KR20020033541A - 블랙 매트릭스 및 색필터 사이의 갭에 삽입된 고저항층을갖는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

블랙 매트릭스 및 색필터 사이의 갭에 삽입된 고저항층을갖는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이패널 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 개구(26)를 구성하는 블랙 매트릭스(7) 및 개구(26)에 배치된 색필터층(8)을 포함하는 기판과, 부분적으로 횡방향 전계를 생성하기 위한 공통 전극, 픽셀 전극, 및 박막 트랜지스터(14 내지 19)로 형성된 다른 기판과, 상기 기판 사이의 갭을 채우는 액정(9)을 포함하며, 고저항층(10)은 픽셀 전극(24) 상의 전위 변동으로 인해 블랙 매트릭스(7)에 유도된 전하로부터 색필터층(8)을 차단하기 위해 블랙 매트릭스(7)와 색필터층(8) 사이의 갭에 삽입되어, 영상 이미지에 잔상 및 불규칙한 색상이 나타나는 것을 방지한다.

Description

블랙 매트릭스 및 색필터 사이의 갭에 삽입된 고저항층을 갖는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법{IN-PLANE SWITCHING MODE ACTIVE MATRIX LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL HAVING HIGHLY RESISTIVE LAYER INSERTED IN GAP BLACK MATRIX AND COLOR FILTERS AND PROCESS FOR FABRICATION THEREOF}
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 액정 디스플레이 패널에 관한 것으로, 특히, 픽셀의 매트릭스 상에 영상 이미지를 생성하기 위한 평면 스위칭 모드 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 기술
액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 영상 이미지를 생성하기 위한 픽셀의 매트릭스를 구비한다. 각각의 픽셀은 박막 트랜지스터와 픽셀 전극, 액정의 일부와 공통 전극의 일부의 조합을 포함한다. 박막 트랜지스터는 선택적으로 온되기 위해서 주사 신호에 의해 연속적으로 주사되고, 선택된 박막 트랜지스터는 관련 픽셀 전극에 이미지-전송 신호를 보낸다. 따라서, 이미지 전송 신호가 선택된 픽셀 전극에 도달하고, 선택된 픽셀 전극 및 공통 전극 사이에 부분적인 전계가 형성된다. 액정의 일부는 부분적인 전계에서 트위스트되고 투명도가 변화한다. 그 결과, 영상 이미지는 픽셀의 매트릭스 상에 형성된다.
액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 얇고, 가벼우며, 전력 소비가 낮고, 어두운 픽셀과 밝은 픽셀 사이의 계조가 선명한 이미지를 빠른 속도로 생성하기 때문에 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 휴대용 컴퓨터 및 다양한 종류의 전자 시스템의 휴대용 모니터 디스플레이 유닛으로서 폭넓게 이용되고 있다.
액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 고화질 및 넓은 시야각(visual field)이 요구된다. 넓은 시야각을 향상시키기 위해서는 횡방향 전계에서 액정 트위스트의 일부가 사용된다. 횡방향 전계를 생성하기 위한 픽셀의 일반적인 예는 일본 특개평 제 2986757호의 "전기 광학적 디스플레이 유닛 및 액정 스위치"에 기재되어 있다. 횡방향 전계를 생성하기 위한 픽셀은 액정 디스플레이 패널을 형성하며 이를 보통 "평면 스위칭 모드 액정 픽셀"이라 부른다.
도 1은 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널을 도시한다. 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 주로 제 1의 기판, 제 2의 기판, 및 제 1의 기판과 제 2의 기판 사이에 밀봉된 액정(107)을 포함한다. 역광은 제 2의 기판에 투사되고 액정의 일부를 통과하여 제 1의 기판 상에 영상 이미지를 생성한다. 이하의 설명에서, "내부 표면"은 외부 표면보다 액정층에 더 가까운 층의 표면을 나타낸다.
제 1의 기판은 편광판(101), 투명 절연 기판(103), 및 컬러층(105)을 포함한다. 편광판(101)은 투명 절연 기판(103)의 외부 표면에 부착되고, 컬러층(105)은 투명 절연 층(105)의 내부 표면 상에 형성된다. 블랙 매트릭스(112) 및 색필터층(113)은 컬러층(105)을 형성한다. 단 하나의 색필터층(113)이 도 1에 도시되어 있지만, 적색, 녹색, 및 청색 필터층은 블랙 매트릭스(112)와 함께컬러층(105)에 통합된다. 색필터층(113) 및 블랙 매트릭스는 합성 수지로 형성된다.
제 2의 기판은 평광판(102), 투명 절연 기판(104), 및 전계 생성층(106)을 포함한다. 편광판(102)은 투명 절연 기판(104)의 외부 표면에 부착되고, 전계 생성층(106)은 투명 절연 기판(104)의 내부 표면 상에 형성된다. 박막 트랜지스터(도시되지 않음), 픽셀 전극(110), 및 공통 전극(111)은 전계 생성층(106)에서 통합된다. 도 1에 도시되지 않았지만, 데이터선은 박막 트랜지스터의 드레인 노드에 선택적으로 접속되고, 주사선의 일부분은 박막 트랜지스터의 게이트 전극으로서 기능한다. 픽셀 전극(110)은 박막 트랜지스터의 드레인 노드에 각각 접속되고, 공통 전극(111)으로부터 분리된다. 각각의 박막 트랜지스터, 관련 픽셀 전극(110), 공통 전극(111)의 관련부, 관련 색필터층(113), 및 그들 사이의 액정(107)의 일부는 하나의 픽셀을 형성한다.
픽셀 전극(110)은 투면 절연층(104)의 내부 표면에 나란히 정렬되고, 횡방향 전계는 픽셀 전극(110) 및 공통 전극(111) 사이에 선택적으로 형성된다. 횡방향 전계는 액정(107)의 일부를 통해 횡방향으로 연장하는 전기력선을 구비하고, 액정 분자는 액정(107)의 일부의 투명도가 제로로 감소하는 방법으로 투명 절연 기판(104)의 내부 표면에 실질적으로 평행한 가상면 상에서 회전하여 도파기(director) 또는 이방성 축의 방향 바꾼다. 따라서, 액정 분자는 투명 절연 기판(104)의 내부 표면에 평행한 가상판 상에서 회전되므로, 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 넓은 시야를 얻게 된다.
