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JP2008097009A - 表示パネル及びこれの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示パネル及びこれの製造方法を提供する。
【解決手段】第1ベース基板には多数の画素領域が定義され、貯蔵電極は、各画素領域を貫通するように第1ベース基板上に備えられる。絶縁膜は、第1ベース基板上に備えられて貯蔵電極をカバーし、貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成される。画素電極は、絶縁膜上に備えられて、貯蔵電極と対向する。第1ベース基板と対向する第2ベース基板上には突出部が備えられる。突出部は、貯蔵電極が形成された領域で第1ベース基板の方に突出して、絶縁膜の陥没により増加した表示パネルのセルギャップを補償する。したがって、貯蔵電極が形成された領域でのセルギャップを減少させて、表示パネルに充填される全体液晶量を節減することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示パネル及びこれの製造方法に関する。
一般に、液晶表示パネルは、アレイ基板、アレイ基板と対向するカラーフィルタ基板及びアレイ基板とカラーフィルタ基板の間に介在された液晶層からなる。
アレイ基板は、画像をディスプレイする最小単位である複数の画素からなる。画素のそれぞれは、ゲートライン、データライン、薄膜トランジスタ、貯蔵電極及び画素電極を備える。ゲートラインとデータラインは、ゲート信号とデータ信号をそれぞれ受信し、薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極とそれぞれ電気的に連結される。画素電極は、薄膜トランジスタのドレイン電極と電気的に連結される。
一方、カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ層及び共通電極を備える。カラーフィルタ層は、赤、緑及び青色画素からなり、共通電極はカラーフィルタ層上に形成されて、液晶層をはさんで画素電極と対向する。
前記のアレイ基板は、5枚のマスクを用いる方法または4枚のマスクを用いる方法で製造することができる。5枚のマスクを用いる方法では、薄膜トランジスタのアクティブ層とオーミックコンタクト層をパターニングするマスクとソース及びドレイン電極をパターニングするマスクが別個に備えられる。一方、4枚のマスクを用いる方法の場合、薄膜トランジスタのアクティブ層、オーミックコンタクト層、ソース及びドレイン電極は、1枚のマスクを用いて同時にパターニングされる。よって、5枚のマスクを用いる方法より4枚のマスクを用いる方法の製造工程が単純化される。
4枚のマスクを用いて完成されたアレイ基板における貯蔵キャパシタは、貯蔵電極及び画素電極からなり、両電極の間に介在された絶縁膜が誘電体として作用する。従来には、貯蔵キャパシタの静電容量を増加させるために、絶縁膜が、貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる。しかし、絶縁膜が陥没されただけ、液晶表示パネルに充填される液晶量が増加する。
特開2001−059960
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、液晶量を節減し、均一なセルギャップを有する表示パネルを提供することにある。
本発明の他の目的は、前記表示パネルの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成すべく、本発明1に係る表示パネルは、アレイ基板、対向基板及び前記アレイ基板と前記対向基板の間に介在された液晶層を含む。
前記アレイ基板は、多数の画素領域が定義された第1ベース基板、貯蔵電極、絶縁膜及び画素電極からなる。前記貯蔵電極は、前記各画素領域内で前記第1ベース基板上に備えられ、前記絶縁膜は、前記貯蔵電極をカバーし、前記各画素領域のうち前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成される。前記画素電極は、前記絶縁膜上に備えられ、前記貯蔵電極と対向する。
前記対向基板は、前記第1ベース基板と対向する第2ベース基板及び突出部を備える。前記突出部は、前記貯蔵電極が形成された領域に対応して、前記第2ベース基板上に備えられて、前記第1ベース基板の方に突出する。
本発明の表示パネル及びこれの製造方法によれば、アレイ基板側の絶縁膜は、貯蔵電極が形成された領域に対応して陥没した構造からなり、対向基板側には、絶縁膜の陥没した部分に対応してアレイ基板の方に突出した突出部が備えられる。
したがって、アレイ基板と対向基板のセルギャップが補償されることで、表示パネルは均一なセルギャップを有することができる。また、絶縁膜の陥没した構造により増加した液晶量が、突出部の体積だけ減少することで、前記表示パネルに充填される全体液晶量を節減することができる。
なお、絶縁膜は、前記貯蔵電極をカバーし、前記各画素領域のうち前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成される。よって、誘電体の厚さに比例する貯蔵キャパシタCstの静電容量を増加することができる。
発明2は、発明1において、前記対向基板は、前記第2ベース基板上に備えられ、前記各画素領域の周辺部に形成された第1ブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする。第1ブラックマトリックスにより画素領域周辺での光漏れを防止することができる。
発明3は、発明2において、前記突出部は、前記第1ブラックマトリックスと同一な物質からなる第2ブラックマトリックスを含むことを特徴とする。突出部は、第1ブラックマトリックスと同一な物質である第2ブラックマトリックスで形成されるため、突出部を第1ブラックマトリックスと同一の工程で製造することができる。よって、製造工程を簡略化することができる。
発明4は、発明3において、前記対向基板は、前記各画素領域に備えられる色画素からなるカラーフィルタ層をさらに含み、前記色画素は、前記貯蔵電極が形成された領域で、前記第2ブラックマトリックスをカバーすることを特徴とする。
発明5は、発明4において、前記突出部は、前記色画素と前記第2ブラックマトリックスの間に備えられ、隣接する色画素のうち何れか一つの色画素と同一なダミー色画素をさらに含むことを特徴とする。ダミー色画素は、隣接する画素領域に備えられる色画素の一つであって、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。
