KR100447145B1 - 액정표시장치및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치의 구조 및 제조방법에 관한 것으로 칼라필터가 형성된 제 1 기판과, 트랜지스터와 화소전극이 형성된 제 2 기판과, 제 1, 제 2 기판사이에 채워지는 액정을 갖는 액정표시장치에 있어서, 제 1, 제 2 기판상에 각각 제 1, 제 2 편광판을 부착하고 제 1 편광판상에 네거티브 포토 레지스트의 성질을 갖는 검은 수지용 블랙 메트릭스를 도포하며 노말리 화이트 모드시 제 2 기판에 형성된 모든 트랜지스터에 전원을 인가시킨 후에 제 1 편광판으로 빛이 새는 영역에 블랙 메트릭스를 남김으로써 최적의 개구율을 갖는 액정표시장치를 제조함으로써 소비전력을 크게 줄이고 고 해상도를 갖는 액정표시장치에도 단판식(one panel)으로의 제작이 가능하도록 한 것이다.

Description

액정표시장치 및 그 제조 방법
본 발명는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 구조 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치의 구성은 다음과 같다.
하측의 유리기판에는 신호전압을 전하는 데이터 라인과 주사신호를 전하는 게이트라인의 메트릭스 모양으로 형성되고 데이터 라인과 게이트 라인의 각 교점에는 박막트랜지스터가 있다.
박막트랜지스터에서는 화소전극과 접속되어 박막트랜지스터를 통해 데이터 라인의 신호가 화소전극에 전달된다.
상측의 유리기판에는 적색, 청색, 녹색의 컬러필터를 설치하여 컬러표시가 가능하게 한다.
상측과 하측의 유리기판상에는 투명한 대향전극이 형성되어 있고 두 유리기판의 사이에는 액정이 봉입되어 있다.
그리고 두 유리기판 양측에 편광판이 설치된다.
액정표시장치는 자신은 발광하지 않고 광의 투과율을 제어하는 표시디바이스이므로 통상 액정표시장치 표면에 백라이트(back-light)를 두고 있다.
이와 같이 구성된 액정표시장치에서 문제가 되는 것은 전력소비가 크다는 것이다.
그러므로 저소비전력을 위해서는 패널(panel)의 투과율이 향상될 필요가 없다.
박막트랜지스터 패널의 투과율을 결정하는 요소로는 박막트랜지스터와 게이트 라인 및 데이터 라인이 형성된 유리기판의 투과율(개구율), 편광판의 투과율, 컬러필터의 투과율등이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시장치를 설명하면다음과 같다.
도 1a 내지 1b는 종래 기술에 따른 액정표시장치를 보여주는 구조단면도이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 제 1, 제 2 유리기판(1,2)과, 제 1 유리기판(1)상에 형성되는 복수개의 화소전극(3)들과, 화소전극(3)들 사이에 형성되는 복수개의 데이터라인(4)들과, 제 2 유리기판(2)상에 형성되는 복수개의 칼라필터(5)들과, 칼라필터(5)들 사이에 형성되는 블랙 메트릭스(6)들과, 제 1, 제 2 유리기판(1,2) 사이에 채워진 액정(7)과, 제 1, 제 2 유리기판(1,2) 양측에 형성되는 제 1, 제 2 편광판(8,9)으로 이루어지고 또한, 도 1b에 도시된 바와 같이 제 1, 제 2 유리기판(1,2)과, 제 1 유리기판(1)상에 형성되는 복수개의 화소전극(3)들과, 화소전극(3)들 사이에 형성되는 복수개의 데이터 라인(4)들과, 데이터 라인(4)들상에 형성되는 블랙메트릭스(6)들과, 제 2 유리기판(2)상에 형성되는 복수개의 칼라필터(5)들과, 제 1, 제 2 유리기판(1,2) 사이에 채워진 액정(7)과, 제 1, 제 2 유리기판(1,2) 양측에 형성되는 제 1, 제 2 편광판(8,9)으로 이루어진다.
즉, 도 1a는 칼라필터(5)가 형성된 제 2 유리기판(2)에 블랙 메트릭스(6)가 형성된 구조이고 도 1b는 데이터 라인(4)이 형성된 제 1 유리기판(1)에 블랙 메트릭스(6)가 형성된 구조이다.
이와 같이 블랙 메트릭스를 형성하는 이유는 화소전극의 주변부분으로 광이 투과되므로 광을 투과되지 않도록 하기 위함이다.
즉, 광이 투과되는 콘트라스트(contrast) 저하의 원인이 되고 또는 색번짐의원인이 되기 때문이다.
이와 같은 종래 기술에 따른 액정표시장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 액정표시장치의 패널을 만들 때, 빛이 새는 것을 고려하여 블랙 메트릭스를 형성하는 경우 충분한 설계 마진(margin)을 갖고 설계함으로써 개구율을 감소하게 된다.
둘째, 픽셀 사이즈(pixel size)가 80㎛이하인 고 해상도용 LCD 제품(HDTV등)에는 셀 얼라인(cell align)공정시 합착 마진 때문에 단판식 제품이 곤란하다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 개구율이 향상된 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 1b는 종래 기술에 따른 액정표시장치를 보여주는 구조단면도
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치를 보여주는 구조단면도
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정을 보여주는 사시도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제 1 유리기판 11 : 제 2 유리기판
12 : 화소전극 13 : 데이터 라인
14 : 칼라필터 15 : 액정
16 : 제 1 편광판 17 : 제 2 편광판
18 : 블랙 메트릭스
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는 편광판상의 일정영역에 블랙 메트릭스를 형성하는데 특징이 있다.
