KR20080046892A - 액정표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

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KR20080046892A
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양성훈
김소운
채종철
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제1기판의 후방에 위치하는 광원과, 상기 제1기판과 상기 제2기판을 접합시키는 실런트를 포함하며, 상기 제1기판은, 상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과; 상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과; 상기 비표시영역에 위치하여 상기 게이트선을 구동하며, 구동 박막트랜지스터를 포함하는 게이트구동부와; 상기 게이트 구동부를 덮고 있는 광차단부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 게이트선 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치와 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 3은 도 1의 A부분의 확대도이고,
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이고,
도 5는 도 4의 C부분의 확대도이고,
도 6은 도 3의 B부분의 확대도이고,
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 다른 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 9 내지 도 12는 각각 본 발명의 제2실시예 내지 제5실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 도면이고,
도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 14는 본 발명의 제6실시예에 따른 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 도면이고,
도 15는 본 발명의 제6실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 제1기판 121 : 게이트선
123 : 게이트 구동부 141 : 데이터선
161 : 컬러 필터 162 : 블랙매트릭스
163 : 평탄화층 171 : 화소전극
200 : 제2기판 221 : 공통전극
300 : 실런트 400 : 액정층
500 : 연성부재 600 : 회로기판
700 : 광원
본 발명은, 액정표시장치와 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정표시패널과 백라이트 유닛을 포함한다. 액정표시패널은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1 기판, 제1기판에 대향하는 제2기판, 그리고 양 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 액정표시패널은 비발광소자이며 제1기판 후방에 위치한 백라이트 유닛으로부터 빛을 공급받는다..
제1기판에는 게이트선, 데이터선, 및 이들 배선에 연결되어 있는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 각 화소는 박막트랜지스터에 연결되어 있으며, 화소별로 독립적으로 제어된다.
게이트선과 데이터선를 구동하기 위해서는 게이트 구동부와 데이터 구동부가 필요하다. 구동부 비용을 절감하고자 게이트 구동부를 제1기판 상에 직접 형성하는 방법이 사용되고 있다.
게이트 구동부는 복수의 박막트랜지스터를 포함한다. 박막트랜지스터는 빛에 의해 특성이 변화하는데, 박막트랜지스터의 특성이 변화하면 게이트선의 구동이 불안정해지는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 게이트선의 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 게이트선의 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적은 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제1기판의 후방에 위치하는 광원과, 상기 제1기판과 상기 제2기판을 접합시키는 실런트를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판은, 상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과; 상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과; 상기 비표시영역에 위치하여 상기 게이트선을 구동하며, 구동 박막트랜지스터를 포함하는 게이트구동부와; 상기 게이트 구동 부를 덮고 있는 광차단부재를 포함하는 것에 의하여 달성된다.
상기 제1기판은, 상기 표시영역 상에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와; 상기 비표시영역 상에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 더 포함하며, 상기 광차단부재는 상기 외부 블랙매트릭스를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은, 상기 표시영역 상에 형성되어 있는 컬러필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2기판은, 제2절연기판과; 상기 제2절연기판 상에 형성되어 있으며, 상기 제2절연기판과 직접 접촉하고 있는 공통전극을 포함하는 것이 바람직하다.
제2절연기판은 플라스틱으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 화소 박막트랜지스터는 비정질 실리콘층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 실런트의 적어도 일부는 상기 광차단부재와 마주하는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은 상기 광차단부재 상에 형성되어 있는 오버코트층을 더 포함하며, 상기 실런트는 상기 오버코트층과 상기 제2기판 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 게이트 구동부는 상기 표시영역을 사이에 두고 서로 마주하는 제1게이트 구동부와 제2게이트 구동부를 포함하며, 상기 게이트선은 상기 제1게이트 구동부와 상기 제2게이트 구동부에 번갈아 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은, 상기 게이트선과 절연교차하며 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 데이터선과; 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하고, 상기 화소전극은 하나의 화소를 이루는 제1화소전극, 제2화소전극 및 제3화소전극을 포함하며, 상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 각각 서로 다른 상기 게이트선에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극 중 2개는 동일한 상기 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 상기 게이트선의 연장방향으로 길게 연장되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 순차적으로 구동되는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적은 제1절연기판과, 상기 제1절연기판의 표시영역에 형성되어 있는 화소전극과, 상기 제1절연기판의 비표시영역에 형성되어 있으며 구동 박막트랜지스터를 포함하는 게이트 구동부와, 상기 게이트 구동부를 덮고 있는 검은색 유기물층을 포함하는 제1기판과; 상기 제1기판과 대향 배치되어 있는 제2기판과; 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 실런트와; 상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 실런트로 둘러싸인 공간에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 의해서도 달성된다.
