KR20080039012A

KR20080039012A - 표시 패널

Info

Publication number: KR20080039012A
Application number: KR1020060106641A
Authority: KR
Inventors: 맹천재; 이윤석; 조영제; 정유현; 김병현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-07
Also published as: US20080149933A1

Abstract

표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 스페이서를 포함한다. 제1 기판은 게이트 라인, 게이트 라인과 교차하면서 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 및 화소 영역에 형성된 스토리지 전극을 포함한다. 제2 기판은 제1 기판과 대향하여 결합하고, 스토리지 전극이 형성된 영역에 대응하여 형성된 제1 블랙 매트릭스를 갖는다. 스페이서는 제1 블랙 매트릭스와 스토리지 전극 사이에 형성되어 제1 기판과 제2 기판을 이격시킨다. 이처럼, 스토리지 전극이 형성된 영역에 대응하여 제1 블랙 매트릭스 및 스페이서가 구비되므로 표시패널의 개구율이 향상된다. 또한, 제1 블랙 매트릭스의 두께만큼 스페이서의 높이가 감소하므로 스페이서 제조비용이 감소한다.

표시패널, 스페이서, 블랙 매트릭스, 스토리지 전극

Description

표시 패널{DISPLAY PANEL}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널을 나타낸 평면도이다.

도 2a는 도 1에 도시된 액정표시패널을 나타낸 평면도이다.

도 2b는 도 2a에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ′에 따른 단면도이다.

도 2c는 도 2a에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ′에 따른 단면도이다.

도 3a는 도 2a에 도시된 화소 전극 및 쉴딩부를 나타낸 평면도이다.

도 3b는 도 2a에 되시된 제1 및 제2 블랙 매트릭스를 나타낸 평면도이다.

도 4a는 도 1에 도시된 스페이서를 제조하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.

도 4b는 도 4a에 도시된 포토레지스트를 도포하는 과정을 나타낸 사시도이다

도 4c는 도 4b에 도시된 절단선 Ⅲ-Ⅲ′에 따른 단면도이다.

도 4d는 도 4a에 도시된 포토레지스트를 패터닝하여 완성한 스페이서를 나타낸 단면도이다.

도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시패널을 나타낸 평면도이다.

도 5b는 도 5a에 도시된 제1 및 제2 블랙 매트릭스를 나타낸 평면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 -- 어레이 기판 121 -- 게이트 전극

170 -- 화소 전극 200 -- 컬러필터 기판

221 -- 제1 블랙 매트릭스 222 -- 제2 블랙 매트릭스

230 -- 컬러층 240 공통 전극

310 -- 스페이서 320 -- 액정층

700 -- 액정표시패널 DL -- 데이터 라인

GL -- 게이트 라인 SE1 -- 제1 스토리지 전극

SE2 -- 제2 스토리지 전극 T -- 박막 트랜지스터

본 발명은 표시패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시패널의 제조비용을 감소시킬 수 있는 표시패널에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시패널은 어레이 기판, 어레이 기판과 대향하여 결합하는 컬러필터 기판 및 어레이 기판과 컬러필터 기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어져 화상을 표시한다. 어레이 기판은 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인을 포함한다. 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이에는 스페이서가 개재되어 일정한 셀 갭을 유지한다.

한편, 어레이 기판의 채널부에 스페이서가 형성되는 경우, 채널부의 폭이 좁고 단차가 크므로 외부의 충격에 의해 스페이서가 채널부를 쉽게 벗어나고 제자리로 회복되기 어렵다. 또한, 채널부에 형성된 스페이서는 채널부를 손상시킬 수 있 다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여 스페이서를 액정표시패널의 화소 영역에 형성할 수 있다. 그러나, 스페이서를 화소 영역에 형성하는 경우, 스페이서를 채널부에 형성할 때와 동일한 셀 갭을 유지하기 위해서는 스페이서를 두껍게 형성해야한다. 그 결과, 스페이서를 제조하는 데 많은 비용이 소요되고, 액정표시패널의 제조 비용이 증가한다. 또한, 액정표시패널의 개구율을 감소시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시패널의 제조비용을 감소시키고, 개구율을 향상시킬 수 있는 표시패널을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 스페이서를 포함한다.

