KR100590741B1 - Liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

쌍을 이루는 두 화소 전극 중 왼쪽에 형성되는 화소 전극에 신호를 인가하는 데이터선은 화소 전극의 왼쪽에 형성하고, 오른쪽에 형성되는 화소 전극에 신호를 인가하는 데이터선은 화소 전극의 오른쪽에 형성한다. 이렇게 하면, 분할 노광시의 마스크 샷(shot) 간에 오정렬이 발생하는 경우에도 쌍을 이루는 두 화소 전극과 두 데이터선 사이의 간격 차이에 따른 인접한 두 화소의 밝기 차이만이 발생하고 샷 간의 밝기 차가 거의 발생하지 않아 화면 전체적으로 고른 밝기를 얻을 수 있다.A data line for applying a signal to a pixel electrode formed on the left side of the paired pixel electrodes is formed on the left side of the pixel electrode, and a data line for applying a signal to the pixel electrode formed on the right side is formed on the right side of the pixel electrode. . In this case, even when misalignment occurs between the mask shots during the split exposure, only the difference in brightness between two adjacent pixels due to the gap between the paired pixel electrodes and the two data lines occurs, and the brightness difference between the shots is almost reduced. It doesn't happen, so you can get even brightness across the screen.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법Liquid Crystal Display and Manufacturing Method Thereof

이 발명은 액정 표시 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.This invention relates to a liquid crystal display device and its manufacturing method.

액정 표시 장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 유전율 이방성을 갖는 액정 물질에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써, 원하는 화상 신호를 얻는 표시 장치이다. 그런데 이 경우에, 두 기판 사이에 있는 액정 물질에 전계가 계속해서 같은 방향으로 인가되면 액정이 열화되기 때문에 전계의 방향을 계속해서 바꿔 주어야 한다. 즉, 공통 전극 전압에 대한 화소 전극 전압(데이터 전압) 값을 양, 음 교대로 하여야 한다.The liquid crystal display device is a display device that obtains a desired image signal by applying an electric field to a liquid crystal material having dielectric anisotropy injected between two substrates, and controlling the amount of light transmitted through the substrate by adjusting the intensity of the electric field. In this case, however, when the electric field is continuously applied in the same direction to the liquid crystal material between the two substrates, the liquid crystal deteriorates, and thus the direction of the electric field must be continuously changed. That is, the pixel electrode voltage (data voltage) value with respect to the common electrode voltage should be changed in a positive and negative manner.

한편, 니콘(Nikon) 스테퍼(stepper)와 같이 마스크의 크기가 액정 표시 장치의 표시 영역보다 커서 분할 노광을 하게 되는 경우에는 화소 전극 및 데이터선을 형성하는 공정에서는 오정렬(misalignment) 및 선폭의 차이가 발생하게 된다.On the other hand, when the size of the mask is larger than the display area of the liquid crystal display, such as a Nikon stepper, when the exposure is divided, the misalignment and the line width are different in the process of forming the pixel electrode and the data line. Will occur.

도 1은 액정 표시 장치의 표시 영역을 두 개의 샷(shot)으로 나누어 분할 노광하는 경우를 나타낸 평면도이며, A, B 두 개의 샷으로 분리된 경우이다.FIG. 1 is a plan view illustrating a case in which a display area of a liquid crystal display is divided into two shots and dividedly exposed, and is divided into two A and B shots.

액정 표시 장치에서 통상 화소 전극은 투명 전도 재료로, 데이터선은 그보다 저저항인 불투명 전도 재료로 서로 다른 노광 공정을 사용하여 형성한다. 여기에서 A 샷은 왼쪽으로 반대로 B 샷은 오른쪽으로 어긋난 경우를 가정해 보자. 이 경우, 액정 표시 장치의 패턴은 도 2에 나타난 바와 같은 형태가 된다.In a liquid crystal display device, a pixel electrode is usually formed of a transparent conductive material, and a data line is formed of an opaque conductive material having a lower resistance using a different exposure process. Here, suppose A shot is to the left and B shot is to the right. In this case, the pattern of the liquid crystal display device is in the form as shown in FIG. 2.

