KR20060119120A - 액정 표시 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20060119120A
KR20060119120A KR1020050041707A KR20050041707A KR20060119120A KR 20060119120 A KR20060119120 A KR 20060119120A KR 1020050041707 A KR1020050041707 A KR 1020050041707A KR 20050041707 A KR20050041707 A KR 20050041707A KR 20060119120 A KR20060119120 A KR 20060119120A
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Abstract

본 발명은 액정 표시 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 다수의 액정 패널 영역과 절단 영역으로 정의된 상부 및 하부 기판을 포함하는 액정 표시 소자에 있어서, 액정 패널 영역의 패턴 재작시 절단 영역의 적어도 일부에 패턴을 이용한 지지 패턴이 형성된 액정 표시 소자와 이의 제작 방법을 제공한다. 이로써, 상부 기판과 하부 기판의 결합시 절단영역으로의 아웃가싱 채널을 확보 할 수 있고 기판의 휨 현상을 방지할 수 있다.
패널, 액정, 셀, 아웃가싱, 실란트, 지지 패턴, 절단 영역, 고온 가압

Description

액정 표시 소자 및 이의 제조 방법{Liquid crystal display device and method of manufacturing the same}
도 1은 종래의 액정 패널의 평면도.
도 2는 종래 액정 패널 제작시 문제점을 설명하기 위한 단면 개념도.
도 3은 종래의 문제를 설명하기 위한 사진.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도.
도 4b는 액정 표시 장치의 단면도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상부 기판과 하부 기판이 결합된 후의 단면도.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 상부 기판과 하부 기판이 결합된 후의 단면도.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 하부 지지패턴의 단면도.
도 12a 내지 도 12f는 상부 지지 패턴의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100, 1100, 2100 : 하부 기판 20, 200, 1200, 2200 : 상부 기판
30 : 실란트 300, 1300, 2300 : 열경화성 수지
400, 1401, 1402, 2400 : 지지 패턴
본 발명은 액정 표시 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상, 하부 기판의 합착 및 절단공정에서 상부 기판과 하부 기판 사이의 공간 유지 방법에 관한 것이다.
액정표시소자(Liquid Crystal Display Device; LCD)는 종래의 표시 장치인 CRT(Cathode Ray Tube)와 비교하여 소형, 경량화 및 대화면화의 장점을 갖고 있어, 이의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 특히, 액정표시소자는 평판표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 핸드폰, 피디에이(PDA), 디지털 카메라, 캠코더의 액정으로 사용될 뿐 아니라, 데스크 탑형 컴퓨터의 모니터와 대형 표시장치에도 사용되고 있어 그의 사용범위가 급속도로 확대되고 있다. 또한, 액 정표시소자가 일반적인 화면표시장치로서 다양한 부분에서 사용되기 위해서는 경량, 박형 저소비전력의 특징을 유지하면서 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위화상을 얼마나 구현할 수 있는가가 관건이라고 할 수 있다.
이와 같은 액정표시소자는 하부 기판과 상부 기판을 포함하고, 두개의 기판은 그 사이에 액정이 봉입되어 서로 맞물려 결합되어 액정 패널을 형성한다. 하부 기판(TFT기판)은 투명한 유리 재질로 형성되고 그 상부에는 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되어 있는 다수개의 게이트 라인과, 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열된 다수개의 데이터 라인과, 상기 게이트라인과 데이터 라인이 교차하여 정의된 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성된 다수의 화소전극과, 상기 게이트 라인신호에 의해 스위칭되어 데이터라인 신호를 각 화소 전극에 전달하는 다수의 박막 트랜지스터가 형성된다. 상부 기판(칼라 필터 기판)은 투명한 유리 재질로 되어 있으며, 화소영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R,G,B 칼라 필터층과, 화상을 구현하기 위한 공통전극이 형성된다.
상술한 바와 같은 구성요소를 갖는 상부 기판과 하부 기판은 실란트(Sealant)에 의해 합착된다.
상술한 구조를 갖는 액정 표시 소자를 제조할 경우 하나의 기판에 하나의 액정 패널을 형성하는 것이 아니라, 기판의 크기 및 액정패널의 사이즈에 따라 하나의 대형 기판에 복수개의 액정 패널을 동시에 형성한다.
도 1은 종래의 액정 패널의 평면도이며, 도 2는 종래 액정 패널 제작시 문제 점을 설명하기 위한 단면 개념도이고, 도 3은 종래의 문제를 설명하기 위한 사진이다.
도 1을 참조하면 주 기판 내에 액정 패널이 배치된 액정 패널 영역과 액정 패널 영역 사이에는 절단영역이 형성된다. 액정 패널 영역과 절단영역은 스크라이브 라인에 의해 구분된다. 도 1에서는 상부 기판(20)과 하부 기판(10)이 대응배치 된 2개의 액정 패널이 배치되고, 상부 기판(20) 또는 하부 기판(10)의 내측면에 실란트(30)가 도포된 후, 가압에 의해 압착된 상태를 도시하였다.
구체적으로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 상부 기판(20)과 하부 기판(10) 중 한면에 실란트(30)로서 열경화성 수지를 도포하고, 기판(10, 20) 간을 정렬하여 위치를 맞춘다. 다음으로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 위치 정렬된 두 기판(10, 20)을 고온 압착하여 가열가압에 의해 열경화 수지를 경화시켜 기판(10, 20) 간을 결합한다. 이때 가열 가압에 의해 두 기판(10, 20) 간의 간격이 줄어 들게 되어 액정 패널 영역 내의(즉, 실란트 내의) 가스가 절단 영역을 통해 외부로 제거(Outgassing)된다. 이후, 상기 스트라이브 라인을 따라 액정 패널 영역을 절단하여 액정 패널을 형성한다.
하지만, 액정 패널 영역에는 화상표시를 위한 다수의 패턴들과 상부 기판(20)과 하부 기판(10)을 지지하기 위한 패턴이 형성되어 있지만, 절단영역에는 아무런 패턴이 형성되어 있지 않아 가압이 수행될 때 도 2의 (b)에 도시된 K영역과 같이 절단영역의 간격이 줄어들게 되어 실린트의 수축 과정에서 발생되는 가스 제거 채널(Outgassing Channel)을 충분히 확보하지 못하게 된다. 이로 인해 도 3의 사진과 같이 실 버블(Seal Bubble) 등의 불량이 발생하게 되고, 액정 패널 영역 즉, 상부기판(20)과 하부기판(10) 사이의 제거되지 않은 가스에 의해 불규칙해져 화상이 왜곡되어 보이는 문제가 발생한다.
