KR20090042352A - Liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.Embodiments relate to a liquid crystal display and a method of manufacturing the same.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구는 다양한 형태로 증가하고 있다. 이에 대하여 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display) 등 여러 가지의 평판표시장치가 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms. Various flat panel display devices such as liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), and electro luminescent displays (ELDs) are being utilized.
또한, 평판표시장치의 소형화 및 슬림화에 따라서, 평판표시장치의 기계적이 강도를 높이는 것이 중요하다.In addition, as the size and size of a flat panel display device become smaller, it is important to increase the mechanical strength of the flat panel display device.
실시예는 기계적인 강도가 높은 액정표시장치를 제공하고자 한다.Embodiments provide a liquid crystal display device having high mechanical strength.
실시예에 따른 액정표시장치는 플렉서블한 제 1 기판, 상기 제 1 기판에 대향되어 배치되는 제 2 기판 및 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함한다.The liquid crystal display according to the embodiment includes a flexible first substrate, a second substrate disposed to face the first substrate, and a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate.
실시예에 따른 액정표시장치는 플렉서블한 제 1 기판 및 제 1 기판보다 리지드한 제 2 기판을 포함한다.The liquid crystal display according to the embodiment includes a flexible first substrate and a rigid second substrate than the first substrate.
따라서, 플렉서블한 제 1 기판은 깨지지 않고, 액정표시장치의 강도는 제 2 기판에 의해서 좌우되며, 액정표시장치는 제 2 기판에 의해서 지지된다.Therefore, the flexible first substrate is not broken, the strength of the liquid crystal display device depends on the second substrate, and the liquid crystal display device is supported by the second substrate.
이에 따라, 제 1 기판은 깨지지 않기 때문에, 제 1 기판의 두께를 얇게 형성하여도 액정표시장치의 강도에 영향을 미치지 않고, 제 2 기판의 두께가 클수록, 액정표시장치의 강도는 향상된다.Accordingly, since the first substrate is not broken, even if the thickness of the first substrate is thinned, the strength of the liquid crystal display device is improved as the thickness of the second substrate is increased without affecting the strength of the liquid crystal display device.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 제 2 기판의 두께가 제 1 기판의 두께보다 큰 경우, 기계적인 강도가 높다.Therefore, the liquid crystal display according to the embodiment has a high mechanical strength when the thickness of the second substrate is larger than the thickness of the first substrate.
도 1 은 실시예에 따른 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a liquid crystal display according to an embodiment.
도 1 을 참조하면, 액정표시장치는 컬러필터기판(100), TFT기판(200), 액정 층(300) 및 스페이서(400)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the liquid crystal display includes a
상기 컬러필터기판(100)은 통과하는 백색광을 필터링하여, 컬러를 가지는 영상을 표시한다. 상기 컬러필터기판(100)은 필름기판(110) 및 컬러필터(120)들을 포함한다.The
상기 필름기판(110)은 투명하고, 플렉서블(flexible)하다. 상기 필름기판(110)은 예를 들어, 필름이다. 상기 필름기판(110)은 각 픽셀에 대응하는 다수 개의 홈들이 형성되어 있다. 상기 필름기판(110)의 두께(H3)는 예를 들어, 약 0.09mm 내지 0.11mm 이다.The
