KR0135288B1 - Liguid crystal display and it's process - Google Patents

Liguid crystal display and it's process

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KR0135288B1 KR1019890002496A KR890002496A KR0135288B1 KR 0135288 B1 KR0135288 B1 KR 0135288B1 KR 1019890002496 A KR1019890002496 A KR 1019890002496A KR 890002496 A KR890002496 A KR 890002496A KR 0135288 B1 KR0135288 B1 KR 0135288B1
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Abstract

A liquid crystal display and method thereof are disclosed. The liquid crystal display comprises: a glass substrate(11) having a polarization plate and an oriented electrode; an active matrix glass substrate(1) including a plurality of thin film transistors, a gate insulating layer and a polarizing plate; a liquid crystal(8) formed between the glass substrate(11) and the active matrix glass substrate(1); and a color filter formed in the gate insulating layer on the active matrix glass substrate(1) in order to prevent color mis-alignment due to change of the glass substrate(11) and the active matrix glass substrate(1).

Description

액정 표시소자 및 그 제조방법LCD and its manufacturing method

제1도는 종래의 액정 표시소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.

제2도는 본 발명에 따른 액정 표시소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 액티브 매트릭수 유리기판 2 : 게이트 절연층1: active matrix glass substrate 2: gate insulating layer

3 : 게이트전극 8 : 액정3: gate electrode 8: liquid crystal

9 : 배향전극 11 : 배향 유리기판9 oriented electrode 11 oriented glass substrate

12, 14 : 편광판 13 : 색필터용 ITO막12, 14: polarizing plate 13: ITO film for color filter

15 : 박막트랜지스터15: thin film transistor

본 발명은 액정 표시소자(LCD) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 자기정렬(self-aligned)된 칼라 매트릭스형 액정 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) and a manufacturing method thereof, and more particularly to a self-aligned color matrix liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.

종래의 매트릭스형 액정 표시소자는 첨부도면 제 1 도를 참조하여, 이하에서 기술된다.A conventional matrix liquid crystal display device is described below with reference to the accompanying drawings of FIG.

제 1 도에서 볼 수 잇는 바와 같이, 종래의 액정 표시소자의 색 표시법으로는 레드, 그린, 블루색 필터(10-1,10-2,10-3)를 배향 유리기판(11)에 부착하고, 그 색 필터 위에 배향전극(9)을 증착한 구조로 되어 있다.As shown in FIG. 1, in the conventional color display method of the liquid crystal display device, red, green, and blue filters 10-1, 10-2, and 10-3 are attached to the alignment glass substrate 11, The alignment electrode 9 is deposited on the color filter.

액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)상에는, 게이트전극(3)위에 게이트절연층92)을 증착하고, 아몰퍼스 실리콘(4), 소오스전극(5-1), 드레인전극(5-2)을 각각 증착 형성하고 패커닝하여 이루어진 박막트랜지스터(15)와, 박막트랜지스터(15)의 소오스전극(5-1)과 서로 전기적 접촉되어 있는 ITO 투명 전도막으로 된 화소전극(7)쌍이 복수개 배열되어 있다. 이 매트릭스 유리기판(Ⅰ)으로부터 이격되어 상기 배향 유기기판(Ⅱ)이 배열되어 있고, 이들 두 기판 사이에는 액정(8)으로 채워져 있다. 또한, 박막트랜지스터(15)에는 그 성능의 보장을 위한 보호막(6)이 각각 덮혀져 있다.On the active matrix glass substrate I, a gate insulating layer 92 is deposited on the gate electrode 3, and an amorphous silicon 4, a source electrode 5-1, and a drain electrode 5-2 are respectively deposited and formed. A plurality of thin film transistors 15 formed by packing and a pair of pixel electrodes 7 made of an ITO transparent conductive film in electrical contact with the source electrode 5-1 of the thin film transistor 15 are arranged. The alignment organic substrate (II) is arranged so as to be spaced apart from the matrix glass substrate (I), and is filled with liquid crystal 8 between these two substrates. In addition, the thin film transistors 15 are each covered with a protective film 6 for ensuring the performance thereof.

