 상부와 액정층(3)의 사이 공간에 위치하는 기둥부를 포함한다. 루프층(360)의 기둥부에 의하여 지지되어 액정층(3) 및 미세 공간이 유지된다. 루프층(360)은 포토 레지스트 및 기타 다양한 유기 물질로 형성될 수 있다.
루프층(360)의 위에는 상부 절연층(370)이 형성되어 있다. 상부 절연층(370)은 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
루프층(360) 및 상부 절연층(370)에는 미세 공간에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구 형성 영역(307)을 가질 수 있다. 액정 주입구 형성 영역(307)에는 각 미세 공간으로 연결되는 액정 주입구를 포함한다. 액정 주입구는 미세 공간으로 액정이 주입되는 입구 부분이다. 또한, 액정 주입구 형성 영역(307) 및 액정 주입구는 미세 공간을 형성하기 위한 희생층을 제거할 때에도 사용될 수 있다.
상부 절연층(370)의 위에는 캐핑막(390)이 형성되어 액정 주입구 형성 영역(307)을 봉한다. 캐핑막(390)에 의하여 액정 주입구 형성 영역(307)은 막히며, 액정 분자(310)가 외부로 유출되는 것이 차단된다. 캐핑막(390)은 도 3 및 도 4와 같이 표시 장치의 전 영역에 걸쳐 형성될 수 있으며, 실시예에 따라서는 액정 주입구 형성 영역(307)의 상부 및 그 주위에만 형성될 수도 있다. 캐핑막(390)이 형성된 상부면은 절연 기판(110)의 하부면과 같이 수평의 면을 이룰 수 있다.
절연 기판(110)의 하부 및 캐핑막(390)의 상부에는 편광판(도시하지 않음)이 위치하고 있다. 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 상부 편광판과 하부 편광판은 투과축의 방향이 수직 또는 평행할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에서는 액정층(3)으로 도시된 부분은 제조 공정에서는 희생층이 위치하고 있던 영역이며, 희생층이 제거되면서 미세 공간이 형성되고, 그 후 미세 공간에 액정 물질이 주입되어 액정층(3)이 완성된다.
이와 같은 희생층은 완성된 표시 화소(PX)에서는 제거되어 확인되지 않지만, 더미 화소(dummy)에서는 희생층이 남아 있을 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 10을 통하여 액정 표시 패널의 외곽부에 위치하고 있는 더미 화소(dummy)에 대하여 살펴본다.
먼저, 도 5 및 도 6을 통하여 더미 화소(dummy)의 간략한 층상 구조를 살펴본다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부의 단면도이다.
도 5 및 도 6에서는 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)의 아래 구조는 생략하였으며, 더미 화소(dummy)의 제조 공정 중의 단면도이다.
먼저, 도 5에서는 희생층(300)까지 형성한 경우 액정 표시 장치의 외곽부의 단면이다.
컬러 필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 이를 덮는 제2 보호막(185)이 형성되어 있다. 제2 보호막(185)의 위에는 화소 전극(192)이 형성되어 있지만, 도 5에서는 생략하고 있다.
화소 전극의 위에 희생층(300)이 형성된다. 표시 화소(PX)에 형성된 희생층(300)은 일정한 높이를 가지면서 형성되지만, 더미 화소(dummy)에 형성된 희생층(300')은 일정한 높이를 가지지 않고, 외곽으로 갈수록 높이가 낮아진 구조를 가진다. 이는 희생층(300, 300')이 형성되는 물질이 포토 레지스트와 같은 유기 물질을 사용하는데, 하부에 위치하고 있는 컬러 필터(230)나 차광 부재(220)가 외곽에서는 약간 높이가 낮게 형성되기 때문에 그 위에 형성되는 희생층(300, 300')도 외곽에서 무너지는 부분이 발생한다.
도 5의 단계 이후에는 도 6과 같이 루프층(360)을 덮게 된다. 루프층(360)도 표시 화소(PX)에서는 일정한 두께 및 높이를 유지하면서 형성되지만, 더미 화소(dummy)에서는 희생층(300')이 무너진 위에 형성되기 때문에 높이도 무너지면서 형성된다. 도 6에서는 루프층(360)이 외곽으로 갈수록 높이가 낮아지면서 형성되는 구조가 도시되어 있다.