상기 제1기판은, 상기 표시영역에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와; 상기 비표시영역에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 더 포함하며, 상기 검은색 유기물층은 상기 외부 블랙매트릭스를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은, 상기 표시영역 상에 형성되어 있는 컬러필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2기판은, 제2절연기판과; 상기 제2절연기판 상에 형성되어 있으며, 상기 제2절연기판과 직접 접촉하고 있는 공통전극을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 다른 목적은 제1절연기판과, 상기 제1절연기판의 표시영역에 형성되어 있는 화소전극과, 상기 제1절연기판의 비표시영역에 형성되어 있으며 구동 박막트랜지스터를 포함하는 게이트 구동부와, 상기 게이트 구동부를 덮고 있는 검은색 유기물층을 포함하는 제1기판을 마련하는 단계와; 제2절연기판과 상기 제2절연기판 상에 형성되어 있는 공통전극을 포함하는 제2기판을 마련하는 단계와; 상기 제1기판 및 상기 제2기판 중 어느 하나에 실런트를 형성하는 단계와; 상기 실런트 상에 상기 제1기판 및 상기 제2기판 중 다른 하나를 배치하는 단계와; 상기 제2기판의 상부로부터 상기 실런트에 자외선을 가하여 상기 실런트를 경화하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법에 의해서 달성된다.
상기 실런트로 둘러싸인 공간에 액정층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2절연기판과 상기 공통전극은 직접 접촉하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
상세한 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여하였다. 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하 며 다른 실시예에서는 설명하지 않을 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치를 설명한다. 도 1은 도 2에서 연성부재(500)와 회로기판(600)을 제외한 제1기판(100) 만을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 화소 박막트랜지스터(Tp)가 형성되어 있는 제1기판(100), 제1기판(100)과 마주하는 제2기판(200), 제1기판(100)과 제2기판(200)을 접합시키는 실런트(300), 양 기판(100, 200)과 실런트(300)로 둘러싸여 있는 액정층(400), 제1기판(100)의 후방에 위치하는 광원(700)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이 제1기판(100)에는 연성부재(500)가 연결되어 있으며, 연성부재(500)는 회로기판(600)에 연결되어 있다.
도시하지는 않았지만 액정표시장치(1)는 제1기판(100)과 광원(700) 사이에 광학부재를 더 포함할 수 있다. 광학부재는 프리즘필름, 확산판, 확산시트, 반사편광필름 또는 보호필름을 포함한다.
제1기판(100)은 표시영역과 표시영역을 둘러싸고 있는 비표시영역으로 나누어진다.
표시영역을 설명하면 다음과 같다.
제1절연기판(111)위에 게이트 배선(121, 122)이 형성되어 있다. 게이트 배 선(121, 122)은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선(121, 122)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122)을 포함한다.
도시되지 않았지만 게이트 배선(121, 122)은 화소전극(171)과 중첩되어 저장 용량을 형성하는 저장전극선(storage electrode line)을 더 포함할 수 있다.
질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선(121, 122)을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 실리콘 등의 반도체로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 저항 접촉층(133)은 2부분으로 분리되어 있다.
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선(141, 142, 143)이 형성되어 있다. 데이터 배선(141, 142, 143) 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선(141, 142, 143)은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142), 소스 전극(142)과 분리되어 있으며 일측의 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.
데이터 배선(141, 142, 143) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부 에는 질화 실리콘 등으로 이루어진 보호막(151)이 형성되어 있다. 보호막(151)에는 드레인 전극(143)을 드러내는 접촉구(152)가 형성되어 있다.
