KR100190527B1 - Fabrication method for lcd - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투과율이 개선된 액정 표시 소자의 제조방법에 개시된다. 개시된 본 발명은 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터와, 액정을 구동시키며, 액정의 구동 전압 라인의 일측과 연결되는 화소 전극 및 액정 구동 전압 라인의 타측과 연결되는 카운터 전극이 형성된 하부 절연 기판을 제공하는 단계; 하부 기판의 결과물 표면에 배향막을 형성하는 단계; 배향막 상부에 전도성 고분자막을 형성하는 단계; 및 전도성 고분자막을 하부 절연기판의 전극 배선이 형성된 부분 상부에만 존재하도록 패터닝하여 고분자막 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 전도성을 띠는 고분자막 패턴은, 하부 기판에 형성된 전극 배선상부에 비교적 높은 높이로 형성되어, 액정 구동 전압의 인가시 고분자막 패턴에 의하여 가장자리 전기장이 발생되지 않게 된다.The present invention is disclosed in a method of manufacturing a liquid crystal display element with improved transmittance. According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a thin film transistor serving as a switching element; a pixel electrode connected to one side of a driving voltage line of the liquid crystal for driving the liquid crystal; and a counter electrode connected to the other side of the liquid crystal driving voltage line, ; Forming an alignment film on the resultant surface of the lower substrate; Forming a conductive polymer film on the alignment layer; And forming a polymer film pattern by patterning the conductive polymer film so as to exist only on a portion of the lower insulating substrate where the electrode wiring is formed. According to the present invention, the polymer film pattern having conductivity is formed at a relatively high height above the electrode wiring formed on the lower substrate, and the edge electric field is not generated due to the polymer film pattern upon application of the liquid crystal driving voltage.
Description
(발명의 기술분야)(Technical Field of the Invention)
본 발명은 액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정 표시 소자의 투과율을 개선할 수 있는 액정 표시 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display element, and more specifically, to a method of manufacturing a liquid crystal display element capable of improving the transmittance of a liquid crystal display element.
(종래 기술)(Prior art)
일반적으로, 액정 표시 소자는 유리에 형성된 투명 전극의 패턴과, 전극 패턴상에 형성된 두개의 배향막을 가지고 두 기판 사이에 액정이 개재된 구조를 갖는다.In general, a liquid crystal display device has a structure in which a liquid crystal is interposed between two substrates having a pattern of a transparent electrode formed on a glass and two alignment films formed on the electrode pattern.
최근 많이 이용되는 액정으로는, 광학 특성이 우수한 꼬인 네메틱 모드(twist nematic mode : 이하 TN)액정이 이용된다. 이 꼬인 네메틱드는 90°의 꼬임 각도를 가지고 있고, 액정 분자가 상하의 유리 기판면에 평행하게 배열되거나, 배열 방향이 양쪽 기판에서 90°차이가 있으므로, 전체의 분자 배열이 두 기판사이에 연속적으로 90°변화가 생기도록 배열되고, 액정 전압이 인가 되었을시, 전기장은 대향하는 두 기판면에 수직으로 된다. 그런데, 이러한 TN 구조의 액정 표시 소자는 시야각이 좁다는 고질적인 문제점을 가지고 있었다.A twist nematic mode (TN) liquid crystal having excellent optical characteristics is used as a liquid crystal frequently used recently. Since this twisted nematic has a twist angle of 90 degrees and the liquid crystal molecules are arranged parallel to the upper and lower glass substrates or the alignment direction is 90 degrees on both substrates, When the liquid crystal voltage is applied, the electric field is perpendicular to the two opposing substrate surfaces. However, such a liquid crystal display element of the TN structure has a problem of having a narrow viewing angle.
