KR100687350B1 - 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전경선 발생을 방지할 수 있는 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 및 그 제조방법에 관해 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는, 투명기판 상에 형성된 각각이 바 형상인 보조 화소전극; 상기 보조 화소전극을 포함한 투명기판 상에 형성된 절연막; 상기 절연막 상에 형성된 카운터전극; 상기 카운터전극을 포함한 절연막 상에 형성된 보호막; 상기 절연막 및 보호막에 형성되며, 상기 각각의 보조 화소전극을 노출시키는 콘택홀; 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 콘택홀을 통해 상기 보조 화소전극과 연결된 다수의 슬릿을 구비한 슬릿 형상의 화소전극;을 포함하며, 상기 바 형상의 보조 화소전극은 화소전극 슬릿의 양측 에지부위 각각과 오버랩하는 위치에 배치되어 상기 화소전극의 슬릿 에지부위에서의 전경선 발생을 방지하도록 역할하는 것을 특징으로 한다.

Description

울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 및 그 제조방법{ULTRA FRINGE FIELD SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

도 1은 종래 기술에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 평면도.

도 2는 도 1에서 화소구조 만을 도시한 평면도.

도 3은 종래 기술에 따른 문제점을 설명하기 위한 전경선이 발생된 픽셀사진.

도 4는 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치에 있어서, 화소구조를 도시한 평면도.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 도 4의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 공정단면도.

도 6, 도 7 및 도 8은 각각 도 5a, 도 5d 및 도 5e에 대응하는 평면도.

도 9는 도 8의 A부분에 대한 확대도.

본 발명은 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 휘도를 향상시킬 수 있는 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

프린지 필드(fringe field)에 의해 동작되는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(Fringe Field Switching Mode Liquid Crystal Display : 이하, FFS 모드 LCD)는 인 플레인 스위칭(In Plain Switching : 이하, IPS) 모드 LCD의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여 제안되었고, 대한민국 특허출원 98-9243호로 출원되었다.

이러한 FFS 모드 LCD는, 도시하지는 않았으나, IPS 모드 LCD와 비교해서 카운터 전극과 화소 전극을 투명 전도체로 형성하면서 상기 카운터 전극과 화소전극 사이의 간격을 하부기판과 상부기판 간의 간격보다 좁게 형성하여, 상기 카운터 전극과 화소전극 사이에서 프린지 필드가 형성되도록 하고, 이 프린지 필드에 의해 전극들 상부에 존재하는 액정분자들이 모두 동작되도록 함으로써 개구율 및 투과율을 향상시킨 LCD이다.

한편, 이와 같은 FFS 모드 LCD는 개구율 및 투과율의 향상을 얻을 수 있으나, 액정의 유전율 이방성 특성으로 인해 여전히 색도 차이가 발생된다.

이에, 액정의 유전율 이방성에 기인하는 색도 차이를 보상해주기 위해 울트라-FFS(이하, U-FFS) 구조가 제안되었고, 도 1 및 도 2에 그 구조를 도시하였다.

도 1은 종래 기술에 따른 U-FFS 구조를 보인 평면도이고, 도 2는 화소구조만을 도시한 평면도이다.

종래 기술에 따른 U-FFS 구조에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 화소전극(20) 은 슬릿 형태로 구성되되, 공통버스라인(16)을 중심으로 해서 상, 하의 슬릿들이 수평으로 배열된다.

이와 같은 U-FFS 구조에 따르면, 전계에 의한 액정의 비틀림이 상기 공통버스라인(16)의 상측과 하층에서 서로 반대방향이 되기 때문에 액정의 유전율 이방성 에 의해 푸른 빛 계열(bluish) 또는 노란 빛 계열(yellowish)로 색도가 이동되는 것을 보상할 수 있으며, 이에 따라, 전형적인 FFS 구조에서 보다 개선된 화면품위를 얻을 수 있다.

도 1에서, 미설명된 도면부호 10은 게이트버스라인, 12는 데이타버스라인, 14는 박막 트랜지스터, 그리고, 18은 카운터전극을 각각 나타낸다.