즉, 왼쪽으로 어긋난 A 샷으로 형성된 화소의 경우, 화소 전극(Pa)과 왼쪽의 데이터선(Da1) 사이의 간격 L1이 화소 전극(Pa)과 오른쪽의 데이터선(Da2) 사이의 간격 L2보다 좁고, 반대로 오른쪽으로 어긋난 B 샷의 경우, 화소 전극(Pb)과 왼쪽의 데이터선(Db1) 사이의 간격 L3가 화소 전극(Pb)과 오른쪽의 데이터선(Db2) 사이의 간격 L4보다 넓다. 따라서, A 샷의 경우 화소 전극(Pa)과 왼쪽 데이터선(Da1) 사이의 커플링 용량 Ca1이 화소 전극(Pa)과 오른쪽 데이터선(Da2) 사이의 커플링 용량 Ca2보다 크고, B 샷의 경우 화소 전극(Pb)과 왼쪽 데이터선(Db1) 사이의 커플링 용량 Cb1이 화소 전극(Pb)과 오른쪽 데이터선(Db2) 사이의 커플링 용량 Cb2보다 작다. 패턴 위에 실선으로 도시한 화살표는 샷이 어긋난 방향을 나타낸다.That is, in the case of the pixel formed by the A shot shifted to the left, the distance L1 between the pixel electrode Pa and the left data line Da1 is narrower than the distance L2 between the pixel electrode Pa and the right data line Da2. On the contrary, in the case of B shot deviated to the right, the distance L3 between the pixel electrode Pb and the left data line Db1 is wider than the distance L4 between the pixel electrode Pb and the right data line Db2. Therefore, in the case of A shot, the coupling capacitor Ca1 between the pixel electrode Pa and the left data line Da1 is larger than the coupling capacitor Ca2 between the pixel electrode Pa and the right data line Da2, and in the case of B shot. The coupling capacitor Cb1 between the pixel electrode Pb and the left data line Db1 is smaller than the coupling capacitor Cb2 between the pixel electrode Pb and the right data line Db2. Arrows shown by solid lines on the pattern indicate the direction in which the shots are displaced.

화소 전극과 인접하는 데이터선 사이의 커플링 용량이 화소 전극 전압에 미치는 영향을 나타내기 위한 등가 회로도가 도 3에 나타나 있다.An equivalent circuit diagram for showing the effect of the coupling capacitance between the pixel electrode and the adjacent data line on the pixel electrode voltage is shown in FIG. 3.

도 3에서, Vp는 화소 전극의 전압을 나타내며, Clc는 액정 용량을 나타낸다. Vd1과 Vd2는 각각 화소 전극과 인접한 데이터선에 인가되는 전압을 나타내고, Cd1과 Cd2는 각각 화소 전극과 인접한 데이터선 사이에서 형성되는 커플링 용량을 나타낸다. 공통 전극 전압은 상수값이기 때문에 접지 레벨로 나타내었으며, 회로 해석을 간단하게 하기 위해 축적 용량은 무시하였다. 이와 같은 회로에 의하면, 전하량 보전의 법칙에 의해 다음의 식이 성립한다.In Fig. 3, Vp represents the voltage of the pixel electrode, and Clc represents the liquid crystal capacitance. Vd1 and Vd2 represent voltages applied to data lines adjacent to the pixel electrodes, respectively, and Cd1 and Cd2 represent coupling capacitances formed between the pixel electrodes and adjacent data lines, respectively. The common electrode voltage is shown as ground level because it is a constant value, and the storage capacitance is ignored for simplicity of circuit analysis. According to such a circuit, the following equation holds by the law of charge quantity conservation.

