KR100724484B1 - Liquid crystal display device and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구을 향상을 꾀할 수 있도록 한 멀티도메인 수직배향모드(Vertical Alignment Mode) 액정표시소자에 관한 것이다. 본 발명,은 제1기판과, 제1기판에 대향 부착되어 있는 제2기판 및 제1기판과 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시소자에 있어서, 제1기판 상에 상호 교차하도록 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 화소영역에 형성되어 있으며, 일영역이 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 액정제어전극라인과; 액정제어전극라인을 덮도록 화소영역에 형성되어 있으며, 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 액정제어전극라인과 일부 중첩되도록 형성된 제1슬릿과 액정제어전극라인과 중첩되지 않도록 형성된 제2슬릿이 형성된 화소전극을 포함하며, 제1슬릿은 복수개로 마련되어 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 액정제어전극라인 중 폭이 확장된 영역에 대응하여 위치하도록 상호 일정한 간격으로 이격되어 연속적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-domain vertical alignment mode liquid crystal display device capable of improving the aperture. The present invention relates to a liquid crystal display device comprising a first substrate, a second substrate opposed to the first substrate, and a liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate, wherein the liquid crystal display element crosses each other on the first substrate. A gate line and a data line formed to define a plurality of pixel regions; A liquid crystal control electrode line formed in the pixel region and having one region having a different width; A pixel electrode having a first slit formed in the pixel area to cover the liquid crystal control electrode line and partially overlapping the liquid crystal control electrode line formed to have a different width and a second slit formed so as not to overlap the liquid crystal control electrode line; It includes a plurality of first slits are characterized in that the liquid crystal control electrode lines formed to have a plurality of different widths are continuously spaced apart from each other at regular intervals so as to correspond to the extended region.
멀티도메인, 슬릿, 전계왜곡, 개구율 Multi Domain, Slit, Field Distortion, Opening Ratio
Description
도 1는 종래 슬릿을 이용한 멀티도메인 액정표시소자에 있어서 단위화소의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이고,1 is a view schematically showing a cross section of a unit pixel in a multi-domain liquid crystal display device using a conventional slit,
도 2는 종래의 돌기를 이용한 멀티도메인 액정표시소자에 있어서 단위화소의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며,2 is a view schematically showing a cross section of a unit pixel in a multi-domain liquid crystal display device using a projection.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 멀티도메인 액정표시소자를 나타낸 것으로, 도 3a는 단위화소를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I'의 단면을 나타낸 단면도이고,3A and 3B illustrate a multi-domain liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view schematically illustrating a unit pixel, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 3A. Section,
도 4는 본 발명에 의한 시야각 보상원리를 설명하기 위한 도면이며,4 is a view for explaining the viewing angle compensation principle according to the present invention,
도 5는 슬릿과 대응하는 영역에 형성된 액정제어전극을 나타낸 것으로, 특히, 상기 액정제어전극이 게이트절연막 위에 형성된 것을 나타낸 단면도이고,5 is a cross-sectional view showing a liquid crystal control electrode formed in a region corresponding to a slit, in particular, the liquid crystal control electrode formed on a gate insulating film
도 6은 광투과율 및 개구율을 향상시킬 수 있는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 단위화소를 개략적으로 나타낸 평면도이며,6 is a plan view schematically showing a unit pixel for explaining a second embodiment of the present invention capable of improving light transmittance and aperture ratio,
도 7a 내지 도 7c는 상기 제1슬릿과 제1액정제어전극라인의 확대도면으로, 도 7a는 도 6에서 A의 확대도면이고, 도 7b는 도 7a의 II-II'의 단면도이고, 도 7c는 도 7a의 III-III'의 단면도이고,7A to 7C are enlarged views of the first slit and the first liquid crystal control electrode line, FIG. 7A is an enlarged view of A in FIG. 6, FIG. 7B is a cross-sectional view of II-II ′ of FIG. 7A, and FIG. 7C Is a cross-sectional view of III-III 'of FIG. 7A,
도 8은 도 7a에 해당하는 영역을 포함하는 화소 내에서의 등전위선을 나타낸 도면이고,FIG. 8 is a diagram illustrating an equipotential line in a pixel including an area corresponding to FIG. 7A.
도 9a 및 도 9b는 블랙모드에서의 빛샘영역과 화이트모드에서의 빛차단영역을 각각 보여주는 이미지이고,9A and 9B are images showing light leakage regions in a black mode and light blocking regions in a white mode, respectively.
도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 제3 및 제4실시예을 각각 나타낸 도이며,10 and 11 are views showing the third and fourth embodiments according to the present invention, respectively.
도 12a 내지 도 12c는 제2실시예에 따르는 액정표시소자의 제조방법을 나타낸 공정평면도이다.12A to 12C are process plan views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a second embodiment.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
110 : 제1기판 101 : 게이트라인
102a : 소스 전극 102b : 드레인 전극
103 : 데이터라인 105 : 반도체층
107 : 드레인 컨택홀 109 : 박막트랜지스터
111 : 액정제어전극라인 113 : 화소전극
114 : 슬릿 120 : 제2기판
121 : 블랙매트릭스 123 : 컬러필터
125 : 공통전극 211a : 제1액정제어전극라인
211b : 제2액정제어전극라인 214a : 제1슬릿*** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
110: first substrate 101: gate line
102a:
103: data line 105: semiconductor layer
107: drain contact hole 109: thin film transistor
111: liquid crystal control electrode line 113: pixel electrode
114: slit 120: second substrate
121: Black matrix 123: Color filter
125:
211b: second liquid crystal
214b : 제2슬릿214b: second slit
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본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히, 광시야각을 구현하고 개구율 향상을 꾀할 수 있도록 한 멀티도메인 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a multi-domain liquid crystal display device and a method of manufacturing the same to realize a wide viewing angle and improve aperture ratio.
고화질, 저전력의 평판표시소자(flat panel display device)로서 주로 액정표시소자가 사용되고 있다. 액정표시소자는 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향하여 균일한 간격을 갖도록 합착되며, 그 박막트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 액정층이 형성된다.Liquid crystal display devices are mainly used as flat panel display devices having high quality and low power. The liquid crystal display device is bonded so that the thin film transistor array substrate and the color filter substrate face each other at uniform intervals, and a liquid crystal layer is formed between the thin film transistor array substrate and the color filter substrate.
박막트랜지스터 어레이기판은 화소들이 매트릭스 형태로 배열되며, 그 단위화소에는 박막트랜지스터, 화소전극 및 커패시터가 형성되고, 상기 컬러필터 기판은 상기 화소전극과 함께 액정층에 전계를 인가하는 공통전극과 실제 칼라를 구현하는 RGB 컬러필터 및 블랙매트릭스가 형성되어 있다.In the thin film transistor array substrate, pixels are arranged in a matrix form, and a thin film transistor, a pixel electrode, and a capacitor are formed in a unit pixel, and the color filter substrate is a common electrode and an actual color for applying an electric field to the liquid crystal layer together with the pixel electrode. An RGB color filter and a black matrix are formed to implement the.
한편, 상기 박막트랜지스터 어레이기판과 컬러필터기판의 대향면에는 배향막이 형성되고, 러빙이 실시되어 상기 액정층이 일정한 방향으로 배열되도록 한다. 이때, 액정은 박막트랜지스터 어레이 기판의 단위 화소별로 형성된 화소전극과 컬러필터 기판의 전면에 형성된 공통전극 사이에 전계가 인가될 경우에 유전 이방성에 의해 회전함으로써, 단위화소별로 빛을 통과사키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다. 그러나, 상기와 같은 트위스트 네마틱 모드(twisted nematic mode) 액정표시소자(liquid crystal display device)는 시야각이 좁다는 단점이 있다. 이것은 액정분자의 굴절율 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로, TN 모드의 경우 좌우방향의 시야각에 대해서는 광투과도가 대칭적으로 분포하지만, 상하방향에 대해서는 광투과도가 비대칭적으로 분포하기 때문에 상하방향의 시야각에서 는 이미지가 반전되는 범위가 발생되어 시야각이 좁아지게 되는 것이다.On the other hand, an alignment layer is formed on the opposite surface of the thin film transistor array substrate and the color filter substrate, and rubbing is performed so that the liquid crystal layer is arranged in a constant direction. In this case, the liquid crystal is rotated by dielectric anisotropy when an electric field is applied between the pixel electrode formed for each unit pixel of the thin film transistor array substrate and the common electrode formed on the front surface of the color filter substrate, thereby passing or blocking light per unit pixel. Characters or images are displayed. However, the above-described twisted nematic mode liquid crystal display device has a disadvantage in that the viewing angle is narrow. This is due to the refractive anisotropy of the liquid crystal molecules. In the TN mode, light transmittance is symmetrically distributed in the left and right viewing angles, but light transmittance is asymmetrically distributed in the vertical direction. In the viewing angle, an inverted range of the image is generated to narrow the viewing angle.