화소 박막트랜지스터(Tp) 사이의 보호막(151) 상에는 컬러 필터(161)가 형성되어 있다. 컬러 필터(161)는 서로 다른 색상의 3가지 서브 컬러필터(161a, 161b, 161c)를 포함한다.
화소 박막트랜지스터(Tp) 상부의 보호막(151) 상에는 내부 블랙매트릭스(162a)가 형성되어 있다. 도시하지는 않았지만 내부 블랙매트릭스(162a)는 게이트선(121) 상부의 보호막(151) 그리고/또는 데이터선(141) 상부의 보호막(151) 상에도 형성될 수 있다.
내부 블랙매트릭스(162a)는 외부의 빛이 화소박막트랜지스터(Tp)의 반도체층(133)에 입사되는 것을 방지한다.
내부 블랙매트릭스(162a)와 컬러 필터(161) 상에는 평탄화층(163)이 형성되어 있다. 평탄화층(163)은 접촉구(152)에서 제거되어 있다. 평탄화층(163)은 유전율이 4이하인 저유전율 물질로서 SiOF, SiOC, 유기물 등으로 이루어 질 수 있다. SiOF, SiOC 는 플라즈마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) 방법을 이용하여 형성될 수 있으며 유기물은 스핀 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 유기물은 BCB(benzocyclobutene) 계열, 올레핀 계열, 아크릴 수지(acrylic resin)계열, 폴리 이미드(polyimide)계열, 불소수지 중 어느 하나일 수 있다. 평탄화층(163)으로 유기 절연물 중 감광성을 가지는 물질을 사용할 수도 있다.
평탄화층(163)의 상부에는 화소전극(171)이 형성되어 있다. 화소전극(171)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다.
투명한 전도물질로 이루어진 화소전극(171)은 접촉구(152)를 통해 화소 박막트랜지스터(Tp)와 연결되어 있다.
제1기판(100)의 비표시영역을 설명하면 다음과 같다.
표시영역의 좌측의 비표시영역에는 게이트선(121)을 구동하기 위한 게이트 구동부(123)가 형성되어 있다. 게이트 구동부(123)는 화소 박막트랜지스터(Tp)와 동시에 형성되며 시프트 레지스터라고도 불린다.
도 2 및 도3과 같이 게이트 구동부(123)는 연성부재(500), 패드부(125) 및 게이트 연결배선(124)을 통해 회로기판(600)으로부터 게이트 구동신호를 전달받는다. 전달 받는 구동신호로는 게이트 온 전압인 제1클락신호(CKV), 제 1클락신호와 반대 위상을 가지고 있는 제2클락신호(CKVB), 스캔시작신호(STVP), 게이트 오프 전압(Voff) 등을 포함한다.
패드부(125)는 데이터 신호를 인가받기 위한 데이터 패드(125a)와, 게이트 신호를 인가받기 위한 신호 패드(125b 내지 125e)를 포함한다. 게이트 신호를 인가받기 위한 신호 패드(125b 내지 125e)는 각각 게이트 오프 전압(Voff), 제1클락신호(CKV), 제2클락신호(CKVB), 스캔시작신호(STVP)를 인가받는다.
게이트 연결배선(124)은 각 신호 패드(125b 내지 125e)에 연결되어 있는 복 수의 서브 연결배선(124b 내지 124e)을 포함한다.
첫번째 게이트선(121)에 연결되어 있는 첫번째 게이트 구동부(123)는 스캔시작신호와 클락신호에 동기되어 게이트 온 전압의 출력을 시작하고 두번째 게이트 구동부(123)부터는 전단 게이트 구동부(123)의 출력전압과 클락신호에 동기되어 게이트 온 전압의 출력을 시작한다. 각 게이트 구동부(123)의 게이트 온 전압 출력의 종료는 후단 게이트 구동부(123)의 출력 시작 시점과 밀접한 관계가 있다.
도 6과 같이 게이트 구동부(123)에는 복수의 구동 박막트랜지스터(Td)가 형성되어 있다. 구동 박막트랜지스터(Td)의 구조는 화소 박막트랜지스터(Tp)와 유사하다.