(Vd1 - Vp)*Cd1 + (Vd2 - Vp)*Cd2 = Clc*Vp(Vd1-Vp) * Cd1 + (Vd2-Vp) * Cd2 = Clc * Vp

따라서, 이 된다. 일반적으로 액정 용량은 커플링 용량보다 훨씬 크기 때문에 상기 식은 다음과 같이 근사된다.therefore, Becomes In general, since the liquid crystal capacitance is much larger than the coupling capacitance, the above equation is approximated as follows.

상기 식으로부터 알 수 있듯이, Vp는 커플링 용량이 큰 쪽의 데이터 전압의 영향을 더 받게 된다.As can be seen from the above equation, Vp is further affected by the data voltage of the larger coupling capacitance.

도트 반전 구동의 경우 각 수평 주사 기간마다 컬럼 라인의 전압이 Vcom을 기준으로 반전되는데, 도 4a와 도 4b는 도 2에 도시한 패턴을 도트 반전 구동시키는 경우에, 시간에 따른 전압의 변동분을 나타내는 것으로 각각 A 샷과 B 샷의 경우를 도시하고 있다.In the case of dot inversion driving, the voltage of the column line is inverted with respect to Vcom for each horizontal scanning period. FIGS. 4A and 4B show a change in voltage over time when the inverting driving of the pattern shown in FIG. 2 is performed. The case of A shot and B shot is shown, respectively.

앞에서 설명한 바와 같이, A 샷의 경우 Ca1 〉 Ca2이므로 오른쪽 데이터선의 전압 Vda2보다 왼쪽 데이터선의 전압 Vda1의 영향이 더 크게 되고, 이에 따라 Vpa는 Vda1의 전압 쪽으로 끌리게 된다(도 4a).As described above, in the case of A shot, since Ca1> Ca2, the influence of the voltage Vda1 of the left data line is greater than the voltage Vda2 of the right data line, so that Vpa is attracted to the voltage of Vda1 (FIG. 4A).

한편, B 샷의 경우는 Cb1 〈 Cb2이므로 왼쪽 데이터선의 전압 Vdb1보다 오른쪽 데이터선의 전압 Vdb2의 영향이 더 크게 되고 이에 따라 Vpb는 Vdb2의 전압쪽으로 끌리게 된다(도 4b).On the other hand, in the case of B shot, since Cb1 < Cb2, the influence of the voltage Vdb2 of the right data line is greater than the voltage Vdb1 of the left data line, so that Vpb is attracted toward the voltage of Vdb2 (FIG. 4B).

이와 같이, Vpa의 본래 값은 점선으로 도시한 바와 같이 공통 전압에 비해 일정하게 작은 값으로 되어야 하나, 실제로는 커플링 용량에 의해 Vda1쪽으로 끌리게 된다. 마찬가지로, Vpb도 공통 전압에 비해 일정하게 큰 값으로 되어야 하나, 실제로는 Vdb2쪽으로 끌리게 된다.In this way, the original value of Vpa should be constantly smaller than the common voltage as shown by the dotted line, but is actually attracted to Vda1 by the coupling capacitance. Similarly, Vpb should be a constant large value relative to the common voltage, but is actually attracted to Vdb2.

따라서, Vpa의 실효값(Root Mean Square; RMS)은 본래 값보다 낮게 되고, Vpb의 실효값은 커지게 되어 두 화소간의 밝기가 변한다는 문제점이 생긴다. 즉, 즉, 도트 반전 방식으로 구동하는 액정 표시 장치의 경우 화소 전극에서 신호를 전달받는 데이터선과 작용하는 커플링은 RMS 전압을 작게 하고, 반대쪽의 데이터선과 작용하는 커플링은 RMS 전압을 크게 하는 것을 알 수 있다.Therefore, the root mean square (RMS) of Vpa is lower than the original value, and the root mean square (Vpb) becomes larger, resulting in a problem that the brightness between two pixels changes. That is, in the case of the liquid crystal display device driven by the dot inversion method, the coupling with the data line receiving the signal from the pixel electrode decreases the RMS voltage, and the coupling with the opposite data line increases the RMS voltage. Able to know.

