KR101160821B1 - Panel and multi-domain liquid crystal display including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 전극을 가지는 게이트선을 포함하는 게이트선, 게이트선을 덮는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 반도체층 위에 형성되어 있으며 굽은 부분과 게이트선과 직교하는 부분을 가지는 데이터선, 게이트 전극 상부에서 소스 전극과 각각 대향하고 있는 드레인 전극, 데이터선 위에 형성되어 있는 보호막, 보호막 위에 형성되어 있으며, 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있고, 데이터선과 인접한 변이 데이터선을 따라 굽어져 있는 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극이 형성되어 있는 공통 전극 표시판을 가진다. 이때, 공통 전극은 도메인 규제 수단인 절개부를 가지며, 공통 전극 또는 화소 전극의 가장자리에는 슬릿이 형성되어 있다. 이렇게 하면, 절개부를 통하여 액정 분자를 분할 배향할 때 슬릿을 통하여 액정 분자의 응답 속도를 화소 전체적으로 향상시킨 수 있다. The liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a gate line including a gate line having a gate electrode, a gate insulating film covering the gate line, a semiconductor layer formed on the gate insulating film, a bent portion and a gate line formed on the semiconductor layer, A data line having an orthogonal portion, a drain electrode facing the source electrode on the gate electrode, a passivation layer formed on the data line, and a passivation layer formed on the data line, electrically connected to the drain electrode, and adjacent to the data line. A thin film transistor array panel including pixel electrodes bent along a line and a common electrode display panel on which a common electrode is formed. At this time, the common electrode has a cutout which is a domain regulating means, and slits are formed at edges of the common electrode or the pixel electrode. In this way, the response speed of the liquid crystal molecules can be improved as a whole through the slits when the liquid crystal molecules are partially oriented through the cutout.
액정표시장치, 도메인, 굽은 데이터선, 박막트랜지스터, 응답속도LCD, Domain, Curved Data Line, Thin Film Transistor, Response Time
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,1 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판의 배치도이고,2 is a layout view of a common electrode display panel of the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention.
도 3 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,3 is a layout view of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 IV-IV'선에 대한 단면도이고,4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ of FIG. 3,
도 5는 도 4의 V-V'선 및 V'-V''선에 대한 단면도이고,5 is a cross-sectional view taken along line V-V 'and line V'-V' 'of FIG. 4;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고,6A and 6B are cross-sectional views in an intermediate step of manufacturing a thin film transistor array panel for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 도 6a 및 도 6b의 다음 단계에서의 단면도이고,7A and 7B are cross-sectional views at the next stage of FIGS. 6A and 6B,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,8 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 배치도이고,9 is a layout view of a common electrode panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 8 및 도 9의 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판을 포함 하는 도 8의 X-X'선에 대한 단면도이고,FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X ′ of FIG. 8 including the thin film transistor array panel and common electrode display panel of FIGS. 8 and 9;
도 11은 도 8 및 도 9의 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판을 포함하는 도 8의 XI-XI' 및 XI'-XI'' 선에 대한 단면도이고,FIG. 11 is a cross-sectional view taken along lines XI-XI ′ and XI′-XI ″ of FIG. 8 including the thin film transistor array panel and common electrode display panel of FIGS. 8 and 9;
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고,12A and 12B are cross-sectional views in an intermediate step of manufacturing a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 13a 및 도 13b는 도 12a 및 도 12b의 다음 단계에서의 단면도이고,13A and 13B are cross-sectional views at the next stage of FIGS. 12A and 12B,
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,14 is a layout view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 15는 도 14의 액정 표시 장치를 XV-XV'선에 대한 단면도이고,FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV ′ of the liquid crystal display of FIG. 14;
도 16은 도 14의 액정 표시 장치를 XVI-XVI'선 및 XVI'-XVI''선에 대한 단면도이고,FIG. 16 is a cross-sectional view of an XVI-XVI 'line and an XVI'-XVI' 'line of the liquid crystal display of FIG. 14;
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 배치도이고,17 is a layout view of a common electrode display panel for a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
도 18은 도 17의 공통 전극 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도이고,FIG. 18 is a layout view of a liquid crystal display including the common electrode display panel of FIG. 17.
도 19는 도 18의 액정 표시 장치를 XIX-XIX'선을 따라 절단한 단면도이고,19 is a cross-sectional view taken along the line XIX-XIX ′ of the liquid crystal display of FIG. 18;
도 20은 도 18의 액정 표시 장치를 XX-XX' 및 XX'-XX''선을 따라 절단한 단면도이다.20 is a cross-sectional view of the liquid crystal display of FIG. 18 taken along lines XX-XX 'and XX'-XX' '.
본 발명은 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 광시야각을 얻기 위하여 화소를 복수의 도메인으로 분할하는 수직 배향 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display panel and a liquid crystal display including the same, and more particularly, to a vertically aligned liquid crystal display for dividing a pixel into a plurality of domains to obtain a wide viewing angle.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between an upper substrate on which a common electrode, a color filter, and the like are formed, and a lower substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed. By applying a different potential to form an electric field to change the arrangement of the liquid crystal molecules, and through this to control the light transmittance is a device that represents the image.
그런데 액정 표시 장치는 시야각이 좁은 것이 중요한 단점이다. 이러한 단점을 극복하고자 시야각을 넓히기 위한 다양한 방안이 개발되고 있는데, 그 중에서도 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직으로 배향하고 화소 전극과 그 대향 전극인 공통 전극에 일정한 절개 패턴을 형성하거나 돌기를 형성하는 방법이 유력시되고 있다. However, it is an important disadvantage that the liquid crystal display device has a narrow viewing angle. In order to overcome these disadvantages, various methods for widening the viewing angle have been developed. Among them, liquid crystal molecules are oriented vertically with respect to the upper and lower substrates, and a method of forming a constant incision pattern or protrusion on the pixel electrode and the common electrode opposite thereto is performed. This is becoming potent.
그런데 돌기나 절개 패턴을 형성하는 방법에서는 돌기나 절개 패턴 부분으로 인하여 개구율이 떨어진다. 이를 보완하기 위하여 화소 전극을 최대한 넓게 형성하는 초고개구율 구조를 고안하였으나, 이러한 초고개구율 구조는 인접한 화소 전극 사이의 거리가 매우 가까워서 화소 전극 사이에 형성되는 측방향 전기장(lateral field)이 강하게 형성된다. 따라서 화소 전극 가장자리에 위치하는 액정들이 이 측방향 전기장에 영향을 받아 배향이 흐트러지고, 이로 인하여 텍스쳐나 빛샘이 발생하게 된다. However, in the method of forming the protrusions or the incision pattern, the opening ratio is lowered due to the protrusions or the incision pattern portion. In order to compensate for this, an ultra-high-aperture structure that forms the pixel electrode as wide as possible has been devised. However, since the distance between adjacent pixel electrodes is very close, a lateral field formed between the pixel electrodes is strongly formed. Accordingly, the liquid crystals positioned at the edges of the pixel electrodes are affected by the lateral electric field, and thus the alignment is disturbed, resulting in texture or light leakage.
또한, 액정의 응답 속도를 확보하기 위해 돌기나 절개 패턴을 다수로 배열하여 액정이 분할 배향된 영역을 8개 이상으로 설계하는 경우에는 절개 패턴이나 돌기로 인하여 개구율이 떨어진다.In addition, in order to secure a response speed of the liquid crystal, when the projections or the incision patterns are arranged in a large number and the area in which the liquid crystal is divided or more is designed to eight or more, the aperture ratio is lowered due to the incision patterns or the projections.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 안정한 다중 도메인을 형성하는 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a display panel for forming a stable multi-domain and a liquid crystal display including the same.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 개구율을 저하시키지 않으면서 액정의 응답 속도를 확보할 수 있는 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a display panel capable of securing a response speed of a liquid crystal without lowering an aperture ratio and a liquid crystal display device including the same.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 박막 트랜지스터 표시판과 액정 표시 장치를 마련한다.In order to solve this problem, the present invention provides the following thin film transistor array panel and liquid crystal display device.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에는 절연 기판 위에 제1 방향으로 뻗어 있는 제1 신호선, 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗어 있는 부분을 가지는 제2 신호선이 형성되어 있다. 제1 신호선과 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소마다에는 화소 전극 및 제1 신호선, 제2 신호선 및 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 화소의 모양을 따라 화소의 가장자리에는 도메인 규제 지지 수단이 형성되어 있다. 이때, 제2 신호선의 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗은 부분은 화소의 길이를 단위로 하여 반복적으로 나타난다. In the thin film transistor array panel according to the exemplary embodiment of the present invention, a first signal line extending in a first direction on the insulating substrate, and a second signal line having a curved portion and a portion extending in the second direction are insulated from and cross the first signal line. It is. Each pixel defined by the intersection of the first signal line and the second signal line includes a pixel electrode and a thin film transistor connected to the first signal line, the second signal line, and the pixel electrode. Domain regulation support means are formed at the edge of the pixel along the shape of the pixel. In this case, the bent portion of the second signal line and the portion extending in the second direction repeatedly appear in units of the length of the pixel.