発明6は、発明1において、前記対向基板は、前記各画素領域に対応して備えられる色画素からなるカラーフィルタ層をさらに含むことを特徴とする。
発明7は、発明6において、前記突出部は、前記色画素と前記第2ベース基板の間に備えられ、隣接する色画素のうち一つの選択された色画素と同一な第1ダミー色画素を含むことを特徴とする。よって、突出部は、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。
発明8は、発明7において、前記突出部は、前記色画素上に備えられ、前記隣接する色画素のうち前記選択された色画素を除く他の一つの色画素と同一な第2ダミー色画素をさらに含むことを特徴とする。よって、突出部は、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。
発明9は、発明6において、前記対向基板は、前記カラーフィルタ層上に備えられた共通電極と、前記画素電極と前記共通電極の間に介在されて、前記画素電極と前記共通電極の間にギャップを形成するギャップ維持パターンと、をさらに含むことを特徴とする。
発明10は、発明9において、前記突出部は、前記ギャップ維持パターンと同一な工程により前記共通電極上に形成されたダミーギャップ維持パターンからなることを特徴とする。ダミーギャップ維持パターンは、ギャップ維持パターンと同一な物質からなり、同一な工程により同時にパターニングされる。
発明11は、発明1において、前記突出部は、前記絶縁膜の陥没した深さより小さいか同一な高さを有することを特徴とする。これにより、アレイ基板と対向基板のセルギャップが補償されることで、表示パネルは均一なセルギャップを有することができる。また、絶縁膜の陥没した構造により増加した液晶量が、突出部の体積だけ減少することで、前記表示パネルに充填される全体液晶量を節減することができる。
発明12は、発明1において、前記絶縁膜は、前記貯蔵電極をカバーするゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に備えられた保護膜と、前記保護膜上に備えられ、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる有機絶縁膜と、を含むことを特徴とする。
発明13は、発明1において、前記画素電極は、第1画素電圧が印加される第1サブ画素電極と、前記第1画素電圧より低い第2画素電圧が印加される第2サブ画素電極と、からなることを特徴とする。第1及び第2画素電極に印加される電圧が異なることで、第1及び第2画素電極上で液晶の配列が異なる。その結果、該当領域で互いに異なる光特性が表れ、相互補償作用により前記表示パネルの画質(例えば、側面視野角)が改善されることができる。
発明14は、発明13において、前記画素電極には、前記第1及び第2サブ画素電極を電気的に分離し、前記画素電極を多数のドメインに分割する多数の第1開口パターンが形成されることを特徴とする。多数のドメイン内の液晶分子は、様々な方向に傾いており、これにより側面視野角を改善することができる。
発明15は、発明14において、前記対向基板は、前記画素電極と対向する共通電極をさらに含み、前記共通電極には多数の第2開口パターンが形成され、前記第2開口パターンは前記第1開口パターンと相違する位置に形成されて、前記多数のドメインを再分割することを特徴とする。
発明16は、発明1において、前記アレイ基板は、第1ゲートラインと、前記第1ゲートラインと所定間隔で離隔する第2ゲートラインと、前記第1及び第2ゲートラインと絶縁されて交差するデータラインと、前記第1ゲートラインと前記データラインに電気的に連結されて、前記第1画素電圧を出力する第1薄膜トランジスタと、前記第2ゲートラインと前記データラインに電気的に連結されて、前記第2画素電圧を出力する第2薄膜トランジスタと、をさらに含むことを特徴とする。
発明17は、発明16において、前記第1サブ画素電極は、前記第1薄膜トランジスタの出力電極に電気的に連結されて、前記第1画素電圧を受信し、前記第2サブ画素電極は、前記第2薄膜トランジスタの出力電極に電気的に連結されて、前記第2画素電圧を受信することを特徴とする。
本発明18に係る表示パネルの製造方法で、画素領域が定義された第1ベース基板上には、ゲート電極及び貯蔵電極が形成される。前記第1ベース基板上に、前記ゲート電極及び貯蔵電極をカバーするゲート絶縁膜が形成される。前記ゲート絶縁膜上に、アクティブパターン、オーミックコンタクトパターン、前記オーミックコンタクトパターンと同一なパターンからなるソース及びドレイン電極が形成される。前記ソース及びドレイン電極をカバーし、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる絶縁膜が形成され、前記絶縁膜上には画素電極を形成される。前記第1ベース基板と対向する第2ベース基板上に、前記貯蔵電極が形成された領域に対応する突出部が形成される。前記第1及び第2ベース基板は互いにアセンブリされ、前記第1及び第2ベース基板の間に液晶層を形成される。
発明19は、発明18において、前記突出部を形成するステップは、前記第2ベース基板上に遮光膜を塗布するステップと、前記遮光膜をパターニングして、前記画素領域の周辺部に対応する第1ブラックマトリックス及び前記貯蔵電極が形成された領域に対応する第2ブラックマトリックスを形成するステップと、を含むことを特徴とする。
発明20は、発明19において、前記第2ベース基板上に、多数の色画素のうち選択された一つの色画素からなるカラーフィルタ層を形成するステップをさらに含み、前記突出部を形成するステップは、前記貯蔵電極が形成された領域に対応して、前記カラーフィルタ層上に、前記多数の色画素のうち前記選択された色画素を除く他の色画素を形成するステップをさらに含むことを特徴とする。
発明21は、発明20において、前記カラーフィルタ層及び前記突出部上に共通電極を形成するステップをさらに含むことを特徴とする。
本発明によれば、液晶量を節減し、均一なセルギャップを有する表示パネルを提供することができる。
以下、添付図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態をより詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る表示パネルの平面図であり、図2は、図1のI−I’線及びII−II’線断面図である。
図1及び図2に示すように、表示パネル100は、アレイ基板110、前記アレイ基板110と対向して結合するカラーフィルタ基板120及び前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120の間に介在された液晶層からなる。