게이트 구동부(123)는 외곽 블랙매트릭스(162b)가 덮고 있다. 내부 블랙매트릭스(162a)와 외곽 블랙매트릭스(162b)는 동시에 형성되며, 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드일 수 있다.
도 4를 참조하여 제2기판(200)을 설명한다.
제2기판(200)은 제2절연기판(211)과 제2절연기판(211)의 전체면에 걸쳐 형성되어 있는 공통전극(221)을 포함한다. 공통전극(221)과 제2절연기판(211)은 서로 직접 접촉하고 있다.
제2절연기판(211)은 플라스틱으로 이루어져 있다. 플라스틱은 이에 한정되 지는 않으나, 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리 이미드(polyimide) , 폴리에테르술폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등 일 수 있다. 제2절연기판(211)은 제1절연기판(111)에 비하여 얇게 마련될 수 있다.
공통전극(221)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다.
실런트(300)는 제1기판(100)과 제2기판(200)을 접합시키며, 외곽블랙매트릭스(162b) 상에 위치한다.
실런트(300)는 에폭시 수지 및 아크릴 수지를 주성분으로 아민계의 경화제와, 알루미나 파우더와 같은 충진제, 프로필렌-글리콜-디아세테이트와 같은 용제로 이루어져 있다. 실런트(300)는 양 기판(100, 200)을 접착시키는 역할 외에 양 기판(100, 200)사이의 간격을 결정하는 역할도 한다. 실런트(300) 내에는 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 스페이서(spacer)가 위치할 수 있다.
광원(700)은 면광원, 램프 또는 발광 다이오드 일 수 있다. 램프는 냉음극 형광램프 또는 외부전극형광램프일 수 있다.
이상 설명한 제1실시에에서 구동박막트랜지스터(Td)의 반도체층으로는 화소박막트랜지스터와 같이 비정질 실리콘을 사용한다. 비정질 실리콘은 빛을 받으면 불안정해져 구동박막트랜지스터(Td)의 Ion 전류를 증가시키고 소비전력을 증가시킨 다. 한편 반도체층이 폴리실리콘으로 이루어진 경우에도 본 발명은 적용된다.
제1실시예에 따르면 게이트 구동부(123)의 반도체층에는 외부로부터의 빛과 빛과 광원(700)으로부터의 빛이 입사되지 않는다. 외부로부터의 빛은 게이트 구동부(123)를 덮고 있는 외곽블랙매트릭스(162a)에서 흡수되어 게이트 구동부(123)에 입사되지 않는다. 광원(700)으로부터의 빛은 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극에 의해 차단된다. 광원(700)으로부터의 빛 중, 게이트 구동부(123)의 금속 패턴 사이로 입사되는 빛은 외곽블랙매트릭스(162b)에서 흡수된다.
이와 같이 제1실시예에 따르면 구동 박막트랜지스터(Td)가 안정되어 게이트선(121) 구동이 안정적으로 이루어진다. 또한 소비전력도 감소된다.
외곽 블랙매트릭스(162b)는 오버 코트층(163)에 의해 덮여 있기 때문에 액정층(400)은 외곽 블랙매트릭스(162b)와 직접 접촉하지 않는다. 이에 의해 외곽 블랙매트릭스(162b)에 의해 액정층(400)이 오염되는 문제가 발생하지 않는다.
한편 제1실시예에 따르면 컬러필터(161)와 블랙매트릭스(162)가 모두 제1기판(100)에 형성되어 있으며, 제2기판(200)에는 공통전극(221) 만이 형성되어 있다. 따라서 제조과정에서 제1기판(100)과 제2기판(200)을 정렬하는 과정이 간단해져 제조비용이 절감된다. 또한 제2절연기판(211)을 플라스틱으로 마련하여, 액정표시장치(1)의 무게와 두께를 감소시킬 수 있다.
도 7a 내지 도 7d를 참조하여 제1실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명한다.
먼저, 도 7a와 같이 제1기판(100)과 제2기판(200)을 마련하고, 제1기판(100)에 실런트(300)를 형성한다.
