KR20150055643A - 얼라인 키를 포함하는 표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터가 형성되는 어레이 기판으로서의 제1기판과, 상기 제1기판과 대향하는 제2기판과, 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 실링부를 포함하는 표시패널에 있어서, 실링부에 대응되는 제1기판상에 형성된 선형 금속 패턴의 제1얼라인 키와, 상기 실링부에 대응되는 제2기판상에 형성되며 상기 제1얼라인 키를 둘러싸는 폐곡선 또는 폐다각형 형태의 제2얼라인 키를 포함하는 표시패널에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 표시패널의 기판 끼리의 정렬에 사용되는 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화 함과 동시에, 장비에 의하여 식별이 용이할 뿐 아니라, 실링부의 미경화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

얼라인 키를 포함하는 표시패널 및 그 제조방법{Display Panel with Align Key and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 얼라인 키(Align Key)를 포함하는 표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 시인성이 우수한 얼라인 키 구조를 포함하는 표시 패널과 그 제조방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

이러한 액정 표시장치(LCD) 또는 OLED 표시장치 등은 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 그 사이에 형성되는 액정 또는 유기층과 같은 발광층을 포함하여 구성되며, 화소 영역의 양 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태 또는 유기물의 발광 정도가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.

이러한 표시장치는 여러가지 용도의 얼라인 키(align key)들을 구비하고 있는데, 예를 들어, 하부 기판 상에 박막 트랜지스터 형성시에 포토 마스크와 하부 기판을 정 위치에 정렬시키기 위한 얼라인 키, 상부 기판과 하부 기판을 서로 합착시키기 위한 얼라인 키 등이 있다.

보통, 상기와 같은 얼라인 키는 화면을 생성시키지 않는 비액티브 영역에서 적어도 한 군데 이상의 위치에서 형성되는 것이 일반적이며, 기판 합착 공정 또는 마스크 공정시 해당 기판과 마스크 또는 양 기판을 정렬하기 위하여 해당 장비가 얼라인 키를 인식하여야 한다.

일반적으로 상기 기판 상에 형성된 얼라인 키를 인식하는 방법은 광원 예를 들어 헬륨-네온 레이저(He-Nelaser), LED(light emitting diode) 등을 이용하여 인식하는 방법을 이용한다. 상기 광원으로부터 발생된 광은 상기 기판의 얼라인 키에서 반사되거나 투과됨으로써 발생된 신호를 검출함으로써 정렬 장비는 상기 얼라인 키를 인식하게 된다.

예를 들어, 상기 기판에서는 광이 투과됨으로써 발생되는 신호를 검출하고 상기 얼라인 키에서는 광이 반사 됨으로써 발생되는 신호를 검출하여 얼라인 키의 위치를 정확하게 검출해 낼 수 있다.

이와 같이, 현재까지의 얼라인 키는 표시장치 패널의 비표시 영역에 형성되어 있는 바, 모바일 장치의 표시장치와 같이 표시장치 외곽부인 베젤(Bezel)을 최소화하여야 하는 필요성을 고려할 때, 이러한 얼라인 키가 베젤 영역을 크게 만든다는 단점이 있다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 얼라인 키에 의한 베젤 확대를 방지할 수 있는 표시패널 및 표시장치와 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화 할 수 있는 표시패널 및 표시장치와 그 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화함과 동시에, 장비에 의한 시인성이 우수한 형태의 얼라인 키를 포함하는 표시패널 및 표시장치와 그 제조방법을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 박막 트랜지스터가 형성되는 어레이 기판으로서의 제1기판과, 상기 제1기판과 대향하는 제2기판과, 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 실링부를 포함하는 표시패널에 있어서, 상기 실링부에 대응되는 제1기판상에 형성된 선형 금속 패턴의 제1얼라인 키와, 상기 실링부에 대응되는 제2기판상에 형성되며 상기 제1얼라인 키를 둘러싸는 형태의 제2얼라인 키를 포함하는 표시패널을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은, 어레이 기판인 제1기판의 패터닝 과정에서 선형 금속 패턴인 제1얼라인 키를 실링 영역에 형성하는 제1기판 형성 단계와, 상기 실링 영역에 있는 블랙매트릭스의 일부 영역을 천공하여 형성되는 제2얼라인 키를 포함하는 제2기판을 제조하는 제2기판 형성 단계와, 상기 제1 및 제2 얼라인 키를 이용하여 상기 제1 및 제2기판을 정렬한 후 실링 영역을 경화함으로써 양 기판을 합착하는 단계를 포함하는 표시패널 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 2개의 기판을 합착하여 제조되는 표시패널 또는 표시장치에서 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 끼리의 정렬에 사용되는 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화 함과 동시에, 장비에 의하여 식별이 용이한 형태의 얼라인 키를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 끼리의 정렬에 사용되는 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화 함과 동시에, 장비에 의하여 식별이 용이할 뿐 아니라, 실링부의 미경화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 방식에 의한 얼라인 키 구성의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 표시장치의 평면도로서, 얼라인 키가 제2기판에만 형성된 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 얼라인 키를 포함하는 표시패널의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 얼라인 키가 형성된 표시패널을 기판이 분리된 상태로 도시하는 것으로서, 도 4의 (a)는 어레이기판인 제1기판을, 도 4의 (b)는 제2얼라인 키가 형성되는 제2기판을 도시한다.
또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 얼라인 키의 형상의 여러 예를 도시한다.
도 6은 도 5(a)의 B-B’선 단면도로서, 본 발명의 일실시예에 의한 얼라인 키가 단면 형태로 도시된다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 제1얼라인 키와 제2얼라인 키의 형상과 최적 크기에 대한 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널 제조방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 종래 방식에 의한 얼라인 키 구성의 일 예를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 표시 장치(100)는 사용자에게 이미지를 제공하는 액티브 영역(active area, AA)과 상기 액티브 영역(AA)의 주변 영역인 비액티브 영역(non-active area, NA)으로 정의되며, 표시장치(100)는 통상 박막 트랜지스터 등이 형성되어 화소영역이 정의되는 어레이기판인 제1기판과, 블랙매트릭스 및/또는 칼라필터층 등이 형성된 상부 기판으로서의 제2기판이 합착되어 제조된다.