이와 같이 하부에 컬러 필터(230)나 차광 부재(220)가 형성되어 있으며, 미세 공간에 액정층(3)을 형성하는 액정 표시 장치의 경우에는 희생층(300)이 외곽으로 갈수록 낮아지며, 일정 수준의 높이를 가지지 못하는 희생층(300')이 발생되게 되어 화상을 표시하지 않는 더미 화소(dummy)를 적어도 하나 사용할 필요가 있다.
도 5 및 도 6의 단면도에 의하면 더미 화소(dummy)는 아래와 같은 구성을 가질 수 있다.
게이트선(더미 게이트선)과 데이터선(더미 데이터선)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 이를 덮는 제1 보호막(180), 제1 보호막 위에 형성되어 있는 컬러 필터(230) 및 차광 부재(220), 그 위를 덮고 있는 제2 보호막(185), 제2 보호막(185)위에 위치하는 화소 전극, 화소 전극 위에 위치하는 희생층(300'), 희생층(300')위에 위치하는 루프층(360)을 포함한다. 이 들 구성 중 일부는 도 5 및 도 6에서 생략되어 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 이와 다른 구성을 가질 수도 있다. 공통 전극(270)을 더 포함할 수 있으며, 상부 절연막(370)도 루프층(360)위에 형성되어 있을 수 있다. 실시예에 따라서는 희생층(300')이 제거될 수 있으며, 제거되면서 생긴 미세 공간에 액정층(3)이 주입되어 있을 수 있다. 하지만, 액정층(3)은 화상 표시에 사용되지 않도록 가려질 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 10을 통하여 실제 제작된 액정 표시 패널에서의 특성을 확인한다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 외곽부의 특성을 도시한 도면이다.
먼저, 도 7은 루프층(360)을 형성한 상태에서 액정 표시 장치의 외곽에서 높이를 측정한 도면이다. 도 7에서의 그래프의 단위는 ㎛이다.
도 7에서 도시한 바와 같이 표시 화소(PX)에서는 루프층(360)의 높이가 일정하게 유지되지만, 더 외곽으로 가면 루프층(360)의 높이가 급격하게 낮아지는 부분이 있다. 이 부분은 하부의 희생층(300'), 컬러 필터(230) 또는 차광 부재(220)가 일정 높이를 유지하지 못하고 낮아지면서 발생한다. 이에 루프층(360)의 높이가 일정하지 않은 부분은 더미 화소(dummy)가 위치하도록 하여 화상 표시에는 문제가 없도록 한다.
한편, 도 8에서는 희생층(300, 300')이 형성된 상태에서 액정 표시 장치의 외곽에서 높이를 측정한 도면이다. 도 8에서의 그래프의 단위는 ㎛이다.
표시 화소(PX)의 희생층(300)은 일정한 높이와 간격으로 형성되지만, 외곽에 위치하는 희생층(300')은 외곽으로 갈수록 높이가 무너지면서 요구되는 높이를 못맞추게 되어 해당 부분은 표시 화소(PX)로 사용할 수 없어 더미 화소(dummy)를 형성한다.
도 8의 실시예에서는 더미 화소(dummy)의 희생층(300')은 약 0.2368㎛만큼 높이가 낮아지는 것이 도시되어 있다. 이정도 낮아진 높이는 일정한 높이를 가져야 하는 액정층(3)의 특성을 만족시키지 못하여 표시 불량을 야기할 우려가 있다. 그 결과 이 부분은 표시 화소(PX)로 사용하기 어렵다. 희생층의 높이가 낮아지더라도 일정 수준의 높이까지는 스펙 범위안에 들어 사용할 수 있지만, 해당 스펙 범위 밖의 경우에는 더미 화소(dummy)로 할 수 밖에 없다. 스펙은 화소의 크기, 액정 표시 장치의 크기 및 해상도 등에 따라서 변경된다.