前記アレイ基板110は、第1ベース基板111及び多数の画素を含む。前記第1ベース基板111には、多数の画素領域がマトリックス形態に定義され、前記各画素領域PAには一つの画素が備えられる。前記各画素領域PAに備えられる画素の構造は全て同一であるので、図1及び図2では一つの画素構造だけを説明し、他の画素についての説明は省略する。
前記第1ベース基板111上には、前記画素と電気的に連結される第1データラインDL1、第1及び第2ゲートラインGL1、GL2が備えられる。また、前記第1ベース基板111上には、前記画素と隣接する画素に電気的に連結される第3ゲートラインGL3及び第2データラインDL2がさらに備えられる。
具体的に、前記第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3は第1方向D1に延長され、前記第1及び第2データラインDL1、DL2は、前記第1方向D1と直交する第2方向D2に延長される。よって、前記第1ベース基板111の画素領域は、前記第2及び第3ゲートラインGL2、GL3、第1及び第2データラインDL1、DL2により直四角形形態になる。ここで、前記第1及び第2データラインDL1、DL2は、前記第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3と相違する層に備えられて、互いに電気的に絶縁される。
前記画素領域PAに備えられた画素は、第1及び第2薄膜トランジスタ112、113、ゲート絶縁膜114、保護膜115、有機絶縁膜116、貯蔵電極117、画素電極118を含む。
前記第1薄膜トランジスタ112は、第1ゲート電極112a、第1アクティブパターン112b、第1オーミックコンタクトパターン112c、第1ソース電極112d及び第1ドレイン電極112eを含む。
前記第1ゲート電極112aは、前記第1ゲートラインGL1から分岐され、前記第1ベース基板111上に備えられる。前記第1ゲート電極112aは、前記ゲート絶縁膜114によりカバーされる。前記ゲート絶縁膜114上には、前記第1アクティブパターン112b及び第1オーミックコンタクトパターン112cが形成される。前記第1オーミックコンタクトパターン112cは、前記第1ゲート電極112aが形成された領域で部分的に除去される。前記第1ソース電極112dと前記第1ドレイン電極112eは、前記第1オーミックコンタクトパターン112c上に形成され、前記第1オーミックコンタクトパターン112cが除去された領域で、互いに所定間隔で離隔する。
前記第2薄膜トランジスタ113は、第2ゲート電極113a、第2アクティブパターン(図示せず)、第2オーミックコンタクトパターン(図示せず)、第2ソース電極113d及び第2ドレイン電極113eを含む。
前記第1及び第2薄膜トランジスタ112、113は、同一な断面構造を有する。図2では、第1薄膜トランジスタ112の切断面だけを図示しているが、前記第2薄膜トランジスタ113もそれと同一な構造を有する。
前記第2薄膜トランジスタ113の前記第2ゲート電極113aは、前記第2ゲートラインGL2から分岐され、前記第1ベース基板111上に備えられる。前記第2ゲート電極112aは、前記ゲート絶縁膜114によりカバーされる。前記ゲート絶縁膜114上には、前記第2アクティブパターン及び第2オーミックコンタクトパターンが形成され、前記第2オーミックコンタクトパターンは、前記第2ゲート電極113aが形成された領域で部分的に除去される。前記第2ソース電極113dと前記第2ドレイン電極113eは、前記第2オーミックコンタクトパターン上に形成され、前記第2オーミックコンタクトパターンが除去された領域で互いに所定間隔で離隔する。
前記貯蔵電極117は、前記第1及び第2ゲート電極112a、113aと同一な物質からなり、前記第1ベース基板111上に備えられ、前記第1及び第2ゲートラインGL1、GL2の間に位置する。前記貯蔵電極117は、前記第1方向D1に延長された直四角形形状からなる。前記貯蔵電極117は、前記画素領域PAに全体的に形成される前記ゲート絶縁膜114によりカバーされる。
前記ゲート絶縁膜114、前記第1及び第2薄膜トランジスタ112、113は、前記保護幕115によりカバーされる。前記保護膜115上には、前記有機絶縁膜116がさらに備えられる。前記保護膜115は及び前記有機絶縁膜116には、第1ドレイン電極112eを露出させる第1コンタクトホールH1及び前記第2ドレイン電極113eを露出させる第2コンタクトホールH2が形成される。また、前記有機絶縁膜116は、前記貯蔵電極が形成された領域で所定深さで陥没する。
前記有機絶縁膜116上には、前記画素電極118が形成される。前記画素電極118は、前記画素領域PAの中央に位置する前記貯蔵電極117を基準として、前記第1方向D1に対称の構造からなる。
前記画素電極118は、前記貯蔵電極117と対向して貯蔵キャパシタCstを形成する。ここで、前記画素電極118と前記貯蔵電極117との間に介在された前記有機絶縁膜116、前記保護膜115及び前記ゲート絶縁膜114は、誘電体として作用する。このとき、前記貯蔵電極117が形成された領域で、前記有機絶縁膜116が完全に除去されるか、薄い厚さを有するよう部分的に除去される。これで、誘電体の厚さに比例する前記貯蔵キャパシタCstの静電容量が増加することができる。
一方、前記画素電極118は、第1画素電圧が印加される第1サブ画素電極118a及び前記第1画素電圧より低い第2画素電圧が印加される第2サブ画素電極118bを含む。このように、前記第1及び第2サブ画素電極118a、118bに相違する画素電圧が印加されるために、前記第1及び第2サブ画素電極118a、118bは相違する薄膜トランジスタと電気的に連結される。
具体的に、前記第1サブ画素電極118aは、前記第1コンタクトホールH1を介して前記第1ドレイン電極112eと電気的に連結され、前記第2サブ画素電極118bは、前記第2コンタクトホールH2を介して前記第2ドレイン電極113eと電気的に連結される。よって、前記第1ゲートラインGL1に印加された第1ゲート信号に応答して、前記第1薄膜トランジスタ112がターンオンされると、前記第1データラインDL1に印加された前記第1画素電圧が前記第1サブ画素電極118aに提供される。その後、前記第2ゲートラインGL2に印加された第2ゲート信号に応答して、前記第2薄膜トランジスタ113がターンオンされると、前記第1データラインDL1に印加された前記第2画素電圧が前記第2サブ画素電極118bに提供される。
