KR102084615B1 - 표시 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR102084615B1
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Abstract

표시 패널은 박막 트랜지스터가 배치된 기판, 상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 기판 상에 배치된 복수의 게이트 라인들, 상기 기판 및 상기 게이트 라인들 상에 배치된 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 배치되며, 상기 게이트 라인들과 중첩하고, 상기 컬러필터층을 노출시키는 홀이 형성된 블랙매트릭스, 상기 컬러필터층 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극 및 상기 제1 전극 상에 배치되는 영상 표시층을 포함한다.
복수의 게이트 라인들과 중첩하여 컬러필터층을 노출시키는 홀이 형성된 블랙매트릭스 및 상기 홀을 노출하는 제1 절연층을 포함함으로써 표시 패널의 개구율의 감소 없이 화소 불량을 개선할 수 있다.

Description

표시 패널 및 이의 제조 방법{DISPLAY PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 기판만을 포함하는 표시 패널에 있어서, 개구율의 감소가 없이 화소 불량이 개선된 표시 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 패널은 스위칭 소자를 포함하는 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하며 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 컬러 필터 기판 사이에 배치되는 액정층을 포함한다. 상기 어레이 기판은 제1 베이스 기판을 포함하고, 상기 컬러 필터 기판은 제2 베이스 기판을 포함한다. 이와 같이 상기 표시 패널은 2장의 베이스 기판을 포함하므로 제조 비용이 높은 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 하나의 베이스 기판 상에 스위칭 소자, 컬러 필터를 형성하고, 액정 분자를 수납하는 임베디드 마이크로캐비티(Embeded Microcavity, EM) 방식의 표시 패널이 개발되고 있다.
그러나 컬러필터 포토레지스트에서 발생하는 가스로 때문에, 액정 적하 공정 등에서 적하 얼룩 및 AUA 불량 등이 발생하는 문제점이 있다.
특히, 이러한 가스를 배출하기 위하여, 컬러필터층 상의 화소 영역 내에 전극 및 유기막을 식각하여 별도의 홀을 형성한다. 그러나 화소 영역 내에 홀을 형성하는 경우 빛샘 방지를 위하여, 별도의 블랙매트릭스가 요구된다. 이러한 블랙매트릭스를 통하여 개구율이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 개구율의 감소가 없이 화소 불량을 개선할 수 있는 표시 패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시 패널을 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 기판, 복수의 게이트 라인들, 컬러필터층, 블랙매트릭스, 제1 전극 및 영상 표시층을 포함한다.
상기 기판에는 박막 트랜지스터가 배치된다. 상기 복수의 게이트 라인들은 상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 기판 상에 배치된다. 상기 컬러필터층은 상기 기판 및 상기 게이트 라인들 상에 배치된다. 상기 블랙매트릭스는 상기 컬러필터층 상에 배치되며, 상기 게이트 라인들과 중첩하고, 상기 컬러필터층을 노출시키는 홀이 형성된다. 상기 제1 전극은 상기 컬러필터층 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 상기 영상 표시층은 상기 제1 전극 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버하며, 상기 홀을 노출하는 제1 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 영상 표시층 상에 배치되는 제2 절연층 및 상기 제2 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 영상 표시층의 상면 및 측면의 일부를 둘러싸는 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보호층의 상부에 배치되는 상부 편광판 및 상기 기판의 하부에 배치되는 하부 편광판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 홀은 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 홀은 사각형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 홀은 가로 5um 내지 15um 및 세로 5um 내지 15um의 사각형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙매트릭스와 중첩하는 컬러필터층의 두께는 상기 컬러필터층의 나머지 부분의 두께보다 얇을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 영상 표시층은 액정을 포함하는 액정층 및 상기 제1 절연층과 상기 액정층 사이 및 상기 제2 절연층과 상기 액정층 사이에 형성되는 배향막을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법은 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 연결된 복수의 게이트 라인들이 배치된 기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계, 상기 컬러필터층을 노광하는 단계 및 상기 컬러필터층 상에 상기 게이트 라인들과 중첩하고, 상기 컬러필터층을 노출시키는 홀이 형성된 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬러필터층 상에 제1 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버하는 제1 절연층을 형성하는 단계 및 상기 제1 절연층을 노광하여 상기 홀을 노출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 절연층을 노광하여 상기 홀을 노출하는 단계 이후에, 상기 제1 절연층 상에 포토레지스트 조성물을 코팅하여 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층 상에 제2 절연층을 형성하는 단계, 상기 제2 절연층 상에 제2 전극을 형성하는 단계, 현상액을 이용하여 상기 희생층을 제거하는 단계 및 상기 희생층이 제거된 공간에 영상 표시층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 희생층을 제거하는 단계 전에 현상액 주입구를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 현상액 주입구를 형성하는 단계에서는, 상기 경화된 제2 절연층 상에 포토레지스트 조성물을 코팅하여 상기 포토레지스트 조성물을 마스크로 사용하여 상기 제2 절연층이 노출된 부분을 에칭하여 상기 희생층을 노출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 영상 표시층을 형성하는 단계는 상기 희생층이 제거된 공간 내측에 배향막을 형성하는 단계 및 상기 배향막이 형성된 상기 공간에 액정을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 영상 표시층의 상면 및 측면의 일부를 둘러싸는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 절연층은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 홀은 가로 5um 내지 15um 및 세로 5um 내지 15um의 사각형일 수 있다.
본 발명에 따른 상기 표시 패널 및 이의 제조 방법에 따르면, 임베디드 마이크로캐비티(Embeded Microcavity, EM) 방식의 표시 패널이 복수의 게이트 라인들 사이에 대응하여 홀이 형성된 블랙매트릭스 및 상기 홀을 노출하는 제1 절연층을 포함함으로써, 개구율의 감소가 없이 화소 불량을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다.
도 3은 도 1의 제1 화소 및 제2 화소의 평면도이다.
도 4는 도 3의 II-II' 선을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 도 4의 II-II' 선을 따라 절단한 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 패널은 복수의 게이트 라인들(GL), 복수의 데이터 라인들(DL) 및 복수의 화소들을 포함한다.
상기 게이트 라인(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 이와는 달리 상기 게이트 라인(GL)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있고, 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다.
상기 화소들은 매트릭스 형태로 배치된다. 상기 화소들은 상기 게이트 라인들(GL) 및 상기 데이터 라인들(DL)에 의해 정의되는 영역에 배치될 수 있다.
각 화소는 인접한 게이트 라인(GL) 및 인접한 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 각 화소는 인접한 하나의 게이트 라인(GL) 및 인접한 하나의 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다.
상기 화소는 상기 제2 방향(D2)으로 길게 연장되는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 상기 화소 영역은 평면에서 보았을 때, 일 방향으로 길게 연장된 직사각형 형상, V 자 형상 및 Z 자 형상 등 다양할 수 있다.
