KR100687329B1 - 액정표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FFS(Fringe Field Switch) 모드의 구조에서 단위 화소 또는 인접한 화소에서 공통전극과 화소전극이 상호 대향하는 극성을 갖도록 설계함으로써 잔류 DC성분의 발생 가능성과 그 DC성분의 잔류에 의한 잔상의 발생을 억제시킬 수 있는 액정표시장치와 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치는, 단위 화소가 제 1 및 제 2화소부로 2분할되고, 상기 제 1 및 제 2화소부에는 단위 화소내에서 상기 제 1 및 제 2화소부에 대응적으로 형성되는 제 1 및 제 2공통전극 및 그 제 1 및 제 2공통전극을 위한 단일의 공통배선과, 상기 제 1 및 제 2화소부에 대응적으로 형성되는 제 1 및 제 2화소전극, 상기 제 1 및 제 2화소부를 구동하기 위한 제 1 및 제 2스위칭소자, 그 제 1 및 제 2스위칭소자의 각 게이트전극에 연결되는 하나의 게이트배선, 및, 상기 제 1 및 제 2화소부에 공통적인 신호배선을 갖추어 구성되며, 상기 제 1 및 제 2화소부에서 제 1 ITO의 형성시 상기 제 1화소부에는 제 1공통전극이 형성됨과 더불어 제 2화소부에는 제 2화소전극이 형성되고, 제 2 ITO형성시 제 1화소부에는 제 1화소전극이 형성됨과 더불어 제 2화소부에는 제 2공통전극이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치와 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 종래의 일예에 따른 FFS모드 액정표시장치를 설명하기 위한 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치에 구성된 단위 화소의 단면구조를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도,
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조공정을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치에 구성된 제 1 및 제 2화소부의 단면구조를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
30a,30b: 제 1, 제 2화소부, 32a,32b: 제 1,제 2공통전극,
34a,34b: 제 1, 제 2화소전극, 38: 공통배선,
40: 게이트배선, 42: 신호배선.
본 발명은 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FFS(Fringe Field Switch)모드로 형성되는 단위 픽셀을 2분할구조로 설계하여 잔상억제가 가능하도록 된 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 저소모전력으로 화상표시를 위한 구동이 가능하면서 경박형의 디스플레이로서는 액정표시장치가 개발되어 다양한 분야에서 디스플레이로 채용되는 상황이다.
그러한 액정표시장치는 다수의 화소가 매트릭스어레이로 배열되어 컬러화상을 구현하는 구조로 형성되는 경우 그 다수의 화소를 스위칭구동하기 위한 스위칭소자로서의 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 포함하는 드라이버소자들이 형성되는 액티브패널과, R/F/B컬러의 구현을 위한 컬러필터가 형성된 컬러필터패널 및, 상기 액티브패널과 상기 컬러필터패널의 사이에 주입되어 그래픽신호에 따라 배향 방향이 변경되어 광의 투과 또는 차단을 행하는 액정셀을 포함하게 된다.
그러한 액정표시장치의 일예로서 알려진 FFS모드의 경우에는 스토리지(Storage) 및 공통전극의 역할을 수행하는 하부전극(즉, 제 1의 ITO전극)의 상부에서 제 2의 ITO전극(즉, 화소전극)이 액정에 전위차를 유발하여 음의 액정이 회전하도록 해서 편광판을 통과하면서 진행되는 광이 그 액정을 통과하도록 하여 화상의 재현을 실행하도록 구성되고, 그러한 점에서 그 FFS모드의 액정표시장치는 IPS모드라든지 TN모드의 TFT-LCD에 비해 우수한 시야각을 제공하게 된다.
도 1은 FFS모드의 액정표시장치의 제조공정을 설명하기 위한 도면이다. 먼 저, 글래스기판상에는 공통전극(10)과 화소전극(12)이 패터닝되어 형성되고, 상기 공통전극(10)에는 공통배선(14)이 연속적으로 형성되며, 상기 화소전극(12)에 대해서는 그 화소전극(12)을 스위칭구동하기 위한 스위칭소자(16)가 제공된다.
