KR100744406B1 - 에프에프에스 모드 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

에프에프에스 모드 액정표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FFS(Fringe Field Switching) 모드 액정표시장치 및 그 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 FFS 모드 액정표시장치는, 상부기판; 상기 상부기판에 이격 대향하며, 하부 유리기판과, 상기 하부 유리기판 상에 마련된 카운터전극과, 상기 카운터전극 상에 마련된 컬러필터층 및 상기 컬러필터층 상에 마련된 화소전극을 포함한 하부기판; 및 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 개재된 액정층;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 상부기판과 하부기판의 합찹 마진을 향상시키고, 색 재현성을 향상시키며, 종래 카운터전극과 화소전극 사이의 패시베이션층을 컬러필터층으로 대체함으로써 FFS 모드 액정표시장치의 전체적인 두께를 얇게 할 수 있어 최근 박형화 추세에 부응할 수 있다.

Description

에프에프에스 모드 액정표시장치 및 그 제조방법{FFS mode LCD device and method of manufacturing the same}
도 1은 종래 FFS 모드 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FFS 모드 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 FFS 모드 액정표시장치의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도.
본 발명은 FFS 모드 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 컬러필터층이 어레이 기판 상에 형성된 FFS 모드 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
FFS(Fringe Field Switching) 모드 액정표시장치는 IPS(In-plane Switching) 모드 액정표시장치의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여 제안되었고, 이에 대하여 대한민국 등록특허 제10-0341123호로 등록되었다.
이와같은 FFS 모드 액정표시장치는 카운터전극과 화소전극을 투명 전도체로 형성하여, IPS 모드 액정표시장치에 비해 개구율 및 투과율을 높이면서, 카운터전극과 화소전극 사이의 간격을 상하부 유리기판들 간의 간격보다 좁게 형성하는 것에 의하여 카운터전극과 화소전극 사이에서 프린지 필드가 형성되도록 함으로써 전극들 상부에 존재하는 액정 분자들까지도 모두 동작되도록 하여 보다 향상된 투과율을 얻는다.
이러한 FFS 모드 액정표시장치로서 종래에는 도 1과 같은 구조가 일반적으로 채용되고 있다.
도 1을 참조하면, FFS 모드 액정표시장치(10)는 상부 유리기판(21) 상에 블랙매트릭스(22)와, 이 블랙매트릭스(22)에 의하여 구획된 컬러필터층(23)이 마련된 상부기판(20)과, 이 상부기판(20)에 거리를 두고 마주하고, 하부 유리기판(31) 상에 카운터전극(32)과 화소전극(34)이 패시베이션층(33)을 사이에 두고 마련되며, 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(TFT)가 마련된 하부기판(30) 및 상부기판(20)과 하부기판(30) 사이에 개재되며, 다수의 액정 분자들로 이루어진 액정층(40)을 포함한다.
그런데, 이와같은 구조의 FFS 모드 액정표시장치(10)는 상부기판(20)과 하부기판(30)의 합착 시, 설계에서 주어진 마진을 벗어나 합착되게 되면, 해당 서브 픽셀에서 발생해야 하는 색이 발생치 않고 다른 색의 발생으로 인해 정확한 화면 구현에 지장을 초래하는 현상으로 이어지기 때문에, 이를 방지하기 위하여, 블랙매트릭스를 게이트 라인이나 데이터 라인 상단에 각각 넓은 폭으로 형성하고 있다.
이러한 블랙매트릭스의 폭 증가는 FFS 모드 액정표시장치의 개구율을 저하시 키고, 상부기판의 두께를 증가시켜 최근 박형화 경향에 부응하지 못하는 문제점이 있다.
