KR100652063B1 - 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화소와 화소 사이에 격벽을 형성하여 근접한 화소간의 쇼트 문제를 해결하는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 본 발명에 의한 액정표시소자는 제 1 기판 상에 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 두 배선의 교차점에 형성된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성된 보호막과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 상부의 보호막 상에 형성된 격벽과, 상기 보호막 상부의 이웃하는 격벽 사이에 형성된 화소전극과, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과의 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
유기절연막, 격벽, 고개구율
Description
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도.
도 2a는 도 1의 A-A' 절단면을 나타낸 단면도.
도 2b는 도 1의 B-B' 절단면을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시소자의 평면도.
도 4a는 도 3의 C-C' 절단면을 나타낸 단면도.
도 4b는 도 3의 D-D' 절단면을 나타낸 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도 3의 C-C' 절단면도 및 D-D' 절단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
111 : 투명기판 117 : 게이트 배선
118 : 데이터 배선 120 : 박막트랜지스터
122 : 화소전극 124 : 게이트 절연막
125 : 보호막 130 : 격벽
본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 격벽을 가지는 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.
이와 같은 액정표시소자는 일반적으로 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터와 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성되어, 상기 화소전극 및 공통전극에 전압을 인가하여 액정층을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하는 장치이다.
이 때, 두 기판 사이의 간극이 일정하지 않으면 그 부분을 통과하는 빛의 투과도가 달라져 밝기가 불균일해지기 때문에, 스페이서를 두 기판 사이에 삽입하여 기판간극을 일정하게 유지시켜 준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 의한 액정표시소자의 평면도이고, 도 2a는 도 1의 A-A' 절단면을 나타낸 단면도이며, 도 2b는 도 1의 B-B' 절단면을 나타낸 단면도이다.
종래기술에 의한 액정표시소자는 대향하는 컬러필터 기판 및 박막트랜지스터 기판과 그 사이에 형성된 액정층으로 구성되는바, 상기 박막트랜지스터 기판은 도 1에서와 같이, 기판 상에 교차 배치되어 화소영역을 정의하는 게이트 배선(17) 및 데이터 배선(18)과, 상기한 게이트 배선(17)과 데이터 배선(18)의 교차 부위에 배치된 박막트랜지스터(20)와, 상기 박막트랜지스터(20)를 포함한 전면에 형성된 보호막과, 상기 보호막 상에서 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소전극(22)으로 구성된다.
도 2a 및 도 2b를 참고하여 액정표시소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 기판(11) 상에 복수개의 게이트 배선(17)을 일렬로 형성하고, 상기 게이트 배선(17)을 포함한 전면에 게이트 절연막(24)을 형성한 뒤, 그 위에 복수개의 데이터 배선(18)을 일렬로 형성한다.
이 때, 상기 게이트 절연막(24)은 금속과의 밀착성이 우수하며 절연 내압이 높은 실리콘질화물(SiNx) 또는 실리콘산화물(SiOx) 등의 무기물을 사용하여 플라즈마 CVD(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법으로 증착한다.
그리고, 게이트 배선(17)과 데이터 배선(18)의 교차 지점에는 박막트랜지스터를 형성하는데, 상기 게이트 배선의 분지인 게이트 전극과, 상기 게이트 절연막에 의해 게이트 전극과 절연된 액티브층과, 상기 데이터 배선의 분지인 소스/드레인 전극을 적층하여 형성한다.
다음, 상기 데이터 배선(18)을 포함한 전면에 취급특성이 우수한 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산화물(SiOx)의 무기절연물질을 증착하여 보호막(25)을 형성하고, 상기 보호막(25) 상부에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 ITO(Indium Tin Oxide) 재질의 화소전극(22)을 형성한다.
그러나, 상기와 같이 실리콘 질화물과 같은 무기물질을 사용하여 보호막을 형성할 경우, 그 유전율이 높아서 전압이 인가된 데이터 배선(18)과 화소전극(22) 사이 그리고, 게이트 배선(17)과 화소전극(22) 사이에 기생용량이 발생한다.
왜냐하면, 상기 게이트 배선(17) 및 데이터 배선(18)은 크롬(Cr), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)과 같은 금속으로 형성되고 상기 화소전극(22)은 도전물질인 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성되기 때문이다.