또한, 절단공정을 진행하여 개개의 액정 패널을 형성할 경우에도 스트라이브 라인과 인접한 영역에는 하중이 집중된다. 이때, 절단영역에 아무런 지지 수단이 없기 때문에 절단영역의 뒤틀림이 심하게 발생하고, 절단영역의 뒤틀림으로 인한 스트레스가 인접한 액정 패널에 인가되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 액정 패널 영역의 패턴 재작시 절단영역의 일부에 지지 패턴을 동시에 형성하여 가스 제거 채널을 확보할 수 있고, 후속 절단 공정시 하중을 분산시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 활성영역 및 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과, 절단 영역을 갖고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버코트막, 공통전극막, 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막으로 형성되고 돌출된 형상의 지지 패턴을 포함하는 컬러 필터 기판을 제공한다.
여기서, 상기 지지 패턴은 상기 블랙 매트릭스막, 컬러 필터막, 오버코트막, 공통전극막 및 스페이서막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층될 수 있다. 그리고, 상기 활성영역의 가장자리에 실란트가 형성될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 활성영역 및 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과, 절단 영역을 갖고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소 전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막으로 형성되고 돌출된 형상의 지지 패턴을 포함하는 박막 트랜지스터 기판을 제공한다.
여기서, 상기 지지 패턴은 상기 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소전극막 및 스페이서막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층될 수 있다. 그리고, 상기 활성영역의 가장자리에 실란트가 형성될 수도 있다. 상기 비 활성영역 상에 형성된 구동 회로를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 있어서, 활성영역과 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과, 절단 영역을 갖는 상부 기판 및 하부 기판을 포함하고, 상기 상부 기판의 상기 활성영역을 제외한 영역에 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버 코드막, 공통전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막으로 형성되고, 돌출된 형상의 상부 지지 패턴과, 상기 하부 기판의 상기 활성영역을 제외한 영역에 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막으로 형성되고, 돌출 된 형상의 하부 지지 패턴을 포함하는 액정 표시 소자를 제공한다.
여기서, 상기 상부 지지 패턴은 상기 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버 코드막, 공통전극막 및 스페이서막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층되고, 상기 하부 지지 패턴은 상기 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소전극막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층될 수 있다. 그리고, 상기 상부 기판, 상기 하부 기판, 또는 상기 상부 및 하부 기판의 상기 활성영역의 가장자리에 실란트가 형성될 수 있다.
이때, 상기 하부 기판의 상기 비 활성영역 상에 상기 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 구동 회로를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 상부 기판 및 하부 기판은 액정, 화소전극, 박막 트랜지스터, 컬러필터 및 공통전극을 포함하는 다수의 상기 활성영역과 상기 박막 트랜지스터의 게이트 선과 데이터 선에 접속된 다수의 패드가 형성된 다수의 비 활성영역으로 구분된 다수의 상기 액정 패널 영역과, 상기 액정 패널 영역간을 분리하기 위한 다수의 상기 절단 영역으로 분리되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 활성영역 및 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과 절단 영역을 갖는 상부 기판 및 하부 기판을 마련하는 단계와, 상기 하부기판의 상기 활성영역에 게이트선, 데이터선, 화소 전극, 박막 트랜지스터 및 유지 전극을 형성하고, 상기 비 활성영역에 상기 게이트선 및 데이터선에 각기 접속된 게이트 패드 및 데이터 패드를 형성하고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막 및 화소 전극 막 중 적어도 어느 하나의 막을 포함하는 하부 지지 패턴을 형성하는 단계와, 상기 상부 기판에 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버코트막, 공통전극막 및 스페이스막 패턴을 형성하고, 상기 절단영역에 상기 블랙 매트릭스막, 컬러 필터막, 오버 코트막, 공통 전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막을 포함하는 상부 지지 패턴을 형성하는 단계와, 지지 패턴이 형성된 상기 상부 기판과 하부 기판의 상기 활성영역 가장자리에 실란트를 형성하는 단계와, 상기 상부 기판과 하부 기판을 결합하는 단계 및 상기 상부 기판의 상기 활성영역과 비 활성영역의 경계면을 절단하고, 상기 하부 기판의 상기 액정 패널 영역과 절단 영역의 경계면을 절단하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 하부지지 패턴을 형성하는 단계는, 상기 하부 기판 상에 상기 게이트 금속막을 형성하는 단계 및 상기 활성영역에 게이트 전극 및 상기 게이트 선을 형성하고, 상기 비 활성영역에 상기 게이트 패드를 형성하고, 상기 활성 영역을 제외한 영역에 게이트 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기의 하부 지지 패턴을 형성하는 단계는, 상기 활성영역에 게이트 전극 및 게이트선을 형성하고, 상기 비 활성영역에 상기 게이트 패드가 형성된 상기 하부 기판 상에 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막 및 소스/드레인막을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 활성영역에 게이트 전극과 소스 및 드레인을 포함하는 박막 트랜지스터와, 드레인과 접속된 데이터선을 형성하고, 상기 비 활성영역의 게이트 패드 상에 게이트 절연막을 잔류시키고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 게이트 절연막 패턴, 활성층 패턴, 오믹 접촉층 패턴 및 소스/드레인막 패턴을 형성하 는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 하부 지지패턴을 형성하는 단계는, 상기 활성영역에 상기 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 유지 전극이 형성된 하부 기판 상에 상기 보호막 및 화소 전극 막을 형성하는 단계 및 상기 활성영역에 화소전극을 형성하고, 상기 비 활성영역에 게이트 패드 콘택 및 드레인 패드 콘택을 형성하고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 보호막 패턴 및 화소 전극막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는, 상기 상부 기판의 배면에 상기 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계 및 상기 블랙 매트릭스막을 패터닝 하여 상기 절단영역에 상기 블랙 매트릭스막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는, 상기 상부 기판 또는 블랙 매트릭스막이 형성된 상기 상부 기판의 배면에 상기 컬러 필터막을 형성하는 단계 및 상기 컬러 필터막을 패터닝 하여 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 컬러 필터막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는, 상기 상부 기판, 블랙 매트릭스막 및 컬러 필터막중 어느 하나의 막이 형성된 상기 상부 기판의 배면에 오버 코트막을 형성하는 단계 및 상기 오버 코트막을 패터닝하여 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 오버 코트막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는, 상기 상부 기판, 블랙 매트릭스막, 컬러 필터막 및 오버 코트막중 어느 하나의 막이 형성된 상기 상부 기판 배면에 공통 전극막을 형성하는 단계 및 상기 공통 전극막을 패터닝하여 상기 절단영역에 상기 공통 전극막 패턴을 형성하는 단계를 포함 하는 것이 바람직하다. 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는, 상기 상부 기판, 컬러 필터막, 오버코트막 및 공통 전극막 중 어느 하나의 막이 형성된 상기 상부 기판 배면에 스페이서막을 형성하는 단계 및 상기 스페이서막을 패터닝하여 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 공통 전극막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 4b는 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 소정의 패턴이 형성된 상부 기판(200)과 하부 기판(100)이 결합되어 형성된 다수의 액정 패널을 포함한다. 이때, 상부 기판(200)과 하부 기판(100) 각각은 액정 패널이 형성되는 액정 패널 영역(A) 과, 개개의 액정 패널 간을 분리하기 위한 절단영역(B)으로 구분된다. 또한, 액정 패널 영역(A)은 화상을 표시하는 활성영역(C)과, 화상에 전기적 신호를 인가하기 위한 비 활성영역(D)으로 구분된다.
