KR100840679B1 - Method for fabricating inplane switching mode liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프린트 방식을 이용하여 박막 트랜지스터 상부에만 보호막을 형성함으로써 공정 단순화 및 액정을 구동하기 위한 구동 전압을 낮추도록 한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 화소영역에 일정한 간격을 갖는 복수개의 화소전극 및 공통전극이 엇갈리게 형성된 횡전계 방식의 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1, 제 2 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 기판상에 게이트 배선과, 상기 공통전극과, 상기 게이트 배선과 평행하며 상기 공통전극과 접속된 공통배선과, 상기 게이트 배선과 접속된 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 동일층에 형성하는 단계; 상기 게이트 배선, 공통배선, 공통전극 및 게이트 전극이 형성된 제 1 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 상에 상기 박막 트랜지스터의 액티브층을 형성하는 단계; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 액티브층 상에 상기 데이터 배선으로부터 돌출되어 형성되는 상기 박막 트랜지스터의 소오스 전극과, 상기 소오스 전극과 일정한 간격을 갖고 형성되는 드레인 전극과, 상기 드레인 전극과 접속된 상기 화소전극을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터의 상부에만 프린트 방식을 이용하여 보호막을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판과 대응하는 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 보호막을 형성하는 단계는 롤러를 마련하는 단계와; 상기 롤러에 유기 물질을 적층하는 단계와; 상기 롤러의 상기 유기 물질을 상기 박막 트랜지스터의 상부에 전이시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device of a transverse electric field type in which a driving method for simplifying a process and driving a liquid crystal is reduced by forming a protective film only on a top of a thin film transistor using a printing method, A method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device in which a plurality of pixel electrodes and common electrodes having a plurality of pixel electrodes and a plurality of common electrodes are alternately formed, comprising: preparing first and second substrates; Forming a common wiring on the first substrate, a common electrode, a common wiring parallel to the gate wiring and connected to the common electrode, and a gate electrode of the thin film transistor connected to the gate wiring on the same layer; Forming a gate insulating film on the first substrate on which the gate wiring, the common wiring, the common electrode, and the gate electrode are formed; Forming an active layer of the thin film transistor on the gate insulating film; A source electrode of the thin film transistor protruding from the data line on the active layer; a drain electrode formed at a predetermined distance from the source electrode; Forming the pixel electrode connected to the drain electrode; Forming a passivation layer on the upper portion of the thin film transistor using a printing method; Forming a liquid crystal layer between the first substrate and a corresponding second substrate, wherein the forming of the protective film comprises: providing a roller; Depositing an organic material on the roller; And transferring the organic material of the roller to an upper portion of the thin film transistor.
횡전계, 화소전극, 공통전극, 보호막, 프린트Transverse electric field, pixel electrode, common electrode, protective film, print
Description
도 1은 일반적인 TN 액정표시장치의 일부를 나타낸 분해 사시도1 is an exploded perspective view showing a part of a general TN liquid crystal display device.
도 2는 일반적인 IPS의 액정표시장치를 나타낸 개략적인 단면도2 is a schematic cross-sectional view showing a general IPS liquid crystal display
도 3a 내지 도 3b는 IPS 모드에서 전압 온(on)/오프(off)시 액정의 상 변이 모습을 나타내는 도면FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a phase transition of the liquid crystal when the voltage is turned on / off in the IPS mode
도 4a 및 도 4b는 각각 오프 상태와 온 상태일 때 IPS 모드 액정표시장치의 동작을 나타낸 사시도FIGS. 4A and 4B are perspective views showing the operation of the IPS mode liquid crystal display device in the off state and the on state, respectively.
도 5는 종래의 IPS의 액정표시장치를 나타낸 평면도5 is a plan view showing a conventional IPS liquid crystal display
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 종래의 IPS의 액정표시장치의 구조단면도6 is a structural cross-sectional view of a conventional IPS liquid crystal display device taken along a line I-I in FIG. 5
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 종래의 IPS의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 단면도7A to 7D are cross-sectional views showing a process for manufacturing a conventional IPS liquid crystal display device according to I-I line of Fig. 5
도 8a 및 도 8d는 본 발명에 의한 IPS의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도8A and 8D are cross-sectional views showing the steps of a method of manufacturing an IPS liquid crystal display device according to the present invention
도 9a 및 도 9b는 본 발명에서 사용되는 그라비아 프린트 방식과 옵-셋 그라비아 프린트 방식을 설명하기 위한 개략적인 도면FIGS. 9A and 9B are schematic views for explaining the gravure printing method and the offset gravure printing method used in the present invention
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
51 : 하부기판 52 : 게이트 전극51: lower substrate 52: gate electrode
53 : 공통전극 54 : 게이트 절연막53: common electrode 54: gate insulating film
55 : 액티브층 56 : 소오스 전극55: active layer 56: source electrode
57 : 드레인 전극 58 : 화소전극57: drain electrode 58: pixel electrode
59 : 보호막 60 : 노즐59: protective film 60: nozzle
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 구동영역 확장 및 공정을 단순화시키는데 적당한 횡전계 방식(In-Plane Switching : 이하, IPS라고 한다)의 액정표장치의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.In recent years, there has been a demand for a display device in accordance with the development of an information society, and in recent years, a display device such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an electro luminescent display (ELD), a vacuum fluorescent display ) Have been studied, and some of them have already been used as display devices in various devices.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, the LCD is the most widely used in place of a CRT (Cathode Ray Tube) for the purpose of a portable image display device because of its excellent image quality, light weight, thinness and low power consumption. A television for receiving and displaying a broadcast signal, and a monitor for a computer.