상기 제1 기판은 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 교차하면서 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 및 상기 화소 영역에서 상기 게이트 라인 및 데이터, 및 상기 화소 영역에 형성된 스토리지 전극을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 대향하여 결합하고, 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에 대응하여 형성되는 제1 블랙 매트릭스를 갖는다. 상기 제1 블랙 매트릭스는 평면에서 볼 때, 상기 스토리지 전극보다 작게 형성된다.

상기 스페이서는 상기 제1 블랙 매트릭스와 상기 스토리지 전극 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 이격시킨다. 상기 스페이서는 컬럼 스페이 서로 이루어진다. 상기 스페이서의 높이는 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에서 상시 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 이격 거리와 동일하다.

상기 제1 기판은 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 화소 영역의 일측에 구비되고, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 각각 연결된다. 상기 화소 전극은 상기 화소 영역에 대응하여 구비되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다. 상기 스토리지 전극은 제1 스토리지 전극 및 제2 스토리지 전극을 포함한다. 상기 제1 스토리지 전극은 상기 화소 영역의 중심부에서 상기 게이트 라인과 평행하게 연장되고, 상기 제2 스토리지 전극은 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 스토리지 전극과 마주한다.

상기 화소 전극은 상기 제2 스토리지 전극과 전기적으로 연결되고, 상기 화소 전극의 일부분을 제거하여 형성된 제1 개구부를 갖는다. 상기 제 1 개구부는 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 상기 화소 영역의 중심부를 가로지르는 가상선에 대하여 경사지고, 상기 가상선을 중심으로 서로 대칭되게 형성된다.

상기 제1 기판은 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인이 형성된 영역에 대응하여 형성되고, 상기 화소 전극과 전기적으로 절연되는 쉴딩부를 더 포함한다.

상기 제2 기판은 제2 블랙 매트릭스, 컬러층 및 공통 전극을 포함한다. 상기 제2 블랙 매트릭스는 상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터가 형성된 영역에 대응하여 상기 제2 베이스 기판상에 구비되고 광을 차단한다. 여기서, 상기 제1 블랙 매트릭스는 상기 제2 블랙 매트릭스와 이격되어 형성되거나, 상기 제2 블랙 매트릭스와 접한다.

상기 컬러층은 상기 화소 영역과 대응하여 형성되고, 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현한다. 상기 공통 전극은 상기 컬러층 상에 구비된다. 상기 공통 전극은 상기 제1 개구부 사이에 각각 형성된 제2 개구부를 갖는다. 상기 제1 및 제2 개구부는 교대로 배치된다. 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에서, 상기 컬러층은 상기 제1 블랙 매트릭스 상부에 형성되고, 상기 스페이서는 상기 컬러층에 대응하여 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재된다.

표시패널은 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되어 광의 투과율을 조절하는 액정층을 더 포함한다.

이러한 표시패널에 따르면, 스페이서가 스토리지 전극이 형성된 영역에 대응하여 형성되므로 표시패널의 개구율을 향상시킨다. 또한, 제1 블랙 매트릭스의 두께만큼 스페이서의 두께가 감소하므로 스페이서를 제조하는 데 사용하는 포토레지스트의 양을 줄일 수 있다. 더불어 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정의 양을 줄일 수 있으므로, 표시패널의 제조비용을 감소시킬 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상보다 상세히 살펴보기로 한다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한, 하기 실시예와 함께 제시된 도면들 에 있어서, 각 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널을 나타낸 평면도이다. 도 1은 표시 패널의 한 예로서 액정표시패널(700)을 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 표시 패널을 사용할 수도 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널(700)은 어레이 기판(100), 컬러필터 기판(200), 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 사이에 개재된 스페이서(310)를 포함한다.