이 때, 얼라인 키 또는 얼라인 마크(160)는 상기 비액티브 영역(NA)의 적어도 한 군데 이상의 위치에 형성된다.

본 명세서에서 얼라인 키 또는 얼라인 마크는 2개 이상의 기판이 합착을 위하여 정렬될 때 이용되는 표시수단이거나, 하나의 기판에 마스크 공정 등을 수행할 때 마스크와 기판의 정렬을 위하여 이용되는 표시수단 등을 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 하며, 표현 또한 얼라인 키, 얼라인 마크에 한정되지 않고, 정렬 키, 정렬 마크 등 여하한 모든 표현도 가능할 것이다.

이하 본 명세서에서는 “얼라인 키”로 통칭하여 설명한다.

도 1과 같이, 기판의 비표시 영역(NA)에 얼라인 키를 배치할 때, 두 기판의 합착에 필요한 실링 영역 또는 밀봉 영역 바깥쪽에 얼라인 키를 배치하여야 하며, 따라서 베젤 영역이 커지는 단점이 있었다.

도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 표시장치의 평면도로서, 얼라인 키가 제2기판에만 형성된 예를 도시한다.

도 2에 도시된 표시장치는, TFT 등이 형성되는 하부기판으로서의 제1기판(210)과, 광 차단층으로서의 블랙 매트릭스(222)와 칼라필터층(미도시)이 형성되는 상부 기판으로서의 제2기판(220)을 포함하며, 2개의 기판이 실링부(230)에 의하여 합착되어 제조된다.

이 때, 2개의 기판 합착 공정 등에서 2개 기판의 정렬을 위하여 제2기판에는 비표시 영역에 얼라인 키(240. 240’)가 형성되어 있다.

즉, 얼라인 키를 이용하여 제1기판 및 제2기판을 정렬하고 실링재를 도포한 다음 실링재료를 열경화 또는 자외선 경화시킴으로써 양 기판을 합착하게 된다.

한편, 도 1에서 설명한 바와 같이 얼라인 키가 실링 영역 외부에 형성할 때 발생하는 문제점을 극복하기 위하여 도 2의 실시예에서는 얼라인 키 중 하나(240’)를 실링부(230) 영역에 형성할 수도 있다.

더 상세하게 설명하면, 제2기판(220)의 외곽에는 최외곽 블랙 매트릭스(222)가 일정 폭으로 형성되어 있고, 이러한 블랙 매트릭스(222) 영역 하부에 실링부(230)가 형성되는데, 이 때, 제2기판의 블랙 매트릭스(222) 중 일부에 개구부 또는 천공부를 형성하여 그를 얼라인 키(240’)로 사용할 수 있다는 것이다.

즉, 도 2의 (b)와 같이 제2기판(220)의 최외곽 블랙매트릭스(222)의 일부 영역(예를 들면, 십자 형태)을 개구하여 그를 얼라인 키로 사용하되, 얼라인 키가 결과적으로 실링부(230)의 상부에 위치하게 되는 것이다.

이러한 구성을 이용하면, 도 1에서와 같이 베젤 영역이 커지는 문제는 해결할 수 있으나, 블랙매트릭스를 천공한 형태의 얼라인 키(240’)는 합착 장비 등에 의하여 쉽게 인식되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명의 일실시예는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 제안된 것으로서, 박막 트랜지스터가 형성되는 어레이 기판으로서의 제1기판과, 블랙매트릭스층을 포함하는 제2기판과, 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 실링부를 포함하는 표시패널에 있어서, 상기 실링부에 대응되는 제1기판상에 형성된 선형 금속 패턴의 제1얼라인 키와, 상기 실링부에 대응되는 제2기판상에 형성되며 상기 제1얼라인 키를 둘러싸는 제2얼라인 키를 포함하여 구성될 수 있다.