상기 화소의 구조에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 후술한다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다. 도 3은 도 1의 제1 화소 및 제2 화소의 평면도이다. 도 4는 도 3의 II-II' 선을 따라 절단한 표시 패널의 단면도이다.
도 1 내지 도 4을 참조하면, 상기 표시 패널은, 기판(100), 박막 트랜지스터(TFT), 게이트 절연층(110), 데이터 절연층(120), 컬러필터층(CF). 블랙매트릭스(BM), 제1 전극(EL1), 제1 절연층(200), 배향막(320), 영상 표시층(300), 제2 절연층(400), 제2 전극(EL2) 및 보호층(500)을 포함한다.
상기 기판(100)은 투명한 절연기판이다. 예를 들어, 유리기판 또는 투명한 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 기판(110)은 영상을 표시하는 복수의 화소 영역을 갖는다. 상기 화소 영역은 복수의 열과 복수의 행을 가진 매트릭스 형태로 배열된다.
상기 화소는 스위칭 소자(switching element)를 더 포함한다. 예를 들어, 상기 스위칭 소자는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)일 수 있다. 상기 스위칭 소자는 인접한 게이트 라인(GL) 및 인접한 데이터 라인(DL)에 연결될 수 있다. 상기 스위칭 소자는 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 배치될 수 있다.
상기 기판(100) 상에 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(GL)을 포함하는 게이트 패턴이 배치된다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 게이트 전극(GE)과 전기적으로 연결된다.
상기 기판(100) 상에 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(GL)을 포함하는 게이트 패턴(미도시)이 배치된다. 상기 게이트 라인(GL)은 상기 게이트 전극(GE)과 전기적으로 연결된다.
상기 게이트 절연층(110)은 상기 게이트 패턴이 배치된 상기 기판(100) 상에 배치되어, 상기 게이트 패턴을 절연한다.
상기 게이트 절연층(110) 상에 반도체 패턴(SM)을 형성한다. 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하여 배치된다.
상기 반도체 패턴(SM)이 형성된 상기 게이트 절연층(110)상에 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함하는 데이터 패턴이 배치된다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 반도체 패턴(SM)과 중첩하고, 상기 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결된다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체 패턴(SM) 상에 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격된다. 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이룬다.
상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 구성한다.
상기 데이터 절연층(120)은 상기 데이터 패턴이 배치된 상기 게이트 절연층(110) 상에 배치되어 상기 데이터 패턴을 절연한다.
상기 게이트 절연층(110) 상에는 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 스위칭 소자가 배치된다. 상기 스위칭 소자는 게이트 전극(GE), 게이트 절연층(100), 반도체 패턴(SM), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다. 상기 게이트 절연층(110)은 상기 기판(100)의 전 면적에 배치될 수 있다.
상기 게이트 절연층(110)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 절연층(120)은 벤조사이클로부텐계 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐(polyvinyl)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 실리콘(silicon)계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 데이터 절연층(120)은 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 스위칭 소자 상에 배치된다. 상기 데이터 절연층(120)은 상기 기판(100)의 전 면적에 배치될 수 있다. 상기 데이터 절연층(120)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 데이터 절연층(120)은 벤조사이클로부텐계 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐(polyvinyl)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 실리콘(silicon)계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 데이터 절연층(120) 상에는 상기 컬러필터층(CF) 및 상기 블랙매트릭스(BM)가 배치된다.
상기 컬러필터층(CF)은 상기 데이터 절연층(120) 상에 배치된다.
상기 컬러필터층(CF)은 상기 영상 표시층(300)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러필터층(CF)은 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러필터층(CF)은 상기 각 화소 영역에 대응하여 제공된다. 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 컬러필터층(CF)은 제1 방향(D1)으로 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 이격되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 컬러필터층(CF)은 제1 방향(D1)으로 게이트 라인들을 경계로 하여 섬(island) 형태로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 컬러필터층(CF)은 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 일부가 인접한 컬러필터층(CF)에 의해 중첩될 수 있다.
다만, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 컬러필터층(CF)은 상기 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2)으로 게이트 라인들이 배치된 트렌치(trench) 부 상에 컬러필터층(CF)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 컬러필터층(CF)은 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 인접한 컬러필터층(CF)에 의해 중첩될 수 있다.
상기 컬러필터층(CF)은 상기 제2 방향(D2)으로 게이트 라인들에 인접한 상기 컬러필터층(CF)의 일부의 두께는 상기 컬러필터층(CF)의 나머지 부분의 두께보다 비교적 얇게 형성될 수 있다.
상기 게이트 라인들에 인접한 상기 컬러필터층(CF)의 일부의 두께를 다른부분의 두께 보다 얇게 형성함으로써 블랙매트릭스(BM)를 형성함으로써 발생할 수 있는 단차(gap)를 줄일 수 있다.
상기 컬러필터층(CF)은 하프톤 마스크(halftone mask) 공정 내지 슬릿 마스크(slit mask) 공정 등을 이용하여 패터닝할 수 있다. 이에 따라, 기판 상에 배치된 복수의 게이트 라인들에 인접한 상기 컬러필터층(CF)의 일부의 두께가 상기 컬러필터층(CF)의 나머지 부분의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 하프톤 마스크(halftone mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area), 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역(none-blocking area) 및 광의 조사량을 감소시키는 반투과 패턴(transflective pattern)이 형성된 반투과 영역(transflective area)을 갖는다. 상기 하프톤 마스크를 상기 컬러필터층(CF) 상에 정렬한다. 상기 하프톤 마스크 상에서 상기 하프톤 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역을 향하는 광은 모두 투과된다. 상기 반투과 패턴이 형성된 반투과 영역은 광이 조사되는 양을 감소시킨다.
상기 하프톤 마스크를 이용하여 노광된 상기 격자 구조를 현상액을 사용하여 현상하면 패터닝된 상기 컬러필터층(CF)을 형성할 수 있다.
상기 차광 영역은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 상기 차광 영역을 구성하는 물질과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 상기 반투과 영역은 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 하프톤 마스크의 투명 기재(transparent substrate) 상에 배치된CrxOy, CrxCoy, CrxCoyNz, SizNy (여기서, x, y 및 z는 정수) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층의 두께는 상기 하프톤 마스크의 상기 차광 영역, 상기 비차광 영역 및 상기 반투과 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
역시, 도시하지는 않았으나, 상기 슬릿 마스크(slit mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area) 및 슬릿 패턴(slit pattern)이 형성된 슬릿 영역(slit area)을 갖는다. 상기 슬릿 마스크를 상기 컬러필터층(CF) 상에 정렬한다. 상기 슬릿 마스크 상에서 상기 슬릿 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴 및 상기 슬릿 패턴은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 슬릿 패턴이 형성된 슬릿 영역을 향하는 광은 상기 슬릿 패턴의 사이로 광이 투과하여 상기 컬러필터층(CF)에 조사된다.
