KR101592017B1 - Display device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 다른 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 게이트선, 데이터선 그리고 게이트선 및 데이터선과 연결되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 게이트선, 데이터선 및 박막 트랜지스터 위에 격벽을 형성하는 단계, 격벽 내에 색필터를 형성하는 단계, 색필터 위에 잉크젯 인쇄 방법으로 제1 보호막을 형성하여 색필터와 격벽 사이의 단차를 줄이는 단계, 제1 보호막 및 격벽 위에 제2 보호막을 형성하여 기판을 평탄화하는 단계, 제2 보호막 위에 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계, 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판 위에 공통 전극을 형성하는 단계, 그리고 제1 절연 기판과 제2 절연 기판과 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention includes forming a thin film transistor connected to a gate line, a data line, a gate line, and a data line on a substrate, forming a barrier rib on the gate line, Forming a color filter in the barrier ribs, forming a first protective film on the color filters by an ink jet printing method to reduce a step between the color filters and the barrier ribs, forming a second protective film on the first protective film and the barrier ribs, Forming a pixel electrode connected to the thin film transistor on the second protective film, forming a common electrode on the second insulating substrate facing the first insulating substrate, forming a common electrode between the first insulating substrate and the second insulating substrate, To form a layer.
잉크젯, 격벽, 보호막, 셀갭, 차광부재, 간격재 Ink jet, barrier rib, protective film, cell gap, light shielding member,
Description
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a method of manufacturing the same.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.The liquid crystal display device is one of the most widely used flat panel display devices, and is composed of two display panels having electrodes formed thereon and a liquid crystal layer interposed therebetween, and applying voltage to the electrodes to rearrange the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer It is a display device that adjusts the amount of transmitted light.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 형성되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다. Among the liquid crystal display devices, a structure which is mainly used at present is a structure in which electric field generating electrodes are provided on two display panels. Among them, a plurality of thin film transistors and pixel electrodes are arranged in the form of a matrix in one display panel (hereinafter referred to as 'thin film transistor display panel'), and red, green, and blue A structure in which a blue color filter is formed and a common electrode covers the entire surface is the mainstream.
그러나, 이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 색 필터가 다른 표시판에 형성되므로 화소 전극과 색 필터 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다.However, since the pixel electrode and the color filter are formed on different display panels, it is difficult to precisely align the pixel electrode and the color filter, so that an alignment error may occur.
이를 해결하기 위하여, 색 필터와 화소 전극을 동일한 표시판에 형성하는 구조(color filter on array, COA)가 제안되었다. To solve this problem, a color filter on array (COA) has been proposed in which a color filter and a pixel electrode are formed on the same display panel.
박막 트랜지스터와 함께 색필터를 형성할 때 색 필터는 잉크젯 인쇄 방법으로 형성될 수 있다. 잉크젯 인쇄 방법은 구획되어 있는 소정 위치에 액체 잉크를 분사하여 각각의 잉크가 착색된 이미지를 구현하는 기술로, 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터를 포함한 복수의 색 필터를 한번에 형성할 수 있어서 제조 공정, 시간 및 비용이 크게 절감될 수 있다.When forming the color filter together with the thin film transistor, the color filter may be formed by an inkjet printing method. The ink-jet printing method is a technique in which liquid inks are jetted to a predetermined position partitioned by each ink to realize a colored image, and a plurality of color filters including a red filter, a green filter and a blue filter can be formed at one time, , Time and cost can be greatly reduced.
