KR20000062714A

KR20000062714A - 칼라 액정 패널 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20000062714A
Application number: KR1020000010392A
Authority: KR
Inventors: 오카모토마모루; 야마모토유지; 사카모토미치아키; 나카타신이치; 키까와히로노리; 와타나베타카히코; 이하라히로후미
Original assignee: 카네코 히사시; 닛뽄덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2000-10-25
Also published as: TW525027B; US6429917B1; JP3512665B2; KR100367952B1; JP2000250066A

Abstract

본 발명은 픽셀 전극이 형성되어 있는 제 1의 기판(1)측에 각 픽셀의 스위칭 소자인 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터를 피복하는 패시베이션막(7)과, 상기 패시베이션막 상에 형성되어 있는 칼라 필터층(10) 및 블랙 매트릭스(8)와, 상기 칼라 필터층 및 블랙 매트릭스를 피복하는 오버코트층(overcoat layer)(12)을 구비하고, 상기 제 1의 기판에 대향하여 형성된 투명 공통 전극(17)을 구비하는 제 2의 기판(16)과 상기 제 1의 기판을 밀봉재(sealer; 15)로 밀봉하여 형성된 내부 공간에 액정 재료(19)가 주입되어 있는 칼라 액정 패널로서, 상기 제 1의 기판의 주변부를 피복하는 프레임형 블랙 매트릭스(9)는 상기 제 1의 기판(1) 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

칼라 액정 패널 및 그 제조 방법{COLOR LIQUID-CRYSTAL PANEL AND MANUFACTURING PROCESS THEREFOR}

발명의 분야

본 발명은 칼라 액정 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 단일 기판 상에 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 스위칭 소자와, 칼라 필터 및 블랙 매트릭스를 포함하는 칼라 액정 패널에 관한 것이다.

종래 기술의 설명

통상적으로 칼라 액정 패널은 게이트 전극(2), 게이트 절연막(3), 반도체층(4) 및 소스-드레인 전극(5 및 6)을 포함하는 TFT와 같은 스위칭 소자와, 각 전극으로의 배선층(도시되지 않음)과, 이들 모두를 피복하는 층간막(7)과, 각 픽셀마다의 픽셀 전극(11)과, 이들을 피복하는 패시베이션막(passivation film; 7)과, 배향막(oriented film; 18a), 및 외부 회로와의 접속을 위한 단자(13)를 구비하는 제 1의 기판(1); 및 블랙 매트릭스(8)와, R, G 및 B의 각 칼라용 칼라 필터층(10R, 10G, 및 10B)과, ITO와 같은 투명 공통 전극(17), 및 배향막(18b)을 포함하는 제 2의 기판(16)에 의해 구성되며, 이들 기판은, 도 11에 도시된 바와 같이, 두 기판 사이에 소정의 갭을 확보하기 위한 삽입 스페이서(intervening spacer; 14)를 사이에 끼우고 그들의 주위를 둘러싸기 위해 밀봉재(sealer; 15)로 밀봉하여 그들의 장치 형성 표면이 대향하도록 구성된다. 그 다음, 밀봉재를 소성하고, 두 기판 사이의 갭을 측정한 후, 액정 재료(19)가 패널로 주입된다.

액정은, 예를 들면 두 개의 구멍을 패널의 소정의 위치에 형성하고 한 구멍으로부터 액정을 주입하는 것과 동시에 액정 주입을 촉진하기 위해 나머지 한 구멍으로부터 패널이 진공이 되는 두 구멍 방법(two-hole method) 또는 주입구를 구비하는 빈 셀과 액정을 진공(1×10^-2내지 1×10^-4Torr)으로 하여 주입구 주위에 액정을 부착하고, 그 후 시스템의 진공을 대기압으로 서서히 높여서 액정 셀의 내부 및 외부 사이의 압력 차이가 액정을 셀의 내부로 유도하도록 하는 진공 주입 방법(vacuum-injection method)에 의해 주입된다. 두 방법 중 후자의 방법이 주로 이용되고 있다.

액정을 주입한 후, 주입구는 밀봉되고 그 다음 편광판(polarizing plates; 20a 및 20b)이 기판의 바깥 표면에 부착되어 액정 패널을 형성하게 된다.

