表示装置とその製造方法
【課題】プラスチック絶縁基板を使用しながらブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置を提供する。
【解決手段】本発明による表示装置は、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとを含む第１基板と；前記第１基板と対向配置されており、プラスチック材質の第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む第２基板と；前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層とを含む。
【解決手段】本発明による表示装置は、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとを含む第１基板と；前記第１基板と対向配置されており、プラスチック材質の第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む第２基板と；前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、既存のブラウン管を代替して、液晶表示装置と有機電界発光装置（ＯＬＥＤ）のような平板表示装置（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されている。
液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ基板およびカラーフィルター基板、そしてこれらの間に液晶層が位置している液晶表示パネルを含む。液晶表示パネルは非発光素子であるので、薄膜トランジスタ基板の後面には光を照射するためのバックライトユニットが配置されている。バックライトユニットから照射された光は液晶層の配列状態によって透過量が調節される。
【０００３】
最近、表示装置の軽量化及び薄形化のためにカラーフィルター基板に、従来のガラス絶縁基板の代わりに、プラスチック絶縁基板の適用が活発になっている。
【特許文献１】韓国公開特許2003-019232号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、プラスチック絶縁基板を用いる場合、カラーフィルター形成過程でブラックマトリックスが変形されて、カラーフィルターとブラックマトリックスとの間の整列に不良が発生する問題がある。
従って、本発明の目的は、ブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、ブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１は、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとを含む第１基板と；前記第１基板と対向配置されており、プラスチック材質の第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む第２基板と；前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層とを含む表示装置を提供する。
【０００７】
ブラックマトリックスの縦延長部どうしの間隔が不均一に形成されることで、ブラックマトリックスの第１方向への膨張が制限され、カラーフィルターとの整列誤差も減少させることができる。このとき、プラスチック材質の第２絶縁基板が膨張することによりブラックマトリックスが移動したとしても、上述のように縦延長部どうしの間隔を不均一にすることで、ブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【０００８】
発明２は、発明１において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されているのが好ましい。
発明３は、発明１において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記縦延長部は、第１縦幅を有する第１サブ縦部と；前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むのが好ましい。
【０００９】
発明４は、発明３において、前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であるのが好ましい。
発明５は、発明１において、前記第２絶縁基板は長方形形状であり、前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいるのが好ましい。
発明６は、発明５において、前記第２基板は、前記ブラックマトリックス上に一定の間隔で形成されたカラーフィルターをさらに含むのが好ましい。
【００１０】
発明７は、発明５において、隣接した前記横延長部の間隔は一定するのが好ましい。
発明８は、発明５において、前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、前記第２横間隔は一定の個数の前記横延長部を介して形成されているのが好ましい。
発明９は、発明５において、前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、前記横延長部は、第１横幅を有する第１サブ横部と；前記第１横幅より大きい第２横幅を有する第２サブ横部とを含むのが好ましい。
【００１１】
発明１０は、発明９において、前記第２横間隔をなす一対の前記横部分のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ横部であるのが好ましい。
発明１１は、発明１において、前記ブラックマトリックスおよび前記第２絶縁基板に形成されており、前記第２方向に延長された間隔が不均一な複数のサブ層を有するカラーフィルターをさらに含むのが好ましい。
【００１２】
発明１２は、発明１において、前記各サブ層の幅は一定とするのが好ましい。
前記本発明１３は、プラスチック材質の絶縁基板上に第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており、間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスを形成する段階と；前記ブラックマトリックスが形成する開口部に一定の間隔でカラーフィルターを形成する段階とを含む表示装置の製造方法によって達成される。
【００１３】
このように形成された表示装置は、発明１と同様の作用効果を奏する。
発明１４は、発明１３において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されているのが好ましい。
発明１５は、発明１３において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記縦延長部は、第１縦幅を有する第１サブ縦部と；前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むのが好ましい。
【００１４】
発明１６は、発明１５において、前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であるのが好ましい。
発明１７は、発明１３乃至１６のいずれかにおいて、前記第２絶縁基板は長方形形状であり、前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいるのが好ましい 。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラスチック絶縁基板を使用しながらブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置が提供される。
また、プラスチック絶縁基板を使用しながらブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
いろいろな実施形態において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付与し、同一の構成要素については第１実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略されることができる。
説明で‘上に’または‘の上に’は二層（膜）間に他の層（膜）が介されたり介されないことを意味し、‘真上に’は二層（膜）が互いに接触していることを示す。
【００１７】
＜発明の概要＞
本発明の表示装置は、第１基板と、第１基板と対向配置されている第２基板と、第１基板と第２基板との間に位置する液晶層と、を含む。第１基板には、第１絶縁基板と、第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとが形成されている。第２基板には、プラスチック材質の第２絶縁基板と、第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部、第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む。