이로인해, 배선과 화소전극의 거리를 좁히기가 어려울 뿐만 아니라, 기생용량에 기한 합착 마진에 의해 개구율 확대에도 한계가 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 상기 보호막(25)으로 6.4 내지 6.7의 유전율을 가지는 실리콘질화물 대신, 2.4 내지 2.6의 저유전율을 가지고 고개구율 특성을 가지는 유기물질인 BCB(bezocyclobutene) 또는 아크릴 수지(acryl resin) 등으로 대체 사용한다.
따라서, 소자에 전압이 인가되더라도 배선과 화소전극 사이에 저유전율의 유기 절연막이 형성되어 있기 때문에 기생용량이 발생할 염려가 적어진다.
하지만, 유기절연물질로써 보호막을 형성하여도 패터닝 과정에서 그 잔류물이 남아 화소전극끼리의 쇼트가 일어날 수 있다. 쇼트를 방지하기 위해 화소전극간 거리를 넓히는 방법이 있으나, 이러한 방법은 화소전극의 유효 면적이 줄어들어 개구율이 떨어진다는 문제점이 있다.
한편, 제 2 기판에는 빛샘을 차단하는 블랙 매트릭스와 액정층에 전압을 인가하는 공통전극을 형성한다.
상기 제 1 ,제 2 기판 내측면에는 액정의 배향을 결정하기 위해 PI(Polyimide)계 고분자 물질로써 배향막을 형성할 수 있다. 상기 배향막은 러빙 또는 광조사를 이용하여 배향처리한다.
이후, 상기 제 1 기판 상에 두 기판의 간격을 일정하게 유지하기 위한 볼 스페이서(ball spacer)를 균일하게 산포하고, 제 2 기판의 가장자리에 액정이 외부로 흐르는 것을 방지하기 위한 씨일제(sealant)를 형성하여 액정을 사이에 두고 제 1,제 2 기판을 대향 합착하다.
상기 볼 스페이서는 희망하는 구경을 가진 플라스틱 볼(plastic ball)이나 글라스 볼(glass ball)을 사용하여 제 1 기판 또는 제 2 기판 전면에 균일하게 산포한다. 상기 볼 스페이서는 100∼150ea/㎟의 산포 밀도를 가진다.
하지만, 볼 스페이서는 대면적에 적용하기 어렵고 또한, 액정 셀 내부에 고착되지 않고 유동하면서 배향막에 스크래치를 형성시켜 화상얼룩을 유발할 수도 있다.
이러한 이유 때문에, 볼 스페이서 대신 고착형 스페이서인 컬럼 스페이서(column spacer)로 대체되고 있다.
상기 컬럼 스페이서는 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 형성한다.
다만, 컬럼 스페이서는 절연체에 소정의 패턴을 부여하기 위해 불필요한 부분을 광학적 또는 화학적 방법에 의해 제거하는 방법인 사진식각기술을 이용하여 형성하므로 번거롭다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 화소와 화소 사이에 격벽을 형성하여 화소전극간의 쇼트 불량 등을 해소하는 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 제 1 기판 상에 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 두 배선의 교차점에 형성된 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성된 보호막과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 상부의 보호막 상에 형성된 격벽과, 상기 보호막 상부의 이웃하는 격벽 사이에 형성된 화소전극과, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과의 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 액정표시소자의 제조방법은 제 1 기판 상에 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와, 상기 두 배선의 교차점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 상부의 보호막 상에 격벽을 형성하는 단계와, 상기 보호막 상부에 화소전극을 형성하는 단계와, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
즉, 화소와 화소 사이에 격벽을 형성함으로써 화소전극간의 쇼트 등의 불량을 없애고 상기 격벽으로 기존의 컬럼 스페이서로 활용하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 액정표시소자 및 그 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시소자의 평면도이고, 도 4a는 도 3의 C-C' 절단면을 나타낸 단면도이며, 도 4b는 도 3의 D-D' 절단면을 나타낸 단면도이다.
그리고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도 3의 C-C'절단면도 및 D-D' 절단면도이다.