활성 영역(C)의 하부 기판(100)에는 액정 패널을 구성하기 위해 일 방향으로 연장하는 다수의 게이트 선과, 상기 게이트 선과 교차하는 다수의 데이터 선과, 상기 게이트 선과 데이터 선에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극과, 게이트 선, 데이터 선 및 화소 전극에 접속된 박막 트랜지스터와, 화소 영역의 가장자리 일부에 형성되고 화소 영역으로 연장된 연장부를 갖는 유지 전극 배선을 포함하는 패턴이 형성되어 있고, 상부기판(200)에는 액정 패널을 구성하기 위한 블랙 매트릭스와, 컬러 필터와, 오버 코트막과, 공통 전극을 포함하는 패턴이 형성되어 있다. 또한, 상부 기판(200)과 하부 기판(100)사이에는 액정이 배향되어 있고, 상부 기판(200)과 하부 기판(100)간을 연결하기 위한 열경화성 수지막(300)이 활성영역(C)의 가장자리에 도포되어 있다. 물론 본 발명은 열경화성 수지막 대신 광 경화성 수지막을 사용할 수도 있다. 비 활성영역(D)의 하부 기판(100)에는 활성영역(C)의 게이트 선 또는 데이터 선에 접속된 다수의 패드를 포함하는 패턴이 형성되어 있다. 또한, 게이트 선과 데이터 선에 소정의 신호를 전달하는 별도의 구동 회로가 형성될 수도 있다.
절단영역(B)의 상부 기판(200) 및/또는 하부 기판(100)에는 지지패턴(400)을 포함하는 패턴이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 절단영역(B) 내에 지지패턴(400)을 형성하여 어느 한쪽에 열경화성 수지막(300)이 도포된 상부 기판(200)과 하부 기판(100)을 정렬한 다음, 두 기판을 고온 압착하여 가열가압에 의해 열경화 수지를 경화시킬 경우 아웃가싱 채널을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 절단영역(B)에 활성영역(C)의 패턴형성과 지지패턴(400)을 함께 형성하여 공정을 단순화할 수 있을 뿐아니라, 활성영역(C)의 패턴막과 동일한 막을 사용하여 지지패턴(400)을 위한 별도의 막 증착공정을 생략할 수 있어 공정 단가를 절약할 수 있다. 또한, 절단영역(B) 상에 지지 패턴(400)을 형성하여 가압에 의한 기판(100, 200)의 휨 현상을 방지할 수 있다. 또한, 절단영역(B)은 후속 절단 공정에 의해 액정 패널 영역(A)과 완전히 분리될 수 있다.
이때, 지지패턴(400)의 형상과 크기는 한정되지 않고, 다양한 형상과 크기로 제작될 수 있다. 또한, 지지패턴(400)은 직선보다는 점 형태의 기둥형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 인접한 액정 패널 영역 사이의 절단 영역에 형성되는 지지패턴(400)의 개수와 이들간의 간격은 한정되지 않고, 아웃가싱이 효과적으로 이루어질 수 있는 간격을 두고 그 간격에 따라 다양한 개수로 형성할 수 있다.
도 4a에서의 점선은 상부 기판의 절단성을 나타낸 것이고, 일점쇄선은 하부 기판의 절단선을 나타내것이다. 본 실시예에서는 활성영역의 양측에 비 활성영역이 형성되어 있고, 각각의 비 활성영역에는 게이트 선과 데이터 선에 각기 접속되는 패드가 분리되어 형성되어 있다. 또한, 도 4a에서는 메인 기판에 2개의 액정 패널 영역을 갖는 기판이 도시되었지만, 이에 한정되지 않고, 기판의 크기 및 액정패널의 사이즈에 따라 하나의 대형 기판에 하나의 액정 패널이 형성될 수도 있고, 다수개의 액정 패널이 형성될 수 있다. 이때, 메인 기판에 셀이 형성될 수 있는 경우 수는 메인 기판의 면적과 메인 기판에 형성되는 패널의 사이즈에 따라 다양할 수 있다.
이하 상술한 구성을 갖는 본 실시예의 액정 표시 장치의 제작 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
하기에서는 상부 기판과 하부 기판 각각의 제작 방법을 설명한 다음 이들의 결합에 관해 설명한다. 도 5a 내지 도 5d는 하부 기판의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 6a 내지 도 6c는 상부 기판의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도이며. 도 7은 상부 기판과 하부 기판이 결합된 후의 단면도이다.
도 5a를 참조하면, 하부 기판 상에 제 1 도전성막을 형성한 다음, 이를 제 1 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용한 사진 식각공정을 통해 활성영역(C)에는 게이트 선(112), 게이트 전극(110), 유지 전극을 포함한 유지 전극 배선(미도시)이 형성되고, 비 활성영역(D)에는 게이트 선(112)이 연장되어 형성된다. 또한, 절단 영역(B) 상에도 제 1 도전성막 패턴(410)이 형성된다.