도메인 규제 지지 수단은 화소 전극에 형성되어 있는 슬릿, 또는 돌기의 계단부로 이루어질 수 있다.The domain regulation support means may be composed of slits formed in the pixel electrodes, or stepped portions of the projections.
제2 신호선의 굽은 부분은 2개의 직선 부분을 포함하고, 2개의 직선 부분 중 하나는 제1 신호선에 대하여 실질적으로 45도를 이루고 나머지 하나는 제1 신호선에 대하여 실질적으로 -45도를 이루는 것이 바람직하다.The bent portion of the second signal line includes two straight portions, one of the two straight portions making up substantially 45 degrees with respect to the first signal line and the other making up substantially -45 degrees with respect to the first signal line. Do.
박막 트랜지스터 표시판은 제1 방향으로 뻗어 있는 제3 신호선을 더 포함하고, 화소 전극과 연결되는 박막 트랜지스터의 단자가 제3 신호선과 중첩하여 유지 용량을 형성한다.The thin film transistor array panel further includes a third signal line extending in the first direction, and terminals of the thin film transistor connected to the pixel electrode overlap with the third signal line to form a storage capacitor.
박막 트랜지스터는 제2 신호선과 연결되는 단자는 제2 방향으로 뻗은 부분에 연결되어 있고, 제1 신호선은 제2 신호선과 제2 방향으로 뻗은 부분에서 교차하는 것이 바람직하다.In the thin film transistor, a terminal connected to the second signal line is connected to a portion extending in the second direction, and the first signal line crosses the second signal line at the portion extending in the second direction.
본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 게이트 전극을 가지는 게이트선, 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 반도체층 위에 형성되어 있고 소스 전극을 가지며 굽은 부분과 게이트선과 직교하는 부분을 가지는 데이터선 및 상기 게이트 전극 상부에서 소스 전극과 각각 대향하고 있는 드레인 전극, 반도체층의 일부를 덮는 보호막, 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있고, 데이터선과 인접한 변이 상기 데이터선을 따라 굽어져 있으며, 가장자리에 형성되어 있는 슬릿을 가지는 화소 전극을 포함한다.The thin film transistor array panel according to another exemplary embodiment of the present invention may include an insulating substrate, a gate line having a gate electrode and having a gate electrode, a gate insulating film formed over the gate line, a semiconductor layer formed over the gate insulating film, and a semiconductor layer. A data line having a source electrode and having a bent portion and a portion orthogonal to the gate line, a drain electrode facing the source electrode on the gate electrode, a protective film covering a portion of the semiconductor layer, and electrically connected to the drain electrode; And a pixel electrode having a slit formed at an edge thereof, wherein a side adjacent to the data line is bent along the data line.
데이터선의 굽은 부분은 게이트선과 45도를 이루는 제1 부분과 게이트선과 - 45도를 이루는 제2 부분으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.The curved portion of the data line preferably includes a first portion that forms a 45 degree angle with the gate line and a second portion that forms a −45 degree angle with the gate line.
게이트선과 나란하게 형성되어 있는 유지 전극선 및 유지 전극선에 연결되어 있으며 유지 전극선보다 폭이 넓은 유지 전극을 더 포함하고, 드레인 전극은 화소 전극과 연결되는 부분의 폭이 확장되어 있고 이 부분이 유지 전극과 중첩하고 있다.And a storage electrode connected to the storage electrode line and the storage electrode line formed in parallel with the gate line, and having a wider width than the storage electrode line, wherein the drain electrode has an extended width of a portion connected to the pixel electrode, and the portion is connected to the storage electrode line. Nesting
보호막의 상부 또는 하부에 형성되어 있는 색필터를 더 포함할 수 있으며, 색필터는 데이터선에 의하여 구분되어 있는 화소 열을 따라 적색, 녹색 및 청색 색필터가 각각 길게 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색이 반복적으로 나타나는 것이 바람직하다.The color filter may further include a color filter formed on the upper or lower portion of the passivation layer. The color filter may be formed to have red, green, and blue color filters long along the pixel columns separated by the data lines, respectively. It is preferable that this appears repeatedly.
반도체층은 데이터선 아래에 형성되어 있으며 데이터선과 실질적으로 동일한 평면 패턴을 가지는 데이터선부와 소스 전극 및 드레인 전극의 아래 및 그 주변에 형성되어 있는 채널부를 포함할 수 있다.The semiconductor layer may include a data line portion formed under the data line and having substantially the same planar pattern as the data line, and a channel portion formed under and around the source electrode and the drain electrode.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선, 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있고 굴절부를 가지는 제2 신호선, 제1 신호선과 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소마다 형성되어 있는 화소 전극, 제1 신호선, 제2 신호선 및 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 제1 절연 기판과 대향하고 있는 제2 절연 기판, 제2 절연 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 제1 절연 기판과 제2 절연 기판 중의 적어도 일측에 형성되어 있는 도메인 규제 수단, 제1 절연 기판과 제2 절연 기판 중의 적어도 일측에 형성되어 있으며 도메인 규제 수단에 인접 하게 나란한 도메인 규제 지지 수단, 제1 절연 기판과 제2 절연 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함한다. 이때, 화소는 도메인 분할 수단에 의하여 복수의 도메인으로 분할되고 도메인의 장변 2개는 인접한 제2 신호선의 굴절부와 실질적으로 나란하다.The liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention may include a first insulating substrate, a first signal line formed on the first insulating substrate, a first signal line formed on the first insulating substrate, insulated from and intersecting the first signal line, and having a refractive portion. A pixel electrode formed for each pixel defined by the intersection of the second signal line, the first signal line and the second signal line, the thin film transistor connected to the first signal line, the second signal line, and the pixel electrode, and the second insulating substrate facing the first insulating line. An insulating substrate, a common electrode formed on the second insulating substrate, a domain regulating means formed on at least one side of the first insulating substrate and the second insulating substrate, and formed on at least one side of the first insulating substrate and the second insulating substrate; A domain regulating support means which is adjacent to the domain regulating means, and a liquid crystal layer injected between the first insulating substrate and the second insulating substrate. In this case, the pixel is divided into a plurality of domains by domain dividing means, and two long sides of the domain are substantially parallel with the refraction portions of the adjacent second signal lines.
액정층에 포함되어 있는 액정은 음의 유전율 이방성을 가지며 액정은 그 장축이 제1 및 제2 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the liquid crystal contained in the liquid crystal layer has negative dielectric anisotropy and the long axis of the liquid crystal is vertically aligned with respect to the first and second substrates.
도메인 규제 수단은 공통 전극이 가지는 절개부일 수 있으며, 절개부의 폭은 9㎛에서 12㎛ 사이인 것이 바람직하다.The domain regulating means may be an incision that the common electrode has, and the width of the incision is preferably between 9 μm and 12 μm.
도메인 규제 지지 수단은 공통 전극 또는 화소 전극이 가지는 슬릿일 수 있으며, 도메인 규제 지지 수단의 폭은 2㎛에서 5㎛ 사이인 것이 바람직하다.The domain regulation support means may be a slit that the common electrode or the pixel electrode has, and the width of the domain regulation support means is preferably between 2 μm and 5 μm.
도메인 규제 수단은 상기 공통 전극 또는 상기 화소 전극 상부에 형성되어 있는 돌기일 수 있으며, 도메인 규제 지지 수단은 돌기의 계단부로 이루어질 수 있다.The domain regulation means may be a protrusion formed on the common electrode or the pixel electrode, and the domain regulation support means may be formed as a stepped portion of the protrusion.
