KR102602166B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 표시 영역 및 비표시 영역을 갖는 하부 기판; 상부 기판; 비표시 영역 상에서 하부 기판과 상부 기판 사이에 배치된 실링부; 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되며, 실링부에 의해 둘러싸인 액정층; 하부 기판의 표시 영역 상에 배치된 제 1 차광부; 및 하부 기판의 비표시 영역에 위치한 제 2 차광부; 제 2 차광부는 기저부, 기저부로부터 돌출된 방지벽 및 방지벽에서 돌출된 돌출부를 포함하고, 기저부는 제 2 차광부보다 낮은 높이를 갖는다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 배향액이 기판의 외곽으로 퍼지는 것을 방지하고, 기판의 외곽까지 액정이 채워지지 않아 발생하는 빛샘을 방지할 수 있는 액정 표시 장치에 대한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이(Display)는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
이러한 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence; EL), 발광소자(Light Emitting Diode; LED), 진공형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display; VFD), 전계방출디스플레이(Field Emission Display; FED), 플라스마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다.
이들 중 액정 표시 장치는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 기존의 브라운관에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 브라운관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라스마 디스플레이 패널이나 전계 방출 디스플레이와 함께 최근에 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터가 배열된 하부 기판과, 상부 기판이 액정층을 사이에 두고 합착된 구조를 갖는다. 여기서, 하부 기판 및 상부 기판의 최상층에는 배향막이 각각 구비되는 바, 이 배향막들에 의해 액정의 초기 배향 방향이 결정된다.
이러한 배향막은 액상의 배향액을 기판에 도포한 후, 소성 공정을 통해 형성된다.
그런데, 배향액의 퍼짐성으로 인해, 이 배향액은 기판의 외곽부에 위치한 실링부 형성 영역까지 침범할 수 있다. 배향액이 실링부 형성 영역까지 침범한 경우, 소성 공정 이후 그 실링부 형성 영역에도 배향막이 위치하게 된다. 그러면, 배향막과 실링부가 중첩되는 부위에서, 배향막 높이만큼 갭 불량이 발생하게 된다. 게다가, 실링부 형성 영역이 배향액에 의해 오염되어 배향막의 접착력이 약화된다. 이로 인해 하부 기판과 상부 기판 간의 접합력이 떨어질 수 있다.
또한, 기판의 외곽까지 액정이 충분히 채워지지 않아 빛샘이 발생하며, 발생한 빛샘은 사용자에 의해 시인되어 표시 품질이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실링부 형성 영역의 오염을 방지하고, 기판 외곽부의 빛샘을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 표시 영역 및 비표시 영역을 갖는 하부 기판; 상부 기판; 비표시 영역 상에서 하부 기판과 상부 기판 사이에 배치된 실링부; 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되며, 실링부에 의해 둘러싸인 액정층; 하부 기판의 표시 영역 상에 배치된 제 1 차광부; 및 하부 기판의 비표시 영역에 위치한 제 2 차광부; 제 2 차광부는 기저부, 기저부로부터 돌출된 방지벽 및 방지벽에서 돌출된 돌출부를 포함하고, 기저부는 제 2 차광부보다 낮은 높이를 갖는다.
하부 기판과 제 1 차광부 사이에 배치된 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
하부 기판과 상기 돌출부 사이에 배치된 컬러 필터 잔류 패턴을 더 포함할 수 있다.
하부 기판에 구비된 적어도 하나의 컬럼 스페이서를 더 포함할 수 있다.
컬럼 스페이서는 제 1 차광부 및 제 2 차광부와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
방지벽은 상기 실링부와 실질적으로 평행하게 연장된 제 1 벽부 및 상기 제 1 벽부에서 소정의 각도로 연장된 제 2 벽부를 포함할 수 있다.
제 1 벽부 및 제 2 벽부는 폐곡선을 이룰 수 있다.
폐곡선은 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
돌출부는 상기 제 1 벽부와 상기 제 2 벽부가 교차하는 영역에 위치할 수 있다.