이 때, 제1얼라인 키 및 제2얼라인 키는 십자형태, T자 형태, 또는 “L”자 또는 “ㄴ”자 형태를 가질 수 있으며, “L”자 또는 “ㄴ”자 형태인 것이 시인성이 가장 우수할 수 있다.

또한, 어레이 기판상에 형성되는 제1얼라인 키는 전술한 바와 같은 십자형태, T자 형태, 또는 “L”자 또는 “ㄴ”자 형태를 가질 수 있으며, 제2기판 상에서 블랙매트릭스가 개구되어 형성되는 제2얼라인 키는 직사각형 또는 정사각형 등과 같은 다각형일 수 있다.

또한, 제1얼라인 키인 선형 금속 패턴의 선폭은 약15~20마이크론(μm)인 것이 바람직하며, 제1얼라인 키는 게이트 층과 동일한 재료 및 공정으로 형성될 수 있다.

또한, 제2얼라인 키는 제2기판의 최외곽 블랙매트릭스층 중 일부가 개구 또는 천공된 블랙매트릭스 천공 형태일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 제2기판의 실링부 영역에 형성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널 제조방법에서는, 어레이 기판인 제1기판의 패터닝 과정에서 선형 금속 패턴인 제1얼라인 키를 실링 영역에 형성하는 제1단계(제1기판 형성 단계)와, 실링 영역에 있는 블랙매트릭스의 일부 영역을 천공하여 형성되는 제2얼라인 키를 포함하는 제2기판 형성 단계와, 상기 제1 및 제2 얼라인 키를 이용하여 상기 제1 및 제2기판을 정렬한 후 실링 영역을 경화함으로써 합착하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

이 때, 제2얼라인 키는 상부에서 보았을 때 제1기판에 형성된 제1얼라인 키를 둘러싸는 형태일 수 있으며, 제1얼라인 키는 십자형태, T자 형태, 또는 “L”자 또는 “ㄴ”자 형태를 가질 수 있다. 또한, 제2얼라인 키는 제1얼라인 키와 대응되는 형상일 수도 있으나, 장방형의 개구부로 형상일 수도 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 얼라인 키를 포함하는 표시패널의 평면도이다.

도 3과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널은 어레이 기판으로서의 제1기판(310)과 상부 기판으로서의 제2기판(320) 및 양 기판을 합착하기 위하여 기판 외곽부에 형성되는 실링부(350)와, 양 기판 사이에 배치되는 발광 재료층 등을 포함하여 구성되며, 본 발명의 일 실시예에 의한 얼라인 키(400)는 상기 실링부(330) 영역에 형성되며, 제1기판상에 선형 금속 패턴으로 형성되는 제1얼라인 키(410)와, 제2기판 상에 형성되되 상기 제1얼라인 키를 둘러싸는 폐곡선 또는 폐다각형 형상의 제2얼라인 키(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

제1기판(310)는 어레이 기판으로서, 종횡으로 배열되어 화소영역(P)을 정의하는 게이트라인과 데이터라인이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역(P)에는 화소전극이 형성되어 있다. 이러한 어레이 기판으로서의 제1기판의 세부 구성은 아래에서 도 6을 참고로 더 상세하게 설명한다.

또한, 제2기판(320)는 컬러필터 기판일 수 있으며, 이러한 컬러필터 기판은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터(C)와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 상기 발광재료 층을 투과하는 광을 차단하는 광차단막으로서의 블랙매트릭스(black matrix; 322), 그리고 상기 발광재료 층에 전압 또는 전류를 인가하는 투명한 공통전극 등으로 이루어질 수 있다.

상기 화소영역(P)은 컬러필터 기판인 제2기판(320)의 하나의 서브컬러필터에 대응하는 서브화소(sub pixel)로 컬러화상은 상기 적, 녹 및 청색의 3종류의 서브컬러필터를 조합하여 얻어진다. 즉, 적, 녹 및 청색의 3개의 서브 화소가 모여서 1개의 화소를 이루며, 박막 트랜지스터(T)는 상기 적, 녹 및 청색의 서브화소에 각각 연결되어 있다.

한편, 상기 발광재료는 액정표시장치에서는 액정물질이 될 수 있으며, 유기발광표시장치에서는 자체 발광 특성을 가지는 유기발광재료를 포함할 수 있다.

즉, 본 발명의 일실시예는 액정표시장치인 LCD, 유기발광표시장치인 OLED 등 모든 형태의 표시장치에 모두 적용될 수 있다는 것이다.