도메인을 그 내부에 포함되어 있는 액정의 주 방향자가 전계 인가시 배열하는 방향에 따라 종류를 구별할 경우 4개의 종류로 구별되는 것이 바람직하며, 제1 절연 기판과 제2 절연 기판의 바깥쪽에 각각 배치되어 있는 제1 편광판과 제2 편광판을 더 포함하고, 제1 편광판의 투과축과 제2 편광판의 투과축 중 어느 하나는 제1 신호선과 나란하고 나머지 하나는 수직으로 이루는 것이 바람직하다.In the case of classifying the domains according to the direction in which the main directors of the liquid crystal contained in the domains are arranged upon application of the electric field, the domains may be classified into four types, each of which is disposed outside the first and second insulating substrates. It further comprises a first polarizing plate and a second polarizing plate, one of the transmission axis of the first polarizing plate and the transmission axis of the second polarizing plate is preferably parallel to the first signal line and the other one is made vertical.
본 발명의 실시예에 따른 공통 전극 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 절연 기판 상부에 형성되어 있는 도메인 규제 수단, 절연 기판 상부에 형성되어 있으며 도메인 규제 수단에 인접하게 나란한 도메인 규제 지지 수단을 포함한다.The common electrode display panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes an insulating substrate, a common electrode formed on the insulating substrate, a domain regulating means formed on the insulating substrate, a domain regulating portion formed on the insulating substrate and adjacent to the domain regulating means. Support means.
도메인 규제 수단은 공통 전극에 형성된 절개부 또는 공통 전극 상부에 형성된 돌기일 수 있으며, 도메인 규제 지지 수단은 공통 전극에 형성된 슬릿 또는 돌기의 계단부로 이루어질 수 있다.The domain regulating means may be a cutout formed in the common electrode or a protrusion formed on the common electrode, and the domain regulating support means may be formed of a step portion of the slit or the projection formed in the common electrode.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.Next, a multi-domain liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판의 배치도이고, 도 3 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV'선에 대한 단면도이고, 도 5는 도 3의 V-V'선 및 V'-V''선에 대한 단면도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a layout view of a common electrode display panel of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV 'of FIG. 3, and FIG. 5 is taken along lines V-V ′ and V′-V ″ of FIG. 3. This is a cross section.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주보고 있는 공통 전극 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 주입되어 있고 그에 포함되어 있는 액정 분자(310)의 장축이 이들 표시판(100, 200)에 대하여 수직으로 배향되어 있는 액정층(300)으로 이루어진다. The liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention is a liquid crystal molecule injected into and included between the thin film
먼저, 도 1, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.First, the thin film transistor array panel will be described in more detail with reference to FIGS. 1, 4, and 5.
절연 기판(110) 위에 가로 방향으로 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)은 돌기의 형태로 게이트 전극(123)을 가지며, 게이트선(121)의 한쪽 끝부분(125)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. The
또 절연 기판(110) 위에는 유지 전극선(131)과 유지 전극(133)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131)은 가로 방향으로 뻗어 있는 유지 전극(133)이 연결되어 있는데, 유지 전극(133)은 마름모꼴 또는 직사각형의 모양을 가지며, 유지 전극선(131)에 대하여 45도 기울여 놓은 형태를 가진다. 이는 게이트선(121) 및 데이터선(171)으로 정의되는 화소의 모양을 따라 설계된 것이다. The
게이트선(121, 123, 125) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1층(211, 231, 251, 311, 331)과, 낮은 비저항을 가지는 Al 또는 Ag 또는 이들의 합금 등으로 이루어지는 제2층(212, 232, 252, 312, 332)의 이중층으로 형성되어 있다. 이들 게이트선(121, 123, 125) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 필요에 따라서는 단일층으로 형성하거나 또는 3중층 이상으로 형성할 수도 있다.The gate lines 121, 123, and 125 and the sustain
게이트선(121, 123, 125) 및 유지 전극 배선(131, 133)의 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.The
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(151, 154)이 형성되어 있다. 반도체층(151, 154)은 박막 트랜지스터의 채널을 형성하는 채널부 반도체층(154)과 데이터선(171) 아래에 위치하는 데이터선부 반도체층(151)을 포함한다.Semiconductor layers 151 and 154 made of a semiconductor such as amorphous silicon are formed on the
반도체층(151, 154)의 위에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉층(161, 163, 165)이 형성되어 있다. 저항성 접촉층(161, 163, 165)도 데이터선 아래에 위치하는 데이터선부 접촉층(161)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 아래에 각각 위치하는 소스부 접촉층(163)과 드레인부 접촉층(165)으로 이루어져 있다.On the semiconductor layers 151 and 154,
저항성 접촉층(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선(171)은 길게 뻗어 있으며 게이트선(121)과 교차하여 화소를 정의하며, 데이터선(171)은 분지이며 저항성 접촉층(163)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(173)을 가진다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항성 접촉층(165) 상부에 위치한다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와 연결하기 위하여 폭이 확장되어 있다.
The
여기서, 데이터선(171)은 화소의 길이를 주기로 하여 반복적으로 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분이 나타나도록 형성되어 있다. 이 때, 데이터선(171)의 굽은 부분은 두 개의 직선 부분으로 이루어지며, 이들 두 개의 직선 부분 중 하나는 게이트선(121)에 대하여 45도를 이루고, 다른 한 부분은 게이트선(121)에 대하여 -45도를 이룬다. 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분에는 소스 전극(173)이 연결되어 있고, 이 부분이 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 유지 전극 배선(131, 133)은 두 개의 굽은 부분 사이에 배치되어 화소의 중앙을 가로지를 수 있다.Here, the
이 때, 데이터선(171)의 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분의 길이의 비는 1:1 내지 9:1 사이(즉, 데이터선(171) 중 굽은 부분이 차지하는 비율이 50%에서 90% 사이)이다.At this time, the ratio of the lengths of the bent portion and the vertically extending portion of the
따라서, 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하여 이루는 화소는 꺾인 띠 모양으로 형성된다.Therefore, the pixel formed by the intersection of the
또, 드레인 전극(175)은 화소 전극(190)과 연결되는 부분이 직사각형 모양으로 넓게 확장되어서 유지 전극(133)과 중첩하고 있다. 이와 같이, 드레인 전극(175)은 유지 전극(133)과 게이트 절연막(140)만을 사이에 두고 중첩함으로써 유지 용량을 충분히 형성한다.In addition, the
데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 유기 절연막으로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있다. 여기서 보호막(180)은 감광성 유기 물질을 노광 및 현상하여 형성한다. 필요에 따라서는 보호막(180)을 감광성이 없는 유기 물질을 도 포하고 사진 식각 공정을 통하여 형성할 수도 있으나 감광성 유기 물질로 보호막(180)을 형성하는 것에 비하여 형성 공정이 복잡해진다.A
보호막(180)에는 드레인 전극을 드러내는 접촉구(181b)와 데이터선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(179)을 드러내는 접촉구(183b)가 형성되어 있다. 또, 게이트선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(179)을 드러내는 접촉구(182b)는 보호막(180)과 함께 게이트 절연막(140)을 관통하여 형성되어 있다. In the
이때, 이들 접촉구(181b, 182b, 183b)의 측벽(181a, 182a, 183a)은 기판 면에 대하여 30도에서 85도 사이의 완만한 경사를 가지거나, 계단형 프로파일(profile)을 가진다. At this time, the sidewalls 181a, 182a, and 183a of these
또, 이들 접촉구(181b, 182b, 183b)는 각을 가지거나 원형의 다양한 모양으로 형성될 수 있으며, 면적은 2mm×60㎛를 넘지 않으며, 0.5mm×15㎛ 이상인 것이 바람직하다.In addition, these contact holes (181b, 182b, 183b) may be formed in a variety of angles or circular shape, the area is not more than 2mm x 60㎛, preferably 0.5mm x 15㎛ or more.