このように、前記第1及び第2サブ画素電極118a、118bに印加される電圧が異なることで、前記第1及び第2サブ画素電極118a、118b上で液晶の配列が異なる。その結果、該当領域で互いに異なる光特性が表れ、相互補償作用により前記表示パネル100の画質(例えば、側面視野角)が改善されることができる。
図1に示すように、前記第1サブ画素電極118aは、横たわるV字の形状からなり、前記貯蔵電極117とと一部分重なっている。また、前記第1サブ画素電極118aは、前記貯蔵電極117を基準に、前記第1方向D1に対称の構造を有する。前記第1サブ画素電極118aが形成されない他の画素領域PAには、前記第2サブ画素電極118bが形成される。
前記第1及び第2サブ画素電極118a、118bは、第1開口パターン118cを介して、互いに所定間隔で離隔して電気的に絶縁される。また、前記第2サブ画素電極118bには、前記第1開口パターン118cが所定間隔で形成される。前記の第1開口パターン118cは、前記画素領域PAを多数のドメインに分離する。
一方、前記カラーフィルタ基板120は、第2ベース基板121、第1ブラックマトリックス122、カラーフィルタ層123、共通電極124、第1突出部125及びコラムスペーサ135を含み、前記アレイ基板110と対向して結合する。
前記第1ブラックマトリックス122は、遮光性物質からなり、前記第2ベース基板121上に備えられる。図1に示すように、前記第1ブラックマトリックス122は、前記第1及び第2データラインDL1、DL2、前記第1及び第2薄膜トランジスタ112、113が形成された領域に対応して備えられる。よって、前記第1ブラックマトリックス122は、前記画素領域PAの周辺部で光の漏れを遮断することができる。
前記カラーフィルタ層123は、赤、緑及び青色画素からなり、各色画素は、前記アレイ基板110の各画素領域PAに対応して備えられる。本発明の一例として、前記画素領域PAには、緑色画素Gが備えられる。
前記共通電極124は、前記カラーフィルタ層123上に均一な厚さで形成される。前記共通電極124には、互いに所定間隔で離隔する多数の第2開口パターン124aが形成される。また、前記画素電極118に形成された一つの第1開口パターン118cは、互いに隣接する二つの第2開口パターン124aの間に配置される。よって、前記画素領域PAは、前記第1及び第2開口パターン118c、124aにより多数のドメイン(本発明の一例として、18個のドメイン)に分割される。
前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120の間には、液晶層が介在され、前記液晶層の液晶分子が前記各ドメインで互いに異なる方向に配向されることにより、前記表示パネル100の視野角が向上する。
前記コラムスペーサ135は、前記共通電極124上に備えられ、前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120が対向して結合されると、前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120を離隔させる。よって、前記コラムスペーサ135により形成された前記アレイ基板110と前記カラーフィルタ基板120との間には離隔空間が形成され、前記離隔空間には液晶が充填される。
一方、前記貯蔵電極117が形成された領域は光が透過できない領域であって、実質的に映像が表示されないが、前記液晶が充填される。前記第1突出部125は、前記貯蔵電極117が形成された領域に充填される液晶の量を減少させるために、前記アレイ基板110の方に突出するように、前記第2ベース基板121上に備えられる。
本発明の一例として、前記第1突出部125は、前記第1ブラックマトリックス122と同一な遮光性物質からなって同時にパターニングされる第2ブラックマトリックスからなる。前述したように、前記貯蔵電極117が形成された領域は、前記貯蔵電極117により光が透過できない領域である。よって、前記貯蔵電極117が形成された領域で前記第1突出部125を前記第2ブラックマトリックスで形成しても、前記表示パネル100の開口率は低下しない。
前記第1突出部125の高さは、前記有機絶縁膜116が陥没した深さより小さいか同一で、前記第1突出部125の幅は、前記貯蔵電極117の幅より小さいか同じである。本発明の一例として、前記第1突出部125の高さは、前記第1ブラックマトリックス122の厚さと同一である。
このように、前記貯蔵電極117が形成された領域に対応して前記カラーフィルタ基板120に前記第1突出部125を備えることにより、前記貯蔵電極117が形成された領域で液晶層の厚さを減少させることができる。その結果、前記表示パネル100に介在される液晶の全体体積が減少し、それによって液晶量を節減することができる。
また、前記第1突出部125は、前記表示パネルのセルギャップ(アレイ基板110とカラーフィルタ基板120の離隔距離)を均一にする。すなわち、前記有機絶縁膜116が陥没した位置で、前記有機絶縁膜116が陥没した深さだけ前記第1突出部125の高さを調節すると、前記表示パネル100のセルギャップが全体的に均一に維持されることができる。前記表示パネル100のセルギャップは、前記表示パネル100の表示品質に影響を与える要因であるので、このようにセルギャップが均一になれば、前記表示パネル100の表示品質が改善されることができる。
図3は、本発明の他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。但し、図3に図示された構成要素のうち、図2に図示された構成要素と同一な構成要素には同一な参照符号を付け、それについての具体的な説明は省略する。
図3に示すように、貯蔵電極117が形成された領域で、カラーフィルタ基板120に備えられる第2突出部126は、第2ブラックマトリックス126a及びダミー色画素126bからなる。
前記第2ブラックマトリックス126aは、前記カラーフィルタ基板120の第1ブラックマトリックス122(図2参照)と同一な物質からなって、同時にパターニングされる。前記ダミー色画素126bは、隣接する画素領域に備えられる色画素の一つであって、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。本発明の一例として、前記ダミー色画素126bは、赤色画素Rからなり得る。
このように、前記第2突出部126に前記ダミー色画素126bが追加されると、前記第2突出部126の全体高さは、図2に図示された第1と突出部125の高さより大きくなる。したがって、前記貯蔵電極117が形成された領域で液晶層の厚さがより減少し、その結果、前記表示パネル100に充填される液晶量を節減することができる。