본 발명의 다른 특징은 칼라필터가 형성된 제 1 기판과, 트랜지스터와 화소전극이 형성된 제 2 기판과, 제 1, 제 2 기판 사이에 채워지는 액정을 갖는 액정표시장치에 있어서, 제 1, 제 2 기판상에 각각 제 1, 제 2 편광판을 부착하고 제 1 편광판상에 네거티브 포토 레지스트 성질을 가진 검은 수지용 물질인 블랙 메트릭스를 도포하며 제 2 기판에 형성된 모든 트랜지스터에 전원을 인가시킨 후에 제 1 편광판으로 빛이 새는 영역에 블랙 메트릭스를 남기는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 트랜지스터에 전원을 인가할 때 노말리 화이트 모드(normaly white mode)에서 전원을 인가하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시장치 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치를 보여주는 구조단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 제 1, 제 2 유리기판(10,11)과, 제 1 유리기판(10)상에 형성되는 복수개의 화소전극(12)들과, 화소전극(12)들 사이에 형성되는 복수개의 데이터 라인(13)들 및 박막트랜지스터와, 제 2 유리기판(11)상에 형성되는 복수개의 칼라필터(14)들과, 제 1, 제 2 유리기판(10,11) 사이에 채워진 액정(15)과, 제 1, 제 2 유리기판(10,11) 양측에 형성되는 제 1, 제 2 편광판(16,17)과, 제 2 편광판(17)상의 일정 영역에 형성되는 블랙 메트릭스(Black Matrix)(18)로 이루어진다.
이때, 블랙 메트릭스(18)는 빛이 제 1 편광판(16) 및 액정(15)을 통과하여 제 2 편광판(17)으로 빛이 새는 영역에만 형성된다.
도 3a 내지 3d는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정을 보여주는 사시도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이 제 1 유리기판(10)에 트랜지스터와 화소전극을 형성하고 제 2 유리기판(11)에 칼라필터를 형성한 다음 제 1, 제 2 유리기판(10,11)사이에 액정(15)을 채운다.
도 3b에 도시된 바와 같이 제 1, 제 2 유리기판(10,11)상에 각각 제 1, 제 2편광판(16,17)을 부착한다.
도 3c에 도시된 바와 같이 제 2 편광판(17)상에 블랙 메트릭스(18)를 도포한다.
이때, 블랙 메트릭스(18)는 검은 수지용 물질로 형성하고 검은 수지용 물질은 네거티브 포토 레지스트(negative photo resist)성질을 갖는 물질을 사용한다.
도 3d에 도시된 바와 같이 제 1 유리기판(10)에 형성된 모든 트랜지스터에 전원을 인가시킨다.
이때, 트랜지스터에 전원을 인가할 때 노말리 화이트 모드(normaly white mode)에서 전원을 인가한다.
즉, 제 1, 제 2 편광판(16,17)이 직교되어 있고 전원 인가시 액정(15)이 수직으로 배열되므로 빛은 제 2 편광판(17)을 투과하지 못한다.
그리고 제 2 편광판(17)으로 빛이 새어 나가는 영역에서는 블랙 메트릭스(18)를 남기고 빛이 새지 않는 영역에는 블랙 메트릭스(18)를 제거하여 완성한다.
즉, 검은 수지용인 블랙 메트릭스를 네거티브 포토 레지스트의 성질을 갖고 빛의 투과도를 만족하여 현상될 수 있는 재료로 사용하여 최적의 개구율을 갖는 액정표시장치가 완성되는 것이다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 네거티브 포토 레지스트의 성질을 갖고 블랙 메트릭스를 사용하여 최적의 개구율을 갖는 액정표시장치를 제조함으로써 소비전력을 크게 줄일 수 있다.
둘째, 블랙 메트릭스를 편광판상에 형성함으로써 고 해상도를 갖는 액정표시장치에도 단판식(one panel)으로의 제작이 가능하다.

Claims (3)

  1. 칼리필터가 형성된 제 1 기판과, 트랜지스터와 화소전극이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 채워지는 액정을 갖는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 기판상에 각각 형성되는 제 1, 제 2 편광판;
    상기 제 1 편광판상의 일정 영역에 형성되는 네거티브 포토 레지스트 성질을 가진 검은 수지용 물질인 블랙 메트릭스를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 칼라필터가 형성된 제 1 기판과, 트랜지스터와 화소전극이 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 채워지는 액정을 갖는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 기판상에 각각 제 1, 제 2 편광판을 부착하는 스텝;
    상기 제 1 편광판상 네거티브 포토 레지스트 성질을 가진 검은 수지용 물질인 블랙 메트릭스를 도포하는 스텝;
    상기 제 2 기판에 형성된 모든 트랜지스테에 전원을 인가시키는 스텝; 그리고
    상기 제 1 편광판으로 빛이 새는 영역에 상기 블럭 메트릭스를 남기는 스텝을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 트랜지스터에 전원을 인가할 때 노말리 화이트모드(normaly white mode)에서 전원을 인가함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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