이상과 같은 희생층과 루프층이 표시 화소(PX)와 더미 화소(dummy)에서 높이 차이를 가지는 것을 도 9 및 도 10에서는 단면 사진으로 제시한다.
도 9에서는 표시 화소(PX)에서의 단면 사진으로 희생층(300)이 3.09㎛이고, 루프층(360)이 3.99㎛로 스펙에 대응하며, 일정한 높이를 가지는 것을 확인할 수 있다.
이에 반하여 도 10에서는 외곽의 더미 화소(dummy)의 단면 사진으로 희생층(300')이 2.71㎛를 가져 표시 화소(PX)의 값보다 매우 낮아져 있음을 확인할 수 있고, 루프층(360)의 높이도 2.26㎛ 및 2.18㎛로 외곽으로 갈수록 낮아짐을 확인할 수 있다.
도 9 및 도 10과 같은 서로 다른 특성의 두 화소를 하나의 액정 표시 장치에서 표시 화소로 사용하는 경우 서로 다른 표시 특성을 가져 표시 품질이 낮아지게 되므로 미세 공간에 주입된 액정층을 가지는 액정 표시 장치에서는 적어도 하나의 더미 화소 영역이 필요하고, 더미 화소 영역에서는 적어도 한 행 또는 한 열의 더미 화소가 포함될 필요가 있다. 더미 화소 영역에 포함되는 더미 화소의 개수는 스펙에 따라 변경될 수 있다.
한편, 이하의 도 11에서는 미세 공간의 아래에 컬러 필터(230)와 차광 부재(220)를 형성하지 않은 액정 표시 장치에서 희생층의 특성을 살펴본다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 외곽부의 희생층의 특성을 도시한 그래프이다. 도 11에서의 그래프의 단위는 ㎛이다.
도 11에서 도시하고 있는 희생층(300)의 높이는 외곽에서도 높이가 낮아지지 않고 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다.
도 11의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 미세 공간(또는 희생층)의 하부에 컬러 필터나 차광 부재가 형성되지 않는 경우에는 더미 화소(dummy)가 형성될 필요는 적다. 더미 화소(dummy)가 형성되는 경우는 미세 공간(또는 희생층)의 아래에 컬러 필터나 차광 부재가 형성되어 외곽에서 컬러 필터나 차광 부재의 높이가 낮아지는 경우이다.
이하에서는 도 12 및 도 13을 통하여 컬러 필터나 차광 부재가 미세 공간(또는 희생층)의 하부에 형성되는 경우 일 실시예에 따른 스펙을 기준으로 각 화소에서 희생층과 루프층의 높이를 살펴본다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 외곽부의 특성을 도시한 표이다.
먼저, 도 12에서는 평탄화된 희생층의 높이를 기준으로 그 보다 낮은 희생층의 높이를 도시하며, ㎛ 단위로 기술되어 있다.
첫번째 화소가 제일 외곽에 위치하는 화소인데, 첫번째 화소만이 0.27㎛만큼 높이가 낮아서 스펙을 벗어나며, 두번째 및 세번째 화소는 평탄화의 높이에 이르지는 않았지만, 스펙 내의 범위를 가졌다. 그 결과 희생층만을 기준으로 볼 때 제일 외곽에 위치하는 화소만 더미 화소(dummy)로 설정하고, 나머지는 표시 화소(PX)로 설정하여 화상을 표시할 수 있다.
한편, 도 13에서는 평탄화된 루프층의 높이를 기준으로 그보다 낮은 루프층의 높이를 도시하며, ㎛ 단위로 기술되어 있다.
첫번째 화소가 제일 외곽에 위치하는 화소인데, 첫번째 화소만이 0.86㎛만큼 높이가 낮아서 스펙을 벗어나며, 두번째 내지 아홉번째 화소는 평탄화의 높이에 이르지는 않았지만, 스펙 내의 범위를 가졌다. 그 결과 루프층을 기준으로 볼 때 제일 외곽에 위치하는 화소만 더미 화소(dummy)로 설정하고, 나머지는 표시 화소(PX)로 설정하여 화상을 표시할 수 있다.