이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.Although various technological developments have been made in order for the liquid crystal display device to function as a screen display device in various fields, there are many aspects in which the operation of increasing the quality of the image as the screen display device is arranged with the above advantages.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.Therefore, in order for a liquid crystal display device to be used in various parts as a general screen display device, the key to development is how much high-quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the features of light weight, thinness and low power consumption It can be said that it is hanging.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.The liquid crystal display device may be roughly divided into a liquid crystal panel for displaying an image and a driving part for applying a driving signal to the liquid crystal panel. The liquid crystal panel includes first and second glass substrates, And a liquid crystal layer injected between the first and second glass substrates.
여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.Here, the first glass substrate (TFT array substrate) is provided with a plurality of gate wirings arranged at regular intervals and arranged in one direction, a plurality of data wirings arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the respective gate wirings, A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by intersecting gate wirings and data wirings, and a plurality of thin films that are switched by signals of the gate wirings and transmit signals of the data wirings to the pixel electrodes A transistor is formed.
그리고 제 2 유리 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다. 물론, 횡전계 방식의 액정표시장치에서는 공통전극이 제 1 유리 기판에 형성된다.In addition, the second glass substrate (color filter substrate) is provided with a black matrix layer for shielding light in a portion excluding the pixel region, an R, G, and B color filter layers for expressing color hues, Respectively. Of course, in the transverse electric field type liquid crystal display device, the common electrode is formed on the first glass substrate.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 유리 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 액정 주입구를 갖는 실재에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 주입된다.The first and second glass substrates are bonded together by a spacer having a certain space and having a liquid crystal injection hole, and liquid crystal is injected between the two substrates.
이때, 액정 주입 방법은 상기 실재에 의해 합착된 두 기판 사이를 진공 상태로 유지하여 액정 용기에 상기 액정 주입구가 잠기도록 하면 삼투압 현상에 의해 액정이 두 기판 사이에 주입된다. 이와 같이 액정이 주입되면 상기 액정 주입구를 밀봉재로 밀봉하게 된다.At this time, in the liquid crystal injection method, the liquid crystal is injected between the two substrates by the osmotic pressure phenomenon when the liquid crystal injection port is locked in the liquid crystal container by keeping the vacuum state between the two substrates bonded together by the reality. When the liquid crystal is injected in this manner, the liquid crystal injection hole is sealed with the sealing material.
한편, 상기와 같이 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다.On the other hand, as described above, the driving principle of the liquid crystal display device utilizes the optical anisotropy and the polarization property of the liquid crystal.
상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.Since the liquid crystal has a long structure, it has a direction in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다.Therefore, when the molecular alignment direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and the light polarized by the optical anisotropy is arbitrarily modulated to express image information.
이러한 액정은 전기적인 특정분류에 따라 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정과 음(-)인 네거티브 액정으로 구분될 수 있으며, 유전율 이방성이 양인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자의 장축이 평행하게 배열하고, 유전율 이방성이 음인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향과 액정분자의 장축이 수직하게 배열한다.These liquid crystals can be classified into a positive liquid crystal having a positive dielectric anisotropy (+) and a negative liquid crystal having a negative (-) according to a specific electrical classification. The liquid crystal molecules having a positive dielectric anisotropy have a long axis And the liquid crystal molecules in which the dielectric anisotropy is negative are aligned perpendicularly to the direction in which the electric field is applied and the long axis of the liquid crystal molecules.
도 1은 일반적인 TN 액정표시장치의 일부를 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a part of a general TN liquid crystal display device.