삭제

그러나, 종래의 기술에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 화소전극의 슬릿 에지부위에서 액정 이상 배열이 일어나 전경선(Disclination line)이 발생되는 바, 이러한 전경선에 의해 화면 품위 저하가 초래된다. 여기서, 상기 전경선은 블랙 매트릭스의 전계 왜곡이 없을 경우에는 러빙방향에 관계없이 화소전극의 슬릿 에지부위 양쪽에서 발생되며, 블랙 매트릭스의 전계 왜곡이 있을 경우에는 러빙 시작방향에서 주로 발생된다.

한편, 종래에는 화소전극에 있어서 슬릿의 에지 부위 형상의 최적화와 블랙 매트릭스와 에지 사이의 거리 변경을 통해 상기 문제점을 개선시키려 하였으나, 실질적으로 슬릿 구조상 에지 부위의 전경선 발생을 막을 수는 없었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 화소전극의 슬릿 에지부위인 전경선이 발생되는 영역을 없앰으로써 전경선 발생을 방지할 수 있는 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

삭제

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는, 투명기판 상에 형성된 각각이 바 형상인 보조 화소전극; 상기 보조 화소전극을 포함한 투명기판 상에 형성된 절연막; 상기 절연막 상에 형성된 카운터전극; 상기 카운터전극을 포함한 절연막 상에 형성된 보호막; 상기 절연막 및 보호막에 형성되며 상기 각각의 보조 화소전극을 노출시키는 콘택홀; 상기 보호막 상에 형성되며 상기 콘택홀을 통해 상기 보조 화소전극과 연결된 다수의 슬릿을 구비한 슬릿 형상의 화소전극;을 포함하며, 상기 바 형상의 보조 화소전극은 화소전극 슬릿의 양측 에지부위 각각과 오버랩하는 위치에 배치되어 상기 화소전극의 슬릿 에지부위에서의 전경선 발생을 방지하도록 역할하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘택홀은 상기 각각의 보조 화소전극 상에서 지그재그 형태로 배열되게 다수개가 형성된다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 제조방법은, 투명기판 상에 바 형상의 보조 화소전극을 형성하는 단계; 상기 보조 화소전극을 포함한 투명기판 상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막 상에 카운터전극을 형성하는 단계; 상기 카운터전극을 포함한 절연막 상에 보호막을 형성하는 단계; 상기 보호막 및 절연막을 식각하여 상기 보조 화소전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 보조 화소전극과 연결되고, 다수의 슬릿을 갖는 슬릿 형상의 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 바 형상의 보조 화소전극은 화소전극 슬릿의 양측 에지부위 각각과 오버랩하는 위치에 배치되도록 형성해서 상기 화소전극의 슬릿 에지부위에서의 전경선 발생이 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 콘택홀은 각각의 보조 화소전극 상에서 지그재그 형태로 배열되게 다수개를 형성한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치에 있어서, 화소구조를 도시한 평면도이다.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 도 4의 Ⅴ-Ⅴ'선에 따른 공정단면도이다.

도 6, 도 7 및 도 8은 각각 도 5a, 도 5d 및 도 5e에 대응하는 평면도이고, 도 9는 도 8의 A부분에 대한 확대도이다.

본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는, 도 4 및 도 5e에 도시된 바와 같이, 투명한 절연 기판(100) 상의 단위 화소 내에 형성된 각각이 바(Bar) 형상인 보조 화소전극들(102)과, 상기 보조 화소전극들(102)을 포함한 기판(100) 상에 형성된 절연막(104)과, 상기 절연막(104) 상의 단위 화소 내에 형성된 카운터전극(106)과, 상기 카운터전극(106)을 포함한 절연막(104) 상에 형성된 보호막(108)과, 상기 절연막(104) 및 보호막(108)에 각각의 보조 화소전극(102)을 노출시키도록 형성된 콘택홀(109), 그리고, 상기 보호막(108) 상의 단위 화소 내에 상기 콘택홀(109)을 통해 보조 화소전극(102)과 연결되게 형성되고 다수의 슬릿을 구비한 슬릿 형상을 가진 화소전극(110)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 제조하기 위하여 다음과 같은 공정을 진행한다.
먼저, 도 5a 및 도 6에 도시된 바와 같이, 투명한 절연 기판 상에 제1투명도전막을 형성한 후, 상기 제1투명도전막을 패터닝하여 단위 화소 내에 배치되게 바 타입의 보조 화소전극들(102)을 형성한다. 여기서, 상기 바 타입의 보조 화소전극들(102)은 이후에 설명하겠지만 단위 화소 내에서 화소전극 슬릿의 양측 에치부위 각각과 오버랩되는 위치에 배치되도록 형성한다.

