KR20120111394A

KR20120111394A - 액정표시패널

Info

Publication number: KR20120111394A
Application number: KR1020110029838A
Authority: KR
Inventors: 백상윤
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR101717653B1

Abstract

본 발명은 액정표시장치를 개시한다. 보다 상세하게는 본 발명은 액정표시패널의 구조변경을 통해 가장자리영역에서 발생하는 빛샘현상을 효율적으로 개선한 광차단층을 구비한 액정표시패널에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 표시영역 및 이를 둘러싸는 비표시영역으로 이루어지는 액정표시패널에 있어서, 다수의 신호라인 및 박막트랜지스터가 형성되어 다수의 화소영역을 정의하는 하부기판과, 다수의 화소영역에 각각 대응하는 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터 그리고, 컬러필터를 색상별로 분리하는 블랙 매트릭스가 형성되고, 하부기판과 대향하도록 배치되며 측면이 상기 하부기판의 측면과 일치하는 상부기판을 포함하되, 상부기판의 비표시영역상에 블랙매트릭스를 연장한 광차단층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 별도의 차광부재를 이용하지 않고 비표시영역에서 발생하는 빛샘을 방지하여 화상품질을 개선한 액정표시패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시패널{LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시패널의 구조변경을 통해 가장자리영역에서 발생하는 빛샘현상을 효율적으로 개선한 광차단층을 구비한 액정표시패널에 관한 것이다.

최근, 휴대폰(Mobile Phone), 노트북컴퓨터와 같은 각종 포터플기기(potable device) 및, HDTV 등의 고해상도, 고품질의 영상을 구현하는 정보전자장치가 발전함에 따라, 이에 적용되는 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 수요가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 활발히 연구되었지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현, 대면적 화면의 실현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시장치(LCD)가 각광을 받고 있다.

전술한 액정표시장치는, 대향하는 두 기판을 합착하고 그 사이에 액정을 개재하여 액정의 전기적, 광학적 특성을 통해 화상을 구현하는 액정표시패널과, 액정표시패널을 제어하는 구동회로, 그리고 빛을 제공하는 백라이트 유닛으로 구성된다.

도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 액정표시패널의 가장자리부분을 절단한 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 액정표시패널은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 하부기판(2) 및 상부기판(3)과, 두 기판(2,3) 사이의 셀 갭 내에 개재된 액정층(4)으로 구성된다.

하부기판(2)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16) 및 데이터라인(17)과, 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(T) 및 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 구성된다.

상부기판(3)은 레드(Red, R)(6a), 그린(Green, G)(6b) 및 블루(Blue, B)(6c)의 삼원색을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터 기판으로서, 각 서브 컬러필터 사이를 구분하고 액정층(4)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(7) 및 액정층(4)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)이 형성된다. 그리고, 도시하지는 않았지만, 상부기판(3)의 전면에는 평탄화를 위한 오버코트층(9)이 형성된다.

또한, 하부기판(2) 및 상부기판(3)은 스페이서(spacer)(11)에 의해 일정한 셀 갭이 유지되고, 각 기판(2,3)의 외곽을 따라 형성된 실런트(14)에 의해 합착된다. 또한 각 기판(2,3)의 외부면으로 제1 및 제2 편광자(12,13)가 각각 부착된다.

이러한 구조의 액정표시패널은 통상 트위스트 네마틱(twisted nematic, TN) 모드 액정표시패널과 인플레인 스위칭(in-plane switching, IPS) 모드 액정표시패널로 구분되는데, TN 모드 액정표시패널은 전술한 바와 같이 화소전극(18)이 하부기판(2) 상에 단위화소별로 형성되고, 공통전극(8)이 상부기판(3)의 전면에 형성된다. 이에 따라 액정층(4)은 하부기판(2)에 형성된 화소전극(18)과 상부기판(3)에 형성된 공통전극(8) 사이의 전계에 의해 구동된다.

그리고, IPS 모드 액정표시패널은 화소전극(18)과 공통전극(8)이 하부기판(2)에 일정하게 이격되어 형성된다. 이에 따라, 액정층(4)은 하부기판(2)에 형성된 화소전극(18)과 공통전극(8) 사이의 수평전계에 의해 구동된다.