図4は、本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図であり、図5は、本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。但し、図4及び図5に図示された構成要素のうち、図2に図示された構成要素と同一な構成要素には同一な参照符号を付け、それについての具体的な説明は省略する。
図4に示すように、カラーフィルタ基板120は、貯蔵電極117が形成された領域に備えられる第3突出部127を含み、前記第3突出部127は、第1ダミー色画素からなる。
前記第1ダミー色画素は、隣接する画素領域に備えられる色画素の一つであって、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。本発明の一例として、前記第1ダミー色画素は、赤色画素Rからなり得る。
図5に示すように、本発明の他の実施の形態に係るカラーフィルタ基板120は、貯蔵電極117が形成された領域に備えられる第4突出部128を含み、前記第4突出部128は、第1及び第2ダミー色画素128a、128bからなる。前記第1ダミー色画素128aは、隣接する画素領域に備えられる色画素のうち何れか一つであり、前記第2ダミー色画素128bは、隣接する画素領域に備えられる色画素のうち他の一つである。したがって、前記第1及び第2ダミー色画素128a、128bは、隣接する画素領域に色画素を形成する時に一緒に形成することができる。本発明の一例として、前記第1ダミー色画素128aは赤色画素Rからなり、前記第2ダミー色画素128bは青色画素Bからなる。
図4及び図5を参照すると、前記カラーフィルタ基板120に第3及び第4突出部127、128を備えることで、前記貯蔵電極117が形成された領域で液晶層の厚さが減少し、その結果、前記表示パネル100に充填される液晶量を節減することができる。
図6は、本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。但し、図6に図示された構成要素のうち、図2に図示された構成要素と同一な構成要素には同一な参照符号を付け、それについての具体的な説明は省略する。
図6に示すように、本発明の他の実施の形態に係るカラーフィルタ基板120は、貯蔵電極117が形成された領域に備えられる第5突出部137を含み、前記第5突出部137はダミーコラムスペーサからなる。前記ダミーコラムスペーサ137は、図2に図示されたコラムスペーサ135と同一な物質からなり、同一な工程により同時にパターニングされる。
前記ダミーコラムスペーサ137は、前記コラムスペーサ135より低い高さを有することができる。すなわち、前記コラムスペーサ135を形成する工程で、前記ダミーコラムスペーサ137が形成される領域にスリットマスクを形成して、前記ダミーコラムスペーサ137の高さを前記コラムスペーサ135より低く形成することができる。本発明の一例として、前記ダミーコラムスペーサ137は、有機絶縁膜116が陥没した深さより小さいか同一な高さで形成される。
このように、前記カラーフィルタ基板120に前記ダミーコラムスペーサ137を備えることで、前記貯蔵電極117が形成された領域で液晶層の厚さが減少し、その結果、前記表示パネル100に充填される液晶量を節減することができる。
図7は、本発明の他の実施の形態に係る表示パネルの平面図である。
図7に示すように、本発明の他の実施の形態に係る表示パネル200は、第1及び第2データラインDL1、DL2、第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3を含む。前記第1〜第3ゲートラインGL1〜GL3は、第1方向D1に延長され、前記第1及び第2データラインDL1、DL2は、前記第1方向1と直交する第2方向D2に延長される。
前記表示パネル200は、第1及び第2薄膜トランジスタ212、213、貯蔵電極217及び画素電極218をさらに含む。前記第1薄膜トランジスタ212は、前記第1ゲートラインGL1と前記第1データラインDL1と電気的に連結され、前記第2薄膜トランジスタ213は、前記第2ゲートラインGL2と前記第1データラインDL1と電気的に連結される。
前記画素電極218は、前記第2ゲートラインGL2と前記第3ゲートラインGL3の間の領域に形成され、前記貯蔵電極217は、前記第2ゲートラインと前記第3ゲートラインGL3の中間地点から前記第1方向D1に延長される。前記画素電極218はジグザグ形状からなり、前記中間地点を基準に上下対称構造を有する。
前記画素電極218は、第1及び第2サブ画素電極218a、218bからなる。前記第1サブ画素電極218aは、横たわるV字の形状からなり、前記中間地点を基準に上下対称構造を有する。前記第1サブ画素電極218aが形成されない他の領域には、前記第2サブ画素電極218bが形成される。前記第1サブ画素電極218aは、前記第1薄膜トランジスタ212と電気的に連結され、前記第2サブ画素電極218bは、前記第2薄膜トランジスタ213と電気的に連結され、前記第1及び第2サブ画素電極218a、218bは互いに電気的に絶縁される。
前記第1及び第2サブ画素電極218a、218bが互いに電気的に分離されるように、前記第1及び第2サブ画素電極218a、218bの間には、第1開口パターン218cが形成される。ここで、前記第1データラインDL1は、前記画素電極218と平行に延長された少なくとも二つの辺を備えるように、折曲される。よって、画素領域には、前記第1データラインDL1と前記第1開口パターン218cがオーバーラップする領域が存在する。
前記表示パネル200は、前記画素領域の周辺部に備えられて、前記画素領域の周辺における光漏れを防止するための第1ブラックマトリックス222を備える。また、前記表示パネル200は、前記第1データラインDL1と第1開口パターン218cがオーバーラップする領域に備えられる第3ブラックマトリックス229及び前記貯蔵電極217と平衡な前記第1方向D1に延長された第4ブラックマトリックス225をさらに備える。前記第3ブラックマトリックス229は、前記第1データラインDL1と前記第1開口パターン218cがオーバーラップする領域における光漏れを防止する。前記第4ブラックマトリックス225は、前記第3ブラックマトリックス229から分岐され、前記貯蔵電極217が形成された領域に備えられる。
