KR20060132172A

KR20060132172A - Display panel

Info

Publication number: KR20060132172A
Application number: KR1020050052361A
Authority: KR
Inventors: 조영제; 이윤석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-17
Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2006-12-21

Abstract

A display panel is provided to stably maintain an interval between display substrates, and improve durability against external pressure, and a margin of a liquid crystal injection process by forming a column spacer of a photosensitive material including a hydrophobic monomer. A second display substrate(200) is disposed to face a first display substrate(100). A column spacer(320) is formed on at least one of the first display substrate and the second display substrate, maintains an interval between the first display substrate and the second display substrate, and is formed of a photosensitive material including a monomer having a hydrophobic property.

Description

Display panel {DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널용 제1 표시판의 배치도이다.1 is a layout view of a first display panel for a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 제1 표시판을 포함하는 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the display device including the first display panel of FIG. 1 along the line II-II ′.

도 3은 도 1의 제1 표시판을 포함하는 표시 장치를 Ⅲ-Ⅲ' 및 Ⅲ'-Ⅲ"선을 따라 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a display device including the first display panel of FIG. 1 along lines III-III 'and III'-III ".

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 : 제1 표시판 110: 제1 절연 기판100: first display panel 110: first insulating substrate

121 : 게이트 라인 124 : 게이트 전극121: gate line 124: gate electrode

140 : 게이트 절연막 154 : 반도체층140: gate insulating film 154: semiconductor layer

171 : 데이터 라인 173 : 소스 전극171: data line 173: source electrode

175 : 드레인 전극 180 : 보호막175: drain electrode 180: protective film

190 : 화소 전극 200 : 제2 표시판190: pixel electrode 200: second display panel

210 : 제2 절연 기판 220 : 차광 부재210: second insulating substrate 220: light blocking member

230 : 컬러 필터 250 : 평탄화막230: color filter 250: planarization film

320 : 칼럼 스페이서320: column spacer

본 발명은 표시 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 표시 패널을 이루는 양 표시판의 간격을 안정적으로 유지하며, 외압에 대한 내성 및 액정 주입 공정 마진을 모두 향상시킬 수 있도록 개선한 칼럼 스페이서를 포함하는 표시 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a display panel. More particularly, the present invention relates to a display panel, and more particularly, to include stably maintaining a gap between two display panels constituting the display panel, and to improve both resistance to external pressure and margin of a liquid crystal injection process. It relates to a display panel.

표시 패널은 표시 장치에 사용되어 화상을 표시한다. 표시 패널에는 여러 종류가 있으며, 그 중에서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 소형 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)이 대표적인 표시 패널로 자리 잡고 있다.The display panel is used for a display device to display an image. There are many types of display panels, and among them, liquid crystal display panels (Liquid Crystal Display Panel), which is smaller and lighter, and whose performance is further improved, is becoming a representative display panel centering on the rapidly developing semiconductor technology.

액정 표시 패널은 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube, CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목받아 왔고, 현재는 표시 패널을 필요로 하는 핸드폰 및 PDA(portable digital assistor) 등과 같은 소형 제품뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되어 사용되는 등 표시 패널이 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.As liquid crystal display panels have advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, they have been gradually attracting attention as an alternative means to overcome the disadvantages of conventional cathode ray tubes (CRTs). In addition to small products such as mobile phones and portable digital assistors (PDAs), they are used in almost all information processing devices that require display panels, such as those used in medium and large-sized monitors and TVs.

액정 표시 패널은 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판, 그 사이에 삽입되어 있는 액정층, 및 두 표시판의 간격을 균일하게 지지하는 기판 간격재를 포함한다. 두 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 전기장의 세기를 변화시켜 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시한다.The liquid crystal display panel includes two display panels on which the field generating electrodes are formed, a liquid crystal layer interposed therebetween, and a substrate spacer that uniformly supports the gap between the two display panels. Voltage is applied to both electrodes to generate an electric field in the liquid crystal layer, and the intensity of the electric field is changed to rearrange the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer, thereby controlling the transmittance of transmitted light to display an image.

기판 간격재는 구형이며 불규칙적으로 산포되는 비즈 스페이서(beads spacer)와 일정한 패턴으로 형성하는 칼럼 스페이서(column spacer) 또는 리지드 스페이서(rigid spacer)로 구분된다.Substrate spacers are divided into spherical and irregularly distributed beads spacers and column spacers or rigid spacers formed in a predetermined pattern.

