KR101420150B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시장치에 있어서, 게이트 절연막을 사이에 두고 교차배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인이 형성된 기판 상부에 형성되는 보호막; 및, 상기 보호막을 사이에 두고 화소영역의 액정구동을 위해 상기 화소영역에 형성되는 공통전극과 화소전극;을 포함하며, 상기 게이트 절연막 또는 상기 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에는 러빙방향과 실질적으로 평행하게 연장된 형상의 다수 개의 액정배향력 강화패턴이 형성된 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 게이트 절연막 또는 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에 러빙방향으로 요철형상의 패턴을 형성함으로써 그 상부에 형성되는 배향막에도 요철형상의 패턴이 형성되게 하여 배향규제력을 강화할 수 있고, 데이터라인의 길이방향 양측 단부의 요철형상에 의해 발생하는 러빙불량을 감소시킬 수 있어, 결과적으로 러빙무라가 개선될 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{LCD AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 게이트 절연막 또는 보호막(층간절연막)의 상부면에 러빙방향으로 길게 연장된 형태의 요철 패턴을 형성함으로써, 이후 액정의 초기 배향을 위한 러빙공정 후 액정의 배향규제력을 보다 강화시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 러빙공정을 통해 초기 배향된 액정에 일정 방향의 전계를 인가하여 액정을 회전시키고, 그에 따라 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시하게 된다.

그러한 러빙공정은 기판 상에 배향막을 형성하고, 러빙포가 감긴 러빙롤을 회전시키면서 배향막 상부 표면을 미리 정해진 러빙방향으로 문지르면서 이동시킴으로써 배향막 상에 다수의 홈을 형성하여 이후 액정이 그 홈이 형성된 방향을 따라 배향되도록 하는 것이다.

하지만 기판 상에 형성되는 여러 구조물이나 패턴들의 단차로 인하여, 이후 배향막 형성 및 러빙공정 진행 시, 해당 단차 영역 부근에서 적절히 러빙이 이루어지지 않는 러빙불량이 발생하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허 제0849599호는 FFS(Fringe Field Switching) 모드 액정표시장치로서, 투명공통전극에 데이터라인과 평행한 방향으로 바(bar)와 슬릿(slit)이 교대배열되도록 구성되고, 데이터라인 및 투명공통전극의 바와 일정 각도를 이루도록 러빙이 이루어진다.

이때, 데이터라인과 투명공통전극의 바의 단차로 인해, 데이터라인과 투명공통전극의 바 각각의 러빙방향 반대쪽 측면에 러빙이 적절히 이루어지지 않는 러빙불량이 발생한다.

이는, 단차가 연장된 방향과 일정 각도를 이루도록 러빙을 하는 경우 심화되는 문제로서, 오히려 단차가 연장된 방향과 평행하거나 수직으로 러빙을 하는 경우가 러빙불량 발생이 경미하다.

도 1은 종래 FFS모드 액정표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 FFS 모드 액정표시장치의 하부기판(100)에는 다수의 게이트라인(110)과 데이터라인(130)이 게이트절연막(120)의 개재하에 화소영역이 정의되도록 서로 교차배열된다.

그리고, 투명화소전극(160)은 화소영역에 박막트랜지스터(T)로부터 신호를 받도록 연결되고, 바(161)와 슬릿(162)을 포함하는 빗살형상을 가진 투명공통전극(160)은 보호막(150)을 사이에 두고 투명화소전극(160)과 중첩되도록 형성되며, 그 상부로 배향막(170)이 형성된다.

이 같은 상태에서 액정의 초기 배향을 위하여 배향막(170)의 상부면에 러빙포 등을 이용한 러빙공정이 도 1의 화살표 방향으로 진행된다.

이때, 도 2에서와 같이, 데이터라인(130)과 투명화소전극(140) 및 투명공통전극의 바(161)와 슬릿(162)의 교대배열 형상 등의 형상에 기인한 단차가 발생하며, 이로 인해 배향막(170)이 도포된 상부면에는 크고 작은 요철이 형성된다.

상기 요철은 데이터라인(130)의 길이방향으로 연장되도록 형성되어 러빙공정시 상술한 형상에 기인한 단차에 의해 러빙불량이 발생하여 제조가 완료된 후 러빙무라가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 데이터라인(130)이 형성되는 영역의 구조물은 화소영역에 형성되는 구조물에 비해 상대적으로 높게 형성되므로, 이에 따른 도 1의 a부분 즉, 데이터라인(130)의 양측부 중 러빙방향의 반대쪽 측부에서의 러빙이 적절히 이뤄지지 않는 문제점이 있었다.