도 1에 도시한 바와 같이, 일정 공간을 갖고 합착된 하부기판(1) 및 상부기판(2)과, 상기 하부기판(1)과 상부기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.A
보다 구체적으로 설명하면, 상기 하부기판(1)은 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 배선(4)이 배열되고, 상기 게이트 배선(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 배선(5)이 배열되며, 상기 게이트 배선(4)과 데이터 배선(5)이 교차하는 각 화소영역(P)에는 화소전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 배선(4)과 데이터 배선(5)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.More specifically, the
그리고 상기 상부기판(2)은 상기 화소영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R,G,B 컬러 필터층(8)과, 화상을 구현하기 위한 공통전극(9)이 형성되어 있다.The
여기서, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 배선(4)으로부터 돌출된 게이트 전극과, 전면에 형성된 게이트 절연막(도면에는 도시되지 않음)과 상기 게이트 전극 상측의 게이트 절연막위에 형성된 액티브층(도면에는 도시되지 않음)과, 상기 데이터 배선(5)으로부터 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에 대향되도록 드레인 전극을 구비하여 구성된다.Here, the thin film transistor T includes a gate electrode protruding from the
상기 화소전극(6)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 사용한다. The
전술한 바와 같이 구성되는 액정표시장치는 상기 화소전극(6)상에 위치한 액정층(3)이 상기 박막 트랜지스터(T)로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정층(3)의 배향 정도에 따라 액정층(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하여 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display device constructed as described above, the
전술한 바와 같은 액정패널은 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상부기판(2)의 공통전극(9)이 접지역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정 셀의 파괴를 방지할 수 있다. The liquid crystal panel as described above drives the liquid crystal by an electric field applied to the liquid crystal panel in an up-down direction. The liquid crystal panel has excellent characteristics such as transmittance and aperture ratio, and the
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 갖고 있다. However, liquid crystal driving by an electric field that is applied in an up-down direction has a drawback that the viewing angle characteristic is not excellent.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술 즉, IPS의 액정표시장치가 제안되고 있다.Therefore, in order to overcome the above disadvantages, a new technique, that is, an IPS liquid crystal display device has been proposed.
도 2는 일반적인 IPS의 액정표시장치를 나타낸 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view showing a general IPS liquid crystal display device.
도 2에 도시한 바와 같이, 하부기판(11)상에 화소전극(12)과 공통전극(13)이 동일 평면상에 형성되어 있다. As shown in Fig. 2, the
그리고 상기 하부기판(11)과 일정 공간을 갖고 합착된 상부기판(15) 사이에 형성된 액정층(14)은 상기 하부기판(11)상의 상기 화소전극(12)과 공통전극(13) 사이의 횡전계에 의해 작동한다.The
도 3a 내지 도 3b는 IPS 모드에서 전압 온(on)/오프(off)시 액정의 상 변이 모습을 나타내는 도면이다. FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a state in which the liquid crystal is turned on when the voltage is on / off in the IPS mode.
즉, 도 3a는 화소전극(12) 또는 공통전극(13)에 횡전계가 인가되지 않은 오프(off)상태로써, 액정층(14)의 상 변이가 일어나지 않음을 알 수 있다. 예를 들어 화소전극(12)과 공통전극(13)의 수평 방향에서 기본적으로 45°틀어져있다.That is, FIG. 3A shows that the
도 3b는 상기 화소전극(12)과 공통전극(13)에 횡전계가 인가된 온(on) 상태로써, 액정층(14)의 상 변이가 일어나고, 도 3a의 오프 상태와 비교해서 45°정도로 뒤틀림 각을 가지고, 화소전극(12)과 공통전극(13)의 수평방향과 액정의 비틀림 방향이 일치함을 알 수 있다.3B shows a state in which the
상술한 바와 같이 횡전계 방식의 액정표시장치는 동일 평면상에 화소전극(12)과 공통전극(13)이 모두 존재한다. As described above, the liquid crystal display device of the transverse electric field system has both the
상기 횡전계 방식의 장점으로는 광시야각이 가능하다는 것이다. 즉, 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 70°방향에서 가시 할 수 있다. An advantage of the transverse electric field system is that a wide viewing angle is possible. That is, when the liquid crystal display device is seen from the front, it can be seen from the direction of about 70 degrees in the up / down / left / right directions.
또한, 일반적으로 사용되는 액정표시장치에 비해 제작 공정이 간단하고, 시야각에 따른 색의 이동이 적은 장점이 있다.In addition, the liquid crystal display device is advantageous in that the manufacturing process is simpler than that of a commonly used liquid crystal display device, and the movement of color is less depending on the viewing angle.
그러나, 공통전극(13)과 화소전극(12)이 동일 평면상에 존재하기 때문에 빛에 의한 투과율 및 개구율이 저하되는 단점이 있다. However, since the
그리고 구동전압에 의한 응답시간을 개선해야 하고, 셀 갭(cell gap)의 정렬오차 마진(misalign margin)이 작기 때문에 상기 셀 갭을 균일하게 해야 하는 단점이 있다.In addition, since the response time due to the driving voltage must be improved and the misalignment margin of the cell gap is small, the cell gap must be uniform.