칼럼 스페이서는 양 표시판 중에서 하나 이상의 표시판에 감광막을 도포하고 노광 및 현상하여 화소 내부의 빛이 투과하지 않는 부분, 예컨대, 채널부, 게이트라인, 유지 전극 라인 등에 대응하여 원하는 패턴으로 형성한다.The column spacer is formed in a desired pattern by applying a photoresist film to one or more display panels of both display panels, exposing and developing the light to the light inside the pixel, for example, channel portions, gate lines, sustain electrode lines, and the like.

칼럼 스페이서는 액정 주입 공정 마진 확보와 외부의 압력에 대한 양 표시판의 간격을 유지라는 서로 상반된 두 가지의 특성이 요구된다. 양 표시판 사이에 형성되는 칼럼 스페이서의 수가 증가할수록 액정 주입 공정 마진은 적어지나 외압에 대한 내성은 좋아진다. 반면, 칼럼 스페이서의 수가 감소할수록 액정 주입 공정 마진은 커지나 외압에 대한 내성은 떨어지게 되는 문제점이 있다. 따라서 액정 주입 공정 마진을 확보함과 동시에 외압에 대한 내성도 적정한 수준으로 유지할 수 있는 방법이 요구되고 있다.The column spacers require two opposite characteristics, such as securing a margin of the liquid crystal injection process and maintaining a gap between the two panels with respect to external pressure. As the number of column spacers formed between the two display panels increases, the margin of the liquid crystal injection process decreases, but the resistance to external pressure is improved. On the other hand, as the number of column spacers decreases, the liquid crystal injection process margin increases, but the resistance to external pressure decreases. Therefore, there is a demand for a method of securing margins for the liquid crystal injection process and maintaining resistance to external pressure at an appropriate level.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 표시 패널을 이루는 양 표시판의 간격을 안정적으로 유지하며, 외압에 대한 내성 및 액정 주입 공정 마진을 모두 향상시킬 수 있도록 개선한 칼럼 스페이서를 포함하는 표시 패널을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above-described problem, and to maintain a stable interval between the two display panel constituting the display panel, including a column spacer improved to improve both the resistance to external pressure and the margin of the liquid crystal injection process To provide a display panel.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 표시 패널은, 제1 표시판, 상기 제1 표시판과 대향 배치된 제2 표시판 그리고 상기 제1 표시판 및 상기 제2 표시판 중에서 하나 이상의 표시판 상에 형성되어 양 표시판의 간격을 유지하며 소수성(hydrophobic property) 모노머(monomer)가 첨가된 감광성 물질로 만들어진 칼럼 스페이서(column spacer)를 포함한다.In order to achieve the above object, the display panel according to the present invention includes a first display panel, a second display panel disposed to face the first display panel, and a display panel formed on at least one of the first display panel and the second display panel. And a column spacer made of a photosensitive material to which a hydrophobic property monomer is added at intervals of.

상기 소수성 모노머는 긴 사슬의 알킬(alkyl)로 이루어진 것이 바람직하다.The hydrophobic monomer is preferably made of a long chain alkyl.

여기서, 상기 소수성 모노머는 0.1 ~ 2% 중량의 비율로 상기 감광성 물질에 첨가되는 것이 바람직하다.Here, the hydrophobic monomer is preferably added to the photosensitive material in a ratio of 0.1 to 2% by weight.

또한, 상기 감광성 물질에는 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 30℃ 이하인 아크릴(acryl) 모노머가 더 첨가되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that an acryl monomer having a glass transition temperature (Tg) of 30 ° C. or less is further added to the photosensitive material.

여기서, 상기 아크릴 모노머는 0.1 ~ 5% 중량의 비율로 상기 감광성 물질에 첨가되는 것이 바람직하다.Here, the acrylic monomer is preferably added to the photosensitive material in a ratio of 0.1 to 5% by weight.

상기한 표시 패널에 있어서, 상기 칼럼 스페이서가 형성된 표시판의 판면에 대한 상기 칼럼 스페이서의 평균 경사각이 10 ~ 50°인 것이 바람직하다.In the above display panel, the average inclination angle of the column spacer with respect to the plate surface of the display panel on which the column spacer is formed is preferably 10 to 50 °.

