KR20100056063A - 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 색필터, 상기 색필터 위에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 들어있는 액정층을 포함하고, 상기 색필터는 표면에 형성되어 있는 요철부를 포함한다.
빛샘, 블랙매트릭스, 색필터, 요철

Description

액정 표시 장치 및 그의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치의 전기장 생성 전극, 즉 화소 전극과 공통 전극은 서로 다른 두 표시판에 각각 형성되어 있는 것이 일반적이다. 액정 표시 장치는 또한 색상 표시를 구현하기 위하여 안료가 포함된 유기 물질 등으로 만든 색필터를 포함한다.
화소 전극과 색 필터가 각각 다른 표시판에 형성되는 경우 화소 전극과 색 필터 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 화소 전극과 색 필터를 동일한 표시판에 형성하는 색 필터 온 어레이(color filter on array, CoA) 구조가 제안되었다.
색 필터 온 어레이 구조는 일반적으로 색 필터, 화소 전극, 상기 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 복수의 신호선 및 이를 제어하기 위한 스위칭 소자가 하나의 표시판 위에 형성된다.
한편, 액정 표시 장치에 포함된 여러 전극 사이에 기생 용량이 형성되면 액정층에 형성된 전기장에 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인하여 전기장에 이상이 생길 수 있다. 그러면 액정 분자의 배향이 흐트러져 백라이트로부터 입사된 빛이 샐 수 있다. 이러한 빛샘 현상을 방지하기 위하여 해당 부분에 차광 부재가 형성된다. 이 때, 기울어져 입사되는 빛으로 인하여 발생하는 빛샘을 방지하려면 차광 부재의 면적이 넓어져 액정 표시 장치의 개구율이 줄어든다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 차광 부재를 넓히지 않고도 빛샘을 효과적으로 방지하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 색필터, 상기 색필터 위에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 들어있는 액정층을 포함하고, 상기 색필터는 표면에 형성되어 있는 요철부를 포함한다.
상기 요철부는 능선 및 능선을 사이에 두고 이웃하는 두 개의 사면을 포함할 수 있다.
상기 두 사면이 각각 상기 제1 기판과 이루는 각은 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 능선에는 복수의 오목부가 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 데이터선, 그리고 상기 데이터선과 상기 색필터 사이에 형성되어 있는 제1 보호막을 포함할 수 있다.
상기 능선은 상기 데이터선과 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 제1 보호막은 무기 절연막을 포함할 수 있다.
상기 색필터 위에 형성되어 있는 제2 보호막을 포함할 수 있다.
상기 제2 보호막은 무기 절연막을 포함할 수 있다.
상기 제2 보호막은 유기 절연막을 포함할 수 있다.
상기 제2 보호막은 상기 색필터 위에 형성되어 있는 무기 절연막 및 상기 무기 절연막 위에 형성되어 있는 유기 절연막을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 색필터와 접할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 게이트선을 포함하는 게이트 도전체를 형성하는 단계, 상기 게이트 도전체 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계, 상기 반도체층 위에 데이터선을 포함하는 데이터 도전체를 형성하는 단계, 상기 데 이터 도전체 위에 제1 보호막을 형성하는 단계, 상기 제1 보호막 위에 요철부를 포함하는 색필터를 형성하는 단계, 그리고 상기 색필터 위에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 색필터를 형성하는 단계는 안료를 포함하는 물질을 적층하는 단계, 그리고 상기 안료를 포함하는 물질을 가압하여 요철부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 안료를 포함하는 물질을 적층하는 단계는, 안료를 포함하는 물질을 복수의 홈을 갖는 인쇄판에 주입하는 단계, 상기 홈에 주입된 안료를 포함하는 물질을 전사 롤러에 전사하는 단계, 그리고 상기 전사 롤러에 전사된 안료를 포함하는 물질을 상기 제1 보호막 위에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 요철부는 능선 및 능선을 사이에 두고 이웃하는 두 개의 사면을 포함할 수 있다.