상기 액정표시패널(700)은 영상이 표시되는 표시영역(DA)과, 상기 표시영역(DA)을 감싸는 주변영역(PA)으로 이루어진다. 상기 어레이 기판(100)은 상기 표시 영역에 형성된 화소 어레이를 포함한다. 상기 화소 어레이는 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL), 스토리지 전극(GE), 박막 트랜지스터(T), 및 화소 전극(170)을 포함한다. 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 게이트 라인(GL)은 상호 절연되게 교차하면서 화소 영역을 정의한다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 제1 베이스 기판(110)상에서 제1 방향(D1)으로 연장되는 복수의 라인들로 이루어진다, 상기 게이트 라인(GL)은 상기 데이터 라인(DL)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되는 복수의 라인들로 이루어진다.

상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 화소 영역의 일측에 구비되고, 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)과 각각 연결된다. 상기 화소 전극(170)은 상기 화소 영역에 대응하여 구비되고, 상기 박막 트랜지스터(T)와 전기적으로 연결된다.

상기 스토리지 전극(SE)은 상기 화소 영역에서 형성되고, 서로 마주하는 제1 스토리 전극(SE1) 및 제2 스토리지 전극(SE2)을 포함한다. 일예로, 상기 제1 스토리지 전극(SE1)은 상기 화소 영역의 중심에서 상기 게이트 라인(GL)과 평행하게 연장되어 형성된다. 상기 제2 스토리지 전극(SE2)은 상기 박막 트랜지스터(T)와 전기적으로 연결되고 상기 제1 스토리지 전극(SE1)과 대향하여 위치한다.

상기 어레이 기판(100)은 상기 제1 스토리지 전극(SE1)을 연결하는 스토리지 라인(SL)을 더 포함한다. 상기 스토리지 라인(SL)은 상기 게이트 라인(GL)과 평행한 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 데이터 라인(DL)과 절연되게 교차한다. 상기 제1 스토리지 전극(SE1) 및 상기 스토리지 라인(SL)은 상기 게이트 라인(GL)을 형성할 때 함께 형성된다. 상기 제2 스토리지 전극(SE2)은 상기 데이터 라인(DL)을 형성할 때 함께 형성된다.

상기 컬러필터 기판(200)은 상기 어레이 기판(100)과 대향하여 결합하고, 제1 블랙 매트릭스(221) 및 제2 블랙 매트릭스(222)를 포함한다. 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 상기 스토리지 전극(GE)이 형성된 영역에 대응하여 형성된다. 바람직하게, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 평면에서 볼 때, 상기 스토리지 전극(SE)보다 작게 형성된다. 상기 스토리전극(SE)보다 크게 형성되면, 상기 화소 영역에서의 개구율을 감소시키기 때문이다.

상기 제2 블랙 매트릭스(222)는 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 박막 트랜지스터(T)가 형성된 영역에 대응하여 형성되고 광을 차단한다. 상기 제2 블랙 매트릭 스(222)는 상기 어레이 기판(100)의 비유효 표시영역에 대응하여 형성된다. 즉, 상기 어레이 기판(100)은 영상이 표시되는 유효 표시영역과 영상이 표시되지 않는 비유효 표시영역으로 구분된다. 상기 비유효 표시영역은 상기 게이트 라인(GL), 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 박막 트랜지스터(T)가 형성된 영역으로, 광이 투과되지 못하여 실질적으로 영상이 표시되지 않는 영역이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 게이트 라인(GL)이 형성된 영역에 상기 제2 블랙 매트릭스(222)를 도시하지 않았지만, 상기 게이트 라인(GL)이 형성된 영역에 상기 제2 블랙 매트릭스(222)가 형성될 수 있다. 한편, 상기 제2 블랙 매트릭스(222)는 상기 광의 확산성을 고려하여 상기 데이터 라인(DL) 및 상기 박막 트랜지스터(T) 보다 크게 형성된다.

상기 스페이서(310)는 상기 제1 블랙 매트릭스(221)와 상기 스토리지 전극(SE) 사이에 형성되어 상기 어레이 기판(100)과 상기 컬러필터 기판(200)을 이격시킨다. 상기 스페이서(310)는 상기 스토리지 전극(SE)이 형성된 영역에 대응하여 상기 어레이 기판(100) 및 컬러필터 기판(20) 사이에 구비되므로, 상기 액정표시패널(700)의 개구율을 감소시키지 않는다. 또한, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)의 두께만큼 상기 스페이서(310)의 높이가 감소되므로, 상기 스페이서(310)를 제조하는데 사용하는 재료의 양을 줄일 수 있다. 일예로, 상기 스페이서(310)를 컬럼 스페이서로 형성하는 경우, 포토레지스트를 사용하여 형성할 수 있는데, 상기 포토레지스트의 도포량이 감소하므로 상기 스페이서(310)의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.