한편, 보호막(180)은 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 물질로 형성할 수도 있다.Meanwhile, the
보호막(180) 위에는 접촉구(181b)를 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며 화소의 모양을 따라 꺾인 띠 모양으로 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 이 때, 화소 전극(190)은 가장자리가 데이터선과 중첩할 정도로 넓게 형성되어 있어서 최대한의 개구율을 확보하고 있다.The
또 보호막(180) 위에는 접촉구(182b, 183b)를 통하여 게이트선의 끝부분(125)과 데이터선의 끝부분(179)과 각각 연결되어 있는 접촉 보조 부재(95, 97)가 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극(190) 및 접촉 보조 부재(95, 97)는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)로 이루어져 있다. In addition, contact
이제, 도 2, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 공통 전극 표시판에 대하여 설명한다.Next, the common electrode display panel will be described with reference to FIGS. 2, 4, and 5.
유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 상부 기판(210)의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)와 적, 녹, 청색의 색필터(230)가 형성되어 있고, 색필터(230) 위에는 유기 물질로 이루어진 오버코트막(250)이 형성되어 있다. 오버코트막(250)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 절개부(271)를 가지는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 또한, 공통 전극(270)에는 절개부(271)의 양쪽에 배치되어 있는 슬릿(276)이 형성되어 있는데, 슬릿(276)의 양단은 절개부(271)의 양단에 연결될 수 있으며, 그렇지 않을 수도 있다. On the lower surface of the
이 때, 절개부(271)는 액정 분자를 다수의 영역으로 분할 배향하기 위한 도메인 규제 수단으로서 작용하며 그 폭은 8㎛에서 13㎛ 사이인 것이 바람직하다. 만약 도메인 규제 수단으로 절개부(271) 대신 유기물 돌기를 형성하는 경우에는 폭을 5㎛에서 10㎛ 사이로 하는 것이 바람직하다. 슬릿(276)은 액정 분자를 다수의 영역으로 분할 배향할 때 절개부(271)를 통하여 형성되는 프린지 필드를 분할된 영역 전체로 확장시켜 액정 분자의 응답 속도를 향상시키기 위한 도메인 규제 지지 수단으로 작용하며 그 폭은 2㎛에서 5㎛ 사이인 것이 바람직하다. At this time, the
여기서 블랙 매트릭스(220)는 데이터선(171)의 굽은 부분에 대응하는 선형 부분과 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분 및 박막 트랜지스터 부분에 대응하는 삼 각형 부분을 포함한다. The
색필터(230)는 블랙 매트릭스(220)에 의하여 구획되는 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있고 화소의 모양을 따라 주기적으로 구부러져 있다.The
공통 전극(270)의 절개부(271) 및 슬릿(276) 역시 구부러져 있어서 굽은 화소를 좌우로 양분하는 모양으로 형성되어 있다. 또, 절개부(271)의 양단은 한번 더 구부러져서 한쪽 끝은 게이트선(121)과 나란하고 다른 한쪽 끝은 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분과 나란하다.The
이상과 같은 구조의 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)을 결합하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정층(300)을 형성하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 패널이 이루어진다. When the
액정층(300)에 포함되어 있는 액정 분자는 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 그 방향자가 하부 기판(110)과 상부 기판(210)에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있고, 음의 유전율 이방성을 가진다. 이때, 액정 분자(310)의 배열은 두 표시판(100, 200)의 안쪽 면에 형성되어 있는 배향막(11, 21)의 배향력에 의해 주로 결정되는데, 그렇지 않을 수도 있다. The liquid crystal molecules included in the
하부 기판(110)과 상부 기판(210)은 화소 전극(190)이 색필터(230)와 대응하여 정확하게 중첩되도록 정렬된다. 이렇게 하면, 화소는 절개부(271)에 의하여 복수의 도메인으로 분할된다. 이 때, 화소는 절개부(271)에 의하여 좌우로 양분되나, 화소의 꺾인 부분을 중심으로 하여 상하에서 액정의 배향 방향이 서로 달라서 4종류의 도메인으로 분할된다.
The
여기서, 도메인 분할은 절개부(271)와 화소 전극(190)의 경계선에서 형성되는 프린지 필드에 의해 이루어진다. 이때, 화소의 가장자리 절개부(271)와 화소 전극(190)의 경계선에 인접하게 배열되어 있는 액정 분자들은 프린지 필드의 직접 영향으로 액정의 응답 속도가 빠르다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 절개부(271)의 양측에 배치되어 있는 슬릿(276)은 절개부(271)와 화소 전극(190)의 경계선 사이의 중앙부까지 절개부(271)에 의해 형성되는 프린지 필드 또는 그의 영향력을 확장하여, 분할된 화소의 중앙부에 배치되어 있는 액정 분자의 응답 속도를 향상시킬 수 있으며, 이를 통하여 분할된 화소의 중앙부의 휘도량도 증가시킬 수 있다. 그러나, 슬릿을 적용하지 않는 경우에는 두 경계선 사이의 중앙부 위치한 액정 분자들은 프린지 필드의 영향을 거의 받지 않아 응답 속도가 거의 느리고, 이로 인하여 분할된 화소의 중앙부에서는 휘도량이 떨어진다. Here, domain division is performed by a fringe field formed at the boundary between the
이 때, 도메인의 두 장변간 거리, 즉 도메인의 폭은 10㎛에서 30㎛ 사이인 것이 바람직하다. At this time, the distance between the two long sides of the domain, that is, the width of the domain is preferably between 10㎛ 30㎛.
또, 하나의 화소에 포함되는 상기 도메인의 수는 화소의 크기가 100㎛ X 300㎛ 미만이면 4개이고, 100㎛ X 300㎛ 이상이면 4개 또는 8개인 것이 바람직하다.The number of domains included in one pixel is four if the size of the pixel is less than 100 µm X 300 µm, and four or eight if the size of the pixel is 100 µm X 300 µm or more.
액정 표시 장치는 이러한 기본 패널 양측에 편광판(12, 22), 백라이트, 보상판 등의 요소들을 배치하여 이루어진다. 이 때 편광판(12, 22)은 기본 패널 양측에 각각 하나씩 배치되며 그 투과축은 게이트선(121)에 대하여 둘 중 하나는 나란하고 나머지 하나는 수직을 이루도록 배치한다.The liquid crystal display is formed by disposing elements such as
이상과 같은 구조로 액정 표시 장치를 형성하면 액정에 전계가 인가되었을 때 각 도메인 내의 액정이 도메인의 장변에 대하여 수직을 이루는 방향으로 기울어지게 된다. 그런데 이 방향은 데이터선(171)에 대하여 수직을 이루는 방향이므로 데이터선(171)을 사이에 두고 인접하는 두 화소 전극(190) 사이에서 형성되는 측방향 전계에 의하여 액정이 기울어지는 방향과 일치하는 것으로서 측방향 전계가 각 도메인의 액정 배향을 도와주게 된다. When the liquid crystal display device is formed as described above, when an electric field is applied to the liquid crystal, the liquid crystal in each domain is inclined in a direction perpendicular to the long side of the domain. However, since the direction is perpendicular to the
액정 표시 장치는 데이터선(171) 양측에 위치하는 화소 전극에 극성이 반대인 전압을 인가하는 점반전 구동, 열반전 구동, 2점 반전 구동 등의 반전 구동 방법을 일반적으로 사용하므로 측방향 전계는 거의 항상 발생하고 그 방향은 도메인의 액정 배향을 돕는 방향이 된다.Since the liquid crystal display generally uses inversion driving methods such as point inversion driving, thermal inversion driving, and two-point inversion driving, which apply voltages having opposite polarities to pixel electrodes positioned on both sides of the
또한, 편광판의 투과축을 게이트선(121)에 대하여 수직 또는 나란한 방향으로 배치하므로 편광판을 저렴하게 제조할 수 있으면서도 모든 도메인에서 액정의 배향 방향이 편광판의 투과축과 45도를 이루게 되어 최고 휘도를 얻을 수 있다. In addition, since the transmission axis of the polarizing plate is disposed in a direction perpendicular to or parallel to the
다만, 데이터선(171)이 구부러지므로 배선의 길이가 증가하게 되는데, 데이터선(171)에서 굽은 부분이 50%를 차지할 경우 배선의 길이는 약 20% 증가하게 된다. 데이터선(171)의 길이가 증가할 경우 배선의 저항과 부하가 증가하게 되어 신호 왜곡이 증가하는 문제점이 있다. 그러나 초고개구율 구조에서는 데이터선(171)의 폭을 충분히 넓게 형성할 수 있고, 두꺼운 유기물 보호막(180)을 사용하므로 배선의 부하도 충분히 작아서 데이터선(171)의 길이 증가에 따른 신호 왜곡 문제는 무시할 수 있다.However, since the length of the wiring increases because the
이러한 구조의 액정 표시 장치에 있어서 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.A method of manufacturing a thin film transistor array panel in a liquid crystal display device having such a structure will be described.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 6a 및 도 6b의 다음 단계에서의 단면도이다.6A and 6B are cross-sectional views in an intermediate step of manufacturing a thin film transistor array panel for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views in a subsequent step of FIGS. 6A and 6B. .