배향 유리기판(Ⅱ)에는 각각 레드, 그린, 블루색 필터(10-1,10-2,10-3)가 화서전극(7)의 위치에 대응하여 배열 및 부착되고, 다음에 그 색 필터를 포함하는 배향 유리기판 위에 배향전극(9)을 증착시킨다.Red, green, and blue filters 10-1, 10-2, and 10-3 are arranged and attached to the orientation glass substrate 7, respectively, on the alignment glass substrate II. The alignment electrode 9 is deposited on the alignment glass substrate.

이 기술은 세가지 종류의 레드, 그린, 블루색 필터로 분리 적용되는 스트라이프 또는 도트 형태가 주기적으로 반복되는 연속 형태로 된 색 영역을 배열한 것이다.This technique is a series of color regions arranged in a continuous pattern in which strips or dots are separated by three types of red, green and blue filters.

액정 표시소자는 수광소자이므로, 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)의 하측면에 편광판(12)을 부착하며, 배향 유리기판(Ⅱ)의 상측면에 편광판(14)을 부착하고, 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ) 아래쪽에는 레드, 그린, 불루의 모든 성분을 포함하는 백색 광원이 필요하다.Since the liquid crystal display device is a light receiving device, the polarizing plate 12 is attached to the lower side of the active matrix glass substrate (I), the polarizing plate 14 is attached to the upper side of the alignment glass substrate (II), and the active matrix glass substrate ( I) At the bottom, a white light source containing all the components of red, green and blue is required.

이와 같이 형성된 액정 표시소자에서는 박막트랜지스터(15)가 드레인전극(5-2)에 인가되는 전압에 대한 스위칭소자로 사용됨으로써, 화소전극(7)과 배향전극(9) 사이에 가해진 전압의 크기에 따라 액정(8)의 광투과도가 변화되는 성질을 이용하여 빛의 밝기가 조절되고, 배향 유리기판(Ⅱ)상에 접착되어 있는 레드, 그린, 불루의 색 필터(10-1,10-2,10-3)로 광을 투과시킴으로써 색조 조절이 가능하다.In the liquid crystal display device formed as described above, the thin film transistor 15 is used as a switching element for the voltage applied to the drain electrode 5-2, thereby reducing the magnitude of the voltage applied between the pixel electrode 7 and the alignment electrode 9. Therefore, the brightness of the light is controlled by using the property of changing the light transmittance of the liquid crystal 8, and the red, green, and blue color filters 10-1, 10-2, adhered on the alignment glass substrate (II). The color tone can be adjusted by transmitting light with 10-3).

그러나, 이와 같은 종래의 매트릭스 액정 표시소자에 있어서는, 색 필터가 배향 유리기판(Ⅱ)상에 배열되어 있으므로 액정 표시소자의 조립 이전에 매트릭스 유리기판(Ⅱ)과는 관계없이 제조된다. 따라서 매트릭스 유리기판(Ⅰ)측에 있는 화소전극(7)과 배향 유리기판(Ⅱ)측의 레드, 그린, 블루의 색 필터를 정렬 조립하는 경우, 상기 두 기판 사이의 변위에 의한 색 오배열이 일어나는 문제점이 발생한다.However, in such a conventional matrix liquid crystal display element, since the color filter is arranged on the alignment glass substrate (II), it is manufactured irrespective of the matrix glass substrate (II) before assembling the liquid crystal display element. Therefore, when the pixel electrode 7 on the matrix glass substrate I side and the red, green, and blue color filters on the alignment glass substrate II side are aligned and assembled, color misalignment due to the displacement between the two substrates is reduced. There is a problem that occurs.