이하 도면을 참조하여 상기 어레이 기판(100) 및 컬러필터 기판(200)에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2a는 도 1에 도시된 액정표시패널을 나타낸 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ′에 따른 단면도이며, 도 2c는 도 2a에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ′에 따른 단면도이다. 도 3a는 도 2a에 도시된 화소 전극 및 쉴딩부를 나타낸 평면도이고, 도 3b는 도 2a에 되시된 제1 및 제2 블랙 매트릭스를 나타낸 평면도이다. 본 발명의 도면에서는 다수의 화소를 모두 도시하지 않고, 하나의 화소만 도시한다. 또한, 도 2a에 도시된 구성요소 중 도 1에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기하고 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 액정표시패널(700)은 어레이 기판(100), 컬러필터 기판(200), 스페이서(310)을 포함한다. 또한, 상기 액정표시패널(700)은 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 사이에 개재되어 광의 투과율을 조절하는 액정층(320)을 더 포함한다.

상기 어레이 기판(100)은 제1 베이스 기판((110) 상에 제2 방향(D2)으로 연장하여 형성된 게이트 라인(GL) 및 상기 제1 스토리지 전극(SE1)을 커버하는 게이트 절연막(130)을 포함한다. 상기 게이트 절연막(130)은 무기질 예컨대, 실리콘 나이트라이드 재질을 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 증착하여 형성한다.

상기 화소 영역의 일측에 구비된 박막 트랜지스터(T)는 상기 화소 전극(170)과 전기적으로 연결되어서 상기 화소 전극(170)에 제공되는 화소 전압을 인가 및 차단한다. 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인(GL)으로부터 분기된 게이트 전극(121)과, 상기 게이트 전극(121) 상의 반도체 패턴(140), 상기 반도체 패턴(140) 상에 형성되며 상기 데이터 라인(DL)으로부터 분기된 소오스 전극(151)과 소오스 전극(151)과 이격된 드레인 전극(152)을 포함한다. 상기 반도체 패턴(140)은 상기 박막트랜지스터(T)의 채널이 형성되는 액티브 패턴(141)과 상기 소오스 전극(151)과 드레인 전극(152)을 따라 분리된 오믹콘택 패턴(142)을 포함한다.

상기 제2 스토리지 전극(SE2)은 상기 드레인 전극(152)으로부터 연장되어 형성되며, 상기 제1 스토리지 전극(SE1)과 서로 대향하게 위치한다. 상기 제1 스토리지 전극(SE1), 상기 게이트 절연막(130) 및 상기 제2 스토리지 전극(SE2)에 의해서 스토리지 커패시터가 형성된다.

상기 제1 베이스 기판(110) 상에는 상기 데이터 라인(DL), 상기 제2 스토리지 전극(SE2) 및 상기 박막 트랜지스터(T)를 커버하는 보호막(160)이 더 구비된다. 상기 보호막(160)은 상기 게이트 절연막(130)과 마찬가지로 무기질 재질을 이용하여 형성한다. 상기 보호막(160) 상에는 상기 제2 스토리지 전극(SE2)을 노출시키기 위한 콘택홀(CH)이 형성되고, 상기 보호막(160)의 상부에는 상기 화소 전극(170)이 구비된다. 상기 화소 전극(170)은 상기 콘택홀(CH)를 통해 상기 제2 스토리지 전극(SE2)과 전기적으로 연결된다. 상기 화소 전극(170)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO)와 같은 투명성 도전 물질로 이루어지고, 상기 화소 전압을 출력한다.