또, 상기 FFS모드의 액정표시장치에는 상기 화소전극(12)과 상기 스위칭소자(16)의 접촉을 위한 관통공(Via hole)(18)도 제공되고, 상기 스위칭소자(16)의 게이트전극에 게이트구동신호를 인가하기 위한 게이트배선(20) 및 상기 스위칭소자(16)의 소오스전극에 그래픽데이터신호를 인가하기 위한 데이터배선(22)도 갖추어지게 된다.
상기 도 1에 도시된 FFS모드의 액정표시장치는 상기 공통전극(10; 제 1의 ITO전극)을 형성하고나서 절연층 및 관통공(18)을 형성하고나서 상부층으로서 상기 화소전극(12; 제 2의 ITO전극)을 형성하게 된다.
그런데, 도 1에 도시된 FFS모드의 액정표시장치에 따르면 도 2에 나타낸 바와 같이 화소내부에서 1프레임동안에는 상기 공통전극(10)과 상기 화소전극(12)이 동일한 극성(polarity)를 보이게 되고, 그에 따라 동일한 프레임기간에는 항상 동일한 방향의 필드(field)를 갖게 된다.
따라서, 프레임기간마다 필드의 오정합(mismatch)이 발생되고, 이는 잔류DC성분의 유발가능성을 증대시키게 되어 잔상의 원인으로 된다.
또한, 도 2를 참조하면 전극의 모서리 부분은 필드가 집중할 가능성이 높아서 잔류 DC성분의 유발가능성이 더욱 증대되게 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 단위 화소를 2분할하여 동일한 프레임에서 2방향의 필드를 인가함에 따라 프레임별로 잔류DC성분을 화소내에서 상쇄시켜 잔상 유발을 억제시키도록 된 액정표시장치와 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 단위 화소가 제 1 및 제 2화소부로 2분할되고, 상기 제 1 및 제 2화소부에는 단위 화소내에서 상기 제 1 및 제 2화소부에 대응적으로 형성되는 제 1 및 제 2공통전극 및 그 제 1 및 제 2공통전극을 위한 단일의 공통배선과, 상기 제 1 및 제 2화소부에 대응적으로 형성되는 제 1 및 제 2화소전극, 상기 제 1 및 제 2화소부를 구동하기 위한 제 1 및 제 2스위칭소자, 그 제 1 및 제 2스위칭소자의 각 게이트전극에 연결되는 하나의 게이트배선, 및, 상기 제 1 및 제 2화소부에 공통적인 신호배선을 갖추어 구성되며, 상기 제 1 및 제 2화소부에서 제 1 ITO의 형성시 상기 제 1화소부에는 제 1공통전극이 형성됨과 더불어 제 2화소부에는 제 2화소전극이 형성되고, 제 2 ITO형성시 제 1화소부에는 제 1화소전극이 형성됨과 더불어 제 2화소부에는 제 2공통전극이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치가 제공된다.
삭제
바람직하게, 상기 제 1 및 제 2화소부는 동일한 프레임기간에 동일한 화소내에서 상호 다른 극성을 갖게 되고, 후속 프레임에서는 상기 제 1 및 제 2화소부가 반대의 극성을 갖게 된다.