횡방향 전계는 픽셀 전극(110) 및 공통 전극(111) 사이에 생성되고, 픽셀 및 공통 전극(110 및 111) 양자는 제 2의 기판에서 통합된다. 이는 어떠한 도전층도 제 1의 기판에서는 통합되지 않는다는 것을 뜻한다. 상기에 기재된 바와 같이, 블랙 매트릭스(112) 및 색필터층(113)은 투명 절연 기판(103)의 내부 표면 상에 형성되고, 제 1의 기판은 전기적인 부동 상태(ellectrically floating state)이다. 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널이 일정 기간동안 동작한 후, 제 2의 기판에서 전극 및 도전선에 인가된 전위의 영향으로 인해 컬러층(105)에 전하가 축적되는 경향이 있다. 전하는 블랙 매트릭스가 공통 전위 레벨과 다른 어떤 전위 레벨을 갖도록 하고, 전류(114)는 도시된 바와 같이 색필터층(113)을 통해 흐르는 경향이 있다.
컬러층(105)은 액정(107)을 통해 픽셀 전극(110) 및 공통 전극(111)에 용량 결합되고, 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 도 2에 도시된 회로와 동일하다. 블랙 매트릭스(112) 및 색필터층(113)은 일련의 저항기와 동일하고, 일련의 저항기는 전하가 축적된 커패시터에 결합된다. 일련의 저항기는 커패시터를 통해 픽셀 전극(110) 및 공통 전극(111)에 더 결합되며, 픽셀 전극(110)은 커패시터를 통해 공통 전극(111)에 더 결합된다. 픽셀 전극(110)의 전위 레벨이 변하면, 전하는 블랙 매트릭스(112)로 유도되고, 색필터층(113)으로 흐른다. 전하는 잔상 및 계조 저하의 원인이다. 따라서, 잔상 및 계조의 저하는 도 1 및 2에 도시된 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널 고유의 문제이다.
도 3은 다른 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에 통합된 픽셀의 구조를 도시한다. 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널도 제 1의 기판, 제 2의 기판, 및 액정으로 나눠진다. 색필터층(8) 및 블랙 매트릭스(7)는 투명 절연 기판의 내부 표면 상에 형성된다. 또한, 공통 전극(23) 및 주사선(도시되지 않음)은 투명 절연층의 내부 표면 상에 패터닝되고, 게이트 절연층(25)으로 피복된다. 주사선의 일부는 게이트 전극으로 사용된다. 픽셀 전극(24) 및 데이터선(27D)은 게이트 절연층(25) 상에 패터닝된다. 주사선 및 데이터 선(27D)은 블랙 매트릭스(7)와 용량 결합되고, 전하는 주사선의 주사 신호 및 데이터선(27D)의 이미지 전송 신호로 인해 블랙 매트릭스(7)에 유도된다. 도시된 바와 같이 전하는 블랙 매트릭스(7)로부터 색필터층(8)으로 흐른다. 색필터(8)에서의 전하는 잔상을 일으키고, 픽셀의 매트릭스 상에 생성된 영상 이미지의 계조를 감소시킨다.
도 1 및 2에 도시된 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 프로토타입이고, 전하에 대한 어떠한 대응도 하지 않는다.
전하에 대한 대응책은 일본 특개평 제 10-073810에 기재되어 있다. 제 1의 대응책은 이하에 "제 1의 종래 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널"로서 기재되어 있는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에 반영된다. 제 1의 대응책은 높은 저항력을 지닌 블랙 매트릭스를 형성한다. 저항력은 108ohm-cm 이상이다. 고저항성 블랙 매트릭스는 색필터층으로 흐르는 전류를억제하여, 픽셀 어레이 상에 색상이 불규칙한 이미지가 형성되는 것을 방지한다.
다른 대응책은 일본 특개평 제 09-269504호에 기재되어 있다. 대응책은 이하 "제 2의 종래 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널"로서 기재되는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에도 사용된다. 도전성 블랙 매트릭스는 공통 전극과 동일한 전위 레벨로 유지되고, 픽셀 어레이에 잔상이 생기는 것을 방지한다.
기계가 생성하는 전류가 제 1 및 제 2의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에서 생성된 전류와 다르지만, 이에 대한 대응책은 일본 특개평 제 10-170958호에 기재되어 있다. 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에서는 광방사에 의해 박막 트랜지스터에 생성된 광누전(photo-leakage current)에 대한 대응책이 사용된다. 일본 특개평 제 10-170958호에 따르면, 블랙 매트릭스는 부분적으로는 안료-분산 방염제(pigment-dispersed resist), 부분적으로는 알루미늄으로 형성된다. 이미지 생성 영역은 이미지 생성 영역의 외주에 있는 프레임 영역 및 이미지 생성을 위한 나머지 영역인 표시 영역으로 나뉜다. 표시 영역으로 오버랩된 블랙 매트릭스는 안료 분산 방염제로 형성되고, 프레임 영역으로 오버랩된 블랙 매트릭스는 알루미늄으로 형성된다. 알루미늄 블랙 매트릭스는 프레임 영역으로부터 박막 트랜지스터의 어레이로 누광이 침투하지 못하도록 한다. 그러나, 알루미늄 블랙 매트릭스는 다른 기계에서 생성된 전류에 대해서는 효과적이지 못하다. 이는 상기 일본 특개평에 기재된 대응책이 전극 상의 전위의 변동으로 인해 블랙 매트릭스에 유도된 전하에 대해서는 효과적이지 못하다는 것을 나타낸다.
제 1의 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 광-흡수율이 낮다는 문제를 지니고 있다. 고저항의 블랙 매트릭스에 사용되는 재료가 선명한 계조를 얻을 수 있는 입사광을 흡수할 수 없기 때문이다. 제 1의 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널이 가지고 있는 다른 문제는 픽셀 어레이 상에 잔상이 생기거나 생상이 고르지 못하다는 것이다. 상세히 말해, 전계 생성층에서 전압이 부분적으로 변하면, 블랙 매트릭스는 부분적으로 영향을 받아 전하를 생성한다. 그러나, 전하는 고저항 블랙 매트릭스로 거의 분산되지 않는다. 그 결과 고저항 블랙 매트릭스에서 부분적으로 전위 레벨이 상승한다. 부분적으로 상승된 전위 레벨은 색상의 불균일 및 픽셀 어레이 상의 잔상이 생성되는 원인이 된다. 고저항성 블랙 매트릭스에 전위 레벨을 균일하게 하기 위한 방법을 사용한다면, 이미지의 불균일성은 사라질 것이다. 그러나, 상기 방법을 사용하면 컬러층이 복잡해지고, 생산 비용은 증가된다.