【００１８】
ブラックマトリックスの縦延長部どうしの間隔が不均一に形成されることで、ブラックマトリックスの第１方向への膨張が制限され、カラーフィルターとの整列誤差も減少させることができる。このとき、プラスチック材質の第２絶縁基板が膨張することによりブラックマトリックスが移動したとしても、上述のように縦延長部どうしの間隔を不均一にすることで、ブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態によって製造された表示装置を説明する。図１は本発明の第１実施形態による表示装置の斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、そして図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００２０】
表示装置１は、薄膜トランジスタＴが形成されている第１基板１００、第１基板１００に対向配置されており、共通電極２５１が形成されている第２基板２００、両基板１００、２００を付着させるシーラント３００、両基板１００、２００とシーラント３００が形成する空間に位置する液晶層４００を含む。第１基板１００と第２基板２００は長方形形状であり、第１基板１００が第２基板２００に比べて多少大きい。第１基板１００および第２基板２００は薄膜トランジスタＴが位置する表示領域と、表示領域を囲んでおりシーラント３００およびパッド１２３、１４４が形成される非表示領域とに分かれる。
【００２１】
以下、第１基板１００を説明する。
第１絶縁基板１１０上にゲート配線１２１、１２２、１２３が形成されている。第１絶縁基板１１０はプラスチックまたはガラスからなることができる。
ゲート配線１２１、１２２、１２３は、横方向に互いに平行に延在しているゲート線１２１、ゲート線１２１に接続されている薄膜トランジスタＴのゲート電極１２２、ゲート線１２１の端部に設けられているゲートパッド１２３を含む。ゲートパッド１２３は外部回路との接続のためにゲート線１２１に比べて幅が増加されている。
【００２２】
第１絶縁基板１１０及びゲート配線１２１、１２２、１２３の上には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁膜１３１が形成されている。
ゲート電極１２２のゲート絶縁膜１３１上部には非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層１３２が形成されており、半導体層１３２の上部にはシリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で作られた抵抗接触層１３３が形成されている。半導体層１３２はゲート電極１２２上部に島のように形成されており、抵抗接触層１３３はゲート電極１２２を中心に２部分に分かれている。
【００２３】
抵抗接触層１３３およびゲート絶縁膜１３１の上にはデータ配線１４１、１４２、１４３、１４４が形成されている。データ配線１４１、１４２、１４３、１４４は、縦方向に形成されてゲート線１２１と交差して画素を定義するデータ線１４１、データ線１４１の分枝であり抵抗接触層１３３の上部まで延長されているソース電極１４２、ソース電極１４２と分離されておりゲート電極１２２を中心にソース電極１４２の反対側に形成されているドレイン電極１４３、データ線１４１の端部に形成されているデータパッド１４４を含む。データパッド１４４は外部回路との接続のためにデータ線１４１に比べて幅が増加されている。
【００２４】
データ配線１４１、１４２、１４３、１４４およびこれらが覆っていない半導体層１３２の上部には窒化シリコン、ＰＥＣＶＤ法によって蒸着されたａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ膜またはａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆ膜などからなる保護膜１５１が形成されている。保護膜１５１にはドレイン電極１４３を露出させる接触孔１７１、ゲートパッド１２３を露出させる接触孔１７２、そしてデータパッド１４４を露出させる接触孔１７３が形成されている。
【００２５】
保護膜１５１上部にはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な電導物質からなる透明電導層１６１、１６２、１６３が形成されている。透明電導層１６１、１６２、１６３は、ドレイン電極１４３を露出させる接触孔１７１を通じて薄膜トランジスタＴと接続されている画素電極１６１、ゲートパッド１２３を露出させる接触孔１７２上に形成されている第１接触部材１６２、そしてデータパッド１４４を露出させる接触孔１７３上に形成されている第２接触部材１６３を含む。
【００２６】
以下、第１基板１００に対向配置されている第２基板２００を説明する。
第２絶縁基板２１０上にブラックマトリックス２２０が形成されている。第２絶縁基板２１０はプラスチックからなり、これに限定されないが、ポリカーボン（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で作られることができる。
【００２７】
ブラックマトリックス２２０は格子状に形成されており、表示領域内に形成されている内部ブラックマトリックス２２０ａと非表示領域に形成されている外郭ブラックマトリックス２２０ｂを含む。内部ブラックマトリックス２２０ａはゲート線１２１およびデータ線１４１の上部と薄膜トランジスタＴの上部に形成されている。内部ブラックマトリックス２２０ａは外部光が薄膜トランジスタＴのチャンネル領域に供給されることを防止し、外郭ブラックマトリックス２２０ｂは表示領域周りを囲むように形成されている。外郭ブラックマトリックス２２０ｂは内部ブラックマトリックス２２０ａより幅が大きく設けられている。ブラックマトリックス２２０はクロム酸化物や、黒色顔料を含む有機物からなることができる。
【００２８】
ブラックマトリックス２２０の間にはカラーフィルター２３０が形成されている。カラーフィルター２３０は規則的に形成されており互いに異なる色を有する３つのサブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが繰り返されて形成されている。
カラーフィルター２３０上にはオーバーコート層２４１が形成されている。オーバーコート層２４１は表面を平坦化させる役割を果たす。
【００２９】
オーバーコート層２４１上には共通電極２５１が形成されている。共通電極２５１はＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な電導物質からなり、画素電極１６１と共に液晶層４００に電圧を印加して液晶層４００の配列状態を調節する。
図示していないが、画素電極１６１と共通電極２５１の上には配向膜が形成されている。配向膜は通常ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）からなり、液晶分子を一定の方向に配列させることができるようにラビングされている。
【００３０】
両基板１００、２００の外郭にはシーラント３００が設けられている。シーラント３００は表示領域の周りに沿って非表示領域に形成されており、アクリル樹脂のような紫外線硬化樹脂を含んでいる。また、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂、アミン系の硬化剤、アルミナパウダーのような充填剤（ｆｉｌｌｅｒ）、スペーサーをさらに含むことができる。
液晶層４００は両基板１００、２００およびシーラント３００が形成する空間内に位置し、画素電極１６１と共通電極２５１との電圧差によって配列が変化する。
【００３１】
図４を参照して本発明の第１実施形態による表示装置のブラックマトリックス２２０を説明する。図４は表示領域内部の内部ブラックマトリックス２２０ａの一部分を示したものである。
内部ブラックマトリックス２２０ａは、横方向（第１方向）に延長されている横延長部２２１と、縦方向（第２方向）に延長されている縦延長部２２２とを含む。横延長部２２１と縦延長部２２２は互いに直交しながら開口部Ｃを形成する。
【００３２】
内部ブラックマトリックス２２０ａの線部分Ａはゲート線１２１およびデータ線１４１とオーバーラップされ、横延長部２２１と縦延長部２２２の交差地点に設けられた厚い部分Ｂは薄膜トランジスタとオーバーラップされる。
内部ブラックマトリックス２２０ａを含む第２基板２００は全体的に長方形形状を有している。横延長部２２１は第２基板２００の長辺と平行な第１方向に延長されており、縦延長部２２２は第２基板２００の短辺と平行な第２方向に延長されている。