한편, 발광재료가 액정인 경우에는 상기와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 상부 표면에는 액정층의 액정분자를 배향하기 위한 배향막(미도시)이 인쇄된다.

또한, 본 실시예의 특징 구성인 얼라인 키(400) 구조에서 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

얼라인 키는 제1기판과 제2기판의 합착을 위한 상기 실링부(330) 영역에 형성되며, 제1기판상에 선형 금속 패턴으로 형성되는 제1얼라인 키(410)와, 제2기판 상에 형성되되 상기 제1얼라인 키를 둘러싸는 폐곡선 또는 폐다각형 형상의 제2얼라인 키(420)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 제2얼라인 키(420)는 컬러필터 기판인 제2기판(320) 상의 최외곽 블랙매트릭스(322) 영역에 형성되되, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스층이 소정 두께를 가지는 “L”자 또는 “ㄴ”자 형태로 개구 또는 천공됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 제2얼라인 키(420)는 블랙매트릭스층을 장방형으로 개구한 형상일 수도 있으며, 물론 이 경우 장방형의 크기는 제1얼라인 키(410)를 둘러쌀 수 있는 정도의 크기를 가진다.

물론, 제2얼라인 키(420)가 “L”자 또는 “ㄴ”자 형태의 폐다각형 형태로 형성되는 경우, 제1기판(310)상에 형성되는 제1얼라인 키(410)은 상기 제2얼라인 키(420)의 폐다각형 가운데 위치하되 동일한 형태의 선형 패턴 일 수 있다.

이와 같은 제2얼라인키(420) 및 제1얼라인 키(410)의 형상은 반드시 “L”자 또는 “ㄴ”형태로 한정되는 것은 아니며, 도 5의 (b)와 같이 십자 형태이거나 “T자 형태 등 여타한 다른 형태일 수도 있을 것이다.

즉, 합착 장비 등이 CCD 등 카메라를 이용하여 천공된 제2 얼라인 키(420)의 가운데 제1기판상의 제1 얼라인 키(410)가 배치되도록 양 기판의 위치를 정렬한 후에 실링 공정(합착 공정)을 수행하게 된다.

이 때, 제1 및 제2 얼라인 키의 크기는 클수록 시인성 또는 식별성은 좋아질 수 있지만, 아래와 같이 실링재료의 미경화 문제 때문에 제1 및 제2얼라인 키의 형상 및 크기를 최적화할 필요가 있다.

즉, 양 기판의 합착을 위해서는, 실링부에 실링재료를 도포한 후에 제1기판 측에서 열 또는 자외선을 가하여, 열경화 특성 또는 자외선 경화 특성을 가지는 실링 재료를 경화시켜야 하는데, 이 때 본 실시예에 의한 제1얼라인 키(410)가 열 또는 자외선의 투과를 방해하도록 작용한다.

따라서, 본 실시예에서는, 얼라인 키의 시인성 확보와 제1얼라인 키(410)에 의한 실링재 미경화 방지를 함께 고려하여, 제1 및 제2얼라인 키의 형상 및 크기를 최적화 필요가 있다.

아래에서는 도 4 및 도 5를 참고로 이에 대하여 더 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 얼라인 키가 형성된 표시패널을 기판이 분리된 상태로 도시하는 것으로서, 도 4의 (a)는 어레이기판인 제1기판을, 도 4의 (b)는 제2얼라인 키가 형성되는 제2기판을 도시한다.

또한, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 얼라인 키의 형상의 여러 예를 도시한다.

도 4의 (a)와 같이, 제1얼라인 키(410)는 “L”자 형상의 선형 금속 패턴으로서 어레이 기판으로서의 제1기판(320)의 실링부(350) 영역에 형성된다. 한편, 제1기판은 TFT와 화소영역이 정의되는 액티브 영역과, 실링부(350) 또는 구동회로 등이 배치되는 비액티브 영역을 포함한다.

이 때, 제1얼라인 키는 TFT의 게이트 층과 동일한 공정과 재료로 형성될 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 필요한 경우 소스/드레인 층과 동일한 재료 및 공정으로 형성될 수도 있을 것이다.

또한, 제1얼라인 키(410)의 형상은 도 4 및 도 5의 (a)와 같이 “L”자(또는 “ㄴ”)형태일 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니며, 도 5의 (b)와 같은 십자 형태의 제1얼라인 키(410’)이거나, 도 5의 (c)와 같은 “T”자 형태의 제1얼라인 키(410”)일 수도 있을 것이다.

그러나, 전술한 바와 같이, 얼라인 키의 시인성은 확보하면서도 실링재 미경화를 최소화하기 위하여, 제1얼라인 키(410)의 형상은 “L”자(또는 “ㄴ”)형태인 것이 더 바람직할 수 있으며, 제1얼라인 키(410)의 패턴 선폭(도 7의 t)은 약15~20마이크론 일 수 있다.