액정 패널의 선명도를 향상시키기 위해서, 높은 픽셀 밀도를 제공할 필요가 있다. 능동 매트릭스 기판(active-matrix substrate)과 대향하는 기판 상에 칼라 필터와 블랙 매트릭스가 배치되는 종래의 액정 패널은 어셈블링 공정(assembling process)동안 발생할 수도 있는 배치 에러를 위해 소정의 마진을 가지고 제조되어야만 한다. 따라서, 픽셀 개구의 면적(개구 비율)을 최대로 하는 것이 어려웠다.

따라서, TFT와 같은 스위칭 소자를 포함하는 능동 매트릭스 기판 상에 칼라 필터와 블랙 매트릭스를 형성하는 방법(CF-on-TFT; 이하, COT로 칭함)이 제안되어 있다.

COT 기판 상에 칼라 필터와 블랙 매트릭스를 형성하기 때문에, 어셈블링 마진을 고려할 필요가 없고, 이것은 제조 공정을 더욱 단순하게 하고 픽셀 개구 비율을 증가시키게 된다.

그러나, TFT나 배선 상에 칼라 필터나 블랙 매트릭스를 직접적으로 형성하는 것은 스위칭 소자의 불량을 유발할 수도 있는데, 그 이유는 칼라 필터 또는 블랙 매트릭스 내의 원소 또는 이온이 스위칭 소자의 주성분으로 침투하기 때문이다. 이 때문에, JP-A 10-39292호에는 보호막, 즉 패시베이션막이 스위칭 소자와 칼라 필터 사이에 형성되는 것이 제안되어 있다.

본 발명의 목적은 이러한 COT형태의 액정 패널을 위한 특정 구조를 개시하는 것이다. 상기 일본 특허원 JP-A 10-39292호는 액정 패널용 에지 구조를 개시하고 있지 않다.

본 발명은 픽셀 전극이 형성되어 있는 제 1의 기판측에 각 픽셀의 스위칭 소자인 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터를 피복하는 패시베이션막과, 상기 패시베이션막 상에 형성되어 있는 칼라 필터층 및 블랙 매트릭스와, 상기 칼라 필터층 및 블랙 매트릭스를 피복하는 오버코트층(overcoad layer)을 구비하고, 상기 제 1의 기판에 대향하여 형성된 투명 공통 전극을 구비하는 제 2의 기판과 상기 제 1의 기판을 밀봉재로 밀봉하여 형성된 내부 공간에 액정 재료가 주입되어 있는 칼라 액정 패널에 있어서, 프레임형 블랙 매트릭스가 상기 제 1의 기판의 주변을 피복하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, COT 구성에 적합한 액정 패널이 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1의 실시예를 도시하는 개략적인 단면도.

도 2는 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 액정 패널의 픽셀과 에지의 평면도.

도 3은 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 전체 액정 패널을 도시하는 개략적인 평면도.

도 4는 제 2의 실시예에 따른 액정 패널의 일 예를 도시하는 개략적인 단면도.

도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 액정 패널의 제조 공정을 도시하는 공정 단면도.

도 6은 제 2의 실시예에 따른 액정 패널의 다른 예를 도시하는 개략적인 단면도.

도 7은 제 3의 실시예에 따른 액정 패널을 도시하는 개략적인 단면도.

도 8은 밀봉재와 프레임형 블랙 매트릭스의 중첩 거리와 박리 강도 사이의 관계를 나타내는 그래프.

도 9는 제 4의 실시예에 따른 액정 패널을 도시하는 개략적인 단면도.

도 10은 제 5의 실시예에 따른 액정 패널을 도시하는 개략적인 단면도.

도 11은 종래의 액정 패널의 구조를 도시하는 개략적인 단면도.

♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♠

1 : 제 1의 기판 2 : 게이트 전극

3 : 게이트 절연막 4 : 반도체층

5 : 소스 전극 6 : 드레인 전극

7 : 패시베이션막 8 : 블랙 매트릭스

9 : 프레임형 블랙 매트릭스 10 : 칼라 필터

11 : 픽셀 전극 12 : 오버코트

13 : 단자 14 : 스페이서

15 : 밀봉재 16 : 제 2의 기판

17 : 투명 공통 전극 18 : 배향막

19 : 액정 재료 20a, 20b : 편광판

21 : 콘택트 홀 22 : 밀봉재

23 : 주입구 24 : 픽셀 개구

25 : 프레임형 블랙 매트릭스 26 : 커플링제층

제 1의 실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널을 도시하는 개략 단면도로서, 도면 부호 1은 유리 기판 등의 투명 절연성 재료로 이루어진 제 1의 기판이며, 상기 제 1의 기판상에 스위칭 소자인 TFT가 형성되어 있다. 상기 TFT는 게이트 전극(2), 상기 게이트 전극(2)상의 게이트 절연막(3), 소스 전극(5), 드레인 전극(6), 및 상기 소스 및 드레인 전극 사이의 반도체층(4)(예컨대, 비정질 실리콘)으로 구성되어 있다.

스위칭 소자는 예컨대, 실리콘 니트라이드(SiN_X)막과 같은 패시베이션막(7)으로 피복되어 있다. 반도체층(4) 위에는 각각의 픽셀에 대응하는 적(R), 녹(G), 청(B)의 3원색을 구성하는 칼라 필터(CF)(10)와 블랙 매트릭스(BM)가 형성되어 있다. COT 기판의 주위에는 프레임형 블랙 매트릭스(이하, 프레임형 BM)(9)이 상기 패시베이션막상에 형성되어 있다. 상기 프레임형 BM(9)의 재료는 BM(8)의 재료와 동일할 수도 다를 수도 있지만, 제조 공정을 보다 단순화 시키기 위해서는 동일한 재료를 사용하는 것이 보다 양호하다.

상기 BM 및 CF는 오버코트(12)로 피복되어 있고, 상기 오버코트상에는 ITO 같은 투명 도전성 재료로 이루어진 픽셀 전극(11)이 각각의 픽셀에 형성되어 있다. 상기 픽셀 전극(11)은 오버코트(12)에 형성된 콘택트 홀을 통해 드레인 전극(6)과 접속되어 있다. 상기 COT 기판의 에지에는 외부 회로와의 배선을 위한 단자(13)가 형성되어 있다.

제 2의 대향 기판(16)에는 ITO 같은 공통 투명 전극(17)이 표시 영역 전면상에 형성되어 있다. 기판의 대향면상에는 소정의 방향으로 연마된 배향막(18)이 성막되어 있다.

상기 기판 사이에는 스페이서(spacer; 14)가 소정의 간격을 확보하기 위해 적절히 배치되어 있고, 상기 기판들은 투명 전극면이 서로 대향하도록 밀봉재(15)를 통해 함께 배치되어 있다.

제 2의 실시예

상기 실시예에서, 프레임형 블랙 매트릭스가 기판의 에지상에 형성되고 액정이 예컨대 진공주입법으로 주입되는 경우, 밀봉은 시스템의 진공상태를 대기압으로 증가시키는 동안 기판의 휨(bending)에 기인하여 부하를 받기 쉽고, 그에 따라, 만일 블랙 매트릭스가 패시베이션막에 적절히 부착되지 않는다면, 막은 박리될 수 있다. 상기 문제를 해결하는 방법이 이하 기술될 것이다.

도 2 내지 도 4는 밀봉시의 막의 박리에 관한 문제점을 해결하는 제 1의 실시예을 도시하고 있다. 도 2는 픽셀의 평면도이고, 도 3은 패널 전체의 평면도이고, 도 4는 도 2의 P-P'선에 따른 단면도이다. 패널은 제 1의 기판(1)의 에지상의 프레임형 BM(9)이 밀봉재(15) 영역의 내부에 형성된다는 점에서 도 1에 기술된 실시예와 차이점이 있다. 즉, 밀봉재(15) 하부의 제 1의 기판내에 오버코트(12)가 패시베이션막(7)상에 직접 형성되어 도 1에 도시된 실시예 보다 밀봉 영역의 부착성을 개선한다는 점이다.