【００３３】
内部ブラックマトリックス２２０ａの間隔を見てみると次の通りである。
縦延長部２２２の間隔は不均一であり、第１間隔ｄ１および第１間隔ｄ１より狭い第２間隔ｄ２を含む。第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２は一定のパターンに配置されており、６つの第１間隔ｄ１ごとに第２間隔ｄ２が位置する。
第２間隔ｄ２は第１間隔ｄ１の７０％〜９８％であり得る。第２間隔ｄ２が第１間隔ｄ１の７０％以下であれば開口部Ｃが過度に減り、第２間隔ｄ２が第１間隔ｄ１の９８％以上であれば整列効果が減少する。第２間隔ｄ２の具体的な大きさは第２絶縁基板２１０の熱膨張係数、カラーフィルター２３０製造時の温度条件および第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２の比率などによって決定される。
【００３４】
横延長部２２１の間隔は全て第３間隔ｄ３であって、横延長部２２１は均一に配置されている。
図５は本発明の第１実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
カラーフィルター２３０は第２基板２００の短辺と並んだ第２方向に沿って長く延長されており、各サブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが反復的に配置されている。各サブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃの間隔は全て第４間隔ｄ４であって、カラーフィルター２３０は均一に配置されている。一方、カラーフィルター２３０の幅は第１幅ｗ１であって一定に形成されている。
【００３５】
図６は本発明の第１実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
図６で見れば、中心部分ではカラーフィルター２３０が縦延長部２２２の中間部分を中心に両側に形成されている。中心から遠くなるほどカラーフィルター２３０は縦延長部２２２の中間部分から遠い部分を中心に両側に形成される。つまり、各カラーフィルター２３０は、隣接する縦延長部２２２にまたがるように形成されている。ここで、図６の真ん中部分では隣接する縦延長部２２２の中間部分どうしにまたがるように形成されているが、中央部分から離れるほど縦延長部２２２の端部どうしをまたがるように形成される。言い換えれば、中心部分から遠くなるほどブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０の整列に誤差が発生する。
【００３６】
これはブラックマトリックス２２０がプラスチック材質の第２絶縁基板２１０上に形成されているためである。プラスチックはガラスに比べて熱膨張係数が大きいため、プラスチック絶縁基板はガラス絶縁基板と異なり熱によって容易に膨張する。
カラーフィルター２３０の製造過程ではコーティング、露光、現像、ベーク（ｂａｋｅ）等の工程が繰り返され、この工程での熱によってプラスチック絶縁基板が膨張するようになる。プラスチック絶縁基板が膨張すれば、上部に形成されているブラックマトリックス２２０も共に膨張するようになって、カラーフィルター２３０との整列に不良が発生する。ブラックマトリックス２２０の膨張が激しくなれば、ブラックマトリックス２２０の開口部Ｃにカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生する。
【００３７】
膨張程度は、例えば７インチ基板の場合、約５０μｍ程度である。膨張は第２基板２００の短辺方向よりは比較的に長さが長い第２基板２００の長辺方向（第１方向）で大きく発生し、これによって縦延長部２２２の間隔が増加する。
本発明で縦延長部２２２の間隔には、比較的に狭い第２間隔ｄ２が含まれる。第２間隔ｄ２によって縦延長部２２２間隔の膨張、即ち、ブラックマトリックス２２０の第１方向への膨張が制限され、カラーフィルター２３０との整列誤差も減少させることができる。また、プラスチック材質の第２絶縁基板２１０が膨張することによりブラックマトリックス２３０が移動したとしても、第２間隔ｄ２が狭く、かつ第１間隔ｄ１に対して所定数ごとに配置されることで、ブラックマトリックス２２０とカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。第２間隔ｄ２は一定のパターンに第２基板２００全体にわたって形成されるので第２基板２００全体でブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０との整列誤差が減少する。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００３８】
図７は本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を説明するための断面図であって、第２絶縁基板１１０上にブラックマトリックス２２０を形成した状態を示したものである。
図７で見れば縦延長部２２２の間隔は第５間隔ｄ５および第５間隔ｄ５より小さい第６間隔ｄ６を含む。第５間隔ｄ５と第６間隔ｄ６は一定のパターンで配置されており、６つの第５間隔ｄ５ごとに第６間隔ｄ６が位置する。
【００３９】
ブラックマトリックス２２０は、その後カラーフィルター２３０の形成過程を経て膨張して図６のような状態となる。膨張によって第５間隔ｄ５は第１間隔ｄ１に増加し、第６間隔ｄ６は第２間隔ｄ２に増加する。一方、縦延長部２２２の幅も第３幅ｗ３から第２幅ｗ２に増加する。
ブラックマトリックス２２０形成後、カラーフィルター層２３０、オーバーコート層２４１、および共通電極２５１を形成すると第２基板２００が完成される。
【００４０】
第１基板１００の製造方法は公知の方法で行なわれることができ、説明は省略する。第１基板１００と第２基板２００の接合および液晶層４００の注入もまた公知の方法で行なわれることができ、説明は省略する。
以上の第１実施形態は多様に変形されることができる。例えば、縦延長部２２２の間隔は不規則なパターンに配置され、間隔が３つ以上であることもできる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図８は本発明の第２実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
縦延長部２２２は、幅が周囲の縦延長部２２２の幅の第２幅ｗ２に比べて大きく設けられている拡張縦延長部２２２ａを含む。拡張縦延長部２２２ａは隣り合わせた縦延長部２２２と第２間隔ｄ２をなしている。なお、第１間隔ｄ２は、第１間隔ｄ１より狭い。第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２は一定のパターンに配置されており、６つの第１間隔ｄ１ごとに第２間隔ｄ２が位置する。
【００４２】
拡張縦延長部２２２ａの幅の第４幅ｗ４は第２幅ｗ２の１０２％〜１３０％であり得る。第４幅ｄ４の具体的な大きさは第２絶縁基板２１０の熱膨張係数、カラーフィルター２３０製造時の温度条件などによって決定される。
このように間隔の狭い第２間隔ｄ２に対応するように、幅の広い第４幅ｗ４を有する拡張縦延長部２２２ａが形成されることで、第２間隔ｄ２において、隣接する拡張縦延長部２２２ａと縦延長部２２２との間隔を狭くすることができる。このような構成により、縦延長部２２２間隔の膨張、即ち、ブラックマトリックス２２０の第１方向への膨張が制限され、カラーフィルター２３０との整列誤差も減少させることができる。また、プラスチック材質の第２絶縁基板２１０が膨張することによりブラックマトリックス２３０が移動したとしても、上述のように第２間隔ｄ２において、隣接する拡張縦延長部２２２ａと縦延長部２２２との間隔を狭くすることで、ブラックマトリックス２２０とカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。このような構成は、一定のパターンに第２基板２００全体にわたって形成されるので第２基板２００全体でブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０との整列誤差が減少する。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００４３】
＜第３実施形態＞
以下、図９および図１０を参照して本発明の第３実施形態による表示装置を説明する。
図９は本発明の第３実施形態による表示装置でのブラックマトリックスを説明するための図面であり、図１０は本発明の第３実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
【００４４】
図９を見れば縦延長部２２２の間隔は第１実施形態と同様に第１間隔ｄ１および第１間隔ｄ１より狭い第２間隔ｄ２を含む。第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２は一定のパターンに配置されており、６つの第１間隔ｄ１ごとに第２間隔ｄ２が位置する。