상기 능선은 상기 데이터선과 실질적으로 평행할 수 있다.
상기 능선에는 복수의 오목부가 형성되어 있을 수 있다.
상기 색필터 위에 제2 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 보호막은 무기 절연막을 포함할 수 있다.
상기 제2 보호막은 유기 절연막을 포함할 수 있다.
상기 제2 보호막은 차례로 적층된 무기 절연막 및 유기 절연막을 포함할 수있다.
본 발명에 따르면 하부 표시판에 배치되어 있는 색필터에 요철부를 형성하여 빛을 집광시킬 수 있다. 이로써 차광 부재의 폭을 넓히지 않고도 빛샘을 방지할 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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.
이제 도 1 내지 도 5b을 참고하여 본 발명의 한 실시에에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2a, 2b, 2c 및 2d는 각각 도 1의 액정 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도의 여러 가지 예이며 도 3은 도 1의 액정 표시 장치를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어있는 액정층(3) 및 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(12, 22)를 포함한다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗은 줄기선과 이로부터 갈라진 복수 쌍의 유지 전극(133a, 133b)을 포함한다. 유지 전극선(131) 각각은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치하며 줄기선은 두 게이트선 중 아래쪽에 가깝다. 유지 전극(133a, 133b) 각각은 줄기선과 연결된 고정단과 그 반대 쪽의 자유단을 가지고 있다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀), 다결정 규소(polysilicon) 또는 유기 반도체 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(projection)(154)를 포함한다.
반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154)에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 또한 유지 전극선(131)과 교차하며 인접한 유지 전극(133a, 133b) 집합 사이를 달린다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 게이트 전극(124)을 중 심으로 소스 전극(173)과 마주 본다. 각 드레인 전극(175)은 면적이 넓은 한 쪽 끝 부분(177)과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있다. 넓은 끝 부분(177)은 유지 전극선(131)의 확장부(137)와 중첩하며, 막대형 끝 부분은 J자형으로 구부러진 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(161, 163, 165)는 그 아래의 반도체(151, 154)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(151, 154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(151, 154) 부분 위에는 제1 보호막(passivation layer)(180p)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180p)은 무기 절연물 따위로 만들어 진다. 무기 절연물의 예로는 질화규소와 산화규소를 들 수 있다.
제1 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 복수의 게이트선(121) 및 데이터선(171)들 사이에 위치한다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색필터(230)는 안료를 물질로 이루어 진다.
색필터(230)의 표면에는 요철부(231)가 형성되어 있다.
이제 도 4a 및 도 4b를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색필터에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색필터를 도시하는 도면이며, 도 4b는 도 4a에 도시한 색필터의 일부를 도시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 색필터(230)의 요철부(231)는 능선(ridge)(231a)이 형성되어 있는 산(mountain) 형태이다. 능선(231a)은 데이터선(171)에 실질적으로 평행하다. 요철부(231)는 서로 이웃하는 두 사면(231b, 231c)을 포함한다. 두 사면(231b, 231c)이 각각 기판(110)과 이루는 각은 실질적으로 서로 동일하다. 도 4b에 도시한 점선과 같이 비스듬하게 빛이 입사되는 경우 색필터(230)의 요철부(231)의 사면(231b, 231c)을 통과하면 그 경로가 기판(110)에 수직한 방향에 가까워지는 쪽으로 변화한다. 따라서 색필터(230)를 통과한 후의 빛은 색필터(230)를 통과하기 전의 빛에 비하여 집광된다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색필터에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5a를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 색필터(230)의 요철부(231)의 능선(231a)에 복수의 오목부(231c)가 형성되어 있다. 그러면 다양한 각도의 입사각을 갖는 빛이 좀 더 효율적으로 집광될 수 있다.
다시 도 1, 도 2a 및 도 3을 참고하면, 색필터(230) 위에는 제2 보호 막(180q)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180q)은 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다. 유기 절연물은 감광성(photosensitivity)을 가질 수 있으며 그 유전 상수(dielectric constant)는 약 4.0 이하인 것이 바람직하다.