또한, 액정표시패널(1)은 전술한 전극사이의 전계에 따라 화상이 구현되는 표시영역(A/A)과, 표시영역(N/A)을 둘러싸는 비표시영역(N/A)으로 구분되는데, 일반적으로 비표시영역(N/A)에 형성된 외곽 블랙매트릭스(7a)는 실런트(14)의 내측 표시영역(A/A)방향으로 표시영역(A/A)의 내측 블랙매트릭스(7b)에 비해 다소 넓은 폭을 갖도록 형성되어 있다. 이는 광원으로부터 액정표시패널(1)로 입사되는 빛이 외곽 베젤(bezel)영역에서 새어나오는 빛샘이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

그러나, 액정표시패널(1)의 하부기판(2)은 구동회로와의 접속을 위해 상부기판(3)보다 큰 폭을 갖는 것이 일반적이다. 따라서, 도 3에 도시한 바와 같이 비표시영역(N/A)에서 외곽 블랙매트릭스(7a)의 외측으로 실런트(14)가 형성되는 영역을 포함하여 비표시영역(N/A)이 넓게 형성되어 이 영역에 입사되는 빛에 의해 빛샘이 발생하게 되며, 이는 액정표시장치가 구현하는 화상의 품질을 떨어뜨리는 원인이 된다.

현재, 빛샘에 따른 화상 품질저하 문제를 해결하기 위해 액정표시패널의 베젤영역에 차광부재를 부착하는 방법 등이 개시되고 있으나, 이는 차광부재 추가에 따른 비용증가와 액정표시장치의 조립시 부착공정이 더 추가되어 공정시간이 연장되는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 별도로 구비되는 차광부재 등을 이용하지 않고, 액정표시패널의 베젤영역에서 발생하는 빛샘을 제거하여 구현하는 화상의 품질을 개선한 액정표시패널을 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치패널은, 표시영역 및, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역으로 구분되는 액정표시장치패널에 있어서, 상기 표시영역상에 다수의 신호라인 및 박막트랜지스터가 형성되어 다수의 화소영역을 정의하는 하부기판; 및, 상기 하부기판과 대향하도록 배치되며, 상기 다수의 화소영역에 각각 대응하는 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터 및, 상기 컬러필터를 색상별로 구획하는 블랙 매트릭스가 형성되는 상부기판을 포함하고, 상기 상부기판은, 상기 하부기판의 측면과 일치하도록 연장되며, 상기 비표시영역상에 광차단층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 광차단층은, 상기 블랙 매트릭스가 상기 상부기판의 측면으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 광차단층은, 상기 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터 중, 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 광차단층은, 상기 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터 중, 둘 이상이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 컬러필터는, 화이트(W), 옐로우(Y) 및 마젠타(M) 중, 어느 하나로 이루어지는 서브 컬러필터를 더 포함하고, 상기 광차단층은, 상기 레드(R), 그린(G), 블루(B)와, 상기 서브 컬러필터 중, 둘 이상이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부기판 또는 하부기판 중, 적어도 하나는 스페이서를 포함하고, 상기 광차단층은 상기 스페이서와 동일물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 블랙매트릭스는, 상기 스페이서와 동일물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 광차단층은, 상기 하부기판의 실런트와 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치패널은, 다수의 신호라인 및 박막트랜지스터가 형성되어 다수의 화소영역을 정의하는 하부기판; 및, 상기 하부기판과 대향하도록 배치되며, 상기 다수의 화소영역에 각각 대응하는 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터가 형성되는 상부기판을 포함하고, 상기 하부기판은 컬러필터를 색상별로 구획하는 블랙 매트릭스가 상기 신호라인 중, 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 신호라인 중, 어느 하나는 상기 화소영역에 공통전압을 인가하는 공통배선인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 액정표시패널을 이루는 두 기판의 폭을 일치시키고 블랙매트릭스를 비표시영역의 끝단까지 연장하여 광차단층을 형성함으로서, 이를 통해 별도의 차광부재를 이용하지 않고 비표시영역에서 발생하는 빛샘을 방지하여 화상품질을 개선한 액정표시패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 컬럼 스페이서와 동일한 물질 및 공정으로 표시영역상의 블랙매트릭스를 형성하거나, 하부기판상의 신호 전극 및 배선 중, 어느 하나를 이용하여 상부기판의 블랙매트릭스를 대체하도록 구성함으로서, 블랙매트릭스의 제조를 위한 공정을 생략할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 액정표시패널의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 액정표시패널의 가장자리부분을 절단한 단면도이다.
도 3은 종래의 액정표시패널의 표시영역 및 비표시영역과, 이에 형성되는 블랙매트릭스 및 실런트를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시패널의 일부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시패널의 바람직한 일 형태를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시패널의 일부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시패널의 일부를 도시한 단면도이다.
도 8은 색상별 서브 컬러필터의 각 광 파장대 별 투과도(%)를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시패널의 일부 구조를 도시한 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시패널을 설명한다. 이하의 실시예에 대하여 참조된 도면은 구성요소의 연결형태 및 배치가 도시된 형태로 한정하도록 의도된 것이 아니며, 특히 도면에서는 본 발명의 기술적 구조 및 형상의 이해를 돕기 위해 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 표현하였다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시패널의 일부를 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시패널(100)은 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착된 측면의 폭이 서로 동일한 하부기판(102) 및 상부기판(103)과, 두 기판(102,103) 사이의 셀 갭 내에 형성된 액정층(104)으로 구성된다.