이에, 표시 패널을 이루는 양 표시판의 간격을 안정적으로 유지하며, 외압에 대한 내성 및 액정 주입 공정 마진을 모두 향상시킬 수 있게 된다.As a result, the distance between the two display panels constituting the display panel can be maintained stably, and both resistance to external pressure and liquid crystal injection process margin can be improved.

이하에서 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 패널을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부도면에서는, 실시예로 5매 마스크 공정으로 형성된 비정질 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터(TFT)가 사용된 표시 패널이 개략적으로 도시되어 있다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여 기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, a liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, a display panel using an amorphous silicon (a-Si) thin film transistor (TFT) formed by a five-sheet mask process is shown schematically. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

또한, 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.In addition, in the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널에 사용되는 제1 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 제1 표시판을 포함하는 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 제1 표시판을 포함하는 표시 장치를 Ⅲ-Ⅲ' 및 Ⅲ'-Ⅲ"선을 따라 도시한 단면도이다.1 is a layout view of a first display panel used in a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a display device including the first display panel of FIG. 1 taken along a line II-II '. 3 is a cross-sectional view illustrating a display device including the first display panel of FIG. 1 along lines III-III 'and III'-III ".

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널은 제1 표시판(100), 이와 마주보고 있는 상부 표시판(200), 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 주입되어 있는 액정층(3) 및 양 표시판의 간격을 유지하는 칼럼 스페이서(320)를 포함한다. 액정층(3)의 액정 분자는 제1 표시판(100)에서 제2 표시판(200)에 이르기까지 순차적으로 비틀려져 배향되어 있는 비틀린 네마틱(twisted nematic) 방식으로 배열될 수 있으며, 두 표시판(100, 200)에 대하여 수직하게 배열될 수도 있다.The display panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal layer 3 injected between the first display panel 100, the upper display panel 200 facing the first display panel, and the first display panel 100 and the second display panel 200. ) And a column spacer 320 to maintain a gap between the two display panels. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 may be arranged in a twisted nematic manner in which the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 are sequentially twisted and aligned from the first display panel 100 to the second display panel 200. , 200 may be arranged perpendicularly.

먼저, 제1 표시판(100)의 구성에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.First, the configuration of the first display panel 100 will be described in detail.

유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 제1 절연 기판(110) 위에 주로 가로 방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트 라인(121)과 유지 전극 라인(131)이 형성되어 있다.A plurality of gate lines 121 and sustain electrode lines 131 extending mainly in the horizontal direction are formed on the first insulating substrate 110 made of an insulating material such as glass, quartz, ceramic, or plastic.

게이트 라인(121)은 복수의 부분이 아래로 확장되어 게이트 전극(124)을 이루고, 한쪽 끝 부분(129)은 외부 회로와의 연결을 위하여 넓게 확장되어 있다.The gate line 121 has a plurality of portions extending downward to form the gate electrode 124, and one end portion 129 is widely extended for connection with an external circuit.

각 유지 전극 라인(131)은 그로부터 뻗어 나온 여러 벌의 유지 전극(storage electrode)(133a, 133b)을 포함한다. 한 벌의 유지 전극(133a, 133b)은 세로 방향으로 뻗어 나오며 화소의 가장자리에 배치되어 있다.Each storage electrode line 131 includes a plurality of storage electrodes 133a and 133b extending therefrom. The pair of sustain electrodes 133a and 133b extend in the vertical direction and are disposed at the edge of the pixel.

게이트 라인(121) 및 유지 전극 라인(131)은 Al, Ag, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금 따위로 만들어진다. 도 2에 도시한, 본 발명에 따른 실시예의 게이트 라인(121) 및 유지 전극 라인(131)은 단일층으로 이루어지지만, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 또는 이들을 포함하는 합금의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 이중층으로 이루어질 수도 있다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트 라인(121)과 유지전극 라인(131)을 만들 수 있다. 게이트 라인(121)과 유지 전극 라인(131)이 측면은 경사져 있으며 수평면에 대한 경사각은 30 - 80°인 것이 바람직하다.The gate line 121 and the sustain electrode line 131 are made of a metal such as Al, Ag, Cr, Ti, Ta, Mo, or an alloy containing the same. As shown in FIG. 2, the gate line 121 and the sustain electrode line 131 of the embodiment according to the present invention may be formed of a single layer, but have a metal layer of Cr, Mo, Ti, Ta, or an alloy including these having excellent physicochemical properties. It may be made of a double layer including an Al-based or Ag-based metal layer having a low specific resistance. In addition, the gate line 121 and the sustain electrode line 131 may be made of various metals or conductors. The sidewalls of the gate line 121 and the storage electrode line 131 are inclined side by side, and the inclination angle with respect to the horizontal plane is 30 to 80 °.