一方、第３実施形態では横延長部２２１の間隔も第３間隔ｄ３および第３間隔ｄ２より狭い第７間隔ｄ７を含む。第３間隔ｄ３と第７間隔ｄ７は一定のパターンに配置されており、１０個の第３間隔ｄ３ごとに第７間隔ｄ７が位置する。第１実施形態とは異なり横延長部２２１の間隔も不均一な理由は、カラーフィルター２３０の配置が第１実施形態と異なるためである。
【００４５】
図１０を見ればカラーフィルター２３０は第１方向にサブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが繰り返されるだけでなく、第２方向にも隣接したサブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが相異している。したがって、第１実施形態とは異なり第２方向にもブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０間の整列誤差が発生することがある。横延長部２２１に形成された第７間隔ｄ７は整列誤差を減少させる役割を果たす。これにより、第１方向のみならず第２方向におけるブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００４６】
第７間隔ｄ７は第３間隔ｄ３の７０％〜９８％であり得る。第７間隔ｄ７が第３間隔ｄ３の７０％以下であれば開口部Ｃが過度に減り、第７間隔ｄ７が第３間隔ｄ３の９８％以上であれば整列効果が減少する。第７間隔ｄ７の具体的な大きさは第２絶縁基板２１０の熱膨張係数、カラーフィルター２３０製造時の温度条件および第３間隔ｄ３と第７間隔ｄ７の比率などによって決定される。
【００４７】
実施形態とは異なり横延長部２２１の間隔は不規則なパターンに配置され、間隔が３つ以上であることもできる。
＜第４実施形態＞
以下、図１１を参照して本発明の第４実施形態による表示装置を説明する。
図１１は本発明の第４実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【００４８】
図１１に示したように、縦延長部２２２は第１間隔ｄ１を介して均一に配置されている。カラーフィルター２３０の幅は第１幅ｗ１であって一定であるが、カラーフィルター２３０の間隔は第４間隔ｄ４および第４間隔より大きい第８間隔ｄ８を含む。第４間隔ｄ４と第８間隔ｄ８は一定のパターンに配置されており、６つの第４間隔ｄ４ごとに第８間隔ｄ８が位置する。第８間隔ｄ８は第２絶縁基板２１０およびブラックマトリックス２２０の膨張に対応してカラーフィルター２３０の間隔を広げてブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０の整列誤差を減少させる。
【００４９】
一方、ブラックマトリックス２２０の間隔とカラーフィルター２３０の間隔を同時に不均一にする構成も可能である。例えば、ブラックマトリックス２２０は一定の位置ごとに狭い間隔を有するようにし、カラーフィルター２３０は一定の位置ごとに広い間隔を有するようにする。これにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
たとえ本発明のいくつかの実施形態が図示されて説明されたが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原則や精神から外れずに本実施形態を変形できることが分かる。本発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態による表示装置の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による表示装置でのブラックマトリックスを説明するための図面である。
【図５】本発明の第１実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
【図６】本発明の第１実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による表示装置でのブラックマトリックスを説明するための図面である。
【図１０】本発明の第３実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
【図１１】本発明の第４実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００ 第１基板
１１０ 第１絶縁基板
１２１ ゲート線
１２２ ゲート電極
１２３ ゲートパッド
１３１ ゲート絶縁膜
１３２ 半導体層
１３３ 抵抗接触層
１４１ データ線
１４２ ソース電極
１４３ ドレイン電極
１４４ データパッド
１５１ 保護膜
２００ 第２基板
２１０ 第２絶縁基板
２２０ ブラックマトリックス
２２１ 横延長部
２２２ 縦延長部
２３０ カラーフィルター
２４１ オーバーコート層
３００ シーラント
４００ 液晶層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、既存のブラウン管を代替して、液晶表示装置と有機電界発光装置（ＯＬＥＤ）のような平板表示装置（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ）が多く使用されている。
液晶表示装置は、互いに対向する薄膜トランジスタ基板およびカラーフィルター基板、そしてこれらの間に液晶層が位置している液晶表示パネルを含む。液晶表示パネルは非発光素子であるので、薄膜トランジスタ基板の後面には光を照射するためのバックライトユニットが配置されている。バックライトユニットから照射された光は液晶層の配列状態によって透過量が調節される。
【０００３】
最近、表示装置の軽量化及び薄形化のためにカラーフィルター基板に、従来のガラス絶縁基板の代わりに、プラスチック絶縁基板の適用が活発になっている。
【特許文献１】韓国公開特許2003-019232号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、プラスチック絶縁基板を用いる場合、カラーフィルター形成過程でブラックマトリックスが変形されて、カラーフィルターとブラックマトリックスとの間の整列に不良が発生する問題がある。
従って、本発明の目的は、ブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、ブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明１は、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとを含む第１基板と；前記第１基板と対向配置されており、プラスチック材質の第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む第２基板と；前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層とを含む表示装置を提供する。
【０００７】
ブラックマトリックスの縦延長部どうしの間隔が不均一に形成されることで、ブラックマトリックスの第１方向への膨張が制限され、カラーフィルターとの整列誤差も減少させることができる。このとき、プラスチック材質の第２絶縁基板が膨張することによりブラックマトリックスが移動したとしても、上述のように縦延長部どうしの間隔を不均一にすることで、ブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【０００８】
発明２は、発明１において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されているのが好ましい。
発明３は、発明１において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記縦延長部は、第１縦幅を有する第１サブ縦部と；前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むのが好ましい。
【０００９】
発明４は、発明３において、前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であるのが好ましい。
発明５は、発明１において、前記第２絶縁基板は長方形形状であり、前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいるのが好ましい。
発明６は、発明５において、前記第２基板は、前記ブラックマトリックス上に一定の間隔で形成されたカラーフィルターをさらに含むのが好ましい。
【００１０】
発明７は、発明５において、隣接した前記横延長部の間隔は一定するのが好ましい。