상기 슬릿 마스크를 이용하여 노광된 상기 컬러필터층(CF)을 현상액을 사용하여 현상하면 패터닝된 상기 컬러필터층(CF)을 형성할 수 있다.
상기 슬릿 패턴은 일정한 간격(interval)을 가질 수 있다. 이와 달리 상기 컬러필터층이 다양한 형상을 가지도록, 다양한 슬릿 패턴들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 슬릿 패턴은 소량이 광이 투과할 수 있도록 폭이 좁은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다. 또한, 다량의 광이 투과할 수 있도록 폭이 넓은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다.
상기 컬러필터층(BM)의 형태 및 두께는 상기 슬릿 마스크의 상기 차광 영역 및 상기 슬릿 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 박막 트랜지스터와 연결된 신호 배선 및 상기 신호 배선과 중첩하고 광을 차단하는 블랙매트릭스(BM)을 포함할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)는 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 스위칭 소자가 배치되는 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 상기 블랙매트릭스(BM)은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)는 상기 컬러필터층(CF) 상에 배치된다. 상기 블랙매트릭스(BM)는 제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인들과 중첩하여 광을 차단한다. 상기 블랙매트릭스(BM)는 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 홀이 형성된다. 또한, 상기 블랙매트릭스(BM)는 화소의 비표시 영역(non-display area)에 대응하여 형성된다.
상기 홀이 형성된 블랙매트릭스는 블랙매트릭스의 재료를 증착하고, 마스크를 이용하여 자외선을 조사한 후, 건식 식각 공정 내지 습식 식각 공정 등을 통하여 홀을 형성할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)는 하프톤 마스크(halftone mask) 공정 내지 슬릿 마스크(slit mask) 공정 등을 이용하여 패터닝할 수 있다. 이에 따라, 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 홀을 형성할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 하프톤 마스크(halftone mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area), 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역(none-blocking area) 및 광의 조사량을 감소시키는 반투과 패턴(transflective pattern)이 형성된 반투과 영역(transflective area)을 갖는다. 상기 하프톤 마스크를 상기 블랙매트릭스(BM) 상에 정렬한다. 상기 하프톤 마스크 상에서 상기 하프톤 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역을 향하는 광은 모두 투과된다. 상기 반투과 패턴이 형성된 반투과 영역은 광이 조사되는 양을 감소시킨다.
상기 하프톤 마스크를 이용하여 노광된 상기 격자 구조를 현상액을 사용하여 현상하면 패터닝된 블랙매트릭스(BM)를 형성할 수 있다.
상기 차광 영역은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 상기 차광 영역을 구성하는 물질과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 상기 반투과 영역은 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 하프톤 마스크의 투명 기재(transparent substrate) 상에 배치된 CrxOy, CrxCoy, CrxCoyNz, SizNy (여기서, x, y 및 z는 정수) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)의 형태 및 두께는 상기 하프톤 마스크의 상기 차광 영역, 상기 비차광 영역 및 상기 반투과 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
역시, 도시하지는 않았으나, 상기 슬릿 마스크(slit mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area) 및 슬릿 패턴(slit pattern)이 형성된 슬릿 영역(slit area)을 갖는다. 상기 슬릿 마스크를 상기 블랙매트릭스(BM) 상에 정렬한다. 상기 슬릿 마스크 상에서 상기 슬릿 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴 및 상기 슬릿 패턴은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 슬릿 패턴이 형성된 슬릿 영역을 향하는 광은 상기 슬릿 패턴의 사이로 광이 투과하여 상기 블랙매트릭스(BM)에 조사된다.
상기 슬릿 마스크를 이용하여 노광된 상기 블랙매트릭스(BM)을 현상액을 사용하여 현상하면 패터닝된 상기 블랙매트릭스(BM)을 형성할 수 있다.
상기 슬릿 패턴은 일정한 간격(interval)을 가질 수 있다. 이와 달리 상기 컬러필터층이 다양한 형상을 가지도록, 다양한 슬릿 패턴들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 슬릿 패턴은 소량이 광이 투과할 수 있도록 폭이 좁은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다. 또한, 다량의 광이 투과할 수 있도록 폭이 넓은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)의 형태 및 두께는 상기 슬릿 마스크의 상기 차광 영역 및 상기 슬릿 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)에 형성된 홀은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 사각형으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 홀은 가로 5um 내지 15um 및 세로 5um 내지 15um의 사각형으로 형성될 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)가 상기 홀을 포함함으로써, 상기 컬러필터층(CF)을 형성하는 과정에서, 컬러필터 포토레지스트(color filter photoresist)에서 발생하는 가스(gas)가 상기 홀을 통하여 방출될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 패널이 상기 컬러 필터(CF) 및 상기 블랙매트릭스(BM)가 영상 표시층(도 2 참조) 하부에 형성되는 COA(color filter on array) 및 BOA(black matrix on array) 구조를 가지나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 컬러 필터 및 블랙매트릭스는 상기 액정층 상부에 배치될 수 있다.
제1 전극(EL1)은 상기 컬러필터층(CF) 상에 배치되며, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 전극(EL1)은 상기 화소 영역 내에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(EL1)에는 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 계조 전압이 인가된다. 예를 들어, 상기 제1 전극(EL1)은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(AZO)와 같은 투명 도전체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(EL1)은 슬릿 패턴을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층(200)은 상기 컬러필터층(CF) 상에 배치된다. 상기 제1 절연층(200)은 상기 기판(100)의 전 면적에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 절연층(200)은 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버한다.
상기 블랙매트릭스를 형성함으로써 상기 블랙매트릭스의 두께에 의하여 인접한 컬러필터와의 높이의 차이가 발생한다. 이는 상기 제1 절연층을 형성하는 것을 통하여 상기 블랙매트릭스를 형성함으로써 발생한 높이의 차이를 감소시킬 수 있다.
상기 제1 절연층(200)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층(200)은 벤조사이클로부텐계 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐(polyvinyl)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 실리콘(silicon)계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층(200)은 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버한다. 상기 제1 절연층(200)은 상기 블랙매트릭스에 형성된 상기 홀을 노출한다. 즉, 상기 제1 절연층(200)는 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 홀이 형성된다.
상기 홀이 형성된 제1 절연층(200)은 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극이 형성된 기판 상에 형성된다. 상기 제1 절연층(200)은 상기 기판의 전면적에 형성될 수 있다.
상기 기판(100) 상에 상기 홀에 대응하는 마스크를 두고 상기 제1 절연층(200)을 노광한다. 그 후에 건식 식각 공정 내지 습식 식각 공정 등을 통하여 홀을 형성할 수 있다.