종래에는 넓은 시야각을 확보하기 위하여 제1도에 도시된 바와 같이, 평행장을 이용한 인-플랜 스위칭 모드(In plane switching mode 이하 IPS모드라 함)가 이용되었다. 이러한 IPS 모드의 액정 표시 소자는, 상부 유리 기판(1)에는 후술되어질 하부 유리 기판(5)에 형성된 박막 트랜지스터의 열화를 방지하기 위한 블랙 매트릭스(2)가 형성되고, 그 양측에는 액정 표시 소자의 컬러화를 실현하기 위한 컬러 필터(3) 및 보호막(4)이 형성된다. 그리고, 대향하는 하부 기판(5) 상부에는 수평한 전기장을 실현하기 위하여, 게이트 전극(6A)과 그것과 일정 거리 만큼 떨어진 거리의 동일 선상에, 카운터 전극(7)이 게이트 전극과 동일한 재질로 형성된다. 그리고, 하부 기판(5) 상부에 게이트 절연막(6B)이 공지된 증착 방식에 의하여 증착되고, 게이트 절연막(6B)중 게이트 전극(6A)이 형성된 부분상에 비정질 채널층(6C)이 공지된 증착 및 식각 기술에 의하여 형성된다. 이어서, 데이타 전극 배선용 금속막이 전체 구조물 상부에 증착되고, 소오스(6E) 및 드레인(6D) 전극의 형태로 식각된다. 이때, 기존의 드레인 전극에 해당하는 영역은 화소 전극(6D) 영역이 되고, 소오스 전극(6E)의 영역은 일반적인 액정 표시 소자와 동일하다. 그후에, 전체 구조물 상부에 박막 트랜지스터과 화소 전극을 보호하기 위한 보호막(8) 및 배향막(도시되지 않음)이 형성되고, 이렇게 형성된 상부 기판(1)과 하부 기판(5)이 합착된다. 이때, 상부 기판(1)과 하부 기판(5)의 배변에는 빛을 편향시키기 위한 평행한 방향을 갖는 편광판(10, 11)이 부착되어 있으며, 상부 기판(1)과 하부 기판(5) 사이에는 유전율이 이방성 음(- )을 띠는 액정이 봉입되고, 이러한 액정 표시 소자의 화소 전극(6D)과 카운터 전극(7)에 전압이 인가되면, 이 화소 전극(6D)과 카운터 전극(7)은 동일한 하부 기판(5)에 형성되어 있으므로, 수평한 전기장이 걸리게된다. 이러한 전기장의 인가시, 전기장의 방향과 수직으로 배열되고, 전기장이 인가되지 않을 경우는, 완전한 다크(dark) 상태가 된다.Conventionally, in order to secure a wide viewing angle, an in-plane switching mode (hereinafter referred to as IPS mode) using a parallel field is used as shown in FIG. In the IPS mode liquid crystal display element, a black matrix 2 for preventing the deterioration of the thin film transistor formed on the lower glass substrate 5 to be described later is formed on the upper glass substrate 1, and on both sides thereof, A color filter 3 and a protective film 4 for realizing coloring are formed. In order to realize a horizontal electric field on the opposing lower substrate 5, the counter electrode 7 is formed of the same material as that of the gate electrode on the same line as a distance from the gate electrode 6A by a certain distance therefrom do. The gate insulating film 6B is deposited on the lower substrate 5 by a known deposition method and the amorphous channel layer 6C is deposited on the gate insulating film 6B where the gate electrode 6A is formed, And etch techniques. Then, a metal film for wiring the data electrode is deposited on the entire structure, and etched in the form of the source 6E and the drain 6D electrodes. At this time, the region corresponding to the conventional drain electrode is the pixel electrode 6D region, and the region of the source electrode 6E is the same as that of a general liquid crystal display element. Thereafter, a protective film 8 and an orientation film (not shown) for protecting the thin film transistor and the pixel electrode are formed on the entire structure, and the thus formed upper substrate 1 and lower substrate 5 are bonded together. At this time, polarizers 10 and 11 having parallel directions for deflecting light are attached to the defects of the upper substrate 1 and the lower substrate 5, and between the upper substrate 1 and the lower substrate 5, When the dielectric constant is anisotropic (- When the pixel electrode 6D and the counter electrode 7 of the liquid crystal display element are applied with a voltage, the pixel electrode 6D and the counter electrode 7 are formed on the same lower substrate 5, So that a horizontal electric field is applied. When such an electric field is applied, it is arranged in a direction perpendicular to the direction of the electric field, and when the electric field is not applied, it becomes a completely dark state.