発明８は、発明５において、前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、前記第２横間隔は一定の個数の前記横延長部を介して形成されているのが好ましい。
発明９は、発明５において、前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、前記横延長部は、第１横幅を有する第１サブ横部と；前記第１横幅より大きい第２横幅を有する第２サブ横部とを含むのが好ましい。
【００１１】
発明１０は、発明９において、前記第２横間隔をなす一対の前記横部分のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ横部であるのが好ましい。
発明１１は、発明１において、前記ブラックマトリックスおよび前記第２絶縁基板に形成されており、前記第２方向に延長された間隔が不均一な複数のサブ層を有するカラーフィルターをさらに含むのが好ましい。
【００１２】
発明１２は、発明１において、前記各サブ層の幅は一定とするのが好ましい。
前記本発明１３は、プラスチック材質の絶縁基板上に第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており、間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスを形成する段階と；前記ブラックマトリックスが形成する開口部に一定の間隔でカラーフィルターを形成する段階とを含む表示装置の製造方法によって達成される。
【００１３】
このように形成された表示装置は、発明１と同様の作用効果を奏する。
発明１４は、発明１３において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されているのが好ましい。
発明１５は、発明１３において、隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、前記縦延長部は、第１縦幅を有する第１サブ縦部と；前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むのが好ましい。
【００１４】
発明１６は、発明１５において、前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であるのが好ましい。
発明１７は、発明１３乃至１６のいずれかにおいて、前記第２絶縁基板は長方形形状であり、前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいるのが好ましい 。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プラスチック絶縁基板を使用しながらブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置が提供される。
また、プラスチック絶縁基板を使用しながらブラックマトリックスとカラーフィルターの整列不良が減少する表示装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
いろいろな実施形態において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付与し、同一の構成要素については第１実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略されることができる。
説明で‘上に’または‘の上に’は二層（膜）間に他の層（膜）が介されたり介されないことを意味し、‘真上に’は二層（膜）が互いに接触していることを示す。
【００１７】
＜発明の概要＞
本発明の表示装置は、第１基板と、第１基板と対向配置されている第２基板と、第１基板と第２基板との間に位置する液晶層と、を含む。第１基板には、第１絶縁基板と、第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとが形成されている。第２基板には、プラスチック材質の第２絶縁基板と、第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部、第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む。
【００１８】
ブラックマトリックスの縦延長部どうしの間隔が不均一に形成されることで、ブラックマトリックスの第１方向への膨張が制限され、カラーフィルターとの整列誤差も減少させることができる。このとき、プラスチック材質の第２絶縁基板が膨張することによりブラックマトリックスが移動したとしても、上述のように縦延長部どうしの間隔を不均一にすることで、ブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態によって製造された表示装置を説明する。図１は本発明の第１実施形態による表示装置の斜視図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、そして図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００２０】
表示装置１は、薄膜トランジスタＴが形成されている第１基板１００、第１基板１００に対向配置されており、共通電極２５１が形成されている第２基板２００、両基板１００、２００を付着させるシーラント３００、両基板１００、２００とシーラント３００が形成する空間に位置する液晶層４００を含む。第１基板１００と第２基板２００は長方形形状であり、第１基板１００が第２基板２００に比べて多少大きい。第１基板１００および第２基板２００は薄膜トランジスタＴが位置する表示領域と、表示領域を囲んでおりシーラント３００およびパッド１２３、１４４が形成される非表示領域とに分かれる。
【００２１】
以下、第１基板１００を説明する。
第１絶縁基板１１０上にゲート配線１２１、１２２、１２３が形成されている。第１絶縁基板１１０はプラスチックまたはガラスからなることができる。
ゲート配線１２１、１２２、１２３は、横方向に互いに平行に延在しているゲート線１２１、ゲート線１２１に接続されている薄膜トランジスタＴのゲート電極１２２、ゲート線１２１の端部に設けられているゲートパッド１２３を含む。ゲートパッド１２３は外部回路との接続のためにゲート線１２１に比べて幅が増加されている。
【００２２】
第１絶縁基板１１０及びゲート配線１２１、１２２、１２３の上には窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁膜１３１が形成されている。
ゲート電極１２２のゲート絶縁膜１３１上部には非晶質シリコンなどの半導体からなる半導体層１３２が形成されており、半導体層１３２の上部にはシリサイドまたはｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ＋水素化非晶質シリコンなどの物質で作られた抵抗接触層１３３が形成されている。半導体層１３２はゲート電極１２２上部に島のように形成されており、抵抗接触層１３３はゲート電極１２２を中心に２部分に分かれている。
【００２３】
抵抗接触層１３３およびゲート絶縁膜１３１の上にはデータ配線１４１、１４２、１４３、１４４が形成されている。データ配線１４１、１４２、１４３、１４４は、縦方向に形成されてゲート線１２１と交差して画素を定義するデータ線１４１、データ線１４１の分枝であり抵抗接触層１３３の上部まで延長されているソース電極１４２、ソース電極１４２と分離されておりゲート電極１２２を中心にソース電極１４２の反対側に形成されているドレイン電極１４３、データ線１４１の端部に形成されているデータパッド１４４を含む。データパッド１４４は外部回路との接続のためにデータ線１４１に比べて幅が増加されている。
【００２４】
データ配線１４１、１４２、１４３、１４４およびこれらが覆っていない半導体層１３２の上部には窒化シリコン、ＰＥＣＶＤ法によって蒸着されたａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ膜またはａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆ膜などからなる保護膜１５１が形成されている。保護膜１５１にはドレイン電極１４３を露出させる接触孔１７１、ゲートパッド１２３を露出させる接触孔１７２、そしてデータパッド１４４を露出させる接触孔１７３が形成されている。
【００２５】
保護膜１５１上部にはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な電導物質からなる透明電導層１６１、１６２、１６３が形成されている。透明電導層１６１、１６２、１６３は、ドレイン電極１４３を露出させる接触孔１７１を通じて薄膜トランジスタＴと接続されている画素電極１６１、ゲートパッド１２３を露出させる接触孔１７２上に形成されている第１接触部材１６２、そしてデータパッド１４４を露出させる接触孔１７３上に形成されている第２接触部材１６３を含む。