도 12 및 도 13의 결과를 기초로 미세 공간의 아래에 컬러 필터나 차광 부재가 위치하는 경우의 액정 표시 장치에서는 최외곽의 하나의 화소열/화소행은 더미 화소(dummy)로 형성할 수 있다.
도 14에서는 더미 화소를 가지는 실시예에서 더미 화소(dummy)와 표시 화소(PX)에서 희생층의 높이차이를 도시하고 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부의 특성을 도시하고 있다.
도 14에서도 하나의 최외곽 화소를 더미 화소(dummy)로 사용하고 있으며, 더미 화소(dummy)는 희생층의 높이가 외곽으로 갈수록 낮아져서 0.4302㎛만큼의 높이차가 발생한다. 이러한 높이차는 미세 공간이 일정한 높이를 가지지 못하게 하고, 그 결과 액정층(3)의 셀갭이 위치에 따라서 서로 달라지는 단점이 있다. 그 결과 이러한 최외곽 화소는 더미 화소(dummy)로 형성하여 사용할 수 있다.
스펙에 따라 더미 화소(dummy)를 사용할지는 차이가 있을 수 있지만, 이상의 내용을 종합하면, 미세 공간에 액정층을 주입하여 상부 절연 기판을 사용할 필요가 없는 액정 표시 장치에서 미세 공간(또는 액정층)의 아래에 컬러 필터나 차광 부재가 위치하는 경우에는 적어도 하나의 최외곽 화소를 더미 화소로 사용하는 것이 보다 바람직한 표시 품질을 가지도록 할 수 있음을 알 수 있다.
이하에서는 도 15를 통하여 또 다른 구조의 더미 화소(dummy)를 살펴본다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부의 단면 구조를 도시하고 있다.
도 15에서 도시하고 있는 더미 화소(dummy)는 도 6과 달리 차광 부재(220)의 끝단이 연장된 부분(220-1; 이하 연장부라고 함)을 가지며, 이 부분이 희생층(300-1)의 하부로 빛이 투과하지 않도록 막는 구조를 가진다.
또한, 도 15에서는 희생층(300-1)이 루프층(360)에 의하여 덮히지 않고 노출되어 있는 구조를 가진다. 희생층(300-1)의 상부는 상부 절연막과 같은 막으로 덮혀 있을 수도 있다.
도 15에 따른 더미 화소(dummy)의 구조는 아래와 같을 수 있다.
게이트선(더미 게이트선)과 데이터선(더미 데이터선)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 이를 덮는 제1 보호막(180), 제1 보호막 위에 형성되어 있는 차광 부재의 연장부(220-1), 그 위를 덮고 있는 제2 보호막(185), 제2 보호막(185)위에 위치하는 화소 전극, 화소 전극 위에 위치하는 희생층(300-1)을 포함한다. 이 들 구성 중 일부는 도 15에서 생략되어 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 이와 다른 구성을 가질 수도 있다. 공통 전극(270)을 더 포함할 수 있으며, 상부 절연막(370)이 희생층(300-1)의 위를 덮고 있을 수 있으며, 실시예에 따라서는 희생층(300-1)이 제거될 수도 있다.
이하에서는 도 16을 통하여 다양한 액정 표시 장치의 외곽부에서 발생하는 처짐 현상을 살펴본다. 이러한 처짐 현상을 통하여 사용되는 구조에 따라 더미 화소의 포함 여부와 더미 화소를 어느 정도 포함시킬지를 고려할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 외곽부 특성을 다양한 실시예 별로 살펴본 표이다.
도 16에서는 4가지 액정 표시 장치를 기술하고 있다. COA는 컬러 필터와 차광 부재가 미세 공간(또는 액정층)의 아래에 위치하는 경우이며, 제4 비교예만 컬러 필터 및 차광 부재가 미세 공간의 아래에 위치하지 않고, 상부에 위치한다. 컬러 필터가 상부에 위치하는 것만으로도 하부 단차나 최외곽의 화소의 처짐 현상이 적다는 것을 알 수 있다.