게이트 라인(121)과 유지 전극 라인(131)의 위에는 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성된다.A gate insulating layer 140 made of silicon nitride (SiNx) or the like is formed on the gate line 121 and the storage electrode line 131.

게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터 라인(171)을 비롯하여 복수의 박 막 트랜지스터 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다. 각 데이터 라인(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 각 드레인 전극(175)을 향하여 복수의 분지를 내어 박막 트랜지스터의 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다.A plurality of thin film transistor drain electrodes 175, including a plurality of data lines 171, are formed on the gate insulating layer 140. Each data line 171 extends mainly in the vertical direction, and forms a plurality of branches toward each drain electrode 175 to form a source electrode 173 of the thin film transistor.

데이터 라인(171), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)도 게이트 라인(121)과 마찬가지로 크롬, 몰리브덴, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금 등의 도전 물질로 만들어지며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.Like the gate line 121, the data line 171, the source electrode 173, and the drain electrode 175 are also made of a conductive material such as chromium, molybdenum, aluminum, or an alloy containing the same, and may be formed in a single layer or multiple layers. Can be done.

게이트 전극(124)이 위치한 게이트 절연막(140)과 데이터 라인(171)에서 분기된 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(154)과 n형 불순물이 고농도 도핑된 n+ 수소화 비정질 실리콘으로 이루어진 저항성 접촉층(163, 165)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 저항성 접촉층(163, 165)은 게이트 전극(124)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 있다. 즉, 저항성 접촉층(163, 165)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 아래에 각각 위치하여 반도체층(154)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이의 접촉 저항을 감소시킨다.The semiconductor layer 154 made of amorphous silicon and the n-type impurities are heavily doped between the gate insulating layer 140 where the gate electrode 124 is located, the source electrode 173 and the drain electrode 175 branched from the data line 171. Resistive contact layers 163 and 165 made of n + hydrogenated amorphous silicon are sequentially formed. Here, the ohmic contacts 163 and 165 are separated at both sides with respect to the gate electrode 124. That is, the ohmic contacts 163 and 165 are disposed under the source electrode 173 and the drain electrode 175, respectively, to reduce the contact resistance between the semiconductor layer 154, the source electrode 173, and the drain electrode 175. Let's do it.

데이터 라인(171), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 또는 질화 규소 등의 무기 절연 물질 등으로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성된다.On the data line 171, the source electrode 173, and the drain electrode 175, a material formed of plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or an organic material having excellent planarization characteristics and photosensitivity is formed. A passivation layer 180 made of a low dielectric constant insulating material such as -Si: C: O, a-Si: O: F, or an inorganic insulating material such as silicon nitride is formed.

보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 적어도 일부와 데이터 라인(171)의 끝 부분(179)을 각각 노출시키는 복수의 접촉 구멍(181, 185)이 구비되어 있으며, 게 이트 라인(121)의 끝 부분(129)과 유지 전극 라인(131)의 일부를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181, 183, 184)이 게이트 절연막(140)과 보호막(180)을 관통하고 있다.The passivation layer 180 includes a plurality of contact holes 181 and 185 exposing at least a portion of the drain electrode 175 and an end portion 179 of the data line 171, respectively. A plurality of contact holes 181, 183, and 184 exposing portions of the end portion 129 and the sustain electrode line 131 penetrate the gate insulating layer 140 and the passivation layer 180, respectively.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(190)을 비롯하여 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 화소 전극(190) 및 접촉 보조 부재(81, 82)는 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체나 알루미늄(Al)과 같은 광 반사특성이 우수한 불투명 도전체 따위로 만들어진다.A plurality of contact assistants 81 and 82, including a plurality of pixel electrodes 190, are formed on the passivation layer 180. The pixel electrode 190 and the contact assistants 81 and 82 are made of a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or an opaque conductor having excellent light reflection characteristics such as aluminum (Al). .