【００２６】
以下、第１基板１００に対向配置されている第２基板２００を説明する。
第２絶縁基板２１０上にブラックマトリックス２２０が形成されている。第２絶縁基板２１０はプラスチックからなり、これに限定されないが、ポリカーボン（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で作られることができる。
【００２７】
ブラックマトリックス２２０は格子状に形成されており、表示領域内に形成されている内部ブラックマトリックス２２０ａと非表示領域に形成されている外郭ブラックマトリックス２２０ｂを含む。内部ブラックマトリックス２２０ａはゲート線１２１およびデータ線１４１の上部と薄膜トランジスタＴの上部に形成されている。内部ブラックマトリックス２２０ａは外部光が薄膜トランジスタＴのチャンネル領域に供給されることを防止し、外郭ブラックマトリックス２２０ｂは表示領域周りを囲むように形成されている。外郭ブラックマトリックス２２０ｂは内部ブラックマトリックス２２０ａより幅が大きく設けられている。ブラックマトリックス２２０はクロム酸化物や、黒色顔料を含む有機物からなることができる。
【００２８】
ブラックマトリックス２２０の間にはカラーフィルター２３０が形成されている。カラーフィルター２３０は規則的に形成されており互いに異なる色を有する３つのサブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが繰り返されて形成されている。
カラーフィルター２３０上にはオーバーコート層２４１が形成されている。オーバーコート層２４１は表面を平坦化させる役割を果たす。
【００２９】
オーバーコート層２４１上には共通電極２５１が形成されている。共通電極２５１はＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などの透明な電導物質からなり、画素電極１６１と共に液晶層４００に電圧を印加して液晶層４００の配列状態を調節する。
図示していないが、画素電極１６１と共通電極２５１の上には配向膜が形成されている。配向膜は通常ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）からなり、液晶分子を一定の方向に配列させることができるようにラビングされている。
【００３０】
両基板１００、２００の外郭にはシーラント３００が設けられている。シーラント３００は表示領域の周りに沿って非表示領域に形成されており、アクリル樹脂のような紫外線硬化樹脂を含んでいる。また、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂、アミン系の硬化剤、アルミナパウダーのような充填剤（ｆｉｌｌｅｒ）、スペーサーをさらに含むことができる。
液晶層４００は両基板１００、２００およびシーラント３００が形成する空間内に位置し、画素電極１６１と共通電極２５１との電圧差によって配列が変化する。
【００３１】
図４を参照して本発明の第１実施形態による表示装置のブラックマトリックス２２０を説明する。図４は表示領域内部の内部ブラックマトリックス２２０ａの一部分を示したものである。
内部ブラックマトリックス２２０ａは、横方向（第１方向）に延長されている横延長部２２１と、縦方向（第２方向）に延長されている縦延長部２２２とを含む。横延長部２２１と縦延長部２２２は互いに直交しながら開口部Ｃを形成する。
【００３２】
内部ブラックマトリックス２２０ａの線部分Ａはゲート線１２１およびデータ線１４１とオーバーラップされ、横延長部２２１と縦延長部２２２の交差地点に設けられた厚い部分Ｂは薄膜トランジスタとオーバーラップされる。
内部ブラックマトリックス２２０ａを含む第２基板２００は全体的に長方形形状を有している。横延長部２２１は第２基板２００の長辺と平行な第１方向に延長されており、縦延長部２２２は第２基板２００の短辺と平行な第２方向に延長されている。
【００３３】
内部ブラックマトリックス２２０ａの間隔を見てみると次の通りである。
縦延長部２２２の間隔は不均一であり、第１間隔ｄ１および第１間隔ｄ１より狭い第２間隔ｄ２を含む。第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２は一定のパターンに配置されており、６つの第１間隔ｄ１ごとに第２間隔ｄ２が位置する。
第２間隔ｄ２は第１間隔ｄ１の７０％〜９８％であり得る。第２間隔ｄ２が第１間隔ｄ１の７０％以下であれば開口部Ｃが過度に減り、第２間隔ｄ２が第１間隔ｄ１の９８％以上であれば整列効果が減少する。第２間隔ｄ２の具体的な大きさは第２絶縁基板２１０の熱膨張係数、カラーフィルター２３０製造時の温度条件および第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２の比率などによって決定される。
【００３４】
横延長部２２１の間隔は全て第３間隔ｄ３であって、横延長部２２１は均一に配置されている。
図５は本発明の第１実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
カラーフィルター２３０は第２基板２００の短辺と並んだ第２方向に沿って長く延長されており、各サブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが反復的に配置されている。各サブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃの間隔は全て第４間隔ｄ４であって、カラーフィルター２３０は均一に配置されている。一方、カラーフィルター２３０の幅は第１幅ｗ１であって一定に形成されている。
【００３５】
図６は本発明の第１実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
図６で見れば、中心部分ではカラーフィルター２３０が縦延長部２２２の中間部分を中心に両側に形成されている。中心から遠くなるほどカラーフィルター２３０は縦延長部２２２の中間部分から遠い部分を中心に両側に形成される。つまり、各カラーフィルター２３０は、隣接する縦延長部２２２にまたがるように形成されている。ここで、図６の真ん中部分では隣接する縦延長部２２２の中間部分どうしにまたがるように形成されているが、中央部分から離れるほど縦延長部２２２の端部どうしをまたがるように形成される。言い換えれば、中心部分から遠くなるほどブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０の整列に誤差が発生する。
【００３６】
これはブラックマトリックス２２０がプラスチック材質の第２絶縁基板２１０上に形成されているためである。プラスチックはガラスに比べて熱膨張係数が大きいため、プラスチック絶縁基板はガラス絶縁基板と異なり熱によって容易に膨張する。
カラーフィルター２３０の製造過程ではコーティング、露光、現像、ベーク（ｂａｋｅ）等の工程が繰り返され、この工程での熱によってプラスチック絶縁基板が膨張するようになる。プラスチック絶縁基板が膨張すれば、上部に形成されているブラックマトリックス２２０も共に膨張するようになって、カラーフィルター２３０との整列に不良が発生する。ブラックマトリックス２２０の膨張が激しくなれば、ブラックマトリックス２２０の開口部Ｃにカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生する。
【００３７】
膨張程度は、例えば７インチ基板の場合、約５０μｍ程度である。膨張は第２基板２００の短辺方向よりは比較的に長さが長い第２基板２００の長辺方向（第１方向）で大きく発生し、これによって縦延長部２２２の間隔が増加する。
本発明で縦延長部２２２の間隔には、比較的に狭い第２間隔ｄ２が含まれる。第２間隔ｄ２によって縦延長部２２２間隔の膨張、即ち、ブラックマトリックス２２０の第１方向への膨張が制限され、カラーフィルター２３０との整列誤差も減少させることができる。また、プラスチック材質の第２絶縁基板２１０が膨張することによりブラックマトリックス２３０が移動したとしても、第２間隔ｄ２が狭く、かつ第１間隔ｄ１に対して所定数ごとに配置されることで、ブラックマトリックス２２０とカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。第２間隔ｄ２は一定のパターンに第２基板２００全体にわたって形成されるので第２基板２００全体でブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０との整列誤差が減少する。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００３８】
図７は本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を説明するための断面図であって、第２絶縁基板１１０上にブラックマトリックス２２０を形成した状態を示したものである。