상기 제1 절연층이 상기 홀을 포함함으로써, 상기 컬러필터층(CF)을 형성한 이후, 컬러필터 포토레지스트에서 발생하는 가스(gas)가 상기 홀을 통하여 방출될 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 영상 표시층(300)을 배향하기 위한 배향막(320)을 포함할 수 있다.
상기 배향막(320)은 상기 영상 표시층(300)과 상기 제1 절연층(200) 및 상기 영상 표시층(300)과 제2 절연층(400) 사이에 배치된다. 즉, 터널상 공동(tunnel-shaped cavity) 내부의 상기 제1 절연층(200)의 상면 및 상기 제2 절연층(400)의 하면에 상기 배향막(320)이 형성된다.
상기 배향막(320)은 상기 영상 표시층(300)을 프리 틸트(pre-tilt)시키기 위한 것이다. 상기 배향막(320)은 배향액을 이용하여 형성된다. 배향액을 공동(cavity)에 제공하여 상기 공동 내로 이동시킨 뒤, 상기 배향액을 제거한다. 상기 배향액은 폴리이미드(polyimide; PI)와 같은 배향 물질을 적절한 용매에 혼합한 것이다.
상기 액상 배향 물질은 유체로 제공되므로 상기 터널상 공동 근처에 제공되7면 모세관 현상(capillary phenomenon)에 의해 상기 터널상 공동 내로 이동한다. 예를 들면, 현상액 주입구(developer injection hole; DI)를 통해 상기 배향액을 상기 터널상 공동에 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 배향액은 마이크로피펫을 이용한 잉크젯을 이용하여 상기 터널상 공동 근처에 제공되거나, 진공 주입 장치를 이용하여 상기 터널상 공동 내로 제공될 수 있다. 그 다음 상기 배향액을 제거한다. 상기 배향액을 제거하기 위해서 상기 기판(100)을 실온에 두거나 열을 가할 수 있다.
그러나 상기 배향막(320)은 상기 영상 표시층(300)의 종류에 따라, 또는 상기 제1 전극(EL1) 및 상기 제2 전극(EL2)의 구조에 따라 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(EL 1)이 마이크로 슬릿을 가지고 있어 별도의 배향막 없이 상기 액정의 초기 배향이 가능한 경우에, 상기 배향막(320)이 생략될 수 있다. 또는, 상기 영상 표시층(300)의 초기 배향용 반응성 메조겐 층이 형성되는 경우에도 상기 배향막(320)이 생략될 수 있다.
상기 화소는 제1 절연층(200), 제2 절연층(400) 및 상기 제1 절연층 및 제2 절연층 사이에 배치되는 영상 표시층(300)을 포함한다.
상기 영상 표시층(300)은 액정층(liquid crystal layer; LC) 또는 전기 영동층(electrophoresis layer)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 영상 표시층은 액정층일 수 있다. 상기 액정층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 인가되는 전계에 의하여 액정 분자의 배열을 조절하여 상기 화소의 광 투과율이 조절된다. 이와 달리, 상기 영상 표시층은 전기 영동층일 수 있다. 상기 전기 영동층은 절연성 매질과 대전입자들을 포함한다. 상기 절연성 매질은 상기 대전 입자들이 분산된 계에서 분산매에 해당한다. 상기 대전 입자들은 전기 영동성을 나타내는 입자들로서 상기 절연성 매질 내에 분산되어 있다. 상기 대전 입자들은 전계에 의해 이동함으로써 상기 전기 영동층을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
상기 제2 절연층(400)은 상기 영상 표시층(300) 상에 배치된다. 상기 제2 절연층(400)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 절연층(400)은 벤조사이클로부텐계 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐(polyvinyl)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 실리콘(silicon)계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극(EL)은 상기 제2 절연층(400) 상에 배치된다. 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 절연된다. 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO)이나 산화 인듐 아연(indium zinc oxide: IZO)과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다.
상기 보호층(500)은 상기 제2 절연층(400) 및 상기 제2 전극 상에 배치될 수 있다. 즉 상기 보호층(500)은 상기 제2 절연층 및 상기 제2 전극을 커버한다. 상기 보호층(500)은 상기 영상 표시층의 상면 및 측면을 일부 둘러쌀 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 기판(100)의 하부에 배치되는 제1 편광판(미도시) 및 상기 보호층(500) 상에 배치되는 제2 편광판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 기판(100)의 하부에는 제1 편광판(미도시)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 편광판은 상기 기판(100)의 하면에 부착될 수 있다. 상기 제1 편광판은 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 제공되는 광을 편광시킬 수 있다. 상기 제1 편광판은 제1 편광축을 가질 수 있다. 상기 제1 편광판은 상기 백라이트 어셈블리로부터 제공되는 광 중 상기 제1 편광축 방향의 광을 통과시킬 수 있다.
상기 보호층(500) 상에는 제2 편광판(미도시)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 편광판(미도시)은 상기 보호층(500)의 상면에 부착될 수 있다. 이와는 달리, 상기 보호층(500)이 생략되는 경우, 상기 제2 편광판은 상기 컬러 필터(CF) 및 상기 블랙매트릭스(BM) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 편광판은 상기 컬러 필터(CF)를 통과한 광을 편광시킬 수 있다. 상기 제2 편광판은 제2 편광축을 가질 수 있다. 상기 제2 편광축은 상기 제1 편광축과 수직일 수 있다. 상기 제2 편광판은 상기 컬러 필터(CF)를 통과한 광 중 상기 제2 편광축 방향의 광을 통과시킬 수 있다.
도 5a 내지 도 5g는 도 4의 II-II' 선을 따라 절단한 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5g를 참조하여, 컬러필터층, 블랙매트릭스 및 제1 절연층을 형성하는 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법은 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 연결된 복수의 게이트 라인들이 배치된 기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계, 상기 컬러필터층을 노광하는 단계, 상기 컬러필터층 상에 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 홀이 형성된 블랙매트릭스를 형성하는 단계, 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버하는 제1 절연층을 형성하는 단계 및 상기 제1 절연층을 노광하여 상기 홀을 노출하는 단계를 포함한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 복수의 게이트 라인들(GL), 게이트 절연층(110) 및 데이터 절연층(120)이 배치된 기판 상에 포토레지스트를 도포하여 컬러필터층(CF) 형성한다.
상기 기판(100) 상에 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(GL)을 포함하는 게이트 패턴이 형성된다. 상기 게이트 패턴은, 상기 기판(100) 상에 제1 도전층을 형성하고 상기 제1 도전층을 포토 리소그래피(photolithography)로 패터닝(patterning)하여 형성할 수 있다.
상기 게이트 절연층(110)이 상기 게이트 패턴이 형성된 상기 기판(100) 상에 형성된다. 상기 게이트 절연층(110)은 상기 게이트 패턴을 커버하여 절연한다.
상기 게이트 절연층(110) 상에 반도체 패턴(SM)을 형성한다. 상기 반도체 패턴은 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하여 배치된다.