또한, 보호막(180)의 위에는 게이트 라인(121)을 건너 그 양쪽에 위치하는 두 유지 전극 라인(131)을 연결하는 유지 배선 연결 다리(84)가 형성되어 있다. 유지 배선 연결 다리(84)는 보호막(180)과 게이트 절연막(140)을 관통하는 접촉구(183, 184)를 통하여 유지 전극(133b) 및 유지 전극 라인(131)에 접촉하고 있다. 유지 배선 연결 다리(84)는 제1 절연 기판(110) 위의 유지 전극 라인(131) 전체를 전기적으로 연결하는 역할을 하고 있다. 이러한 유지 전극 라인(131)은 필요할 경우 게이트 라인(121)이나 데이터 라인(171)의 결함을 수리하는데 이용할 수 있다.In addition, a passivation line connecting bridge 84 is formed on the passivation layer 180 to connect two sustain electrode lines 131 across the gate line 121 and positioned at both sides thereof. The storage wiring connection bridge 84 is in contact with the storage electrode 133b and the storage electrode line 131 through the contact holes 183 and 184 penetrating through the passivation layer 180 and the gate insulating layer 140. The storage wiring connection bridge 84 serves to electrically connect the entire storage electrode line 131 on the first insulating substrate 110. The storage electrode line 131 may be used to repair a defect of the gate line 121 or the data line 171 if necessary.

접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트 라인의 끝 부분(129)과 데이터 라인의 끝 부분(179)에 연결되어 있다.The contact auxiliary members 81 and 82 are connected to the end portion 129 of the gate line and the end portion 179 of the data line through contact holes 181 and 182, respectively.

다음, 제2 표시판(200)의 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Next, the configuration of the second display panel 200 will be described in detail.

제2 표시판(200)은, 제1 절연 기판(110)과 마찬가지로, 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 제2 절연 기판(210) 상에 제 1 표시판(100)의 화소 전극(190)과 마주보는 개구부를 가지며 서로 이웃하는 화소 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 차광 부재(220)가 형성된다. 이러한 차광 부재(220)는 박막 트랜지스터의 반도체층(154)에 입사하는 외부광을 차단하기 위해 박막 트랜지스터에 대응되는 위치에도 형성된다. 도 1의 점선은 차광 부재의 개구부를 나타낸다. 차광 부재는 크롬, 크롬 옥사이드 및 크롬 나이트라이드 등의 단일 또는 이들이 조합된 다중의 금속층으로 만들어지거나, 빛을 차단하기 위해 검은색 계통의 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 만들 수 있다. 여기서, 검은색 계통의 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용할 수 있다.Like the first insulating substrate 110, the second display panel 200 includes a pixel of the first display panel 100 on a second insulating substrate 210 made of an insulating material such as glass, quartz, ceramic, or plastic. A light blocking member 220 having an opening facing the electrode 190 and blocking light leaking between neighboring pixels is formed. The light blocking member 220 is also formed at a position corresponding to the thin film transistor to block external light incident to the semiconductor layer 154 of the thin film transistor. The dotted line in FIG. 1 represents an opening of the light blocking member. The light blocking member may be made of a single or a combination of multiple metal layers such as chromium, chromium oxide and chromium nitride, or may be made of a photosensitive organic material with a black pigment added to block light. Here, carbon black, titanium oxide, or the like may be used as the black pigment.

차광 부재(220)가 형성된 제2 절연 기판(210) 상에는 3원색을 갖는 컬러 필터(230)가 각각 순차적으로 배치된다. 이때, 컬러 필터(230)의 색은 반드시 3원색에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 색으로 다양하게 구성될 수 있다. 각 컬러 필터(230)의 경계는 차광 부재(220) 위에 위치하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 이웃하는 컬러 필터(230)의 가장자리가 서로 중첩되어 누설되는 빛을 차단하는 차광 부재(220)와 같은 기능을 가질 수 있다.The color filters 230 having three primary colors are sequentially disposed on the second insulating substrate 210 on which the light blocking member 220 is formed. In this case, the color of the color filter 230 is not necessarily limited to the three primary colors, it may be variously configured with one or more colors. The boundary of each color filter 230 is positioned on the light blocking member 220, but is not limited thereto, and the light blocking member 220 may block light leaked by overlapping edges of color filters 230 adjacent to each other. It can have the same function.