그러나 잉크젯 인쇄 방법으로 색필터를 형성할 때 색필터와 격벽의 특성이 달라 격벽의 높이와 동일하게 색필터를 채우기가 어렵다. 격벽의 높이가 낮으면 잉크가 격벽을 넘어 이웃 화소와 혼색될 수가 있다. 그리고 격벽의 높이가 높으면 격벽 내에 잉크가 채워지지 않은 부분으로 인한 단차가 발생하고, 단차로 인해서 보호막에 요철이 형성되어 차광 부재 및 감광막을 형성할 수 있는 공정 마진이 줄어든다.However, when the color filter is formed by the inkjet printing method, the characteristics of the color filter and the barrier rib are different and it is difficult to fill the color filter with the height of the barrier rib. When the height of the barrier ribs is low, the ink may be mixed with the neighboring pixels beyond the barrier ribs. When the height of the barrier ribs is high, a step due to the ink-unfilled portion is generated in the barrier ribs, and a step margin is formed in the protective film due to the step, thereby reducing the process margin for forming the light-
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색필터의 혼색을 방지하기 위해서 격벽의 높이를 높게 형성하더라도 차광 부재 및 감광막의 공정 마진이 감소하지 않는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a display device and a method of manufacturing the same, in which the process margin of the light shielding member and the photosensitive film is not reduced even if the height of the barrier rib is increased.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 다른 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 게이트선, 데이터선 그리고 게이트선 및 데이터선과 연결되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 게이트선, 데이터선 및 박막 트랜지스터 위에 격벽을 형성하는 단계, 격벽 내에 색필터를 형성하는 단계, 색필터 위에 잉크젯 인쇄 방법으로 제1 보호막을 형성하여 색필터와 격벽 사이의 단차를 줄이는 단계, 제1 보호막 및 격벽 위에 제2 보호막을 형성하여 기판을 평탄화하는 단계, 제2 보호막 위에 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계, 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판 위에 공통 전극을 형성하는 단계, 그리고 제1 절연 기판과 제2 절연 기판과 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a display device including forming a gate line, a data line, a thin film transistor connected to a gate line and a data line on a substrate, Forming a barrier rib on the transistor, forming a color filter in the barrier rib, forming a first protective layer on the color filter by an ink jet printing method to reduce a step between the color filter and the barrier rib, Forming a pixel electrode connected to the thin film transistor on the second protective film, forming a common electrode on the second insulating substrate facing the first insulating substrate, And forming a liquid crystal layer between the first insulating substrate and the second insulating substrate.
제2 보호막은 슬릿 코팅으로 형성하고, 단차는 1㎛~2㎛일 수 있다.The second protective film may be formed by slit coating, and the step difference may be 1 탆 to 2 탆.
색필터는 잉크젯 인쇄 방법으로 형성할 수 있다.The color filter can be formed by an inkjet printing method.
제2 보호막 위에 간격재 및 차광 부재를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.And forming a spacing member and a light shielding member on the second protective film.
간격재 및 차광 부재는 하나의 하프톤 광마스크를 이용하여 동시에 형성하고, 간격재 및 차광 부재는 검은색 염료로 착색된 유기 물질로 형성할 수 있다.The spacers and the light shielding members may be formed simultaneously using one halftone optical mask, and the spacers and the light shielding members may be formed of an organic material colored with a black dye.
광마스크는 슬릿을 포함할 수 있다.The optical mask may comprise a slit.
게이트선, 데이터선 및 박막 트랜지스터와 색필터 사이에 제3 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.And forming a third protective film between the gate line, the data line, and the thin film transistor and the color filter.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는 제1 절연 기판, 제1 절연 기판 위에 위치하는 게이트선, 게이트선과 교차하는 데이터선, 게이 트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터, 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 격벽, 격벽에 의하여 구획된 영역 내에 채워져 있으며 격벽보다 높이가 낮은 색필터, 격벽 내에 채워져 있는 제1 상부 보호막, 제1 상부 보호막 및 격벽 위에 위치하는 제2 상부 보호막, 제2 상부 보호막 위에 위치하며 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판, 제2 절연 기판 위에 위치하는 공통 전극, 그리고 제1 절연 기판과 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a display device including a first insulating substrate, a gate line disposed on the first insulating substrate, a data line crossing the gate line, a thin film transistor connected to the gate line and the data line, A first upper protective film filled in the barrier ribs, a first upper protective film, and a second upper protective film formed on the barrier ribs, the first upper protective film being formed in the barrier ribs and the color filter having a lower height than the barrier ribs, A pixel electrode located on the second upper protective film and connected to the thin film transistor, a second insulating substrate facing the first insulating substrate, a common electrode located on the second insulating substrate, and a first insulating substrate, And a liquid crystal layer disposed in the liquid crystal layer.
제2 상부 보호막 위에 위치하고 1㎛이상의 두께를 가지는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.And a light shielding member located above the second upper protective film and having a thickness of 1 탆 or more.
제1 절연 기판과 제2 절연 기판 사이의 간격을 유지하며 차광 부재와 동일한 물질로 이루어지는 간격재를 더 포함할 수 있다.And a gap member made of the same material as the light shielding member while maintaining a gap between the first insulating substrate and the second insulating substrate.