상기 컬러필터(120)들은 상기 홈들 내측에 배치된다. 상기 컬러필터(120)들은 예를 들어, 각 픽셀당 하나씩 배치된다.The
상기 컬러필터(120)들은 예를 들어, 적색 컬러필터들, 녹색 컬러필터들 및 청색 컬러필터들 일 수 있다. 상기 적색 컬러필터들은 백색광을 필터링하여 적색광을 발생시키고, 상기 녹색 컬러필터들은 백색광을 필터링하여 녹색광을 발생시키며, 상기 청색 컬러필터들은 백색광을 필터링하여 청색광을 발생시킨다.The
상기 컬러필터기판(100)은 예를 들어, 블랙매트릭스 패턴을 포함할 수 있다. 상기 블랙매트릭스 패턴은 상기 컬러필터(120)들 주위에 형성되며, 상기 홈이 형성되지 않은 필름기판(110) 상의 영역에 배치된다.The
상기 블랙매트릭스 패턴은 광을 차단하며, 상기 컬러필터기판(100)을 통과하여 발생하는 영상의 특성을 향상시킨다.The black matrix pattern blocks light and improves characteristics of an image generated through the
상기 TFT기판(200)은 상기 컬러필터기판(100)에 대향되어 배치되며, 소정의 간격으로 이격되어 배치된다. 상기 TFT기판(200)은 유리기판(210) 및 배선층(220)을 포함한다.The
상기 유리기판(210)은 상기 필름기판(110)에 대향되며, 이격되어 배치된다. 상기 유리기판(210)은 투명하고, 상기 필름기판(110)보다 강도가 높다. 즉, 상기 유리기판(210)은 상기 필름기판(110)보다 덜 휘어진다.The
또한, 상기 유리기판(210)은 상기 필름기판(110)보다 더 리지드(rigid)하며, 상기 필름기판(110)보다 덜 플렉서블하다.In addition, the
상기 유리기판(210)은 상기 필름기판(110)보다 더 큰 두께를 가진다. 예를 들어, 상기 유리기판(210)의 두께(H4)는 상기 필름기판(110)의 두께(H3)보다 약 4 배 내지 6 배 두껍다. 예를 들어, 상기 필름기판(110)의 두께(H3)는 약 0.09mm 내지 0.11mm 이며, 상기 유리기판(210)의 두께(H4)는 약 0.4mm 내지 약 0.6mm 이다.The
이와는 다르게, 상기 TFT기판(200)은 상기 유리기판(210) 대신에 예를 들어, 석영기판을 포함할 수 있으며, 상기 석영기판의 두께는 상기 유리기판(210)의 두께(H4)와 동일할 수 있다.Alternatively, the
상기 배선층(220)은 상기 유리기판(210) 상에 배치된다. 상기 배선층(220)은 각 픽셀별로 소정의 전계를 형성한다. 상기 배선층(220)은 예를 들어, 게이트배선, 데이터배선, 박막트랜지스터, 공통전극 및 화소전극을 포함한다.The
상기 게이트배선은 상기 유리기판(210) 상에 다수 개가 일방향으로 연장되어 형성된다.A plurality of gate wirings are formed on the
상기 데이터배선은 다수 개가 상기 게이트배선과 교차하여 배치된다.A plurality of data lines are arranged to cross the gate lines.
상기 박막트랜지스터는 상기 유리기판(210) 상에 배치된다. 상기 박막트랜지스터는 상기 게이트배선을 통하여 인가되는 신호에 따라서, 상기 데이터배선을 통하여 인가되는 신호를 상기 화소전극에 전달한다.The thin film transistor is disposed on the
상기 화소전극은 상기 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되며, 상기 데이터배선을 통해서 인가되는 데이터 신호를 인가받는다.The pixel electrode is electrically connected to the thin film transistor, and receives a data signal applied through the data line.
상기 공통전극은 상기 유리기판(210) 상에 형성되며, 상기 화소전극에 대하여 교대로 배치된다. 상기 공통전극은 공통의 전압을 인가받는다.The common electrode is formed on the
상기 화소전극 및 상기 공통전극 사이의 전압차에 의해서 전계가 형성된다.An electric field is formed by the voltage difference between the pixel electrode and the common electrode.
상기 액정층(300)은 상기 컬러필터기판(100) 및 상기 TFT기판(200) 사이에 개재된다. 상기 액정층(300)은 각 픽셀별로 상기 전계에 의해서 정렬되고, 상기 액정층(300)을 통과하는 광의 양을 조절한다.The
상기 스페이서(400)는 상기 컬러필터기판(100) 및 상기 TFT기판(200) 사이에 개재된다. 상기 스페이서(400)는 상기 컬러필터기판(100) 및 상기 TFT기판(200) 사이의 셀 갭을 유지시킨다. 상기 스페이서(400)로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 아크릴계 수지 등을 들 수 있다.The
상기 스페이서(400)는 예를 들어, 상기 컬러필터기판(100) 및 상기 TFT기판(200)에 고정된다. 상기 스페이서(400)는 예를 들어, 상기 필름기판(110)에 일체로 형성되고, 상기 TFT기판(200)에 접착될 수 있다.The
상기 스페이서(400)는 예를 들어, 제 1 방향으로 연장되어 형성되며, 바 형상을 가질 수 있다. 이와는 다르게 상기 스페이서(400)는 예를 들어, 기둥 형상을 가질 수 있다.For example, the
또한, 상기 스페이서(400)는 예를 들어, 각 화소들 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 스페이서(400)는 탄성을 가지고 있어서, 상기 컬러필터기판(100)이 외부의 터치 등에 의해서 변형될 때, 상기 컬러필터기판(100)을 다시 복원시킨다. 즉, 상기 스페이서(400)는 상기 컬러필터기판(100)의 복원력을 향상시킨다.In addition, the