차광 부재와 컬러 필터 위에는 절연 물질로 이루어진 평탄화막(250)이 형성된다. 평탄화막(250)은 컬러 필터(230)를 보호하고 제2 표시판(200)을 전체적으로 평탄화하며, 주로 아크릴계 에폭시재료를 사용하여 만들어지게 된다.The planarization layer 250 made of an insulating material is formed on the light blocking member and the color filter. The planarization layer 250 protects the color filter 230 and planarizes the second display panel 200 as a whole, and is mainly made of an acrylic epoxy material.

평탄화막(250) 위에는 화소 전극(190)과 함께 액정 분자를 구동하기 위한 전계를 형성하며 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(270)이 형성된다.The common electrode 270 is formed on the planarization layer 250 together with the pixel electrode 190 to form an electric field for driving the liquid crystal molecules and is made of a transparent conductive material such as ITO or IZO.

서로 대향하는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에는 양 표시판(100, 200)의 간격을 일정하게 유지하며, 절연 물질로 이루어진 칼럼 스페이서(320)가 형성되어 두 표시판(100, 200)을 지지한다.Between the first display panel 100 and the second display panel 200 facing each other, the gap between the two display panels 100 and 200 is kept constant and a column spacer 320 made of an insulating material is formed so that the two display panels 100, 200).

도 2에는 제2 표시판(200) 상에 형성된 칼럼 스페이서(320)를 도시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 칼럼 스페이서(320)는 제1 표시판(100) 또는 제2 표시판(200) 중 어느 하나의 표시판에 형성되거나, 양 표시판(100, 200)에 모두 형성될 수 있다. 이때, 칼럼 스페이서(320)는 제1 표시판(100)에 형성된 박막 트랜지스터, 게이트 라인(121), 데이터 라인(171), 또는 게이트 라인(121)과 데이터 라인(171)의 교차영역에 대응하도록 배치되어 있다.Although FIG. 2 illustrates a column spacer 320 formed on the second display panel 200, the present invention is not limited thereto. That is, the column spacer 320 may be formed on either one of the first display panel 100 or the second display panel 200, or both the display panels 100 and 200. In this case, the column spacer 320 is disposed so as to correspond to the thin film transistor, the gate line 121, the data line 171, or the cross region of the gate line 121 and the data line 171 formed on the first display panel 100. It is.

칼럼 스페이서(320)는 소수성(hydrophobic property) 모노머(monomer)가 첨가된 감광성 물질로 이루어져 있다. 또한, 감광성 물질에는 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 30℃ 이하인 아크릴(acryl) 모노머를 더 첨가되어 있다. 소수성 모노머는 전체 중량 대비 0.1 ~ 2% 중량의 비율로 감광성 물질에 첨가되어 있고, 유리 전이 온도가 30℃ 이하인 아크릴 모노머는 전체 중량 대비 0.1 ~ 5% 중량의 비율로 감광성 물질에 첨가되어 있다.The column spacer 320 is made of a photosensitive material to which a hydrophobic property monomer is added. In addition, an acryl monomer having a glass transition temperature (Tg) of 30 ° C. or less is further added to the photosensitive material. The hydrophobic monomer is added to the photosensitive material at a ratio of 0.1 to 2% by weight based on the total weight, and the acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 ° C. or less is added to the photosensitive material at a ratio of 0.1 to 5% by weight based on the total weight.

소수성 모노머는 친수성 작용기를 갖지 않은, 즉 긴 사슬의 알킬(alkyl)로 이루어진다. 이러한 소수성 모노머의 종류는 다음의 화학식으로 표현되는 물질을 포함한다.Hydrophobic monomers consist of long chain alkyls that do not have hydrophilic functional groups. The kind of such hydrophobic monomer includes a substance represented by the following formula.

화학식 ;Chemical formula;

유리 전이 온도가 30℃ 이하인 아크릴 모노머는 다음과 같은 종류들을 포함한다.Acrylic monomer whose glass transition temperature is 30 degrees C or less contains the following types.

n-부틸메타크릴레이트(n-Butyl methacrylate), 2-에틸헥실메타크릴레이트(2-Ethyl hexyl methacrylate), 이소데실메타크릴레이트(Isodecyl methacrylate), 및 n-라우릴메타크릴레이트(n-Lauryl methacrylate).n-Butyl methacrylate, 2-Ethyl hexyl methacrylate, Isodecyl methacrylate, and n-lauryl methacrylate (n-Lauryl methacrylate).