제 2의 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 제조 공정이 복잡하다는 문제를 지니고 있다. 도전성 블랙 매트릭스는 기판의 외주를 따라 외부에 노출되어 있고, 도전성 칼럼(conductive column)은 공통 전극에 도전성 블랙 매트릭스를 접속하기 위해 형성된다. 두개의 기판이 서로 조립되면, 도전성 칼럼은 블랙 매트릭스 및 공통 전극과 함께 배치된다. 도전성 칼럼 자체가 고가이며, 정밀한 배치 작업이 생산 비용을 더 높게 한다.
본 발명의 중요한 목적은 선명한 계조와, 잔상, 계조 저하 및 색상의 불균일의 방지, 및 생산 비용을 감소할 수 있는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널을 마련하는 것이다.
목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 블랙 매트릭스 및 색필터층 사이에 고저항성 재료를 삽입한다.
본 발명의 하나의 양상에 따르면, 개구를 구성하는 블랙 매트릭스, 개구에 배치된 각각의 색필터층, 및 각각의 블랙 매트릭스와 색필터층보다 저항력이 크며 블랙 매트릭스와 색필터층 사이에 삽입된 재료를 포함하는 제 1의 기판, 색필터층과 관련된 영역에 부분적인 전계를 선택적으로 생성하기 위한 전극을 포함하는 제 2의 기판, 및 부분적인 전계에 의해 투명도를 변화하기 위해 액정을 지니며 제 1의 기판과 제 2의 기판 사이의 갭을 채우는 액정층을 포함하고, 영상 이미지를 생성하기 위한 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널을 마련한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, a) 개구를 갖는 블랙 매트릭스, 개구에 배치된 색필터층, 및 각각의 블랙 매트릭스와 색필터층보다 저항력이 크며 블랙 매트릭스와 색필터층 사이에 삽입된 재료를 포함하는 제 1의 기판과, 부분적인 전계를 생성하기 위한 전극을 포함하는 제 2의 기판을 마련하는 단계, b) 제 1의 기판과 제 2의 기판이 그 사이에 갭을 형성하며 조립되는 단계, c) 상기 갭내에 액정을 주입하는 단계, 및 d) 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널을 완성하는 단계를 포함하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 제조 공정을 마련한다.
도 1은 종래의 평면 스위칭형 액정 디스플레이 패널의 단면을 도시하는 개략도.
도 2는 종래의 평면 스위칭형 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 등가 회로를 도시하는 회로도.
도 3은 다른 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 단면을 도시하는 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 구조를 도시하는 단면도.
도 5는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에 형성된 전극, 주사선 및 픽셀의 색필터층 형성부의 배치 방법를 도시하는 평면도.
도 6은 픽셀의 구조를 도시하며, 도 5의 Ⅲ-Ⅲ 라인을 따라 취해지는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 구조를 도시하는 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 다른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 구조를 도시하는 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 다른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널을 도시하는 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 다른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에 형성된 블랙 매트릭스를 완전히 피복하는 유전체층을 도시하는 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널을 도시하는 단면도.
♠도면의 주요 부호에 대한 부호의 설명♠
1 : 제 1의 편광판2 : 제 2의 편광판
3 및 4 : 유리 투명 기판5 : 컬러층
6 : 전계 생성층7 : 블랙 매트릭스
8 : 색필터층9 : 액정
10 : 보호막층11 : 제 1의 배향층
12 : 제 2의 배향층13 : 패시베이션층
14 : 소스 전극15 : 드레인 전극
16 및 17 : 채널층18 : 게이트 절연층
19 : 게이트 전극22 : 액정의 일부
80 : 제 1의 기판90 : 제 2의 기판
제 1의 실시예
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 제 1의 기판(80), 제 2의 기판(90), 및 제 1의 기판과 제 2의 기판 사이의 갭을 채우는 액정(9)을 포함한다. 제 2의 기판(90)은 부분적으로는 투명하고 부분적으로는 불투명한 액정(9)을 형성하고, 제 1의 기판(80)은 영상 이미지를 채색한다.
제 1의 기판(80)은 제 1의 편광판(1), 투명 유리 기판(3), 컬러층(5), 보호막층(10), 및 제 1의 배향층(11)을 포함한다. 제 1의 편광판(1)은 투명 유리 기판(3)의 외부 표면 상에 적층되고, 컬러층(5)은 투명 유리 기판(3)의 내부 표면 상에 형성된다. 컬러층(5)은 보호막층(10)으로 피복되고, 제 1의 배향층(11)은 보호막층(10)의 내부 표면 상에 적층된다.
블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8)은 컬러층(5)에 형성된다. 블랙 매트릭스(7)는 복수의 개구(26)로 형성되고(도 5에 도시), 복수개의 개구(26)는 각각 픽셀에 배치된다. '블랙' 이라는 단어는 투명하지 않다는 것을 나타낸다. 광은 개구(26) 및 개구(26)의 액정(9)을 통과할 수 있다. 그러나, 광은 블랙 매트릭스(7)를 통과하지 못한다. 따라서, 블랙 매트릭스(7)는 픽셀을 포함하고, 차광을 제공한다.
적색, 녹색, 및 청색의 기본 3색은 색필터층에 선택적으로 주어지고, 색필터층(8)은 적색 필터층, 녹색 필터층, 및 청색 필터층으로 나눠진다. 적색 필터층, 녹색 필터층, 및 청색 필터층은 도면에서 각각 (R), (G), 및 (B)로 표시된다. 색필터(8)는 각각의 개구(26)가 할당되고, 따라서, 픽셀의 일부를 형성한다. 적색 필터(8) 각각은 하나의 녹색 필터층(8) 및 하나의 청색 필터층(8)과 함께 필터 그룹을 형성하고, 픽셀 그룹은 생성된 이미지의 단일 도트(dot)로 기능한다.
블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8)은 투명 유리 기판(3)의 내부 표면 상에 형성되고, 색필터층(8)은 개구(26)를 형성한 블랙 매트릭스(7)의 내부 외주로부터 일정한 간격을 두고 있다. 도 4는 블랙 매트릭스(7)의 두개의 내부 표면이 두개의 색필터층의 측면으로부터 소정의 횡방향으로 간격을 두고 있다는 것을 도시하지만, 블랙 매트릭스(7)의 다른 내부 표면도 소정의 횡방향에 수직인 방향에서 두개의 색필터의 다른 측면으로부터 간격을 두고 있다. 이로 인해, 보호막층(10)이 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8) 사이의 갭에 침투하여, 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8) 사이에 삽입된다. 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8) 사이의 갭은 역광이 누설될 수 있는 임계값 이하이다.