図1に図示された構造と同様に、貯蔵キャパシタを増加させるために、前記貯蔵電極217が形成された領域で、有機絶縁膜(図示せず)は所定深さで陥没する。しかし、このような構造で、前記有機絶縁膜の陥没した部分には、不必要な液晶が充填され、その結果、表示パネル200の全体液晶量が増加する。前記第4ブラックマトリックス225は、前記有機絶縁膜が陥没した位置で前記貯蔵電極217の方に突出する。前記第4ブラックマトリックス225は、前記有機絶縁膜が陥没した位置に多量の液晶が充填されることを防止して、前記表示パネル200の全体液晶量を減少させる。
本発明の一例として、前記第4ブラックマトリックス225は、前記貯蔵電極217の幅より小さいか同一な幅を有し、前記第1ブラックマトリックス222と同一な厚さを有する。よって、前記第4ブラックマトリックス225により前記表示パネル200の開口率が低下することを防止できる。
図7では、前記画素電極218がジグザグ形状に折曲された構造で、前記貯蔵電極217が形成された領域に対応して第4ブラックマトリックス225が形成された構造を提示している。しかし、図3〜図6に図示されたように、前記貯蔵電極217が形成された領域に対応して、様々な構造の突出部が備えられることができる。
図8A〜図8Kは、図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。但し、下記に記載される第1薄膜トランジスタ112の製造過程の説明は、第2薄膜トランジスタ113の製造過程と類似して適用されるので、前記第2薄膜トランジスタ113の製造過程についての別途の説明は省略する。
図8Aに示すように、第1ベース基板111上にゲート金属膜を形成した後、第1マスク(図示せず)を用いてパターニングして、第1ゲート電極112aと貯蔵電極117が形成される。前記ゲート金属膜は、銅、アルミニウム、銀、クロム系列の金属やこれらの合金を蒸着して形成され、パターニング工程で前記ゲート金属膜はエッチング液を用いるウェットエッチングによりエッチングされることができる。
図8Bに示すように、第1ゲート電極112aと貯蔵電極117上にはゲート絶縁膜114が形成される。前記ゲート絶縁膜114は、無機系化合物、例えば、シリコン窒化膜で形成され得る。前記ゲート絶縁膜114上にはアクティブ膜119aが形成される。前記アクティブ膜119aは、非晶質シリコン膜で形成され得る。前記アクティブ膜119a上には、不純物イオンを含むオーミックコンタクト膜119bが形成される。前記ゲート絶縁膜114、アクティブ膜119a及びオーミックコンタクト膜119bは、プラズマ化学気相蒸着法で前記第1ベース基板111の前面をカバーするように形成される。
前記オーミックコンタクト膜119b上には、データ金属膜119cが形成される。前記データ金属膜119c、アクティブ膜119a及びオーミックコンタクト膜119bは、フォト工程によりパターニングされる。図面には図示していないが、前記データ金属膜119c上には、感光膜パターンが形成される。前記感光膜パターンは、前記データ金属膜119C上に感光膜をコーティングした後、第2マスク(図示せず)を用いて前記感光膜を露光及び現像して形成される。
前記感光膜パターンは、位置によって相違する厚さを有するが、前記第1ゲート電極112aが形成された領域で薄い厚さを有する。すなわち、前記第1ゲート電極112aが形成された領域で、前記第2マスクとしてスリットマスクまたはハーフトーンマスクを使用することができる。
その後、前記感光膜パターンをエッチングマスクとして、前記データ金属膜119c、オーミックコンタクト膜119b及びアクティブ膜119aがエッチングされる。前記のエッチング工程により、データ金属膜パターン、予備オーミックコンタクトパターン及びアクティブパターン112bが形成される。前記データ金属膜パターン、予備オーミックコンタクトパターン及びアクティブパターン112bは、同一パターンで形成される。
次に、前記感光膜パターンが均一に除去されて、2次感光膜パターンが形成される。2次感光膜パターンをエッチングマスクとして、第1ゲート電極112aが形成された領域からデータ金属膜パターン及び予備オーミックコンタクトパターンを除去する。
図8Cに示すように、データ導電膜パターン及び予備オーミックコンタクトパターンがエッチングされて、第1ゲート電極112a上には、第1ソース電極112dと第1ドレイン電極112eが形成される。また、予備オーミックコンタクトパターンがエッチングされてオーミックコンタクトパターン112cが形成される。前記オーミックコンタクトパターン112cが二つの部分に分離され、それぞれ前記第1ソース電極112d及び第1ドレイン電極112eとコンタクトされる。前記オーミックコンタクトパターン112cの下部には、前記アクティブパターン112bが形成される。
前記のような工程により、前記第1薄膜トランジスタ112が完成される。前述したように、前記アクティブパターン112b及びオーミックコンタクトパターン112cと前記第1ソース電極112d及び前記第1ドレイン電極112eを同一なマスクを用いて形成することで、工程手順とそれによる製造費用を減少させることができる。
図8Dに示すように、前記第1薄膜トランジスタ112及びゲート絶縁膜114上には、第1透明絶縁膜119e及び第2透明絶縁膜119fが形成される。前記第2透明絶縁膜119fは、アクリル成分の樹脂からなり、露光及び現像が可能であるように、感光性を有する。前記第2透明絶縁膜119fは、ポジティブタイプまたはネガティブタイプの感光性を有することができるが、以下では、ポジティブタイプの感光性を有する場合を例として説明する。
図8Eに示すように、前記第2透明絶縁膜119fは、第3マスク119dを用いて露光される。前記第3マスク119dは、透光部OP1、スリット透光部及び不透光部を有する。前述したように、前記スリット透光部SL1を有するように、前記第3マスク191dは、スリットマスクからなることができる。
その後、現像工程により、前記第2透明絶縁膜119fが前記透光部OP1に対応して完全に除去することで、第1開口部116aが形成され、前記スリット透光部SL1に対応して部分的に除去される。それによって、第1溝116bが形成された有機絶縁膜パターン119gが形成される。ここで、前記第1溝116bは、前記貯蔵電極117が形成された領域に対応して形成される。その後、前記有機絶縁膜パターン119gをエッチングマスクとして、前記第1透明絶縁膜119eをエッチングする。
図8Fに示すように、前記のエッチング工程により前記第1開口部116aに対応して前記第1透明絶縁膜119eが除去されることで、第1コンタクトホールH1が形成された前記保護膜115が形成される。前記保護膜115に形成された前記第1コンタクトホールH1は、前記第1薄膜トランジスタ112の第1ドレイン電極112eを露出させる。