액정표시소자는 전술한 바와 같이, 색상구현을 위한 컬러필터층이 형성된 컬러필터 기판과, 액정분자의 배열 방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 소자가 형성된 박막트랜지스터 기판과, 상기 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는데, 본 발명에 의한 박막트랜지스터 기판은 도 3에서와 같이, 기판 상에 교차 배치되어 화소를 정의하는 게이트 배선(117) 및 데이터 배선(118)과, 상기한 게이트 배선(117)과 데이터 배선(118)의 교차 부위에 배치된 박막트랜지스터(120)와, 상기 박막트랜지스터(120)를 포함한 전면에 형성된 보호막과, 상기 보호막 상에서 상기 박막트랜지스터와 연결된 화소전극(122)과, 상기 게이트 배선(117) 및 데이터 배선(118) 상부의 보호막 상에 형성된 격벽(130)으로 구성된다.
상기 격벽(130)은 컬럼 스페이서를 대신하여 기판간극을 유지시켜주고, 저유전율의 유기절연물질로 형성되어 화소간의 커플링 효과를 최소화한다.
도 4a 및 도 4b를 참고로 하여, 상기 박막트랜지스터 기판의 제조방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 투명기판(111) 상에 스퍼터링법으로 금속을 증착한 후 패터닝하여 게이트 배선(117)과 게이트 전극을 형성한다. 상기 금속으로는 알루미늄, 알루미늄 합금, 크롬 또는 몰리브덴 등을 사용할 수 있다.
다음, 상기 게이트 배선(117)을 포함한 전면에 절연 내압 특성이 좋은 무기물인 실리콘질화물을 PECVD법으로 증착하여 2000Å 두께의 게이트 절연막(124)을 형성하고, 상기 게이트 전극 상의 게이트 절연막(124)에 다결정 실리콘(a-Si)을 증착하여 액티브층을 형성한다.
이 후, 상기 게이트 절연막(124) 상에 몰리브덴을 스퍼터링법으로 증착하고 패터닝하여 데이터 배선(118)을 형성하고, 이와 동시에 상기 액티브층 상에 소스/드레인 전극을 형성한다. 이 때, 상기 데이터 패턴은 1500∼2000Å 정도의 두께를 가진다.
상기 액티브층에 N+불순물을 도핑하여 액티브층과 소스/드레인 전극 사이에 오믹콘택층을 더 형성할 수 있는데, 이는 액티브층과 소스/드레인 전극 간의 접촉 특성을 개선시킴과 동시에, 소스/드레인 전극 패터닝시 에칭스톱층으로서의 역할을 한다.
이상에서, 상기 게이트 배선(117)과 데이터 배선(118)은 서로 교차하여 화소를 정의하고 상기 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 오믹콘택층, 소스/드레인 전극의 적층막은 박막트랜지스터를 이룬다.
계속하여, 상기 데이터 배선(118)을 포함한 전면에 유전율이 낮은 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴 수지 등을 도포하여 30,000Å 두께의 보호막(125)을 형성한다. 보호막(125)이 두껍기 때문에 그 표면은 하부층의 단차와 무관하게 거의 평탄하다.
저유전율의 유기절연물질을 보호막(125)으로 사용할 경우, 하부의 게이트 배선(117) 및 데이터 배선(118)과 이후 형성될 화소전극(122) 간의 커플링 효과(coupling effect)가 최소화된다.
따라서, 화소전극의 패턴을 크게 형성할 수 있어 총 개구면적이 넓어지고 고휘도가 가능하게 된다.
다음, 상기 보호막(125)을 포함한 전면에 유기절연물질을 도포하고 사진식각기술을 이용한 패터닝 과정을 수행하여 격벽(130)을 형성한다.
상기 격벽(130)은 유기절연물질로 형성하되, 감광 특성이 있는 포토 아크릴 등의 유기절연물질을 사용하였을 경우에는 상기 포토 아크릴을 직접 노광하여 패터닝하고, 감광특성이 없는 BCB를 사용하였을 경우에는 포토레지스트를 이용한 식각공정을 통하여 간접적으로 패터닝한다.
그리고, 상기 격벽(130)은 대향기판과 접촉하는 면을 사각형 모양이나 반구형 모양으로 한다. 반구형인 경우, 대향기판과 접촉하는 면적이 줄어들어 마찰력에 의한 불량과 눌림 얼룩이 방지된다.
격벽(130)은 종래의 컬럼 스페이서와 동일한 높이를 가지며 기판과 접촉하는 면적은 컬럼 스페이서보다 작게 형성한다.
종래의 컬럼 스페이서는 한 변의 길이가 12∼14㎛인 반면, 격벽은 한 변의 길이를 3∼5㎛ 로 한다. 이 때, 상기 격벽(130)의 하부 선폭 대비 상부 선폭비는 1.0∼0.5로 하며, 그 접촉각은 40∼50°로 한다.