즉, IPS 모드의 액정표시장치는 상기와 같은 장점과 단점이 있으므로 사용자 의 사용 용도에 따라 선택해서 사용할 수 있다.That is, since the IPS mode liquid crystal display device has the advantages and disadvantages as described above, it can be selectively used according to the use purpose of the user.
도 4a 및 도 4b는 각각 오프상태와 온 상태일 때 IPS 모드 액정표시장치의 동작을 나타낸 사시도이다.4A and 4B are perspective views illustrating the operation of the IPS mode liquid crystal display device when the liquid crystal display device is in an off state and an on state, respectively.
도 4a에 도시한 바와 같이, 화소전극(12) 또는 공통전극(13)에 횡전계가 인가되지 않았을 경우에는 액정분자 배열방향(16)은 초기 배향막(도시되지 않음)의 배열 방향과 동일한 방향으로 배열된다.4A, when no transverse electric field is applied to the
그리고 도 4b에 도시한 바와 같이, 화소전극(12)과 공통전극(13)에 횡전계가 인가되었을 때 액정분자의 배열방향(16)은 전기장이 인가되는 방향(17)으로 배열함을 알 수 있다.As shown in FIG. 4B, when the transverse electric field is applied to the
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 IPS의 액정표시장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a conventional IPS liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 종래의 IPS의 액정표시장치를 나타낸 평면도이다.5 is a plan view of a conventional IPS liquid crystal display device.
도 5에 도시한 바와 같이, 투명한 하부기판(31)상에 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 배선(22)이 배열되고, 상기 게이트 배선(22)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 배선(21)이 배열된다.5, a plurality of gate wirings 22 are arranged in one direction at regular intervals to define a pixel region P on a transparent
상기 게이트 배선(22)과 평행하게 화소영역(P)내에 공통배선(25)이 배열되고, 상기 게이트 배선(22)과 데이터 배선(21)이 교차되어 정의된 각 화소영역(P)에는 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.A
상기 화소영역(P)내에 상기 데이터 배선(21)과 평행하게 일정한 간격을 갖고 서로 연결되면서 일측단이 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(38)에 연결되는 복수개의 화소전극(39)이 형성되어 있고, 상기 화소영역(P)내에 상기 공통배선(25)으로 돌출되는 복수개의 공통전극(41)이 형성되어 있다.A plurality of
여기서 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 배선(22)으로부터 돌출되어 형성되는 게이트 전극(40)과, 전면에 형성된 게이트 절연막(도시되지 않음)과, 상기 게이트 전극(40) 상측의 게이트 절연막위에 형성되는 액티브층(33)과, 상기 데이터 배선(21)으로부터 돌출되어 형성되는 소오스 전극(37)과 상기 소오스 전극(37)과 일정한 간격을 갖고 형성되는 드레인 전극(38)으로 구성된다.The thin film transistor T includes a
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 종래의 IPS의 액정표시장치를 나타낸 구조 단면도이다.FIG. 6 is a structural cross-sectional view of a conventional IPS liquid crystal display device taken along a line I-I in FIG.
도 6에 도시한 바와 같이, 투명한 하부기판(31)상의 일정영역에 게이트 배선(도 5의 22)으로부터 돌출되어 형성되는 게이트 전극(40) 및 상기 게이트 전극(40)과 일정한 간격을 갖는 공통전극(41)과, 상기 게이트 전극(40)을 포함한 하부기판(31)의 전면에 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 형성되는 게이트 절연막(32)과, 상기 게이트 전극(40)과 대응되면서 상기 게이트 절연막(32)상에 아일랜드 형태로 형성되는 액티브층(33)과, 상기 액티브층(33)에 일정부분이 오버랩되면서 상기 데이터 배선(도 5의 21)으로부터 돌출되어 형성되는 소오스 전극(37)과 상기 소오스 전극(37)과 일정한 간격을 갖고 형성되는 드레인 전극(38) 및 화소전극(39)과, 상기 하부기판(31)의 전면에 SiNx 또는 SiOx로 이루어진 물질로 형성되는 보호막(34)으로 구성된다.6, a
여기서 상기 화소영역내의 공통전극(41)은 상기 공통배선(도 5의 25)에 접속되며, 상기 화소전극(39)은 액티브층(33)상에 형성된 박막 트랜지스터의 드레인 전극(38)에 연결된다.5), and the
또한, 상기 보호막(34)상에는 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 배향막(도시되지 않음)을 형성되어 있다.An alignment layer (not shown) made of polyimide is formed on the
또한, 상기와 같이 형성된 하부기판(31)과 대응하는 상부기판(24)위에는 빛의 누설을 방지하기 위한 블랙 매트릭스층(26) 및 색을 구현하기 위한 R,G,B의 컬러 필터 소자로 이루어진 컬러 필터층(27) 및 오버 코트층(28)이 차례로 적층되어 있다.On the
도 7a 내지 도 7d는 도 5의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 종래의 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.7A to 7D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a conventional transverse electric field type liquid crystal display device according to I-I line of FIG.