図７で見れば縦延長部２２２の間隔は第５間隔ｄ５および第５間隔ｄ５より小さい第６間隔ｄ６を含む。第５間隔ｄ５と第６間隔ｄ６は一定のパターンで配置されており、６つの第５間隔ｄ５ごとに第６間隔ｄ６が位置する。
【００３９】
ブラックマトリックス２２０は、その後カラーフィルター２３０の形成過程を経て膨張して図６のような状態となる。膨張によって第５間隔ｄ５は第１間隔ｄ１に増加し、第６間隔ｄ６は第２間隔ｄ２に増加する。一方、縦延長部２２２の幅も第３幅ｗ３から第２幅ｗ２に増加する。
ブラックマトリックス２２０形成後、カラーフィルター層２３０、オーバーコート層２４１、および共通電極２５１を形成すると第２基板２００が完成される。
【００４０】
第１基板１００の製造方法は公知の方法で行なわれることができ、説明は省略する。第１基板１００と第２基板２００の接合および液晶層４００の注入もまた公知の方法で行なわれることができ、説明は省略する。
以上の第１実施形態は多様に変形されることができる。例えば、縦延長部２２２の間隔は不規則なパターンに配置され、間隔が３つ以上であることもできる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図８は本発明の第２実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
縦延長部２２２は、幅が周囲の縦延長部２２２の幅の第２幅ｗ２に比べて大きく設けられている拡張縦延長部２２２ａを含む。拡張縦延長部２２２ａは隣り合わせた縦延長部２２２と第２間隔ｄ２をなしている。なお、第１間隔ｄ２は、第１間隔ｄ１より狭い。第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２は一定のパターンに配置されており、６つの第１間隔ｄ１ごとに第２間隔ｄ２が位置する。
【００４２】
拡張縦延長部２２２ａの幅の第４幅ｗ４は第２幅ｗ２の１０２％〜１３０％であり得る。第４幅ｄ４の具体的な大きさは第２絶縁基板２１０の熱膨張係数、カラーフィルター２３０製造時の温度条件などによって決定される。
このように間隔の狭い第２間隔ｄ２に対応するように、幅の広い第４幅ｗ４を有する拡張縦延長部２２２ａが形成されることで、第２間隔ｄ２において、隣接する拡張縦延長部２２２ａと縦延長部２２２との間隔を狭くすることができる。このような構成により、縦延長部２２２間隔の膨張、即ち、ブラックマトリックス２２０の第１方向への膨張が制限され、カラーフィルター２３０との整列誤差も減少させることができる。また、プラスチック材質の第２絶縁基板２１０が膨張することによりブラックマトリックス２３０が移動したとしても、上述のように第２間隔ｄ２において、隣接する拡張縦延長部２２２ａと縦延長部２２２との間隔を狭くすることで、ブラックマトリックス２２０とカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。このような構成は、一定のパターンに第２基板２００全体にわたって形成されるので第２基板２００全体でブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０との整列誤差が減少する。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００４３】
＜第３実施形態＞
以下、図９および図１０を参照して本発明の第３実施形態による表示装置を説明する。
図９は本発明の第３実施形態による表示装置でのブラックマトリックスを説明するための図面であり、図１０は本発明の第３実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
【００４４】
図９を見れば縦延長部２２２の間隔は第１実施形態と同様に第１間隔ｄ１および第１間隔ｄ１より狭い第２間隔ｄ２を含む。第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２は一定のパターンに配置されており、６つの第１間隔ｄ１ごとに第２間隔ｄ２が位置する。
一方、第３実施形態では横延長部２２１の間隔も第３間隔ｄ３および第３間隔ｄ２より狭い第７間隔ｄ７を含む。第３間隔ｄ３と第７間隔ｄ７は一定のパターンに配置されており、１０個の第３間隔ｄ３ごとに第７間隔ｄ７が位置する。第１実施形態とは異なり横延長部２２１の間隔も不均一な理由は、カラーフィルター２３０の配置が第１実施形態と異なるためである。
【００４５】
図１０を見ればカラーフィルター２３０は第１方向にサブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが繰り返されるだけでなく、第２方向にも隣接したサブ層２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃが相異している。したがって、第１実施形態とは異なり第２方向にもブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０間の整列誤差が発生することがある。横延長部２２１に形成された第７間隔ｄ７は整列誤差を減少させる役割を果たす。これにより、第１方向のみならず第２方向におけるブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列誤差を補償することができる。これにより、ブラックマトリックスの開口部にカラーフィルター２３０が位置しなくなって光漏れが発生するのを防止することができる。
【００４６】
第７間隔ｄ７は第３間隔ｄ３の７０％〜９８％であり得る。第７間隔ｄ７が第３間隔ｄ３の７０％以下であれば開口部Ｃが過度に減り、第７間隔ｄ７が第３間隔ｄ３の９８％以上であれば整列効果が減少する。第７間隔ｄ７の具体的な大きさは第２絶縁基板２１０の熱膨張係数、カラーフィルター２３０製造時の温度条件および第３間隔ｄ３と第７間隔ｄ７の比率などによって決定される。
【００４７】
実施形態とは異なり横延長部２２１の間隔は不規則なパターンに配置され、間隔が３つ以上であることもできる。
＜第４実施形態＞
以下、図１１を参照して本発明の第４実施形態による表示装置を説明する。
図１１は本発明の第４実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【００４８】
図１１に示したように、縦延長部２２２は第１間隔ｄ１を介して均一に配置されている。カラーフィルター２３０の幅は第１幅ｗ１であって一定であるが、カラーフィルター２３０の間隔は第４間隔ｄ４および第４間隔より大きい第８間隔ｄ８を含む。第４間隔ｄ４と第８間隔ｄ８は一定のパターンに配置されており、６つの第４間隔ｄ４ごとに第８間隔ｄ８が位置する。第８間隔ｄ８は第２絶縁基板２１０およびブラックマトリックス２２０の膨張に対応してカラーフィルター２３０の間隔を広げてブラックマトリックス２２０とカラーフィルター２３０の整列誤差を減少させる。
【００４９】
一方、ブラックマトリックス２２０の間隔とカラーフィルター２３０の間隔を同時に不均一にする構成も可能である。例えば、ブラックマトリックス２２０は一定の位置ごとに狭い間隔を有するようにし、カラーフィルター２３０は一定の位置ごとに広い間隔を有するようにする。これにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
たとえ本発明のいくつかの実施形態が図示されて説明されたが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原則や精神から外れずに本実施形態を変形できることが分かる。本発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態による表示装置の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による表示装置でのブラックマトリックスを説明するための図面である。
【図５】本発明の第１実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
【図６】本発明の第１実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態による表示装置でのブラックマトリックスを説明するための図面である。
【図１０】本発明の第３実施形態による表示装置でのカラーフィルターを説明するための図面である。
【図１１】本発明の第４実施形態による表示装置でのブラックマトリックスとカラーフィルターとの整列を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００ 第１基板
１１０ 第１絶縁基板
１２１ ゲート線
１２２ ゲート電極
１２３ ゲートパッド
１３１ ゲート絶縁膜
１３２ 半導体層
１３３ 抵抗接触層
１４１ データ線
１４２ ソース電極
１４３ ドレイン電極
１４４ データパッド
１５１ 保護膜
２００ 第２基板