상기 반도체 패턴(SM)이 형성된 상기 게이트 절연층(110)상에 데이터 라인(DL), 소스 및 드레인 전극(SE, DE)을 포함하는 데이터 패턴이 형성된다. 상기 데이터 패턴은, 상기 게이트 절연층(110) 상에 제2 도전층을 형성하고 상기 제2 도전층을 포토 리소그래피로 패터닝하여 형성할 수 있다.
상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체 패턴(SM) 상에 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되게 형성된다. 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이룬다.
상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 구성한다.
상기 데이터 패턴이 형성된 상기 게이트 절연층(110) 상에 상기 데이터 절연층(120)이 형성된다.
상기 데이터 절연층(120) 상에 상기 컬러 필터(CF)가 형성된다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있으며, 상기 컬러 필터(CF)는 유기 고분자 물질로 형성된다. 상기 컬러 필터(CF)는 감광성 고분자 물질을 이용한 포토리소그래피로 형성할 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 또한 잉크젯 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 5c를 참조하면, 상기 컬러필터층(CF)을 패터닝한다. 상기 컬러필터층(CF)은 하프톤 마스크(halftone mask) 공정 내지 슬릿 마스크(slit mask) 공정 등을 이용하여 패터닝할 수 있다. 이에 따라, 기판 상에 배치된 복수의 게이트 라인들에 인접한 상기 컬러필터층(CF)의 일부의 두께가 상기 컬러필터층(CF)의 나머지 부분의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 컬러필터층(CF)은 제1 방향에 수직한 제2 방향(D2)으로 게이트 라인들이 배치된 트렌치 부(trench; TR) 상에 컬러필터층(CF)이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 상기 컬러필터층은 스트라이프(stripe) 형태로 형성될 수 있다.
상기 컬러필터층은 상기 제2 방향(D2)으로 게이트 라인들에 인접한 상기 컬러필터층의 일부의 두께는 상기 컬러필터층의 나머지 부분의 두께보다 비교적 얇게 형성될 수 있다.
상기 게이트 라인들에 인접한 상기 컬러필터층의 일부의 두께를 다른부분의 두께 보다 얇게 형성함으로써 블랙매트릭스를 형성함으로써 발생할 수 있는 단차(gap)를 줄일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 하프톤 마스크(halftone mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area), 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역(none-blocking area) 및 광의 조사량을 감소시키는 반투과 패턴(transflective pattern)이 형성된 반투과 영역(transflective area)을 갖는다. 상기 하프톤 마스크를 상기 컬러필터층(CF) 상에 정렬한다. 상기 하프톤 마스크 상에서 상기 하프톤 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역을 향하는 광은 모두 투과된다. 상기 반투과 패턴이 형성된 반투과 영역은 광이 조사되는 양을 감소시킨다.
상기 하프톤 마스크를 이용하여 노광된 상기 격자 구조를 현상액을 사용하여 현상하면 패터닝된 상기 컬러필터층(CF)을 형성할 수 있다.
상기 차광 영역은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 상기 차광 영역을 구성하는 물질과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 상기 반투과 영역은 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 하프톤 마스크의 투명 기재(transparent substrate) 상에 배치된CrxOy, CrxCoy, CrxCoyNz, SizNy (여기서, x, y 및 z는 정수) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층의 두께는 상기 하프톤 마스크의 상기 차광 영역, 상기 비차광 영역 및 상기 반투과 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
역시, 도시하지는 않았으나, 상기 슬릿 마스크(slit mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area) 및 슬릿 패턴(slit pattern)이 형성된 슬릿 영역(slit area)을 갖는다. 상기 슬릿 마스크를 상기 컬러필터층(CF) 상에 정렬한다. 상기 슬릿 마스크 상에서 상기 슬릿 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴 및 상기 슬릿 패턴은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다 따라서, 상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 슬릿 패턴이 형성된 슬릿 영역을 향하는 광은 상기 슬릿 패턴의 사이로 광이 투과하여 상기 컬러필터층(CF)에 조사된다.
상기 슬릿 마스크를 이용하여 노광된 상기 컬러필터층(CF)을 현상액을 사용하여 현상하면 도 5c에서와 같이 패터닝된 상기 컬러필터층(CF)을 형성할 수 있다.
상기 슬릿 패턴은 일정한 간격(interval)을 가질 수 있다. 이와 달리 상기 컬러필터층이 다양한 형상을 가지도록, 다양한 슬릿 패턴들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 슬릿 패턴은 소량이 광이 투과할 수 있도록 폭이 좁은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다. 또한, 다량의 광이 투과할 수 있도록 폭이 넓은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다.
상기 컬러필터층(BM)의 형태 및 두께는 상기 슬릿 마스크의 상기 차광 영역 및 상기 슬릿 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 블랙매트릭스(BM)는 상기 컬러필터층(CF) 상에 배치된다. 상기 블랙매트릭스(BM)는 제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인들과 중첩하여 광을 차단한다. 상기 블랙매트릭스(BM)는 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 홀이 형성된다. 또한, 상기 블랙매트릭스(BM)는 화소의 비표시 영역(non-display area)에 대응하여 형성된다.
상기 홀이 형성된 블랙매트릭스는 블랙매트릭스의 재료를 증착하고, 마스크를 이용하여 자외선을 조사한 후, 건식 식각 공정 내지 습식 식각 공정 등을 통하여 홀을 형성할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)는 하프톤 마스크(halftone mask) 공정 내지 슬릿 마스크(slit mask) 공정 등을 이용하여 패터닝할 수 있다. 이에 따라, 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 홀을 형성할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 상기 하프톤 마스크(halftone mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area), 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역(none-blocking area) 및 광의 조사량을 감소시키는 반투과 패턴(transflective pattern)이 형성된 반투과 영역(transflective area)을 갖는다. 상기 하프톤 마스크를 상기 블랙매트릭스(BM) 상에 정렬한다. 상기 하프톤 마스크 상에서 상기 하프톤 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 차광 패턴이 미형성된 비차광 영역을 향하는 광은 모두 투과된다. 상기 반투과 패턴이 형성된 반투과 영역은 광이 조사되는 양을 감소시킨다.
상기 하프톤 마스크를 이용하여 노광된 상기 격자 구조를 현상액을 사용하여 현상하면 도 5d에서와 같이 패터닝된 블랙매트릭스(BM)를 형성할 수 있다.