도 7a에 도시한 바와 같이, 투명한 하부기판(31)상에 도전성 금속을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 일방향으로 연장되는 게이트 배선(도 5의 22), 상기 게이트 배선(22)에서 돌출되는 게이트 전극(40) 및 상기 게이트 전극(40)과 일정한 간격을 갖고 상기 게이트 배선(22)과 동일한 방향을 갖는 공통배선(도 5의 25), 상기 공통배선(25)의 양측면에서 돌출되는 공통전극(41)을 형성한다.As shown in FIG. 7A, a conductive metal is deposited on a transparent
여기서 상기 도전성 금속은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등의 금속을 사용할 수 있다.The conductive metal may be a metal such as aluminum (Al), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W)
도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(40) 및 공통전극(41)을 포함한 하부기판(31)의 전면에 게이트 절연막(32)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(32)상 에 액티브층(33)을 형성한다.A
여기서 상기 게이트 절연막(32)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 사용할 수 있으며, 상기 액티브층(33)은 도면에 도시되지는 않았지만, 비정질 실리콘과 불순물이 함유된 비정질 실리콘의 적층 구조로 되어 있다.Wherein the
이어, 상기 액티브층(33)을 포토 및 식각 공정을 통해 선택적으로 제거하여 상기 게이트 전극(40) 상부의 게이트 절연막(32)상에 아일랜드 형태를 갖는 액티브층(33)을 형성한다.Then, the
도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(33)을 포함한 하부기판(31)의 전면에 도전성 금속을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 소정간격으로 이격된 소오스 전극(37) 및 드레인 전극(38) 그리고 화소전극(39)을 각각 형성한다.A conductive metal is deposited on the entire surface of the
여기서 상기 소오스 전극(37) 및 드레인 전극(38)은 상기 액티브층(33)상에 형성되며, 상기 화소전극(39)은 상기 게이트 절연막(32)상에 평면적으로 상기 공통전극(41)과 소정 간격으로 이격되게 형성한다.The
한편, 상기 드레인 전극(38)과 화소전극(39)은 전기적으로 연결되어 있다.Meanwhile, the
도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 하부기판(31)의 전면에 보호막(34)을 형성한다.As shown in FIG. 7D, a
여기서 상기 보호막(34)은 상기 액티브층(33)을 외부의 습기나 이물질로부터 보호하기 위한 목적으로 형성한다.The
이어, 상기 보호막(34)을 포함한 하부기판(31)의 전면에 배향막(도시되지 않 음)을 형성한다.Next, an alignment layer (not shown) is formed on the entire surface of the
그리고 이후 공정은 도면에 도시하지 않았지만, 상기와 같이 형성된 하부기판(31)과 대응하는 상부기판위에 빛의 누설을 방지하기 위한 블랙 매트릭스층 및 색을 구현하기 위한 R,G,B의 컬러 필터 소자로 이루어진 컬러 필터층 및 오버 코트층을 차례로 적층하여 형성하고, 상기 하부기판(31)과 상부기판 사이에 액정층을 형성한다. Although not shown in the drawings, a black matrix layer for preventing leakage of light and a color filter layer of R, G, B for implementing color are formed on the upper substrate corresponding to the
상술한 바와 같이 IPS 액정표시장치는 공통전극(41)과 화소전극(39)이 동일 기판(31)상에 형성된 구조로서, 시야각 향상에 큰 이점을 갖고 있다. As described above, the IPS liquid crystal display device has a structure in which the
그러나 상기와 같은 종래의 IPS의 액정표시장치 및 그 제조방법에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the above conventional IPS liquid crystal display device and its manufacturing method have the following problems.
즉, 화소전극과 공통전극 사이에 형성된 보호막에 의한 부가용량과 게이트 절연막위에 의한 부가용량이 존재하여 액정분자의 원활한 구동을 위해서는 이러한 부가용량을 감안하여 높은 전압이 액정층에 인가됨으로써 소비전력이 증가한다.That is, in order to smoothly drive the liquid crystal molecules due to the additional capacitance due to the protective film formed between the pixel electrode and the common electrode and the additional capacitance due to the gate insulating film, a high voltage is applied to the liquid crystal layer in consideration of such additional capacitance, do.