２１０ 第２絶縁基板
２２０ ブラックマトリックス
２２１ 横延長部
２２２ 縦延長部
２３０ カラーフィルター
２４１ オーバーコート層
３００ シーラント
４００ 液晶層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとを含む第１基板と；
前記第１基板と対向配置されており、プラスチック材質の第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む第２基板と；
前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層とを含む表示装置。
【請求項２】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記縦延長部は、
第１縦幅を有する第１サブ縦部と；
前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２絶縁基板は長方形形状であり、
前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２基板は、
前記ブラックマトリックス上に一定の間隔で形成されたカラーフィルターをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
隣接した前記横延長部の間隔は一定することを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、
前記第２横間隔は一定の個数の前記横延長部を介して形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項９】
前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、
前記横延長部は、
第１横幅を有する第１サブ横部と；
前記第１横幅より大きい第２横幅を有する第２サブ横部とを含むことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２横間隔をなす一対の前記横部分のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ横部であることを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記ブラックマトリックスおよび前記第２絶縁基板に形成されており、前記第２方向に延長された間隔が不均一な複数のサブ層を有するカラーフィルターをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記各サブ層の幅は一定であることを特徴とする、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
プラスチック材質の絶縁基板上に第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており、間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスを形成する段階と；
前記ブラックマトリックスが形成する開口部に一定の間隔でカラーフィルターを形成する段階と
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１４】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記縦延長部は、
第１縦幅を有する第１サブ縦部と；
前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であることを特徴とする、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第２絶縁基板は長方形形状であり、
前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいることを特徴とする、請求項１３乃至１６のうちのいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１】
第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に形成された薄膜トランジスタとを含む第１基板と；
前記第１基板と対向配置されており、プラスチック材質の第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に形成されており第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスとを含む第２基板と；
前記第１基板と前記第２基板の間に位置する液晶層とを含む表示装置。
【請求項２】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記縦延長部は、
第１縦幅を有する第１サブ縦部と；
前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２絶縁基板は長方形形状であり、
前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第２基板は、
前記ブラックマトリックス上に一定の間隔で形成されたカラーフィルターをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
隣接した前記横延長部の間隔は一定することを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、
前記第２横間隔は一定の個数の前記横延長部を介して形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項９】
前記横延長部の間隔は第１横間隔と前記第１横間隔より小さい第２横間隔とを含み、
前記横延長部は、
第１横幅を有する第１サブ横部と；
前記第１横幅より大きい第２横幅を有する第２サブ横部とを含むことを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２横間隔をなす一対の前記横部分のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ横部であることを特徴とする、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記ブラックマトリックスおよび前記第２絶縁基板に形成されており、前記第２方向に延長された間隔が不均一な複数のサブ層を有するカラーフィルターをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記各サブ層の幅は一定であることを特徴とする、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
プラスチック材質の絶縁基板上に第１方向に延長されている複数の横延長部および前記第１方向と垂直をなす第２方向に延長されており、間隔が不均一な複数の縦延長部を有するブラックマトリックスを形成する段階と；
前記ブラックマトリックスが形成する開口部に一定の間隔でカラーフィルターを形成する段階と
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１４】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記第２縦間隔は一定の個数の前記縦延長部を介して形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
隣接した前記縦延長部の間隔は第１縦間隔と前記第１縦間隔より小さい第２縦間隔とを含み、
前記縦延長部は、
第１縦幅を有する第１サブ縦部と；
前記第１縦幅より大きい第２縦幅を有する第２サブ縦部とを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第２縦間隔をなす一対の前記縦延長部のうちの少なくともいずれか一つは前記第２サブ縦部であることを特徴とする、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第２絶縁基板は長方形形状であり、
前記第２方向は前記第２絶縁基板の短辺と並んでいることを特徴とする、請求項１３乃至１６のうちのいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−１９３３２９（Ｐ２００７−１９３３２９Ａ）
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９６９（Ｐ２００７−１９６９）
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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