이후, 액정 패널 영역(A)와 절단영역(B)을 포함하는 전체 기판 상에 게이트 절연막(120), 활성층(130), 오믹 접촉층(140) 및 제 2 도전성막(150a)을 순차적으로 형성한다. 물론 상기 절단영역에는 상기의 막과 층들이 모두 또는 일부가 성장될 수도 있다. 즉, 제 1 도전성막 패턴(410)상에 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(440) 및 제 2 도전성막 패턴(450)이 순차적으로 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 제 1 도전성막으로는 Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd) 및 Cr/Al(Nd) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
전체 기판 상에 PECVD법, 스퍼터링법 등을 이용한 증착 방법을 통해 게이트 절연막(120)을 형성한다. 이때, 게이트 절연막(120)으로는 산화 실리콘 또는 질화 실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 게이트 절연막(120) 상에는 상기의 증착 방법을 통해 활성층(130), 오믹 접촉층(140) 및 제 2 도전성막(150a)을 순차적으로 형성한다. 활성층(130)으로는 비정질 실리콘층을 사용하고, 오믹 접촉층(140)으로는 실리사이드 또는 N형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘층을 사용하고, 제 2 도전성막(150a)으로는 Mo, Al, Cr, Ti 중 적어도 하나의 금속 단일층 또는 다중층을 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 도전성 막(150a)은 상기 제 1 도전성 막과 동일한 물질을 사용할 수도 있다.
도 5b를 참조하면, 제 2 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용한 사진 식각공정을 실시하여 액정 패널 영역(A)에는 게이트 전극(110) 상에 소스 전극(152), 드레인 전극(154) 및 데이터 선(미도시)을 형성하고, 절단영역(C)에는 순차적으로 적층된 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(440), 제 2 도전성막 패턴(450)을 형성한다.
여기서, 액정 패널 영역에 형성되는 상기의 제 2 감광막 마스크 패턴은 소정의 단차를 갖도록 형성하되, 제 2 감광막 마스크 패턴 중 박막 트랜지스터의 채널부(즉, 소스 전극(152)과 드레인 전극(154) 사이에 위치한 부분)는 데이터 선부(즉, 데이터 선이 형성될 부분)보다 높이가 작게 되도록 하고, 나머지 영역의 감광막은 모두 제거하여 채널부가 리세스된 단차를 갖도록 한다. 이때, 단차는 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크 또는 반투과부를 갖는 반투과 마스크를 이용하여 리 소그라피 공정시 빛 투과량을 조절하여 단차를 형성할 수 있다. 또한, 리플로우가 가능한 물질로 이루어진 감광막을 이용하여 이를 노광 현상한 후, 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않는 부분으로 감광막의 일부가 흘러 내리도록 하여 단차를 형성할 수도 있다. 절단영역(B)에 형성된 제 2 감광막 마스크 패턴은 절단영역(B)의 적어도 일부를 차폐하는 형상으로 형성하되, 바람직하게는 절단영역(B)에 형성된 제 1 도전성 패턴(410)과 동일한 작은 점형상으로 형성하는 것이 효과적이다.
다음으로, 상기 제 2 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하되, 활성영역(C)에는 게이트 절연막(120)을 식각 정지막으로 하는 식각 공정을 실시하여 제 2 도전성막(150a), 오믹 접촉층(140) 및 활성층(130)을 제거하고, 절단영역(B)에는 제 2 도전성막, 오믹접촉층, 활성층, 게이트 절연막을 순차적으로 제거한다.
여기서, 식각 공정은 먼저 습식 식각을 실시하여 제 2 감광막 마스크 패턴이 형성되지 않은 영역의 제 2 도전성 막(150a)을 제거하고, 건식 식각 공정을 실시하여 활성층(130) 및 오믹 접촉층(140)을 제거한다. 이후, O2 플라즈마를 이용한 애싱 공정을 실시하여 제 2 감광막 마스크 패턴의 전체적인 높이를 낮추고 단차부분을 제거하여 채널부가 개방된 제 2 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 이렇게 잔류하는 제 2 감광막 마스크 패턴을 이용한 건식 식각을 실시하여 채널이 형성될 부분의 제 2 도전성막(150a) 및 오믹 접촉층(140)을 제거한다. 이후, 소정의 스트립 공정을 실시하여 잔류하는 제 2 감광막 마스크 패턴을 제거한다. 이에 따라 활성영 역(C)의 일부 즉, 소스 전극(152)과 드레인 전극(154) 사이에는 활성층(130)으로 이루어진 채널이 형성되고, 그와 더불어 데이터 선(160)이 형성되고, 활성영역(C)의 나머지에는 게이트 절연막(120)이 잔류한다. 또한, 비 활성영역(D) 상에는 게이트 선(112)과 그 상부에 게이트 절연막(120)이 잔류한다. 절단영역(B)의 일부에는 제 1 도전막 패턴(410), 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(444) 및 제 2 도전성막 패턴(450)이 순차적으로 적층된 돌기가 형성된다.
도 5c를 참조하면, 전체구조 상에 보호막(170)을 형성한 다음, 제 3 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용하여 보호막(170)의 일부를 제거하여 액정 패널 영역(A)에는 콘택홀(172, 174)을 형성하고, 절단영역(B)의 제 2 도전성막 패턴(450) 상에 보호막 패턴(460)을 형성한다.
상기에서 보호막(170)은 게이트 절연막(120)과 동일한 절연물질을 사용하는 것이 바람직하고, 보호막(170)은 다층으로 형성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 보호막(170)은 무기 보호막과 유기 보호막의 두 층으로 형성할 수 있다. 게이트 선(120)의 끝부분인 게이트 패드 일부와, 데이터 선(160)의 끝부분인 데이터 패드 일부와, 유지 전극 배선의 일부를 노출하는 콘택홀(172, 174)을 형성한다.
도 5d를 참조하면 활성영역(C) 상에 화소 전극(182)을 형성하고, 비 활성영역(D)에 게이트 패드(184), 데이터 패드(미도시) 및 유지 전극 배선들 사이를 연결하는 패드(미도시)를 형성한다. 절단영역(B)의 보호막 패턴(460) 상에 제 3 도전성막 패턴(470)을 형성한다.
바람직하게, 전체구조 상에 제 3 도전성막을 형성한 다음, 제 4 감광막 마스 크 패턴을 이용하여 상기 제 3 도전성막을 패터닝하여 화소전극과 패드들을 형성한다. 여기서, 제 3 도전성 막(130a)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투명 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 이후, 상기 활성영역 상에 배양막을 형성한다.