상기 제 1화소부의 신호배선에는 제 1관통공이 형성되어 상기 제 1화소부에서 그 제 1관통공을 통해 제 2 ITO가 상기 신호배선과 연결되는 제 1화소전극을 형성하게 되고, 상기 제 2화소부의 공통배선에는 제 2관통공이 형성되어 상기 제 2화소부에서 그 제 2관통공을 통해 제 2 ITO가 상기 공통배선과 연결되는 제 2공통전극을 형성하게 되며, 상기 제 2화소부에 제 3관통공이 형성되어 상기 제 2화소부에서 그 제 3관통공을 통해 제 2 ITO로 제 1 ITO와 신호배선을 연결하여 상기 제 1 ITO가 제 2화소전극을 형성하도록 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 상호 인접한 제 1화소와 제 2화소에서 상기 제 1화소에서는 제 1 ITO가 공통전극으로 형성됨과 더불어 제 2 ITO가 화소전극으로 형성되며, 상기 제 2화소에서는 제 1 ITO가 화소전극로 형성됨과 더불어 제 2 ITO가 공통전극으로 형성되고, 상기 공통배선과 게이트배선은 상기 제 1 및 제 2화소에 공통적으로 제공되면서 신호배선은 상기 제 1 및 제 2화소에 대해 별개로 형성되어, 상기 제 1 및 제 2화소는 동일한 프레임기간에 상호 다른 극성을 갖게 되고, 후속 프레임에서는 상기 제 1 및 제 2화소가 반대의 극성을 갖도록 된 액정표시장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 양태에 따르면, 글래스기판상에 제 1화소부의 제 1공통전극의 형성과 그 제 1화소부에 인접한 제 2화소부의 제 2화소전극을 형성하기 위한 제 1 ITO(Indium Tin Oxide)를 형성하는 제 1과정; 상기 제 1과정의 수행 후 상기 제 1 및 제 2화소부에 대한 게이트배선과 공통배선을 형성함과 더불어 신호배선 및 복수의 관통공을 형성하는 제 2과정; 및 상기 제 2과정의 실행 후 상기 제 2화소부의 제 2공통전극의 형성과 상기 제 1화소부의 제 1화소전극을 형성하는 제 2 ITO를 형성하는 제 3과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법이 제공된다.
바람직하게, 상기 제 1 및 제 2화소부는 단일의 화소를 2분할하여 정의되거나, 상호 인접한 2개의 화소로 설정된다.
상기 제 2과정에서 상기 제 1화소부의 신호배선에는 제 1관통공이 형성되어 상기 제 1화소부는 그 제 1관통공을 통해 상기 신호배선에 연결하여 상기 제 2 ITO가 제 1화소전극을 형성하게 되고, 상기 제 2화소부의 제 2공통전극에는 제 2관통공이 형성되어 상기 제 2화소부의 제 2 ITO가 그 제 2관통공을 통해 상기 공통배선과 연결되어 상기 제 2공통전극을 형성하게 되며, 상기 제 2화소부에 제 3관통공이 형성되어 상기 제 2화소부에서 그 제 3관통공을 통해 제 2 ITO로 제 1 ITO와 신호배선을 연결하여 상기 제 1 ITO가 제 2화소전극을 형성하도록 된다.
상기 제 1 및 제 2화소부는 동일한 프레임기간에 상호 다른 극성을 갖게 되고, 후속 프레임에서는 상기 제 1 및 제 2화소가 반대의 극성으로 설정된다.
상기한 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 제조방법에 의하면, 단위 화소의 2분할 또는 상호 인접한 화소로 설정되는 제 1 및 제 2화소부에서 제 1 ITO의 형성시에는 제 1 및 제 2화소부의 제 1공통전극과 제 2화소전극을 형성하고 제 2 ITO의 형성시에는 상기 제 1 및 제 2화소부의 제 1화소전극과 제 2공통전극을 형성함으로써 동일한 프레임기간에 그 제 1 및 제 2화소부가 상호 다른 극성을 갖게 되고, 그에 따라 상호 다른 필드가 작용하게 되어 잔류DC성분의 발생가능성이 현저하게 감소됨으로써 잔상의 발생가능성도 최소화될 수 있게 된다.
이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도를 나타내는 바, 본 발명에 따르면 그 액정표시장치를 구성하는 단위 화소는 제 1 및 제 2화소부(30a,30b)로 2분할된 구조를 갖게 된다.
상기 제 1 및 제 2화소부(30a,30b)는 대응하는 제 1 및 제 2공통전극(32a,32b)을 갖춤과 더불어 제 1 및 제 2화소전극(34a,34b)도 갖추게 되고, 상기 제 1 및 제 2화소전극(34a,34b)측에는 상기 제 1 및 제 2화소부(30a,30b)의 구동을 위한 스위칭소자로서의 제 1 및 제 2 TFT소자(36a,36b)가 제공된다.