상기 스페이서(400) 및 상기 필름기판(110)은 예를 들어, 일체로 형성될 수 있다.The
도 1 에서의 구성요소들은 설명하기 위해서 과장되도록 표현되었고, 도 1 에 보이는 바와 달리, 상기 배선층(220)의 두께는 상기 유리기판(210)의 두께(H4)에 비하여 매우 작다. 따라서, TFT기판(200)의 두께(H2)는 유리기판(210)의 두께(H4)에 의해 실질적으로 좌우되고, TFT기판(200)의 강도는 유리기판(210)의 강도에 의해 실질적으로 좌우된다.The components in FIG. 1 are exaggerated for the sake of explanation, and as shown in FIG. 1, the thickness of the
또한, 상기 컬러필터(120)의 두께는 상기 필름기판(110)의 두께(H3)에 비하여 매우 작기 때문에, 상기 컬러필터기판(100)의 두께(H1) 및 강도는 상기 필름기판(110)의 두께(H3) 및 강도에 의해 실질적으로 좌우된다.In addition, since the thickness of the
그리고, 상기 필름기판(110)은 플렉서블하기 때문에, 상기 필름기판(110)은 파손될 염려가 없고, 실시예에 따른 액정표시장치의 강도는 상기 유리기판(210)의 강도에 의해 실질적으로 죄우된다.In addition, since the
따라서, 컬러필터기판 및 TFT기판이 유리기판들을 가진 액정표시장치와 비교하면, 실시예에 따른 액정표시장치의 강도가 더 높다.Therefore, when the color filter substrate and the TFT substrate are compared with the liquid crystal display device having glass substrates, the strength of the liquid crystal display device according to the embodiment is higher.
예를 들어, 제 1 액정표시장치는 두께가 0.3mm인 2 개의 유리기판을 가지고, 제 2 액정표시장치는 두께가 0.1mm의 유리기판과 두께가 0.5mm의 유리기판을 가진다고 가정한다.For example, it is assumed that the first liquid crystal display device has two glass substrates having a thickness of 0.3 mm, and the second liquid crystal display device has a glass substrate having a thickness of 0.1 mm and a glass substrate having a thickness of 0.5 mm.
이에 대하여, 제 3 액정표시장치는 두께가 0.1mm의 플렉서블한 필름기판 및 두께가 0.5mm의 유리기판을 가진다고 가정한다.In contrast, it is assumed that the third liquid crystal display device has a flexible film substrate having a thickness of 0.1 mm and a glass substrate having a thickness of 0.5 mm.
상기 제 1 액정표시장치의 가운데 부분에 수직으로 압력이 가해지는 경우, 동일한 두께의 유리기판들에 압력이 가해지기 때문에, 두께가 0.3mm인 유리기판들의 서로 마주보는 표면에 충격이 가해진다.When pressure is applied perpendicularly to the center portion of the first liquid crystal display device, since pressure is applied to glass substrates having the same thickness, an impact is applied to the mutually opposite surfaces of the glass substrates having a thickness of 0.3 mm.
이에 반하여, 상기 제 2 액정표시장치의 가운데 부분에 수직으로 압력이 가해지는 경우, 두께가 다른 유리기판들에 압력이 가해지기 때문에, 두께가 0.5mm인 유리기판의 내부에 충격이 가해진다.On the contrary, when pressure is applied vertically to the center portion of the second liquid crystal display device, since pressure is applied to glass substrates having different thicknesses, an impact is applied to the glass substrate having a thickness of 0.5 mm.
유리기판은 표면에 충격이 가해지는 경우에 파손될 확률이 높기 때문에, 상기 제 2 액정표시장치는 상기 제 1 액정표시장치보다 더 높은 강도를 가진다.Since the glass substrate has a high probability of being broken when an impact is applied to the surface, the second liquid crystal display has a higher strength than the first liquid crystal display.
다만, 상기 제 2 액정표시장치에 포함된 두께가 0.1mm인 유리기판은 국부적인 충격에 약하다. 즉, 두께가 0.1mm인 유리기판은 국부적인 충격에 깨지기 쉽다.However, the glass substrate having a thickness of 0.1 mm included in the second liquid crystal display device is vulnerable to local impact. That is, a glass substrate having a thickness of 0.1 mm is susceptible to local impact.