도 5a 내지 도 5g는 본 실시예에 따른 액정 패널의 제조 공정을 나타내는 공정 단면도이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, TFT는 두께가 0.7 내지 1.1 mm인 무 알카리 유리(no-alkali glass)와 같은 투명 절연성 재료로 이루어진 제 1의 기판상에 형성된다. 상기 TFT는 다음과 같이 형성될 수도 있다. 먼저, 제 1의 기판상에는 Al, Mo 및 Cr과 같은 금속 재료가 100 내지 400㎚의 두께로 예컨대 스퍼터링에 의해 성막되고, 그 후, 포토리소그라피 공정에 의해 소정의 게이트 전극(2)의 형상으로 패턴화된다. 상기 게이트 전극(2) 및 제 1의 기판(1)상에는 게이트 절연막(3)인 SiO_X및 SiN_X의 적층막이 CVD법에 의해 약 100 내지 200㎚의 두께로 성막된다. 그 후, 비정질 실리콘이 약 400㎚의 두께로 반도체층(4)으로서 성막되어 소정의 형상으로 패턴화된다. 그 후, 기판상에는 Al, Mo 및 Co와 같은 금속 재료가 성막되어 스퍼터링에 의해 100 내지 400㎚의 두께로 소스 및 드레인 전극이 되고, 상기 막은 포토리소그라피에 의해 각 전극의 소정의 형상으로 패턴화된다. 그 후, 상기의 공정 이후에 약 100 내지 200㎚의 두께로 실리콘 니트라이드(SiN_X)로 이루어진 패시베이션막(7)에 의해 피복된다. 상기 페시베이션막은 실리콘 니트라이드 또는 에폭시 아크릴 수지와 같은 투명성 수지 등의 무기 재료로 이루어 질 수 있다.

그 후, 도 5b에 도시된 바와 같이, BM(8)이 반도체층을 차폐하기 위해 TFT상에 형성되고, 프레임형 BM(9)이 패널 에지로부터 광의 누출을 막기 위해 형성된다. 상기 BM은 차폐성 안료가 분산된 네가티브형 감광성 아크릴 레지스트(예컨대, OPTMER CR시리즈, JSR사) 또는 카본계 레지스트를 약 1 내지 3㎛의 두께로 도포하고, 상기 레지스트를 소정의 BM 형상으로 노광하고 현상하여 형성될 수 있다. 바람직한 BM의 물성은 광학 농도(OD)가 적어도 3이고 시트 저항이 적어도 단위 면적당 10¹⁰Ω이다.

그 후, 도 5c에 도시된 바와 같이, CF(10)는 각각의 픽셀에 형성된다. 예컨대, 기판상에 약 1.0 내지 1.5㎛의 두께가 되도록 스핀 회전수를 조절하면서 스핀 코트법(spin-coating)에 의해 적색 안료가 분산된 아크릴 수지로 된 네가티브형 감광성 칼라 레지스트(예컨대, OPTMER CR시리즈, JSR사)가 도포된다. 그 후, 기판은 2분 동안 80℃의 온도로 뜨거운 플레이트상에서 예열되고, 대응하는 영역상에 적색 CF(10R)를 형성하기 위해 노광되며 THAH(수산화 테트라 메틸 암모늄) 용액으로 현상된다. 상기 공정중에 차후의 단계에서 드레인 전극(6)과 픽셀 전극(11)을 상호 연결하기 위해 콘택트 홀(21)이 형성될 영역에 개구가 형성된다. 상기 개구는 적어도 상기 콘택트 홀을 에워쌀 수 있는 크기를 갖고 있다. 그 후, 기판은 클린 오븐(clean oven)에서 220℃로 60분 동안 가열되어 적색 칼라 필터(10R)를 경화한다.

녹색 및 청색 CF(10G 및 10B)는 적색 CF(10R)에 대해 기술된 바와 같이 형성된다. 상기 CF는 차례로 인접하여 형성되어 그 순서에는 제한이 없다. 도 3에서, 각각의 픽셀에 대응하는 개구는 도면 부호 24로 표시된다.

그 후, 도 5d에 도시된 바와 같이, CF(10)를 형성한 후, 기판상에는 기판의 평탄화를 위해 예컨대, 노볼락(novolac)계 포지티브형 감광성 레지스트(예컨대, OPTMER PC시리즈, JSR사)가 도포된다. 그 후, 노광 및 현상되어 콘택트 홀이 형성될 영역내에 개구를 구비한 패턴이 제공되고, 그 후, 오버코트층(12)을 형성하기 위해 60분 동안 220℃로 가열되어 경화된다.