이러한 시야각 문제를 해결하기 위하여 보상필름으로 시야각을 보상하는 필름보상형 모드와, 화소를 여러 도메인으로 나눠 도메인 각각의 주시야각 방향을 달리하여 시야각을 보상하는 멀티도메인 모드와, 동일 기판 상에 두개의 전극을 위치시켜 수평방향의 전계가 형성되도록 하는 수평전계모드 그리고, OCB모드(Optically Compensated Birefringence Mode)와 같은 액정표시소자가 제안되고 있다.In order to solve the viewing angle problem, a film compensation mode for compensating the viewing angle with a compensation film, a multi-domain mode for compensating the viewing angle by dividing a pixel into multiple domains and changing the viewing angle of each domain, and two on the same substrate Background Art A liquid crystal display device such as a horizontal electric field mode in which an electrode is formed to form a horizontal electric field, and an OCB mode (Optically Compensated Birefringence Mode) has been proposed.
한편, 수직배향(VA:Vertical Alignment)모드 액정표시소자는 유전율 이방성이 음인 네거티브형(negative type) 액정과 수직배향막을 이용하는 것으로, 전압이 인가되지 않는 상태에서는 액정분자의 장축이 배향막 평면에 수직 배열하게 하고 기판에 부착되어 있는 편광판의 편광축을 상기 액정분자의 장축과 수직하게 배치하여 흑색바탕모드(normally black mode)를 표시하도록 한다. 반면에, 전압이 인가되면 네거티브형 액정분자의 전계에 대해 비스듬하게 배향하는 성질에 의해, 액정분자의 장축이 배향막 평면의 수직방향에서 배향막 평면쪽으로 움직이게하여 빛을 투과시킨다.On the other hand, the vertical alignment (VA) mode liquid crystal display uses a negative type liquid crystal having a negative dielectric anisotropy and a vertical alignment layer. In the state where no voltage is applied, the long axes of the liquid crystal molecules are vertically aligned with the plane of the alignment layer. The polarization axis of the polarizer attached to the substrate is arranged perpendicular to the long axis of the liquid crystal molecules so as to display a normally black mode. On the other hand, when a voltage is applied, the long axis of the liquid crystal molecules is shifted from the vertical direction of the alignment film plane to the alignment film plane to transmit light due to the property of being oriented obliquely with respect to the electric field of the negative liquid crystal molecule.
이와같은 수직배향 액정표시장치는 기판 상에 부수전극(side-electrode), 돌기(rib)등의 구조물 또는 슬릿(slit)을 형성함으로써, 액정층에 발생되는 전계를 왜곡시켜 액정분자의 방향자를 원하는 방향으로 위치시킬 수 있다. 상기 예로서는, PVA(Pattern Vertical Alignment), MVA(Multi-damain Vertical Alignment) 등이 있다.Such a vertically aligned liquid crystal display device forms a structure or a slit such as a side electrode, a rib, or the like on a substrate, thereby distorting an electric field generated in the liquid crystal layer so that the director of the liquid crystal molecules is desired. Can be positioned in a direction. Examples include Pattern Vertical Alignment (PVA), Multi-damain Vertical Alignment (MVA), and the like.
도 1 및 도 2는 종래 멀티도메인을 이용하여 시야각을 향상시킨 수직배향모 드(Vertical Alignment Mode) 액정표시소자의 단위화소의 단면을 개략적으로 나타낸 것으로, 도 1은 전계왜곡수단으로써, 슬릿만을 이용한 액정표시소자이고, 도 2는 돌기를 이용한 액정표시소자이다.1 and 2 schematically illustrate a cross-section of a unit pixel of a vertical alignment mode liquid crystal display device having an improved viewing angle using a conventional multi-domain. FIG. 1 shows only a slit as an electric field distortion means. 2 is a liquid crystal display device, and FIG. 2 is a liquid crystal display device using projections.
도면에 도시된 바와 같이, 종래 수직배향모드(Vertical Alignment Mode) 액정표시소자액정표시소자(10)는, 제1 및 제2기판(1,2) 그리고, 상기 제1기판(1)과 제2기판(2) 사이에 형성된 액정층(9)으로 구성된다.As shown in the figure, the conventional vertical alignment mode liquid crystal display device liquid
도면에 상세하게 도시하지는 않았지만, 상기 제1기판(1) 상에는 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차영역에는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 그리고, 화소영역에는 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소전극(3)이 형성되어 있다. Although not shown in detail in the drawing, a plurality of gate lines and data lines are formed on the
상기 제2기판(2) 상에는 상기 화소전극(3)과 함께 전계를 발생시켜 액정분자(9)를 구동시키는 공통전극(4)이 형성되어 있다. 또한, 도면에 상세하게 도시하지는 않았지만, 상기 게이트/데이터라인 및 박막트랜지스터에서 누설되는 빛을 차단하는 블랙매트릭스와 칼라를 구현하는 컬러필터가 형성되어 있다.The
그리고, 상기 화소전극(3) 및 공통전극(4)에는 전계왜곡을 일으키기 위한 슬릿(6a,6b)이 각각 형성되어 있다. In addition, slits 6a and 6b are formed in the
상기 화소전극(3) 및 공통전극(4)에 형성된 슬릿(6a,6b)은 상기 화소전극(3) 및 공통전극(4)에 사이에 형성되는 전계를 왜곡시켜, 도메인을 여러영역으로 분할함으로써, 멀티도메인을 구현하게 된다. 이때, 상기 제2기판(2)에 돌기(8)를 형성 할 수도 있다(도 2참조). The
상기한 바와 같이 구성된 종래 액정표시소자는, 화소전극(3) 및 공통전극(4)에 문턱치 이상의 전압을 걸어주면, 장축이 기판 평면에 수직하게 배열되어 있던 액정분자가 장축이 수평방향으로 기울어지게 되는데, 이때, 상기 슬릿(6b) 또는 돌기(8)의 작용에 의해 전기장이 왜곡되어 액정분자가 슬릿(6b) 또는 돌기(8)를 중심으로 서로다른 방향으로 배열된다. 이로인해, 액정방향자가 서로 마주보게 되어 시야각이 보상됨으로써, 광시야각을 구현할 수가 있다.In the conventional liquid crystal display device configured as described above, when a voltage equal to or greater than a threshold is applied to the
그러나, 종래 액정표시소자는 제1 및 제2기판이 정확하게 합착되지 않아서, 상기 화소전극에 형성된 슬릿과 공통전극에 형성된 슬릿 또는 돌기의 위치가 어긋난 경우, 도메인의 면적비가 달라져 시야각 특성이 악화되고, 표시품질이 떨어지는 문제점이 있었다.However, in the conventional liquid crystal display device, when the first and second substrates are not bonded correctly, when the positions of the slits formed on the pixel electrode and the slits or projections formed on the common electrode are shifted, the area ratio of the domain is changed so that the viewing angle characteristic is deteriorated. There was a problem of poor display quality.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 제1기판 및 제2기판의 오정렬(mis align)에 의한 시야각 특성악화를 방지할 수 있는도록 한 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of preventing deterioration of viewing angle characteristics due to misalignment of the first substrate and the second substrate. It is to provide a manufacturing method.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제2기판에만 전계를 왜곡하기 위한 수단인 슬릿과 액정제어전극라인을 형성함으로써, 시야각이 개선된 멀티도메인 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-domain liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, by forming a slit and a liquid crystal control electrode line which are means for distorting an electric field only on a second substrate.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 액정제어전극라인의 형성면적을 줄임으로써, 개구율을 향상된 멀티도메인 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a multi-domain liquid crystal display device having an improved aperture ratio by reducing the formation area of the liquid crystal control electrode line, and a method of manufacturing the same.
상기한 목적은, 본 발명에 따라, 제1기판과, 제1기판에 대향 부착되어 있는 제2기판 및 제1기판과 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시소자에 있어서, 제1기판 상에 상호 교차하도록 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 화소영역에 형성되어 있으며, 일영역이 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 액정제어전극라인과; 액정제어전극라인을 덮도록 화소영역에 형성되어 있으며, 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 액정제어전극라인과 일부 중첩되도록 형성된 제1슬릿과 액정제어전극라인과 중첩되지 않도록 형성된 제2슬릿이 형성된 화소전극을 포함하며, 제1슬릿은 복수개로 마련되어 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 액정제어전극라인 중 폭이 확장된 영역에 대응하여 위치하도록 상호 일정한 간격으로 이격되어 연속적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자에 의하여 달성된다.