다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 보조 화소전극들(102)이 형성된 기판의 전면 상에 절연막(104)을 형성한다. 그런다음, 상기 절연막(104) 상에 금속도전막(미도시)을 형성한 후, 이를 패터닝하여 단위 화소 내에 배치되게 카운터전극(106)을 형성한다.

이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 카운터전극(106)을 포함한 절연막(104) 상에 보호막(108)을 형성한다.
그런다음, 도 5d 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(108) 및 절연막(104)을 식각하여 보조 화소전극들(102)을 노출시키는 콘택홀(109)을 형성한다. 이때, 상기 콘택홀(109)은 각각의 보조 화소전극(102) 상에서 지그재그 형태로 배열되게 다수개를 형성한다.

그 다음, 도 5e, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 콘택홀(109)을 포함한 보호막(108) 상에 제2투명도전막을 형성한 후, 이를 패터닝하여 단위 화소 내에 배치되면서 내부에 다수의 슬릿을 가지고, 또한, 상기 콘택홀(109)을 통해 보조 화소전극(102)과 연결되는 슬릿형의 화소전극(110)을 형성한다. 이때, 상기 슬릿형의 화소전극(110)은 내부에 구비되는 슬릿들의 양측 에지부위가 이미 형성되어 있는 보조 화소전극들(102) 각각과 오버랩되도록 형성한다.

따라서, 본 발명에 따른 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 바 형상의 보조 화소전극을 화소전극 슬릿의 양측 에지부위 각각과 오버랩하는 위치에 배치되도록 형성하면서 화소전극과 전기적으로 연결시키기 때문에 종래 화소전극 구조의 슬릿 에지부가 제거되고, 이에 따라, 본 발명은 종래 화소전극 구조의 슬릿 에지부위에서 발생되는 전경선을 없앨 수 있다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 카운터전극 하부에 화소전극과 연결되는 보조 화소전극을 형성시켜, 기존 화소전극 구조의 슬릿 에지부위를 없앰으로써, 기존 화소전극 구조의 슬릿 에지부위에서 발생되는 전경선을 없앨 수 있다.

따라서, 본 발명은 전경선 발생으로 인한 불량을 최소하고, 휘도 및 투과율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 투명기판 상에 형성된 각각이 바 형상인 보조 화소전극;

   상기 보조 화소전극을 포함한 투명기판 상에 형성된 절연막;

   상기 절연막 상에 형성된 카운터전극;

   상기 카운터전극을 포함한 절연막 상에 형성된 보호막;

   상기 절연막 및 보호막에 형성되며, 상기 각각의 보조 화소전극을 노출시키는 콘택홀;

   상기 보호막 상에 형성되며, 상기 콘택홀을 통해 상기 보조 화소전극과 연결된 다수의 슬릿을 구비한 슬릿 형상의 화소전극;을 포함하며,

   상기 바 형상의 보조 화소전극은 화소전극 슬릿의 양측 에지부위 각각과 오버랩하는 위치에 배치되도록 형성되어 상기 화소전극의 슬릿 에지부위에서의 전경선 발생을 방지하도록 역할하는 것을 특징으로 하는 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 콘택홀은 상기 각각의 보조 화소전극 상에서 지그재그 형태로 배열되게 다수개가 형성된 것을 특징으로 하는 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치.
3. 투명기판 상에 바 형상의 보조 화소전극을 형성하는 단계;

   상기 보조 화소전극을 포함한 투명기판 상에 절연막을 형성하는 단계;

   상기 절연막 상에 카운터전극을 형성하는 단계;

   상기 카운터전극을 포함한 절연막 상에 보호막을 형성하는 단계;

   상기 보호막 및 절연막을 식각하여 상기 보조 화소전극을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계;

   상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 통해 보조 화소전극과 연결되고, 다수의 슬릿을 갖는 슬릿 형상의 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하며,

   상기 바 형상의 보조 화소전극은 화소전극 슬릿의 양측 에지부위 각각과 오버랩하는 위치에 배치되도록 형성해서 상기 화소전극의 슬릿 에지부위에서의 전경선 발생이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 콘택홀은 각각의 보조 화소전극 상에서 지그재그 형태로 배열되게 다수개를 형성하는 것을 특징으로 하는 울트라 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 제조방법.

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