제1기판(100)과 제2기판(200)은 공지의 방법으로 마련될 수 있으며, 실런트(300)는 디스펜서를 이용한 드로잉 방법으로 형성될 수 있다. 실런트(300)는 직사각형 형태로 형성되어 있다.
다음 도 7b와 같이 적하(dropping) 방식으로 액정층(400)을 형성한다. 액정층(400)의 적하는 공정시간 단축을 위해 단 한번의 적하로 액정층(400)을 형성하는 원-드롭(one-drop) 방식을 사용하여 수행될 수 있다.
다음 도 7c와 같이 제2기판(200)을 실런트(300) 상에 위치시킨다. 이 과정에서 제2기판(200)에는 컬러필터나 블랙매트릭스와 같은 패턴이 없기 때문에, 제1기판(100)과 제2기판(200)의 정밀한 정렬은 필요하지 않다.
다음 도 7d와 같이 제2기판(200) 상부에서 자외선을 가하여 실런트(300)를 경화시킨다. 제2기판(200) 상부에서 자외선을 가해도, 외곽블랙매트릭스(162b)가 자외선을 차단하기 때문에 게이트 구동부(123)는 자외선에 의해 손상되지 않는다.
한편 자외선은 제2기판(200)을 통해 실런트(300) 전체에 균일하게 가해지기 때문에 실런트(300)의 경화는 단시간 내에 균일하게 이루어질 수 있다.
도 8을 참조하여 제1실시예에 따른 액정표시장치의 다른 제조방법을 설명한다.
제1기판(100) 및 제2기판(200)을 마련하고, 제1기판(100) 또는 제2기판(100)에 실런트(300)를 형성한다. 실런트(300)는 대략 직사각형 형상이지만, 한 쪽 부분(301)이 열려져 있다.
실런트(300)를 형성한 후, 양 기판(100, 200)을 접합하고 양 기판(100, 200) 사이에 액정을 주입한다. 액정은 필링(filling)법에 의해 주입되는데, 양 기판(100, 200) 사이의 공간을 진공으로 만들어 액정이 유입되도록 한다.
액정 주입이 완료되면 열려 있는 한 쪽 부분을 실런트(300)로 막는다.
도 8에서 설명한 제조방법에서도 한편 자외선은 제2기판(200)을 통해 실런트(300) 전체에 균일하게 가해지기 때문에 실런트(300)의 경화는 단시간 내에 균일하게 이루어질 수 있다.
도 9를 참조하여 제2실시예를 설명한다.
도 9를 보면 블랙매트릭스(162)와 컬러 필터(161)가 동일한 높이로 형성되어 있다. 제2실시예에 따르면 제1실시예의 오버 코트층(163)이 생략되어 제조과정이 간단해진다.
도 10을 참조하여 제3실시예를 설명한다.
도 10을 보면 실런트(300)는 외곽블랙매트릭스(162b)와 부분적으로 마주하 고 있다.
도 11을 참조하여 제4실시예를 설명한다.
도 11을 보면 제2절연기판(211) 상에 컬러필터(231)가 형성되어 있으며, 컬러필터(231)는 오버 코트층(241)에 의해 덮여 있다. 컬러필터(231)는 서로 다른 색을 가진 복수의 서브층(231a, 231b, 231b)을 포함한다.
공통전극(221)은 오버 코트층(241) 상에 형성되어 있다.
다른 실시예에서 제2기판(200)은 블랙매트릭스를 포함할 수 있으며, 이 경우 제1기판(100)의 내부 블랙매트릭스(162a)는 형성되지 않는다.
도 12를 참조하여 제5실시예를 설명한다.
도 12를 보면 화소박막트랜지스터(Tp) 상에는 2개의 컬러필터 서브층(161a, 161c)이 형성되어 있으며 내부 블랙매트릭스(162a)는 형성되지 않는다. 외부로부터 화소박막트랜지스터(Tp)의 반도체층(132)으로 입사되는 빛은 2개의 컬러필터 서브층(161a, 161c)에 의해 흡수된다. 도시하지는 않았지만 게이트선(121) 그리고/또는 데이터선(121) 상에도 3개의 컬러필터 서브층(161a, 161b, 161c) 중 어느 2개가 겹쳐서 형성된다.