또, 상기 제 1 및 제 2공통전극(32a,32b)에 대해서는 단일의 공통배선(38)이 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 TFT소자(36a,36b)의 게이트전극에 대해서도 단일의 게이트배선(40)이 제공되며, 상기 제 1 및 제 2화소부(30a,30b)는 단일의 그래픽데이터신호가 인가되는 신호배선(42)을 중심으로 분할된다.
상기한 구성의 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조과정에 대해 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4a에 도시된 공정에서는 글래스기판상에 제 1의 ITO패턴을 형성하는 바, 도면의 좌측에는 제 1공통전극(32a)용의 ITO패턴이 형성되는 반면 그 우측에는 제 2화소전극(34b)용의 ITO패턴이 형성된다.
그 후, 도 4b에 도시된 공정에서는 게이트배선(40)과 공통배선(38)을 형성하고나서 활성층(Active layer)패턴을 형성하게 되고, 그 활성층 패턴의 형성 후 상기 신호배선(42)을 형성하게 된다.
또, 상기 데이터측에 대해 접촉되는 제 1관통공(44)을 형성함과 더불어 상기 공통배선(38)에 접촉되는 제 2관통공(46)과 상기 제 2화소부(30b)에서 제 2 ITO의 형성시 스위칭 소자인 제2TFT 소자(36b)의 드레인에 해당되는 전극과 제 1 ITO를 연결하여 상기 제 1 ITO를 제 2화소전극으로 형성하기 위한 제 3관통공(48)을 형성하게 된다.
이어, 도 4c에 도시된 공정에서는 상기 제 1화소부(30a)는 상기 제 1관통공(44)을 통해 연결하여 제 2 ITO가 제 1화소전극(34a)으로 형성되도록 함과 더불어, 상기 제 2관통공(46)을 통해 제 2화소부(30b)의 제 2 ITO가 공통배선(38)과 연결되도록 하여 제 2 ITO가 제 2공통전극(32b)으로 형성되도록 한다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치에서는 단위 화소가 제 1 및 제 2화소부(30a,30b)로 2분할 형성하면서 신호배선(42)은 상호 공유하게 되며, 제 1 ITO의 형성시 제 1화소부(30a)에는 제 1공통전극(32a)을 형성함과 더불어 상기 제 2화소부(30b)에는 제 2화소전극(34b)이 형성된다.
또, 상기 제 2 ITO형성시 제 1화소부(30a)에는 제 1화소전극(34a)이 형성됨과 더불어 제 2화소부(30b)에는 제 2공통전극(32b)이 형성된다.
따라서, 도 5를 참조하여 본 발명의 액정표시장치를 설명하면 동일한 프레임기간에 동일한 화소내에서 제 1 및 제 2 ITO로 이루어진 제 1 및 제 2화소부(30a,30b)가 상호 다른 극성을 갖게 되고, 그에 따라 상호 다른 필드방향을 갖게 된다.
또, 후속 프레임에서는 상기 제 1 및 제 2화소부(30a,30b)가 반대의 극성을 갖게 된다.
상기한 점으로부터, 본 발명에 따른 액정표시장치에서는 동일한 화소 및 동일한 프레임내에서 필드의 오정합에 의한 잔류 DC유발 가능성이 배제되고, 그에 따라 잔상을 현저하게 최소화할 수 있게 된다.
또, 하나의 단위 화소(30)를 2등분하여 별도의 TFT소자(36a,36b)가 형성됨에 따라 만일 제 1 또는 제 2화소부(30a,30b)가 손상을 받게 되어도 정상적인 하나의 TFT소자가 정상적인 구동이 가능하다면 화소결함이 감소되어 수율의 향상이 가능하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 액정표시장치의 구성을 설명하는 도면으로, 본 실시예에서는 인접한 화소(30,30')를 상기한 실시예의 형태로 형성하게 된다.
즉, 도 6에 따르면 인접한 제 1화소(30)에서는 제 1 ITO가 공통전극(50a)으로 형성됨과 더불어 제 2 ITO가 화소전극(52a)으로 형성되며, 제 2화소(30')에서는 제 1 ITO가 화소전극(52b)로 형성됨과 더불어 제 2 ITO가 공통전극(50b)으로 형성된다.