하부기판(102)은 게이트라인 및 데이터라인이 교차하여 화소영역을 정의하고, 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되는 어레이 기판이며, 상부기판(103)은 레드(Red, R)(106a), 그린(Green, G)(106b) 및 블루(Blue, B)(106c)의 삼원색을 구현하는 다수의 서브 컬러필터로 구성된 컬러필터 기판이다.

특히, 상부기판(103)은 각 서브 컬러필터(106a 내지 106c)간의 사이를 구분하여 액정층(104)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(107a, 107b)와, 기판상에 형성된 컬러필터(106a 내지 106c) 및 블랙매트릭스(107a, 107b)에 의해 발생하는 단차를 평탄화하기 위한 오버코트층(109)이 형성된다. 여기서, 오버코트층(109)은 아크릴(Acryl)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지로서 스핀 코팅 방법으로 형성되는 데, 이러한 오버코트층(109)은 제조공정 비용을 낮추기 위해 생략될 수 있다.

또한, 기판의 종류에 따라, 액정표시패널이 TN 모드인 경우에는 상부기판(102)의 전면으로 액정층(104)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극이 형성되며, IPS 모드인 경우에는 하부기판(102)상에 공통전극이 화소전극과 나란하게 형성된다.

전술한 하부기판(102) 및 상부기판(103)은 스페이서(spacer)(111)에 의해 일정한 셀 갭이 유지되고 각 기판(102,103)의 외곽을 따라 형성된 실런트(114)에 의해 합착된다. 또한, 각 기판(102,103)의 외부면으로는 제1 및 제2 편광자(112,113)가 각각 부착된다.

또한, 액정표시패널(100)은 화상을 표시하는 표시영역(A/A)과, 표시영역(A/A)을 둘러싸는 비표시영역(N/A)으로 이루어지며, 표시영역(A/A)에는 화상을 구현하기 위한 박막트랜지스터, 화소전극 및 공통전극이 형성되고, 비표시영역(N/A)에는 표시영역(A/A)에 신호를 제공하는 구동회로가 직접 실장되거나, 또는 구동회로가 실장된 인쇄회로기판(PCB)과 전기적으로 연결되는 게이트 및 데이터패드 등이 형성된다.

이러한 구조의 액정표시패널에서는 특히, 전술한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 이용한 액티브 매트릭스 구동 방식의 경우, 각 화소별로 고도의 차광성이 요구되며, 이를 위한 차광막으로서 블랙 매트릭스는 크롬(Cr) 등의 금속재료를 진공증착 등의 방법으로 기판 상에 형성하고 감광성 수지를 코팅한 후 노광공정(photo lithography)을 통해 패터닝 및 에칭하여 격자형태로 형성하는 방법을 통해 제조될 수 있으며, 이러한 방법을 통해 제조된 블랙매트릭스는 박막형태로의 구현이 용이하고 내화학성과 높은 차광성능을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 광 반사율이 높은 특성이 있어 화상의 표시품질이 저하될 뿐만 아니라 전반사를 위한 별도의 처리 공정이 필요하다는 단점이 있다.