또한, 도 4의 (b)와 같이 본 실시예에서의 제2얼라인 키(420)는 컬러필터 기판인 제2기판(320)의 최외곽 블랙 매트릭스(322) 영역과 실링부(350)이 중첩되는 영역에서, 블랙매트릭스(322)의 일부를 천공 또는 개구시켜 형성할 수 있다. 제2기판(320)는 R, G, B 등의 칼라필터가 형성된 칼라 필터영역(325)과, 최외곽 광차단부인 블랙매트릭스(322) 영역을 포함할 수 있다.

물론, 컬러필터가 박막 트랜지스터 기판인 제1기판에 형성하는 컬러필터 온 박막 트랜지스터(Color Filter On Thin Film Transistor; 이하 "COT"라 함) 구조의 패널에서는, 제2기판에는 컬러필터 층이 형성되어 있지 않을 수도 있을 것이다.

이 때, 천공 또는 개구 형태의 제2 얼라인 키(420)는 일정 폭을 가지는 폐곡선 또는 폐다각형 형상일 수 있으며, 정렬될 위치에서 제1기판상의 제1얼라인 키(410)의 선형 패턴이 제2얼라인 키(420)의 폐곡선 또는 폐다각형 가운데 위치하게 된다.

또한, 제2얼라인 키(420)의 형태 및 크기 역시, 제1얼라인 키(410)와 동일한 이유로 최적화할 필요가 있으며, 제2얼라인 키(420)의 형상은 5의 (a)와 같이 “L”자(또는 “ㄴ”)형태, 도 5의 (b)와 같은 십자 형태의 제2얼라인 키(420’)이거나, 도 5의 (c)와 같은 “T”자 형태의 제2얼라인 키(420”)를 포함할 수 있으나, 얼라인 키의 시인성 및 실링 경과 등을 고려할 때 제2얼라인 키(420)의 형상은 “L”자(또는 “ㄴ”)형태의 폐다각형 형상이거나 사각형 형태의 장방형 형상인 것이 바람직할 수 있다.

또한, 제2얼라인 키의 개구크기는 클수록 제1얼라인 키와의 정렬을 용이하지만 정렬 정확도가 떨어질 것이고, 개구폭이 작을수록 정렬 정확도는 향상되지만 양 기판의 정렬이 어려운 점을 고려할 때, 제2얼라인 키의 개구크기는 제1얼라인 키(410)의 전체 길이(도 7의 D)의 약2~4배 사이인 것이 바람직할 것이다. 도 6은 도 5(a)의 B-B’선 단면도로서, 본 발명의 일실시예에 의한 얼라인 키가 단면 형태로 도시된다.

도 6에는 본 발명의 일 실시예에 의한 얼라인 키 이외에도, 제1기판(610)의 액티브 영역에 형성되는 박막 트랜지스터와, 제2기판(620) 상에 형성되는 칼라필터층(625) 등이 함께 도시한다.

도 6과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 패널은 액티브 영역에는 박막 트랜지스터가 형성되고, 실링부(650) 영역에는 선형 금속 패턴 형태의 제1얼라인 키(410)가 형성되는 제1기판(610)과, 칼라필터층(625) 및 블랙매트릭스층(622)을 가지되, 실링부(650) 영역에 있는 최외곽 블랙매트리스층(322) 일부를 개구하여 폐곡선 또는 폐다각형 형태로 천공 형성한 제2 얼라인 키(420)를 포함하는 제2기판(620)으로 이루어질 수 있다.

이 때, 제1얼라인 키(410)는 유리기판(611) 상에 TFT의 게이트 전극(613) 및 게이트 라인(미도시) 등을 형성할 때, 그와 동일한 공정에 의하여 패터닝 될 수 있다. 즉, 유리기판(611) 상에 게이트 금속 재료를 증착하고 마스크 등을 이용하여 식각 공정 등을 거쳐서 게이트 금속 재료층을 형성할 때, 제1얼라인 키(410)가 게이트 전극, 게이트 라인, 게이트 패드 등과 동시에 형성될 수 있다.

이 때, 게이트 금속 재료는 은 저저항 특성을 갖는 금속물질, 예를 들어 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo) 및 몰리브덴 합금(MoTi) 중 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

그 다음으로, 게이트 전극(613) 및 제1얼라인 키(410) 상부에 게이트 절연층(612)을 형성하며, 박막 트랜지스터 영역에는 게이트 절연층(612) 상부에 채널을 형성하는 반도체층(614)과, 그 상부에 소스/드레인 금속재료로 이루어지는 소스/드레인 전극층(616)이 형성되며, 반도체층 소스/드레인 전극 사이에는 콘택 저항을 줄이기 위한 오믹접촉층(615)이 형성될 수 있다.

게이트 절연층(612)는 플라즈마 화학기상 증착방법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ; PECVD) 등을 이용하여 형성할 수 있다. 그리고, 소스/드레인 전극층(616)으로 사용될 수 있는 금속의 예로는 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴 합금(Mo alloy)등이 있고, 또한 이들 중 둘 이상의 혼합금속을 이용할 수 있다.