상술한 실시예에서는 절단영역(B)의 하부기판(100) 상에 제 1 도전막 패턴(410), 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(444), 제 2 도전성막 패턴(450), 보호막 패턴(460) 및 제 3 도전성막 패턴(470)을 포함하는 하부 지지패턴(400a)이 형성된다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 하부 지지패턴(400a)이 하부 기판(100) 상에 형성되지 않을 수도 있고, 상기 제 1 도전막 패턴(410), 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(444), 제 2 도전성막 패턴(450), 보호막 패턴(460) 및 제 3 도전성막 패턴(470) 중 적어도 어느 하나의 패턴이 형성되어 이를 지지패턴(400a)으로 사용할 수도 있다.
또한, 상술한 설명에서의 하부 기판(100)은 4매 마스크 공정으로 형성되었지만, 이에 한정되지 않고, 4매 이상의 마스크 공정 또는 4매 이하의 마스크 공정을 통해서도 형성될 수 있다. 또한, 상기의 화소 전극의 일부를 절개한 절개부를 둘수도 있다.
이하, 하기에서는 도 6을 참조하여 상부 기판의 제조 방법을 설명한다.
도 6a를 참조하면, 상부 기판(200)의 액정 패널 영역(A) 배면의 일부에 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(210)를 형성하고, 활성영역(C) 내에 컬러 필터(220)를 형성한다. 절단영역(B)의 일부에는 블랙 매트릭스 패턴(411)과 컬러 필터 패턴(412)이 순차적으로 적층된다.
여기서, 블랙 매트릭스(210)는 하부 기판(100)의 게이트 선(112), 데이터 선 및 박막 트랜지스터를 포함하는 영역과 대응하여 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 액정 패널 영역(A)의 가장자리 둘레에 형성되어 후속 열경화성 수지막(300)이 형성되는 영역을 커버할 수 있도록 하는 것이 효과적이다. 즉, 투명 절연 기판의 배면 상에 불투명 금속 또는 불투명 수지를 포함하는 불투명 물질을 도포한 다음, 마스크를 이용한 패터닝 공정을 실시하여 블랙 매트릭스(210)를 형성한다. 이때, 절단영역(B)의 일부에 블랙매트릭스 패턴(411)을 형성한다.
상기의 블랙 매트릭스(210)가 형성된 상부기판(200) 상에 R, G, B 칼라수지 중 어느 하나를 적층한 후, 칼라수지를 패터닝하여 컬러 필터(220)를 형성하는 것이 효과적이다. 이때, 절단영역(B)의 블랙매트릭스 상부에 컬러 필터 패턴(412)을 형성한다.
컬러 필터(220)는 적(R), 녹(G) 및 청(B)색의 컬러 필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다. 도 6a에 도시된 바와 같이 비 활성영역(D)에는 별도의 막이 형성되지 않는 것이 바람직하다. 이는 후속 공정에서 비 활성영역(D)은 절단되어 제거되는 영역이기 때문이다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 액정 패널 영역(A)의 전체 구조상에 오버코트막(230)을 형성하고, 절단영역(B)의 컬러 필터 패턴(412) 상에는 오버코트막 패턴 (413)을 형성한다. 이후, 액정 패널 영역(A)에 공통전극(240)을 형성하고, 절단영역(B)의 오버코트막 패턴(413) 상에 공통 전극 패턴(414)을 형성한다. 공통전극(240)은 열경화성 수지막(300)이 형성되는 영역에는 형성되지 않는 것이 바람직하다.
공통 전극(240)으로 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO) 또는 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투명 도전막을 이용하는 것이 효과적이다. 또한, 상기의 공통전극(240)의 일부를 절개하는 절개패턴(미도시)을 형성할 수도 있고, 공통전극(240) 하부에 이를 돌출시키기 위한 유기 절연물질로 형성된 돌출패턴(미도시)이 형성될 수도 있다. 이때, 돌출 패턴을 화소 전극 절개부 사이에 배치되도록 형성하여 화소 영역을 다수개의 도메인으로 분할할 수 있다. 상술한 실시예에서는 절단영역(B)의 상부기판(200) 상에 블랙 매트릭스 패턴(411), 컬러 필터 패턴(412), 오버 코트막 패턴(413) 및 공통전극 패턴(414)을 포함하는 상부 지지패턴(400b)이 형성된다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 상부 지지패턴(400b)이 상부 기판(200)상에 형성되지 않을 수도 있고, 블랙 매트릭스 패턴(411), 컬러 필터 패턴(412), 오버 코트막 패턴(413) 및 공통전극 패턴(414) 중 적어도 어느 하나의 패턴이 형성되어 이를 지지패턴(400b)으로 사용할 수도 있다. 다음으로 활성영역(C)에 배양막을 형성한다.
도 7을 참조하면, 이후 상기와 같이 제조된 하부 기판(100)과 상부 기판(200) 사이에 열경화성 수지막(300)을 하부 기판(100) 및/또는 상부기판(200)의 활 성영역(C)의 가장자리에 형성한다. 상기 열 경화성 수지막으로 실란트를 사용하는 것이 바람직하다. 이후, 상부 기판(200)과 하부 기판(100)간을 정렬하여 위치를 맞춘다. 이후, 위치가 정렬된 두 기판을 고온 압착하여 열경화 수지를 경화시켜 상부 기판(200)과 하부 기판(100) 간을 접합한다. 이어서, 진공 주입 방법을 이용하여 스페이서 즉, 경화된 열경화성 수지막(300)에 의해 형성된 소정의 공간에 액정물질을 주입하여 액정층을 형성함으로써 본 실시예에 따른 액정표시장치를 제작한다. 물론 이에 한정되지 않고, 액정층을 형성한 다음, 두 막간을 정렬할 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 절단영역(C)에 상부 지지패턴(400b)과 하부 지지패턴(400a)을 포함하는 지지 패턴(400)이 형성되어 있어, 절단영역(B)으로 인가되는 압력을 지지할 수 있게 되어 열경화성 수지막(300)의 경화 공정시 절단영역으로 아웃가싱이 이루어질 수 있는 충분한 공간을 만들어 줄 수 있다. 이때, 상기 지지 패턴(400)으로 상부 지지 패턴(400b)과 하부 지지 패턴(400a) 중 어느 하나의 패턴만이 형성될 수도 있다.