한편 도 2b와 같이 제2 보호막(180q)은 무기 절연물로 이루어질 수 있다. 이때 제2 보호막(180q)은 색필터(230)와 중첩하는 부분에서 색필터(230)의 요철부(231)에 따라 굴곡져 있다.
또한 도 2c와 같이 제2 보호막(180q)은 무기 절연물로 만들어진 하부막(180r)과 유기 절연물로 만들어진 상부막(180s)을 포함할 수 있다.
색필터(230), 제1 및 제2 보호막(180p, 180q)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 색필터(230), 제1 및 제2 보호막(180p, 180q)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181), 유지 전극(133b) 고정단 부근의 유지 전극선(131) 일부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(183a), 그리고 유지 전극(133a) 자유단의 직선 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍(183b)이 형성되어 있다.
제2 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191), 복수의 연결 다리(overpass)(83) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다.
그러나 이와는 달리 도 2d와 같이 제2 보호막(180q)이 존재하지 않고 색필터(230) 위에 화소 전극(191)이 직접 형성되어 있을 수도 있다. 이 경우 화소 전 극(191)은 색필터(230)의 요철부(231)에 따라 굴곡진다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 상부 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극은 축전기[이하 "액정 축전기(liquid crystal capacitor)"라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
화소 전극(191)은 유지 전극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩한다. 화소 전극(191) 및 이와 전기적으로 연결된 드레인 전극(175)이 유지 전극선(131)과 중첩하여 이루는 축전기를 유지 축전기(storage capacitor)라 하며, 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
연결 다리(83)는 게이트선(121)을 가로지르며, 게이트선(121)을 사이에 두고 반대 쪽에 위치하는 접촉 구멍(183a, 183b)을 통하여 유지 전극선(131)의 노출된 부분과 유지 전극(133b) 자유단의 노출된 끝 부분에 연결되어 있다. 유지 전 극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)은 연결 다리(83)와 함께 게이트선(121)이나 데이터선(171) 또는 박막 트랜지스터의 결함을 수리하는 데 사용할 수 있다.
다음으로 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 화소 전극(191)과 마주하는 복수의 개구 영역을 정의하는 한편, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막아 준다.
차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 절연물로 만들어질 수 있으며, 평탄면을 제공한다.
덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO나 IZO 등 투명한 도전 도전체로 만들어지는 것이 바람직하다.
표시판(100, 200)의 안쪽 면 위에는 액정층(3)을 배향하기 위한 배향막(alignment layer)(11, 21)이 도포되어 있다.
그러면, 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시한 액정 표시 장치 중 하부 표시판(100)을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법에 대하여 도 6 내지 도 8d를 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 6 및 도 7은 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시한 액정 표시 장치 중 하부 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 단면도를 순서에 따라 나열한 것이다.
도 6을 참조하면, 게이트 절연막, 진성 비정질 규소층(intrinsic amorphous silicon), 불순물 비정질 규소층(extrinsic amorphous silicon)의 삼층막을 연속하여 적층한 다음, 위의 두 층을 패터닝하여 복수의 선형 불순물 반도체(164) 및 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 진성 반도체(151)을 형성한다.
다음, 금속막을 스퍼터링 따위로 적층한 다음, 사진 식각하여 소스 전극(173) 및 끝 부분(179)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 복수의 드레인 전극(175)을 형성한다.
이어, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 덮이지 않고 노출된 불순물 반도체(164) 부분을 제거함으로써 돌출부(163)를 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161)와 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)를 완성하는 한편, 그 아래의 진성 반도체(151) 부분을 노출한다. 노출된 진성 반도체(151) 부분의 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라스마를 뒤이어 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 화학 기상 증착 따위로 무기 절연물을 적층하여 제1 보호막(180p)을 형성한다.
그런 후 도 7과 같이 제1 보호막(180p) 위에 색필터(230)를 형성한다.