여기서, 액정제어전극라인은 상기 화소영역의 가장자리를 따라 형성된 제2액정제어전극라인과, 상기 제2액정제어전극라인의 내부에 마련되어 있는 제1액정제어전극라인을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1액정제어전극라인은 서로 다른 폭을 갖도록 마련되어 있으며, 제1액정제어전극라인 중 폭이 확장된 부분은 상기 제1슬릿에 대응하도록 마련되어 있고, 상기 제1액정제어전극라인 중 폭이 좁아진 부분은 상기 제1슬릿 사이의 영역에 대응하도록 마련되어 있을 수 있다.
또한, 액정제어전극라인은 상기 게이트라인과 동시에 동일한 물질로 형성될 수 있다.
여기서, 액정제어전극라인은 상기 데이터라인과 동시에 동일한 물질로 형성될 수 있다,
그리고, 상기 제1슬릿은 상기 제1액정제어전극라인과 일부 중첩되도록 상기 제1액정제어전극라인을 따라 형성되어 있고, 상기 제2슬릿은 상기 제1액정제어전극라인과 상기 제2액정제어전극라인 사이영역에 위치할 수 있다.
또한, 제1슬릿은 세로길이가 가로길이보다 크게 형성되어 있으며, 제1슬릿은 상기 복수의 제1슬릿의 배열방향에 상기 제1슬릿의 세로길이가 나란하도록 배열되어 있을 수 있다.
여기서, 복수의 제1슬릿은 상기 제1슬릿 사이의 거리가 상기 제1슬릿의 세로길이보다 작도록 형성될 수 있다.
그리고, 복수의 제1슬리은 상기 제1슬릿 사이의 거리가 상기 제1슬릿의 가로길이보다 작거나 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 액정제어전극라인과 상기 제1 및 제2슬릿은 꺽임구조로 마련되어 있을 수 있다.
여기서, 각각의 상기 화소영역에 형성된 상기 액정제어전극라인을 상호 연결하는 연결패턴을 더 포함할 수 있다.
그리고, 화소전극에 인가되는 화소전압이 음극성 전압(Vp(-))인 경우, 상기 액정제어전극라인에 인가되는 전압은 음극성 화소전압(Vp(-))보다 낮은 최소전계왜곡전압(Vmin)이 인가되고, 상기 화소전극에 인가되는 화소전압이 양극성 전압(Vp(+))인 경우, 상기 액정제어전극라인에 인가되는 전압은 양극성 화소전압(Vp(+))보다 높은 최대전계왜곡전압(Vmax)이 인가될 수 있다.
본 발명의 목적은, 본 발명에 따라, 제1기판과, 상기 제1기판에 대향 부착되어 있는 제2기판 및 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시소자의 제조방법에 있어서, 제1기판 상에 일영역이 서로 다른 폭을 갖도록 액정제어전극라인을 형성하는 단계와; 액정제어전극라인을 덮도록 투명한 도전성막을 형성하는 단계와; 투명한 도전성막을 패터닝하여, 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 상기 액정제어전극라인과 일부 중첩되도록 형성된 제1슬릿과 상기 액정제어전극라인과 중첩되지 않도록 형성된 제2슬릿을 갖는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하며, 제1슬릿은 복수개로 마련되어 서로 다른 폭을 갖도록 형성된 상기 액정제어전극라인 중 폭이 확장된 영역에 대응하여 위치하도록 상호 일정한 간격으로 이격되어 연속적으로 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 제1기판 상에 게이트라인을 형성하는 단계와; 게이트 라인 상에 상기 게이트라인과 교차하도록 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 데이터라인을 형성하는 단계를 더 포함하며, 액정제어전극라인은 상기 게이트 라인과 동시에 형성될 수 있다.
그리고, 제1기판 상에 게이트라인을 형성하는 단계와; 게이트 라인 상에 상기 게이트라인과 교차하도록 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 데이터라인을 형성하는 단계를 더 포함하며, 액정제어전극라인은 상기 데이터라인과 동시에 형성될 수 있다.
또한, 액정제어전극라인은 상기 화소영역의 가장자리를 따라 형성된 제2액정제어전극라인과, 상기 제2액정제어전극라인의 내부에 마련되어 있는 제1액정제어전극라인을 포함하며, 제1액정제어전극라인은 서로 다른 폭을 갖도록 마련되어 있을 수 있다.
그리고, 액정제어전극라인은 상기 제1액정제어전극라인 중 폭이 확장된 부분은 상기 제1슬릿에 대응하도록 마련되어 있고, 상기 제1액정제어전극라인 중 폭이 좁아진 부분은 상기 제1슬릿 사이의 영역에 대응하도록 마련되어 있을 수 있다.The above object is, according to the present invention, a liquid crystal display device comprising a first substrate, a second substrate facing the first substrate and a liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate. A gate line and a data line formed to cross each other on one substrate to define a plurality of pixel regions; A liquid crystal control electrode line formed in the pixel region and having one region having a different width; A pixel electrode having a first slit formed in the pixel area to cover the liquid crystal control electrode line and partially overlapping the liquid crystal control electrode line formed to have a different width and a second slit formed so as not to overlap the liquid crystal control electrode line; And a plurality of first slits provided in a plurality of first slits, and arranged to be spaced apart from each other at regular intervals so as to correspond to a region in which the width is extended. Is achieved.
The liquid crystal control electrode line may include a second liquid crystal control electrode line formed along an edge of the pixel region, and a first liquid crystal control electrode line provided inside the second liquid crystal control electrode line.
In addition, the first liquid crystal control electrode line is provided to have a different width, the width portion of the first liquid crystal control electrode line is provided to correspond to the first slit, the width of the first liquid crystal control electrode line The narrowed portion may be provided to correspond to the region between the first slits.
In addition, the liquid crystal control electrode line may be formed of the same material as the gate line.
Here, the liquid crystal control electrode line may be formed of the same material as the data line.
The first slit is formed along the first liquid crystal control electrode line to partially overlap the first liquid crystal control electrode line, and the second slit is formed of the first liquid crystal control electrode line and the second liquid crystal control electrode. It can be located in the area between the lines.
In addition, the first slit has a vertical length greater than the horizontal length, the first slit may be arranged such that the longitudinal length of the first slit side by side in the arrangement direction of the plurality of first slit.
Here, the plurality of first slits may be formed such that the distance between the first slits is smaller than the longitudinal length of the first slits.
In addition, the plurality of first slits may be formed such that a distance between the first slits is smaller than or substantially equal to a horizontal length of the first slits.
In addition, the liquid crystal control electrode line and the first and second slits may be provided in a bent structure.
The method may further include a connection pattern interconnecting the liquid crystal control electrode lines formed in the pixel areas.
When the pixel voltage applied to the pixel electrode is the negative voltage V p (−) , the voltage applied to the liquid crystal control electrode line is the minimum electric field distortion voltage lower than the negative pixel voltage V p (−) . When V min is applied and the pixel voltage applied to the pixel electrode is the bipolar voltage V p (+) , the voltage applied to the liquid crystal control electrode line is greater than the bipolar pixel voltage V p (+) . A high maximum field distortion voltage V max can be applied.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is a liquid crystal display device comprising, according to the present invention, a first substrate, a second substrate facing the first substrate and a liquid crystal layer positioned between the first substrate and the second substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising: forming a liquid crystal control electrode line on a first substrate such that one region has a different width; Forming a transparent conductive film to cover the liquid crystal control electrode line; Patterning the transparent conductive film to form a pixel electrode having a first slit formed to partially overlap with the liquid crystal control electrode line formed to have a different width and a second slit formed so as not to overlap the liquid crystal control electrode line; The plurality of first slits may be arranged to be continuously spaced apart from each other at regular intervals so as to correspond to a region where the width of the liquid crystal control electrode lines is formed to have a different width. It is achieved by the manufacturing method.
Forming a gate line on the first substrate; The method may further include forming a data line formed on the gate line to intersect the gate line and defining a plurality of pixel regions, wherein the liquid crystal control electrode line may be formed simultaneously with the gate line.
Forming a gate line on the first substrate; The method may further include forming a data line formed on the gate line to intersect the gate line to define a plurality of pixel regions, wherein the liquid crystal control electrode line may be formed simultaneously with the data line.