또, 공통배선(54)과 게이트배선(56)은 상기 제 1 및 제 2화소(30,30')에 공통적으로 제공되면서 신호배선(58)은 제 1 및 제 2화소(30,30')에 대해 별개로 제공된다.
따라서, 도 6에 도시된 구조에서도 상기한 실시예와 동일한 작용 및 기능이 달성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치와 그 제조방법에 의하면, FFS모드의 경우에 하나의 화소를 2분할 하여 공통전극과 화소전극을 상/하 교차적으로 형성하거나 인접한 화소에서 공통전극과 화소전극을 상/하 교차적으로 형성함으로써 동일한 프레임에서 상호 다른 극성을 갖게 됨에 따라 상호 다른 필드방향을 갖게 되고, 그에 따라 잔류DC성분의 유발이 억제되어 잔상의 억제효과를 얻을 수 있게 된다.
또, 하나의 화소를 2분할하는 경우에는 화소결함의 감소효과가 얻어지고, 그에 따라 수율의 향상이 기대된다.

Claims (10)

  1. 단위 화소가 제 1 및 제 2화소부로 2분할되고,
    상기 제 1 및 제 2화소부에는 단위 화소내에서 상기 제 1 및 제 2화소부에 대응적으로 형성되는 제 1 및 제 2공통전극 및 그 제 1 및 제 2공통전극을 위한 단일의 공통배선과, 상기 제 1 및 제 2화소부에 대응적으로 형성되는 제 1 및 제 2화소전극, 상기 제 1 및 제 2화소부를 구동하기 위한 제 1 및 제 2스위칭소자, 그 제 1 및 제 2스위칭소자의 각 게이트전극에 연결되는 하나의 게이트배선, 및, 상기 제 1 및 제 2화소부에 공통적인 신호배선을 갖추어 구성되며,
    상기 제 1 및 제 2화소부에서 제 1 ITO의 형성시 상기 제 1화소부에는 제 1공통전극이 형성됨과 더불어 제 2화소부에는 제 2화소전극이 형성되고, 제 2 ITO형성시 제 1화소부에는 제 1화소전극이 형성됨과 더불어 제 2화소부에는 제 2공통전극이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2화소부는 동일한 프레임기간에 동일한 화소내에서 상호 다른 극성을 갖게 되고, 후속 프레임에서는 상기 제 1 및 제 2화소부가 반대의 극성을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 상호 인접한 제 1화소와 제 2화소에서 상기 제 1화소에서는 제 1 ITO가 공통전극으로 형성됨과 더불어 제 2 ITO가 화소전극으로 형성되며, 상기 제 2화소에서는 제 1 ITO가 화소전극로 형성됨과 더불어 제 2 ITO가 공통전극으로 형성되고, 상기 공통배선과 게이트배선은 상기 제 1 및 제 2화소에 공통적으로 제공되면서 신호배선은 상기 제 1 및 제 2화소에 대해 별개로 형성되어, 상기 제 1 및 제 2화소는 동일한 프레임기간에 상호 다른 극성을 갖게 되고, 후속 프레임에서는 상기 제 1 및 제 2화소가 반대의 극성을 갖도록 된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 글래스기판상에 제 1화소부의 제 1공통전극의 형성과 그 제 1화소부에 인접한 제 2화소부의 제 2화소전극을 형성하기 위한 제 1 ITO(Indium Tin Oxide)를 형성하는 제 1과정;
    상기 제 1과정의 수행 후 상기 제 1 및 제 2화소부에 대한 게이트배선과 공통배선을 형성함과 더불어 신호배선 및 복수의 관통공을 형성하는 제 2과정; 및
    상기 제 2과정의 실행 후 상기 제 2화소부의 제 2공통전극의 형성과 상기 제 1화소부의 제 1화소전극을 형성하는 제 2 ITO를 형성하는 제 3과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2화소부는 단일의 화소를 2분할하여 정의되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2화소부는 상호 인접한 2개의 화소인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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