간격재 및 차광 부재는 검은색 염료로 착색된 유기 물질로 이루어질 수 있다.The spacer and the light shielding member may be made of an organic material colored with a black dye.
제1 상부 보호막과 제2 상부 보호막은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.The first upper protective film and the second upper protective film may be made of the same material.
박막 트랜지스터, 게이트선 및 데이터선과 격벽 사이에 위치하는 하부 보호막을 더 포함할 수 있다.A lower protective layer disposed between the thin film transistor, the gate line, and the data line and the barrier rib.
격벽은 하부 격벽과 하부 격벽보다 폭이 좁은 상부 격벽을 포함 할 수 있고, 격벽과 일체로 형성되어 있고 제1 절연 기판과 제2 절연 기판 사이의 간격을 유지하는 간격재를 더 포함할 수 있다.The barrier rib may include a lower barrier rib and an upper barrier rib that is narrower than the lower barrier rib. The barrier rib may be integrally formed with the barrier rib and may further include a gap material that maintains a gap between the first and second insulation substrates.
간격재 및 격벽은 검은색 염료로 착색된 유기 물질로 이루어질 수 있다.The spacers and barrier ribs may be made of an organic material colored with a black dye.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 색필터의 혼색을 방지하기 위해서 격벽의 높이가 높아지더라도 충분히 간격재와 차광 부재의 공정 마진을 확보할 수 있다.The display device according to the embodiment of the present invention can sufficiently secure the spacing and the process margin of the light shielding member even if the height of the partition wall is increased in order to prevent color mixing of the color filter.
그러면 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out 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 경우 뿐만 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 with like reference numerals throughout the specification. Whenever a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case where it is "directly on" another portion, but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 액정 표시 장치는 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 포함하고, 두 표시판(100, 200) 사이에는 액정층(3)이 형성되어 있다.1, the liquid crystal display includes a
상부 표시판(200)은 공통 전극(도시하지 않음)을 포함한다. The
박막 트랜지스터(도시하지 않음)를 포함하는 하부 표시판(100) 위에는 격 벽(361)이 형성되어 있고, 격벽(361)으로 구획되는 영역에는 색필터(230)가 채워져 있다. A
그리고 색필터(230) 위에는 제1 상부 보호막(180q)이 형성되어 있고, 제1 상부 보호막(180q) 및 격벽(361)을 포함하는 기판 전면에는 제2 상부 보호막(180r)이 형성되어 있다. A first upper
제1 상부 보호막(180q)은 격벽(361)과 색필터(230) 사이의 단차를 줄여주어 제2 상부 보호막(180r)이 평탄하게 형성될 수 있도록 한다. 제2 상부 보호막(180r)은 기판 전면에 형성되어 기판을 평탄화한다. 제1 상부 보호막(180q)과 제2 상부 보호막(180r)은 동일한 유기 물질로 형성될 수 있다.The first upper
제2 상부 보호막(180r) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있고, 화소 전극(191) 위에는 차광 부재(220) 및 간격재(320)가 형성되어 있다.A
본 발명의 실시예에서는 제1 상부 보호막(180q)으로 색필터(230)와 격벽(361) 사이의 단차를 줄인 후 제2 상부 보호막(180r)을 형성하여 기판을 평탄화한다. 이때, 제2 상부 보호막(180r)은 제1 상부 보호막(180q)으로 인해서 더욱 평탄한 면을 제공할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the second upper
본 발명의 실시예에서와 달리 단일막으로 보호막을 형성하면, 색필터(230)과 격벽(361) 사이의 단차로 인해서 보호막도 단차를 형성하여 보호막이 평탄하지 않을 수 있다. 격벽(361)의 높이가 높을수록 이러한 단차는 더욱 커지게 되며 단차가 커질수록 단차를 제거하기 위해서 보호막의 두께가 두꺼워 진다.Unlike the embodiment of the present invention, if a protective film is formed with a single film, the step between the
한편, 두 표시판(100, 200) 사이의 셀갭은 일정한 간격을 가지나 보호막의 두께가 두꺼워지면 셀갭이 줄어들고 따라서 간격재(320) 및 차광 부재(220)를 형성하기 위한 공정 마진이 감소하게 된다.On the other hand, the cell gap between the two
차광 부재(220)는 일정 두께 이상 형성하여야 빛샘을 방지할 수 있으나 셀갭이 줄어들면 차광 부재(220)의 두께가 얇아지기 때문에 빛샘을 완전하게 방지할 수 없다.The
그러나 본 발명의 실시예에서는 제1 상부 보호막(180q)으로 색필터(230)와 격벽(361) 사이의 단차를 줄이고, 제2 상부 보호막(180r)을 형성하기 때문에 제2 상부 보호막(180r)을 얇게 형성하여 충분한 셀갭을 확보할 수 있다. 차광 부재(220)는 1㎛이상의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.However, in the embodiment of the present invention, since the step between the
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 게이트선(GL), 복수 쌍의 데이터선(DLa, DLb) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 액정 표시 장치를 구조적으로 보면 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.2, the liquid crystal display according to the present embodiment includes a plurality of signal lines including a plurality of gate lines GL, a plurality of data lines DLa and DLb and a plurality of sustain electrode lines SL, And a pixel PX. The liquid crystal display device includes a
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 부화소(PXa, PXb)는 스위칭 소자(Qa, Qb)와 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Csta, Cstb)를 포함한다.Each pixel PX includes a pair of subpixels PXa and PXb and the subpixels PXa and PXb are connected to the switching elements Qa and Qb and liquid crystal capacitors Clca and Clcb and a storage capacitor, (Csta, Cstb).