제 1 차광부는 방지벽과 실질적으로 동일한 높이를 가질 수 있다.
제 2 차광부와 제 1 기판 사이에 위치하는 배선부를 더 포함할 수 있다.
실링부에 인접하고 배선부와 연결되는 구동 드라이버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
본 발명의 방지벽은 폐곡선 형태로 이루어져 배향액이 방지벽 내에 가두어질 수 있다. 따라서, 기판에 도포된 배향액이 실링부 형성 영역까지 침투할 수 없어 실링부 형성 영역의 오염이 방지될 수 있고, 방지벽 내에 가두어진 배향액에 의해 기판 외곽부의 빛샘을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 돌출부는 방지벽으로 돌출된다. 돌출부에 의해 상부 기판과 하부 기판 사이의 셀갭이 유지되고 액정의 흐름을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판 외곽까지 충분히 액정이 채워져 기판 외곽에서 발생하는 빛샘을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 패널 및 이에 접속된 주변 회로를 나타낸 도면이다.
도 2는 표시 패널에 포함된 화소들을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 A부에 대한 상세 구성도이다.
도 4는 도 3의 I-I'의 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1의 제 1 차광부, 제 2 차광부 및 실링부를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 4의 B부에 대한 상세 구성도이다.
도 7은 도 4의 B부에 대한 다른 상세 구성도이다.
도 8은 도 4의 B부에 대한 또 다른 상세 구성도이다.
도 9는 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 자른 단면도이다.
도 10은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'를 따라 자른 단면도이다.
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 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
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. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 패널 및 이에 접속된 주변 회로를 나타낸 도면이고, 도 2는 표시 패널에 포함된 화소들을 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 도 1의 A부에 대한 상세 구성도이고, 도 4는 도 3의 I-I'의 선을 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시 패널, 게이트 드라이버(531) 및 데이터 드라이버(511)를 포함한다.
표시 패널은, 하부 패널(100), 상부 패널(200), 액정층(300) 및 실링(sealing)부(400)를 포함한다. 표시 패널은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)으로 구분된다.
표시 패널의 표시 영역(DA)은 하부 패널(100)의 표시 영역(DA) 및 상부 패널(200)의 표시 영역(DA)에 대응된다. 표시 패널의 비표시 영역(NDA)은 하부 패널(100)의 비표시 영역(NDA) 및 상부 패널(200)의 비표시 영역(NDA)에 대응된다.
실링부(400)는 하부 패널(100)과 상부 패널(200) 사이에 위치한다. 구체적으로, 실링부(400)는 하부 패널(100)의 비표시 영역(NDA)에 위치한다. 실링부(400)는, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시 영역(DA)을 둘러싸는 폐곡선 형상을 가질 수 있다.
하부 패널(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판(101), 복수의 게이트 라인들(GL1 내지 GLi), 복수의 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 및 공통 라인(미도시)을 포함한다. 게이트 라인들(GL1 내지 GLi), 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 및 공통 라인(미도시)들은 하부 기판(101) 상에 위치한다.
데이터 라인들(DL1 내지 DLj)은 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)과 교차한다. 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)은 비표시 영역(NDA)으로 연장되어 게이트 드라이버(531)에 접속되고, 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)은 비표시 영역(NDA)으로 연장되어 데이터 드라이버(511)에 접속된다.
게이트 드라이버(531)는 복수의 게이트 구동 집적회로(533)들을 포함한다. 게이트 구동 집적회로(533)들은 게이트 신호들을 생성하여 제 1 내지 제 i 게이트 라인들(GL1 내지 GLi)에 순차적으로 공급한다.