제 2의 기판(90)은 제 2의 편광판(2), 투명 유리 기판(4), 전계 생성층(6), 및 제 2의 배향층(12)을 포함한다. 제 2의 편광판(2)은 투명 유리 기판(4)의 외부 표면 상에 적층되고, 전계 생성층(6)은 투명 유리 기판(4)의 내부 표면 상에 형성된다. 전계 생성층(6)은 부분적인 전계를 생성하고, 부분적인 전계 각각은 투명 유리 기판(4)의 내부 표면에 거의 평행한 액정(9)의 일부(22)를 통해 연장하는 전기력선을 구비한다. 제 2의 기판(90)을 둘러싼 액정 분자 각각은 투명 유리 기판(4)의 내부 표면에 거의 평행인 방향이다. 전계 생성층(6)은 제 2의 배향층(12)으로 피복된다.
전계 생성층(6)은 도 4 내지 6을 참조하여 이하에 자세히 설명한다. 전계 생성층(6)은 픽셀로 나누어졌지만, 단 하나의 픽셀이 도면에 도시되어 있으므로 하나의 픽셀에 대해 설명한다. 픽셀은 서로 그 구조가 유사하므로, 아래의 설명은 다른 픽셀에도 적용될 수 있다.
전계 생성층(6)은 주사선(27G), 박막 트랜지스터, 픽셀 전극(24), 공통 전극(23)의 일부, 및 패시베이션층(13)을 포함한다. 박막 트랜지스터는 게이트 절연층(18), 게이트 전극(19), 채널층(16 및 17), 소스 전극(14), 및 드레인 전극(15)을 포함한다. 게이트 전극(19)은 주사선(27G)의 일부이고, 게이트 절연층(18)은 다른 박막 트랜지스터와 공유된다.
주사선(27G) 및 게이트 전극(19)은 투명 유리 기판(4)의 내부 표면 상에 형성되고, 주사선(27G) 및 주사선(27G) 사이에 노출된 내부 표면은 게이트 절연층(18)으로 피복된다. 강하게 도핑된 n-형 비결정 실리콘층(16; heavily doped n-type amorphous silicon layer) 및 n-형 비결정 실리콘층(17)은 채널층을 형성하고, 채널층(17)은 게이트 절연층(18)을 통해 게이트 전극(19)에 대향된다. 채널층(16 및 17)은 드레인 전극(15)의 일부 및 소스 전극(14)의 일부로 오버랩되고, 소스 전극(14)은 드레인 전극(15)으로부터 일정한 간격을 둔다.
픽셀 전극(24), 공통 전극의 일부(23), 박막 트랜지스터(14 내지 19), 액정의 일부(22), 및 색필터층(8)의 조합이 픽셀에 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 직사각형의 빈공간은 픽셀 전극(24)에 형성되며, 픽셀 전극은 로마자 Ⅱ와 같은 평면 도형을 갖는다. 또한, 두개의 직사각형의 빈공간은 픽셀 전극(24) 및 공통 전극(23)의 일부에 형성된다. 픽셀 전극(24)은 공통 전극(23)으로부터 오프셋되고, 픽셀 전극(24)의 전극부는 공통 전극(23)에서 빈공간위로 확장된다.
픽셀 전극(24) 및 공통 전극의 일부(23)에 전위차가 인가되면, 부분적인 전계는 픽셀 전극(24) 및 공통 전극(23)의 일부에 형성된다. 전기력선은 투명 유리 기판(4)의 내부 표면에 거의 평행하게 액정의 일부(22)로 연장되고, 투명 유리 기판(4)의 내부 표면에 거의 평행한 가상판의 회전을 일으킨다. 제 1 및 제 2의 편광판(1 및 2) 및 액정(9)의 일부는 역광이 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 패널로 통과하도록 하고, 색필터층(8)은 세가지 기본색을 나타낸다. 그 결과, 모든 색상의 영상 이미지가 픽셀의 매트릭스 상에 생성된다. 내부 표면에 거의 평행인 전기력선을 구비한 부분적인 전계는 "횡방향 전계"라고 불린다. 전위차가 픽셀 전극(24) 및 공통 전극(23)의 일부의 사이에서 제거되면, 역광은 제 1 및 제 2의 평광판(1 및 2)의 광학 구조 및 액정(22)의 일부를 통과하지 못한다.
소스 전극(14)의 나머지 부분은 게이트 절연층(18)상으로 연장되고, 픽셀 전극(24)에 접속된다. 드레인 전극(15)의 잔류부도 게이트 절연층(18)상으로 연장되고, 데이터선(27D)에 접속된다. 픽셀 전극(24), 소스 전극(14), 드레인 전극(15), 데이터 선(27D), 및 게이트 절연층(18)의 노출된 표면은 제 2의 배향층(12)으로 피복된다.
블랙 매트릭스(7)는 격자무늬로 배치된 차광부를 구비한다.
주사선(27G) 및 박막 트랜지스터(14 내지 19)는 소정의 방향으로 연장하는차광부로 오버랩되고, 데이터선(27D)은 수직 방향으로 연장된 나머지 차광부로 오버랩된다. 따라서, 주사선(27G), 데이터선, 및 박막 트랜지스터는 블랙 매트릭스(7)에 의해 차광된다.
제 1 및 제 2의 배향층(11 및 12)은 소정의 방향으로 기울어진 방향에서 연마된다. 따라서, 배향층(11 및 12)에 근접한 액정 분자는 소정의 방향으로 기울어진 방향으로 향하게 된다.
평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 다음과 같이 동작한다. 도 4 내지 도 6에 도시된 픽셀은 녹색광을 나타내게 된다. 우선, 주사선(27G)이 활성 레벨로 변하여, 박막 트랜지스터(14 내지 18)를 온시킨다. 그리고, 데이터선(27D)은 박막 트랜지스터(14 내지 18)를 통해 픽셀 전극(24)과 전기적으로 접속된다. 이미지 전송 신호는 데이터선(27D)을 통해 드레인 전극(15)으로 전파되고, 픽셀 전극(24)에 도달한다. 그리고, 전위차가 픽셀 전극(24)의 일부 및 공통 전극(23)의 일부 사이에서 발생한다. 횡방향 전계가 생성되고, 액정 분자의 회전을 일으킨다. 픽셀은 역광이 통과되며, 색필터층(8(G))은 녹색 역광을 생성한다. 따라서, 픽셀은 녹색빛을 띠게 된다. 주사선(27G)이 비활성 레벨로 돌아가면, 횡방향 전계는 액정(22)의 일부로부터 제거되고, 액정 분자는 거꾸로 회전한다. 역광은 픽셀을 통과하지 못하고, 녹색광은 소거된다.