제 2도는 제 1도의 하부 기판의 평면을 도시한 도면으로서, 게이트 전극 배선(6A)이 수평렬에 배열되고, 이 게이트 전극 배선(6A)의 일측에 데이타 전극 배선(6E)이 수직으로 교차되고, 게이트 전극 배선(6A)과 데이전극 배선(6E)의 교차되는 부위에는 박막 트랜지스터(6)가 형성된다. 또한 카운터 전극(7)은 게이트 전극 배선(6A)과 데이타 전극 배선(6E)으로 형성는 공간부에 사각형의 형상으로 형성되고, 게이트 전극 배선(6A) 상부의 일부분 및 카운터 전극(7)과 일부분이 겹쳐지도록 드레인 공통인 화소 전극이 I자 형상으로 형성된다.2 shows a plane view of the lower substrate of Fig. 1, in which the gate electrode wiring 6A is arranged in a horizontal column, the data electrode wiring 6E is vertically crossed to one side of the gate electrode wiring 6A , And the thin film transistor 6 is formed at the intersection of the gate electrode wiring 6A and the data electrode wiring 6E. The counter electrode 7 is formed in a rectangular shape in a space portion formed by the gate electrode wiring 6A and the data electrode wiring 6E and a part of the upper portion of the gate electrode wiring 6A and the counter electrode 7, And pixel electrodes common to the drain are formed in an I-shape so as to overlap with each other.
그러나, 종래의 IPS 모드의 액정 표시 소자는, 데이타 전극 배선과 카운터 전극 사이의 중앙 부위에는 하부 기판과 평행한 전기장이 형성되는 반면, 소오스 전극 배선 및 카운터 전극의 인접 영역에는 제 1도에 도시된 바와 같이, 가장자리 전계(F : fring field)가 형성되어, 액정 표시소자의 투과율이 저하되고, 또한 투과율이 저하됨에 따라, 백라이트(back light) 휘도가 증대되므로, 액정 표시 소자의 소비 전력이 증대되는 문제점이 발생하였다.However, in the conventional IPS mode liquid crystal display device, an electric field parallel to the lower substrate is formed at the central portion between the data electrode wiring and the counter electrode, while an adjacent region of the source electrode wiring and the counter electrode As the fringing field is formed and the transmittance of the liquid crystal display element is lowered and the transmittance is lowered, the backlight brightness is increased, so that the power consumption of the liquid crystal display element is increased A problem has occurred.
따라서, 본 발명은, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 하부 기판상의 전극 배선들과 카운터 전극 사이에 가장자리 전계가 발생되지 않도록, 전극 배선 및 카운터 전극 상부에 전도성을 띠는 고분자막 패턴을 형성하여, 액정 표시 소자에 가장자리 전계없이 균일한 평행장을 형성시키므로써, 투과율을 개선시킴과 더불어, 액정 소자의 소비 전력을 감소시킬 수 있는 액정 표시 소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a high polymer membrane pattern having conductivity on the electrode wiring and the counter electrode so that an edge electric field is not generated between the electrode wirings on the lower substrate and the counter electrode It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a liquid crystal display element which can reduce the power consumption of a liquid crystal element by forming a uniform parallel field in the liquid crystal display element without an edge electric field and improving the transmittance.
제1도는 종래의 아이 피 에스 모드의 액정 표시 소자를 나타낸 단면도.FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device in an image mode.