각 게이트 구동 집적회로(533)는 게이트 캐리어(535)에 실장(mount)된다. 게이트 캐리어(535)들은 하부 패널(100)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 게이트 캐리어(535)들 각각은 회로 기판(517)과 하부 기판(101)의 비표시 영역(NDA) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
데이터 드라이버(511)는 복수의 데이터 구동 집적회로(513)들을 포함한다. 데이터 구동 집적회로(513)들은 타이밍 컨트롤러로부터 디지털 영상 데이터 신호들 및 데이터 제어신호를 공급받는다. 데이터 구동 집적회로(513)들은 데이터 제어신호에 따라 디지털 영상 데이터 신호들을 샘플링한 후에, 매 수평기간마다 한 수평 라인에 해당하는 샘플링 영상 데이터 신호들을 래치하고 래치된 영상 데이터 신호들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 공급한다. 즉, 데이터 구동 집적회로(513)들은 타이밍 컨트롤러로부터의 디지털 영상 데이터 신호들을 전원 공급부(도시되지 않음)로부터 입력되는 감마전압을 이용하여 아날로그 영상 신호들로 변환하여 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)로 공급한다.
각 데이터 구동 집적회로(513)는 데이터 캐리어(515)에 실장된다. 데이터 캐리어(515)들은 회로 기판(517)과 하부 패널(100) 사이에 접속된다. 예를 들어, 데이터 캐리어(515)들 각각은 회로 기판(517)과 하부 기판(101)의 비표시 영역(NDA) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
회로 기판(517)에 전술된 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부가 위치할 수 있는 바, 데이터 캐리어(515)는 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부로부터의 각종 신호들을 데이터 구동 집적회로(513)로 전송하는 입력 배선들과 그 데이터 구동 집적회로(513)로부터 출력된 영상 데이터 신호들을 해당 데이터 라인들로 전송하는 출력 배선들을 포함한다. 한편, 적어도 하나의 캐리어(515)는 타이밍 컨트롤러 및 전원 공급부로부터의 각종 신호들을 게이트 드라이버(531)로 전송하기 위한 보조 배선들을 더 포함할 수 있는 바, 이 보조 배선들은 하부 패널(100)에 위치한 패널 배선들에 연결된다. 이 패널 배선들은 보조 배선들과 게이트 드라이버(531)를 서로 연결한다. 패널 배선들은 라인-온-글라스(line-on-glass) 방식으로 하부 기판(101)의 비표시 영역(NDA) 상에 형성될 수 있다.
도시되지 않았지만, 공통 라인은 실링부(400)와 하부 기판(101) 사이에 위치할 수 있다. 공통 라인은 실링부(400)를 따라 위치할 수 있다. 단, 공통 라인은 실링부(400)와 게이트 라인들(GL1 내지 GLi) 간의 교차부에 위치하지 않는다. 또한, 공통 라인은 실링부(400)와 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 간의 교차부에 위치하지 않는다.
공통 라인은 전술된 전원 공급부로부터 공통 전압을 공급받는다. 이를 위해, 공통 라인은 게이트 캐리어(535)에 위치한 라인 및 데이터 캐리어(515)에 위치한 라인을 통해 전원 공급부에 연결될 수 있다.
상부 패널(200)은 상부 기판(201)과 이 상부 기판(201) 상에 위치한 공통 전극(CE)을 포함한다.
상부 패널(200)의 공통 전극(CE)은 쇼트부(미도시)를 통해 하부 패널(100)의 공통 라인(미도시)에 연결된다. 공통 전극(CE)은 쇼트부(미도시)를 통해 공통 라인(미도시)으로부터 공통 전압을 전달받는다.
표시 패널은, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 화소들(R, G, B)을 포함한다. 화소들(R, G, B)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 표시 패널의 표시 영역(DA)에 위치한다.
화소들(R, G, B)은 행렬 형태로 배열된다. 화소들(R, G, B)은 적색 영상을 표시하는 적색 화소(R), 녹색 영상을 표시하는 녹색 화소(G) 및 청색 영상을 표시하는 청색 화소(B)로 구분된다. 이때, 수평 방향으로 인접한 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 하나의 단위 영상을 표시하기 위한 단위 화소가 될 수 있다.