상기 차광 영역은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 상기 차광 영역을 구성하는 물질과 동일한 물질로 구성될 수 있다. 상기 반투과 영역은 슬릿을 포함할 수 있다. 상기 반투과 영역은 하프톤 마스크의 투명 기재(transparent substrate) 상에 배치된CrxOy, CrxCoy, CrxCoyNz, SizNy (여기서, x, y 및 z는 정수) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)의 형태 및 두께는 상기 하프톤 마스크의 상기 차광 영역, 상기 비차광 영역 및 상기 반투과 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
역시, 도시하지는 않았으나, 상기 슬릿 마스크(slit mask)는 차광 패턴(blocking pattern)이 형성된 차광 영역(blocking area) 및 슬릿 패턴(slit pattern)이 형성된 슬릿 영역(slit area)을 갖는다. 상기 슬릿 마스크를 상기 블랙매트릭스(BM) 상에 정렬한다. 상기 슬릿 마스크 상에서 상기 슬릿 마스크를 향하여 광을 조사한다.
상기 차광 패턴 및 상기 슬릿 패턴은 크롬(Cr) 또는 크롬 산화물을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 차광 패턴이 형성된 차광영역을 향하는 광은 차단된다. 상기 슬릿 패턴이 형성된 슬릿 영역을 향하는 광은 상기 슬릿 패턴의 사이로 광이 투과하여 상기 블랙매트릭스(BM)에 조사된다.
상기 슬릿 마스크를 이용하여 노광된 상기 블랙매트릭스(BM)을 현상액을 사용하여 현상하면 도 5d에서와 같이 패터닝된 상기 블랙매트릭스(BM)을 형성할 수 있다.
상기 슬릿 패턴은 일정한 간격(interval)을 가질 수 있다. 이와 달리 상기 컬러필터층이 다양한 형상을 가지도록, 다양한 슬릿 패턴들을 포함할 수 있다. 즉, 상기 슬릿 패턴은 소량이 광이 투과할 수 있도록 폭이 좁은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다. 또한, 다량의 광이 투과할 수 있도록 폭이 넓은 슬릿 패턴들로 형성될 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)의 형태 및 두께는 상기 슬릿 마스크의 상기 차광 영역 및 상기 슬릿 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)에 형성된 홀은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 사각형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 홀은 가로 5um 내지 15um 및 세로 5um 내지 15um의 사각형으로 형성될 수 있다.
상기 블랙매트릭스(BM)가 상기 홀을 포함함으로써, 상기 컬러필터층(CF)을 형성하는 과정에서, 컬러필터 포토레지스트(color filter photoresist)에서 발생하는 가스(gas)가 상기 홀을 통하여 방출될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 상기 컬러필터층(CF) 상에는 상기 제1 전극(EL1)이 배치된다. 상기 제1 전극(EL1)은 상기 화소 영역 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(EL1)은 슬릿 패턴(slit pattern)을 갖도록 형성할 수 있다. 상기 제1 전극(EL1)은 제1 전극 도전층을 형성하고, 상기 제1 전극 도전층을 포토 리소그래피로 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 제1 전극(EL1)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO)이나 산화 인듐 아연(indium zinc oxide: IZO)과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다.
도 5f를 참조하면, 제1 절연층(200)은 상기 블랙매트릭스(BM) 및 상기 제1 전극(EL1)을 커버한다. 상기 제1 절연층(200)은 상기 기판(100)의 전 면적에 형성될 수 있다.
상기 제1 절연층(200)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층(200)은 벤조사이클로부텐계 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐(polyvinyl)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 실리콘(silicon)계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층(200)을 형성함으로써, 상기 블랙매트릭스를 형성함으로써 발생할 수 있는 단차(gap)를 줄일 수 있다. 상기 단차를 감소시킴으로써 배향액 또는 액정 등의 주입에 있어서 불량을 감소시킬 수 있다.
도 5g를 참조하면, 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버하는 상기 제1 절연층(200)을 패터닝한다. 이에 따라, 상기 제1 절연층(200)은 상기 블랙매트릭스에 형성된 홀을 노출한다.
상기 제1 절연층(200)은 하프톤 마스크(halftone mask) 공정 내지 슬릿 마스크(slit mask) 공정 등을 이용하여 패터닝할 수 있다. 이에 따라, 상기 블랙매트릭스에 형성된 홀을 노출할 수 있다. 상기 하프톤 마스크 내지 슬릿 마스크의 구성은 상기 컬러필터층(CF) 내지 상기 블랙매트릭스(BM) 패터닝시 사용되는 것과 동일한 바, 이하 설명을 생략하거나 간략히 하도록한다.
상기 하프톤 마스크 내지 상기 슬릿 마스크를 이용하여 노광된 상기 격자 구조를 현상액을 사용하여 현상하면 도 5g에서와 같이 패터닝된 제1 절연층(200)를 형성할 수 있다.
상기 제1 절연층(200)의 형태 및 두께는 상기 하프톤 마스크의 상기 차광 영역, 상기 비차광 영역 및 상기 반투과 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다. 이와 달리, 상기 블랙매트릭스(BM)의 형태 및 두께는 상기 슬릿 마스크의 상기 차광 영역 및 상기 슬릿 영역의 비율 또는 구성을 달리 하여 조절할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명에 일 실시예에 따른, 표시 패널의 제조방법은 희생층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층(200) 상에 포토레지스트 조성물을 코팅하여 희생층(미도시)을 형성한다. 상기 희생층(미도시)은 상기 화소 영역에 대응하여 형성된다.
상기 희생층(미도시)은 이후 제거되어 터널상 공동(tunnel-shaped cavity)을 형성하기 위한 것으로서, 이후 영상 표시층(300)이 형성될 위치에 상기 터널상 공동의 폭과 높이에 대응하는 폭과 높이로 형성된다.
상기 희생층(미도시)은 상기 포토레지스트 조성물을 코팅하여 형성된다. 상기 포토레지스트 조성물은 포지티브 포토레지스트(positive photoresist)를 포함한다. 상기 포지티브 포토레지스트는 종래의 포지티브 포토레지스트일 수 있다. 상기 포지티브 포토레지스트는 노볼락(novolak) 수지를 포함한 유기물일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 희생층(미도시)을 상기 화소 영역에 대응되게 형성하기 위하여, 증착 및 애싱(ashing)공정 또는 증착 및 폴리싱(polishing) 공정으로 형성할 수 있다. 이와 달리 상기 희생층(미도시)은 잉크젯(inkjet) 공정 또는 스핀 코팅(spin-coating)으로 형성할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도시하지는 않았으나, 본 발명에 일 실시예에 따른, 표시 패널의 제조방법은 희생층 상에 제2 절연층(400)을 형성하고, 상기 제2 절연층(400) 상에 제2 전극(EL2)이 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 절연층(400)은 유기 내지 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 절연층(400)은 벤조사이클로부텐계 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐(polyvinyl)계 수지, 실록산(siloxane)계 수지, 실리콘(silicon)계 수지 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 절연층(400) 상에 화소 영역에 대응되도록 상기 제2 전극(EL2)이 형성된다. 상기 제2 전극은 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO)이나 산화 인듐 아연(indium zinc oxide: IZO)과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다.