먼저, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1 금속층(211, 231, 251, 311, 331)과 낮은 비저항을 가지는 Al 또는 Ag 또는 이들을 포함하는 합금 등으로 이루어지는 제2 금속층(212, 232, 252, 312, 332)을 스퍼터링 따위의 방법으로 연속 적층하고 마스크를 이용한 첫 번째 사진 식각 공정으로 건식 또는 습식 식각하여, 기판(110) 위에 게이트선(121)과 유지 전극선(131) 및 유지 전극(133)을 포함하는 유지 배선을 형성한다.(제1 마스크)First, as shown in FIGS. 6A and 6B, the
다음, 게이트 절연막(140), 수소화 비정질 규소층 및 인(P) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소층을 화학 기상 증착법을 이용하여 각각 1,500 Å 내지 5,000 Å, 500 Å 내지 2,000 Å, 300 Å 내지 600 Å의 두께로 연속 증착하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 도핑된 비정질 규소층과 비정질 규소층을 차례로 패터닝하여 채널부가 연결되어 있는 저항성 접촉층과 비정질 규소층(151, 154)을 형성한다.(제2 마스크)Next, the
이어, Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1 금속층(711, 731, 751, 791)과, Al 또는 Ag 또는 이들을 포함하는 합금 등으로 이루어지는 제2 금속층(712, 732, 752, 792) 따위의 도전체층을 스퍼터링 등의 방법으로 1,500 Å 내지 3,000 Å의 두께로 증착한 다음 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 데이터 선(171) 및 드레인 전극(175)을 형성한다.(제3 마스크)Subsequently, conductor layers such as the
이어, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)으로 가려지지 않은 저항성 접촉층을 식각하여 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)을 드러내고 양쪽으로 분리된 저항성 접촉층(163, 165)을 형성한다. Subsequently, the ohmic contact layer that is not covered by the
이어, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 감광성 유기 절연 물질을 도포하여 보호막(180)을 형성하고, 슬릿 부분(501)을 가지는 광마스크(500)를 통하여 노광한다. Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, a photosensitive organic insulating material is coated to form a
이 때, 광마스크의 슬릿 부분(501)은 접촉구(181b, 182b, 183b)의 단차를 문제를 완화시켜 주기 위하여 접촉구 측벽(181a, 182a, 183a)의 경사를 완만하게 하거나 계단형 프로파일을 가지도록 하기 위한 부분으로 접촉구의 측벽(181a, 182a, 183a)이 될 부분에 대응하도록 배치한다.At this time, the
이와 같이 슬릿 부분(501)을 가지는 광마스크를 통하여 보호막(180)을 노광하면 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 보호막(180)의 접촉구(181b, 182b, 183b)가 될 부분은 모두 감광되고 접촉구의 측벽(181a, 182a, 183a)이 될 부분은 부분적으로 감광된다. 감광되었다 함은 빛에 의하여 폴리머가 분해된 것을 의미한다. When the
이어서, 보호막(180)을 현상하여 접촉구(181b, 182b, 183b)와 그 측벽(181a, 182a, 183a)을 형성한다.(제4 마스크)Next, the
다음, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 접촉구(181b, 182b, 183b)를 통해 노출되어 있는 배선의 제2 금속층(252, 752, 792)을 식각하여 제거하고, ITO 또는 IZO를 400 Å 내지 500 Å 두께로 증착하고 사진 식각하여 화소 전극(190)과 접촉 보조 부재(95, 97)를 형성한다.(제5 마스크)Next, as shown in FIGS. 4 and 5, the second metal layers 252, 752, and 792 of the wiring exposed through the contact holes 181b, 182b, and 183b are etched and removed, and the ITO or IZO is 400 kV. To a thickness of 500 kHz and photo-etched to form contact
제1 실시예에서는 5매의 마스크를 이용하는 제조 방법을 통하여 완성된 박막 트랜지스터 표시판을 통하여 설명하였지만, 박막 트랜지스터 표시판은 제조 비용을 줄이기 위해 4매 마스크를 이용해서도 완성할 수 있다. 또한, 공통 전극은 절개부의 양쪽에 둘 이상의 슬릿을 가질 수 있다. 이에 대하여 도 8 내지 도 13b를 참조하여 상세하게 설명한다.Although the first embodiment has been described with a thin film transistor array panel completed through a manufacturing method using five masks, the thin film transistor array panel may be completed even with four masks to reduce manufacturing costs. Also, the common electrode may have two or more slits on both sides of the cutout. This will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 13B.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 10은 도 8의 X-X'선 및 X'-X''선에 대한 단면도이고, 도 11은 도 8의 XI-XI'선 및 XI'-XI''선에 대한 단면도이다. 도 10에서 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판을 정렬한 액정 표시 장치에 대한 도면이다.FIG. 8 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a layout view showing a structure of a common electrode display panel for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X 'and X'-X' 'of FIG. 8, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI' and XI'-XI '' of FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a liquid crystal display in which the thin film transistor array panel and the common electrode panel are aligned.
제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판은 4매 마스크 공정으로 제조한 것으로서 5매 마스크 공정으로 제조한 박막 트랜지스터 표시판에 비하여 다음과 같은 특징을 가진다. The thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to the second exemplary embodiment is manufactured by a four-sheet mask process, and has the following characteristics as compared with the thin film transistor array panel manufactured by a five-sheet mask process.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 아래에 이와 실질적으로 동일한 패턴으로 저항성 접촉층(161, 163, 165, 169)이 형성되어 있고, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 채널부가 연결되어 있는 것을 제외하고 비정질 규소층(151, 154, 159)도 데이터선과 실질적으로 동일한 패턴을 가진다.
The ohmic contact layers 161, 163, 165, and 169 are formed under the
또한, 도 9 및 도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판(200)에는 개구부(271)를 가지는 공통 전극(270)이 형성되어 있는데, 제1 실시예와 다르게 두 개의 슬릿(276)이 형성되어 있다.9 and 10, a
그러면 이러한 구조적 특징을 가지는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor array panel having such structural features will be described.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고, 도 13a 및 도 13b는 도 12a 및 도 12b의 다음 단계에서의 단면도이다.12A and 12B are cross-sectional views at an intermediate stage of manufacturing a TFT panel for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 13A and 13B are cross-sectional views at a next stage of FIGS. 12A and 12B. .
먼저, 도 12a 및 12b에 도시한 바와 같이, Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1 금속층(211, 231, 251, 311, 331)과 낮은 비저항을 가지는 Al 또는 Ag 또는 이들을 포함하는 합금 등으로 이루어지는 제2 금속층(212, 232, 252, 312, 332)을 스퍼터링 따위의 방법으로 연속 적층하고 마스크를 이용한 첫 번째 사진 식각 공정으로 건식 또는 습식 식각하여, 기판(110) 위에 게이트선(121, 125) 및 게이트 전극(123)을 포함하는 게이트 배선과 유지 전극선(131) 및 유지 전극(133)을 포함하는 유지 배선을 형성한다.(제1 마스크)First, as shown in FIGS. 12A and 12B, a
다음, 질화 규소로 이루어진 게이트 절연막(140), 비정질 규소층(150), n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소로 이루어진 접촉층(160)을 화학 기상 증착법을 이용하여 각각 1,500 Å 내지 5,000 Å, 500 Å 내지 2,000 Å, 300 Å 내지 600 Å의 두께로 연속 증착하고, 이어 Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1 금속층(701)과 낮은 비저항을 가지는 Al 또는 Ag 또는 이들을 포함하는 합금 등으로 이루어지는 제2 금속층(702)을 스퍼터링 따위의 방법으로 연속 적층하고, 그 위에 감광막(PR)을 1㎛ 내지 2㎛의 두께로 도포한다. Next, the
그 후, 마스크를 통하여 감광막(PR)을 노광하여, 도 12a 및 12b에 도시한 바와 같이, 두께 전체가 감광된 부분과 두께의 일부만 감광된 부분을 가지는 감광막 패턴(PR)을 형성한다. Thereafter, the photoresist film PR is exposed through a mask to form the photoresist pattern PR having a portion where the entire thickness is exposed and a portion where only a part of the thickness is exposed, as shown in FIGS. 12A and 12B.