제 n 수평라인(n은 1 내지 i 중 어느 하나)을 따라 배열된 j개의 화소들(이하, 제 n 수평라인 화소들)은 제 1 내지 제 j 데이터 라인들(DL1 내지 DLj) 각각에 개별적으로 접속된다. 아울러, 이 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 라인에 공통으로 접속된다. 이에 따라, 제 n 수평라인 화소들은 제 n 게이트 신호를 공통으로 공급받는다. 즉, 동일 수평라인 상에 배열된 j개의 화소들은 모두 동일한 게이트 신호를 공급받지만, 서로 다른 수평라인 상에 위치한 화소들은 서로 다른 게이트 신호를 공급받는다. 예를 들어, 제 1 수평라인(HL1)에 위치한 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)는 모두 제 1 게이트 신호를 공급받는 반면, 제 2 수평라인(HL2)에 위치한 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)는 이들과는 다른 타이밍을 갖는 제 2 게이트 신호를 공급받는다.
각 화소(R, G, B)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(TFT), 액정용량 커패시터(Clc) 및 보조용량 커패시터(Cst)를 포함한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GLi)으로부터의 게이트 신호에 따라 턴-온된다. 턴-온된 박막 트랜지스터(TFT)는 데이터 라인(DLj)으로부터 제공된 아날로그 영상 데이터 신호를 액정용량 커패시터(Clc) 및 보조용량 커패시터(Cst)로 공급한다.
액정용량 커패시터(Clc)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)을 포함한다.
보조용량 커패시터(Cst)는 서로 대향하여 위치한 화소 전극(PE)과 대향 전극을 포함한다. 여기서, 대향 전극은 전단 게이트 라인(GLi-1) 또는 공통 전압을 전송하는 전송 라인(도시되지 않음)일 수 있다.
하부 패널(100)은, 하부 기판(101), 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 박막 트랜지스터(TFT), 게이트 절연막(111), 보호막(113), 컬러 필터(115), 화소 전극(PE), 제 1 차광부(131), 컬럼 스페이서(133) 및 하부 배향막(171)를 포함한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 반도체층(SM), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)은 하부 기판(101) 상에 위치한다. 게이트 라인(GL)은, 다른 층 또는 외부 구동회로와의 접속을 위해, 이의 접속 부분(예를 들어, 끝 부분)이 이의 다른 부분보다 더 큰 면적을 가질 수 있다. 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE) 중 적어도 하나는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속으로 만들어질 수 있다. 이와 달리, 게이트 라인(GL), 게이트 전극(GE) 및 공통 라인(166) 중 적어도 하나는, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 이와 달리, 게이트 라인(GL), 게이트 전극(GE) 및 공통 라인(166) 중 적어도 하나는 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(111)은 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE) 상에 위치한다. 이때, 게이트 절연막(111)은 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)을 포함한 하부 기판(101)의 전면(全面)에 위치할 수 있다. 게이트 절연막(111)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 만들어질 수 있다. 게이트 절연막(111)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층들을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
반도체층(SM)은 게이트 절연막(111) 상에 위치한다. 이때, 반도체층(SM)은 게이트 전극(GE)과 중첩한다. 반도체층(SM)은 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉층은 반도체층(SM) 상에 위치한다. 저항성 접촉층은 인(phosphorus)과 같은 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉층은 쌍을 이루어 반도체층(SM) 상에 위치할 수 있다.