그 후, 도 5e에서 도시된 바와 같이, 콘택트 홀로부터 벗겨진 드레인 전극(6)과 오버코트층(12)상에 스퍼터링에 의해 예컨대 ITO로 이루어진 투명 도전성막이 성막되고, 그 후, 패턴화되어 픽셀 전극(11)이 제공된다. 상기 공정에서, 막이 두꺼울수록 피복성은 양호하지만, 두께는 투명성 도전막인 ITO막의 공정이라는 관점에서 약 60 내지 120㎚ 정도이면 양호하다.

그 후, 예컨대, 전체 표면상에 스핀-코트법으로 폴리이미드(polyimide) 배향제(예컨대, SUNEVER시리즈, 닛산화학 또는 OPTMER AL시리즈, JSR사)가 도포되고, 그 후, 200℃이하로 가열된다. 배향막(18a)의 표면층은 소정의 사전 경사각(tilt angle)을 얻기 위해 소정의 방향으로 연마된다. 연마하는 방법은 비스코스 레이온(viscos layon)과 같은 도전성 합성섬유가 감싸진 연마용 회전롤에 대하여 압력, 회전수, 회전방향 및 각도를 조절하면서 배향막을 밀어넣어 이루어 진다. 그에 따라, COT 기판이 형성된다. 그 후, 도 5f에 도시된 바와 같이, 밀봉재(15)가 스크린 프린팅 또는 디스펜서 도포법(dispenser application)에 의해 기판의 에지상에 배치된다. 상기 밀봉재(15)는 예컨대, 에폭시 수지 점착제(예컨대, STRUCTBOND시리즈, 미쯔이 화학)를 사용할 수 있다. 충분한 밀봉 강도를 제공하고 주입된 액정의 누출을 방지한다면 밀봉재의 폭에 대한 제한은 없다. 본 발명에서는 약 1.5 mm이다.

그 후, 상기 밀봉재의 4곳의 코너상에 은 분말을 포함하는 엑폭시계 수지로 이루어진 트랜스퍼(transfer)가 도포되고, 별도로 준비된 대향 기판이 도 5g에 도시된 바와 같이 접착된다. 그 후 밀봉재를 경화시키기 위해서 소성된다. 두께가 O.7 또는 1.1mm인 무 알칼리 유리로 된 제 2의 기판(16)상에 ITO로 이루어진 대향측 투명 공통 전극(17)을 형성하고, 예컨대 스퍼터링을 하고 전술한 바와 같이 배향막(18b)을 형성함으로써 대향 기판은 준비된다. 양 기판을 접착하기 이전에 소정의 기판 사이의 간격을 보장하도록 대향 기판상에 스페이서(14)가 도포된다. 상기 스페이서(14)로서, 직경이 4.5 내지 5.5㎛인 디비닐벤젠계 가교 중합체(divinylbenzene cross-linked polymer)로 된 마이크로 펄(micro-pearl)이 표시 영역 내에 배치되고, 직경이 약 5 내지 7㎛인 유리 섬유로 된 마이크로 로드(micro-rod)가 기판의 가장자리에 배치된다.

그 후, 소정의 크기로 상기 양 기판이 절단되고(스크라이브 브레이크(scrive break)), 상기 과정중에 대향 기판은 도 3의 평면도에 도시된 바와 같이 H측 단자(13H) 및 V측 단자(13V)를 노출하도록 제 1의 기판(1)보다 작게 절단된다. ITO로 이루어진 투명 공통 전극(17)이 절단선상에 형성되어 있는 경우에, 제 1의 기판상의 단자(13)에 ITO의 절단 조각이 부착되고, 상기와 같은 부착으로 인해 단자간 쇼트를 야기할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 투명 공통 전극(17)이 절단선상에 놓이지 않도록 미리 패턴화를 실행하는 것이 바람직하다. ITO 막은 포트리소그래피법, 마스크 스패터법과 같은 공지된 방법으로 패턴화된다. 또한, ITO 막은 절단선상에 배치되지 않는다면, 밀봉재에 대한 영역에 형성될 수 있지만, 밀착성이라는 관점에서 밀봉재 영역보다 내부에 형성되는 것이 바람직하다.