이 발명이 이루고자 하는 과제는 화소 전극과 인접 데이터선 사이의 커플링 용량에 의해 생기는 인접 화소간의 밝기 변화를 없애는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to eliminate the brightness change between adjacent pixels caused by the coupling capacitance between the pixel electrode and the adjacent data line.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 이 발명에서는 쌍을 이루는 두 화소 전극에 표시 신호를 인가하는 데이터선을 각각 왼쪽 화소의 왼쪽과 오른쪽 화소의 오른쪽에 형성한다.In order to solve such a problem, in the present invention, data lines for applying display signals to two pairs of pixel electrodes are formed on the left side of the left pixel and the right side of the right pixel, respectively.

이렇게 하면, 화소 전극과 데이터선을 다른 사진 공정에 의해 형성하는 경우 마스크 샷간에 오정렬이 일어나더라도 오정렬의 영향은 서로 다른 마스크 샷에 미치지 않는다.In this case, when the pixel electrode and the data line are formed by different photographic processes, even if misalignment occurs between the mask shots, the influence of the misalignment does not affect the different mask shots.

이제 첨부한 도면을 참고로 하여 이 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도가 도 5에 나타나 있다.5 is a plan view of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 나타난 바와 같이, 두 개의 화소 전극(Pal, Par, Pbl, Pbr)이 쌍을 이루도록 형성되어 있고, 쌍을 이루는 화소 전극(Pal, Par, Pbl, Pbr)의 양쪽에 각각 데이터선(Dal, Dar, Dbl, Dbr)이 형성되어 있다. 쌍을 이루는 두 화소 전극(Pal, Par, Pbl, Pbr) 중 왼쪽의 화소 전극(Pal, Pbl)은 그 화소 전극(Pal, Pbl)의 왼쪽에 형성되어 있는 데이터선(Dal, Dbl)으로부터 화상 신호를 전달받고, 오른쪽의 화소 전극(Par, Pbr)은 그 화소 전극(Par, Pbr)의 오른쪽에 형성되어 있는 데이터선(Dar, Dbr)으로부터 화상 신호를 전달받는다.As shown in FIG. 5, two pixel electrodes Pal, Par, Pbl, and Pbr are formed in pairs, and data lines Dal are formed on both sides of the paired pixel electrodes Pal, Par, Pbl, and Pbr, respectively. , Dar, Dbl, Dbr) are formed. The pixel electrodes Pal and Pbl on the left of the paired pixel electrodes Pal, Par, Pbl, and Pbr are image signals from the data lines Dal and Dbl formed on the left side of the pixel electrodes Pal and Pbl. The pixel electrodes Par and Pbr on the right side receive image signals from the data lines Dar and Dbr formed on the right side of the pixel electrodes Par and Pbr.

액정 표시 장치에서 통상 화소 전극은 투명 전도 재료로, 데이터선은 그보다 저저항인 불투명 전도 재료로 서로 다른 노광 공정을 사용하여 형성한다. 여기에서 A 샷은 왼쪽으로 반대로 B 샷은 오른쪽으로 어긋난 경우를 가정해 보자. 이 경우, 액정 표시 장치의 패턴은 도 6에 나타난 바와 같은 형태가 된다. 패턴 위에 실선으로 도시한 화살표는 샷이 어긋난 방향을 나타낸다.In a liquid crystal display device, a pixel electrode is usually formed of a transparent conductive material, and a data line is formed of an opaque conductive material having a lower resistance using a different exposure process. Here, suppose A shot is to the left and B shot is to the right. In this case, the pattern of the liquid crystal display device has a shape as shown in FIG. 6. Arrows shown by solid lines on the pattern indicate the direction in which the shots are displaced.