미설명 부호 24, 36은 배향막이다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 개구율 증가 및 박형화 경향에 부응할 수 있는 개선된 FFS 모드 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 FFS 모드 액정표시장치는, 상부기판; 상기 상부기판에 이격 대향하며, 하부 유리기판과, 상기 하부 유리기판 상에 마련된 카운터전극 및 박막트랜지스터와, 상기 카운터전극 상에 마련된 컬러필터층과, 상기 컬러필터층 상에 마련된 화소전극을 포함하는 하부기판; 및 상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 개재된 액정층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 FFS 모드 액정표시장치는 박막트랜지스터 상부의 화소전극 부분 상에 마련된 차광 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 FFS 모드 액정표시장치 제조방법은, 하부 유리기판 상에 게이트전극 및 커먼 라인을 형성하는 단계; 상기 게이트전극 및 커먼 라인을 덮도록 상기 하부 유리기판 상에 1st ITO를 증착하는 단계; 상기 1st ITO를 화소 영역에만 남도록 패터닝하여 카운터전극을 형성하는 단계; 상기 게이트전극 상에 게이트 절연막과, 액티브층 및 소스/드레인전극을 순차적으로 형성하여 박막트랜지스터 를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터만을 덮도록 하부 유리기판 상에 패시베이션층을 형성하는 단계; 상기 카운터전극 및 박막트랜지스터를 덮는 패시베이션층 상에 컬러필터층을 마련하는 단계; 상기 소스/드레인전극이 노출되도록 비아홀을 형성하는 단계; 상기 비아홀을 포함한 컬러필터층 상에 2nd ITO를 증착하는 단계; 상기 2nd ITO를 패터닝하여 화소전극을 형성하는 단계; 및 상기 박막트랜지스터 상부의 화소전극 부분 상에 상기 박막트랜지스터의 채널층으로 들어가는 광으로 인해 발생되는 누설전류 차단을 위한 차광 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FFS 모드 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, FFS 모드 액정표시장치(100)는 상부기판(110)과, 이 상부기판(110)에 거리를 두고 마주보는 하부기판(120) 및 상부기판(110)과 하부기판(120) 사이에 개재된 액정층(130)을 포함한다.
상부기판(110)은 상부 유리기판(111)과, 이 상부 유리기판(111) 상에 마련된 배향막(112)을 포함한다.
하부기판(120)은 하부 유리기판(121)과, 이 하부 유리기판(121) 상에 마련된 카운터전극(123) 및 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(TFT)와, 이 카운터전 극(123) 및 박막트랜지스터(TFT) 상에 마련된 컬러필터층(124)과, 상기 컬러필터층(124) 상에 마련된 화소전극(125) 및 이 화소전극(125)을 포함한 하부 유리기판(121)의 전면 상에 마련된 배향막(도시안됨)을 포함한다. 또한, 하부기판(120)은 박막트랜지스터(TFT)의 채널층으로 들어가는 광으로 인해 발생되는 누설전류 차단을 위해 상기 박막트랜지스터(TFT) 상부의 화소전극 부분 상에 마련한 차광 패턴(126)을 포함한다.
미설명 부호 122는 커먼 라인을 나타낸다.
본 발명의 하부기판과 종래의 FFS 모드 액정표시장치의 하부기판 사이에 구조적으로 가장 큰 차이는 종래 패시베이션층 대신 컬러필터층이 개재된 것이다.
이와 같은 구조의 하부기판(120)은, 도 2 및 도 4와 같이, 먼저 하부 유리기판(121) 상에 게이트전극과 커먼 라인을 패터닝한다(S1).
다음으로, 게이트전극 및 커먼 라인(122)을 덮도록 하부 유리기판(121) 상에 1st ITO를 증착한 후, 화소 영역에만 1st ITO가 남도록 패터닝한다(S2). 이 1st ITO는 카운터전극(123)을 형성하기 위한 것이다.
그다음, 게이트전극 상에 게이트절연막과, 액티브층와, 소스/드레인전극 및 패시베이션층을 순차적으로 증착 및 패터닝하여 박막트랜지스터(TFT)를 마련한다(S3).
이와같이 카운터전극(122) 및 박막트랜지스터(TFT)가 형성되면, 이 카운터전극(123) 및 박막트랜지스터(TFT) 상에 레드, 그린, 블루로 이루어진 컬러필터층(124)을 증착한다(S4).