도시하지는 않았으나, 본 발명에 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조방법은 상기 희생층을 제거하는 단계 및 배향액을 이용하여 배향막(alignment layer)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조방법은 희생층을 제거하기 위한 현상액을 주입하기 위하여 상기 희생층을 제거하는 단계 이전에, 현상액 주입구를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현상액 주입구를 형성하는 단계는 상기 제2 전극(EL2)이 형성된 상기 제2 절연층(400) 상에 포토레지스트 조성물을 코팅한다. 상기 포토레지스트 조성물은 상기 희생층을 제거하기 위해, 상기 제2 절연층(400) 상의 일부에 형성된다. 상기 포토레지스트 조성물은 이웃한 상기 화소 영역들 사이에서, 상기 제2 절연층(400)의 일부를 노출 시킨다.
상기 포토레지스트 조성물 및 상기 희생층에 대해서 전면 노광(entire surface exposure)을 실시한다. 상기 전면 노광에 의해 네거티브 포토레지스트를 포함하는 상기 포토레지스트 조성물은 경화된다.
또한, 상기 제2 전극(EL2) 및 상기 제2 절연층(400)은 투명하므로, 상기 광을 투과 시킨다. 따라서 상기 전면 노광에 의한 상기 광이 상기 희생층에 도달할 수 있다. 상기 전면 노광에 의해 상기 포지티브 포토레지스트를 포함하는 상기 희생층은 용해 촉진이 일어나며, 현상액에 의해 제거 될 수 있는 상태로 변화한다. 상기 전면 노광을 위한 광의 세기는 약 300mJ 내지 3J일 수 있다. 또한, 상기 광의 파장은 약 365nm 일 수 있다.
즉, 노출된 상기 제2 절연층(400)을 에칭(etching)하여 상기 현상액 주입구(developer injection hole)를 형성한다. 이때, 상기 포토레지스트 조성물이 마스크 역할을 하므로, 현상액 주입구에 대응되는 상기 제2 절연층(400) 부분을 에칭할 수 있다.
본 발명에 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법은 희생층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현상액 주입구(developer injection hole; DI)를 통하여 현상액을 상기 희생층에 주입한다. 상기 현상액은 상기 희생층을 제거한다. 상기 희생층은 상기 전면 노광 단계를 거치면서, 현상액에 의해 제거 될 수 있는 상태로 변화되었으므로, 상기 현상액에 의해 쉽게 제거된다. 따라서 상기 현상액을 이용하여 상기 희생층을 제거하면, 상기 희생층이 위치하던 자리에 상기 터널상 공동이 형성된다.
상기 현상액은 수계 알카리성 용액을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 현상액은 농도 약 90% 이상의 물 및 약 10% 이하의 알칼리 성분을 포함할 수 있다. 따라서 상기 현상액은 상기 희생층을 제외한 다른 구조에 손상을 입히지 않는다. 또한, 상기 현상액은 약 0.4%의 테트라메틸 암모늄 하이드록시드(Tetramethylammonium hydroxide: TMAH), 약 2.38%의 테트라메틸 암모늄 하이드록시드(TMAH), 또는 1%의 수산화칼륨(KOH)을 포함할 수 있다.
상기 현상액을 이용하여 희생층을 제거하는 단계는 약 23℃ 내지 약 26℃에서 진행될 수 있다. 또는, 상기 현상액을 이용하여 희생층을 제거하는 단계는 상기 희생층의 제거 속도를 높이되, 다른 구조를 손상시키지 않는 온도 범위 내에서 공정온도를 높일 수 있다. 예를 들면, 상기 현상액을 이용하여 희생층을 제거하는 단계는 약 23℃ 내지 약 80℃ 에서 진행될 수 있다.
도시하지는 않았으나 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널의 제조방법은 배향액을 이용하여 배향막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 희생층이 제거된 상기 터널상 공동 내에 배향막(320)이 형성된다. 즉, 상기 터널상 공동 내부의 상기 제1 절연층(200)의 상면 및 상기 제2 절연층(400)의 하면에는 상기 배향막(320)이 형성될 수 있다. 상기 배향막(320)은 배향액을 이용하여 형성된다. 상기 배향액은 폴리이미드와 같은 배향 물질을 적절한 용매에 혼합한 것이다. 상기 액상 배향 물질은 유체로 제공되므로 상기 터널상 공동 근처에 제공되면 모세관 현상에 의해 상기 터널상 공동 내로 이동한다. 예를 들면, 상기 현상액 주입구를 통해 상기 배향액을 상기 터널상 공동에 제공할 수 있다.
상기 배향액은 마이크로피펫을 이용한 잉크젯을 이용하여 상기 터널상 공동 근처에 제공되거나, 진공 주입 장치를 이용하여 상기 터널상 공동 내로 제공될 수 있다. 그 다음 상기 용매를 제거한다. 상기 용매를 제거하기 위해서 상기 기판(100)을 실온에 두거나 열을 가할 수 있다.
여기서, 상기 배향막(320)은 상기 액정층의 종류나 상기 제1 및 상기 제2 전극(EL1, EL2)의 형상에 따라 생략될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 상기 제2 전극(EL1, EL2)이 특정 형상으로 패터닝되어 별도의 배향이 필요하지 않은 경우에는 상기 배향막(320)이 생략될 수 있다.
도시하지는 않았으나 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널의 제조방법은 상기 배향막(320)이 형성된 상기 터널상 공동에 영상 표시층(300)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 영상 표시층(300)은 액정을 포함하는 액정층일 수 있다. 상기 액정은 유체로 제공되므로 상기 터널상 공동 근처에 제공되면 모세관 현상에 의해 상기 터널상 공동 내로 이동한다. 예를 들면, 상기 현상액 주입구를 통해 상기 액정을 상기 터널상 공동에 제공할 수 있다.