이와는 다르게, 상기 제 3 액정표시장치의 가운데 부분에 수직으로 압력이 가해지는 경우, 두께가 0.5mm인 유리기판의 내부에 충격이 가해진다. 또한, 두께가 0.1mm인 필름기판은 플렉서블하기 때문에, 국부적인 충격에 깨어지지 않는다.In contrast, when pressure is applied perpendicularly to the center portion of the third liquid crystal display, an impact is applied to the inside of the glass substrate having a thickness of 0.5 mm. In addition, since the film substrate having a thickness of 0.1 mm is flexible, it is not broken by local impact.
따라서, 상기 제 3 액정표시장치는 두께가 동일한 상기 제 1 및 제 2 액정표시장치에 비하여, 가운데 부분에 가해지는 압력뿐만 아니라, 국부적인 충격에도 강 하다.Accordingly, the third liquid crystal display device is stronger in local impact as well as the pressure applied to the center portion, compared to the first and second liquid crystal display devices having the same thickness.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 강도가 향상되고, 또한, 종래의 액정표시장치와 동일한 강도를 가지면서, 보다 슬림하게 제작될 수 있다.Therefore, the liquid crystal display device according to the embodiment is improved in strength, and can be manufactured more slim while having the same strength as the conventional liquid crystal display device.
도 2a 내지 도 2f 는 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에 따른 공정을 도시한 단면도 및 평면도이다. 특히, 도 2d 는 컬러필터기판 및 스페이서 상에 액정을 배치한 평면도이다.2A to 2F are cross-sectional views and plan views illustrating a process according to a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment. In particular, FIG. 2D is a plan view of disposing liquid crystal on the color filter substrate and the spacer.
도 2a 를 참조하면, 유리기판(210) 상에 배선층(220)이 형성된다.Referring to FIG. 2A, a
상기 유리기판(210)은 예를 들어, 두께가 약 0.4 mm 내지 약 0.6mm 일 수 있다.The
상기 배선층(220)은 예를 들어, 다수 개의 게이트 배선들, 상기 게이트 배선들에 교차하는 데이터 배선들, 상기 데이터 배선들에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되는 화소전극 및 공통의 전압을 인가받는 공통전극을 포함하여 형성될 수 있다.The
상기 배선층(220)은 예를 들어, 다음과 같은 방식에 의해서 형성될 수 있다.The
상기 유리기판(210) 상에 금속층이 형성되고, 마스크 공정에 의해서 패터닝 되어, 게이트 배선, 게이트 배선으로부터 분기되는 게이트 전극, 상기 게이트 배선들에 평행한 공통배선 및 상기 공통배선에 전기적으로 연결되는 공통전극이 형성된다.A metal layer is formed on the
이후, 유리기판(210)을 덮는 절연막이 형성되고, 상기 절연막 상에 실리콘막 이 적층되고, 상기 실리콘 막은 마스크 공정에 의해서 패터닝되어, 상기 게이트 전극에 대응되는 채널패턴이 형성된다.Thereafter, an insulating film covering the
이후, 상기 절연막 상에 금속층이 형성되고, 상기 게이트 배선에 교차하는 데이터 배선, 상기 데이터 배선으로부터 분기되는 소오스전극 및 상기 소오스전극에 이격되고, 상기 채널패턴에 대응하여 형성되는 드레인 전극이 형성된다.Thereafter, a metal layer is formed on the insulating layer, and a data line crossing the gate line, a source electrode branched from the data line, and a drain electrode spaced apart from the source electrode and formed in correspondence with the channel pattern are formed.
이렇게 해서, 상기 게이트 전극, 채널패턴, 소오스전극 및 드레인전극을 포함하는 박막트랜지스터가 형성된다.In this way, a thin film transistor including the gate electrode, the channel pattern, the source electrode, and the drain electrode is formed.
이후, 상기 절연막 상에는 보호막이 형성되고, 상기 보호막 상에는 상기 드레인 전극에 전기적으로 연결되는 화소전극이 형성된다.Thereafter, a passivation layer is formed on the insulating layer, and a pixel electrode electrically connected to the drain electrode is formed on the passivation layer.