제2도는 제1도의 아이 피 에스 모드의 액정 표시 소자의 평면도.FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal display element of the image mode of FIG. 1; FIG.
제3도는 본 발명의 액정 표시 소자의 제조방법에 따라 액정 표시 소자의 하부 기판을 나타낸 단면도.FIG. 3 is a sectional view showing a lower substrate of a liquid crystal display element according to a method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention. FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
30 : 하부 유리 기판 31 : 전극 배선30: lower glass substrate 31: electrode wiring
35 : 고분자벽35: Polymer wall
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터와, 액정을 구동시키며, 액정의 구동 전압 라인의 일측과 연결되는 화소 전극 및 액정 구동 전압 라인의 타측과 연결되는 카운터 전극이 형성된 하부 절연 기판을 제공하는 단계; 상기 하부 기판의 결과물 표면에 배향막을 형성하는 단계; 상기 배향막 상부에 전도성 고분자막을 형성하는 단계; 및 상기 전도성 고분자막을 하부 절연 기판의 전극 배선이 형성된 부분 상부에만 존재하도록 패터닝하여 고분자막 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a thin film transistor serving as a switching device; and a pixel electrode connected to one side of the driving voltage line of the liquid crystal and connected to the other side of the liquid crystal driving voltage line, Providing a lower insulating substrate on which counter electrodes are formed; Forming an alignment layer on an output surface of the lower substrate; Forming a conductive polymer film on the alignment layer; And forming a polymer film pattern by patterning the conductive polymer film such that the conductive polymer film exists only on a portion of the lower insulating substrate where the electrode wiring is formed.
이와같이, 본 발명에 따르면, 액정 표시 소자의 하부 기판 상의 전극들 상부에 전도성을 띠는 고분자막 패턴이 형성되므로써, 액정의 구동 전압인가시, 각각의 화소들과 데이타 라인(6E)과의 간섭을 최소화하고, 화소 내부 셀 갭 전체에 평행장이 형성되어, 액정 표시 소자의 투과율을 개선할 뿐만 아니라, 이와 더불어 액정 표시 소자의 소비 전력이 감소된다.As described above, according to the present invention, since the polymer film pattern having conductivity is formed on the electrodes on the lower substrate of the liquid crystal display element, interference between each pixel and the data line 6E is minimized And a parallel field is formed on the entire cell internal cell gap to improve not only the transmittance of the liquid crystal display element but also the power consumption of the liquid crystal display element.
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도면 제 3도는 본 발명의 액정 표시 소자의 제조방법에 따라 전극 배선이 형성된 액정 표시 소자의 하부 기판을 개략적으로 나타낸 단면도로서, 종래와 동일한 부분 대하여는 중복 설명을 배제된다.FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a lower substrate of a liquid crystal display element in which electrode wirings are formed according to the method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention.
종래와 동일한 구성으로, 하부 기판(30)에는 액정 표시소자를 구동시키기 위한 트랜지스터(도시되지 않음)와, 카운터 전극과 보호막(도시되지 않음) 및 배향막(도시되지 않음)이 형성된다.(Not shown) for driving a liquid crystal display element, a counter electrode and a protective film (not shown), and an alignment film (not shown) are formed on the lower substrate 30 with the same structure as the conventional one.