The liquid crystal control electrode line may include a second liquid crystal control electrode line formed along an edge of the pixel region, and a first liquid crystal control electrode line provided inside the second liquid crystal control electrode line. The lines may be provided to have different widths.
The liquid crystal control electrode line is provided such that an extended portion of the first liquid crystal control electrode line corresponds to the first slit, and a portion of the first liquid crystal control electrode line that is narrower between the first slits. It may be provided to correspond to an area.
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이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 의한 멀티도메인 액정표시소자 및 그 제조방법에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도3a 및 도3b를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따르는 멀티도메인 액정표시소자에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 멀티도메인 액정표시소자를 나타낸 것으로, 도 3a는 단위화소를 나타낸 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I'의 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티도메인 액정표시소자(100)는, 도3b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2기판(110, 120) 그리고, 상기 제1기판(110)과 제2기판(120) 사이에 형성된 액정층(119)을 포함한다.
상기 제1기판(110) 상에는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상호 교차하도록 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(101) 및 데이터라인(103)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(101) 및 데이터라인(103)의 교차영역에는 박막트랜지스터(109)가 형성되어 있다.
그리고, 박막트랜지스터(109)는 게이트라인(101)의 일부로 이루어진 게이트전극과, 상기 게이트라인(101) 상에 형성된 반도체층(105) 및 상기 반도체층(105) 상에 형성된 소스 및 드레인전극(102a, 102b)을 포함한다. 여기서, 게이트전극은, 도3a에 도시된 바와 같이, 게이트라인(101)의 일부일 수도 있으며, 도시되지 않았으나, 상기 게이트라인(101)으로부터 별도로 인출되어 형성될 수도 있다.
또한, 상기 화소영역에는 화소전극(113)이 형성되고, 상기 화소전극(113)은 드레인콘택홀(107)을 통해 상기 드레인전극(102b)과 전기기적으로 연결되며, 전계를 왜곡시키기 위한 복수의 슬릿(114)을 갖는다. 즉, 화소전극(113)에는 화소전극(113)의 일부가 제거되어 형성된 복수의 슬릿(114)이 형성되어 있다. 본 발명에 따르는 슬릿(114)은 화소전극(113)의 패터닝 과정에서 동시에 형성될 수 있다. 본 발명의 제1실시예에 따르는 슬릿(114)은 데이터라인(103)의 연장방향을 따라 길게 형성되어 있다. 구체적으로, 3개의 슬릿(114)이 상호 나란히 배치되어 있으며, 가운데 위치하는 슬릿(114)은 제1액정제어전극라인(111a)과 중첩되는 위치에 형성되어 있고, 양 측에 위치하는 2개의 슬릿은 제1액정제어전극라인(111a)과 제2액정제어전극라인(111b)의 사이에 각각 위치한다. 본 발명에 따르는 슬릿(114)은 화소전극(113)과 공통전극(125) 사이에 형성된 전계를 왜곡시켜 액정층(119)을 복수의 도메인으로 분할하기 위한 것이다.
또한, 상기 제1기판(110)에는 상기 슬릿(114)과 함께 전계를 왜곡시켜, 복수의 도메인을 형성하는 액정제어전극라인(111)이 형성되어 있다. 본 발명에 따르는 액정제어전극라인(111)은, 도3b에 도시된 바와 같이, 제1기판(110)과 게이트절연막(115) 사이에 위치한다. 구체적으로, 본 발명에 따르는 액정제어전극라인(111)은 게이트라인(101)의 형성과 동시에 형성되기 때문에 게이트 라인(101)과 동일한 층에, 동일한 물질로 제조된다. 한편 변형 실시예로, 상기 액정제어전극라인(111)은, 도5에 도시된 바와 같이, 게이트절연막(115) 상에 형성될 수도 있다. 즉, 변형 실시예에 따르는 액정제어전극라인(111)은 데이터 라인(103)과 동시에 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 이 경우 액정제어전극라인(111)은 게이트절연막(115)과 보호막(117) 사이에 위치하게 된다.그리고, 본 발명에 따르는 액정제어전극라인(111)은, 도3a에 도시된 바와 같이, 화소영역의 가장자리를 따라 형성되어 있는 제2액정제어전극라인(111b)과, 상기 제2액정제어전극라인(111b)의 사이에 마련되어 있는 제1액정제어전극라인(111b)을 포함한다. 즉, 제2액정제어전극라인(111b)은 대략 사각형상으로 마련되어 있으며, 제1액정제어전극라인(111a)은 데이터라인(103)을 따라 연장되어 제2액정전극라인(111b)의 양측에 연결되어 있어, 액정제어전극라인(111)은 전체적으로 누어있는 숫자 팔(8)과 유사한 형상이다. 제2액정제어전극라인(111b)은 데이터라인(103)의 신호가 화소전극(113)에 미치는 영향을 효과적으로 차단할 수 있도록 하기 위해 데이터라인(103)과 인접하는 화소영역의 외곽에 형성되어 있다. 제1액정제어전극라인(111a)은 액정층(119)을 복수의 도메인으로 분할하기 위하여 마련된 것으로, 제1액정제어전극라인(111a)에서 생성된 전계는 액정층(119)을 제1액정제어전극라인(111a)을 중심으로 대칭적으로 배열되도록 제어한다.
한편, 상기 제2기판(120) 상에는 상기 게이트라인(101), 데이터라인(103) 및 박막트랜지스터(109)에서 새어나오는 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스(121)가 형성되어 있으며, 그 상부에는 컬러필터(123)가 형성된다. 그리고, 상기 컬러필터(123) 상에는 상기 화소전극(113)과 함께 전계를 발생시켜 액정층(119)을 구동시키는 공통전극(125)이 형성되어 있으며, 상기 화소전극(113) 및 공통전극(125)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와 같이 투명한 전도성물질로 형성된다.
상기한 바와 같이 구성된 액정표시소자는, 화소전극(113) 및 공통전극(125)에 문턱치 이상의 전압을 걸어주면, 액정분자(119)는 화소전극(113) 및 공통전극(125)에 의해 발생되는 전계(도면 상에 점선으로 표기)에 의해 구동하게 된다. 이때, 상기 화소전극(113) 및 공통전극(125) 사이에 발생된 전계는 제1기판(110) 상에 형성된 액정제어전극라인(111)과 화소전극(113)에 형성된 슬릿(114)에 의해 상기 제1액정제어전극라인(111a)을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다. 따라서, 상기 전계방향을 따라 배열된 액정층(119)을 이루는 액정분자가 상기 제1액정제어전극라인(111a)을 중심으로 대칭을 이루게 된다.
이와 같이, 액정층(119)을 이루는 액정분자는 상기 제1액정제어전극라인(111a) 및 슬릿(114)에 의해 좌우 대칭인 배열을 형성함으로써, 복수의 도메인을 구현하여, 시야각을 개선하게 된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 액정분자가 서로 대칭인 배열을 가지는 2 도메인(two domain)의 경우, 제1액정분자(119a)의 a1의 복굴절값은 상기 제1액정분자(119a)의 반대방향으로 분자배열을 취하는 제2액정분자(119b)의 a2의 복굴절값이 보상하게 되어 결과적으로 복굴절값이 약 0이 된다. 또한, c1의 복굴절값은 c2가 보상하게 된다. 따라서, 본 발명은 멀티도메인을 형성에 의한 시야각 보상을 통해 시야각에 따른 화질의 저하를 막을 수가 있다.
또한, 본 발명은 화소전극(113)과 공통전극(125) 사이에 형성된 전계를 왜곡시켜 액정층(119)을 복수의 도메인으로 분할하는 수단인 액정제어전극라인(111)과 슬릿(114)이 모두 제1기판(110)에 형성되기 때문에, 제1기판(110)과 제2기판(120)의 오정열에 의한 시야각 특성이 저하되는 것을 방지할 수가 있다. 다시 말해, 종래의 슬릿 또는 돌기는 제1기판 및 제2기판에 각각 형성되어, 제1기판 및 제2기판을 합착할 때 발생되는 오정열에 의해, 서로 대칭을 이루는 도메인의 면적이 달라지게 되고, 이에 따라, 시야각 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
반면에, 본 발명은 제1기판(110)에 액정제어전극라인(111)과 슬릿(114)을 형성하기 때문에, 제1기판(110) 및 제2기판(120)의 오정렬에 의한 도메인 영역의 비대칭을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 시야각 특성이 저하되는 것을 방지하여, 광시야각을 구현할 수가 있다.