본 발명은 상기 제기된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)상에 트리랜지스터 및 색 필터를 동시에 형성하여 기판간의 변위에 의한 색 오배열이 일어나지 않도록 하는 액정 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to form a tri-transistor and a color filter simultaneously on an active matrix glass substrate (I) so that color misalignment due to displacement between substrates does not occur. And to provide a method for producing the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 편광판(12)이 상측에 배향전극(9)이 하측에 부착되어 있는 배향 유리기판(Ⅱ) 및 전기적으로 접속된 박막트랜지스터(6)와 화소전극(7)쌍잉 상측에 편광판(12)이 하측에 부착되어 잇으며 사이에 액정(8)이 채워지도록 상기 배향 유리기판(Ⅱ)으로부터 이격되어 있는 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)으로 구성된 액정 표시소자에 있어서, 상기 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)상에 게이트 전극과 색 필터용 ITO막이 형성되고, 상기ITO막 상에 각 색 필터층이 형성되며, 상기 액티브 매트릭스 유리기판 상의 게이트 절연층(2)내에 각 색 필터층(10-1,10-2,10-3)이 형성되고 상기 색 필터층 위에 상기 박막트랜지스터 및 화소전극 쌍이 형성되어 있다.In order to achieve the above object, a configuration of the present invention includes an alignment glass substrate (II) having a polarizing plate (12) attached to an upper side thereof, and an electrically connected thin film transistor (6) and a pixel electrode (7). In the liquid crystal display device composed of an active matrix glass substrate (I) spaced from the alignment glass substrate (II) so that the polarizing plate 12 is attached to the upper side of the pairing and the liquid crystal 8 is filled therebetween. A gate electrode and an ITO film for color filters are formed on the active matrix glass substrate (I), each color filter layer is formed on the ITO film, and each color filter layer is formed in the gate insulating layer (2) on the active matrix glass substrate. 10-1, 10-2, and 10-3 are formed, and the thin film transistor and the pixel electrode pair are formed on the color filter layer.

또한, 상기 구성의 액정 표시소자를 제조하기 위한 방법은 액정 표시소자의 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)상에 게치트전극(3)과, 색 필터용 ITO막(13)을 형성하는 단계, 상기 형성된 기판을 유체속에서 전착 전기분해하여 상기 색 필터용 ITO(13)상에 레드, 그린, 블루의 색 필터층(10-1,10-2,10-3)을 증착 형성하는 단계, 상기 게이트전극 및 색 필터층을 포함하는 기판사엥 게이트 절연층(2)을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연층(2)상에 아몰퍼스 실리콘(4)박막, 소오스전극(5-1) 및 드레인전극(5-2)을 증착 패터닝하는 단계, 상기 소오스전극(5-1)과 ITO 투명 도전막으로 된 화소전극(7)을 전기적 접촉시키는 단계, 상기 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)과 배향 유리기판(Ⅱ)을 합착하여 그 사이에 액정을 채우는 단계로 이루어져 있다.In addition, a method for manufacturing a liquid crystal display device having the above configuration comprises the steps of: forming a gett electrode 3 and an ITO film 13 for a color filter on the active matrix glass substrate I of the liquid crystal display device; Depositing red, green, and blue color filter layers 10-1, 10-2, and 10-3 on the color filter ITO 13 by electrodepositing and electrolyzing a substrate in a fluid; Forming a substrate Saeng gate insulating layer (2) comprising a color filter layer, an amorphous silicon (4) thin film, a source electrode (5-1) and a drain electrode (5-2) on the gate insulating layer (2) Depositing and patterning the electrode, electrically contacting the source electrode 5-1 with the pixel electrode 7 made of an ITO transparent conductive film, and bonding the active matrix glass substrate I and the alignment glass substrate II together. In the meantime, the liquid crystal is filled.

본 발명에 따라 형성된 액정 표시소자의 단면도인 제 2 도를 참조하여, 본 발명의 액정 표시소자의 형성 단계를 이하에서 상세히 기술된다.Referring to FIG. 2, which is a cross-sectional view of a liquid crystal display element formed in accordance with the present invention, the forming step of the liquid crystal display element of the present invention is described in detail below.

액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)사에 전자빔 증착기를 사용하여 크롬 금속막을 증착한 후 패터닝하여 게이트 전극(3)을 형성한다. 그후 색 필터용 ITO막(13)을 스퍼터링 방법으로 증착 형성하고 패터닝한다. 이 상태에서의 기판을 색 염료를 포함하고 있는 유체(emulsion) (도시없음)속에 담구고, 상기 형성된 색 필터용 ITO막(13)을 전착(electrodeposition)을 위한 일 전극으로 사용하고 또 다른 하나의금속 전극판(도시없음)을 유체속에 넣은 다음 상기 두 개의 전극간에 소정의 전압을 가하면 각 새 필터용 ITO막(13)상에 전착 전기분 해로 레드, 그린, 블루색 필터(10-1,10-2,10-3)가 증착된다. 이때에 각 색 필터의 두께는 색 필터용 ITO막(13) 전극과 또 다른 적극간에 인가되는 전압의 크기에 따라 조절하는 것이 가능하다.The gate electrode 3 is formed by depositing and patterning a chromium metal film on an active matrix glass substrate (I) using an electron beam evaporator. Thereafter, the color filter ITO film 13 is deposited and patterned by a sputtering method. The substrate in this state is immersed in a fluid (not shown) containing color dye, and the formed color filter ITO film 13 is used as one electrode for electrodeposition and another metal When an electrode plate (not shown) is placed in the fluid and a predetermined voltage is applied between the two electrodes, red, green, and blue filters (10-1, 10- 2,10-3) are deposited. At this time, the thickness of each color filter can be adjusted according to the magnitude of the voltage applied between the electrode for the color filter ITO film 13 and another positive electrode.