다른 실시예에서는 화소박막트랜지스터(Tp), 게이트선(121) 그리고/또는 데이터선(121) 상에 3개의 컬러필터 서브층(161a, 161b, 161c) 모두가 겹쳐서 형성된다.
이하 도 13 내지 도 15를 참조하여 제6실시예를 설명한다.
화소전극(171)은 게이트선(121)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있는 직사각형 형태이다.
데이터선(141) 연장방향으로 인접 배치된 3개의 화소전극(171)이 하나의 화소를 이룬다. 하나의 화소를 이루는 각 화소전극(171)은 서로 다른 게이트선(121)에 연결되어 있다. 데이터선(141)의 연장방향을 따라 화소전극(171)은 좌측의 데이터선(141)과 우측의 데이터선(141)에 교대로 연결되어 있다.
제1실시예에 따른 액정표시장치에서는 하나의 화소를 이루는 3개의 화소전극(171)이 게이트선(121) 연장방향으로 배치되어 있으며, 각 화소전극(171)은 서로 다른 게이트선(121)에 연결되었다. 제6실시예에 따르면 동일한 화소 수를 구현하기 위해, 게이트선(121)은 종래의 3배로 증가하며, 데이터선(141)은 1/3로 감소한다.
게이트 구동부(123)는 표시영역 좌측의 비표시영역에 형성되어 있는 제1게이트 구동부(123a)와 및 표시영역 우측의 비표시영역에 형성되어 있는 제2게이트 구동부(123b)를 포함한다.
도 13을 보면 제1게이트 구동부(123a)에는 홀수번째 게이트선(121)이 연결되어 있으며 제2게이트 구동부(123b)에는 짝수번째 게이트선(121)이 연결되어 있다.
일반적으로 데이터선(141)을 구동하기 위한 회로는 게이트선(121)을 구동하기 위한 회로보다 복잡하고 고가이다. 본 발명에 따르면 데이터선(141)이 1/3로 감소하여 데이터선(141) 구동을 위한 회로를 감소시켜 제조비용을 감소시킬 수 있다.
데이터선(141)과 달리 게이트선(121)은 3배로 늘어나, 게이트선(121)을 구동하기 위한 회로 비용은 증가할 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면 게이트선(121)은 제1절연기판(111) 상에 형성되는 게이트 구동부(123)를 이용하여 구동되기 때문에 회로 비용이 증가하지 않는다.
한편, 화소전극(171)이 게이트선(121) 연장방향으로 길게 연장되어 있어, 게이트선(121) 간의 간격은 감소되어 있다. 이에 의해 게이트 구동부(123)를 형성할 공간이 제한되는데, 본 발명에 따르면 게이트 구동부(123)는 표시영역의 양편에 나누어 마련되므로 공간확보가 용이하다.
도 14를 참조하여 액정표시장치(1)의 구동을 살펴본다.
(n-1)번 째 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 공급되면, 여기에 연결되어 있는 화소 박막트랜지스터(T)가 온 된다. 이에 따라 (n-1)번 째 게이트선(121)에 연결되어 있는 (a)행의 화소전극(171)이 온 된다.
이후 (n)번째 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 공급되며, 이에 따라 (n)번째 게이트선(121)에 연결된 (b)행의 화소전극(171)이 온 된다.
이후 같은 방법으로 (n+1)번째 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 공급되면 (c)행의 화소전극(171)이 온된다. 이로써 하나의 화소(pixel) 표시가 완성된다. 하나의 화소 표시를 위해 3개의 게이트선(121)이 순차적으로 구동되며, 데이터선(141)은 각 화소전극(171)에 해당하는 데이터 전압을 게이트선(121)의 구동에 맞추어 공급한다.
이 때 화소전극(171)에 인가되는 전압의 극성은 도트 인버젼(dot inversion)이 되도록 조절된다.
도 15를 보면 외곽블랙매트릭스(162b)는 제1게이트구동부(123a)와 제2게이트구동부(123b)를 모두 덮고 있다. 따라서 게이트 구동부(123)는 외부로부터의 빛 또는 광원(700)으로부터의 빛에 의해 불안정해지지 않는다.