상기한 바와 같이, 제1액정제어전극라인(111a)을 기준으로 하여 서로 대칭인 액정분자의 배열을 갖는 도메인을 형성하기 위해, 상기 공통전극(125)에 대략 3.3V의 공통전압(Vcom)이 인가되고, 화소전극(113)에는 광투과량을 조절하는 화소전압(Vp)이 인가되며, 상기 액정제어전극라인(111)에는 대략 -5V의 로우게이트전압(Vgl)을 인가하게 된다.
그런데, 액정은 DC전압을 오랫동안 인가하면 특성 열화가 일어나기 때문에, 인가전압 즉, 화소전압(Vp)의 극성을 주기적으로 바꾸어 구동시켜야 한다. 그러나, 상기 화소전압의 신호가 양극성(Vp(+))이고, 상기 액정제어전극라인(111)의 신호가 로우게이트전압(Vgl;-5V)인 경우, 액정분자의 배열이 상기 액정제어전극라인(111)을 기준으로 대칭이 도메인을 형성하지 않는다. 즉, 액정제어전극라인(111)을 경계로 각각의 도메인에 대하여 액정분자가 서로 마주보는 방향으로 배열이 이루어지지 않고, 상기 액정제어전극라인(111) 부근에서 액정분자가 반대방향으로 배열되는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 상기 액정제어전극라인(111)의 신호를 화소전압의 극성과 동일하게 맞추어 인가한다. 다시 말해, 화소전압의 신호가 음극성인 경우에는 상기 화소전압(Vp(-)) 보다 낮은 액정제어신호(Vmin)를 상기 액정제어전극라인(111)에 인가하고, 화소전압의 신호가 양극성인 경우에는 상기 화소전압(Vp(+))보다 높은 액정제어신호(Vmax)를 상기 액정제어전극라인(111)에 인가한다. 즉, 상기 액정제어전극라인(111)을 기준으로 액정분자의 배열이 동일한 도메인이 대칭을 이루도록 하기 위해서는, 화소전압의 신호가 음극성인 경우에 인가되는 최소액정제어신호(Vmin)와 화소전압(Vp(-))간의 전압차이(Vp(-)-Vmin)가 화소전압의 신호가 양극성인 경우에, 최대액정제어신호(Vmax)와 화소전압(Vp(+))간의 전압차이(Vmax-Vp(+))가 동일한 조건을 만족해야 한다.
극성반전구동법에는 프레임반전(frame inversion), 라인반전(line inversion), 도트반전(dot inversion)등이 있는데, 도트반전구동인 경우, 화소마다 화소전압 신호는 음극성와 양극성이 교대로 인가된다. 따라서, 도트반전구동인 경우의 액정제어신호는 화소마다 최소액정제어신호(Vmax)와 최대액정제어신호가 번갈아 인가되도록 구성해야한다.
한편, 본 발명의 제1실시예에 따르는 액정제어전극라인(111)과 슬릿(114)의 형상은 도시된 바와 같이 특정한 형태로 한정되지 않으며, 지그재그 형태 등 다양하게 변형시킬 수가 있다.
그리고, 도면에 도시하지는 않았지만, 이웃하는 화소들 간의 액정제어전극라인(111)을 전기적으로 연결하고, 액정제어신호를 인가하기 위한 연결패턴이 별도로 형성되어 있으며, 상기 연결패턴은 게이트라인(101)과 나란하게 형성하거나, 데이터라인(103)과 나란하게 형성할 수 있다. 즉, 상기 액정제어전극라인(111)이 게이트라인(101)과 동일한 평면에 형성되는 경우, 게이트라인(101)과 나란하게 형성되며, 상기 데이터라인(103)과 동일한 평면에 형성되는 경우, 상기 연결패턴은 데이터라인(103)과 나란하게 형성되어야 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 동일한 제1기판(110) 상에 액정제어전극라인(111)과 슬릿(114)을 형성하고, 상기 화소전극(113)에 인가되는 화소전압의 극성에 따라 동일 상기 액정제어전극라인(111)에 인가되는 액정제어신호를 인가하는 것으로, 제1기판(110) 및 제2기판(120)의 오정열에 의한 시야각 특성이 저하되는 것을 방지하고, 상기 제1액정제어전극라인(111a)을 기준으로 분할된 도메인이 대칭을 이루도록 하여 광시야각을 효과적으로 구현할 수 있도록 한다.
그러나, 상기 액정제어전극라인(111)이 불투명금속으로 형성되기 때문에, 개구율이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 블랙조건에서는 화소전극(113)과 공통전극(125)에 동일한 공통전압이 인가되고, 액정제어전극라인(111)에는 최대액정제어신호(Vmax)가 인가되는데, 상기 액정제어전극라인(111)에 인가되는 신호로 인해 슬릿 주변에 빛샘이 발생하게 된다. 이와 같이, 블랙조건에서 빛이 새는 것을 방지하기 위해, 상기 액정제어전극라인(111)의 폭을 충분히 넓게 형성해야 하며, 이에 따라 개구율이 감소하게 되는 문제점이 있다.
도 5는 슬릿(114)과 대응하는 영역에 형성된 액정제어전극을 나타낸 것으로, 특히, 상기 액정제어전극라인(111)이 게이트절연막(115) 위에 형성된 것을 나타낸 단면도이다. 즉, 도5는 변형실시예와 같이 액정제어전극라인(111)이 데이터라인(103)과 동시에 형성된 경우의 단면도이다.
도5에 도시된 바와 같이, 액정제어전극라인(111)은 보호막(117)을 사이에 두고, 슬릿(114)과 인접하는 화소전극(113)의 양측에 소정간격 중첩되도록 형성되어 있다. 이와 같이 액정제어전극라인(111)과 화소전극(113)의 양측이 중첩되도록 형성하는 이유는 블랙조건에서 상기 화소전극(113)의 양측(슬릿과 인접하는 영역)에서 빛이 새는 것을 방지하기 위한 것이다. 구체적으로, 액정제어전극라인(111)이 슬릿(114)의 폭보다 작게 형성되는 경우 슬릿(114)이 형성된 화소전극(113)의 양측에서 빛샘이 발생할 수 있다. 이와 같은 빛샘을 방지하기 위하여, 빛샘이 발생되는 영역을 모두 액정제어전극(111)으로 막어주는 것이다. 따라서, 상기 액정제어전극라인(111)의 양측은 슬릿(114)이 형성된 화소전극(113)의 양측과 중첩되도록 형성되며, 그 중첩거리(L)은 약 2∼3㎛ 이다. 이와 같이, 블랙조건에서 빛샘을 차단하기 위해 상기 액정제어전극라인(111)의 폭이 증가함에 따라, 개구율이 감소하는 문제가 발생된다.
본 발명은 특히 이러한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 상기 액정제어전극라인과 슬릿의 형상을 변형시켜, 개구율 감소를 최소화함으로써, 광투과율을 향상시킬 수도록 한 멀티도메인 액정표시소자를 제공한다. 즉, 일정한 거리를 두고 연속적으로 배치된 타원형의 슬릿을 구성하고, 상기 슬릿간 이격거리에 대응하는 액정제어전극라인의 형성면적을 줄임으로써, 광투과율을 향상시킨다.
이하, 도6을 참조하여 상술한 문제점을 최소화할 수 있는 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다.
제2실시예에서는 제1실시예와 비교하여 액정제어전극라인 및 슬릿의 구조만이 상이할 뿐 그 이외의 구성요소들은 제1실시예와 동일하다.
도6에 도시된 바와 같이 제2실시예에 의한 액정표시소자(200)는 제1기판(210) 상에 게이트라인(201)과 데이터라인(203)이 수직으로 교차되어 화소영역이 정의되고, 그 교차영역에 각 화소를 스위칭하는 스위칭소자(209)가 형성된다.
상기 화소영역에는 화소전극(213)이 형성되어 있다. 상기 화소전극(213)은 드레인콘택홀(207)을 통해 상기 드레인전극(202b)과 전기적으로 연결되어 있다. 그리고, 화소전극(213)에는 전계를 왜곡시키기 위한 슬릿(214)이 형성되어 있으며, 본 발명의 제2실시예에 따르는 슬릿(214)은 제1액정제어전극라인(211a)과 중첩되는 위치에 형성된 제1슬릿(214a)과, 제1액정제어전극라인(211a)과 제2액정제어전극라인(211b) 사이에 위치하는 제2슬릿(214b)을 포함한다. 본 발명에 따르는 슬릿(214)은 화소전극(213)의 일부가 제거되어 형성된 것이다.또한, 상기 제1슬릿(214a) 하부에는 제1슬릿(214a)과 함께 전계를 왜곡시키기 위한 수단인 제1액정제어전극라인(211a)이 형성되어 있고, 상기 화소영역의 외곽에는 데이터라인(203)의 신호를 차단하는 제2액정제어전극라인(211b)이 형성되어 있다. 여기서, 제2액정제어전극라인(211b)은 상술한 제1실시예의 제2액정제어전극라인(111b, 도3a참조)과 동일하다. 그리고, 제2슬릿(214b)은 상술한 제1실시예에서 제1액정제어전극라인(111a, 도3a참조) 제2액정제어전극라인(111b, 도3a참조) 사이에 각각 위치하는 슬릿(114, 도3a참조)과 동일하다.