이와 같은 전착방법에 의해 전기분해 증착된 색 필터층을 가진 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)을 유체속에서 꺼내어 약 180∼200℃의 온도로 경화시킨다.The active matrix glass substrate (I) having the color filter layer electrolytically deposited by this electrodeposition method is taken out of the fluid and cured at a temperature of about 180 to 200 ° C.

그후 PE(Plasma Enhanced) CVD 방법을 사용하여 SiO2 또는 SiNx로 게이트 절연층(2)을 상기와 같이 형성된 기판(Ⅰ)위에 증착시킨다.The gate insulating layer 2 is then deposited on the substrate I formed as described above using SiO 2 or SiN x using a plasma enhanced (PE) CVD method.

다음에, 박막트랜지스터의 채널 형성을 위해서, PE CVD 방법에 의해 아몰퍼스 실리콘(4) 밥막을 상기 게이트 절연층(2)상에 증착하고 난뒤에 패터닝 공정을 거치다.Next, in order to form a channel of the thin film transistor, an amorphous silicon (4) rice film is deposited on the gate insulating layer (2) by a PE CVD method and then subjected to a patterning process.

증착방법에 의해 크롬 금속막으로소오스전극(5-1)과 들인전극(5-2)을 증착한 뒤 패터닝 공정을 거침으로써 이 박막트랜지스터915)는 스위칭소자로 동작하게 된다. 박막트랜지스터의 소오스전극(5-1)과 ITO으로써 도전감으로 된 화소전극(7)이 서로 전기적으로 접속되어 있으며, 이와 같이 접속되어 있는 박막트랜지스터(5) 및 화소전극(7)쌍이 게이트 절연층(2)상에 여러개 배열되어 있다. 또한, 박막트랜지스터(6)에는 각각 그 성능 보장을 위해 SiNx등 같은 보호막(6)이 덮혀 있다.The thin film transistor 915 is operated as a switching element by depositing the source electrode 5-1 and the filled electrode 5-2 with a chromium metal film by a deposition method and then patterning. The source electrode 5-1 of the thin film transistor and the pixel electrode 7 made of ITO conductively are electrically connected to each other. The thin film transistor 5 and the pair of pixel electrodes 7 connected in this way are connected to the gate insulating layer. It is arranged several on (2). In addition, each of the thin film transistors 6 is covered with a protective film 6 such as SiNx to ensure its performance.

배향 유리기판(Ⅱ)은 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)로부터 이격되어 있으며, 그 하측면은 ITO로 된 배향 전극(9)이, 상측면은 편광판(12)이 부착되어 있다. 그리고 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)과 배향 유리기판 (Ⅱ) 사이에는 액정으로 채워져 있다. 또한, 액티브 매트릭스 유리기판(Ⅰ)의 하측에는 광 조사를 위해서 백색 광원(도시없음)이 필요하다.The alignment glass substrate (II) is spaced apart from the active matrix glass substrate (I), the lower side of which is aligned with the alignment electrode 9 of ITO, and the upper side thereof is attached to the polarizing plate 12. The liquid crystal is filled between the active matrix glass substrate (I) and the alignment glass substrate (II). In addition, under the active matrix glass substrate I, a white light source (not shown) is required for light irradiation.