도 2a 및 3a를 참조하면, 상기 화소 전극(170)은 패터닝되어 상기 화소 영역을 상기 액정층(320)의 액정 분자들이 서로 다르게 배향되는 다수의 도메인으로 구획한다. 즉, 상기 화소 전극(170)은 상기 화소 전극(170)의 일부분을 제거하여 형성된 제1 개구부(171)를 갖는다. 상기 제1 개구부(171)는 상기 게이트 라인(GL)과 평행한 방향, 즉 제2 방향(D2)으로 상기 화소 영역의 중심부를 가로지르는 가상선에 대하여 소정의 각도로 경사지게 형성되고, 상기 가상선을 중심으로 서로 거울 대칭되는 형상을 갖는다. 상기 화소 전극(170)은 상기 제1 개구부(171)에 의해 다수의 도메인으로 구획된다. 또한, 상기 제1 개구부(171)는 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 가상선을 따라 부분적으로 더 제거될 수 있다.

도 2a 내지 도 3a를 참조하면, 상기 어레이 기판(100)은 상기 보호막(160)상에 형성된 쉴딩부(180)를 더 포함한다. 상기 쉴딩부(180)은 제1 및 제2 쉴딩 전극(SE1, SE2)으로 이루어지고, 상기 화소 전극(170)과 소정의 간격으로 이격되어 전기적으로 절연된다. 상기 제1 쉴딩 전극(181)은 데이터 라인(DL)이 형성된 영역에서 상기 데이터 라인(DL)과 평행하게 연장되고, 상기 제2 쉴딩 전극(182)은 상기 게이트 라인(GL)이 형성된 영역에서 상기 게이트 라인(GL)과 평행하게 연장된다.

상기 컬러필터 기판(200)은 상기 제1 및 제2 블랙 매트릭스(221, 222)가 형성된 제2 베이스 기판(210), 컬러층(230) 및 공통 전극(240)을 포함한다.

상기 컬러층(230), 상기 제1 및 제 2 블랙 매트릭스(221, 222)는 상기 제1 베이스 기판(210)의 상면에 형성된다. 상기 컬러층(230)은 상기 화소 영역에 대응하도록 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된다. 상기 컬러층(230)은 빛의 삼원색에 해당하는 레드, 그린 및 블루 색화소를 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 색화소는 상기 화소 영역에 대응하여 각각 형성된다. 상기 제2 블랙 매트릭스(222)는 상기 색화소 각각을 둘러싼다.

도 2a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 및 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 평면에서 볼 때, 상기 인접한 제2 블랙 매트릭스와(222) 접한다. 즉, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 상기 제2 블랙 매트릭스(222)와 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 평면상에서 상기 데이터 라인(DL)과 접한다.

도 2c를 참조하면, 상기 스토리지 전극(SE)이 형성된 영역에서 상기 컬러층(230)은 상기 제1 블랙 매트릭스(221)의 상부에 형성되고, 상기 스페이서(320)는 상기 제1 블랙 매트릭스(221)가 형성된 영역에 대응하여 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 사이에 개재된다. 상기 스페이서(310)의 높이(H)는 상기 스토리지 전극(SE)이 형성된 영역에서 상기 어레이 기판(100)과 상기 컬러필터 기판(200) 사이의 이격 거리(D)와 동일하다. 상기 스페이서(320)는 상기 제1 블랙 매트릭스(221)가 형성된 영역에 대응하여 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 사이에 개재되므로, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)의 두께(TH) 만큼 상기 스페이서(310)의 높이가 감소한다.

또한, 상기 스페이서(310)는 상기 스토리지 전극(SE)이 형성된 영역에서 상기 어레이 기판(100)과 접하므로, 상기 박막 트랜지스터(T)의 채널이 형성된 영역에서 상기 어레이 기판(100)과 접하는 경우보다 상기 어레이 기판(100)과 접하는 면적이 크고 단차가 작다. 따라서, 외부에 충격에 의해 상기 스페이서(310)가 수평방향으로 이동되어도 원래 위치로 회복될 수 있다.

상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200)은 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 사이에 개재된 상기 제1 블랙 매트릭스(221) 및 상기 스페이서(310)에 의해 일정한 간격으로 이격된다. 상기 스페이서(310)는 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 중 어느 하나의 기판상에 구비된다.