また、前記有機絶縁膜パターン119gが所定の厚さだけ均一に除去されて、有機絶縁膜116が形成される。前記有機絶縁膜116は、前記第1溝116bが形成された位置で完全に除去されるか、または部分的に残留し得る。図8Fに示すように、前記有機絶縁膜116が前記第1溝116bが形成された位置で部分的に残留すると、前記有機絶縁膜116は、前記貯蔵電極117の方に陥没した構造を有する。
図8Gに示すように、前記有機絶縁膜116上に透明導電膜(図示せず)が形成され、前記透明導電膜を第4マスク(図示せず)を用いてパターニングすることで、第1及び第2サブ画素電極118a、118bを形成する。前記第1及び第2サブ画素電極118a、118bは、第1開口パターン118cを介して互いに電気的に分離される。
前記第1サブ画素電極118aは、前記第1コンタクトホールH1を介して前記第1薄膜トランジスタ112の第1ドレイン電極112eと電気的に連結される。また、前記第1サブ画素電極118aは、前記貯蔵電極117と対向する。前記貯蔵電極117が形成された領域で、前記有機絶縁膜116、保護膜115及びゲート絶縁膜114は、誘電体として利用される。
このような過程により、アレイ基板110(図2参照)が完成され、その後、カラーフィルタ基板120(図2参照)は、下記の製造過程により完成される。
図8Hに示すように、第2ベース基板121上には、クロムまたは有機BMからなる遮光膜(図示せず)を形成し、その後、前記遮光膜をパターニングして、第1及び第2ブラックマトリックス122、125を形成する。前記第1ブラックマトリックス122は、第1データラインDL1及び第1薄膜トランジスタ112が形成された位置に対応して形成され、前記第2ブラックマトリックス125は、貯蔵電極117が形成された位置に対応して形成される。
図8Iに示すように、前記第1及び第2ブラックマトリックス122、125が形成された前記第2ベース基板121上に、カラーフィルタ層123が形成される。前記第1ブラックマトリックス122は、画素領域の周辺部に備えられるので、前記カラーフィルタ層123と部分的にオーバーラップするが、前記第2ブラックマトリックス125は、画素領域内に備えられるので、前記カラーフィルタ層123により完全にカバーされる。前記カラーフィルタ層123は、赤、緑及び青色画素からなる。前記カラーフィルタ層123は、前記赤、緑及び青色画素がパターニング工程で順に形成されるか、インクジェットプリンティング方式で順に形成されることにより完成できる。
図8Jに示すように、前記カラーフィルタ層123上に透明導電膜(図示せず)が形成され、その後、前記透明導電膜をパターニングして共通電極124を形成する。パターニング工程により、前記共通電極124に第2開口パターン124aが形成される。
図8Kに示すように、前記共通電極124上には、既設定のセルギャップと同一な厚さを有する離隔絶縁膜(図示せず)が塗布され、その後、前記離隔絶縁膜をパターニングして、コラムスペーサ135を形成する。前記離隔絶縁膜は、感光膜からなり得る。図8Kを参照すると、前記コラムスペーサ135は、前記第1ブラックマトリックス122が形成された領域に形成される。したがって、前記表示パネル100(図1参照)の開口率が前記コラムスペーサ135により低下することを防止できる。
このように完成された前記カラーフィルタ基板120は、その後アレイ基板110と対向して結合される。前記カラーフィルタ基板120と前記アレイ基板110がアセンブリされる前に、前記カラーフィルタ基板120上に液晶が滴下されることができる。このとき、前記第2ブラックマトリックス125により前記カラーフィルタ基板120上に滴下される液晶の総量が減少することができる。したがって、前記貯蔵電極117が形成された領域に不必要に充填される液晶量を減少させることができる。
一方、前記カラーフィルタ基板120と前記アレイ基板110がアセンブリされた後に、両基板の間に液晶が注入されることができる。このとき、前記第2ブラックマトリックス125は、前記カラーフィルタ基板120とアレイ基板110の間の離隔距離を減少させることにより、前記貯蔵電極117が形成された領域に不必要に充填される液晶量を減少させることができる。
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
本発明の一実施の形態に係る表示パネルの平面図である。 図1のI−I’線及びII−II’線断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。 本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。 本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。 本発明のまた他の実施の形態に係る表示パネルの貯蔵電極領域を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る表示パネルの平面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。 図2に図示された表示パネルの製造工程を示す断面図である。
符号の説明
100、200 表示パネル
110 アレイ基板
112 第1薄膜トランジスタ
113 第2薄膜トランジスタ
116 有機絶縁膜
118a 第1サブ画素電極
118b 第2サブ画素電極
120 カラーフィルタ基板
122 第1ブラックマトリックス
123 カラーフィルタ層
124 共通電極
125 第2ブラックマトリックス

Claims (21)

  1. 多数の画素領域が定義された第1ベース基板と、前記各画素領域内で前記第1ベース基板上に備えられた貯蔵電極と、前記貯蔵電極をカバーし、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造で形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に備えられ、前記貯蔵電極と対向する画素電極とを含むアレイ基板と、
    前記第1ベース基板と対向する第2ベース基板と、前記第2ベース基板上に備えられ、前記貯蔵電極が形成された領域に対応して前記第1ベース基板の方に突出した突出部とを含む対向基板と、
    前記アレイ基板と前記対向基板の間に介在された液晶層と、を含むことを特徴とする表示パネル。
  2. 前記対向基板は、前記第2ベース基板上に備えられ、前記各画素領域の周辺部に形成された第1ブラックマトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
  3. 前記突出部は、前記第1ブラックマトリックスと同一な物質からなる第2ブラックマトリックスを含むことを特徴とする請求項2に記載の表示パネル。