스위칭 소자(Qa, Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DLa, DLb)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(Csta, Cstb)와 연결되어 있다.The switching elements Qa and Qb are three terminal elements such as a thin film transistor provided on the
액정 축전기(Clca, Clcb)는 부화소 전극(191a, 191b)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하고, 두 단자 사이의 액정층(3) 부분을 유전체로 하여 형성된다.The liquid crystal capacitors Clca and Clcb are formed by using the
액정 축전기(Clca, Clcb)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Csta, Cstb)는 하부 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 부화소 전극(191a, 191b)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다.The storage capacitors Csta and Cstb serving as auxiliary capacitors of the liquid crystal capacitors Clca and Clcb are formed by stacking the sustain electrode lines SL and the
두 액정 축전기(Clca, Clcb)에 충전되는 전압은 서로 약간의 차이가 나도록 설정되어 있다. 예를 들면, 액정 축전기(Clca)에 인가되는 데이터 전압이 액정 축전기(Clcb)에 인가되는 데이터 전압에 비하여 항상 낮거나 높도록 설정한다. 이렇게 두 액정 축전기(Clca, Clcb)의 전압을 적절하게 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 할 수 있어 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상할 수 있다.The voltages charged in the two liquid crystal capacitors (Clca, Clcb) are set so as to slightly differ from each other. For example, the data voltage applied to the liquid crystal capacitor Clca is always set to be lower or higher than the data voltage applied to the liquid crystal capacitor Clcb. By appropriately adjusting the voltages of the two liquid crystal capacitors Clca and Clcb, the image viewed from the side can be made as close as possible to the image viewed from the front, thereby improving the lateral visibility of the liquid crystal display device.
그러면 도 3 내지 도 7을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해서 더욱 상세히 설명한다.A liquid crystal display according to an embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 7. FIG.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4은 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5는 도3의 액정 표시 장치의 화소 전극을 제외한 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 6 은 도 3의 액정 표시 장치의 화소 전극을 도시한 배치도이고, 도 7은 본발명의 한 실시예에 따른 화소 전극의 기본이 되는 기본 전극을 도시한 평면도이다.FIG. 3 is a layout diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device of FIG. 3 cut along line IV-IV, FIG. 6 is a layout view showing a pixel electrode of the liquid crystal display device of FIG. 3, and FIG. 7 is a plan view of a basic electrode of a pixel electrode according to an embodiment of the present invention. Fig.