또한, 전술한 금속재료를 이용한 블랙매트릭스 제조방법에 따르면, 스퍼터링 등의 진공증착 공정이 수반되기 때문에 제조비용이 상승하며, 에칭 공정 후 발생되는 폐액이 환경오염을 원인이 되는 문제점이 발생할 수 있어 수지재료를 이용한 블랙매트릭스를 적용하는 것이 바람직하다.

이러한 수지재료를 이용한 블랙매트릭스는 상부기판 상에 형성된 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 서브 컬러필터 사이에 수지재료를 이용한 염색법, 인쇄법, 안료분산법, 전착법 등의 방법을 통해 형성될 수 있으며, 특히 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시패널의 블랙매트릭스는 안료분산법에 의해 제조될 수 있다.

여기서, 본 발명의 제1 실시예에서는 전술한 하부기판(102)과 상부기판(103)이 동일한 폭을 가지며 하나이상의 측면이 일치하도록 형성되고, 또한 상부기판(103)상에 형성되는 블랙매트릭스(107a, 107b) 중, 비표시영역(N/A)상의 블랙매트릭스(107a)가 상부기판(103)의 측면끝단까지 연장된 형태로 형성되어 광 차단층을 이루는 것을 특징으로 한다.

이러한 블랙매트릭스(107a)는 표시영역(A/A)상의 블랙매트릭스(107b)의 형성시 동일 금속층의 패터닝에 의해 동시에 형성되며, 따라서 광 차단층 형성을 위한 별도의 공정 추가가 필요하지 않다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시패널의 바람직한 일 형태를 나타내고 있다. 도면을 참조하면, 액정표시패널(100)의 일면을 제외한 삼면에서 상/하부기판이 동일 폭으로 형성되고, 중앙의 표시영역(A/A)을 제외한 영역의 블랙매트릭스(107a)가 각 측면끝단까지 연장되어 비표시영역(N/A)의 전반에 걸쳐 형성되어 있다.

여기서, 상/하부기판이 동일 폭이 아닌 일면은 구동회로를 실장하기 위한 공간을 확보하기 위한 것이며, GIP(Gate In Panel) 또는 SOP(System On Panel)등과 같이 기판상에 구동회로가 내장되는 형태의 액정표시패널(100)에서는 상부기판 및 하부기판이 모든면에서 동일 폭으로 형성될 수도 있다.

이러한 구조에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시패널은 상/하부기판의 폭이 일치되고, 블랙매트릭스가 비표시영역의 전반에 걸쳐 형성됨으로써, 액정표시패널의 베젤영역을 통해 발생하는 빛샘을 개선할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시패널을 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시패널의 일부를 도시한 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는 액정표시패널(200)의 측면의 폭이 서로 동일한 하부기판(202) 및 상부기판(203)이 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 합착되고, 이 두 기판(202,203) 사이의 셀 갭내에 액정층(204)이 개재된다.

또한, 하부기판(202)은 어레이 기판으로서 게이트라인 및 데이터라인이 교차하여 화소영역을 정의하고, 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된다. 상부기판(203)은 컬러필터 기판으로서 레드(R)(206a), 그린(G)(206b) 및 블루(B)(206c)의 삼원색을 구현하는 다수의 서브 컬러필터와, 각 서브 컬러필터(206a 내지 206c)간의 사이를 구분하고 액정층(204)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(207b) 및 평탄화를 위한 오버코트층(209)이 형성된다. 그리고, 액정표시패널이 구동모드에 따라 상부기판(202)의 전면에 공통전극이 형성되거나, 또는 하부기판(202)에 공통전극이 화소전극과 나란하게 형성된다.

전술한 하부기판(202) 및 상부기판(203)은 스페이서(spacer)(211a)에 의해 일정한 셀 갭이 유지되며, 각 기판(202,203)의 외곽을 따라 형성된 실런트(214)에 의해 합착된다. 또한, 액정층(204)과 반대방향으로 각 기판(202,203)의 외부면에는 제1 및 제2 편광자(212,213)가 각각 부착된다.