따라서, 격벽으로서 셀갭을 일정하게 유지 가능하므로 스페이서가 불필요해진다.
또한, 종래에는 컬럼 스페이서의 단차로 인해 발생하는 디스클리네이션( disclination) 영역에까지 블랙 매트릭스를 형성해야 하는 한계가 있었으나, 격벽은 컬럼 스페이서에 비해 그 크기가 작으므로 차광영역을 넓히지 않아도 된다.
상기 격벽(130)을 형성한 후에는 전면에 ITO를 증착하고 포토식각기술로 패터닝하여 상기 박막트랜지스터(120)의 드레인 전극과 연결되는 화소전극(122)을 형성한다.
이 때, 상기 격벽(130)에 의해 화소전극의 잔류물에 의한 쇼트가 발생할 염려가 없고, 화소전극간의 커플링 효과를 최소화할 수 있으므로 화소전극의 크기를 최대로 할 수 있다. 한편, 상기 화소전극(122)을 형성한 이후, 격벽(130)을 형성할 수도 있을 것이다.
마지막으로, 도시하지는 않았으나 상기 화소전극을 포함한 전면에 PI계 고분자 물질을 인쇄하여 배향막을 형성하고 러빙처리 또는 광조사하여 배향처리한다.
이 때, 러빙처리와 같은 접촉방식의 배향처리시, 러빙포와 배향막의 마찰에 의해 패널에 전하가 죽적될 수 있는데, 상기 격벽을 통해 전하가 분산되므로 정전기 문제가 해소되고, 패널에 축적된 전하에 기인하는 잔상이 제거된다.
한편, 전면에 보호막을 형성한 상기 실시예에서와 달리, 도 5a 및 도 5b에서 와 같이, 게이트 배선(117) 및 데이터 배선(118) 상부에만 보호막(125)을 형성하고, 그 보호막 상에 격벽(130)을 형성할 수도 있다.
즉, 데이터 배선(118)을 포함한 전면에 보호막(125)을 도포하고 게이트 배선(117) 및 데이터 배선(118) 상부에만 보호막(125)이 남도록 패터닝한 뒤, 보호막(125)을 포함한 전면에 유기절연물질을 도포하고 패터닝하여 배선 상부의 보호막(125) 상에 격벽(130)을 형성한다.
그리고, 도시하지는 않았으나, 보호막과 격벽을 일체형으로 형성할 수도 있다.
즉, 데이터 배선을 포함한 전면에 유기절연막을 두텁게 형성하고 게이트 배선 및 데이터 배선 상부를 마스크로 블로킹하여 언더 식각(under etching)한다. 식각되지 않은 부분은 보호막과 격벽이 되고, 언더 식각되어 유기절연막이 어느 정도 제거된 부분은 보호막이 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 화소전극과 화소전극 사이에 형성된 격벽에 의해 화소전극의 패턴 불 량 및 화소전극의 잔류물에 의한 쇼트를 방지한다.
둘째, 격벽으로서 셀갭을 일정하게 유지가능하므로 스페이서가 불필요해진다. 따라서, 기존의 볼 스페이서에 의한 PI스크래치 문제와 컬럼 스페이서의 제작에 의한 번거로움이 해소된다.
셋째, 저유전율 특성의 격벽에 의해 화소전극간의 커플링 효과가 최소화되므로 기생용량에 기인한 화상얼룩 문제가 해결된다.
넷째, 보호막을 유기절연막으로 형성함으로써 화소전극과 배선간의 커플링 효과가 최소화되므로, 화소전극의 패턴을 크게 형성할 수 있고 그에 따라 개구면적의 극대화와 함께 고휘도가 가능하게 된다.
다섯째, 러빙처리와 같은 접촉방식의 배향처리시, 러빙포와 배향막의 마찰에 의해 패널에 전하가 축적되는데, 상기 격벽을 통해 전하가 분산되므로 정전기 문제가 해소되고 패널에 축적된 전하에 기인하는 잔상이 제거된다.
여섯째, 보호막을 게이트 배선 및 데이터 배선 상부에만 형성되도록 하고 개구영역의 보호막을 제거함으로써 소자의 휘도를 향상시킬 수 있고 화소전극과 화소전극 사이의 격벽의 위치를 보다 높이 형성할 수 있으며, 이경우 화소전극 간의 쇼트문제를 보다 완벽하게 해결할 수 있다. 그리고, 보호막과 격벽을 일체형으로 형성함으로써 패터닝 공정을 1회 줄일 수 있다.