한편, 제1슬릿(214a)은, 도6에 도시된 바와 같이, 실질적으로 타원의 구멍(hole)과 같은 형상으로 화소전극(213)이 제거되어 형성된 것이다. 본 발명에 따르는 제1슬릿(214a)은 일정한 간격을 두고 일직선 상에 일렬로 배치되어 형성되어 있고, 제1액정제어전극라인(211a)은 제1슬릿(214a)의 이격거리에 대응하는 위치마다 그 폭이 감소하는 형상을 갖는다.
이하, 도7a 내지 도7c를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따르는 제1슬릿(214a)과 제1액정제어전극라인(211a)에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 7a 내지 도 7c는 상기 제1슬릿(214a)과 제1액정제어전극(211a)의 확대도면으로, 도 7a는 도 6에서 A의 확대도면이고, 도 7b 및 도 7c는 도 7a의 II-II' 및 III-III'의 단면도이다.
먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제1슬릿(214a)은 타원의 구멍(hole) 형상으로, 복수의 제1슬릿(214a)은 일정간격(D1)으로 상호 이격되어 일렬로 배열되어 있다. 여기서, 제1슬릿(214a)은 데이터라인(203, 도6참조)의 연장방향으로 길게 형성된 타원형으로, 세로길이(D2)와 가로길이(D3)가 서로 다르다. 즉, 제1슬릿(214a)의 배열방향으로의 길이(세로길이)가 더 길게 형성되어 있다. 상기 제1슬릿(214a) 간의 이격거리(D1)는 제1슬릿(214a)의 세로길이(D2)보다 작게 형성되고, 제1슬릿(214a)의 가로길이(D3) 보다는 같거나 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1슬릿(214a)의 하부에 형성된 제1액정제어전극라인(211a)은 제1슬릿(214a)과 유사한 형태로 형성되어 있다. 구체적으로, 제1슬릿(214a)에 대응하는 위치에서는 폭이 확장되어 있으며, 제1슬릿(214a)의 이격영역에 대응하는 위치에서는 폭이 좁게 마련되어 있다. 즉, 제1액정제어전극라인(211a)은 전체적으로 일직선 형상이나, 그 폭이 서로 다르게 마련되어 있다. 구체적으로, 제1슬릿(214a)이 상호 이격되어 있는 영역 즉, D1 길이에 해당하는 영역의 제1액정제어전극라인(211a)은 제1슬릿(214a)과 대응하는 영역에 비해 그 폭이 작게 형성되어 있다. 제1액정제어전극라인(211a)의 폭이 서로 다르게 마련됨에 따라, 제1실시예에 비해 제1액정제어전극라인(211a)의 형성면적이 감소된 것을 의미하며, 상기 제1액정제어전극라인(211a)의 폭이 좁아지는 영역(T)만큼 개구율이 증가하게 된다.
즉, 본 실시예에서는 세로길이가 가로길이보다 긴 타원형의 제1슬릿(214a)이 일정한 간격으로 배열시키고, 그 하부에 형성되는 제1액정제어전극라인(211a)의 폭이 제1슬릿(214a) 간 이격영역에서 좁아지도록 함으로써, 상기 제1슬릿(214a) 간 이격영역에 형성되는 제1액정제어전극라인(211a)의 면적이 줄어들어 개구율이 향상된다.
그리고, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 제1액정제어전극라인(211a)과 제2액정제어전극라인(211b)은 제1기판(210) 상에 형성되어 있으며, 상기 제1액정제어전극라인(211a)과 제2액정제어전극라인(211b) 상에는 게이트절연막(215) 및 보호막(217)이 형성되어 있다. 즉, 액정제어전극라인(211)은 게이트라인(201)과 동시에 동일한 물질로 형성된다. 그리고, 상기 화소전극(213)은 상기 보호막(217) 상에 형성되어 있다. 한편, 구체적으로 도시되지 않았으나 상기 제1액정제어전극라인(211a) 과 제2액정제어전극라인(211b)은 게이트절연막(215) 상부에 형성될 수도 있다. 즉, 제1액정제어전극라인(211a) 과 제2액정제어전극라인(211b)은 데이터라인(203)과 동시에 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시예에서는 복수의 제1슬릿(214a)을 복수의 타원의 구멍(hole)과 같은 형상으로 형성하고, 그 하부에 형성되는 제1액정제어전극라인(211a)의 형상을 변형시켜 개구율을 향상시키되, 상기 제1슬릿(214a)의 이격영역을 제1슬릿(214a)의 세로길이보다 작게 설계하고, 제1슬릿(214a)의 가로길이와 같거나 작게 설계해야 한다.
이와 같이, 타원형의 제1슬릿(214a)을 연속적인 형성하게 되면, 직선형태의 제2슬릿(214b)과 상이한 전계가 발생한다. 그러나, 상기 제1슬릿(214a)의 이격영역을 제외한 나머지영역은 제1실시예와 동일한 전계가 형성되며, 제1슬릿(214a) 주변은 제1액정제어전극라인(211a)에 의해 차단되기 때문에 문제되지 않는다. 즉, 제1슬릿(214a)이 위치하는 곳에서는 제1실시예와 동일한 형태로 전계가 발생되고, 제1슬릿(214a)의 사이영역에서는 제1실시예와 다른 형태의 전계가 발생된다. 그러나, 복수의 제1슬릿(214a)은 세로길이(D2)가 가로길이(D3)보다 긴 타원형이며, 데이터라인(203)의 연장방향을 따라 일렬로 배치되어 있어, 전체적으로 제1실시예와 같은 전계의 형상이 구현된다. 한편, 제1슬릿(214a)의 사이영역에서 전계가 제1실시예와 달리 형성되더라도, 이 영역은 제1액정제어전극라인(211a)에 의하여 차단되기 때문에 문제가 발생되지 않는다. 이에 의하여, 액정층(219)을 이루는 액정분자는 제1액정제어전극라인(211a)을 기준으로 양측에 대칭적으로 배열되어 복수의 도메인으로 분할된다. 이에 따라, 제1액정제어전극라인(211a)을 기준으로 분할된 도메인이 대칭을 이루도록 하여 광시야각을 효과적으로 구현할 수 있다.
도 8은 도 7a에 해당하는 영역을 포함하는 화소 내에서의 등전위선을 나타낸 것이고, 도 9a 및 도 9b는 블랙모드에서의 빛샘영역과 화이트모드에서의 빛차단영역을 각각 보여주는 이미지이다.
우선, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1슬릿(214a) 주변을 따라 등전위선이 형성되며, 상기 등전위선과 수직인 방향으로 전계(미도시)가 발생된다. 그리고, 액정분자(219a)는 전계방향으로 구동하게 되는데, 도 9a에 도시된 바와 같이, 블랙모드(black mode)에서는 제1슬릿(214a) 주변을 따라 빛샘이 발생되고, 도 9b에 도시된 바와 같이, 화이트모드(white mode)에서는 제1슬릿(214a) 주변을 따라 광이 차단되는 영역이 발생하게 된다. 이때, 상기 제1슬릿(214a) 주변의 빛샘영역과 광차단영역은 제1액정제어전극라인(214a)에 의해 가려지는 영역이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 액정제어전극라인 및 슬릿의 형태를 제외한 모든 구성이 제2실시예와 동일하다.
먼저, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시소자(300)는 제1기판(310) 상에 종횡으로 화소영역을 정의하는 게이트라인(301) 및 데이터라인(303)이 형성되어 있으며, 상기 화소영역에는 화소전극(313)이 형성된다. 그리고, 상기 화소전극(313)에는 전계를 왜곡시키기 위한수단으로써, 복수의 제1 및 제2슬릿(314a, 314b)이 형성되어 있다. 이때에도, 상기 제1슬릿(314a)은 타원의 구멍(hole)과 같은 형상이며, 게이트라인(301)의 연장방향을 따라 복수의 제1슬릿(314a)이 연속적으로 배치되어 형성된다.