액정 재료가 상기와 같이 준비된 액정 셀내에 주입된다. 액정은 소정의 진공도가 달성될 수 있는 진공 용기내에 액정 셀을 놓고, 셀 내부를 배기하며, 도 3의 평면도에 도시된 바와 같이 밀봉되지 않은 주입구(23)에 액정 재료를 가하고, 대기압으로 서서히 시스템의 진공을 되돌리는 단계를 포함하는 진공 주입 방식에 의해 주입된다. 상기 실시예에서, 시스템의 진공은 질소가스를 서서히 도입함으로써 약 1×10^-4토르(Torr)의 감소된 압력으로부터 대기압으로 되돌려지고, 불소계 화합물 및 질소 함유화합물(예컨대 LIXON시리즈, 치소 석유화학)이 액정 재료로 사용되었다. 액정을 주입한 후 UV 경화성 아크릴레이트계 수지 등의 밀봉재(22)를 써서 주입구(23)가 폐쇄된다.

최종적으로 양 기판의 외측에 편광판(20a, 2Ob)이 접착되어 도 4에 도시된 바와 같은 액정 패널을 제공한다. 편광판으로는 옥소계 편광판(iodine-containing polarizing plate)(예를 들면, 닛토 덴코제 NPF시리즈나 스미또모 화학제 SUMIKALAN시리즈)이 사용될 수 있다.

본 실시예의 더욱 바람직한 예에서, 도 6에 도시된 바와 같이 오버코트(12)가 밀봉재 영역상에 또한 형성되지 않는다. 유기계 재료로 이루어진 오버코트(12)와 무기계 재료로 이루어지는 패시베이션막(7)을 비교하면, 밀봉재에 대한 밀착 강도는 유기계 재료인 오버코트에서는 약 80kgf인데 비하여, 무기계 재료로 이루어진 패시베이션막(7)에서는 약 11Okgf이다. 즉, 후자가 전자보다 약 1.4배 정도 박리 강도가 높다.

제 3의 실시예

상기 제 2의 실시예에서, 밀봉재 영역에 프레임형 BM(9)이 형성되지 않는다. 따라서, 가장자리로부터 광의 누설을 방지하기 위해 패널을 액정 표시창을 구비한 차폐 케이스로 피복하는 것이 요구되어, 결과적으로 표시 영역에 대한 액정 표시장치의 최종적인 전체 크기가 증가한다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 프레임형 BM(9)을 밀봉재 영역의 일부에 형성하여 패널 가장자리로부터의 광 누설을 방지하는 수단이 기술될 것이다. 프레임형 BM(9)을 밀봉재 영역에 형성하면 밀착 강도를 떨어뜨려 막의 박리를 야기한다는 것이 기술되었다. 보다 면밀히 검토해 본 결과, 박리 강도는 밀봉재와 프레임형의 BM 사이의 중첩 거리에 따라 변한다는 것이 밝혀졌다. 도 8은 두께 1.5mm의 밀봉재에 대하여 기판 안쪽으로부터 밀봉재와 중첩하는 프레임형 BM의 거리에 대한 박리 강도를 측정한 결과를 도시한 것으로, 박리를 방지하기 위해서는 4Okgf 이상의 박리 강도를 갖추는 것이 필요되어 진다. 상기의 결과 1.5mm 두께의 밀봉재에 대하여 그 2분의 1인 0.75mm 이하이면 충분한 박리 강도가 달성될 수 있다. 따라서, 제 1의 기판 단부의 밀봉재 영역에 있어서, 밀봉재 두께의 적어도 2분의 1에 해당하는 거리까지 기판 단부로부터의 영역을 제외하고 BM이 형성된다. 상기 제 2의 실시예(도 4)에서, 중첩 거리는 0mm이다.