또한, 반도체층(614)은 폴리실리콘으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 산화물반도체 또는 순수 및 불순물 비정질 실리콘 중 하나로 구성될 수 있다.

반도체층(614)은 폴리실리콘의 경우, 예를 들어 기판(611) 상에 비정질 실리콘층을 형성한 후, 비정질 실리콘층을 결정화하여 다결정 또는 단결정 실리콘층을 형성하고, 패터닝하여 형성될 수 있다. 비정질 실리콘은 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition) 또는 물리 기상 증착법(Physical Vapor Deposition)을 이용하여 형성될 수 있다. 또한 비정질 실리콘을 형성할 때 또는 형성한 후에 탈수소처리하여 수소의 농도를 낮추는 공정을 진행할 수 있다. 또한 비정질 실리콘층을 결정화하는 방법은 RTA(Rapid Thermal Annealing) 공정, SPC법(Solid Phase Crystallization), MIC법(Metal Induced Crystallization), MILC법(Metal Induced Lateral Crystallization), SGS법(Super Grain Silicon), ELA법(Excimer Laser Crystallization) 또는 SLS법(Sequential Lateral Solidification) 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 소스/드레인 전극층 형성과 동일 공정으로 데이터 라인, 데이터 패드 등이 동시에 형성될 수 있다.

소스/드레인 전극층 형성 이후에 보호층(617) 또는 패시베이션 층을 형성한 후 드레인 전극측에 컨택홀을 형성하고, 그 컨택홀을 통하여 드레인 전극과 연결되도록 화소전극(618)을 형성한다.

화소전극(618)은 투명 전극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질, 예를 들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)과 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합 등으로 이루어질 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.

물론, 도 6에서의 구동 트랜지스터 또는 박막 트랜지스터는 소위 바텀 게이트 방식의 일반적인 TFT 구조로 예시하였으나, 본 발명은 이러한 구성의 TFT 또는 어레이 기판에 한정되는 것은 아니며, 실링부에 의하여 제1, 2 기판이 합착되어 형성되는 모든 형태의 표시패널 또는 표시장치에 적용될 수 있다.

한편, 본 발명이 적용되는 제2기판(620)에는 칼라필터층(625)과 광차단층으로서의 블랙매트릭스층이 형성된다. 블랙매트릭스 층은 광을 흡수 차단하기 위한 것으로서, 칼러필터층(625)는 화소영역과 대응되는 제2기판 영역에 형성되고, 블랙매트릭스층(622)은 게이트배선, 데이터 배선, TFT영역 등과 대응되는 위치의 제2기판 상에 형성되며, 특히 패널의 가장자리인 비표시 영역에도 최외곽 블랙매트릭스(322)로서 형성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제2얼라인 키(420)는 이러한 최외곽 블랙매트릭스(322)층 중 실링부(650)과 중복되는 영역의 일부가 개구 또는 천공됨으로써 형성되며, 더 구체적으로는 제2 유리기판(621)상에 블랙매트릭스 재료를 도포한 후에 마스크 등으로 포토리소그래피 및 식각 공정으로 블랙매트릭스 층을 패터닝하는 과정 중에 상기 제2얼라인 키를 동시에 형성하는 것이다.

또한, 도시하지는 않았지만, 제2기판(620)의 칼러필터층(625) 및 블랙매트릭스층(622) 전면에는 오버코트층이 더 형성될 수 있고, 제2기판의 전면에는 공통전극층이 더 형성될 수 있다.

이상과 같이, 제1얼라인 키(410)가 형성된 제1기판(620)과 제2얼라인 키(420)가 형성된 제2기판(620)의 제조가 완료되면, 실링 및 합착 공정으로 진행되는 바, 장비가 CCD 등의 장치로 얼라인 키를 식별하면서 양 기판을 이동시켜서, 제2얼라인 키의 폐곡선 또는 폐다각형 가운데 제1얼라인 키가 배치하도록 양 기판을 정렬하고, 실링부(650)에 실링재료를 도포한다.

그 다음으로, 열 또는 자외선을 가하여 실링재료를 경화함으로써 양 기판을 합착하게 된다.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예 의한 표시패널의 가장자리 영역은, 도 6의 좌측 부분과 같이, 제1기판(610)의 실링부(650) 영역 상에 게이트 금속재료로 이루어진 선형 패턴의 제1얼라인 키(410)가 형성되고, 그 상부에 게이트 절연막(612)이 배치되고, 그 상부에 실링재료의 실링부(650)가 형성되며, 그 상부에 블랙매트릭스 천공 형태의 제2얼라인 키(420)가 배치된다.

물론, 상기 제1얼라인 키의 상측에 있는 게이트 절연막(612)과 실링부(650) 사이에는 보호층 또는 패시베이션 층이 더 추가될 수 있을 것이다.