이어서 감광막(PR)을 현상하면 박막 트랜지스터의 채널부, 즉 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에 위치한 부분은 데이터 배선이 형성될 부분(데이터 배선부)에 위치한 부분보다 두께가 작게 되고, 기타 부분의 감광막은 모두 제거된다. 이 때, 채널부에 남아 있는 감광막의 두께와 데이터 배선부에 남아 있는 감광막의 두께의 비는 후술할 식각 공정에서의 공정 조건에 따라 다르게 하여야 하되, 전자의 두께를 후자의 두께의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 4,000 Å 이하인 것이 좋다.(제2 마스크)Subsequently, when the photoresist film PR is developed, the channel portion of the thin film transistor, that is, the portion located between the
이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있으며, 도 12a 및 도 12b에서와 같이 슬릿(slit)을 이용하거나 격자 형태의 패턴을 형성하거나 반투명막을 사용한다.As such, there may be various methods of varying the thickness of the photoresist film according to the position, and as shown in FIGS. 12A and 12B, a slit, a lattice pattern, or a translucent film are used.
이때, 슬릿 사이에 위치한 패턴의 선 폭이나 패턴 사이의 간격, 즉 슬릿의 폭은 노광시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하며, 반투명막을 이용하는 경우에는 마스크를 제작할 때 투과율을 조절하기 위하여 다른 투과율을 가지는 박막을 이용하거나 두께가 다른 박막을 이용할 수 있다.At this time, it is preferable that the line width of the pattern located between the slits or the interval between the patterns, that is, the width of the slit is smaller than the resolution of the exposure apparatus used in exposure. In the case of using a translucent film, Or a thin film having a different thickness can be used.
이와 같은 마스크를 통하여 감광막에 빛을 조사하면 빛에 직접 노출되는 부 분에서는 고분자들이 완전히 분해되며, 슬릿 패턴이나 반투명막이 형성되어 있는 부분에서는 빛의 조사량이 적으므로 고분자들은 완전 분해되지 않은 상태이며, 차광막으로 가려진 부분에서는 고분자가 거의 분해되지 않는다. 이어 감광막을 현상하면, 고분자 분자들이 분해되지 않은 부분만이 남고, 빛이 적게 조사된 중앙 부분에는 빛에 전혀 조사되지 않은 부분보다 얇은 두께의 감광막을 남길 수 있다. 이때, 노광 시간을 길게 하면 모든 분자들이 분해되므로 그렇게 되지 않도록 해야 한다. When the photosensitive film is irradiated with light through such a mask, the polymers are completely decomposed in the part directly exposed to the light, and the polymers are not completely decomposed because the amount of light is small in the part where the slit pattern or the translucent film is formed. In the part covered by the light shielding film, the polymer is hardly decomposed. Subsequently, when the photoresist film is developed, only a portion where the polymer molecules are not decomposed is left, and a thin photoresist film may be left at a portion where the light is not irradiated at a portion less irradiated with light. In this case, if the exposure time is extended, all molecules are decomposed, so it should not be so.
이러한 얇은 두께의 감광막은 리플로우가 가능한 물질로 이루어진 감광막을 도포하고 빛이 완전히 투과할 수 있는 부분과 빛이 완전히 투과할 수 없는 부분으로 나뉘어진 통상적인 마스크를 사용하여 노광한 다음, 현상하고 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않는 부분으로 감광막의 일부를 흘러내리도록 함으로써 형성할 수도 있다.This thin photoresist film is applied using a conventional mask that is coated with a photoresist film made of a reflowable material and divided into a part that can completely transmit light and a part that can't completely transmit light, and then develop and ripple. It can also be formed by letting a part of the photosensitive film flow to the part which does not remain by making it low.
이어, 감광막 패턴(PR) 및 그 하부의 막들, 즉 제1 및 제2 금속층(701, 702), 접촉층(160) 및 반도체층(150)에 대한 식각을 진행한다. 이때, 데이터 배선부에는 데이터 배선 및 그 하부의 막들이 그대로 남아 있고, 채널부에는 반도체층만 남아 있어야 하며, 나머지 부분에는 위의 3개 층(150, 160, 701, 702)이 모두 제거되어 게이트 절연막(140)이 드러나야 한다.Subsequently, etching is performed on the photoresist pattern PR and the lower layers thereof, that is, the first and
먼저, 노출되어 있는 제1 제2 금속층(701, 702)을 제거하여 그 하부의 중간층(160)을 노출시킨다. 이 과정에서는 건식 식각 또는 습식 식각 방법을 모두 사용할 수 있으며, 이때 제1 및 제2 금속층(701, 702)은 식각되고 감광막 패턴(PR)은 거의 식각되지 않는 조건 하에서 행하는 것이 좋다. 그러나, 건식 식각의 경우 금속층(701, 702)만을 식각하고 감광막 패턴(PR)은 식각되지 않는 조건을 찾기가 어려우므로 감광막 패턴(PR)도 함께 식각되는 조건 하에서 행할 수 있다. 이 경우에는 습식 식각의 경우보다 채널부 감광막의 두께를 두껍게 하여 이 과정에서 채널부 감광막이 제거되어 그 아래의 제2 금속층(702)이 드러나는 일이 생기지 않도록 한다.First, the exposed first
이렇게 하면, 채널부 및 데이터 배선부의 제1 및 제2 금속층(701, 702)만이 남고 기타 부분의 제1 및 제2 금속층(701, 702)은 모두 제거되어 그 하부의 접촉층(160)이 드러난다. In this way, only the first and
이어, 기타 부분의 노출된 접촉층(160) 및 그 하부의 비정질 규소층(150)을 채널부 감광막과 함께 건식 식각 방법으로 동시에 제거한다. 이 때의 식각은 감광막 패턴(PR)과 접촉층(160) 및 반도체층(150)(반도체층과 접촉층은 식각 선택성이 거의 없음)이 동시에 식각되며 게이트 절연막(140)은 식각되지 않는 조건 하에서 행하여야 하며, 특히 감광막 패턴(PR)과 반도체층(150)에 대한 식각비가 거의 동일한 조건으로 식각하는 것이 바람직하다. 예를 들어, SF6과 HCl의 혼합 기체나, SF6과 O2의 혼합 기체를 사용하면 거의 동일한 식각율로 두 막을 식각할 수 있다. 감광막 패턴(PR)과 반도체층(150)에 대한 식각율이 동일한 경우 채널부 감광막의 두께는 반도체층(150)과 중간층(160)의 두께를 합한 것과 같거나 그보다 작아야 한다.
Subsequently, the other portions of the exposed
이렇게 하면, 채널부의 감광막이 제거되어 제2 금속층(702)이 드러나고, 기타 부분의 접촉층(160) 및 반도체층(150)이 제거되어 그 하부의 게이트 절연막(140)이 드러난다. 한편, 데이터 배선부의 감광막 역시 식각되므로 두께가 얇아진다. 또한, 이 단계에서 반도체층 패턴(151, 154, 159)이 완성된다. In this way, the photoresist of the channel portion is removed to expose the
이어 애싱(ashing)을 통하여 채널부(C)의 제2 금속층(702)의 표면에 남아 있는 감광막 찌꺼기를 제거한다.Subsequently, ashing of the photoresist film remaining on the surface of the
다음, 도 13a 및 13b에 도시한 바와 같이 채널부의 제1 및 제2 금속층(701, 702) 및 그 아래의 접촉층(160)을 식각하여 제거한다. 이 때, 식각은 제1 및 제2 금속층(701, 702)과 접촉층(160) 모두에 대하여 건식 식각만으로 진행할 수도 있으며, 제1 및 제2 금속층(701, 702)에 대해서는 습식 식각으로, 접촉층(160)에 대해서는 건식 식각으로 행할 수도 있다. 전자의 경우 제1 및 제2 금속층(701, 702)과 접촉층(160)의 식각 선택비가 큰 조건 하에서 식각을 행하는 것이 바람직하다. 이는 식각 선택비가 크지 않을 경우 식각 종점을 찾기가 어려워 채널부에 남는 반도체 패턴(154)의 두께를 조절하기가 쉽지 않기 때문이다. 습식 식각과 건식 식각을 번갈아 하는 후자의 경우에는 습식 식각되는 제1 및 제2 금속층(701, 702)은 언더컷이 발생하나, 건식 식각되는 접촉층(160)은 언더컷이 거의 발생하지 않으므로 계단 모양으로 만들어진다. 접촉층(160) 및 반도체(151, 154)을 식각할 때 사용하는 식각 기체의 예로는 CF4와 HCl의 혼합 기체나 CF4와 O2의 혼합 기체를 들 수 있으며, CF4와 O2를 사용하면 균일한 두께로 채널부 반도체 패턴(154)을 남길 수 있다.