또한, 상기의 문제를 해결하기 위해 화소영역 중에 박막 트랜지스터가 형성된 영역을 제외한 부분에 형성된 보호막을 선택적으로 제거할 수 있지만, 이는 공정의 추가에 의해 공정이 복잡하고 제조비용이 증가한다.Further, in order to solve the above problem, a protective film formed on a portion excluding the region where the thin film transistor is formed in the pixel region can be selectively removed, but the process is complicated and the manufacturing cost is increased due to the addition of the process.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 프린트(print) 방식을 이용하여 보호막을 박막 트랜지스터의 상부에만 선택적으로 형성함으로써 공정 단순화 및 액정을 구동하기 위한 구동 전압을 낮추도록 한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the related art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device in which a protective film is selectively formed only on a top of a thin film transistor And an object of the present invention is to provide a manufacturing method of an electric field type liquid crystal display device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법은 화소영역에 일정한 간격을 갖는 복수개의 화소전극 및 공통전극이 엇갈리게 형성된 횡전계 방식의 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제 1, 제 2 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 기판상에 게이트 배선과, 상기 공통전극과, 상기 게이트 배선과 평행하며 상기 공통전극과 접속된 공통배선과, 상기 게이트 배선과 접속된 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 동일층에 형성하는 단계; 상기 게이트 배선, 공통배선, 공통전극 및 게이트 전극이 형성된 제 1 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 상에 상기 박막 트랜지스터의 액티브층을 형성하는 단계; 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선과, 상기 액티브층 상에 상기 데이터 배선으로부터 돌출되어 형성되는 상기 박막 트랜지스터의 소오스 전극과, 상기 소오스 전극과 일정한 간격을 갖고 형성되는 드레인 전극과, 상기 드레인 전극과 접속된 상기 화소전극을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터의 상부에만 프린트 방식을 이용하여 보호막을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판과 대응하는 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 보호막을 형성하는 단계는 롤러를 마련하는 단계와; 상기 롤러에 유기 물질을 적층하는 단계와; 상기 롤러의 상기 유기 물질을 상기 박막 트랜지스터의 상부에 전이시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device including a plurality of pixel electrodes having a predetermined interval in a pixel region and a common electrode in a staggered manner, The method comprising: preparing first and second substrates; Forming a common wiring on the first substrate, a common electrode, a common wiring parallel to the gate wiring and connected to the common electrode, and a gate electrode of the thin film transistor connected to the gate wiring on the same layer; Forming a gate insulating film on the first substrate on which the gate wiring, the common wiring, the common electrode, and the gate electrode are formed; Forming an active layer of the thin film transistor on the gate insulating film; A source electrode of the thin film transistor protruding from the data line on the active layer; a drain electrode formed at a predetermined distance from the source electrode; Forming the pixel electrode connected to the drain electrode; Forming a passivation layer on the upper portion of the thin film transistor using a printing method; Forming a liquid crystal layer between the first substrate and a corresponding second substrate, wherein the forming of the protective film comprises: providing a roller; Depositing an organic material on the roller; And transferring the organic material of the roller to an upper portion of the thin film transistor.
여기서 상기 프린트 방식은 그라비아 프린트 방식, 그라비아 옵-셋 프린트 방식, 잉크젯 프린트 방식, 에어브러시 방식, 정전방식, 열전사 방식 중에서 어느 하나를 사용한다.Here, the printing method uses either a gravure printing method, a gravure printing method, an inkjet printing method, an airbrush method, an electrostatic method, or a thermal transfer method.
여기서 상기 화소전극 상기 데이터 배선과 동일층에 형성된다.
여기서 공통전극 및 화소전극 중 적어도 하나는 투명 금속인 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성된다.Wherein the pixel electrode is formed on the same layer as the data line.
At least one of the common electrode and the pixel electrode is formed of a transparent metal such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO).
여기서 상기 보호막은 아크릴, 폴리 이미드, BCB, SOG, BPSG, 포토폴리머 중 에서 어느 하나를 사용하여 형성할 수 있다.Here, the protective layer may be formed using any one of acrylic, polyimide, BCB, SOG, BPSG, and photopolymer.