이상 설명한 제1기판, 제2기판, TFT 및 그를 포함하는 세부 구성은 하나의 예시에 불과하며, 본 발명의 실시예가 이러한 세부 구성에 한정되어서만 적용되는 것은 아니며, 양 기판이 정렬되어 실링부에 의하여 합착되는 모든 형태의 표시패널에 적용될 수 있다. 즉, 실링부 영역에 배치되되 하나의 기판에는 선형 패턴의 제1얼라인 키를, 나머지 기판에는 제1얼라인 키를 둘러싸도록 형성된 폐곡선 또는 폐다각형 형상의 제2얼라인 키를 형성하고, 그를 이용하여 정렬을 수행하는 한 모두 본 발명의 범위에 포함될 수 있다는 것이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 제1얼라인 키와 제2얼라인 키의 형상과 최적 크기에 대한 예를 도시한다.

도 4 내지 6에서의 제1실시예에서는 어레이 기판에 금속패턴으로 형성되는 제1얼라인 키(410)가 “L”자 형상 등과 같은 선형 패턴이고 제2얼라인 키(420)가 제1얼라인 키(410)과 대응되는 형상인 것과 달리, 도 7에 의한 제2실시예에서는, 제1얼라인 키(710)은 “L”자 형상의 내부 금속패턴부분(710’)과 그 내부 금속패턴부를 둘러싸는 대응 형상의 외부 금속패턴부분(710”)의 이중 구조이고, 제2기판 상의 제2얼라인 키(720)는 정사각형 또는 직사각형의 장방형 개구부로 형성되어 있다.

전술한 바와 같이, 제1얼라인 키(710)는 제2얼라인 키(720)를 관통해서 장비에 의하여 용이하게 식별될 수 있으면서도 실링재 경화시 미경화에 의한 문제점을 최소화하여야 하므로, 그 선형 패턴의 선폭(t)을 최적화하여야 하는 바, 본 실시예에서는 제1얼라인 키(710)의 선형 패턴 선폭(t)을 15 내지 20마이크론으로 정의한다.

상기 범위는 장비에 의하여 식별될 수 있는 최소한의 선폭과 통상 실링재료를 차단하게 되는 선형 패턴이 실링재료의 미경화에 미치는 영향이 허용가능한 최대 선폭 사이로 정의된 것이다.또한, 도 7의 제2실시예에서는, 제1얼라인 키(710)의 외부 금속패턴부분(710”)의 전체 길이 D는 장비의 얼라인 키 인식을 용이하게 하도록 160~200 μm, 가장 최적으로는 180 μm로 설정될 수 있다.

또한, 도 7과 같은 제2실시예에서, 제2기판의 블랙매트릭스층 일부를 사각형으로 개구하여 장방형으로 형성되는 제2얼라인 키(720)의 개구크기(도 7의 L)는 전술한 바와 같이 제1얼라인 키(710)의 외부 금속패턴부분(710”)의 전체 길이 D의 약 2 내지 4배인 것이 바람직할 것이다.또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1얼라인 키 및 제2 얼라인 키는 표시패널의 가장자리 4곳 모두에 형성될 수도 있지만, 그에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 모서리 4곳 중 3곳에만 형성될 수도 있고, 표시패널의 회로 영역 또는 더미 패턴이 있어서 이왕 비표시 영역이 존재하는 일측에는 종래와 같이 실링 영역 외부에 종래 방식과 같은 얼라인 키를 형성하고, 그 대향측에서 표시영역과 베젤만 존재하는 2곳 모서리에만 본 발명의 실시예에 의한 얼라인 키를 형성하여도 될 것이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널 제조방법의 흐름도이다.

우선, 선형 금속 패턴 형태의 제1얼라인 키가 형성된 제1기판(어레이 기판)을 생성하고(S810), 블랙매트릭스 천공 형태의 제2얼라인 키가 형성된 제2기판(컬러필터 기판 또는 블랙매트릭스 기판)을 각각 형성한다(S820).

이 때, 제1얼라인 키의 형태는 전술한 바와 같이, “L”자(또는 “ㄴ”)형태, 십자 형태, “T”자 형태 등일 수 있지만, 키의 시인성 및 실링 미경화 방지 등을 고려할 때 “L”자(또는 “ㄴ”)형태인 것이 바람직하다.

또한, 제2얼라인 키의 형태는 제1얼라인 키와 대응되는 형태의 폐도형 형상(예를 들면, L자, 십자, T자 등)일 수 있으나, 단순한 직사각형 또는 정사각형 형태의 장방형일수도 있다.

제1얼라인 키는 제1기판 상에 게이트 금속층(게이트 전극, 게이트 라인, 게이트 패드 등)을 형성할 때 그와 동일한 재료 및 공정으로 패턴형성될 수 있지만 그에 한정되는 것은 아니며, 소스/드레인 금속층 형성 등 다른 불투명 금속 패턴과 동일 공정 및 재료로 형성될 수도 있다.