도 2b를 참조하면, 필름기판(110) 및 스페이서(400)가 일체로 형성된다. 상기 필름기판(110) 및 스페이서(400)를 형성하기 위해서, 상기 필름기판(110) 및 스페이스를 형성하기 위한 물질(이하, 재료물질) 상에 성형패턴(500)이 배치된다.Referring to FIG. 2B, the
상기 성형패턴(500)은 상기 필름기판(110)에 형성될 홈에 대응하는 성형 돌기 및 상기 스페이서(400)에 대응하는 성형 홈을 포함한다.The
이와는 다르게, 상기 성형패턴(500) 상에 재료물질이 배치될 수 있다. 이때, 상기 재료물질은 액체일 수 있다.Alternatively, a material material may be disposed on the
상기 재료물질의 예로서는 필름, 폴리머, 아크릴계 수지 및 폴리우레탄계 수지 등을 들 수 있다.Examples of the material materials include films, polymers, acrylic resins, polyurethane resins, and the like.
이후, 상기 성형패턴(500) 또는/및 상기 재료물질에 열 및 압력을 가하여 상기 필름기판(110) 및 상기 스페이서(400)가 형성된다. 이때, 상기 필름기판(110) 상에 영상을 표시하는 단위인 픽셀에 대응하여 홈이 형성된다.Thereafter, the
또한, 상기 스페이서(400)는 예를 들어, 다수 개가 제 1 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 스페이서(400)는 바 형상을 가질 수 있다.In addition, a plurality of
또한, 상기 필름기판(110)은 예를 들어, 약 0.09 mm 내지 약 0.11mm 의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 필름기판(110)은 상기 유리기판(210)의 두께의 약 1/4 내지 1/6의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.In addition, the
도 2c 를 참조하면, 상기 홈 내측에 컬러를 가지는 안료 또는/및 염료가 형성된다. 이때, 예를 들어, 상기 안료 또는/및 염료는 잉크-젯 방식에 의해서 형성된다. 예를 들어, 상기 홈 내측에 컬러를 가지는 안료 또는/및 염료 방울(120a)들이 떨어진다.Referring to FIG. 2C, a pigment or / and a dye having a color is formed inside the groove. In this case, for example, the pigment or / and dye is formed by the ink-jet method. For example, colored pigments and / or
이후, 상기 홈 내측에 배치되는 안료 또는/및 염료는 굳어지고, 컬러필터(120)들이 형성된다.Thereafter, the pigment or / and dye disposed inside the groove is hardened, and the
상기 컬러필터(120)들은 예를 들어, 적색컬러필터, 녹색컬러필터 및 청색컬러필터 일 수 있다.The color filters 120 may be, for example, a red color filter, a green color filter, and a blue color filter.
도 2d 를 참조하면, 이후, 상기 컬러필터기판(100)상에 유기막이 형성되고, 상기 유기막은 상기 제 1 방향으로 배향되어, 배향막이 형성된다.Referring to FIG. 2D, an organic film is formed on the
이후, 상기 컬러필터기판(100) 및 상기 스페이서(400) 상에 액정(300a)이 배치된다. 이때, 상기 액정(300a)은 제 2 방향으로 연장되어, 상기 스페이서(400)에 교차하여 배치된다. 예를 들어, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향에 실질적으로 수 직하는 방향이다.Thereafter, the
상기 액정(300a)은 상기 제 2 방향에 배치되기 때문에, 상기 액정(300a)의 점성이 높은 경우에도, 상기 액정(300a)은 상기 컬러필터기판(100) 상에 고르게 배치될 수 있다.Since the
특히, 상기 필름기판(110)은 플렉서블하기 때문에, 상기 스페이서(400)는 상기 컬러필터기판(100) 상에 보다 촘촘히 배치된다. 따라서, 상기 액정(300a)은 상기 스페이서(400)에 상기 제 2 방향으로 배치하여, 상기 액정(300a)은 상기 컬러필터기판(100) 상에 고르게 배치된다.In particular, since the
도 2e 를 참조하면, 상기 액정은 제 1 방향으로 퍼지고, 상기 컬러필터기판(100) 상에 액정층(300)이 형성된다. 이때, 상기 스페이서(400) 상에 배치되는 액정은 제거된다.Referring to FIG. 2E, the liquid crystal spreads in the first direction, and the
도 2f 를 참조하면, 상기 유리기판(210) 및 상기 배선층(220)을 포함하는 TFT기판(200)은 상기 스페이서(400)에 결합된다. 또한, 상기 컬러필터기판(100) 및 상기 TFT기판(200)은 밀봉부재에 의해서 결합된다.Referring to FIG. 2F, the
도 1 은 실시예에 따른 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a liquid crystal display according to an embodiment.
도 2a 내지 도 2f 는 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에 따른 공정을 도시한 단면도 및 평면도이다.2A to 2F are cross-sectional views and plan views illustrating a process according to a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment.
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