제6실시예에 따르면 제1실시예에 비해 게이트 구동부(123)의 소비전력이 크다. 그러나 외곽블랙매트릭스(162b)에 의해 게이트 구동부(123)가 안정되어, 소비전력 증가를 억제할 수 있다.
비록 본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 게이트선의 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치가 제공된다.
또한 게이트선의 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치의 제조방법이 제공된다.

Claims (19)

  1. 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제1기판의 후방에 위치하는 광원과, 상기 제1기판과 상기 제2기판을 접합시키는 실런트를 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과;
    상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과;
    상기 비표시영역에 위치하여 상기 게이트선을 구동하며, 구동 박막트랜지스터를 포함하는 게이트구동부와;
    상기 게이트 구동부를 덮고 있는 광차단부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 표시영역 상에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와;
    상기 비표시영역 상에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 더 포함하며,
    상기 광차단부재는 상기 외부 블랙매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 표시영역 상에 형성되어 있는 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2기판은,
    제2절연기판과;
    상기 제2절연기판 상에 형성되어 있으며, 상기 제2절연기판과 직접 접촉하고 있는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2절연기판은 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소 박막트랜지스터는 비정질 실리콘층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실런트의 적어도 일부는 상기 광차단부재와 마주하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기판은 상기 광차단부재 상에 형성되어 있는 오버코트층을 더 포함하며,
    상기 실런트는 상기 오버코트층과 상기 제2기판 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이트 구동부는 상기 표시영역을 사이에 두고 서로 마주하는 제1게이트 구동부와 제2게이트 구동부를 포함하며,
    상기 게이트선은 상기 제1게이트 구동부와 상기 제2게이트 구동부에 번갈아 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 게이트선과 절연교차하며 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연 결되어 있는 데이터선과;
    상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하고,
    상기 화소전극은 하나의 화소를 이루는 제1화소전극, 제2화소전극 및 제3화소전극을 포함하며,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 각각 서로 다른 상기 게이트선에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극 중 2개는 동일한 상기 데이터선에 연결되어 있으며,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 상기 게이트선의 연장방향으로 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 순차적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제1절연기판과, 상기 제1절연기판의 표시영역에 형성되어 있는 화소전극과, 상기 제1절연기판의 비표시영역에 형성되어 있으며 구동 박막트랜지스터를 포함하 는 게이트 구동부와, 상기 게이트 구동부를 덮고 있는 검은색 유기물층을 포함하는 제1기판과;
    상기 제1기판과 대향 배치되어 있는 제2기판과;
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 실런트와;
    상기 제1기판, 상기 제2기판 및 상기 실런트로 둘러싸인 공간에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    제1기판은,
    상기 표시영역에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와;
    상기 비표시영역에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 포함하며,
    상기 검은색 유기물층은 상기 외부 블랙매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 표시영역 상에 형성되어 있는 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2기판은,
    제2절연기판과;
    상기 제2절연기판 상에 형성되어 있으며, 상기 제2절연기판과 직접 접촉하고 있는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제1절연기판과, 상기 제1절연기판의 표시영역에 형성되어 있는 화소전극과, 상기 제1절연기판의 비표시영역에 형성되어 있으며 구동 박막트랜지스터를 포함하는 게이트 구동부와, 상기 게이트 구동부를 덮고 있는 검은색 유기물층을 포함하는 제1기판을 마련하는 단계와;
    제2절연기판과 상기 제2절연기판 상에 형성되어 있는 공통전극을 포함하는 제2기판을 마련하는 단계와;
    상기 제1기판 및 상기 제2기판 중 어느 하나에 실런트를 형성하는 단계와;
    상기 실런트 상에 상기 제1기판 및 상기 제2기판 중 다른 하나를 배치하는 단계와;
    상기 제2기판의 상부로부터 상기 실런트에 자외선을 가하여 상기 실런트를 경화하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 실런트로 둘러싸인 공간에 액정층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2절연기판과 상기 공통전극은 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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