데이터 라인(DL)은 게이트 절연막(111) 상에 위치한다. 도시되지 않았지만, 데이터 라인(DL)은, 다른 층 또는 외부 구동회로와의 접속을 위해, 이의 접속 부분(예를 들어, 끝 부분)이 이의 다른 부분보다 더 큰 면적을 가질 수 있다. 데이터 라인(DL)은 게이트 라인(GL)과 교차한다. 도시되지 않았지만, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL)이 교차하는 곳에서 데이터 라인(DL)은 이의 다른 부분보다 더 작은 선폭을 가질 수 있다. 이에 따라, 데이터 라인(DL)과 게이트 라인(GL) 간의 기생 커패시턴스의 크기가 줄어들 수 있다. 데이터 라인(DL) 역시 전술된 소스 전극(SE)과 동일한 재료 및 구조(다중막 구조)를 가질 수 있다. 다시 말하여, 데이터 라인(DL)과 소스 전극(SE)은 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
소스 전극(SE)은 반도체층(SM)의 한 부분 상에 위치한다. 소스 전극(SE)은 데이터 라인(DL)으로부터 연장된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 이 소스 전극(SE)은 데이터 라인(DL)에서 게이트 전극(GE)을 향해 돌출된 형태를 갖는다. 소스 전극(SE)은 반도체층(SM) 및 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 소스 전극(SE)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴(또는 몰리브덴 합금) 하부막과 알루미늄 (또는 알루미늄 합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (또는 몰리브덴 합금) 하부막과 알루미늄 (또는 알루미늄 합금) 중간막과 몰리브덴 (또는 몰리브덴 합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 한편, 소스 전극(SE)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
드레인 전극(DE)은 반도체층(SM)의 다른 부분 상에 위치한다. 드레인 전극(DE)은 게이트 전극(GE) 및 반도체층(SM)과 중첩된다. 드레인 전극(DE)은 화소 전극(PE)에 연결된다. 드레인 전극(DE) 역시 전술된 소스 전극(SE)과 동일한 재료 및 구조(다중막 구조)를 가질 수 있다. 다시 말하여, 드레인 전극(DE)과 소스 전극(SE)은 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 반도체층(SM)과 함께 박막 트랜지스터(TFT)를 이룬다. 이때 이 박막 트랜지스터(TFT)의 채널(channel)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 반도체층(SM) 부분에 위치한다.
보호막(113)은 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 및 게이트 절연막(111) 상에 위치한다. 이때, 보호막(113)은 그 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 및 게이트 절연막(111)을 포함한 하부 기판(301)의 전면(全面)에 위치할 수 있다. 보호막(113)은 드레인 전극(DE)을 노출시키는 콘택홀(CNT)을 갖는다. 보호막(113)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)와 같은 무기 절연물로 만들어질 수 있는 바, 그 무기 절연물질로서 감광성(photosensitivity)을 가지며 유전 상수(dielectric constant)가 약 4.0인 것이 사용될 수 있다. 이와 달리, 보호막(113)은, 우수한 절연 특성을 가지면서도 노출된 반도체층(SM) 부분에 손상을 주지 않도록, 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수도 있다. 보호막(113)의 두께는 약 5000Å 이상일 수 있고, 약 6000 Å 내지 약 8000 Å 일 수 있다.
컬러 필터(115)는 보호막(113) 상에 구비된다. 컬러 필터(115)의 가장자리는 게이트 라인(GL), 박막 트랜지스터(TFT) 및 데이터 라인(DL) 상에 위치할 수 있다. 컬러 필터(115)의 가장자리는 이에 인접한 다른 컬러 필터의 가장자리와 중첩할 수 있다. 컬러 필터(115)는 감광성 유기 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(PE)은 콘택홀(CNT)을 통해 드레인 전극(DE)에 접속된다. 화소 전극(PE)은 컬러 필터(115) 상에 위치한다. 화소 전극(PE)은 후술할 제 1 차광부(131)의 개구부(131a)에 대응하게 위치하는 바, 이 화소 전극(PE)의 일부는 그 개구부(131a)를 정의하는 제 1 차광부(131)와 중첩할 수 있다. 화소 전극(PE)은 ITO(Indium tin oxide) 또는 IZO(Indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 이때, ITO는 다결정 또는 단결정의 물질일 수 있으며, 또한 IZO 역시 다결정 또는 단결정의 물질일 수 있다.
제 1 차광부(131)는 컬러 필터(115) 및 화소 전극(PE) 상에 위치한다. 제 1 차광부(131)는 전술된 바와 같이, 개구부(131a)를 갖는다. 제 1 차광부(131)는 개구부(131a)들을 제외한 부분에서의 광을 차단한다. 예를 들어, 제 1 차광부(131)는 박막 트랜지스터(TFT), 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL) 중 적어도 하나 상에 위치하여 이들을 통과한 광이 외부로 방출되는 것을 차단한다.