이후, 절단 공정을 실시하여 개개의 셀 즉, 패널로 분리한다. 이때, 상부기판(200)은 활성영역(C)과 비 활성영역(D)의 경계선을 따라 절단하고, 하부 기판(100)은 액정 패널 영역(A)과 절단영역(B)의 경계선을 절단한다. 상술한 바와 같은 절단공정에 있어서도, 절단영역(B)에 형성된 지지 패턴(400)에 의해 절단시 발생하는 압력을 지지할 수 있게 되어 절단 공정 중 발생할 수 있는 상부 기판(200)과 하부 기판(100)이 휘어지는 현상을 방지할 수 있다.
상술한 실시예에서는 절단 영역에 지지 패턴이 형성되었지만, 이에 한정되지 않고, 비 활성영역 상부에 지지 패턴이 형성될 수도 있을 뿐 아니라 비 활성영역과 절단영역에 지지 패턴이 형성될 수도 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다. 하기 실시예에서는 앞서 설명한 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 제 2 실시예의 기술은 제 1 실시예에도 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상부 기판과 하부 기판이 결합된 후의 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 소정의 패턴이 형성된 상부 기판(1200)과 하부 기판(1100)이 결합되어 형성된 다수의 액정 패널을 포함한다. 이때, 상부 기판(1200)과 하부 기판(1100) 각각은 액정 패널이 형성되는 액정 패널 영역(A)과, 개개의 액정 패널간을 분리하기 위한 절단영역(B)으로 구분된다. 또한, 액정 패널 영역(A)은 화상을 표시하는 활성영역(C)과, 화상에 전기적 신호를 인가하기 위한 비 활성영역(D)으로 구분된다.
본 실시예에서는 비 활성영역(D)의 상부 기판(1200) 일부에는 제 1 지지 패턴(1402)을 포함하는 패턴이 형성되어 있다. 절단영역(B)의 상부 기판(1200) 및/또는 하부 기판(1100)에는 제 2 지지패턴(1401)을 포함하는 패턴이 형성되어 있다.
상부 기판(1200)의 비 활성영역(D)의 소정 영역에 블랙 매트릭스 패턴(1411), 컬러필터 패턴(1412), 오버 코트막 패턴(1413) 및 공통전극 패턴(1414)을 포함하는 제 1 지지패턴(1402)이 형성된다.
즉, 본 실시예에서는 비 활성영역(D)과 절단영역(B) 내에 제 1 및 제 2 지지 패턴(1401, 1402)을 형성하여 어느 한쪽에 열경화성 수지막(1300)이 도포된 상부 기판(1200)과 하부 기판(1100)을 정렬한 다음, 두 기판을 고온 압착하여 열경화 수지를 경화시킬 경우 아웃가싱 채널을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 활성영역(C)의 패턴형성 공정시 제 1 및 제 2 지지패턴(1401, 1402)을 함께 형성하여 공정을 단순화 할 수 있다. 또한, 비 활성영역(D)과 절단영역(B) 상에 지지 패턴(1400)을 형성하여 가압에 의한 기판(1100, 1200)의 휨 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상부 기판의 비 활성영역(D)과, 상부 기판 및 하부 기판의 절단영역(B)은 후속 절단 공정에 의해 액정 패널과 완전히 분리됨으로 인해 제 1 및 제 2 지지패턴(1401, 1402)에 의해 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 구조에 한정되지 않고, 활성영역을 제외한 영역에 스페이서를 이용한 지지 패턴을 형성할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다. 하기 실시예에서는 앞서 설명한 제 1 및 제 2 실시예와 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 제 3 실시예의 기술은 제 1 및 제 2 실시예에도 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 상부 기판과 하부 기판이 결합된 후의 단면도이다.
도 10를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 소정의 패턴이 형성된 상부 기판(2200)과 하부 기판(2100)이 결합되어 형성된 다수의 액정 패널을 포함한다. 이때, 상부 기판(2200)과 하부 기판(2100) 각각은 액정 패널이 형성되는 액정 패널 영역(A)과, 개개의 액정 패널간을 분리하기 위한 절단영역(B)으로 구분 된다. 또한, 액정 패널 영역(A)은 화상을 표시하는 활성영역(C)과, 화상에 전기적 신호를 인가하기 위한 비 활성영역(D)으로 구분된다.
본 실시예에서는 상부기판(2200)의 활성 영역(C)내에 상부 기판(2200)과 하부 기판(2100) 사이의 셀 갭을 균일하게 유지하기 위한 스페이서(2500)가 구비된다. 스페이서(2500)로는 기둥 형상을 갖는 기둥 스페이서(Column Spacer)를 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고, 구 형사의 볼 스페이서(Ball Spacer)를 형성할 수도 있다. 또한, 스페이서(2500)는 하부 기판(2100) 상에도 형성될 수 있다. 상기의 스페이서(2500)는 유기막인 아크릴, BCB등을 도포한 다음 패터닝 하여 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예에서는 활성영역(C)을 제외한 영역내에 스페이서(2500)가 포함된 지지패턴(2400)이 형성된다. 도 10에 도시된 바와 같이 지지패턴(2400)은 상부 기판(2200)의 비 활성 영역(D) 및/또는 절단영역(B)에 블랙 매트릭스 패턴(2411), 컬러필터 패턴(2412), 오버 코트막 패턴(2413), 공통전극 패턴(2414) 및 스페이서 패턴(2420)을 포함하는 지지패턴(2400)이 형성된다.
이와 같이 스페이서 패턴(2420)을 포함하는 지지패턴(2400)으로 인해 활성영역(C)을 제외한 영역의 상부 기판(2200)과 하부 기판(2100) 간의 셀 간격을 일 정하게 유지 할 수 있어, 고온 가압공정시 가스 제거 채널을 충분히 확보 할 수 있다. 또한, 스페이서(2500)와 스페이서 패턴(2420)을 포함하는 지지패턴(2400)의 길이를 충분히 길게 할 수 있어, 공정중 발생하는 외부 압력으로부터 기판이 휘는 현상을 방지할 수 있다.
이하 상술한 지지 패턴의 다양한 실시예들을 도면을 참조하여 설명한다. 하기 설명에서의 지지 패턴들은 제 1 실시예의 상부 지지패턴 및 하부 지지패턴을 중심으로 하여 설명한다.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 하부 지지패턴의 단면도이고, 도 12a 내지 도 12f는 상부 지지 패턴의 단면도이다.