이어서, 도 2a와 같이 색필터(230) 위에 유기 절연물을 적층하여 제2 보호막(180q)를 형성한다. 그런 후 색필터(230), 제1 및 제2 보호막(180p, 180q)과 게이트 절연막(140)을 식각하여 접촉 구멍(181, 182, 185)을 형성한다.
그런 후, ITO 또는 IZO 막을 스퍼터링으로 적층하고 사진 식각하여 복수의 화소 전극(191)과 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)를 형성한다. 이어서 배향막(11, 21)을 형성하는 공정이 추가될 수 있다.
이제 도 8a 내지 도 8e를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 중 색필터를 형성하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 8a 내지 도 8e는 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시한 액정 표시 장치 중 하부 표시판의 색필터를 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법을 도시하는 도면이다.
먼저 도 8a를 참고하면, 복수의 홈(72)를 갖는 인쇄판(71)에 안료를 포함하는 물질(73)을 주입한다. 그리고 블레이드(74)로 인쇄판(71) 상부를 밀면서 안료를 포함하는 물질(73)이 인쇄판(71) 홈(72)에 적절히 주입되도록 한다. 이 때 홈(72)은 데이터선(171) 및 게이트선(121)으로 규정되는 하나의 화소에 포함되는 색필터(230)에 상응된다.
그 후 도 8b와 같이 전사 롤러(76)가 인쇄판(71) 위를 회전하면서 홈(72)에 주입되어 있는 안료를 포함하는 물질(73)이 전사 롤러(76)의 표면에 전사된다. 이 때 전사 롤러(76)의 표면에 전사된 안료를 포함하는 물질(73)은 홈(72) 사이의 간격과 동일한 간격을 가진다.
그 후 도 8c와 같이 전사 롤러(76)는 제1 보호막(180p) 위를 이동하며 제1 보호막(180p) 위에 안료를 포함하는 물질(73)을 전사한다. 그러면 제1 보호막(180p) 위에 안료를 포함하는 물질(73)이 소정 위치에 균일한 간격으로 형성된다.
그 후 도 8d와 같이 가압 롤러(77)를 이용하여 제1 보호막(180p) 위에 부착되어 있는 안료를 포함하는 물질(73)을 가압한다. 가압 롤러(77)는 중심축(77a), 중심축(77a) 위에 부착되어 있는 지지부(77b) 및 지지부(77b) 위에 부착되어 있는 가압부(77c)를 포함한다. 가압부(77c)에는 요철이 형성되어 있으며 가압부(77c)의 요철의 형태에 따라 제1 보호막(180p) 위에 부착되어 있는 안료를 포함하는 물질(73)의 표면에 요철이 형성된다.
그러면 앞서 설명한 도 8e와 같이 제1 보호막(180p) 위에 요철부(231)를 포함하는 색필터(230)가 형성된다. 또한 제1 보호막(180p) 위에 부착되어 있는 안료를 포함하는 물질(73)을 가압 롤러(77)로 가압한 후에는, 안료를 포함하는 물질(73)이 서로 접촉하여 색필터(230)는 도 8e와 같이 형성된다.
이제 도 9a 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 효과에 대하여 상세하게 설명한다.
도 9a는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 색필터 및 보호막을 통과한 빛의 경로를 도시하는 도면이며, 도 9b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 색필터 및 보호막을 통과한 빛의 경로를 도시하는 도면이며, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 빛의 진로를 간략하게 도시하는 단면도이다.
도 9a를 참고하면, 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 θ1의 입사각을 갖고 입사된 빛은 색필터(230) 및 제2 보호막(180q)를 통과한 후 θ2의 출사각으로 나간다.
도 9b를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 도 9a와 동일한 입사각(θ1)을 갖고 입사된 빛은 색필터(230) 및 제2 보호막(180q)를 통과 한 후 θ3의 출사각으로 나간다. 도 9b에서 빛은 도 9a와 동일한 입사각(θ1)으로 입사되었지만 색필터(230)의 요철부(231)로 인하여 경로가 점선으로 표시한 세로 중심선에 가깝도록 꺾이고 이에 따라 그 출사각(θ3)은 도 9a의 출사각(θ2)보다 작아진다.