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이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing method of a liquid crystal display device of a transverse electric field type according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는, 스크린 프린트(screen printing) 및 옵셋 프린트(offset printing)와 같은 프린트 기술을 이용하여 보호막을 박막 트랜지스터의 상부에만 형성하는데 있다.In the present invention, a protective film is formed only on the top of a thin film transistor using a printing technique such as screen printing and offset printing.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 의한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.8A to 8D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
도 8a에 도시한 바와 같이, 투명한 하부기판(51)상에 도전성 금속을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 일방향으로 연장되는 게이트 배선(도시되지 않음), 상기 게이트 배선에서 돌출되는 게이트 전극(52) 및 상기 게이트 전극(52)과 일정 한 간격을 갖고 게이트 배선과 동일한 방향을 갖는 공통배선, 상기 공통배선의 양측면에서 돌출되는 공통전극(53)을 형성한다.8A, a conductive metal is deposited on a transparent
여기서 상기 도전성 금속은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 등의 금속을 사용할 수 있다.The conductive metal may be a metal such as aluminum (Al), chromium (Cr), molybdenum (Mo), tungsten (W)
도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(52) 및 공통전극(53)을 포함한 하부기판(51)의 전면에 게이트 절연막(54)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(54)상에 액티브층(55)을 형성한다.A
여기서 상기 게이트 절연막(54)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiO2)을 사용할 수 있으며, 상기 액티브층(55)은 도면에 도시되지는 않았지만, 비정질 실리콘과 불순물이 함유된 비정질 실리콘의 적층 구조로 되어 있다.Here, the
이어, 상기 액티브층(55)을 포토 및 식각 공정을 통해 선택적으로 제거하여 상기 게이트 전극(52) 상부의 게이트 절연막(54)상에 아일랜드 형태를 갖는 액티브층(55)을 형성한다.Then, the
도 8c에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(55)을 포함한 하부기판(51)의 전면에 도전성 금속을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 소오스 전극(56) 및 드레인 전극(57) 그리고 화소전극(58)을 각각 형성한다.A conductive metal is deposited on the entire surface of the
여기서 상기 소오스 전극(56) 및 드레인 전극(57)은 상기 액티브층(55)상에 형성되며, 상기 화소전극(58)은 상기 게이트 절연막(54)상에 평면적으로 상기 공통전극(53)과 소정 간격으로 이격되게 형성한다.
The
한편, 상기 드레인 전극(57)과 화소전극(58)은 일체형으로 연결되어 있다.Meanwhile, the
도 8d에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(52), 액티브층(55), 소오스 전극(56) 및 드레인 전극(57)으로 이루어진 박막 트랜지스터 상부에만 노즐(60)을 이용해서 하부기판(51)위에 직접 유기 물질을 분사하는 잉크젯 프린트(inkjet printing) 방식으로 보호막(59)을 형성한다.
이와 같이, 프린트 방식으로 박막 트랜지스터의 상부에만 보호막(59)을 형성함으로써 공정을 단순화 및 제조 비용을 줄일 수 있고, 화소전극(58)과 공통전극(53) 사이의 부가용량을 줄여 액정층의 구동전압을 낮출 수 있다.The
As described above, the
여기서 상기 보호막(59)은 상기 액티브층(55)을 외부의 습기나 이물질로부터 보호하기 위한 목적으로 형성하고, 아크릴, 폴리 이미드, BCB(Benzo Cyclo Butene), SOG(Spin On Glass), BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass), 포토폴리머(photo polymer) 중에서 어느 하나를 사용한다.The
이어, 상기 보호막(59)을 포함한 하부기판(51)의 전면에 폴리이미드나 광배향성 물질로 이루어진 배향막(도시되지 않음)을 형성한다.Next, an alignment layer (not shown) made of polyimide or a photo-alignment material is formed on the entire surface of the
여기서 폴리이미드로 이루어진 배향막은 기계적인 러빙에 의해 배향방향이 결정되며, PVCN계 물질(polyvinylcinnamate based material)이나 폴리실록산계 물질(polysiloxane based material)로 이루어진 광반응성 물질은 자외선과 같은 광의 조사에 의해 배향방향이 결정된다. 이때, 배향방향은 광의 조사방향이나 조사되는 광의 성질, 즉 편광방향 등에 의해 결정된다.Here, the alignment direction of the alignment layer made of polyimide is determined by mechanical rubbing, and the photoreactive material composed of a polyvinylcinnamate based material or a polysiloxane based material is irradiated with light such as ultraviolet rays, Is determined. At this time, the alignment direction is determined by the irradiation direction of light or the property of light to be irradiated, that is, the polarization direction.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 공통전극(53)과 화소전극(58)은 상기 게이트 배선이나 데이터 배선과 동일층에 형성할 수 있으며, 상기 공통전극(53)은 데이터 배선과 동일층에 형성하고 상기 화소전극(58)은 상기 보호막(59)위에 형성하는 것도 가능하다.Although not shown in the drawing, the
또한, 상기 공통전극(53)과 화소전극(58)은 적어도 하나는 투명 금속인 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)로 형성할 수도 있다.At least one of the
그리고 이후 공정은 도면에 도시하지 않았지만, 상기와 같이 형성된 하부기판(51)과 대응하는 상부기판위에 빛의 누설을 방지하기 위한 블랙 매트릭스층 및 색을 구현하기 위한 R,G,B의 컬러 필터 소자로 이루어진 컬러 필터층 및 오버 코트층이 차례로 적층하여 형성하고, 상기 하부기판(51)과 상부기판 사이에 액정층을 형성한다.Although not shown in the drawing, a black matrix layer for preventing leakage of light and a color filter layer of R, G, B for implementing color are formed on the upper substrate corresponding to the
한편, 잉크젯 프린트 방식은 상기 노즐(60)을 이용해서 하부기판(51)위에 직접 유기 물질을 분사하는 방식으로써, 유기 물질을 가열하여 팽창한 유기 물질이 노즐(60)을 통해 튀어 나가는 원리를 이용하고 있다.Meanwhile, the ink-jet printing method is a method of directly spraying an organic material onto the
그리고 상기 잉크젯 프린트 방식 이외에도 그라비아 프린트(Gravure Printing) 방식, 그라비아 옵-셋 프린트(gravure off-set printing) 방식, 에어브러시(air brush) 방식, 정전방식, 열전사 방식 등 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.In addition to the above inkjet printing method, any one of gravure printing method, gravure off-set printing method, air brush method, electrostatic method and thermal transfer method can be used .