  4. 前記対向基板は、前記各画素領域に備えられる色画素からなるカラーフィルタ層をさらに含み、
    前記色画素は、前記貯蔵電極が形成された領域で、前記第2ブラックマトリックスをカバーすることを特徴とする請求項3に記載の表示パネル。
  5. 前記突出部は、前記色画素と前記第2ブラックマトリックスの間に備えられ、隣接する色画素のうち何れか一つの色画素と同一なダミー色画素をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の表示パネル。
  6. 前記対向基板は、前記各画素領域に対応して備えられる色画素からなるカラーフィルタ層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
  7. 前記突出部は、前記色画素と前記第2ベース基板の間に備えられ、隣接する色画素のうち一つの選択された色画素と同一な第1ダミー色画素を含むことを特徴とする請求項6に記載の表示パネル。
  8. 前記突出部は、前記色画素上に備えられ、前記隣接する色画素のうち前記選択された色画素を除く他の一つの色画素と同一な第2ダミー色画素をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載の表示パネル。
  9. 前記対向基板は、
    前記カラーフィルタ層上に備えられた共通電極と、
    前記画素電極と前記共通電極の間に介在されて、前記画素電極と前記共通電極の間にギャップを形成するギャップ維持パターンと、をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の表示パネル。
  10. 前記突出部は、前記ギャップ維持パターンと同一な工程により前記共通電極上に形成されたダミーギャップ維持パターンからなることを特徴とする請求項9に記載の表示パネル。
  11. 前記突出部は、前記絶縁膜の陥没した深さより小さいか同一な高さを有することを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
  12. 前記絶縁膜は、
    前記貯蔵電極をカバーするゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜上に備えられた保護膜と、
    前記保護膜上に備えられ、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる有機絶縁膜と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
  13. 前記画素電極は、
    第1画素電圧が印加される第1サブ画素電極と、
    前記第1画素電圧より低い第2画素電圧が印加される第2サブ画素電極と、からなることを特徴とする請求項1に記載の表示パネル。
  14. 前記画素電極には、前記第1及び第2サブ画素電極を電気的に分離し、前記画素電極を多数のドメインに分割する多数の第1開口パターンが形成されることを特徴とする請求項13に記載の表示パネル。
  15. 前記対向基板は、前記画素電極と対向する共通電極をさらに含み、
    前記共通電極には多数の第2開口パターンが形成され、前記第2開口パターンは前記第1開口パターンと相違する位置に形成されて、前記多数のドメインを再分割することを特徴とする請求項14に記載の表示パネル。
  16. 前記アレイ基板は、
    第1ゲートラインと、
    前記第1ゲートラインと所定間隔で離隔する第2ゲートラインと、
    前記第1及び第2ゲートラインと絶縁されて交差するデータラインと、
    前記第1ゲートラインと前記データラインに電気的に連結されて、前記第1画素電圧を出力する第1薄膜トランジスタと、
    前記第2ゲートラインと前記データラインに電気的に連結されて、前記第2画素電圧を出力する第2薄膜トランジスタと、をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の表示パネル。
  17. 前記第1サブ画素電極は、前記第1薄膜トランジスタの出力電極に電気的に連結されて、前記第1画素電圧を受信し、
    前記第2サブ画素電極は、前記第2薄膜トランジスタの出力電極に電気的に連結されて、前記第2画素電圧を受信することを特徴とする請求項16に記載の表示パネル。
  18. 画素領域が定義された第1ベース基板上に、ゲート電極及び貯蔵電極を形成するステップと、
    前記第1ベース基板上に、前記ゲート電極及び貯蔵電極をカバーするゲート絶縁膜を形成するステップと、
    前記ゲート絶縁膜上に、アクティブパターン、オーミックコンタクトパターン、前記オーミックコンタクトパターンと同一なパターンからなるソース及びドレイン電極を形成するステップと、
    前記ソース及びドレイン電極をカバーし、前記貯蔵電極が形成された領域で陥没した構造からなる絶縁膜を形成するステップと、
    前記絶縁膜上に画素電極を形成するステップと、
    前記第1ベース基板と対向する第2ベース基板上に、前記貯蔵電極が形成された領域に対応する突出部を形成するステップと、
    前記第1及び第2ベース基板をアセンブリするステップと、
    前記第1及び第2ベース基板の間に液晶層を形成するステップと、を含むことを特徴とする表示パネルの製造方法。
  19. 前記突出部を形成するステップは、
    前記第2ベース基板上に遮光膜を塗布するステップと、
    前記遮光膜をパターニングして、前記画素領域の周辺部に対応する第1ブラックマトリックス及び前記貯蔵電極が形成された領域に対応する第2ブラックマトリックスを形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項18に記載の表示パネルの製造方法。
  20. 前記第2ベース基板上に、多数の色画素のうち選択された一つの色画素からなるカラーフィルタ層を形成するステップをさらに含み、
    前記突出部を形成するステップは、
    前記貯蔵電極が形成された領域に対応して、前記カラーフィルタ層上に、前記多数の色画素のうち前記選択された色画素を除く他の色画素を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の表示パネルの製造方法。
  21. 前記カラーフィルタ層及び前記突出部上に共通電極を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の表示パネルの製造方法。
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