이와 같이 형성된 액정 표시소자에서는, 단위 화소의 스위칭소자로 사용되는 박막트랜지스터가 게이트전극(3)과 드레인전극(5-2)에 전압을 인가하여 아몰퍼스 실리콘(4)에 도전성을 유지시켜서 화소전극(7)에 전압이 인가되고, 배향전극(9)에도 역시 전압이 인가된다. 이로써, 화소전극(7)과 배향전극(9) 사이의 전위차 크기에 따라 액정(8)의 광 투과도가 변화하고, 레드, 그린, 블루색 필터(10-1,10-2,10-3)을 이용하여 천연색을 재현할 수 있다.In the liquid crystal display device formed as described above, a thin film transistor used as a switching element of a unit pixel applies a voltage to the gate electrode 3 and the drain electrode 5-2 to maintain conductivity in the amorphous silicon 4 so as to maintain the pixel electrode ( A voltage is applied to 7) and a voltage is also applied to the alignment electrode 9 as well. As a result, the light transmittance of the liquid crystal 8 changes according to the magnitude of the potential difference between the pixel electrode 7 and the alignment electrode 9, and the red, green, and blue filters 10-1, 10-2, and 10-3 are applied. You can reproduce the natural color using.

본 발명은 종래의 액정 표시소자의 구조와는 달리, 액티브 매트릭스 기판9Ⅰ)위에 칼라 필터가 형성되어 있기 때문에, 박막트랜지스터와 색 필터(10-1,10-2,10-3) 사이에서 서로 자기 정렬된 칼라 매트릭스형 액정 표시소자를 제공할 수 있다.Unlike the structure of the conventional liquid crystal display device, since the color filter is formed on the active matrix substrate 9I, the thin film transistor and the color filter 10-1, 10-2, 10-3 are mutually magnetic. An aligned color matrix liquid crystal display device can be provided.

따라서, 본 발명에 의하면 배향 유리기판(Ⅱ)과의 변위에 의한 색 오배열이 생길 염려가 없으므로, 높은 신뢰성을 가지는 천연색 재현소자로서 액정 표시소자를 이용할 수 있다.Therefore, according to the present invention, there is no fear of color misalignment due to displacement with the alignment glass substrate (II), so that a liquid crystal display device can be used as a natural color reproduction device having high reliability.

Claims (2)

편광판이 상측에 배향전극이 하측에 부착되어 있는 배향 유리기판 및 전기적으로 접속된 박막트랜지스터와 화소전극쌍이 상측에 편광판이 하측에 부착되어 있으며 사이에 액정이 채워지도록 상기 배향 유리기판 으로부터 이격되어 있는 액티브 매트릭스 유리기판으로 구서오딘 액정 표시소자에 있어서, 상기 액티브 매트릭스 유리기판 상에 케이트 전극과 색 필터용 ITO막이 형성되고, 상기 ITO막 상에 각 색 필터층이 형성되며, 상기 색 필터층 위에 상기 박막트랜지스터 및 화소전극 쌍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.An active glass substrate having a polarizing plate attached to an upper side thereof with an alignment electrode attached to the lower side thereof and an active electrically connected thin film transistor and a pixel electrode pair having an upper polarizing plate attached to the lower side thereof and separated from the alignment glass substrate so as to fill a liquid crystal therebetween. A matrix glass substrate, comprising a matrix glass substrate, wherein a gate electrode and an ITO film for color filters are formed on the active matrix glass substrate, each color filter layer is formed on the ITO film, and the thin film transistor and the thin film transistor are disposed on the color filter layer. A liquid crystal display device characterized in that a pixel electrode pair is formed. 액정 표시소자의 액티브 매트릭스 유리기판 상에 케이트 전극과, 색 필터용 ITO막 형성하는 단계,상기 형성된 기판을 유체속에서 전착 전기분해하여 상기 색 필터용 ITO막 상에 레드, 그린, 블루의 색 필터층을 즈악하는 단계, 상기 게이트 전극 및 색 필터층을 포함하는 기판 상에 게이트 절연츠을 형성하는 단계, 상기 소오스 전극과 ITO 투명 도전감으로 된 화소적ㄴ극을 전기적으로 접촉시키는 단계, 상기 액티브 매트릭스 유리기판과 배향 유리기판을 합착하여 그 사이에 액정을 채우는 단계로 이루어진 액정 표시소자 제조방법.Forming a gate electrode and an ITO film for color filters on an active matrix glass substrate of a liquid crystal display device; red, green and blue color filter layers on the color filter ITO film by electrodepositing the formed substrate in a fluid Forming a gate insulating layer on a substrate including the gate electrode and the color filter layer, and electrically contacting the source electrode with a pixel electrode having an ITO transparent conductivity, wherein the active matrix glass substrate is formed. And bonding the alignment glass substrate and filling the liquid crystal therebetween.
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