도 9a 및 도 9b는 본 발명에서 사용되는 그라비아 프린트 방식과 옵-셋 그라비아 프린트 방식을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.9A and 9B are schematic views for explaining a gravure printing method and an op-set gravure printing method used in the present invention.
도 9a에 도시한 바와 같이, 그라비아 옵-셋 프린트 방식은 원형의 음각 롤러(intaglio roller)(61)의 음각부(63)내에 어플리케이터 롤(applicator roll)(65)로부터 유기 물질(62)을 적층한다. 9A, the gravure op-set printing method includes stacking an
여기서 상기 유기 물질(62)은 활판인쇄술(typography), 스퀴지(squeegee), 롤 코팅 오리파이스 사출(roll coating orifice extrusion) 등으로 음각부(63)내에 적층할 수 있다.The
이어, 상기 음각부(63)내에 유기 물질(62)을 적층한 후에, 상기 유기 물질(62)을 닥터 블래드(doctor blade)(64)를 사용하여 상기 음각부(63)로부터 제거하여 기판(66)상에 적층한다.Subsequently, after the
도 9b에 도시한 바와 같이, 그라비아 프린트 방식은 원형의 롤러(Roller)(61)에 유기 물질(62)을 묻혀 닥터(doctor)로 긁어 불필요한 유기 물질(62)을 제거한 후 오목 CELL속에 남아 있는 유기 물질(62)을 고무 재질로 이루어진 스퀴즈를 이용하여 적당한 압력을 가해 유기 물질(62)을 기판(66)상에 전이시키는 방식이다.As shown in FIG. 9B, in the gravure printing method, an
그리고 상기 에어브러시(air brush) 방식은 잉크젯 프린트 방식이 변형된 것으로 유기 물질을 콤푸레샤를 통해 분무하는 방식이고, 정전방식은 절연지 표면에 전하 패턴을 정확하게 가하여 물감 토너 주위에 떠 있는 입자를 역대전 시켜 프린터를 통과하는 절연지에 전사되어 접착되는 방식이며, 열전사 방식은 밀랍 또는 수지리본을 이용하여 종이류나 필름 그 밖의 다른 재질에 직접 전사하는 방식이다.The air brush method is a modification of the ink-jet printing method in which an organic material is sprayed through a compressor. In the electrostatic method, a charge pattern is precisely applied to the surface of an insulating paper so that particles floating around the toner toner are reversely charged It is a method of transferring to the insulating paper passing through the printer, and the thermal transfer method is a method of directly transferring to paper, film, or other materials by using beeswax or resin ribbon.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. As described above, the manufacturing method of the liquid crystal display device of the transverse electric field system according to the present invention has the following effects.
첫째, 박막 트랜지스터의 상부에만 보호막을 형성함으로써 화소전극과 공통전극 사이의 부가용량을 줄여 액정층의 구동전압을 낮출 수 있다.First, by forming a protective film only on the upper portion of the thin film transistor, the additional capacitance between the pixel electrode and the common electrode can be reduced to lower the driving voltage of the liquid crystal layer.
둘째, 프린트 방식에 의해 박막 트랜지스터의 상부에만 보호막을 형성함으로써 공정을 단순화시킬 수 있고, 제조 비용을 낮출 수 있다. Second, by forming a protective film only on the top of the thin film transistor by the printing method, the process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
Claims (19)
Priority Applications (1)
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