제 4의 실시예

패널 주변부로부터의 광 누설을 방지하기 위한 다른 실시예가 이하 기술될 것이다. 상기 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이 프레임형 블랙 매트릭스(이하, 프레임형 BM)(25)는 제 2의 기판(16)의 주변부상에 배치되어 있다. TFT, 칼라 필터, 블랙 매트릭스를 포함하는 제 1의 기판의 구성은 도 4 또는 도 6에 도시된 제 2의 실시예에서 기술된 바와 동일하게 구성된다. 도 9의 제 1의 기판은 도 4에 도시된 구조를 갖는다. 제 2의 기판(16)상에는 제 1의 기판상의 프레임형 BM(9)에 대해 기술된 바와 같은 프레임형 BM(25)이 형성된다. 상기 공정에서, 프레임형 BM(25)의 안쪽 단부는 제 1의 기판(1)상의 프레임형 BM(9)과 수직으로 겹치도록 형성된다. 기판 단부까지 도달하는 프레임형 BM(25)의 외측 단부는 제 1의 기판과 같이 막의 박리를 야기할 우려가 있고, 따라서 양호하게는 기판 단부로부터의 영역을 제외하고 적어도 밀봉재 폭의 1/2까지 형성하면 바람직하다. 또한, 도 9에 도시하는 구성에서 프레임형 BM(25)은 밀봉재(15)와 접촉하고 있지만, 프레임형 BM(25)은 적합한 재료로 코팅되어 밀봉재와의 밀착성을 개선시킨다. 또한, 본 발명에 있어서, JP-A 2-296223호 공보나 JP-A 5-88189호 공보에 개시된 바와 같은 밀봉성을 갖는 밀봉재가 사용되는 것도 가능하다.

제 5의 실시예

도 1에 도시된 구조가 주변부의 차광을 위해서는 가장 바람직하다. 따라서, 구조를 변경함이 없이 밀봉부 영역에서의 막의 박리를 방지하는 수단이 이하 기술될 것이다.

도 10의 구조는 프레임형 BM(9)이 커플링제층(coupling agent layer)(26)을 통하여 패시베이션막(7)상에 형성되어 있다는 점에서 도 1과 상이하다. 상기와 같은 커플링제층(26)을 사이에 형성함으로써 프레임형 BM(9)의 밀착성을 개선하여 막의 박리를 방지할 수 있다. 커플링제층(26)은 예를 들면 투명 전극상에 배향막을 형성하는 경우에 커플링처리를 함과 같은 공지의 기술로 형성될 수 있다. 그러나, 프레임형 BM에 대한 페시베이션막의 밀착성을 개선할 수 있는 어떠한 커플링제도 사용될 수 있지만, 시레인 표면처리제(silane surface treatment agent)(예를 들면, AP-400시리즈, TORAY사)가 본 발명에서는 가장 적합하게 사용될 수 있다. 커플링제층(26)의 두께는 특히 한정되지 않지만 바람직하게는 20 내지 50㎚의 정도이다. 또한 커플링제층을 형성하는 부분은 기판 단부에서 밀봉재 영역까지는 필수적으로 형성되어야 하지만, 상기 내부 영역에 대해서는 표시부(즉, 칼라 필터의 형성 영역)를 피복하지 않는다면 임의의 폭으로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이, 기판 단부까지 프레임형 BM(9)을 형성하는 것은 기판 단부에서의 광 누설을 방지할 수 있어 양호한 가시성(visibility)을 갖는 액정 패널을 제공할 수 있다. 또한, 커플링제층은 밀착성을 개선시켜 액정 누설, 거품의 침입을 방지할 수 있다.

Claims

픽셀 전극이 형성되어 있는 제 1의 기판측에 각 픽셀의 스위칭 소자인 박막트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터를 피복하는 패시베이션막과, 상기 패시베이션막 상에 형성되어 있는 칼라 필터 및 블랙 매트릭스와, 상기 칼라 필터 및 블랙 매트릭스를 피복하는 오버코트층(overcoad layer)을 구비하고, 상기 제 1의 기판에 대향하는 투명 공통 전극을 구비하는 제 2의 기판과 상기 제 1의 기판을 밀봉재로 밀봉하여 형성된 내부 공간에 액정 재료가 주입되어 있는 칼라 액정 패널에 있어서,