한편, 컬러 필터와 차광 부재가 미세 공간(또는 액정층)의 아래에 위치하는 경우(제1 내지 제3 비교예) 중에서도 도 15의 차광 부재의 연장부(220-1)가 포함되어 있는 구조에서는 하부 단차나 최외곽의 화소 처짐이 상대적으로 적은 것을 확인할 수 있다. 한편, 제2 비교예와 제3 비교예의 차이인 보호막(185)을 유기막으로 사용하는지 무기막으로 사용하는 지는 실질적으로 큰 의미를 가지지 않지만, 유기막의 평탄화 특성으로 인하여 단차를 줄여 주는 것을 확인할 수 있다.
그러므로 제조하는 액정 표시 장치의 구조만으로도 더미 화소의 필요 여부를 확인할 수 있으며, 스펙이 변한다.
도 16의 실시예에서는 제1 비교예 내지 제3 비교예의 경우 더미 화소가 필요하고, 제1 비교예에서는 더미 화소를 한 열 또는 한 행 이상 사용될 수도 있다.
제4 비교예에서는 더미 화소를 포함시키지 않을 수 있다.
이상과 같이 미세 공간에 주입되어 있는 액정층을 가지며, 상부 절연 기판을 사용하지 않는 액정 표시 장치는 더미 화소를 사용하지 않을 수 있다. 하지만, 미세 공간(또는 액정층)의 아래에 컬러 필터나 차광 부재가 위치하는 경우에는 최외곽에 형성되는 희생층이나 루프층의 높이가 일정하게 유지되지 않고 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 그 결과 최외곽의 화소는 더미 화소로 설정하고 화상을 표시하지 않도록 할 수 있다.
한편, 컬러 필터나 차광 부재가 미세 공간의 하부에 위치하지 않더라도 최외곽에서 희생층이나 루프층의 높이가 일정하게 유지되지 않는 경우에는 더미 화소를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 액정 표시 장치 110: 절연 기판
500: 표시 영역 510, 511, 512: 더미 영역
220: 차광 부재 220-1: 차광 부재의 연장부
230: 컬러 필터 180, 185: 보호막
270: 공통 전극 3: 액정층
300. 300', 300-1: 희생층 307: 액정 주입구
360: 루프층 370: 상부 절연막

Claims (16)

  1. 절연 기판;
    상기 절연 기판 위에 매트릭스 형태로 배열되어 있고, 표시 영역에 위치하는 표시 화소와 더미 영역에 위치하는 더미 화소를 포함하는 화소;
    상기 절연 기판과 마주보는 루프층; 및
    상기 절연 기판과 상기 루프층 사이에서 복수의 미세 공간에 위치하는 액정층을 포함하며,
    상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 외측에 위치하고,
    상기 루프층은 상기 복수의 미세 공간 중에서 서로 이웃하는 미세 공간 사이에 위치하는 기둥부를 포함하고,
    상기 더미 화소는 포토 레지스트를 포함하는 유기 물질로 형성되어 있는 희생층을 포함하며,
    상기 희생층은 상기 액정층과 동일한 층에 위치하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 더미 영역은
    상기 표시 영역의 상하에 위치하는 수평 더미 영역,
    상기 표시 영역의 좌우에 위치하는 수직 더미 영역, 및
    상기 표시 영역의 모서리에 위치하는 모서리 더미 영역 중 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 수평 더미 영역은 일 행으로 배열된 복수의 상기 더미 화소를 포함하고,
    상기 수직 더미 영역은 일 열로 배열된 복수의 상기 더미 화소를 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 수평 더미 영역은 한 행의 상기 더미 화소를 포함하고,
    상기 수직 더미 영역은 한 열의 상기 더미 화소를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 모서리 더미 영역은 상기 수평 더미 영역과 상기 수직 더미 영역이 연장되어 만나는 위치에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 표시 화소는
    박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며, 상기 절연 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 화소 전극, 및
    상기 액정층 상부에 위치하는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 더미 화소의 층상 구조는 상기 표시 화소의 층상 구조와 다른 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 표시 화소와 상기 더미 화소는 액정 물질을 상기 미세 공간으로 주입하기 위한 액정 주입구가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 희생층은 상기 화소 전극 또는 상기 박막 트랜지스터 상부에 위치하는 액정 표시 장치.