주사선(27G) 및 데이터선(27D)은 주사 신호 및 이미지 전송 신호로 인해 전위 레벨이 변하게 되므로, 게이트 전극(19) 및 픽셀 전극(24)은 전위 레벨이 변한다. 전위 레벨의 변동은 블랙 매트릭스(7)에서 전하를 유도한다. 그러나, 고저항성보호막층(10)은 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8) 사이에 삽입된다. 보호막층(10)은 전하로부터 색필터층(8)을 보호하고, 어떠한 전류도 색필터층(8) 위로 흐르지 않는다. 어떠한 잔상도 픽셀의 매트릭스 상에 생성되지 않고, 영상 이미지에서 선명한 계조를 얻게 된다. 또한, 영상 이미지에서 불규칙한 색상이 발생하지 않게 된다.
제 2의 실시예
도 7로 돌아가면, 본 발명에 사용한 다른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널도 제 1의 기판(81), 제 2의 기판(91), 및 제 1의 기판(81)과 제 2의 기판(91) 사이의 갭을 채우는 액정(9)을 대부분 포함한다.
도 7에 도시되지 않았지만, 제 1의 실시예에 사용된 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널과 유사하게 제 1의 편광판은 제 1의 투명 유리 기판의 외부 표면 상에 적층되고, 제 2의 편광판은 제 2의 투명 유리 기판의 외부 표면 상에 적층된다. 컬러층은 제 1의 투명 유리 기판의 내부 표면 상에 형성되고, 전계 생성층은 제 2의 투명 유리 기판의 내부 표면 상에 적층된다. 컬러층은 제 1의 배향층(11)으로 피복된 보호막층(10)으로 피복된다.
컬러층은 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))을 포함하고, 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))은 제 1의 투명 기판의 내부 표면 상에 직접 패터닝된다. 블랙 매트릭스(7)는 복수의 개구와 함께 형성되고, 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))은 개구 상에 각각 위치한다. 색필터층8(R), 8(G), 8(B))은 블랙 매트릭스(7)의 내부 표면으로부터 일정한 간격으로 떨어져있고, 보호막층(10)은 색 필터층(8(R), 8(G), 8(B)) 및 블랙 매트릭스(7) 사이의 갭 내로 삽입된다. 복수의 해자(moat)는 보호막층(10)에 형성된다. 색필터층(8(R), 8(G), 8(B)) 각각은 복수의 해자 중 하나에 둘러싸여 있고, 제 1의 투명 기판의 내부 표면은 복수의 해자의 바닥면으로서 사용된다. 이러한 이유로, 액정(9)은 복수의 해자 내로 삽입되며, 액정(9) 및 보호막층(10)은 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B)) 사이에 삽입된다. 그러나, 누광은 심각하지 않다.
전계 생성층은 전계 생성층(6)과 구조가 유사하고, 전극 및 그 사이에 통합된 층은 전계 생성층(6)의 층 및 전극에 대응하는 참조 기호로 나타낸다. 전계 생성층은 제 1의 실시예와 유사하게 부분적인 횡방향 전계를 생성하고, 제 2의 배향층(12)으로 피복된다.
보호막층(10)은 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))보다 더 저항력이 크고, 액정(9)은 색 필터(8(R), 8(G), 8(B))보다 더 저항력이 크다. 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))은 블랙 매트릭스(7)로부터 간격을 두고 떨어져있으며, 보호막층(10)의 일부 및 액정(9)의 일부는 블랙 매트릭스(7)로부터 흘러나온 전류에 대해 큰 저항을 나타낸다. 그러나, 작은 양의 전하가 블랙 매트릭스(7) 및 해자 사이에서 보호막층(10)으로 흐른다. 이 때문에, 블랙 매트릭스 상의 전위 레벨은 부분적으로 상승하지 않는다. 어떠한 잔상, 불규칙한 색상, 및 계조의 저하도 큰 저항으로 인해 관측되지 않는다. 전하에 대한 저항도 적당한 범위 내로 떨어진다.
제 3의 실시예
도 8로 돌아가서, 본 발명에 사용한 다른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스액정 디스플레이 패널은 주로 제 1의 기판(82), 제 2의 기판(92), 및 제 1의 기판(82)과 제 2의 기판(92) 사이의 갭을 채우는 액정(9)을 포함한다. 제 1의 투명 유리 기판, 제 2의 투명 유리 기판, 제 1의 편광판, 및 제 2의 편광판은 간략화를 위해 도 8에서 생략한다.
제 2의 기판(92)은 제 1 및 제 2의 실시예에서의 구조와 유사하고, 제 1의 기판(82)은 절연층(50)이 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B)) 사이의 갭으로 삽입된다는 점에서 제 1의 기판(80)과 다르다. 색필터(8(R), 8(G), 8(B))의 외주 영역 및 블랙 매트릭스(7)의 외주 영역은 절연층(50)으로 피복되는 것이 바랍직하다. 절연층(50)은 불투명하고, 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))보다 저항성이 크다. 그 결과, 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B)) 사이의 저항은 한도 내로 떨어진다. 절연층(50)의 큰 저항성으로 인해 잔상, 색상의 불균일, 및 계조의 저하는 나타나지 않는다.
제 4의 실시예
도 9로 돌아가서, 본 발명에 사용한 다른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 주로 제 1의 기판(83), 제 2의 기판(93), 및 제 1의 기판(83)과 제 2의 기판(93) 사이의 갭을 채우는 액정(9)을 포함한다. 제 1의 투명 유리 기판, 제 2의 투면 유리 기판, 제 1의 편광판, 및 제 2의 편광판은 간략화를 위해 도 9에서 생략한다.