상기 액정층은 마이크로피펫을 이용한 잉크젯을 이용하여 상기 터널상 공동 근처에 제공할 수 있다. 또한, 상기 액정층은 진공 액정 주입 장치를 이용하여 상기 터널상 공동 내로 제공할 수 있다. 상기 진공 액정 주입 장치를 이용하는 경우, 상기 터널상 공동을 노출 시키는 상기 개구를 챔버 내의 액정 재료가 든 용기에 침지하고 상기 챔버의 압력을 낮추면 모세관 현상에 의해 상기 터널상 공동 내로 액정이 공급된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 표시 패널은 하나의 베이스 기판을 포함하여 제조 비용을 감소되고, 내구성이 향상되며 빛샘이 방지된 액정 표시 패널 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 기판 110: 게이트 절연층
120: 데이터 절연층 200: 제1 절연층
300: 영상 표시층 320: 배향막
400: 제2 절연층 500: 보호층
P1, P2, P3: 제1, 제2, 제3 화소 EL 1, 2: 제1, 2 전극
CF: 컬러필터층 BM: 블랙매트릭스
DL: 데이터 라인 GL: 게이트 라인
D1: 제1 방향 D2: 제2 방향
TR: 트렌치 부

Claims (20)

  1. 박막 트랜지스터가 배치된 기판;
    상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 기판 상에 배치된 복수의 게이트 라인들;
    상기 기판 및 상기 게이트 라인들 상에 배치된 컬러필터층
    상기 컬러필터층 상에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 복수의 제1 전극들;
    상기 컬러필터층 상에 형성되고, 상기 컬러필터층을 노출시키는 홀이 형성되며, 상기 게이트 라인들과 중첩하고, 상기 제1 전극들 사이에 배치된 블랙매트릭스; 및
    상기 제1 전극들 상에 배치되는 영상 표시층을 포함하는 표시 패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버하며, 상기 홀을 노출하는 제1 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  3. 제2항에 있어서, 상기 영상 표시층 상에 배치되는 제2 절연층 및
    상기 제2 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 전극과 절연된 제2 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층은 유기 절연 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 영상 표시층의 상면 및 측면의 일부를 둘러싸는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보호층의 상부에 배치되는 상부 편광판 및 상기 기판의 하부에 배치되는 하부 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 홀은 상기 게이트 라인들 사이에 대응하여 형성된 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  8. 제1항에 있어서, 상기 홀은 사각형인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  9. 제8항에 있어서, 상기 홀은 가로 5um 내지 15um 및 세로 5um 내지 15um의 사각형인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  10. 제1항에 있어서, 상기 블랙매트릭스와 중첩하는 컬러필터층의 두께는 상기 컬러필터층의 나머지 부분의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  11. 제1항에 있어서, 상기 영상 표시층은 액정을 포함하는 액정층 및
    상기 제1 절연층과 상기 액정층 사이 및 상기 제2 절연층과 상기 액정층 사이에 형성되는 배향막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  12. 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 연결된 복수의 게이트 라인들이 배치된 기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계;
    상기 컬러필터층을 노광하여 상기 게이트 라인들에 인접한 상기 컬러필터층의 두께를 얇게 형성하는 단계; 및
    상기 컬러필터층 상에 상기 게이트 라인들과 중첩하고, 상기 컬러필터층을 노출시키는 홀이 형성된 블랙매트릭스를 형성하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 컬러필터층 상에 제1 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 블랙매트릭스 및 상기 제1 전극을 커버하는 제1 절연층을 형성하는 단계 및
    상기 제1 절연층을 노광하여 상기 홀을 노출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 절연층을 노광하여 상기 홀을 노출하는 단계 이후에,
    상기 제1 절연층 상에 포토레지스트 조성물을 코팅하여 희생층을 형성하는 단계;
    상기 희생층 상에 제2 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제2 절연층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;
    현상액을 이용하여 상기 희생층을 제거하는 단계; 및
    상기 희생층이 제거된 공간에 영상 표시층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 희생층을 제거하는 단계 전에 현상액 주입구를 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 현상액 주입구를 형성하는 단계에서는, 상기 경화된 제2 절연층 상에 포토레지스트 조성물을 코팅하여 상기 포토레지스트 조성물을 마스크로 사용하여 상기 제2 절연층이 노출된 부분을 에칭하여 상기 희생층을 노출시키는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 영상 표시층을 형성하는 단계는
    상기 희생층이 제거된 공간 내측에 배향막을 형성하는 단계 및 상기 배향막이 형성된 상기 공간에 액정을 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 제2 전극 상에 배치되고, 상기 영상 표시층의 상면 및 측면의 일부를 둘러싸는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 제1 절연층은 유기 절연 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
  20. 제12항에 있어서, 상기 홀은 가로 5um 내지 15um 및 세로 5um 내지 15um의 사각형인 것을 특징으로 하는 표시 패널의 제조 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150015767A (ko) 2013-08-01 2015-02-11 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102092844B1 (ko) * 2013-10-25 2020-04-14 엘지디스플레이 주식회사 액정 디스플레이 장치와 이의 제조 방법
KR20150097848A (ko) 2014-02-17 2015-08-27 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 및 이의 제조 방법
KR20150118658A (ko) 2014-04-14 2015-10-23 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법
CN104345493A (zh) * 2014-11-25 2015-02-11 合肥鑫晟光电科技有限公司 彩膜基板及其制作方法、显示面板、掩膜板
TWI567950B (zh) * 2015-01-08 2017-01-21 群創光電股份有限公司 顯示面板
CN104765191B (zh) * 2015-04-30 2018-07-06 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制作方法和显示装置
KR102515002B1 (ko) * 2015-12-28 2023-03-28 엘지디스플레이 주식회사 어레이 기판 및 이를 갖는 디스플레이 패널
KR102366571B1 (ko) * 2016-01-05 2022-02-25 삼성디스플레이 주식회사 유기발광 디스플레이 장치의 제조 방법
KR102481382B1 (ko) 2016-01-18 2022-12-27 삼성디스플레이 주식회사 박막트랜지스터 기판과 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
CN113611714A (zh) * 2016-08-03 2021-11-05 朱夏青 显示面板
KR20180072033A (ko) * 2016-12-20 2018-06-29 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 제조방법
KR102566989B1 (ko) 2018-05-24 2023-08-16 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN110109279B (zh) * 2019-04-22 2021-04-02 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4368167B2 (ja) 2003-08-29 2009-11-18 大日本印刷株式会社 有機ｅｌ用カラー化基板及び有機ｅｌ表示装置
KR20070080131A (ko) * 2006-02-06 2007-08-09 삼성전자주식회사 액정표시패널용 기판과 이를 포함한 액정표시패널 및 그제조방법
KR100781690B1 (ko) 2006-08-24 2007-12-03 한국화학연구원 다가의 옥심 에스테르 기를 갖는 광 개시제 및 이의 제조방법
KR100973644B1 (ko) 2007-07-18 2010-08-02 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한액정표시장치
JP4983532B2 (ja) 2007-10-17 2012-07-25 日油株式会社 カラーフィルター保護膜用の熱硬化性樹脂組成物、およびカラーフィルター
KR20100030865A (ko) * 2008-09-11 2010-03-19 삼성전자주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
JP5372900B2 (ja) 2010-12-15 2013-12-18 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
KR101820166B1 (ko) 2010-12-24 2018-01-19 엘지디스플레이 주식회사 화이트 유기발광다이오드 표시소자 및 그 제조방법
KR101739384B1 (ko) 2010-12-24 2017-05-25 엘지디스플레이 주식회사 화이트 유기발광다이오드 표시소자 및 그 제조방법
KR101989790B1 (ko) * 2012-06-08 2019-06-18 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널, 이를 포함하는 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR20140016593A (ko) * 2012-07-30 2014-02-10 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140116584A (ko) * 2013-03-25 2014-10-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 및 이의 제조 방법

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