즉, 왼쪽으로 어긋난 A 샷으로 형성된 화소의 경우, 쌍을 이루는 두 화소 전극 중 왼쪽의 화소 전극(Pal)과 왼쪽의 데이터선(Da1) 사이의 간격 L1이 오른쪽 화소 전극(Par)과 오른쪽의 데이터선(Da2) 사이의 간격 L2보다 좁다. 이렇게 되면, 왼쪽의 화소 전극(Pal)과 왼쪽의 데이터선(Da1) 사이의 커플링 용량 Ca1은 오른쪽의 화소 전극(Par)과 오른쪽의 데이터선(Da2) 사이의 커플링 용량 Ca2보다 커지게 된다. 따라서 왼쪽의 화소 전극(Pal)의 RMS 전압은 본래보다 낮아지게 되고, 오른쪽의 화소 전극(Par)의 RMS 전압은 본래보다 높아지게 된다. 두 화소가 동일한 RMS 전압을 초기에 인가받는 경우 그 증감분의 크기는 거의 같다. 이렇게 되면 쌍을 이루는 두 화소 전극의 RMS 전압의 차이에 의해 두 화소 전극의 밝기가 약간 변화하게 되지만, 이와 같은 현상이 화소 행을 따라 반복되므로 이 변화는 쉽게 감지되지 않는다.That is, in the case of the pixel formed by the A shot shifted to the left, the distance L1 between the left pixel electrode Pal and the left data line Da1 of the paired pixel electrodes is equal to the right pixel electrode Par and the right data. It is narrower than the space | interval L2 between the lines Da2. In this case, the coupling capacitor Ca1 between the left pixel electrode Pal and the left data line Da1 becomes larger than the coupling capacitor Ca2 between the right pixel electrode Par and the right data line Da2. . Therefore, the RMS voltage of the left pixel electrode Pal is lower than the original, and the RMS voltage of the right pixel electrode Par is higher than the original. If two pixels are initially subjected to the same RMS voltage, the magnitude of the increment is approximately the same. This slightly changes the brightness of the two pixel electrodes due to the difference in the RMS voltages of the paired pixel electrodes. However, this change is not easily detected because the same phenomenon is repeated along the pixel row.

반대로 오른쪽으로 어긋난 B 샷의 경우, 쌍을 이루는 두 화소 전극 중 왼쪽의 화소 전극(Pbl)과 왼쪽의 데이터선(Db1) 사이의 간격 L3가 오른쪽의 화소 전극(Pbr)과 오른쪽의 데이터선(Db2) 사이의 간격 L4보다 넓다. 따라서, 왼쪽 화소 전극(Pbl)과 왼쪽 데이터선(Db1) 사이의 커플링 용량 Cb1이 오른쪽 화소 전극(Pbr)과 오른쪽 데이터선(Db2) 사이의 커플링 용량 Cb2보다 작고, 왼쪽 화소 전극의 RMS 전압은 본래보다 높아지게 되고, 오른쪽의 화소 전극(Par)의 RMS 전압은 본래보다 낮아지게 된다. 왼쪽으로 어긋난 A 샷의 경우와 마찬가지로 그 증감분의 크기는 두 화소가 동일한 RMS 전압을 초기에 인가받는 경우 거의 같고, 쌍을 이루는 두 화소 전극의 RMS 전압의 차이에 의해 두 화소 전극의 밝기가 약간 변화하게 되지만, 이와 같은 현상이 A 샷과 마찬가지로 화소 행을 따라 반복되므로 이 변화는 쉽게 감지되지 않는다. 따라서 B 샷의 경우도 전체적인 밝기는 A 샷의 경우와 거의 같다. 즉, 오정렬이 발생하는 경우도 샷간의 밝기 차이는 거의 나타나지 않게 되어 화면 전체에 대해 고른 표시 성능을 얻을 수 있다.On the contrary, in the case of the B shot shifted to the right, the distance L3 between the left pixel electrode Pbl and the left data line Db1 of the paired pixel electrodes is equal to the right pixel electrode Pbr and the right data line Db2. It is wider than the gap L4 between). Therefore, the coupling capacitor Cb1 between the left pixel electrode Pbl and the left data line Db1 is smaller than the coupling capacitor Cb2 between the right pixel electrode Pbr and the right data line Db2, and the RMS voltage of the left pixel electrode is smaller. Becomes higher than the original, and the RMS voltage of the pixel electrode Par on the right becomes lower than the original. As in the case of the A shot shifted to the left, the magnitude of the increment is almost the same when the two pixels are initially applied with the same RMS voltage, and the brightness of the two pixel electrodes slightly changes due to the difference in the RMS voltages of the paired pixel electrodes. However, since this phenomenon is repeated along the pixel row like the A shot, this change is not easily detected. Therefore, in case of B shot, the overall brightness is almost the same as in A shot. That is, even when misalignment occurs, the difference in brightness between shots hardly appears, and even display performance can be obtained for the entire screen.