또한, 상기 제1슬릿(314a)과 대응하는 대응하는 제1기판(310) 상에는 상기 제1슬릿(314a) 간 이격영역과 대응하는 영역에서 그 폭이 감소하는 제1액정제어전극라인(311a)이 형성되어 있으며, 데이터라인(303)에 인접하는 화소영역의 외곽에는 데이터라인(303)의 신호가 화소전극(313)에 미치는 영향을 효과적으로 차단하는 제2액정제어전극라인(311b)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(311a, 311b)은 상기 게이트라인(301) 또는 데이터라인(303)과 동일한 평면 상에 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 제1실시예에 설명된 바와 같이, 컬러필터, 블랙매트릭스 및 공통전극이 형성된 제2기판이 구성되어 있으며, 상기 제1기판과 제2기판 사이에는 액정층이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 액정표시소자는, 상기 화소전극(313) 및 공통전극 그리고, 제1 및 제2액정제어전극라인(311a, 311b)에 각각 전압이 인가되면, 액정층의 액정분자는 각 분할영역에서 액정분자의 장축이 제1슬릿(314a)을 향하도록 배열되는, 연속적인 도메인(continous domain)을 형성하게 된다.
그리고, 상기 제1 및 제2슬릿(314a, 314b) 및 제1 및 제2액정제어전극라인(311a, 311b)은 액정분자가 각 분할영역에서 연속적인 도메인을 형성하고, 시야각 특성을 향상시킬 수 있도록 전계를 왜곡시키게 된다. 이때에도, 상기 화소전극(313)에 인가되는 상기 화소전압의 극성에 따라, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(311a,311b)에 인가되는 액정제어신호를 바꾸어 주어야 한다.
즉, 화소전압의 신호가 음극성인 경우에는 상기 화소전압(Vp(-)) 보다 낮은 액정제어신호(Vmin)를 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(311a, 311b)에 인가하고, 화소전압의 신호가 양극성(Vp(+))인 경우, 상기 화소전압(Vp(+))보다 높은 액정제어신호(Vmax)를 인가한다. 이때에도, 최소액정제어신호(Vmin)와 화소전압(Vp(-))간의 전압차이(Vp(-)-Vmin)와 최대액정제어신호(Vmax)와 화소전압(Vp(+))간의 전압차이(Vmax-Vp(+))가 동일한 조건을 만족해야 한다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시소자(400)는 제1기판(410) 상에 종횡으로 화소영역을 정의하는 게이트라인(401) 및 데이터라인(403)이 형성되어 있으며, 상기 화소영역에는 화소전극(413)이 형성된다. 그리고, 상기 화소전극(413)에는 전계를 왜곡시키기 위한 수단으로써, 복수의 제1 및 제2슬릿(414a, 414a)이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2슬릿(414a, 414b)은 지그재그 형태의 꺽임구조를 가지며, 특히, 상기 제1슬릿(414a)은 타원의 구멍(hole)과 같은 형상이며, 게이트라인(301)의 지그재그 형태로 복수의 제1슬릿(314a)이 연속적으로 배치되어 형성된다.
또한, 상기 화소영역에는 상기 제1 및 제2슬릿(414a, 414b)과 함께 전계를 왜곡시켜, 멀티도메인을 형성하는 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411b)이 형성되어 있으며, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411)은 상기 제1 및 제2슬릿(414a, 414b)과 동일한 형태의 꺽임구조를 갖는다. 본 실시예에서는, 제1 및 제2슬릿(414a, 414b)과 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411b)을 꺽임구조로 형성함으로써, 4-도메인을 구현한다.
이때에도, 상기 제1액정제어전극(411a)은 제1슬릿(414a) 사이의 영역과 대응하는 영역의 폭이 제1슬릿(414a)과 대응하는 영역에 대해 좁게 형성된다. 그리고, 제2액정제어전극라인(411b)은 데이터라인(403)의 신호가 화소전극(413)에 미치는 영향을 효과적으로 차단할 수 있도록, 데이터라인(403)에 인접하는 화소영역의 외곽에 형성된다. 그리고, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 41b)을 상기 게이트라인(401) 또는 데이터라인(403)과 동일한 평면 상에 형성될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 제1실시예에 설명된 바와 같이, 컬러필터, 블랙매트릭스 및 공통전극이 형성된 제2기판이 구성되어 있으며, 상기 제1기판과 제2기판 사이에는 액정층이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 액정표시소자는, 상기 화소전극(413) 및 공통전극 그리고, 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411b)에 각각 전압이 인가되면, 액정층의 액정분자는 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411b)을 기준으로 하여 동일한 액정분자 배열을 갖는 4-도메인(4-domain)을 형성하게 된다.
아울러, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411b)을 기준으로 하여 동일한 액정분자의 배열을 형성하기 위해서는 화소전극(413)에 인가되는 상기 화소전압의 극성에 따라, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411b)에 인가되는 액정제어신호를 바꾸어 주어야 한다.
즉, 화소전압의 신호가 음극성인 경우에는 상기 화소전압(Vp(-)) 보다 낮은 액정제어신호(Vmin)를 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(411a, 411b)에 인가하고, 화소전압의 신호가 양극성(Vp(+))인 경우, 상기 화소전압(Vp(+))보다 높은 액정제어신호(Vmax)를 인가한다. 이때에도, 최소액정제어신호(Vmin)와 화소전압(Vp(-))와의 전압차이(Vp(-)-Vmin)와 최대액정제어신호(Vmax)와 화소전압(Vp(+))와의 전압차이(Vmax-Vp(+))가 동일한 조건을 만족해야 한다.
한편, 도 10 및 도 11에 도시된 본 발명의 다른 실시예들에서도, 이웃하는 화소들간의 액정제어전극라인을 전기적으로 연결하는 연결패턴이 별도로 형성되어 있으며, 상기 연결패턴은 게이트라인과 나란하게 형성하거나, 데이터라인과 나란하게 형성할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명에 의한 멀티도메인 액정표시소자의 제조방법을 나타낸 공정평면도로써, 특히, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 제조방법을 나타낸 것이다.
먼저, 도 12a에 도시된 바와 같이, 투명한 제1기판(510)을 준비한 다음, 그 위에 Cu, Ti, Cr, Al, Mo, Ta, Al 합금과 같은 제1금속물질을 증착한 후, 이를 패터닝하여 게이트라인(501) 및 제1 및 제2액정제어전극라인(511a, 511b)을 형성한다. 이때, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(511a, 511b)은 데이터라인을 형성하는 공정에서 형성할 수도 있으며, 상기 제1액정제어전극라인(511a)은 일정간격으로 폭이 좁아지는 영역을 갖도록 형성한다. 즉, 제1액정제어전극라인(511a)은 서로 다른 폭을 갖도록 형성된다.
이후, 상기 게이트라인(501) 및 제1 및 제2액정제어전극라인(511a,511b)을 포함하는 기판 전면에 SiNx 또는 SiOx 등을 플라즈마 CVD 방법으로 증착하여 게이트절연막(미도시)을 형성한다. 그리고, 상기 게이트절연막(미도시) 상부에 비정질 실리콘, n+ 비정질 실리콘을 적층하고 패터닝하여 게이트라인(501) 상에 반도체층(505)을 형성한다.
그 다음, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 반도체층(505) 및 게이트절연막(미도시) 상에 Cu, Mo, Ta, Al, Cr, Ti, Al 합금과 같은 제2금속물질을 증착한 후, 이를 패터닝하여 게이트라인(501)과 교차하도록 배치되며, 상기 게이트라인(501)과 함께 화소를 정의하는 데이터라인(503) 및 상기 반도체층(505) 상에 소정간격 이격하는 소스전극 및 드레인 전극(502a, 502b)을 각각 형성한다. 이때, 게이트라인(501) 형성공정에서 상기 제1 및제2액정제어전극라인(511a, 511b)을 형성하지 않은 경우, 상기 데이터라인(503) 공정에서 제1 및 제2액정제어전극라인(511a, 511b)을 함께 형성할 수도 있다.
이어서, 상기 박막트랜지스터(509)가 형성된 기판 상에 SiNx나 SiOx와 같은 무기물 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)나 아크릴과 같은 유기물을 도포하여 보호막(미도시)을 도포한 후에, 상기 드레인전극(502b)의 일부를 노출시키는 드레인콘택홀(507)을 형성한다.