도 3 내지 6을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.3 to 6, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.First, the
절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131, 135)이 형성되어 있다.A plurality of
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(gate electrode)(124a, 124b)을 포함한다.The
유지 전극선(storage electrode line)(131, 135)은 게이트선(121)과 실질적으로 나란하게 뻗은 줄기선(stem)(131)과 이로부터 뻗어 나온 복수의 유지 전극(storage electrode)(135)을 포함한다. 유지 전극선(131, 135)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.The
게이트선(121) 및 유지 전극선(131, 135) 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어진 복수의 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다.A
반도체(154a, 154b) 위에는 각각 복수 쌍의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 163b, 165a, 165b)가 형성되어 있으며, 저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b)는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.A plurality of pairs of
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수 쌍의 데이터선(data line)(171a, 171b)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)이 형성되어 있다.A plurality of pairs of
데이터선(171a, 171b)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선의 줄기선(131)과 교차한다. 데이터선(171a, 171b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)을 포함하며, 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)은 각각 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 마주한다.The
제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 소스 전극(173a)으로 일부 둘러싸인 한 쪽 끝에서부터 위로 뻗어 있으며 반대쪽 끝은 다른 층과의 접속을 위해 면적이 넓을 수 있다.The first and
그러나 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 비롯한 데이터선(171a, 171b)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.However, the shapes and arrangements of the
제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)와 함께 제1 및 제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa, Qb)를 이루며, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 채널(channel)은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 사이의 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)에 형성된다.The first and
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154a, 154b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.The
데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위로 만들어진 하부 보호막(180p)이 형성되어 있다.A lower
하부 보호막(180p) 위에는 격벽(361)이 형성되어 있다. 격벽(361)은 게이트선(121) 및 데이터선(171a, 171b)을 따라 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터 위에도 형성된다. 격벽(361)으로 둘러싸인 영역은 색필터(230) 및 제1 상부 보호막(180q)이 채워지는 충진 영역으로 대략 직사각형 모양을 이룬다. A
충진 영역에는 색필터(230)가 채워져 있으며, 색필터(230)는 격벽(361)보다 높이가 낮게 형성되어 있다.The
격벽(361) 및 색필터(230) 위에는 제1 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다. 제1 상부 보호막(180q)은 격벽(361)과 색필터(230) 사이의 높이 차로 인한 단차를 줄여준다. A first upper
그리고 제1 상부 보호막(180q) 및 격벽(361) 위에는 제2 상부 보호막(180r) 이 형성되어 있다. 제2 상부 보호막(180r)은 기판 전체에 형성되어 있으며 기판을 평탄화한다. 제1 상부 보호막(180q)과 제2 상부 보호막(180r)은 동일한 유기 물질로 형성될 수 있다.A second upper
본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 제1 상부 보호막(180q)과 제2 상부 보호막(180r)을 구분되게 도시하였으나, 제1 상부 보호막(180q)과 제2 상부 보호막(180r)은 동일한 물질로 형성할 경우에 두 막 사이의 경계선이 구분되지 않을 수 있다.The first upper
제2 상부 보호막(180r), 제1 상부 보호막(180q), 색필터(230) 및 하부 보호막(180p)에는 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있다. A plurality of
제2 상부 보호막(180r) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다.A plurality of
각 화소 전극(191)은 간극(91)을 사이에 두고 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함하며, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 각각 도 7에 도시한 기본 전극(199) 또는 그 변형을 하나 이상 포함하고 있다.Each of the
그러면 도 7을 참고하여, 기본 전극(199)에 대해 상세하게 설명한다.7, the
도 7에 도시한 바와 같이 기본 전극(199)의 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부(193) 및 이와 직교하는 세로 줄기부(192)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 기본 전극(199)은 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)에 의해 제1 부영역(Da), 제2 부영역(Db), 제3 부영역(Dc), 그리고 제4 부영역(Dd)으로 나 뉘어지며 각 부영역(Da-Dd)은 복수의 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the overall shape of the