S810 및 S820 단계에서 제1기판 및 제2기판이 형성된 다음, 각각의 기판에 대한 러빙 공정(S830)이 이루어 질 수 있고, 배향막 검사/칼럼 스페이스 형성 단계(S840) 등이 이 진행될 수 있다.

다음으로, 양 기판을 이동시켜 제1얼라인 키가 제2얼라인 키의 중앙에 위치하도록 양 기판을 정렬한 후, 실링재를 도포(S850)하고, 합착한 후에 액정 또는 유기발광재료 등의 발광층 재료를 주입하고 봉지한 다음 검사 과정으로 진행될 수 있다(S860~S880).

도 8과 같은 공정은 주로 액정표시장치에 적용되는 공정을 예시한 것으로서, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것은 아니며, 실링 영역에서 하나의 기판에 형성된 선형 금속 패턴의 제1얼라인 키와 다른 기판에 형성된 제2얼라인 키를 이용하여 양 기판을 정렬한 후 2개의 기판을 합착/실링하여 제조되는 모든 표시패널 제조방법을 포함하는 개념으로 이해되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 2개의 기판을 합착하여 제조되는 표시패널 또는 표시장치에서 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 구체적으로는 기존 얼라인 키를 사용하는 경우 베젤 두께가 약 10mm 정도이지만, 본 발명이 적용되면 베젤의 폭을 약2.5mm 이하로 감소시킬 수 있다.

또한, 얼라인 키를 기판의 실(Seal) 영역 내에 형성함으로써 베젤 영역을 최소화 함과 동시에, 장비에 의한 얼라인 키의 식별이 용이하되, 얼라인 키에 의한 실링부의 미경화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

310, 610: 제1기판(어레이 기판) 320, 620 : 제2기판(컬러필터기판)
350, 650 : 실링부 400 : 얼라인 키
410, 410’, 710 : 제1얼라인 키
420, 420’, 720 : 제2얼라인 키
322, 622 : 블랙매트릭스 ` 325, 625 : 칼라필터층

Claims (10)

1. 박막 트랜지스터가 형성되는 어레이 기판으로서의 제1기판과, 상기 제1기판과 대향하는 제2기판과, 상기 제1기판 및 제2기판을 합착하는 실링부를 포함하는 표시패널에 있어서,
   상기 실링부에 대응되는 제1기판상에 형성된 선형 금속 패턴의 제1얼라인 키와, 상기 실링부에 대응되는 제2기판상에 형성되며 상기 제1얼라인 키를 둘러싸는 형태의 제2얼라인 키를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2기판을 블랙매트릭스층을 포함하며, 상기 제2얼라인 키는 상기 실링부에 대응되는 블랙매트릭스층의 일부를 개구하여 폐곡선 또는 폐다각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시패널
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1얼라인 키는 상기 제1기판 상에 형성되는 게이트 금속층과 동일한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1얼라인 키는 “L”자 또는 “ㄴ”자 형태이고, 제2얼라인 키는 장방형인 것을 특징으로 하는 표시패널.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1얼라인 키의 선형 금속 패턴의 선폭은 15~20마이크론(μm)인 것을 특징으로 하는 표시패널.
6. 어레이 기판인 제1기판의 패터닝 과정에서 선형 금속 패턴인 제1얼라인 키를 실링 영역에 형성하는 제1기판 형성 단계;
   상기 실링 영역에 있는 블랙매트릭스의 일부 영역을 천공하여 형성되는 제2얼라인 키를 포함하는 제2기판을 제조하는 제2기판 형성 단계;
   상기 제1 및 제2 얼라인 키를 이용하여 상기 제1 및 제2기판을 정렬한 후 실링 영역을 경화함으로써 양 기판을 합착하는 단계;
   를 포함하는 표시패널 제조방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2얼라인 키는 상부에서 보았을 때 제1기판에 형성된 상기 제1얼라인 키를 둘러싸는 폐곡선 또는 폐다각형 형상인 것을 특징으로 하는 표시패널 제조방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1기판 형성 단계에서, 상기 제1얼라인 키는 상기 제1기판 상에 형성되는 게이트 금속층 형성 과정에서 상기 게이트 금속층과 동일한 재료로 패터닝되는 것을 특징으로 하는 표시패널 제조방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제1얼라인 키와 제2얼라인 키는 “L”자 또는 “ㄴ”자 형태인 것을 특징으로 하는 표시패널 제조방법.
10. 제6항에 있어서,
    상기 제1얼라인 키의 선형 금속 패턴의 선폭(t)은 15~20마이크론(μm)이며, 상기 제1얼라인 키의 전체 길이(D)는 160~200 마이크론(μm)인 것을 특징으로 하는 표시패널 제조방법.

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