본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 게이트 절연막 또는 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에 러빙방향으로 요철형상의 패턴을 형성함으로써 그 상부에 형성되는 배향막에도 요철형상의 패턴이 형성되게 하여 배향규제력을 강화할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 게이트 절연막 또는 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에 러빙방향으로 요철형상의 패턴을 형성함으로써, 러빙시 데이터라인의 길이방향 양측 단부의 요철형상에 의해 발생하는 러빙불량을 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 러빙불량이 감소됨으로써 러빙무라가 개선될 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제는, 본 발명에 따라, 게이트 절연막을 사이에 두고 교차배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인이 형성된 기판 상부에 형성되는 보호막; 및, 상기 보호막을 사이에 두고 화소영역의 액정구동을 위해 상기 화소영역에 형성되는 공통전극과 화소전극;을 포함하며, 상기 게이트 절연막 또는 상기 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에는 러빙방향과 실질적으로 평행하게 연장된 형상의 다수 개의 액정배향력 강화패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 공통전극과 상기 화소전극 중 적어도 어느 하나는 바와 슬릿이 교대배열되는 빗살형상으로 형성된다.

또한, 상기 바와 슬릿은 상기 데이터라인과 실질적으로 평행할 수 있다.

또한, 상기 러빙방향은 상기 데이터라인이 연장된 방향과 예각을 이루는 것이 바람직하다.

상기 액정표시장치의 제조방법은 상기 게이트라인과 상기 데이터라인의 사이에 형성된 게이트 절연막 또는 기판 상에 형성된 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에 러빙방향과 실질적으로 평행하게 연장된 형상의 액정배향력 강화패턴을 형성하는 방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 게이트 절연막 또는 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에 러빙방향으로 요철형상의 패턴을 형성함으로써 그 상부에 형성되는 배향막에도 요철형상의 패턴이 형성되게 하여 배향규제력을 강화할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법이 제공된다.

또한, 게이트 절연막 또는 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에 러빙방향으로 요철형상의 패턴을 형성함으로써, 러빙시 데이터라인의 길이방향 양측 단부의 요철형상에 의해 발생하는 러빙불량을 감소시킬 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법이 제공된다.

또한, 러빙불량이 감소됨으로써 러빙무라가 개선될 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법이 제공된다.

도 1은 종래 FFS모드 액정표시장치의 평면도,
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 평면도,
도 4는 도 3의 A의 사시도,
도 5 내지 도 8은 도 4의 제조공정도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 사시도이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 A의 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치는 게이트 절연막(10)을 사이에 두고 교차배열되어 화소영역을 형성하는 게이트라인(1)과 데이터라인(2)이 형성된다.

여기서, 게이트 절연막(10)의 상부면에는 러빙방향과 실질적으로 평행하게 연장된 요철형상의 다수 개의 액정배향력 강화패턴(11)이 형성된다.

그리고, 데이터라인(2)을 덮으면서 기판 전면에 보호막(20)이 형성되고, 보호막(20)을 사이에 두고 화소영역의 액정구동을 위해 화소영역에 형성되는 공통전극(30)과 화소전극(40)이 형성된다.

아울러, 공통전극(30)과 화소전극(40) 중 적어도 어느 하나는 바(bar)와 슬릿(slit)이 교대배열되는 빗살형상으로 형성된다. 이때, 바와 슬릿은 데이터라인(2)과 실질적으로 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 공통전극이 빗살형상으로 형성된 것이 도시되어 있다.

상기 보호막(20)에는 게이트 절연막(10)의 액정배향력 강화패턴(11)의 형상에 의해 요부(21a)와 철부(21b)를 가진 요철형상의 패턴(21)이 러빙방향으로 형성된다

또한, 제1투명전극(30)과 제2투명전극(40)에도 액정배향력 강화패턴(11)의 요철형상에 의해 요부(31a, 41a)와 철부(31b,41b)를 가진 요철형상의 패턴(31,41)이 러빙방향으로 각각 형성된다.

이에 따라, 화소전극(40)에 형성되는 러빙방향으로의 패턴은 화소전극(40)의 상부를 덮도록 형성되는 배향막(미도시)에 형성되는 배향패턴과 함께 액정배향의 규제력을 더 강화시킬 수 있다.

결과적으로, 화소전극(40)의 상부에 배향막을 형성하지 않는다고 하더라도, 화소전극(40)의 상부면에 러빙방향으로 형성되는 요철형상의 패턴(41)에 의해 액정배향이 가능할 수 있다.

즉, 배향막 형성공정 및 배향막에 러빙방향으로 패턴을 형성하는 러빙공정을 생략하여도 액정배향이 가능할 수 있다.

한편, 종래 구조에서는 데이터라인(2)의 길이방향을 따라 양측 가장자리 영역에서 데이터라인(2)이 형성된 영역과 화소영역 간의 단차에 의해 발생하는 러빙불량 또한 상술한 바와 같은 요철형상의 패턴이 데이터라인(2)의 길이방향을 따라 형성되도록 함으로써 러빙불량을 완화시킬 수 있다.

지금부터는 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에 대해 설명한다. 도 5 내지 도 7은 도 4의 적층구조를 제조공정에 따라 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 먼저 기판(미도시) 상에 다수 개의 게이트라인(1)을 이격배열되게 하고, 기판 전면에 상기 게이트라인(1)을 덮도록 게이트 절연막(10)을 형성한 후에, 게이트 절연막(10)의 상부면에 소정의 식각방법 또는 레이저 스크라이빙 등의 방법으로 요부와 철부를 가지는 요철형상의 다수 개의 액정배향력 강화패턴(11)을 러빙방향으로 다수 개 형성한다(S10).