상기 제2 블랙 매트릭스(222) 및 상기 컬러층(230)의 상부에는 상기 공통 전극(240)이 형성된다. 상기 공통 전극(240)은 상기 액정층(320)을 사이에 두고 상기 화소 전극(170)과 마주한다. 상기 공통 전극(240)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명성 도전 물질로 이루어지고, 상기 도메인들을 형성하기 위해 상기 화소 영역에서 부분적으로 제거된 제2 개구부(241)가 형성된다. 평면에서 볼 때, 상기 제2 개구부(241)는 상기 제1 개구부(171) 사이에 각각 형성된다. 상기 제2 개구부(241)는 상기 가상선에 대하여 경사지게 형성되고, 상기 가상선을 중심으로 서로 거울 대칭되는 형상을 갖는다. 상기 제1 및 제2 개구부(171, 241)는 교대로 배치된다. 또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 제2 개구부(241)는 상기 화소 영역의 중심부에서 상기 가상선을 따라 상기 공통 전극(240)의 일부분이 제거되거나 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)과 인접한 영역에서 상기 게이트 라인(GL) 및 상기 데이터 라인(DL)에 대하여 평행하게 연장될 수 있다.

이와 같이, 상기 액정표시패널(700)은 상기 화소 영역이 도메인들로 구획되기 때문에, 시인성이 향상된다.

한편, 상기 액정표시패널(700)의 동작시, 상기 게이트 라인(GL)으로 게이트 신호가 전송되고 상기 데이터 라인(DL)으로 화상 정보에 따른 데이터 신호가 전송된다. 상기 게이트 신호에 따라 상기 박막 트랜지스터(T)가 턴 온 되면 상기 데이 터 신호에 따른 화소 전압이 상기 화소 전극(170)에 인가된다. 동시에 상기 공통 전극(240)에 일정한 공통 전압이 인가된다. 상기 어레이 기판(100)과 상기 컬러필터 기판(200) 사이에는 상기 공통 전압과 화소 전압의 차이에 따른 전계가 형성된다. 상기 화소 전극(170)과 상기 공통 전극(240) 사이에 전계가 형성되면, 상기 전계가 상기 액정층(320)에 작용하여 상기 액정층(320)을 이루는 액정의 배열방향이 변한다. 상기 액정의 배열방향에 따라 외부로부터 제공되는 광의 투과율이 조절되고, 상기 광의 투과율에 대응하는 영상이 상기 표시 영역(DA)에 표시된다.

상기 액정층(320)을 이루는 액정은 진공주입방식 또는 적하방식에 의해 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 사이에 개재된다. 한편, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)가 상기 액정표시패널(700)에서 차지하는 부피만큼 주입되는 액정의 양이 감소하므로 상기 액정표시패널(700)의 제조비용을 감소시킬 수 있다.

상기 액정표시패널(700)은 상기 주변 영역(PA)에서 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200) 사이에 개재되어 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200)을 결합시키는 실런트(미도시)를 더 포함한다. 상기 실런트는 상기 액정이 유출되지 않도록 상기 액정을 밀봉하고 상기 어레이 기판(100) 및 상기 컬러필터 기판(200)을 접합시킨다.

도 4a는 도 1에 도시된 스페이서를 제조하는 과정을 설명하기 위한 단면도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 포토레지스트를 도포하는 과정을 나타낸 사시도이다. 도 4c는 도 4b에 도시된 절단선 Ⅲ-Ⅲ′에 따른 단면도이고, 도 4d는 도 4a에 도시된 포토레지스트를 패터닝하여 완성한 스페이서를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에서 포토레지스트를 사용하여 스페이서를 제조하는 과정에 대하여 설명하지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 스페이서는 어레이 기판 및 컬러필터 기판 중 어느 쪽에든 형성될 수 있지만, 컬러필터 기판상에 형성된 예가 설명된다. 다만, 도 4b 내지 도 4d는 설명의 편의를 위하여 컬러필터 기판을 간략하게 도시하였다.