제 1 차광부(131)는 감광성 조성물로 이루어질 수 있다. 이때, 감광성 조성물은, 예를 들어, 바인더 수지, 중합성 모노머, 중합성 올리고머, 안료, 분산제, 광 개시제를 포함할 수 있다. 안료로 검은색 안료 또는 블랙 수지(black resin) 등이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 카본 블랙(carbon black)이 사용될 수 있다.
제 1 차광부(131) 상에 컬럼 스페이서(133)가 위치할 수 있다. 컬럼 스페이서(133)는 상부 패널(200)을 향해 소정 높이로 돌출된 형상을 갖는다. 컬럼 스페이서(133)는 하부 패널(100)과 상부 패널(200) 간의 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지시킨다. 컬럼 스페이서(133)는 제 1 차광부(131)와 일체로 구성될 수 있다. 이와 같은 경우, 컬럼 스페이서(133)와 제 1 차광부(131)는 동일한 물질로 동시에 제조될 수 있다.
하부 배향막(171)은 제 1 차광부(131), 컬럼 스페이서(133), 화소 전극(PE) 상에 위치한다. 하부 배향막(171)은 수직 배향막 또는 광중합 물질을 포함하는 광배향막일 수 있다.
상부 패널(200)은 상부 기판(201), 공통 전극(CE) 및 상부 배향막(271)을 포함한다.
상부 기판(201)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이 될 수 있다.
공통 전극(CE)은 상부 기판(201)의 전면(全面)에 형성된다. 공통 전극(CE)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)) 등의 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다. 공통 전극(CE)은 하부 기판(101)의 화소 전극(PE)들과 함께 액정층(300)에 전계를 인가한다.
상부 배향막(271)은 공통 전극(CE) 상에 위치한다. 상부 배향막(271)은 전술된 하부 배향막(171)과 동일한 물질로 만들어질 수 있다.
액정층(300)은 하부 패널(100), 상부 패널(200) 및 실링부(400)에 의해 정의된 공간에 위치한다. 액정층(300)은 음의 유전 이방성을 가지며 수직 배향된 액정 분자들을 포함할 수 있다. 이와 달리, 액정층(300)은 광중합 물질을 포함할 수 있는 바, 이때 광중합 물질은 반응성 모노머(reactive monomer) 또는 반응성 메조겐(reactive mesogen)일 수 있다.
도 5는 도 1의 제 1 차광부, 제 2 차광부 및 실링부를 나타낸 평면도이다. 도 6은 도 5의 B부에 대한 상세 구성도이고, 도 7은 도 5의 B부에 대한 다른 상세 구성도이고, 도 8은 도 5의 B부에 대한 또 다른 상세 구성도이다.
제 1 차광부(131)는 제 2 차광부(132)에 의해 둘러싸여 있다. 제 1 차광부(131)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 차광부(131)에 의해 정의된 개구부(131a)를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제 2 차광부를 포함한다. 제 2 차광부(132)는 기저부(151), 기저부(151)로부터 돌출된 방지벽(152) 및 방지벽(152)으로부터 돌출된 돌출부(153)를 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 방지벽(152)은 제 1 벽부(152a) 및 제 2 벽부(152b)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제 1 벽부(152a)는 인접한 실링부(400)와 평행한 방향으로 연장되어 배치되고, 제 2 벽부(152b)는 제 1 벽부(152a)로부터 소정의 각도로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제 2 벽부(152b)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 벽부(152a)와 직각을 이룰 수 있다. 제 1 벽부(152a) 및 제 2 벽부(152b)는 폐곡선을 이룰 수 있다. 구체적으로, 폐곡선은 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 형상을 가질 수 있다. 한편, 도시되지 않았지만, 실링부(400)와 표시 영역(DA) 사이에 2개 이상의 방지벽(152)들이 구비될 수도 있다. 예를 들어, 방지벽(152)이 2개 구비될 때, 하나의 방지벽은 실링부(400)와 표시 영역(DA) 사이에 위치하고, 다른 하나의 방지벽은 전술된 하나의 방지벽과 실링부(400) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 전술된 바와 같이 2개의 방지벽들 모두 폐곡선 형태를 가질 수도 있다. 방지벽(152)은 하부 기판(101)의 표시 영역(DA)에 도포된 하부 배향액(하부 배향막의 원료)이 표시 영역(DA) 외부로 퍼지는 것을 방지한다.