그리고, 도 6을 참조하면, 게이트 절연막(10)의 상부에 게이트라인(1)과 교차배열되도록 데이터라인(2)을 형성하면서, 게이트라인(1)과 데이터라인(2)의 교차배열에 의해 정의되는 화소영역에 공통전극(30)을 패터닝하여 형성한다(S20).

이때, 제1투명전극(30)에는 액정배향력 강화패턴(11)의 형상에 기인하는 요부와 철부를 가지는 요철형상의 패턴(31)이 형성된다.

이어, 도 7을 참조하면, 기판 전면에 공통전극(30)을 덮도록 보호막(20)을 형성한다(S30). 형성된 보호막(20)에는 액정배향력 강화패턴(11)의 형상에 기인하는 요부와 철부를 가지는 요철형상의 패턴(21)이 형성된다.

그리고, 보호막(20)의 상부 중 화소영역에 도 8에서와 같이 빗살형상의 화소전극(40)을 패터닝하여 형성한다(S40).

화소전극(40)에도 상술한 액정배향력 강화패턴(11)의 형상에 기인한 요부와 철부를 가지는 요철형상의 패턴(41)이 형성된다.

그리고, 그 상부로 배향막(미도시)이 형성되고, 러빙공정을 통해 배향막에 러빙방향으로 배향패턴이 형성된다.

상술한 방법을 이용하면, 종래 단순히 배향패턴에 의존해 액정배향을 하는 구조와 비교하여 액정의 배향규제력이 강화될 수 있다.

또한, 종래 데이터라인의 길이방향 양측에서 화소영역과의 단차로 인해 러빙이 이뤄지지 않아 발생하는 러빙불량을 감소시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제2실시예에 대해 설명한다. 제2실시예에서는 제1실시예에서와 달리 액정배향력 강화패턴(11)이 보호막(20)의 상부면에 형성된다.

즉, 도 9에서와 같이, 보호막(20)의 상부면에 요부와 철부를 가지는 요철형상의 액정배향력 강화패턴(22)을 러빙방향으로 형성하면, 그 상부에 형성되는 제2투명전극(40) 즉, 투명공통전극에 러빙방향으로 액정배향력 강화패턴(22)에 의한 요부와 철부를 가지는 요철형상의 패턴(41)이 러빙방향으로 형성된다.

이를 통해, 배향막이 형성되는 경우에 배향막에 형성되는 배향패턴과 함께 액정배향을 위한 배향규제력을 향상시킬 수 있다.

또한, 배향막이 형성되지 않는 경우에도 보호막(20)의 상부에 형성된 요철형상의 패턴에 의한 러빙을 한 것과 동일한 효과를 나타낼 수 있어, 별도의 배향막 형성 및 배향패턴 형성을 위한 러빙공정을 생략할 수 있다.

상술한 제2실시예에 따른 제조방법은 액정배향력 강화패턴을 형성하는 공정이 보호막을 형성한 후에 이뤄지는 것을 제외하고, 실질적으로 제1실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : 게이트라인 10 : 게이트 절연막
11, 22 : 액정배향력 강화패턴 2 : 데이터라인
20 : 보호막 30 : 공통전극
40 : 화소전극
21a, 31a, 41a : 요부 21b, 31b, 41b : 철부
21, 31, 41 : 요철형상의 패턴

Claims (7)

1. 액정표시장치에 있어서,
   게이트 절연막을 사이에 두고 교차배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인과 데이터라인;
   상기 게이트라인과 데이터라인이 형성된 기판 상부에 형성되는 보호막; 및,
   상기 보호막을 사이에 두고 화소영역의 액정구동을 위해 상기 화소영역에 형성되는 공통전극과 화소전극;을 포함하며,
   상기 게이트 절연막 또는 상기 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에는 러빙방향과 평행하게 연장된 형상으로 하부구조가 노출되지 않도록 다수 개의 액정배향력 강화패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공통전극과 상기 화소전극 중 적어도 어느 하나는 바와 슬릿이 교대배열되는 빗살형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 바와 슬릿은 상기 데이터라인과 평행한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 러빙방향은 상기 데이터라인이 연장된 방향과 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 기판 상에 화소영역이 정의되도록 다수 개의 게이트라인과 데이터라인을 교차배열하고, 상기 화소영역에 액정구동을 위한 화소전극과 공통전극을 형성한 액정표시장치의 제조방법에 있어서,
   상기 게이트라인과 상기 데이터라인의 사이에 형성된 게이트 절연막 또는 기판 상에 형성된 보호막 중 적어도 어느 하나의 상부면에 러빙방향과 평행하게 연장된 형상으로 하부구조가 노출되지 않도록 액정배향력 강화패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 공통전극과 상기 화소전극 중 적어도 어느 하나는 바와 슬릿이 교대배열되는 빗살형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 바와 슬릿은 상기 데이터라인과 평행하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.

Images