도 4a를 참조하면, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 상기 스토리지 전극(SE)이 형성된 영역과 대응하여 상기 컬러필터 기판(200)상에 형성된다. 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 상기 제2 블랙 매트릭스(222)를 형성할 때 함께 형성한다. 상기 컬러층(230)은 상기 화소 영역에 대응하는 컬러필터 기판(200)상에 형성되어 상기 제1 블랙 매트릭스(221)의 상부에 구비된다. 상기 제1 및 제2 블랙 매트릭스(221, 222)와 상기 컬러층(230)은 포토리소그래피법을 이용하여 형성할 수 있다.

상기 공통 전극(240)은 상기 컬러층(230) 및 제2 블랙 매트릭스(222) 상에 투명 도전막을 형성한 후 이를 패터닝하여 형성한다. 상기 투명 도전막은 산화아연인듐이나 산화주석인듐을 증착하여 형성하며, 상기 투명 도전막의 패터닝시 포토 마스크를 이용한 사진식각공정이 진행된다.

상기 스페이서(310)는 상기 제1 블랙 매트릭스(221)가 형성된 영역에 대응하는 컬러필터 기판(200)상에 형성된다. 상기 스페이서(310)을 형성하는 과정은 다음과 같다.

도 4b 및 도 4c를 참조하면, 포토레지스트(PR)를 수용하고 있는 분사유닛(510)을 이용하여 상기 스페이서(310)가 형성되는 표시영역(DA)의 전체에 포토레 지스트(R)을 균일하게 도포한다.

상기 스페이서(310)의 두께가 상기 제1 블랙 매트릭스(225)의 두께(TH)만큼 감소하므로, 상기 스페이서(310)을 형성하기 위한 상기 포토레지스트(PR)의 도포량이 감소하여 제조비용을 감소시킬 수 있다. 상기 포토레지트(PR)의 도포량은 상기 분사노즐(510)에서 분사되는 상기 포토레지스트(PR)의 분사속도에 의해 조절된다.

일예로, 본 발명에 따른 액정표시패널(700)이 46인치 액정표시패널의 경우, 상기 포토레지스트(PR)의 분사속도는 4400㎕/s이고, 동일한 사이즈의 액정표시패널에서 종래의 스페이서를 제조하는 데 사용하는 포토레지스트의 분사속도는 5400㎕/s이다. 상기 액정표시패널(700)의 스페이서(310)을 형성하기 위한 포토레지스트(PR)의 도포량이 18.5% 감소한다. 따라서 상기 스페이서(310)의 제조비용이 감소된다.

상기 포토레지스트(PR)를 노광 및 현상 공정을 이용하여 패터닝하면, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 스페이서(310)가 상기 스토리지 전극(SE)이 형성된 영역에 대응하여 상기 컬러필터 기판(200)상에 일정한 간격으로 형성된다.

도 4a를 다시 참조하면, 상기 포토레지스트(PR)을 도포된 상기 컬러필터 기판(200) 상부에 포토 마스크(520)을 구비한다. 상기 포토 마스크(520)는 외부로부터의 광이 투과되는 석영 기판(521)과 상기 석영 기판(521) 상에 형성된 스페이서 패턴(522)을 포함한다. 상기 스페이서 패턴(522)은 상기 스페이서(310)에 대응하는 형상을 가지며, 일정한 간격으로 이격되어 상기 석영 기판(521) 상에 구비된다. 상기 스페이서 패턴(522)은 상기 광을 차단하는 크롬으로 이루어진다.

상기 포토 마스크(520)의 상부에서 상기 컬러필터 기판(200) 측으로 광을 제공하여 상기 포토레지스트(PR)를 노광한다. 상기 스페이서 패턴(522)과 마주하는 포토레지스트(PR)는 상기 스페이서 패턴(522)에 의해 광이 차단되므로 상기 광과 반응하지 않는다. 따라서, 상기 스페이서 패턴(522)에 대응하는 상기 포토레지스트(PR)는 현상 공정시 제거되지 않고 잔류하여 상기 스페이서(310)를 형성한다.