돌출부(153)는 방지벽(152) 상에 위치한다. 예를 들어, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 돌출부(153)는 방지벽(152)의 제 1 벽부(152a)와 제 2 벽부(152b)가 교차되는 부분에 위치할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 돌출부(153)는 실링부(400)가 형성될 영역(400'; 이하, 실링부 형성 영역)에 인접한 제 1 벽부(152a)와 제 2 벽부(152b)가 교차하는 일부 영역에 위치할 수 있다. 또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 돌출부(153)는 표시 영역(DA)에 인접한 제 1 벽부(152a)와 제 2 벽부(152b)가 교차하는 일부 영역에 위치할 수 있다. 또는, 도 8에 도시된 바와 같이, 돌출부(153)는 실링부 형성 영역(400')에 인접한 제 1 벽부(152a)와 제 2 벽부(152b)가 교차하는 일부 영역 및 표시 영역(DA)에 인접한 제 1 벽부(152a)와 제 2 벽부(152b)가 교차하는 일부 영역에 위치할 수 있다. 한편, 돌출부(153)는 방지벽(152)의 제 1 벽부(152a)와 제 2 벽부(152b)가 교차되는 모든 부분에 위치할 수 있다. 돌출부(153)의 위치는 이에 한정되지 않으며, 방지벽(152)의 제 1 벽부(152a) 또는 제 2 벽부(152b) 상에 위치할 수 있다.
도 6에서의 화살표들은 하부 배향액(171')의 흐름 방향을 나타낸 것으로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 하부 배향액(171')은 방지벽(152)에 의해 그 흐름이 저지된다. 즉, 하부 배향액(171')은 방지벽(152)에 의해 실링부 형성 영역(400')지 침투하지 못한다. 한편, 하부 배향액(171')이 방지벽(152)을 넘어가더라도 하부 배향액(171')은 폐곡선 형태를 이루는 방지벽(152) 내부에 가두어진다. 즉, 제 1 벽부(152a) 및 제 2 벽부(152b)들에 의해 둘러싸인 내부 공간에 하부 배향액(171')이 흘러 들어간다. 따라서, 하부 기판(101)의 실링부 형성 영역(401)이 오염되지 않는다. 또한, 제 1 벽부(152a) 및 제 2 벽부(152b)들에 의해 둘러싸인 내부 공간에 채워진 하부 배향액(171')에 의해 비표시 영역(NDA)에서 발생하는 빛샘을 방지할 수 있다.
도 9는 도 6의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 자른 단면도이다.
도 9를 참조하면, 제 2 차광부(132)는 기저부(151), 기저부(151)로부터 돌출된 방지벽(152) 및 방지벽(152)으로부터 돌출된 돌출부(153)을 포함한다.
제 1 차광부(131)의 높이는 기저부(151)의 높이보다 높고, 방지벽(152)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다.
제 2 차광부(132)는 제 1 차광부(131)와 일체로 구성될 수 있다. 이와 같은 경우, 제 2 차광부(132)와 제 1 차광부(131)는 동일한 물질로 동시에 제조될 수 있다.
방지벽(152)은 기저부(151)로부터 돌출된 형태를 갖는다. 이때, 방지벽(152)은 제 1 차광부(131)와 실질적으로 동일한 높이를 가질 수 있다. 방지벽(152)은 제 1 벽부(152a) 및 제 2 벽부(152b)를 포함할 수 있다. 제 1 벽부(152a) 및 제 2 벽부(152b)는 폐곡선을 이룰 수 있다. 방지벽(152)은 하부 기판(101)의 표시 영역(DA)에 도포된 하부 배향액(하부 배향막의 원료)이 표시 영역(DA) 외부로 퍼지는 것을 방지한다.