  10. 제6항에서,
    상기 표시 화소 및 상기 더미 화소는
    상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극의 사이에 위치하는 컬러 필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제6항에서,
    상기 표시 화소 및 상기 더미 화소는
    상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극의 사이에 위치하는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 차광 부재는 외곽을 향하여 연장되어 있는 연장부를 더 포함하며,
    상기 연장부는 상기 더미 화소에만 위치하고 있는 액정 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제6항에서,
    상기 희생층은 상기 화소 전극 또는 상기 박막 트랜지스터 상부에 위치하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 더미 화소에서 상기 희생층의 측면은 상기 루프층과 접촉하고 있는 액정 표시 장치.
KR1020130075354A 2013-06-28 2013-06-28 액정 표시 장치 KR101697759B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130075354A KR101697759B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 액정 표시 장치
US14/292,268 US9411200B2 (en) 2013-06-28 2014-05-30 Liquid crystal display
EP14173755.1A EP2818915A1 (en) 2013-06-28 2014-06-24 Liquid crystal display
CN201410302964.1A CN104252054B (zh) 2013-06-28 2014-06-27 液晶显示器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130075354A KR101697759B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 액정 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150002052A KR20150002052A (ko) 2015-01-07
KR101697759B1 true KR101697759B1 (ko) 2017-01-19

Family

ID=50979699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130075354A KR101697759B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 액정 표시 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9411200B2 (ko)
EP (1) EP2818915A1 (ko)
KR (1) KR101697759B1 (ko)
CN (1) CN104252054B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102244018B1 (ko) 2014-11-20 2021-04-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160084551A (ko) 2015-01-05 2016-07-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102334811B1 (ko) * 2015-04-30 2021-12-03 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 기판
TWI551921B (zh) * 2015-12-17 2016-10-01 友達光電股份有限公司 顯示面板
KR102406051B1 (ko) * 2017-09-06 2022-06-10 삼성전자주식회사 비활성 영역을 포함하는 전자 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357799A (ja) 2001-03-26 2002-12-13 Victor Co Of Japan Ltd 液晶表示素子の作製方法
US20040239840A1 (en) 2003-03-31 2004-12-02 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display panel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4285158B2 (ja) * 2003-08-29 2009-06-24 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
KR20090077280A (ko) * 2008-01-10 2009-07-15 삼성전자주식회사 차광 부재용 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시판
KR101605821B1 (ko) 2010-09-10 2016-03-24 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
JP5887802B2 (ja) * 2011-09-29 2016-03-16 セイコーエプソン株式会社 電気光学モジュールおよび電子機器
KR101681644B1 (ko) * 2011-10-18 2016-12-02 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140094916A (ko) 2013-01-23 2014-07-31 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357799A (ja) 2001-03-26 2002-12-13 Victor Co Of Japan Ltd 液晶表示素子の作製方法
US20040239840A1 (en) 2003-03-31 2004-12-02 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display panel

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150002052A (ko) 2015-01-07
CN104252054B (zh) 2019-08-20
US20150002801A1 (en) 2015-01-01
US9411200B2 (en) 2016-08-09
CN104252054A (zh) 2014-12-31
EP2818915A1 (en) 2014-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101703985B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101665558B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101904211B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101319584B1 (ko) 표시 특성이 향상된 액정 패널 및 이의 제조에 사용되는마스크
KR101618701B1 (ko) 액정 표시 장치
KR101663595B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101697759B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20130124829A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140062286A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140082049A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140048459A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102089590B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140118623A (ko) 액정 표시 장치
US9110337B2 (en) Display device
KR101644903B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102178887B1 (ko) 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR102043862B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20140112289A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160123424A (ko) 액정 표시 장치
US20160202576A1 (en) Liquid crystal display having improved aperture ratio
KR20150121388A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140101603A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150122898A (ko) 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR20160002449A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20150093286A (ko) 라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191223

Year of fee payment: 4