여섯째, 보호막을 게이트 배선 및 데이터 배선 상부에만 형성되도록 하고 개구영역의 보호막을 제거함으로써 소자의 휘도를 향상시킬 수 있고 화소전극과 화소전극 사이의 격벽의 위치를 보다 높이 형성할 수 있으며, 이경우 화소전극 간의 쇼트문제를 보다 완벽하게 해결할 수 있다. 그리고, 보호막과 격벽을 일체형으로 형성함으로써 패터닝 공정을 1회 줄일 수 있다.
Claims (15)
- 제 1 기판 상에 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선;상기 두 배선의 교차점에 형성된 박막트랜지스터;상기 박막트랜지스터를 포함한 소정 부위에 형성된 보호막;상기 게이트 배선 및 데이터 배선 상부의 보호막 상에 형성된 격벽;상기 보호막 상부의 이웃하는 격벽 사이에 형성된 화소전극;상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과의 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 격벽은 유기절연물질을 재료로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 2 항에 있어서, 상기 유기절연물질은 BCB(Benzocyclobutene) 또는 아크릴 수지인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 제 2 기판과 접촉하는 면이 사각형 형태나 또는 반구형인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 기판 상에 게이트 배선 및 데이터 배선을 교차 형성하는 단계;상기 두 배선의 교차점에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 보호막을 형성하는 단계;상기 게이트 배선 및 데이터 배선 상부의 보호막 상에 격벽을 형성하는 단계;상기 격벽을 형성한 이후, 상기 보호막 상에 화소전극을 형성하는 단계;상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과의 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 격벽은 하부 선폭 대비 상부 선폭비가 1.0∼0.5이고, 그 접촉각이 40∼50°가 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 제 1 ,제 2 기판 사이의 높이를 가지고, 대향하는 기판과의 접촉면의 한 변의 길이가 3∼5㎛가 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 보호막 및 격벽은 유기절연물질을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 보호막과 동일한 패터닝 공정 또는 서로 다른 패터닝 공정에서 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 격벽은 상기 보호막과 동일한 패터닝 공정에서 일체형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 삭제
- 제 5 항에 있어서, 상기 보호막을 형성한 후, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 상부에만 보호막을 남기고 모두 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보호막은 상기 박막트랜지스터를 포함한 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보호막은 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 상부에만 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 14 항에 있어서, 상기 보호막과 격벽은 일체형인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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| CN113109971A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-13 | 合肥京东方显示技术有限公司 | 显示面板与显示装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH075475A (ja) * | 1991-07-15 | 1995-01-10 | Gold Star Co Ltd | 液晶表示素子の製造方法 |
| JPH08271908A (ja) * | 1995-11-28 | 1996-10-18 | Canon Inc | 表示パネル |
| JPH11237639A (ja) * | 1993-05-27 | 1999-08-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
| JP2000122072A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-28 | Toshiba Corp | 液晶表示素子およびその製造方法 |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2694126B2 (ja) * | 1995-02-06 | 1997-12-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP3674953B2 (ja) * | 1997-04-11 | 2005-07-27 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| JP4362882B2 (ja) * | 1999-01-13 | 2009-11-11 | ソニー株式会社 | 液晶パネル、液晶パネルの製造方法および液晶表示装置 |
| JP3498020B2 (ja) * | 1999-09-29 | 2004-02-16 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | アクティブマトリックス基板及びその製造方法 |
| US6620655B2 (en) * | 2000-11-01 | 2003-09-16 | Lg.Phillips Lcd Co., Ltd. | Array substrate for transflective LCD device and method of fabricating the same |
| US6642986B2 (en) * | 2001-04-13 | 2003-11-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Liquid crystal display device having uniform integrated spacers |
-
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-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH075475A (ja) * | 1991-07-15 | 1995-01-10 | Gold Star Co Ltd | 液晶表示素子の製造方法 |
| JPH11237639A (ja) * | 1993-05-27 | 1999-08-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
| JPH08271908A (ja) * | 1995-11-28 | 1996-10-18 | Canon Inc | 表示パネル |
| JP2000122072A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-28 | Toshiba Corp | 液晶表示素子およびその製造方法 |
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