다음 표 1은 종래 기술에 따른 액정 표시 장치와 본 발명의 한 실시예에 따른액정 표시 장치에서 다양한 입사각에 따른 출사각과 수직 중심부로부터의 거리를 표시하였다.
[표 1]
입사각(°) 출사각(°) 수직 중심부로부터 거리(㎛) 본 발명의 차광 부재 감소율(%)
종래 기술 본 발명 종래 기술(C) 본 발명(D)
45 65.4 43.6 8.7 3.8 56.3
40 55.7 37.1 5.8 3.0 48.3
35 47.5 30.6 4.3 2.4 44.2
30 40 23.9 3.4 1.8 47.0
25 32.9 17.1 2.6 1.2 53.8
표 1은 색필터(230)의 굴절율은 1.7이며, 제2 보호막(180q)의 굴절율은 1.4이고, 액정층(3)의 두께는 4㎛이고, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색필터(230)의 사면(231b, 231c)이 기판(110)과 이루는 각은 60˚로 하여 측정한 결과이다. 또한 표 1에서 수직 중심부로부터 거리는 제2 보호막(180q)로부터 일정하게 떨어진 가상의 가로선에서 빛이 도달하는 부분을 세로 중심선으로부터 잰 거리이며 종래 기술의 경우에는 도 9a에서 C 라고 표시한 길이이며, 본 발명의 경우에는 도 9b에서 D라고 표시한 길이이다.
표 1을 참고하면 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에 비하여 다양한 입사각에서 출사각이 줄어든 것을 알 수 있다. 또한 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 출사각이 줄어듦에 따라 수직 중심부로부터의 거리(D) 역시 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 수직 중심부로부터의 거리(C)에 비하여 크게 감소한 것을 알 수 있다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 사이에 들어 있는 액정층(3)에 이상 배향(NG)이 발생한 부분이 도시되어 있다. 하부 기판(110) 위에는 박막 패턴(111)이 형성되어 있으며, 박막 패턴(111)는 앞서 설명한 게이트 도전체, 게이트 절연막, 반도체, 데이터 절연막, 색필터, 보호막 및 화소 전극 등을 포함한다. 도 10에서 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 빛의 경로는 La로 표시하였고 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 빛의 경로는 Lb로 표시하였다. 종래 기술에서는 빛의 경로가 La와 같이 진행되므로 이상 배향(NG) 부분에서 빛이 새는 것을 방지하기 위해서는 차광 부재(220)의 폭을 A+B 부분까지 형성해야 한다. 이에 반하여 본 발명의 한 실시예에 따르면 빛이 종래 기술의 경우보다 집광되어 Lb와 같이 진행되므로 차광 부재(220)의 폭을를 B 부분까지만 형성하여도 이상 배향(NG)이 발생한 부분에서 빛이 새는 것을 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 종래 기술에 비하여 차광 부재(220)의 면적을 줄일 수 있어 액정 표시 장치의 개구율이 증가한다. 표 1을 참고하면, 다양한 입사각에서 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 차광 부재의 폭이 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 차광 부재의 폭보다 감소할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2a, 2b, 2c 및 2d는 각각 도 1의 액정 표시 장치를 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도의 여러 가지 예이다.
도 3은 도 1의 액정 표시 장치를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색필터를 도시하는 도면이다.
도 4b는 도 4a의 색필터의 일부를 도시하는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색필터를 도시하는 도면이다.
도 5b는 도 5a에 도시한 색필터를 확대한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시한 액정 표시 장치 중 하부 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 단면도를 순서에 따라 나열한 도면이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 1, 도 2a 및 도 3에 도시한 액정 표시 장치 중 하부 표시판의 색필터를 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 9a는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 색필터 및 보호막을 통과한 빛의 경로를 도시하는 도면이다.