돌출부(153)는 방지벽(153)으로부터 돌출된다. 돌출부(153)의 높이는 제 1 차광부(131)의 높이보다 높다. 이에 따라, 돌출부(153)는 상부 기판(201)을 지지하여, 상부 기판(201)의 쳐짐을 방지하고 하부 기판(101)과 상부 기판(201) 사이의 거리를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 돌출부(153)와 하부 기판(101) 사이에 위치하는 컬러 필터 잔류 패턴(154)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터 잔류 패턴(154)은 컬러 필터에 사용되는 재질과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 컬러 필터 잔류 패턴(154)은 감광성 유기 물질로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 별도의 공정을 추가하지 않고 방지벽(152)보다 높은 높이를 가지는 돌출부(153)를 배치할 수 있다.
도 10은 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'따라 자른 단면도이다.
상술한 바와 같이, 돌출부(153)는 방지벽(152)으로부터 소정 높이로 돌출된 형태를 갖는다. 돌출부(153)는 상부 기판(201)을 지지하여, 하부 패널(100)과 상부 패널(200) 사이의 거리(h3)를 증가시킨다. 이에 따라, 돌출부(153)는 상부 기판(201)의 쳐짐을 방지하고, 액정(300')의 흐름을 향상시킬 수 있다.
도 10에서의 화살표는 액정(300')의 흐름 방향을 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 돌출부(153)에 의해 하부 기판(101)과 상부 기판(201) 사이의 거리가 증가되어, 액정(300')의 흐름이 향상된다. 이에 따라, 액정(300')은 방지벽(152)와 실링부(400) 사이의 공간을 충분히 채울 수 있고, 하부 패널(100), 상부 패널(200) 및 실링부(400)에 의해 정의된 공간에 액정(300')이 충분히 채워지지 않아 발생하는 표시 불량을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 하부 패널 200: 상부 패널
300: 액정층 400: 실링부
101: 하부 기판 201: 상부 기판
131: 제 1 차광부 132: 제 2 차광부
151: 기저부 152: 방지벽
153: 돌출부 154: 컬러 필터 잔류 패턴

Claims (12)

  1. 표시 영역 및 비표시 영역을 갖는 하부 기판;
    상부 기판;
    상기 비표시 영역 상에서 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 배치된 실링부;
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 개재되며, 상기 실링부에 의해 둘러싸인 액정층;
    상기 하부 기판의 표시 영역 상에 배치된 제 1 차광부; 및
    상기 하부 기판의 비표시 영역에 위치한 제 2 차광부;
    상기 제 2 차광부는 기저부, 상기 기저부로부터 돌출된 방지벽 및 상기 방지벽에서 돌출된 돌출부를 포함하고,
    상기 기저부는 상기 방지벽보다 낮은 높이를 갖고,
    상기 돌출부는 상기 상부 기판을 지지하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 기판과 상기 제 1 차광부 사이에 배치된 컬러 필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 하부 기판과 상기 돌출부 사이에 배치된 컬러 필터 잔류 패턴을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 기판에 구비된 적어도 하나의 컬럼 스페이서를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 컬럼 스페이서는 상기 제 1 차광부 및 상기 제 2 차광부와 동일한 물질로 이루어진 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 방지벽은 상기 실링부와 실질적으로 평행하게 연장된 제 1 벽부 및 상기 제 1 벽부에서 소정의 각도로 연장된 제 2 벽부를 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 벽부 및 상기 제 2 벽부는 폐곡선을 이루는 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 폐곡선은 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나인 액정 표시 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 제 1 벽부와 상기 제 2 벽부가 교차하는 영역에 위치하는 액정 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 차광부는 상기 방지벽과 실질적으로 동일한 높이를 갖는 액정 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 차광부와 상기 제 1 기판 사이에 위치하는 배선부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 실링부에 인접하고 상기 배선부와 연결되는 구동 드라이버를 더 포함하는 액정 표시 장치.
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