제 2의 기판(93)은 제 1 내지 제 3의 실시예에서의 구조와 유사하고, 제 1의 기판(83)은 절연층(51)이 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B)) 사이의갭으로 삽입된다는 점에서 제 1의 기판(80)과 다르다. 절연층(51)은 개구에 형성되고, 블랙 매트릭스(7)의 외주 영역은 절연층(51)로 오버랩된다. 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))은 투명 유리 기판의 내부 표면 상에 형성되고, 절연층(51)은 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))의 외주부로 오버랩된다. 절연층(51)은 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))보다 저항력이 크다. 절연층(51)은 블랙 매트릭스(7)에서 유도된 전하에 대해 큰 저항성을 나타낸다. 이로 인해, 잔상 및 저하된 계조는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에서 전혀 나타나지 않는다.
제 4의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 제 3의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널보다 더 양호하다. 제 3의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 공정에서, 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))은 제 1의 투명 유리 기판의 내부 표면 상에 패터닝되고, 그 후에 절연층(50)이 패터닝된다. 또한, 제 4의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 공정에서, 블랙 매트릭스(7)는 제 1의 투명 유리 기판의 내부 표면 상에 처음으로 패터닝되고, 그 후에 유전체층(51)이 패터닝되며, 최종적으로, 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))이 패터닝된다. 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))의 패턴이 타겟부로부터 벗어나면, 색필터층(8(R), 8(G), 8(B))은 제 3의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에서 블랙 매트릭스(7) 와 접촉하게 된다. 그러나, 제 3의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스액정 디스플레이 패널에서 절연층(51)은 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8(R), 8(G), 8(B)) 사이에 항상 삽입된다. 따라서, 절연층(51)은 생산자에게 더 넓은 마진을 제공한다.
제 5의 실시예
서로 인접한 절연층이 도 10에 도시된 바와 같이 절연층(51'(R))으로 통합되는 것을 제외하고는 제 5의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 제 4의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널와 유사하다. 절연층(51'(R))은 투명하지 않고, 저항성이 높다. 절연층(51'(R))은 블랙 매트릭스(7)에 유도된 전하에 대해 큰 저항성을 나타내고, 어떠한 잔상 및 계조의 저하도 나타나지 않는다.
누광에 대한 대응책
상기 실시예에서, 색필터층(8)은 블랙 매트릭스(7)로부터 일정한 간격을 둔다. 색필터층(8) 및 블랙 매트릭스(7) 사이의 갭을 통해 누출된 광으로부터 영상 이미지를 보호하기 위해서, 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에 다음과 같은 대응책을 사용하는 것이 양호하다.
제 1의 대응책은 제 2의 기판에 넓은 불투명층을 형성한다. 데이터선(27D) 및 주사선(27G)은 블랙 매트릭스(7)보다 넓어지도록 하는 것이 양호하다. 데이터선(27D) 및 주사선(27G)은 누광으로부터 픽셀의 어레이를 차광한다.
액정은 상기 실시예에서 1013ohm-cm 이상의 저항력을 갖는다. 위상회전각(Δnd)의 차는 액정의 두께(d) 및 굴절 계수(Δn)의 이방성 사이에 생성되고, 위상 회전각(Δnd)의 차는 0.2㎛ 내지 0.36㎛ 사이의 범위(즉, 0.2㎛＜ Δnd ＜0.36㎛) 내로 떨어진다. 불투명층이 설계될 때, 액정의 성질이 고려된다.
도 11은 누광으로부터 픽셀 어레이를 차광하기 위해 부분적으로 확장된 공통 전극(23)을 도시한다. 색필터층(8(R) 및 8(G))은 블랙 매트릭스(7)로부터 일정한 간격으로 떨어지고, 갭(61)은 그 사이에 위치한다. 참조 기호(D)는 투명 유리 기판의 내부 표면에 수직인 방향을 나타내고, 제 1의 기판 및 제 2의 기판 사이의 갭, 즉, 액정의 두께는 참조 기호(d)로 나타낸다. 갭(61) 아래의 공통 전극(23)은 불투명이며 확장된다. 공통 전극(23)의 넓은 부분은 부분적으로는 블랙 매트릭스(7)로 오버랩되고, 부분적으로는 색필터층(8(R) 및 8(G))으로 오버랩된다. 공통 전극(23)의 넓은 부분은 갭(61)을 통과하는 누광에 대해 불투명이지만, 색필터(8(R) 및 8(G))를 통과하는 누광에 대해서도 불투명이다. 간격(Y)이 너무 넓다면, 공통 전극(23)의 넓은 부분은 낮은 개구율의 원인이 된다. 그러나, 간격(Y)에 대한 두께(d)의 비율이 1 내지 7(즉, 1＜ d/Y ＜ 7)이라면, 공통 전극(23)의 넓은 부분은 무시될 수 있다. 특히, 액정(9)의 두께가 5㎛ 정도이면, 간격(Y)은 2㎛이고, 공통 전극(23)의 넓은 부분은 휘도의 감소없이 누광으로부터 픽셀 어레이를 보호할 수 있다.
실례
본 발명자는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 실례를 제조하고, 그 실례를 평가하였다. 본 실례에 사용된 액정의 저항력은 1013ohm-cm 이상이다.
제 1의 실례는 제 1의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 구조를 갖는다. 블랙 매트릭스(7)는 103내지 106ohm-cm 범위의 저항력을 갖고, 색필터층(8)의 저항력은 108내지 1012ohm-cm 범위이며, 보호막층(10)은 1014ohm-cm 이상의 저항력을 갖는다.
제 2의 실례는 제 3의 실시예에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 구조를 갖는다. 블랙 매트릭스(7)는 제 1의 실례와 동일한 저항력인 103내지 106ohm-cm 범위의 저항력을 갖고, 색필터층(8(R), 8(G) 및 8(B))의 저항력은 각각 1010내지 1012ohm-cm, 109내지 1011ohm-cm, 및 108내지 1012ohm-cm 범위이다. 보호막층(10)은 1014ohm-cm 이상의 저항력을 갖고, 유전체층(50)의 저항력은 1014ohm-cm 이상이다.
본 발명자는 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 비교예를 더 제작하였다. 블랙 매트릭스(112)는 제 1 및 제 2의 실례와 동일한 재료를 사용하여 형성되고, 색필터층(113)은 제 1 및 제 2의 실례와 동일한 재료로 형성된다.