프레임형 블랙 매트릭스가 상기 제 1의 기판의 주변을 피복하는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 1항에 있어서, 상기 제 1의 기판의 주변의 밀봉재 영역 내에서, 상기 패시베이션막을 통해 상기 제 1의 기판 상의 프레임형 블랙 매트릭스는 기판의 에지에서 상기 밀봉재의 폭의 적어도 1/2까지의 영역을 제외하고 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 2항에 있어서, 상기 제 1의 기판의 주변의 밀봉재 영역 내에서, 상기 패시베이션막을 통해 상기 제 1의 기판 상의 프레임형 블랙 매트릭스는 밀봉재에 대한 영역 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 3항에 있어서, 상기 밀봉재는 상기 제 1의 기판의 상기 패시베이션막에 직접적으로 도포되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 1항에 있어서, 상기 프레임형 블랙 매트릭스는 커플링제층(coupling-agent layer)을 통해 상기 패시베이션막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 5항에 있어서, 상기 커플링제층은 시레인 표면 처리제(silane surface treatment agent)인 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 1항에 있어서, 상기 제 2의 기판을 절단하기 이전에 상기 제 1 및 제 2의 기판은 밀봉재를 통해 서로 접착되고, 상기 제 2의 기판 상의 투명 공통 전극은 상기 제 2의 기판 절단시의 절단면의 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 6항에 있어서, 상기 제 2의 기판 상의 투명 공통 전극은 밀봉재에 대한 영역의 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 3항에 있어서, 프레임형 블랙 매트릭스는 제 2의 기판 내의 밀봉재에 대한 영역과 적어도 접촉하는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
제 4항에 있어서, 프레임형 블랙 매트릭스는 제 2의 기판 내의 밀봉재에 대한 영역과 적어도 접촉하는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널.
칼라 액정 패널 제조 방법에 있어서,

제 1의 기판 상에 다수의 박막 트랜지스터와 배선층을 형성하는 단계와;

상기 박막 트랜지스터 및 배선층을 피복하는 패시베이션막을 상기 제 1의 기판 전면에 성막하는 단계와;

상기 박막 트랜지스터의 적어도 반도체층상 및 기판 주변부에 블랙 매트릭스를 프레임형으로 형성하는 단계와;

칼라 필터층을 형성하는 단계와;

상기 블랙 매트릭스 및 칼러 필터층을 피복하는 오버코트층을 상기 제 1의 기판 전면에 형성하는 단계와;

상기 오버코트층에 콘택트 홀을 형성하고 픽셀 전극을 형성하는 단계와;

상기 제 1의 기판의 박막 트랜지스터의 주변부에 밀봉재(sealer)를 도포하는 단계와;

투명 공통 전극이 상기 제 1의 기판의 박막 트랜지스터면에 대향하도록 상기 밀봉재를 통해 투명 공통 전극을 포함하는 제 2의 기판을 상기 제 1의 기판과 접착시키는 단계; 및

상기 접착된 양 기판간의 공간에 액정 재료를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 11항에 있어서, 상기 제 1의 기판의 주변부 내의 밀봉재에 대한 영역 내에서, 패시베이션막을 통해 상기 제 1의 기판의 주변부 상에 프레임의 형상으로 형성된 상기 블랙 매트릭스는 상기 기판 에지로부터 상기 밀봉재의 두께의 적어도 1/2까지의 영역을 제외하고 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 12항에 있어서, 상기 제 1의 기판의 주변부 내의 밀봉재에 대한 영역 내에서, 패시베이션막을 통해 상기 제 1의 기판의 주변부 상에 프레임의 형상으로 형성된 상기 블랙 매트릭스는 상기 밀봉재에 대한 영역의 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 13항에 있어서, 상기 밀봉재는 상기 제 1의 기판의 패시베이션막에 직접적으로 도포되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 11항에 있어서, 상기 제 1의 기판의 주변부 상에 프레임형으로 형성된 상기 블랙 매트릭스는 커플링제층(coupling-agent layer)을 통해 패시베이션막 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 15항에 있어서, 상기 커플링제는 시레인 표면처리제인 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 11항에 있어서, 상기 제 2의 기판을 절단하기 이전에 상기 제 1 및 제 2의 기판은 밀봉재를 통해 서로 접착되고, 상기 제 2의 기판 상의 투명 공통 전극은 상기 제 2의 기판 절단시의 절단면의 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는칼라 액정 패널 제조 방법.
제 17항에 있어서, 상기 제 2의 기판 상의 투명 공통 전극은 밀봉재에 대한 영역의 안쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 13항에 있어서, 프레임형 블랙 매트릭스는 제 2의 기판 내의 밀봉재에 대한 영역과 적어도 접촉하는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.
제 14항에 있어서, 프레임형 블랙 매트릭스는 제 2의 기판 내의 밀봉재에 대한 영역과 적어도 접촉하는 것을 특징으로 하는 칼라 액정 패널 제조 방법.