그리고, 후술할 화소전극(125)과 박막트랜지스터(TFT)의 소스/드레인전극간 전기적 콘택을 위하여 상기 소스/드레인전극이 외부로 노출되도록 비아홀을 형성한 후, 비아홀을 포함한 컬러필터층 상에 2nd ITO를 증착 및 슬릿 형태로 패터닝을 한다(S5). 이 2nd ITO는 화소전극(125)을 형성한다.
마지막으로, 박막트랜지스터(TFT) 상부의 2nd ITO 상에 상기 박막트랜지스터(TFT)의 채널층으로 들어가는 광으로 인해 발생될 수 있는 누설전류 차단을 위한 차광 패턴(126)을 마련한다(S6).
여기서, 상기 차광 패턴(126)은 도 3에서와 같이 박막트랜지스터(TFT)만을 가리도록 형성한다. 도 3에서, 미설명 부호 127은 게이트 라인, 128은 데이터 라인을 나타낸다.
이와같은 구조 및 제조방법에 의하면, 화면의 색상을 구현하는 컬러필터층(124)을 하부기판(120)에 형성함에 의해, 상부기판(110)과 하부기판(120)의 합착 시, 설계에서 주어진 마진을 충분히 확보할 수 있게 되어 특정 서브 픽셀에서 의도하지 않은 색이 발생되는 현상을 방지할 수 있으면서 종래 보다 블랙매트릭스의 폭을 줄여 FFS 모드 액정표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있으며, 종래 1st ITO와 2nd ITO 사이의 패시베이션층을 컬러필터층으로 대체함으로써, FFS 모드 액정표시장치의 전체적인 두께를 얇게 할 수 있어 최근 박형화 추세에 부응할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 FFS 모드 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하 면, 컬러필터층을 하부기판에 형성함으로써, 상부기판과 하부기판의 합착 마진을 향상시키고, 블랙매트릭스 폭 감소를 통해 개구율을 증가시키며, 종래 카운터전극과 화소전극 사이의 패시베이션층을 컬러필터층으로 대체함으로써, FFS 모드 액정표시장치의 전체적인 두께를 얇게 할 수 있어 최근 박형화 추세에 부응할 수 있게 하는 효과를 제공한다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (3)

  1. 상부기판;
    상기 상부기판에 이격 대향하며, 하부 유리기판과, 상기 하부 유리기판 상에 마련된 카운터전극 및 박막트랜지스터와, 상기 카운터전극 상에 마련된 컬러필터층과, 상기 컬러필터층 상에 마련된 화소전극을 포함하는 하부기판; 및
    상기 상부기판과 상기 하부기판 사이에 개재된 액정층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 FFS 모드 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터 상부의 화소전극 부분 상에 마련된 차광 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 FFS 모드 액정표시장치.
  3. 하부 유리기판 상에 게이트전극 및 커먼 라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트전극 및 커먼 라인을 덮도록 상기 하부 유리기판 상에 1st ITO를 증착하는 단계;
    상기 1st ITO를 화소 영역에만 남도록 패터닝하여 카운터전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트전극 상에 게이트 절연막과, 액티브층 및 소스/드레인전극을 순차적으로 형성하여 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막트랜지스터만을 덮도록 하부 유리기판 상에 패시베이션층을 형성하는 단계;
    상기 카운터전극 및 박막트랜지스터를 덮는 패시베이션층 상에 컬러필터층을 마련하는 단계;
    상기 소스/드레인전극이 노출되도록 비아홀을 형성하는 단계;
    상기 비아홀을 포함한 컬러필터층 상에 2nd ITO를 증착하는 단계;
    상기 2nd ITO를 패터닝하여 화소전극을 형성하는 단계; 및
    상기 박막트랜지스터 상부의 화소전극 부분 상에 상기 박막트랜지스터의 채널층으로 들어가는 광으로 인해 발생되는 누설전류 차단을 위한 차광 패턴을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 FFS 모드 액정표시장치 제조방법.
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