Next, as shown in FIGS. 13A and 13B, the first and
이렇게 하면, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)이 분리되면서 데이터 배선(171, 173, 175, 179)과 그 하부의 접촉층 패턴(161, 163, 165, 169)이 완성된다.In this way, the
이후의 제조 공정은 제1 실시예와 동일하다.The subsequent manufacturing process is the same as in the first embodiment.
이러한 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 반도체층을 하나의 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제조 비용을 최소화할 수 있다.In the manufacturing method of the TFT panel for the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment, the manufacturing cost can be minimized by patterning the
위의 제1 및 제2 실시예에서는 색필터가 공통 전극 표시판에 형성되어 있으나 이와 달리 박막 트랜지스터 기판에 형성될 수도 있으며, 프린지 필드의 영역을 확장하는 슬릿은 화소 전극에 배치될 수도 있다. 이러한 구조에 대하여 제3 실시예로서 설명하기로 한다.In the above first and second embodiments, the color filter is formed on the common electrode display panel. Alternatively, the color filter may be formed on the thin film transistor substrate, and the slit extending the area of the fringe field may be disposed on the pixel electrode. This structure will be described as a third embodiment.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 15는 도 14의 액정 표시 장치를 XV-XV'선에 대한 단면도이고, 도 16은 도 14의 XVI-XVI'선 및 XVI'-XVI''선에 대한 단면도이다.14 is a layout view illustrating a structure of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV ′ of the liquid crystal display of FIG. 14, and FIG. 16 is XVI of FIG. 14. Sectional drawing of the -XVI 'line and the XVI'-XVI' 'line.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다.First, the thin film transistor array panel will be described in detail.
절연 기판(110) 위에 가로 방향으로 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)은 돌기의 형태를 가지는 게이트 전극(123)을 포함한다. 게이트선(121)의 한쪽 끝부분(125)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. The
또 절연 기판(110) 위에는 유지 전극선(131)과 유지 전극(133)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131)은 가로 방향으로 뻗어 있고 유지 전극(133)은 마름모꼴 또는 직사각형을 유지 전극선(131)에 대하여 45도 기울여 놓은 형태로 유지 전극선(131)에 연결되어 있다. The
게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1층(211, 231, 251, 311, 331)과, 낮은 비저항을 가지는 Al 또는 Ag 또는 이들을 포함하는 합금 등으로 이루어지는 제2층(212, 232, 252, 312, 332)의 이중층으로 형성되어 있다. 이들 게이트 배선(121, 123, 125) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 필요에 따라서는 단일층으로 형성하거나 또는 3중층 이상으로 형성할 수도 있다.The
게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133)의 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.The
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(151, 154)이 형성되어 있다. 반도체층(151, 154)은 박막 트랜지스터의 채널을 형성하는 채널부 반도체층(154)과 데이터선(171) 아래에 위치하는 데이터선부 반도체층(151) Semiconductor layers 151 and 154 made of a semiconductor such as amorphous silicon are formed on the
반도체층(151, 154)의 위에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉층(161, 163, 165)이 형성되어 있다. 저항성 접촉층(161, 163, 165)도 데이터선 아래에 위치하는 데이터선부 접촉층(161)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 아래에 각각 위치하는 소스부 접촉층(163)과 드레인부 접촉층(165)으로 이루어져 있다.On the semiconductor layers 151 and 154,
저항성 접촉층(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171 및 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선(171)은 길게 뻗어 있으며 게이트선(121)과 교차하여 화소를 정의하며, 분지의 형태로 저항성 접촉층(163)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(173)을 가진다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항성 접촉층(165) 상부에 위치한다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와 연결하기 위하여 폭이 확장되어 있다.The
여기서, 데이터선(171)은 화소의 길이를 주기로 하여 반복적으로 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분이 나타나도록 형성되어 있다. 이 때, 데이터선(171)의 굽은 부분은 두 개의 직선 부분으로 이루어지며, 이들 두 개의 직선 부분 중 하나는 게이트선(121)에 대하여 실질적으로 45도를 이루고, 다른 한 부분은 게이트선(121)에 대하여 실질적으로 -45도를 이룬다. 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분에는 소스 전극(173)이 연결되어 있고, 이 부분이 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다.Here, the
따라서, 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하여 이루는 화소는 꺾인 띠 모양으로 형성된다.Therefore, the pixel formed by the intersection of the
또, 드레인 전극(175)은 화소 전극(190)과 연결되는 부분이 직사각형 모양으로 넓게 확장되어서 유지 전극(133)과 중첩하고 있다. 이와 같이, 드레인 전극(175)은 유지 전극(133)과 게이트 절연막(140)만을 사이에 두고 중첩함으로써 유지 용량을 형성한다.In addition, the
데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 질화규소 등의 무기 절연 물질로 이루어진 제1 보호막(801)이 형성되어 있다. A
제1 보호막(801) 위에는 적색, 녹색 및 청색의 색필터(230R, 230G, 230B)가 형성되어 있다. 색필터(230R, 230G, 230B)는 각각 데이터선(171)에 의하여 구획되는 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있고 화소의 모양을 따라 주기적으로 구부러져 있다. 또한, 색필터(230R, 230G, 230B)는 이웃하는 색필터(230R, 230G, 230B)가 데이터선(171) 위에서 서로 부분적으로 중첩되어 있어서 데이터선(171) 위에서 언덕을 이루고 있다. Red, green, and
색필터(230R, 230G, 230B) 위에는 감광성 유기 물질로 이루어진 제2 보호막(802)이 형성되어 있다. 제2 보호막(802)도 색필터(230R, 230G, 230B)의 중첩에 의하여 형성된 언덕을 타고 넘으면서 언덕을 이루고 있다. 이와 같이 유기막 언덕은 배향막의 경사면을 조절하여 일종의 도메인 규제 수단으로 작용하여 각 도메인에서의 액정의 방향 제어력이 강화된다.A
드레인 전극(175) 위와 데이터선의 폭이 확장되어 있는 끝 부분(179)의 위에는 제1 및 제2 보호막(801, 802)을 관통하여 드레인 전극(175)과 데이터선의 끝 부분(179)을 각각 드러내는 접촉구(181b, 183b)가 형성되어 있다. 또, 게이트선의 폭이 확장되어 있는 끝 부분(125)의 위에는 제1 및 제2 보호막(801, 802)과 함께 게이트 절연막(140)을 관통하여 게이트선의 끝 부분(125)을 노출하는 접촉구(182b)가 형성되어 있다. On the
이때, 이들 접촉구(181b, 182b, 183b)의 측벽(181a, 182a, 183a)은 기판 면에 대하여 30도에서 85도 사이의 완만한 경사를 가지거나, 계단형 프로파일(profile)을 가진다.At this time, the sidewalls 181a, 182a, and 183a of these
또, 이들 접촉구(181b, 182b, 183b)는 각을 가지거나 원형의 다양한 모양으로 형성될 수 있으며, 면적은 2mm×60㎛를 넘지 않으며, 0.5mm×15㎛ 이상인 것이 바람직하다.In addition, these contact holes (181b, 182b, 183b) may be formed in a variety of angles or circular shape, the area is not more than 2mm x 60㎛, preferably 0.5mm x 15㎛ or more.