본 발명자는 제 1 및 제 2의 실시예와 비교예 상에 잔상을 생성하고, 어떠한잔상이 생성되는지 관찰하였다. 또한, 본 발명자는 계조에 관한 영상 이미지를 관찰하였다. 제 1 및 제 2의 실례에서는 어떠한 잔상도 나타나지 않았고, 선명한 계조를 나타냈다. 또한, 색상의 불규칙성도 영상 이미지에서 나타나지 않았다. 그러나, 비교예에서는 잔상과 계조의 저하가 나타났고, 색상의 불규칙성도 관찰되었다. 따라서, 본 발명자는 본 발명에 따른 대응책이 우수하다는 것을 확인하였다.
제조 공정
본 발명에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널은 다음과 같이 제작된다. 제조 공정은 투명 유리 기판(3 및 4)을 마련하며 시작된다. 제 1의 기판 및 제 2의 기판은 투명 유리 기판(3 및 4) 상에 각각 제작된다. 두개의 기판은 평행하게 제작될 수 있다. 그렇지 않다면, 제 1의 기판은 제 2의 기판 다음에 제작되거나, 또는 그 반대로 제작된다.
블랙 매트릭스(7)는 투명 유리 기판(3)의 내부 표면 상에 패터닝되고, 내부 표면은 개구에 노출된다. 한 종류의 색필터층(8(R), 8(G), 및 8(B))은 다른 개구에서 패터닝되고, 나머지 색필터층(8(R), 8(G), 및 8(B))은 나머지 개구에서 패터닝된다. 색필터층(8(R), 8(G), 및 8(B))은 블랙 매트릭스(7)로부터 일정한 간격을 두고 있고, 색필터층(8(R), 8(G), 및 8(B)) 및 블랙 매트릭스(7) 사이에는 갭이 생성된다.
그리고, 절연 재료는 구조의 전체면으로 확산되어 보호막층(10)을 형성한다. 절연 재료는 색필터층(8(R), 8(G), 및 8(B)) 및 블랙 매트릭스(7) 사이의 갭으로 삽입되고, 블랙 매트릭스 및 색필터층(8(R), 8(G), 및 8(B))은 보호막층(10)으로피복되며, 최종적으로 보호막층(10)은 배향층(11)에 의해 피복된다.
또한, 종래의 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널과 유사하게 주사선(27G), 공통 전극(23), 게이트 절연층(18), 비결정 실리콘층(16 및 17), 데이터선(27D), 드레인 전극(14), 소스 전극(15), 및 픽셀 전극(24)이 형성되고, 투명 유리 기판(4) 위로 패터닝된다. 합성 구조는 패시베이션층(13)으로 피복되고, 패시베이션층(13)은 배향층에 의해 피복된다.
스페이서(spacer)는 흩어지고, 밀봉층은 기판의 외주를 따라 확산된다. 제 1의 기판 및 제 2의 기판은 서로 조립되고, 액정은 제 1의 기판 및 제 2의 기판 사이에 주입된다. 편광판은 투명 유리 기판(3 및 4)의 외부 표면에 부착된다. 따라서, 본 발명에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널이 완성된다.
제 1의 기판은 다음과 같이 제작된다. 보호막층(10)이 배향층(11)에 의해 피복되면, 에칭 마스크는 배향막(11) 상에 마련된다. 배향막(11) 및 보호막층(10)은 선택적으로 에칭되어 투명 유리 기판(3)의 내부 표면은 해자에 노출된다. 제 1의 기판 및 제 2의 기판 사이의 갭에 액정이 주입되면, 액정은 해자를 채우고, 도 7에 도시된 바와 같은 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널이 얻어진다.
또 다른 공정에서, 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8)이 투명 유리 기판(3)의 내부 표면 상에 패터닝되면, 유전체 재료는 합성 구조의 전체 표면 위로 퇴적된다. 유전체 재료는 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8) 사이의 갭을 채우고, 블랙 매트릭스(7) 및 색필터층(8) 위로 솟아올라 유전체층이 된다. 에칭 마스크는 유전체 재료층 상에 마련되고, 유전체 재료층은 선택적으로 에칭된다. 그 결과, 유전체층(50)은 도 8에 도시된 바와 같이 형성된다.
또 다른 공정에서, 블랙 매트릭스(7), 색필터층(8), 및 유전체층(51)은 다음과 같이 패턴된다. 블랙 매트릭스(7)는 투명 유리 기판(3)의 내부 표면 상에 패턴되고, 유전체 재료는 합성 구조의 전체 표면위로 퇴적되어 유전체층을 형성한다. 에칭 마스크는 유전체 재료층 상에 마련되고, 유전체 재료층은 선택적으로 에칭되어 유전체층(51) 내에 유전체 재료층을 형성한다. 그리고, 세가지 종류의 색필터층(8(R), 8(G), 및 8(B))은 도 9에 도시된 바와 같이 연속적으로 패턴된다.
상기 설명으로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에서는 블랙 매트릭스 및 색필터층 사이에 고저항성 재료의 일부를 삽입한다. 고저항성 재료의 일부는 대향 기판에 마련된 전극 상에서의 전위 변동으로 인해 블랙 매트릭스에 유도된 전하에 대해 적절한 저항력을 나타낸다. 그 결과, 어떠한 잔상도 생성되지 않고, 선명한 계조의 영상 이미지가 생성되며, 영상 이미지에서 색상의 불균일성도 나타나지 않는다.
몇몇의 색필터층은 색상의 불균일성의 원인이 된다. 색필터는 평면 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에 사용될 수 있다. 예를 들어, 액정의 저항력이 변해도, 휘도는 단시간내에 소정의 값으로 되돌아간다. 그러나, 유도된 전하로 인한 색상의 불균일성은 액정의 저항력의 변동으로 인한 현상과는 다르다.본 발명에 따른 대응책은 유도된 전하로 인한 색상의 불균일성에 대해서 유효하다.
본 발명의 특정한 실시예를 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 범위 및 본질로부터 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형과 수정이 가능하다.
예를 들어, 보호막층(10)은 제 1의 기판(82)으로부터 제거될 수 있다.