이와 같이, 소수성 모노머 및 유리 전이 온도가 30℃ 이하인 아크릴 모노머가 첨가된 감광성 물질로 형성된 칼럼 스페이서(320)의 표면은 제2 표시판(200)의 판면에 대해 10 ~ 50°의 평균 경사각(θ)을 갖는다.As such, the surface of the column spacer 320 formed of the photosensitive material to which the hydrophobic monomer and the acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 ° C. or less is added may have an average inclination angle θ of 10 to 50 ° with respect to the plate surface of the second display panel 200. Has

소수성 모노머는 제2 절연 기판 상에 감광성 물질을 도포하고 노광한 후, 현상하여 칼럼 스페이서(320)를 형성하는 과정에서 현상액이 칼럼 스페이서(320) 내부로 침투하여 언더컷(undercut)현상이 발생하거나 칼럼 스페이서(320)가 기판의 판면에 대해 60° 이상의 급한 경사각으로 형성되는 것을 방지한다.The hydrophobic monomer is coated with a photosensitive material on the second insulating substrate and exposed, and then developed to form the column spacer 320. The developer penetrates into the column spacer 320 to generate an undercut phenomenon or a column. The spacer 320 is prevented from being formed at a steep inclination angle of 60 ° or more with respect to the plate surface of the substrate.

또한, 유리 전이 온도가 30℃ 이하인 아크릴 모노머는 현상 공정을 마친 칼럼 스페이서(320)를 경화시키기 위한 열고착(hard bake) 공정에서 열에 의해 칼럼 스페이서(320)를 이루는 감광성 물질의 흘러내림(heat flow)을 유발하여 기판의 판 면에 대한 칼럼 스페이서(320)의 경사각(θ)을 더욱 완만하게 만든다.In addition, the acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 ° C. or less may cause heat flow of the photosensitive material constituting the column spacer 320 by heat in a hard bake process for curing the column spacer 320 after the development process. ) To make the inclination angle θ of the column spacer 320 with respect to the plate surface of the substrate more gentle.

이렇게 기판의 판면에 대해 완만한 경사각을 갖도록 형성된 칼럼 스페이서(320)는 탄성이 좋아져서 외압에 대한 압축 및 회복 특성이 향상된다. 따라서, 비교적 적은 수의 칼럼 스페이서(320)를 가지고도 양 표시판(100, 200)의 간격을 유지할 수 있어, 표시 패널의 외압에 대한 내성 및 액정 주입 공정 마진을 모두 향상시킬 수 있다.The column spacer 320 formed to have a gentle inclination angle with respect to the plate surface of the substrate is improved in elasticity, thereby improving compression and recovery characteristics against external pressure. Therefore, even with a relatively small number of column spacers 320, the gap between the two display panels 100 and 200 can be maintained, thereby improving both resistance to external pressure of the display panel and the margin of the liquid crystal injection process.

제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)은 서로 대향 배치되어 실런트(미도시)에 의해 상호 결합되어 있다. 양 표시판(100, 200) 사이에는 액정층이 채워져 있다.The first display panel 100 and the second display panel 200 are disposed to face each other and are coupled to each other by a sealant (not shown). The liquid crystal layer is filled between the two display panels 100 and 200.

또한, 두 표시판(100, 200)의 서로 대향하는 면에는 액정층(3)의 액정 분자를 배향하기 위한 배향막(11, 21)이 형성되어 있으며, 두 표시판(100, 200)의 외부면에는 편광판(12, 22)이 각각 부착된다.In addition, alignment layers 11 and 21 for aligning liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 3 are formed on opposite surfaces of the two display panels 100 and 200, and polarizing plates are formed on the outer surfaces of the two display panels 100 and 200. 12 and 22 are attached, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조공정을 양 표시판(100, 200)의 간격을 유지하는 칼럼 스페이서(320)의 형성과정을 중심으로 설명하면 다음과 같다.The manufacturing process of the display panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described below with reference to a process of forming the column spacer 320 maintaining the gap between the two display panels 100 and 200.