도 9b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 색필터 및 보호막을 통과한 빛의 경로를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 빛의 진로를 간략하게 도시하는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11, 21: 배향막 12, 22: 편광자
100 : 하부 표시판 110, 210: 기판
121: 게이트선 124: 게이트 전극
131: 유지 전극선 133a, 133b : 유지 전극
140 : 게이트 절연막 151, 154 : 반도체
161, 163, 165 : 저항성 접촉 부재 171 : 데이터선
173: 소스 전극 175 : 드레인 전극
180p : 제1 보호막 180q: 제2 보호막
181, 182, 185: 접촉 구멍
191 : 화소 전극 200 : 상부 표시판
220 : 차광 부재 230 : 색필터
250 : 덮개막 270 : 공통 전극

Claims (25)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 게이트선 및 데이터선과 데이터선 위에 형성되어 있는 색필터,
    상기 색필터 위에 형성되어 있는 화소 전극,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 들어있는 액정층
    를 포함하고,
    상기 데이터과 중첩되는 색필터는 표면에 요철부를 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 요철부는 능선 및 능선을 사이에 두고 이웃하는 두 개의 사면을 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 두 사면이 각각 상기 제1 기판과 이루는 각은 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 능선에는 복수의 오목부가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 게이트선,
    상기 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 반도체층 위에 형성되어 있는 데이터선, 그리고
    상기 데이터선과 상기 색필터 사이에 형성되어 있는 제1 보호막
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 능선은 상기 데이터선과 실질적으로 평행한 액정 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 보호막은 무기 절연막을 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 색필터 위에 형성되어 있는 제2 보호막을 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제2 보호막은 무기 절연막을 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 제2 보호막은 유기 절연막을 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 제2 보호막은 상기 색필터 위에 형성되어 있는 무기 절연막 및 상기 무기 절연막 위에 형성되어 있는 유기 절연막을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 상기 색필터와 접하는 액정 표시 장치.
  13. 제 1항에서,
    상기 액정 표시 장치는 투과형인 액정 표시 장치.
  14. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 게이트선 및 데이터선과 데이터선 위에 형성되어 있는 색필터,
    상기 색필터 위에 형성되어 있는 화소 전극,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 들어있는 액정층
    를 포함하고,
    상기 게이트선과 중첩되는 색필터는 표면에 요철부를 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 능선은 상기 게이트선과 실질적으로 평행한 액정 표시 장치.
  16. 기판 위에 게이트선을 포함하는 게이트 도전체를 형성하는 단계,
    상기 게이트 도전체 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계,
    상기 반도체층 위에 데이터선을 포함하는 데이터 도전체를 형성하는 단계,
    상기 데이터 도전체 위에 제1 보호막을 형성하는 단계,
    상기 제1 보호막 위에 요철부를 포함하는 색필터를 형성하는 단계, 그리고
    상기 색필터 위에 화소 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 색필터를 형성하는 단계는
    안료를 포함하는 물질을 적층하는 단계, 그리고
    상기 안료를 포함하는 물질을 가압하여 요철부를 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 안료를 포함하는 물질을 적층하는 단계는,
    안료를 포함하는 물질을 복수의 홈을 갖는 인쇄판에 주입하는 단계,
    상기 홈에 주입된 안료를 포함하는 물질을 전사 롤러에 전사하는 단계, 그리고
    상기 전사 롤러에 전사된 안료를 포함하는 물질을 상기 제1 보호막 위에 전사하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17항에서,
    상기 요철부는 능선 및 능선을 사이에 두고 이웃하는 두 개의 사면을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 능선은 상기 데이터선과 실질적으로 평행한 액정 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제19항에서,
    상기 능선에는 복수의 오목부가 형성되어 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제16항에서,
    상기 색필터 위에 제2 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 제2 보호막은 무기 절연막을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  24. 제22항에서,
    상기 제2 보호막은 유기 절연막을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제22항에서,
    상기 제2 보호막은 차례로 적층된 무기 절연막 및 유기 절연막을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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