Claims (19)

  1. 개구(26)를 규정하는 블랙 매트릭스(7) 및 상기 개구(26)에 각각 배치된 색필터층(8(8(R), 8(G), 및 8(B))을 포함하는 제 1의 기판;
    상기 색필터층(8)에 대응되는 영역에 선택적으로 부분적인 전계를 생성하기 위한 전극(23, 24, 27G, 27D, 및 19)을 포함하는 제 2의 기판; 및
    상기 제 1 및 제 2의 기판 사이의 갭을 채우며, 상기 부분적인 전계에 따라 투명도 값을 변하게 하기 위해 상기 영역에 액정의 일부(22)를 구비하는 액정층(9)을 포함하는 영상 이미지를 생성용 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 제 1의 기판은 상기 블랙 매트릭스(7)와 상기 색필터층(8) 사이에 삽입되며, 상기 블랙 매트릭스(7) 및 상기 색필터층(8)보다 저항력이 큰 재료의 일부(10; 50; 51; 51｀)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 기판은 상기 블랙 매트릭스(7) 및 상기 색필터층(8)을 부분적으로 피복하며, 부분적으로는 상기 재료의 일부로서 사용되는 보호막층(10)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 색필터층(8)의 저항력은 상기 블랙 매트릭스(7)의 저항력보다 크고 상기 보호막층(10)의 저항력보다 작은 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스(7)의 저항력은 103ohm-cm 내지 106ohm-cm 사이의 범위내에 있고, 상기 색필터층(8)의 저항력은 108ohm-cm 내지 1012ohm-cm 사이의 범위내로에 있으며, 상기 보호막층(10)의 저항력은 1014ohm-cm 이상인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  5. 제 2항에 있어서,
    해자(moat)는 상기 보호막층(10)의 일부에 형성되어 상기 액정(9)으로 채워지는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 색필터층(8)의 저항력은 상기 블랙 매트릭스(7)의 저항력보다 크고 상기 보호막층(10)의 저항력보다 작으며, 상기 액정(9)의 저항력은 상기 보호막층(10)의 저항력보다 큰 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1의 기판은 상기 블랙 매트릭스(7), 상기 색필터층(8), 및 상기 재료의 일부(50; 51; 51')를 피복하는 보호막층(10)을 더 포함하며, 상기 재료의 일부는 상기 보호막층(10)과 다른 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  8. 제 7항에 있이서,
    상기 색필터층(8)의 저항력은 상기 블랙 매트릭스(7)의 저항력보다 크고, 상기 재료 일부(50; 51; 51') 및 상기 보호막층(10)의 저항력보다는 작은 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스(7)의 저항력은 103ohm-cm 내지 106ohm-cm 사이의 범위 내에 있고, 상기 색필터층(8)의 저항력은 108ohm-cm 내지 1012ohm-cm 사이의 범위 내에 있고, 상기 재료의 일부(50)의 저항력은 1014ohm-cm 이상이며, 상기 보호막층(10)의 저항력은 1014ohm-cm 이상인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이패널.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 재료의 일부(50)는 상기 블랙 매트릭스(7)와 상기 색필터층(8) 사이의 상기 갭에 제 1의 부분, 상기 블랙 매트릭스(7)의 외주부 상에 제 2의 부분, 및 상기 색필터층(8)의 외주부 상에 제 3의 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 재료의 일부(51)는 상기 블랙 매트릭스(7)와 상기 색필터층(8) 사이의 상기 갭에 제 1의 부분, 상기 블랙 매트릭스(7)의 외주부 상에 제 2의 부분, 및 상기 색필터층(8)의 외주부 상에 제 3의 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스(7)의 노출면은 상기 재료의 일부(51')로 피복되는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2의 기판은 상기 갭을 통과하는 누광을 정지시키기 위해서 상기 블랙 매트릭스(7) 및 상기 색필터층(8) 사이의 갭과 대향하는 불투명층(23)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 불투명층은 픽셀 전극과 함께 상기 전극의 선택된 부분으로서 기능하는 공통 전극(23)의 선택된 부분인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널.
  15. 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 제조 방법에 있어서,
    a) 개구를 규정하는 블랙 매트릭스(7), 상기 개구에 각각 배치된 색필터층(8), 및 상기 블랙 매트릭스(7)와 상기 색필터층(8) 사이에 삽입되고 상기 블랙 매트릭스(7)와 상기 색필터층(8)보다 저항력이 큰 재료의 일부(10; 50; 51; 51')를 포함하는 제 1의 기판과, 부분적인 전계를 생성하기 위한 전극(19, 27D, 27G, 23, 24)을 포함하는 제 2의 기판을 마련하는 단계;
    b) 상기 제 1의 기판 및 상기 제 2의 기판을 서로 조립하여, 그 사이에 갭을 생성하는 단계;
    c) 상기 갭에 액정(9)을 주입하는 단계; 및
    d) 상기 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 단계 a)는
    a-1) 상기 블랙 매트릭스(7) 내에 제 1의 재료층을 패터닝하는 단계;
    a-2) 상기 블랙 매트릭스(7)를 상기 색필터층(8)으로부터 간격을 두도록 하여 상기 색필터층(8)내에 제 2의 재료층을 패터닝하는 단계;
    a-3) 상기 블랙 매트릭스(7) 및 상기 색필터층(8)을 보호막층(10)으로 피복하여, 상기 재료의 일부로서 사용하기 위해 상기 보호막층의 일부를 상기 블랙 매트릭스(7) 및 상기 색필터층(8) 사이의 갭으로 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 a) 단계는 상기 보호막층(10)의 일부에 해자를 형성하는 a-4) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 제조 방법.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 a) 단계는
    a-1) 상기 블랙 매트릭스(7) 내에 제 1의 재료층을 패터닝하는 단계;
    a-2) 상기 블랙 매트릭스(7)를 상기 색필터층(8)으로부터 간격을 두도록 하여 상기 색필터층(8)에 제 2의 재료층을 패터닝하는 단계;
    a-3) 상기 블랙 매트릭스(7) 및 상기 색필터층(8) 사이의 갭을 채우는 상기 재료의 일부(50; 51; 51')내에 제 3의 재료층을 패터닝하는 단계; 및
    a-4) 상기 블랙 매트릭스(7), 상기 색필터층(8), 및 상기 재료의 일부(50; 51; 51')를 보호막층(10)으로 피복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 제조 방법.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 a) 단계는
    a-1) 개구를 구비한 상기 블랙 매트릭스(7) 내에 제 1의 재료층을 패터닝하는 단계;
    a-2) 상기 블랙 매트릭스(7)의 외주 영역 및 상기 개구의 외주 구역에 부분적으로 상기 재료의 일부(51)를 형성하는 단계;
    a-3) 상기 외주 구역에서 상기 재료의 일부 상에 외주부를 갖도록 상기 색필터층(8) 내에 제 2의 재료층을 형성하는 단계; 및
    a-4) 상기 블랙 매트릭스(7), 상기 색필터층(8), 및 상기 재료의 일부(51)를 보호막층(10)으로 피복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이 패널의 제조 방법.
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