도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시패널을 나타낸 평면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 제1 및 제2 블랙 매트릭스를 나타낸 평면도이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 구성요소 중 도 2a에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조 번호를 병기하고 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 블랙 매트릭스(221)는 상기 스토리지 전극(SE)이 전극이 형성된 영역에 대응하여 상기 제2 베이스 기판(210)상에 형성된다. 제2 블랙 매트릭스(222)는 상기 데이터 라인(DL) 및 박막 트랜지스터(T)가 형성된 영역에 대응하여 상기 제2 베이스 기판(210)상에 형성된다. 평면상에서 볼 때, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 상기 제2 블랙 매트릭스(222)와 이격된다. 따라서, 상기 제1 블랙 매트릭스(221)는 평면상에서 상기 데이터 라인(DL)가 이격하여 구비된다.

이러한 표시패널에 따르면, 스페이서가 스토리지 전극이 형성된 영역에 대응하여 형성되므로 표시패널의 개구율을 향상시킨다. 또한, 제1 블랙 매트릭스의 두께만큼 스페이서의 높이가 감소하므로 스페이서의 제조비용을 감소시킬 수 있다. 더불어, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정의 양을 줄일 수 있으므로, 표시패널의 제조비용을 감소시킬 수 있다.

Claims

게이트 라인, 상기 게이트 라인과 교차하면서 화소 영역을 정의하는 데이터 라인, 및 상기 화소 영역에 형성된 스토리지 전극을 포함하는 제1 기판;

상기 제1 기판과 대향하여 결합하고, 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에 대응하여 형성되는 제1 블랙 매트릭스를 갖는 제2 기판; 및

상기 제1 블랙 매트릭스와 상기 스토리지 전극 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 이격시키는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1 항에 있어서,

상기 제1 블랙 매트릭스는 평면에서 볼 때, 상기 스토리지 전극보다 작은 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 1항에 있어서,

상기 스페이서의 높이는 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에서 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 이격 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1 항에 있어서,

상기 스페이서는 컬럼 스페이서인 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1 항에 있어서, 상기 제1 기판은,

상기 화소 영역의 일측에 구비되고, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 각각 연결된 박막 트랜지스터; 및

상기 화소 영역에 대응하여 구비되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 5항에 있어서, 상기 스토리지 전극은,

상기 화소 영역의 중심부에서 상기 게이트 라인과 평행하게 연장된 제1 스토리지 전극; 및

상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 스토리지 전극과 마주하는 제2 스토리지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 6항에 있어서, 상기 화소 전극은,

상기 제2 스토리지 전극과 전기적으로 연결되고,

상기 화소 전극의 일부분을 제거하여 형성된 제1 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 7항에 있어서, 상기 제1 개구부는,

상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 상기 화소 영역의 중심부를 가로지르는 가상선에 대하여 경사지고,

상기 가상선을 중심으로 서로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 5항에 있어서, 상기 제1 기판은,

상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인이 형성된 영역에 대응하여 형성되고, 상기 화소 전극과 전기적으로 절연되는 쉴딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 8항에 있어서, 상기 제2 기판은,

상기 데이터 라인 및 상기 박막 트랜지스터가 형성된 영역에 대응하여 상기 제2 베이스 기판상에 구비되고 광을 차단하는 제2 블랙 매트릭스;

상기 화소 영역과 대응하여 형성되고, 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현하는 컬러층; 및

상기 컬러층 상에 구비된 공통 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
제 10항에 있어서,

상기 제1 블랙 매트릭스는 평면에서 볼 때, 상기 제2 블랙 매트릭스와 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 10항에 있어서,

상기 제1 블랙 매트릭스는 평면에서 볼 때, 상기 제2 블랙 매트릭스와 접하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 10항에 있어서,

상기 공통 전극은 상기 제1 개구부 사이에 각각 형성된 제2 개구부를 갖는 것을 특징을 하는 표시패널.
제 13항에 있어서,

상기 제1 및 제2 개구부는 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 10항에 있어서, 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에서,

상기 컬러층은 상기 제1 블랙 매트릭스 상부에 형성되고,

상기 스페이서는 상기 제1 블랙 매트릭스가 형성된 영역에 대응하여 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제 1항에 있어서,

상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재되어 광의 투과율을 조절하는 액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.