본 발명에 따른 하부 지지 패턴(400a) 및 상부 지지패턴(400b)은 기둥형상으로 한정되어 절단 영역(B) 및 비 활성영역(D)에 형성되지 않고, 다양한 형상으로 제작 가능하다. 이는 활성영역(C)에 형성되는 박막 트랜지스터, 전극, 컬러 필터 및 보호막 등과 같은 다양한 패턴을 이용하여 상부 지지 패턴(400b) 및 하부 지지 패턴(400a)을 형성하기 때문이다.
도 11a에 도시된 바와 같이 하부 지지패턴(400a)은 피라미드 형상으로 형성할 수도 있다. 즉, 하부에 제 1 도전막 패턴(410)을 형성하고, 이보다 작은 폭의 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(440) 및 제 2 도전성막 패턴(450)을 순차적으로 형성하고, 제 2 도전성막 패턴(450)보다 작은 폭의 보호막 패턴(460)을 형성하고, 보호막 패턴(460)보다 작은 제 3 도전성막 패턴(470)을 형성한다.
도 11b에 도시된 바와 같이 각각의 패턴들을 감싸는 형상으로 형성할 수도 있다. 즉, 하부에 제 1 도전막 패턴(410)을 형성하고, 제 1 도전막 패턴(410)을 감싸는 게이트 절연막 패턴(420)을 형성하고, 게이트 절연막 패턴(420)을 감싸는 활성층 패턴(430)을 형성하고, 활성층 패턴(430)을 감싸는 오믹 접촉층 패턴(440) 을 형성하고, 오믹 접촉층 패턴(440)을 감싸는 제 2 도전성막 패턴(450)을 형성하고, 제 2 도전성막 패턴(450)을 감싸는 보호막 패턴(460)을 형성하고, 보호막 패턴(460)을 감싸는 제 3 도전성막 패턴(470)을 형성한다.
도 11c에 도시된 바와 같이 기둥을 감싸는 형상으로 형성할 수도 있다. 즉, 하부에 순차적으로 제 1 도전막 패턴(410), 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(440) 및 제 2 도전성막 패턴(450)을 기둥형상으로 형성하고, 이러한 패턴들을 감싸는 보호막 패턴(460)을 형성하고, 보호막 패턴(460)을 감싸는 제 3 도전성막 패턴(470)을 형성한다.
도 11d 및 도 11e와 같이 일부 패턴만을 이용하여 하부 지지 패턴(400a)을 형성할 수도 있다. 즉, 도 11d에 도시된 바와 같이 게이트 절연막 패턴(420), 활성층 패턴(430), 오믹 접촉층 패턴(440) 및 제 2 도전성막 패턴(450)을 포함하는 하부 지지 패턴(400a)을 형성할 수 있고, 도 11e에 도시된 바와 같이 게이트 절연막 패턴(420), 보호막 패턴(460)을 포함하는 하부 지지 패턴(400a)을 형성할 수도 있다.
이때, 실란트가 경화된 후의 상부 기판(200)과 하부 기판(100)간의 사이 간격을 1로 하였을 경우, 하부 지지 패턴(400a)의 높이는 0.9이하인 것이 효과적이다. 바람직하게는 0.2 내지 0.5가 되도록 한다. 이와 같이 하부 지지 패턴의 높이 조절은 하부 지지 패턴으로 형성되는 패턴들의 증착 높이를 조절하거나 증착 후 그 일부를 식각하거나, 적층되는 패턴의 개수를 조절하여 다양하게 변화 시킬 수 있다.
상부 지지 패턴(400b) 또한, 도 12a에 도시된 바와 같이 피라미드 형상으로 제작 할 수 있고, 도 12b에 도시된 바와 같이 각각의 패턴들이 서로를 감싸는 형상으로 제작될 수 있다. 또한, 도 12c에 도시된 바와 같이 컬러 필터 패턴(412) 및 오버 코트막 패턴(413)을 이용하여 상부 지지 패턴(400b)을 형성할 수 있고, 도 12d에 도시된 바와 같이 오버 코트막 패턴(413)을 이용하여 상부 지지 패턴(400b)을 형성할 수도 있다. 또한, 도 12e에 도시된 바와 같이 컬러 필터 패턴(412)와 스페이서 패턴(450)을 이용하여 상부 지지 패턴(400b)을 형성할 수 있고, 도 12f에 도시된 바와 같이 오버 코트막 패턴(413)과 스페이서 패턴(450)을 이용하여 상부 지지 패턴(400b)을 형성할 수 있다.
이때, 실란트가 경화된 후의 상부 기판(200)과 하부 기판(100)간의 사이 간격을 1로 하였을 경우, 상부 지지 패턴(400b)의 높이는 0.9이하인 것이 효과적이다. 바람직하게는 0.1 내지 0.7가 되도록 한다. 만일 상술범위 보다 작을 경우에는 효과적인 가스 제거 채널을 확보하지 못하고, 클 경우에는 목표로 하는 상부 기판(200)과 하부 기판(100)간의 간격에 변화를 줄 수 있다. 이와 같이 상부 지지 패턴(400b)의 높이 조절은 상부 지지 패턴(400b)으로 형성되는 패턴들의 증착 높이를 조절하거나 증착 후 그 일부를 식각하거나, 적층되는 패턴의 개수를 조절하여 다양하게 변화 시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 활성영역을 제외한 비 활성 영역 및 절단 영역 상에 소정의 지지 패턴을 형성하여 고온압착에 의한 상부 기판과 하부 기판의 결합시 아웃가싱 채널을 확보할 수 있다.
또한, 활성영역에 형성되는 패턴을 형성할 때 더미 패턴 형태로 지지 패턴을 함께 형성하여 추가 공정 없이 지지 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 지지패턴을 통해 외부 가압에 의한 기판의 휨 현상을 방지할 수 있다.

Claims (21)

  1. 활성영역 및 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과, 절단 영역을 갖고,
    상기 활성영역을 제외한 영역에 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버코트막, 공통전극막, 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막으로 형성되고 돌출된 형상의 지지 패턴을 포함하는 컬러 필터 기판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지 패턴은 상기 블랙 매트릭스막, 컬러 필터막, 오버코트막, 공통전극막 및 스페이서막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층된 컬러 필터 기판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 활성영역의 가장자리에 실란트가 형성된 컬러 필터 기판.