여기서, 전술한 스페이서로는 하부기판(202)상에 산포되는 볼 스페이서, 또는 일정한 간격으로 하부기판(202) 및 상부기판(203) 중, 어느 하나에 패터닝되는 컬럼 스페이서가 적용될 수 있으나, 본 발명의 제2 실시예에서는 상부기판(203) 표시영역(A/A)의 오버코트층(209)상에 형성되는 제1 컬럼 스페이서(211a)로 구현된다. 또한, 비표시영역(N/A)에는 전 영역에 걸쳐 전술한 표시영역(A/A)상의 컬럼 스페이서(211a)와 동일공정에서 동시에 패터닝되는 광차단층(211b)이 형성되어 있다.

전술한 광차단층(211b)의 광차단 밀도(Optical Density, OD)는, 물질로 입사되는 광량과, 투과하는 광량의 로그(log)식인 으로 정의되며 제2 컬럼 스페이서(211b)의 광차단 밀도(OD)는 이의 두께와 비례하게 된다. 즉, 광차단층(211b)의 두께가 두꺼울수록 투과하는 빛의 양이 감소하므로 액정표시패널(200)의 비표시영역(N/A)에서 빛을 차단할 수 있는 효과가 커지게 되며 셀 갭 마진이 고려되어 형성된다.

또한, 도 6에서는 표시영역(A/A)의 상부기판(203) 상에 통상의 블랙 매트릭스(207b)가 형성되어 있으나, 이를 대체하여 비표시영역(N/A)의 광차단층을 구성하고 있는 제2 컬럼 스페이서(211b)와 동일 물질 및 공정으로 형성함으로 표시영역(A/A)상의 블랙매트릭스(207b)형성을 위한 별도의 제조공정을 생략할 수 있다.

이러한 구조에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시패널은 표시영역의 컬럼 스페이서와 동일물질 및 공정을 통해 형성되는 광차단층이 비표시영역의 전반에 걸쳐 형성됨으로써, 액정표시패널의 베젤영역을 통해 발생하는 빛샘을 개선하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시패널을 설명한다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시패널의 일부를 도시한 단면도이다. 이하의 설명에서는 레드(Red, R), 그린(Green, G), 블루(Blue, B)의 삼원색으로 구성되는 컬러필터의 예로서 설명하였지만, 휘도향상을 위해 컬러필터는 화이트(White , W), 옐로우(Y, Yellow), 마젠타(M, Magenta)등과 같은 서브 컬러필터로 구성될 수 도 있으며, 이때, 컬러필터는 레드(Red, R), 그린(Green, G) 및 블루(Blue, B)와, 화이트(White , W), 옐로우(Y, Yellow) 또는 마젠타(M, Magenta) 중, 어느 하나를 포함하는 4서브 컬러필터로 구성될 수 있다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에서는 액정표시패널(300)의 하부기판(302) 및 상부기판(303)과, 두 기판(302, 303) 사이의 셀 갭 내에 액정층(304)이 개재된다. 또한, 상부기판(303)의 표시영역(A/A)상에는 삼원색을 구현하는 다수의 서브 컬러필터(306a 내지 306c)와, 각 서브 컬러필터(306a 내지 306c)간 사이를 구분하여 액정층(304)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(307)가 형성되며, 비표시영역(N/A)상에는 적어도 하나의 서브 컬러필터(306a 내지 306c)로 이루어지는 광차단층(316)이 형성되어 있다.

또한, 블랙매트릭스(307) 및 서브 컬러필터(306a 내지 306c)와, 광차단층(316)의 상부에는 아크릴(Acryl)계 수지 또는 폴리이미드 (Polyimide)계 수지로 이루어진 오버코트층(309)이 더 형성될 수 있다.

전술한 광차단층(316)은 각 서브 컬러필터(306a 내지 306c)와 동일물질 및 동일공정에서 형성되며, 그 적층형태는 광차단층(316)의 광차단 정도를 최대화하는 형태로 결정된다.