그리고, 상기 보호막 상에 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명한 전도성막을 증착한 후, 이를 패터닝하여, 화소전극(513)을 형성하고, 상기 제1 및 제2액정제어전극라인(511a, 511b)과 함께 전계를 왜곡시켜 복수의 도메인을 형성하는 복수의 제1 및 제2슬릿(514a, 514b)을 형성한다. 이때, 제1슬릿(514a)은 타원의 구멍(hole)과 같은 형상이며, 데이터라인(503)의 연장방향을 따라 복수의 제1슬릿(514a)이 연속적으로 배치되어 형성된다.
복수의 제1슬릿(514a)이 일정한 간격을 두고 연속적으로 배열되도록 형성되며, 상기 제1액정제어전극라인(511a)의 폭이 상대적으로 좁은 영역에 제1슬릿(514a) 사이의 이격영역이 위치하도록 한다.
마지막으로, 도면에 나타내지는 않았지만, 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극이 형성된 제2기판을 준비한 후, 상기 제1기판과 제2기판을 함께 합착하고, 그 사이에 액정층을 형성함으로써, 액정표시소자의 패널을 완성한다.Hereinafter, a multi-domain liquid crystal display device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the multi-domain liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A and 3B. 3A and 3B illustrate a multi-domain liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 3A is a plan view showing a unit pixel, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 3A.
As shown in the figure, the multi-domain liquid
As shown in FIG. 3A, a plurality of
The
In addition, a
In addition, a liquid crystal
Meanwhile, a
In the liquid crystal display device configured as described above, when the voltage greater than or equal to the threshold is applied to the
As such, the liquid crystal molecules constituting the
In addition, according to the present invention, the liquid crystal
On the other hand, according to the present invention, since the liquid crystal
As described above, in order to form a domain having an array of liquid crystal molecules symmetrical with respect to the first liquid crystal control electrode line 111a, a common voltage (V) of approximately 3.3 V is applied to the
However, since the liquid crystal deteriorates characteristic when the DC voltage is applied for a long time, the applied voltage, that is, the pixel voltage (V). p Periodically change the polarity of) to drive. However, the signal of the pixel voltage is bipolar (V). p (+) And the signal of the liquid crystal
Accordingly, in the present invention, in order to solve this problem, the signal of the liquid crystal
The polarity inversion driving method includes frame inversion, line inversion, dot inversion, and the like. In the case of dot inversion driving, the pixel voltage signal is alternately applied to the pixel voltage signal for each pixel. Therefore, the liquid crystal control signal in the case of dot inversion driving is the minimum liquid crystal control signal (V) for each pixel. max ) And maximum liquid crystal control signal should be alternately applied.
On the other hand, the shape of the liquid crystal
Although not shown in the drawings, a connection pattern for electrically connecting the liquid crystal
As described above, the present invention forms the liquid crystal
However, since the liquid crystal
5 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal control electrode formed in a region corresponding to the
As shown in FIG. 5, the liquid crystal
The present invention has been made in particular to solve this problem, and provides a multi-domain liquid crystal display device capable of improving the light transmittance by modifying the shape of the liquid crystal control electrode line and the slit to minimize the decrease in the aperture ratio. That is, the light transmittance is improved by forming elliptical slits continuously disposed at a predetermined distance and reducing the formation area of the liquid crystal control electrode line corresponding to the separation distance between the slits.
Hereinafter, a second embodiment of the present invention which can minimize the above-described problem will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, only the structures of the liquid crystal control electrode lines and the slits are different from those of the first embodiment, and other components are the same as in the first embodiment.
As shown in FIG. 6, in the liquid
The
Meanwhile, as illustrated in FIG. 6, the
Hereinafter, the
7A to 7C are enlarged views of the
First, as shown in FIG. 7A, the
In addition, the first liquid crystal
That is, in the present embodiment, the
7A and 7B, the first liquid crystal
As described above, in the present embodiment, the plurality of
As described above, when the elliptical
FIG. 8 illustrates an equipotential line in a pixel including an area corresponding to FIG. 7A, and FIGS. 9A and 9B are images showing light leakage regions in a black mode and light blocking regions in a white mode, respectively.
First, as shown in FIG. 8, an equipotential line is formed around the
10 and 11 show another embodiment of the present invention, in which all configurations except for the shape of the liquid crystal control electrode lines and slits are the same as in the second embodiment.
First, as shown in FIG. 10, the liquid
In addition, on the first substrate 310 corresponding to the
Although not shown in the drawings, as described in the first embodiment, a second substrate including a color filter, a black matrix, and a common electrode is formed, and a liquid crystal layer is formed between the first substrate and the second substrate. It is.
In the liquid crystal display device configured as described above, when voltage is applied to the
In addition, the first and
That is, when the signal of the pixel voltage is negative, the pixel voltage (V) p (-) Liquid crystal control signal lower than V min ) Is applied to the first and second liquid crystal
As shown in FIG. 11, the liquid
In the pixel region, first and second liquid crystal
In this case, the first liquid
Although not shown in the drawings, as described in the first embodiment, a second substrate including a color filter, a black matrix, and a common electrode is formed, and a liquid crystal layer is formed between the first substrate and the second substrate. It is.
In the liquid crystal display device configured as described above, when voltage is applied to the
The first and second liquid crystal
That is, when the signal of the pixel voltage is negative, the pixel voltage (V) p (-) Lower liquid crystal control signal (Vmin) is applied to the first and second liquid crystal control electrode lines (411a, 411b) and the signal of the pixel voltage is bipolar (V). p (+) ), The pixel voltage (V) p (+) Liquid crystal control signal (V) higher than max ) Is applied. Even at this time, the minimum liquid crystal control signal (V) min ) And pixel voltage (V) p (-) Voltage difference from p (-) -V min ) And maximum liquid crystal control signal (V) max ) And pixel voltage (V) p (+) Voltage difference from max -V p (+) ) Must satisfy the same conditions.
Meanwhile, in other embodiments of the present invention illustrated in FIGS. 10 and 11, a connection pattern for electrically connecting the liquid crystal control electrode lines between neighboring pixels is formed separately, and the connection pattern is parallel to the gate line. Or parallel to the data line.
12A to 12C are process plan views showing a method for manufacturing a multi-domain liquid crystal display device according to the present invention, and particularly, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
First, as shown in FIG. 12A, after preparing a transparent first substrate 510, a first metal material such as Cu, Ti, Cr, Al, Mo, Ta, and Al alloy is deposited thereon, and then patterned thereon. Thus, the
Subsequently, SiNx or SiOx is deposited on the entire surface of the substrate including the
Then, as shown in Figure 12b, after depositing a second metal material such as Cu, Mo, Ta, Al, Cr, Ti, Al alloy on the
Subsequently, an inorganic material such as SiNx or SiOx or an organic material such as benzocyclobutene or acryl is coated on the substrate on which the
A transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited on the passivation layer, and then patterned to form a
The plurality of
Finally, although not shown in the drawing, after preparing a second substrate on which a black matrix, a color filter, and a common electrode are formed, the first substrate and the second substrate are bonded together, and a liquid crystal layer is formed therebetween, thereby providing a liquid crystal display. Complete the panel of devices.
상기한 바와 같이 본 발명은 액정제어전극을 형성하여 정상적인 멀티도메인을 형성하고, 일정한 거리를 두고 연속적으로 배치된 타원형의 슬릿을 구성하고, 상기 슬릿간 이격거리에 대응하는 액정제어전극의 형성면적을 줄임으로써, 광투과율을 향상시킨다.As described above, the present invention forms a liquid crystal control electrode to form a normal multi-domain, constitutes an elliptical slit continuously arranged at a predetermined distance, and forms the formation area of the liquid crystal control electrode corresponding to the separation distance between the slits. By reducing, the light transmittance is improved.
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상술한 바와 같이, 본 발명은 제1기판에만 전계를 왜곡하기 위한 수단인 슬릿과 액정제어전극라인을 형성함으로써, 제2기판 및 제1기판의 오정렬(mis align)에 의한 시야각 특성 악화를 방지하고, 멀티도메인을 형성하여, 광시야각을 구현함으로써, 표시품위를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention prevents deterioration of viewing angle characteristics due to misalignment of the second substrate and the first substrate by forming the slit and the liquid crystal control electrode line, which are means for distorting the electric field only on the first substrate. By forming a multi-domain, by implementing a wide viewing angle, there is an effect that can further improve the display quality.
또한, 본 발명은 액정제어전극라인의 형태를 변경시켜, 개구율 감소를 최소화함으로써, 광투과율을 향상시킬 수가 있다.In addition, the present invention can improve the light transmittance by changing the shape of the liquid crystal control electrode line to minimize the decrease in the aperture ratio.
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- 2005-02-24 KR KR1020050015550A patent/KR100724484B1/en active IP Right Grant
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