  4. 활성영역 및 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과, 절단 영역을 갖고,
    상기 활성영역을 제외한 영역에 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소 전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하 나의 막으로 형성되고 돌출된 형상의 지지 패턴을 포함하는 박막 트랜지스터 기판.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 지지 패턴은 상기 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소전극막 및 스페이서막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층된 박막 트랜지스터 기판.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 활성영역의 가장자리에 실란트가 형성된 박막 트랜지스터 기판.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 비 활성영역 상에 형성된 구동 회로를 더 포함하는 박막 트랜지스터 기판.
  8. 액정 표시 소자에 있어서,
    활성영역과 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과, 절단 영역을 갖는 상 부 기판 및 하부 기판을 포함하고,
    상기 상부 기판의 상기 활성영역을 제외한 영역에 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버 코드막, 공통전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막으로 형성되고, 돌출된 형상의 상부 지지 패턴과, 상기 하부 기판의 상기 활성영역을 제외한 영역에 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막으로 형성되고, 돌출된 형상의 하부 지지 패턴을 포함하는 액정 표시 소자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 지지 패턴은 상기 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버 코드막, 공통전극막 및 스페이서막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층되고, 상기 하부 지지 패턴은 상기 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인막, 보호막, 화소전극막 중 적어도 두개의 막이 순차적으로 적층된 액정 표시 소자.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 기판, 상기 하부 기판, 또는 상기 상부 및 하부 기판의 상기 활성영역의 가장자리에 실란트가 형성된 액정 표시 소자.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 하부 기판의 상기 비 활성영역 상에 상기 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 구동 회로를 더 포함하는 액정 표시 소자.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 기판 및 하부 기판은 액정, 화소전극, 박막 트랜지스터, 컬러필터 및 공통전극을 포함하는 다수의 상기 활성영역과 상기 박막 트랜지스터의 게이트 선과 데이터 선에 접속된 다수의 패드가 형성된 다수의 비 활성영역으로 구분된 다수의 상기 액정 패널 영역과, 상기 액정 패널 영역간을 분리하기 위한 다수의 상기 절단 영역으로 분리된 액정 표시 소자.
  13. 활성영역 및 비 활성영역으로 구분된 액정 패널 영역과 절단 영역을 갖는 상부 기판 및 하부 기판을 마련하는 단계;
    상기 하부기판의 상기 활성영역에 게이트선, 데이터선, 화소 전극, 박막 트랜지스터 및 유지 전극을 형성하고, 상기 비 활성영역에 상기 게이트선 및 데이터선에 각기 접속된 게이트 패드 및 데이터 패드를 형성하고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 게이트 금속막, 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막, 소스/드레인 막, 보호막 및 화소 전극막 중 적어도 어느 하나의 막을 포함하는 하부 지지 패턴을 형성하는 단계;
    상기 상부 기판에 블랙 매트릭스막, 컬러필터막, 오버코트막, 공통전극막 및 스페이스막 패턴을 형성하고, 상기 절단영역에 상기 블랙 매트릭스막, 컬러 필터막, 오버 코트막, 공통 전극막 및 스페이서막 중 적어도 어느 하나의 막을 포함하는 상부 지지 패턴을 형성하는 단계;
    지지 패턴이 형성된 상기 상부 기판과 하부 기판의 상기 활성영역 가장자리에 실란트를 형성하는 단계;
    상기 상부 기판과 하부 기판을 결합하는 단계; 및
    상기 상부 기판의 상기 활성영역과 비 활성영역의 경계면을 절단하고, 상기 하부 기판의 상기 액정 패널 영역과 절단 영역의 경계면을 절단하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 하부지지 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 하부 기판 상에 상기 게이트 금속막을 형성하는 단계; 및
    상기 활성영역에 게이트 전극 및 상기 게이트 선을 형성하고, 상기 비 활성영역에 상기 게이트 패드를 형성하고, 상기 활성 영역을 제외한 영역에 게이트 금속 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 하부 지지 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 활성영역에 게이트 전극 및 게이트선을 형성하고, 상기 비 활성영역에 상기 게이트 패드가 형성된 상기 하부 기판 상에 게이트 절연막, 활성막, 오믹 접촉막 및 소스/드레인막을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 활성영역에 게이트 전극과 소스 및 드레인을 포함하는 박막 트랜지스터와, 드레인과 접속된 데이터선을 형성하고, 상기 비 활성영역의 게이트 패드 상에 게이트 절연막을 잔류시키고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 게이트 절연막 패턴, 활성층 패턴, 오믹 접촉층 패턴 및 소스/드레인막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 하부 지지패턴을 형성하는 단계는,
    상기 활성영역에 상기 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 유지 전극이 형성된 하부 기판 상에 상기 보호막 및 화소 전극 막을 형성하는 단계; 및
    상기 활성영역에 화소전극을 형성하고, 상기 비 활성영역에 게이트 패드 콘택 및 드레인 패드 콘택을 형성하고, 상기 활성영역을 제외한 영역에 보호막 패턴 및 화소 전극막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  17. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 상부 기판의 배면에 상기 블랙 매트릭스막을 형성하는 단계; 및
    상기 블랙 매트릭스막을 패터닝 하여 상기 절단영역에 상기 블랙 매트릭스막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  18. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 상부 기판 또는 블랙 매트릭스막이 형성된 상기 상부 기판의 배면에 상기 컬러 필터막을 형성하는 단계; 및
    상기 컬러 필터막을 패터닝 하여 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 컬러 필터막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  19. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 상부 기판, 블랙 매트릭스막 및 컬러 필터막중 어느 하나의 막이 형성된 상기 상부 기판의 배면에 오버 코트막을 형성하는 단계; 및
    상기 오버 코트막을 패터닝하여 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 오버 코트막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  20. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 상부 기판, 블랙 매트릭스막, 컬러 필터막 및 오버 코트막중 어느 하나의 막이 형성된 상기 상부 기판 배면에 공통 전극막을 형성하는 단계; 및
    상기 공통 전극막을 패터닝하여 상기 절단영역에 상기 공통 전극막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  21. 청구항 13에 있어서, 상기 상부 지지 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 상부 기판, 컬러 필터막, 오버코트막 및 공통 전극막 중 어느 하나의 막이 형성된 상기 상부 기판 배면에 스페이서막을 형성하는 단계; 및
    상기 스페이서막을 패터닝하여 상기 활성영역을 제외한 영역에 상기 공통 전극막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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