이어서, 수천Å 내지 수㎛ 두께 바람직하게는 하부 기판(30)과 대향하는 상부 기판(40)사이의 거리와 같게 또는 적은 두께, 바람직하게는 1000Å 내지 10㎛로 전도성을 띠는 고분자막이 하부 기판의 결과물 상부에 고르게 형성되고, 전도성을 띠는 고분자막 상부에, 하부에 전극 배선(31) 예를들어, 데이터 전극 배선 및 게이트 전극 배선이 존재하지 않는 부분의 고분자막 표면이 노출되도록 공지된 포토리소그라피 공정에 의하여, 마스크패턴(도시되지 않음)이 형성된다. 이어서, 이 마스크 패턴의 형태로 고분자막의 소정 부분이 제거되어, 하부 기판(30) 상부의 전극 배선막 상부에 고분자막 패턴(35)이 형성된다.Subsequently, a polymer film having a conductivity of several thousands Å to several 袖 m, preferably equal to or less than the distance between the lower substrate 30 and the upper substrate 40 facing the lower substrate 30, preferably 1000 Å to 10 袖 m, A known photolithography process is performed so that the surface of the polymer film, which is uniformly formed on the upper part of the resultant product, is exposed on the upper part of the polymer film having conductivity and the part where the electrode wiring 31, for example, A mask pattern (not shown) is formed. Then, a predetermined portion of the polymer film is removed in the form of the mask pattern, and the polymer film pattern 35 is formed on the upper portion of the electrode wiring film on the lower substrate 30.
이때, 고분자막 패턴(35)은 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 피-페닐렌(p-phenylene), 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리시오펜(polythiophene), 피-페닐렌비닐렌(p-pyenylenevinylene)을 기초로 하는 물질들을 화학적으로 합성하여 형성되고, 이러한 고분자막 패턴(35)은, 전도도가 높은 고분자를 솔벤트(solvent)와 혼합하여 하판에 코팅하고, 큐어링하여 형성하는 방법 또는 전도성을 갖는 고분자의 합성시 광활성제(photo initiator)를 첨가하고, 자외선 조사시, 고분자의 연결 고리를 끊어지게 하는 원리를 이용하는 방법에 의하여 형성된다. 또한, 고분자막의 전기 전도도는 합성방법 및 합성시 도핑 물질에 의하여 결정되며, 이러한 고분자막의 전도도는 금속과 큰 차이를 갖지 않는다. 이렇게 형성된 전도성을 띠는 고분자막 패턴(35)은, 하부 기판에 형성된 전극 배선상부에 비교적 높은 높이로 형성되어, 액정 구동 전압의 인가시 고분자막 패턴에 의하여 셀 갭 전체에 평행장이 형성되게 한다.At this time, the polymer film pattern 35 may be formed of a material such as polyacetylene, polyaniline, p-phenylene, polypyrrole, polythiophene, p-phenylene vinylene (p -pyenylenevinylene) is chemically synthesized. The polymer film pattern 35 is formed by mixing a polymer having a high conductivity with a solvent, coating the polymer on the lower plate, and curing the polymer. Is formed by a method of adding a photo initiator in the synthesis of the polymer and using a principle of breaking the linkage of the polymer when irradiated with ultraviolet light. In addition, the electrical conductivity of the polymer membrane is determined by the doping material in the synthesis method and synthesis, and the conductivity of the polymer membrane is not greatly different from that of the metal. The conductive polymer film pattern 35 thus formed is formed at a relatively high height above the electrode wiring formed on the lower substrate so that a parallel field is formed on the entire cell gap due to the polymer film pattern upon application of the liquid crystal driving voltage.
상술한 바와 같이, 액정 표시 소자의 하부 기판 상의 전극들 상부에 전도성을 띠는 고분자막 패턴이 형성되므로써, 액정의 구동 전압 인가시, 각각의 화소 전극들과 데이타 라인과의 간섭을 최소화하고, 화소 내부 셀 갭전체에 평행장이 형성되어 액정 표시 소자의 투과율을 개선할 뿐만 아니라, 이와 더불어 액정 표시 소자의 소비 전력이 감소된다.As described above, since the polymer film pattern having conductivity is formed on the electrodes on the lower substrate of the liquid crystal display element, when the driving voltage of the liquid crystal is applied, the interference between each pixel electrode and the data line is minimized, A parallel field is formed on the entire cell gap to improve not only the transmittance of the liquid crystal display element but also the power consumption of the liquid crystal display element.
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