이 발명에 의하면, 화소 전극과 인접 데이터선 사이의 커플링 용량에 의해 생기는 인접 화소간의 밝기 변화를 줄일 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the change in brightness between adjacent pixels caused by the coupling capacitance between the pixel electrode and the adjacent data line.

도 1은 분할 노광을 하는 경우의 마스크 샷을 나타낸 평면도이고,1 is a plan view showing a mask shot in case of split exposure;

도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치 기판의 평면도이고,2 is a plan view of a liquid crystal display substrate according to the prior art;

도 3은 화소 전극과 인접한 데이터선 사이의 커플링 용량을 나타내기 위한 등가 회로도이고,3 is an equivalent circuit diagram for illustrating a coupling capacitance between a pixel electrode and an adjacent data line;

도 4a와 도 4b는 각각 도 2의 A 샷과 B 샷의 화소 전극 전압 변화를 나타낸 것이고,4A and 4B illustrate changes in pixel electrode voltages of the A and B shots of FIG. 2, respectively.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 기판의 평면도이다.5 is a plan view of a liquid crystal display substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (2)

왼쪽과 오른쪽 제1 및 제2 화소 전극으로 이루어진 화소 전극 쌍,A pixel electrode pair consisting of left and right first and second pixel electrodes, 상기 화소 전극 쌍의 왼쪽과 오른쪽에 각각 형성되어 있으며 각각 왼쪽 및 오른쪽의 상기 제1 및 제2 화소 전극에 각각 연결되어 쌍의 상기 화소 전극에 화상 신호를 전달하는 제1 및 제2 데이터선을 포함하며,First and second data lines formed on left and right sides of the pair of pixel electrodes, respectively, and connected to the first and second pixel electrodes on the left and right sides, respectively, to transfer an image signal to the pair of pixel electrodes; , 쌍의 상기 화소 전극과 상기 제1 및 제2 데이터선은 서로 다른 사진 공정을 이용하여 형성되며 하나의 기판을 여러 번의 마스크 샷을 이용하여 분할 노광하는 방법으로 형성되어, 상기 제1 화소 전극과 상기 제1 데이터선 사이의 기생 용량과 상기 제2 화소 전극과 상기 제2 데이터선 사이의 기생 용량은 서로 보상되는 구조를 가지는 액정 표시 장치.The pair of pixel electrodes and the first and second data lines are formed by using different photographic processes, and are formed by a method of dividing and exposing a single substrate using a plurality of mask shots. The parasitic capacitance between the first data line and the parasitic capacitance between the second pixel electrode and the second data line are compensated for each other. 제1항에서,In claim 1, 상기 액정 표시 장치는 도트 반전 방식으로 구동되는 액정 표시 장치.The liquid crystal display device is driven in a dot inversion method.
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