한편, 색필터(230R, 230G, 230B)는 드레인 전극(175) 위에서는 제거되어 있어서 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구(181b)는 제1 및 제2 보호막(801, 802)만을 관통하고 있다. 또한, 화소를 구성하지 않는 게이트선의 끝 부분(125)과 데이터선의 끝 부분(179)에도 색필터(230R, 230G, 230B)를 형성하지 않는다.On the other hand, the
한편, 제2 보호막(802)도 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 물질로 형성할 수도 있다.The second
제2 보호막(802) 위에는 접촉구(181b)를 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며 화소의 모양을 따라 꺾인 띠 모양으로 화소 전극(190)이 형성되어 있다. The
또 보호막(180) 위에는 접촉구(182b, 183b)를 통하여 게이트선의 끝부분(125)과 데이터선의 끝 부분(179)과 각각 연결되어 있는 접촉 보조 부재(95, 97)가 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극(190) 및 접촉 보조 부재(95, 97)는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)로 이루어져 있다. 이때, 화소 전극(190)의 가장자리에는 화소의 모양을 따라 꺽인 모양을 가지는 슬릿(196)이 형성되어 있다. 이때, 슬릿(196)은 제1 실시예와 같이 화소 전극(190)의 가장자리에서 형성되는 프린지 필드를 분할된 화소의 중앙부까지 확장시키는 도메인 규제 지지 수단으로 작용하여 액정의 응답 속도를 향상시키는 기능을 가지며, 둘 이상으 로 배치할 수도 있다. In addition, contact
이제, 공통 전극 표시판에 대하여 설명한다.The common electrode display panel will now be described.
유리 등의 투명한 절연 기판(210)의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(220)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 절개부(271)를 가지는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.A
여기서 블랙 매트릭스(220)는 데이터선(171)의 굽은 부분에 대응하는 선형 부분과 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분 및 박막 트랜지스터 부분에 대응하는 삼각형 부분을 포함한다. The
공통 전극(270)의 절개부(271) 역시 구부러져 있어서 굽은 화소를 좌우로 양분하는 모양으로 형성되어 있다. 또, 절개부(271)의 양단은 한번 더 구부러져서 한쪽 끝은 게이트선(121)과 나란하고 다른 한쪽 끝은 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분과 나란하다.The
이상과 같은 구조의 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판을 결합하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정층(300)을 형성하면 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 패널이 이루어진다. When the
이러한 구조의 액정 표시 장치는 제1 실시예에서의 이점 이외에도 색필터(230R, 230G, 230B)가 박막 트랜지스터 기판에 형성되므로 두 표시판의 정렬 마진이 확대되고, 오버코트막(250)을 생략할 수 있는 등의 추가적인 이점을 갖는다.
In addition to the advantages of the first embodiment, the liquid crystal display having the above structure has the
이러한 구조의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법은 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서 감광성 유기막을 도포하여 보호막(180)을 형성하고, 접촉구(181b, 182b, 183b)를 형성하는 공정을 제1 보호막을 증착하는 공정, 색소가 첨가된 감광 물질을 도포, 노광 및 현상하는 과정을 3회 반복하여 적, 녹, 청색 색필터(230R, 230G, 230B)를 형성하는 공정, 감광성 유기막을 도포하여 제2 보호막(802)을 형성하고 제2 보호막(802)을 관통하는 접촉구를 형성하는 공정 및 제2 보호막(802)을 관통하는 접촉구를 통하여 노출되는 제1 보호막(801)을 식각하여 제거하는 공정으로 대체한 것이다.In the method for manufacturing a thin film transistor array panel for a liquid crystal display device having such a structure, in the method for manufacturing a thin film transistor array panel according to the first embodiment, a photosensitive organic layer is coated to form a
본 발명의 제3 실시예에서, 제2 보호막(802)은 생략할 수 있는데, 색소 등의 이물질을 거의 방출하지 않는 색필터(230R, 230G, 230B)를 사용하는 경우에 가능하다. In the third embodiment of the present invention, the second
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 제3 실시예에서 제1 보호막(801)을 생략할 수 있다.In addition, in another embodiment of the present invention, the
한편, 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에서는 액정 분자를 다수의 도메인으로 분할 배향하기 위한 분할 배향 수단으로 절개부를 이용하는 실시예에 대해서만 설명하였는데, 분할 배향 수단으로는 돌기를 이용할 수도 있으며, 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.Meanwhile, in the first to third embodiments of the present invention, only the embodiment using the cutout as the divisional alignment means for dividing and aligning the liquid crystal molecules into a plurality of domains has been described, but a projection may be used as the divisional alignment means. It will be described in detail with reference to the drawings.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 18은 도 17의 공통 전극 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 19 및 도 20은 도 18의 액정 표시 장치를 XIX-XIX'선 및 XX-XX'선 및 XX'-XX''선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 17 is a layout view illustrating a structure of a common electrode display panel for a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a layout view illustrating a structure of a liquid crystal display including the common electrode display panel of FIG. 17. 19 and 20 are cross-sectional views of the liquid crystal display of FIG. 18 taken along lines XIX-XIX ', XX-XX', and XX'-XX ''.
여기서, 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도 1과 동일하여 생략하였다.Here, the structure of the thin film transistor array panel is omitted in the same manner as in FIG. 1.
도 17 내지 도 19에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판에는, 유리 등의 투명한 절연 기판(210)의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(220)의 위에는 적, 녹, 청색의 색필터(230)가 화소마다 순차적으로 형성되어 있고, 색필터(230) 위에는 유기 물질 또는 질화 규소로 이루어진 오버코트막(250)이 형성되어 있다. 오버코트막(250)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 공통 전극(270)이 형성되어 있고, 공통 전극(270)의 상부에는 감광성 유기 절연 물질로 이루어져 있으며 계단 모양의 측벽을 가지는 돌기(281)가 형성되어 있다. 돌기(281)는 중앙부에 위치하며 제1 두께를 가지는 제1 부분(281b)과 제1 부분의 양쪽에 위치하며, 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가지는 제2 부분(281a)의 계단부를 포함한다.As shown in FIGS. 17 to 19, the common electrode display panel of the liquid crystal display according to the fourth exemplary embodiment includes a
이 때, 돌기(281)는 절개부와 같이 액정 분자를 다수의 영역으로 분할 배향하기 위한 도메인 규제 수단으로서 작용한다. 즉, 돌기(281)의 경사면을 따라 형성되는 배향막(21)의 경사면에 대하여 수직하게 배향력이 형성되며, 액정 분자는 이러한 배향력에 의해 다수의 영역으로 분할 배향된다. At this time, the
이러한 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 돌기(281)의 계단부인 제2 부분(281a)은 액정 분자를 배향하기 위한 배향력을 분할된 화소의 중앙부까지 확장시켜 제1 내지 제3 실시예의 슬릿(276)과 같이 도메인 규제 지지 수단 으로 작용한다. 액정 분자를 다수의 영역으로 분할 배향할 때 돌기(281)의 의한 배향막(21)의 경사면을 화소의 중앙부까지 연장시켜 배향력에 의한 액정 분자의 응답 속도를 향상시키기 위한 수단으로 작용한다. In the liquid crystal display according to the fourth exemplary embodiment of the present invention, the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
이상과 같이, 데이터선을 굴절시켜 화소를 꺾인 띠 모양으로 형성하면 인접한 화소 사이의 측방향 전계가 도메인의 형성을 돕는 방향으로 작용하여 도메인이 안정하게 형성되고, 또한, 편광판의 투과축을 게이트선에 대하여 수직 또는 나란한 방향으로 배치하므로 편광판을 저렴하게 제조할 수 있으면서도 모든 도메인에서 액정의 배향 방향이 편광판의 투과축과 45도를 이루게 되어 최고 휘도를 얻을 수 있다. 또한, 분할된 화소의 가장자리에 슬릿 또는 계단부의 돌기로 도메인 규제 지지 수단을 추가함으로써 개구율을 확보하면서 액정 분자의 응답 속도를 향상시킬 수 있다.As described above, when the data lines are refracted to form pixels in an angled band shape, the lateral electric field between adjacent pixels acts in a direction to assist the formation of the domains, thereby stably forming the domains. Since the polarizers can be manufactured inexpensively, the alignment directions of the liquid crystals are 45 degrees with the transmission axis of the polarizers in all domains, so that the highest luminance can be obtained. In addition, by adding domain regulating support means to protrusions of the slit or the stepped portions at the edges of the divided pixels, the response speed of the liquid crystal molecules can be improved while ensuring the aperture ratio.
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