즉, 컬러필터는 광 파장대 별로 서로 다른 광 투과도를 가지게 된다. 도 8은 색상별 서브 컬러필터의 각 광 파장대별 투과도(%)를 도시한 그래프이다.

도시한 바와 같이, 레드(R) 서브 컬러필터는 380nm ~ 580nm 파장대에서 0%에 가까운 투과도를 갖지만, 580nm 이상으로 갈수록 점점 더 높아져 630nm에서 100%에 가까운 투과도를 가진다. 또한, 그린(G) 서브 컬러필터는 450nm ~ 630nm를 제외한 파장대에서 0%에 가까운 투과도를 가지며, 블루(B) 서브 컬러필터는 530nm 이상의 파장대에서 0%에 가까운 투과도를 가진다. 따라서, 가시광선 파장대인 550nm에서는 레드(R) 및 블루(B) 서브 컬러필터가 낮은 투과도를 가지므로 광차단층에 적합하다.

또한, 하나 또는 둘 이상의 조합에 따라 각각 다른 광차단 정도를 가지게 되며, 이에 따라 광차단층(316)은 하나의 서브 컬러필터 또는 둘 이상의 서브 컬러필터의 다중적층형태로 이루어질 수 있다.

이하의 표 1은, 각 서브 컬러필터 및 두 가지 이상의 서브 컬러필터 조합에 의해 광차단층을 구현했을 경우, 각각의 광차단층의 광차단 정도를 나타낸다.

컬러필터	R	G	B	R+G	R+B	G+B	R+G+B
OD	2.3	0.095	0.64	2.9	3.9	0.75	4.1

상기와 같이, 각 서브 컬러필터 및 컬러필터들의 조합에 의하면, 가시광선의 파장대 550nm에서 하나의 블루(B) 서브 컬러필터가 광차단 밀도가 가장 낮으며, 삼원색 모든 서브 컬러필터 조합시에 광차단 밀도가 가장 높은 것을 알 수 있다.

따라서, 삼원색 컬러필터의 조합에 의한 광차단층이 가장 효과가 좋으나, 전술한 투과도 및 액정표시패널의 셀 갭 마진을 고려하여 레드(R) 및 블루(B)의 두 가지 서브 컬러필터의 조합에 의한 광차단층이 바람직하다.

또한, 4개의 서브 컬러필터를 구비하는 액정표시패널의 경우, 광차단층은 전술한 삼원색중 하나의 서브 컬러필터와, 이의 상부에 화이트(White , W), 옐로우(Y, Yellow) 또는 마젠타(M, Magenta) 중, 어느 하나가 적층된 형태로 구현될 수 있다.

이러한 구조에 따라, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시패널은 비표시영역의 전반에 형성된 서브 컬러필터 하나 또는 둘 이상의 조합에 따라 액정표시패널의 베젤영역을 통해 발생하는 빛샘을 개선할 수 있다.

여기서, 전술한 제2 실시예 및 제3 실시예에서 표시영역(A/A)내의 하부 기판상에 블랙매트릭스를 대체할 수 있는 구성을 통해 상부 기판상에 형성되는 블랙매트릭스를 생략할 수 있으며, 이하 도면을 참조하여 상부기판상에 블랙매트릭스가 생략된 액정표시패널의 일 실시예를 설명한다.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정표시패널의 일부 구조를 도시한 단면도이다. 이하의 설명에서는 액정표시패널의 표시영역(A/A)만을 도시하였으며, 비표시영역(N/A)은 전술한 제1 내지 제3 실시예와 같이, 연장된 블랙매트릭스, 제2 컬럼 스페이서 및 하나이상의 컬러필터의 조합 중, 선택되는 어느 하나로 구현될 수 있다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에서는 액정표시패널(400)의 하부기판(402) 및 상부기판(403)과, 두 기판(402, 403) 사이의 셀 갭 내에 액정층(404)이 개재된다. 또한, 상부기판(403)의 표시영역(A/A)상에는 삼원색을 구현하는 다수의 서브 컬러필터(406a 내지 406c)가 형성되되, 각 서브 컬러필터(406a 내지 406c)를 구분하는 블랙매트릭스는 생략되며, 서브 컬러필터(406a 내지 406c)의 상부에는 아크릴(Acryl)계 수지 또는 폴리이미드 (Polyimide)계 수지로 이루어진 오버코트층(409)이 더 형성될 수 있다.