차광 부재(220), 컬러 필터(230), 평탄화막(250) 및 공통 전극(270) 등이 형성된 제2 표시판(200) 상에 아크릴 등 열경화성 수지에 광반응 개시제, 소수성 모노머, 유리 전이 온도가 30℃ 이하인 아크릴 모노머, 및 기타 부가용제를 함께 용해하여 만들어진 감광성 물질을 도포한 다음 노광 및 현상 공정을 통해 패터닝하여 제1 표시판(100)과의 간격을 유지하도록 칼럼 스페이서(320)를 형성한다. 이때, 형성된 칼럼 스페이서(320)를 경화시키는 열고착 공정을 더 진행할 수 있다.On the second display panel 200 on which the light blocking member 220, the color filter 230, the planarization film 250, the common electrode 270, and the like are formed, a photoreaction initiator, a hydrophobic monomer, and a glass transition temperature are applied to a thermosetting resin such as acrylic. A photosensitive material made by dissolving an acrylic monomer having a temperature of 30 ° C. or less and other additives together is coated, and then patterned through an exposure and development process to form a column spacer 320 to maintain a distance from the first display panel 100. At this time, the heat attachment process for curing the formed column spacer 320 may be further proceeded.

다음, 제2 표시판(200)에 형성된 칼럼 스페이서(320)가 제1 표시판(100)에 형성된 박막 트랜지스터, 게이트 라인(121), 데이터 라인(171), 또는 게이트 라인(121)과 데이터 라인(171)의 교차영역에 대응하도록 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)을 정렬하여 대향 배치시킨 후, 실런트(미도시)를 사용하여 양 표시판(100, 200)을 결합시킨다.Next, the column spacer 320 formed on the second display panel 200 may be a thin film transistor, a gate line 121, a data line 171, or a gate line 121 and a data line 171 formed on the first display panel 100. The first display panel 100 and the second display panel 200 are aligned to face each other so as to correspond to the intersection area of each other, and then both display panels 100 and 200 are coupled using a sealant (not shown).

다음, 양 표시판(100, 200) 사이에 액정 적하 방법 또는 진공 주입 방법을 사용하여 액정층(3)을 채워 표시 패널을 형성한다.Next, the liquid crystal layer 3 is filled between the display panels 100 and 200 by using a liquid crystal dropping method or a vacuum injection method to form a display panel.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present invention has been described above, it will be readily understood by those skilled in the art that various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the claims set out below.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 표시 패널을 이루는 양 표시판의 간격을 안정적으로 유지하면서, 표시 패널의 외압에 대한 내성 및 액정 주입 공정 마진을 모두 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, both the resistance to external pressure and the liquid crystal injection process margin of the display panel can be improved while maintaining the gap between the display panels constituting the display panel stably.

즉, 소수성 모노머와 유리 전이 온도가 30℃ 이하인 아크릴 모노머가 첨가된 감광성 물질로 형성된 칼럼 스페이서는 기판의 판면에 대한 평균 경사각이 10 ~ 50°로 완만하게 형성되므로, 탄성이 좋아져서 외압에 대한 압축 및 회복 특성이 향상된다.That is, the column spacer formed of the photosensitive material to which the hydrophobic monomer and the acrylic monomer having a glass transition temperature of 30 ° C. or less are gently formed with an average inclination angle of 10 to 50 ° with respect to the plate surface of the substrate, so that the elasticity is improved to compress against external pressure. And recovery characteristics are improved.

따라서, 비교적 적은 수의 칼럼 스페이서를 가지고도 표시 패널을 이루는 양 표시판의 간격을 유지할 수 있어, 표시 패널의 외압에 대한 내성 및 액정 주입 공 정 마진을 모두 향상시킬 수 있다.Therefore, even with a relatively small number of column spacers, the distance between the two display panels constituting the display panel can be maintained, thereby improving both resistance to external pressure and liquid crystal injection process margin of the display panel.

Claims

First display panel,

A second display panel disposed to face the first display panel;

A column spacer formed on the at least one display panel among the first display panel and the second display panel to maintain a gap between the two display panels, and made of a photosensitive material to which a hydrophobic property monomer is added.

Display panel comprising a.

The method of claim 1,

The hydrophobic monomer is a display panel consisting of alkyl of a long chain.

The method of claim 2,

The hydrophobic monomer is added to the photosensitive material in a ratio of 0.1 to 2% by weight.

The method of claim 1,

The photosensitive material further includes an acrylic monomer having a glass transition temperature (Tg) of 30 ° C. or less.

The method of claim 4, wherein

The acrylic monomer is added to the photosensitive material in a ratio of 0.1 to 5% by weight.

The method according to any one of claims 1 to 5,

A display panel having an average inclination angle of 10 to 50 ° with respect to the plate surface of the display panel on which the column spacers are formed.