전술한 상부기판(403)은 스페이서(spacer)(411)에 의한 일정한 셀 갭이 유지되어 액정층(404)이 개재되고, 각 기판(402,403)의 외부면으로는 제1 및 제2 편광자(412, 413)가 각각 부착된다.

여기서, 도시하지는 않았지만 상부기판(403)의 표시영역(A/A)에는 화상을 구현하기 위한 박막트랜지스터와, 이에 신호를 제공하는 게이트배선, 데이터배선, 화소전극, 공통전극, 공통배선 등 다수의 배선 및 전극이 격자형태로 형성되는 데, 본 발명의 제4 실시예에서는 전술한 다수의 배선 및 전극 중, 어느 하나를 이용하여 블랙매트릭스(407)를 대체하는 데 그 특징이 있다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 하부기판(402)에는 각 서브 컬러필터(406a 내지 406c)사이의 대향하는 위치에는 불투명한 금속재질의 각종 전극 및 배선 중, 어느 하나가 배치되어 신호 전송 및 블랙매트릭스(407)의 역할을 하게 된다. 이러한 블랙매트릭스(407)는 신호배선으로는 공통전극에 공통전압을 제공하는 공통배선으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

A/A : 표시영역　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　N/A : 비표시영역
100 : 액정표시패널　　　　　　　　　　　　　　　　　　102 : 하부기판
103 : 상부기판　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　104 : 액정층
106a,b,c : 컬러필터　　　　　　　　　　　　　　　　　107a : 광차단층
107b : 블랙매트릭스　　　　　　　　　　　　　　　　　111 : 스페이서
112, 113 : 제1,제2 편광자　　　　　　　　　　 114 : 실런트

Claims

표시영역 및, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역으로 구분되는 액정표시장치패널에 있어서,
상기 표시영역상에 다수의 신호라인 및 박막트랜지스터가 형성되어 다수의 화소영역을 정의하는 하부기판; 및,
상기 하부기판과 대향하도록 배치되며, 상기 다수의 화소영역에 각각 대응하는 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터 및, 상기 컬러필터를 색상별로 구획하는 블랙 매트릭스가 형성되는 상부기판을 포함하고,
상기 상부기판은, 상기 하부기판의 측면과 일치하도록 연장되며, 상기 비표시영역상에 광차단층이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 1 항에 있어서,
상기 광차단층은, 상기 블랙 매트릭스가 상기 상부기판의 측면으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 1 항에 있어서,
상기 광차단층은, 상기 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터 중, 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 1 항에 있어서,
상기 광차단층은, 상기 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터 중, 둘 이상이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 1 항에 있어서,
상기 컬러필터는, 화이트(W), 옐로우(Y) 및 마젠타(M) 중, 어느 하나로 이루어지는 서브 컬러필터를 더 포함하고,
상기 광차단층은, 상기 레드(R), 그린(G), 블루(B)와, 상기 서브 컬러필터 중, 둘 이상이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 1 항에 있어서,
상기 상부기판 또는 하부기판 중, 적어도 하나는 스페이서를 포함하고,
상기 광차단층은 상기 스페이서와 동일물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 6 항에 있어서,
상기 블랙매트릭스는, 상기 스페이서와 동일물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 1 항에 있어서,
상기 광차단층은, 상기 하부기판의 실런트와 중첩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
다수의 신호라인 및 박막트랜지스터가 형성되어 다수의 화소영역을 정의하는 하부기판; 및,
상기 하부기판과 대향하도록 배치되며, 상기 다수의 화소영역에 각각 대응하는 레드(R), 그린(G), 블루(B)의 컬러필터가 형성되는 상부기판을 포함하고,
상기 하부기판은 컬러필터를 색상별로 구획하는 블랙 매트릭스가 상기 신호라인 중, 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
제 9 항에 있어서,
상기 신호라인 중, 어느 하나는 상기 화소영역에 공통전압을 인가하는 공통배선인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.