제1 미세 가지부(194a)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 제2 미세 가지부(194b)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 제3 미세 가지부(194c)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 제4 미세 가지부(194d)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.The first fine
제1 내지 제4 미세 가지부(194a-194d)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(193)와 대략 45도 또는 135도의 각을 이룬다. 또한 이웃하는 두 부영역(Da-Dd)의 미세 가지부(194a-194d)는 서로 직교할 수 있다.The first to fourth
도시하지 않았으나 미세 가지부(194a-194d)의 폭은 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에 가까울수록 넓어질 수 있다.Although not shown, the width of the
다시 도 2 내지 도 6을 참고하면, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 각각 하나의 기본 전극(199)을 포함한다. 다만 화소 전극(191) 전체에서 제2 부화소 전극(191b)이 차지하는 면적이 제1 부화소 전극(191a)이 차지하는 면적보다 클 수 있으며, 이때, 제2 부화소 전극(191b)는 제1 부화소 전극(191a)의 면적보다 1.0배에서 2.2배 정도 크도록 기본 전극(199)의 크기를 다르게 형성한다.Referring again to FIGS. 2 to 6, the first and second
제2 부화소 전극(191b)은 데이터선(171)을 따라 뻗은 한 쌍의 가지(195)를 포함한다. 가지는 제1 부화소 전극(191b)과 데이터선(171) 사이에 위치하며 제1 부 화소 전극(191b)의 하단에서 연결된다. 둘 중 하나의 가지는 확장되어 있으며 접촉 구멍(185b)을 통하여 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 그리고 제1 부화소 전극(191a)은 접촉 구멍(185a)을 통해서 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있다.The second
제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.The first and second
화소 전극(191) 위에는 간격재(320) 및 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)을 따라 형성되어 있으며, 간격재(320)는 박막 트랜지스터와 대응하는 부분을 포함할 수 있다.On the
간격재(320) 및 차광 부재(220)는 각각의 광마스크를 이용하여 형성될 수 있으나, 한 개의 광마스크를 이용하여 동시에 형성할 수 있다. 이때 간격재(320) 및 차광 부재(220)는 검은색 염료로 착색된 유기 물질로 형성될 수 있다.The
간격재(320) 및 차광 부재(220) 위에는 배향막(11)이 형성되어 있다. An alignment film 11 is formed on the
다음, 상부 표시판(200)에 대해서 설명한다.Next, the
상부 표시판(200)은 투명한 절연 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 전면에 형성되어 있고, 공통 전극(270) 위에 배향막(21)이 형성되어 있다.In the
그럼 도 8 내지 도 12를 참조하여 도 3 및 도 4의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명한다.The manufacturing method of the thin film transistor substrate for a liquid crystal display of Figs. 3 and 4 will be described with reference to Figs. 8 to 12. Fig.
도 8 내지 도 12는 도 3 및 도 4에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 차례로 도시한 단면도이다.8 to 12 are sectional views sequentially showing the method of manufacturing the thin film transistor substrate for a liquid crystal display shown in Figs. 3 and 4. Fig.
도 8에 도시한 바와 같이, 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124a, 124b)을 포함하는 게이트선(121)과 유지 전극(135)을 포함하는 유지 전극선을 형성한다. A sustain electrode line including a
다음 도 9에 도시한 바와 같이, 게이트선(121)을 포함하는 기판(110) 위에 산화 규소 따위를 증착하여 게이트 절연막(140)을 형성한다.9, a silicon oxide film or the like is deposited on the substrate 110 including the
그리고 게이트 절연막(140) 위에 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막, 불순물이 도핑된 비정질 규소막을 형성한 후 패터닝하여 저항성 접촉층 패턴 및 반도체(154a, 154b)를 형성한다.An amorphous silicon film not doped with an impurity and an amorphous silicon film doped with an impurity are formed on the
이후 저항성 접촉층 패턴 위에 도전 물질을 증착한 후 패터닝하여 소스 전극(173a, 173b)을 포함하는 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b)을 형성한다. Thereafter, a conductive material is deposited on the resistive contact layer pattern and then patterned to form
소스 전극(173a, 173b) 및 드레인 전극(175a, 175b)을 마스크로 이들 사이에 노출되어 있는 저항성 접촉층 패턴을 식각하여 저항성 접촉층(163a, 163b, 165a, 165b)을 형성한다.The resistive contact layer patterns exposed between the
반도체(154a, 154b), 저항성 접촉층(163a, 163b, 165a, 165b), 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b)은 각각의 마스크로 형성할 수 있지만, 슬릿 마스크 따위를 사용한 두께가 다른 감광막 패턴을 이용하여 함께 형성할 수 있다. 이 경우 저항성 접촉층은 데이터선 및 드레인 전극과 동일한 평면 패턴을 가진다.Although the
도 10에 도시한 바와 같이, 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b) 위에 하부 보호막(180p)을 형성한다. 그리고 하부 보호막(180p) 위에 유기 절연막을 형성한 후 패터닝하여 격벽(361)을 형성한다. 이때, 격벽(361)은 이후에 형성되는 색필터가 혼색되지 않도록 4.0~5.0㎛의 두께로 형성할 수 있다.The lower
도 11에 도시한 바와 같이, 격벽(361)으로 정의되는 화소 내에 색필터(230)를 형성한다. 색필터(230)는 잉크젯 인쇄 방법으로 형성할 수 있으며, 잉크젯 인쇄 방법은 잉크젯용 헤드를 이동하면서 색필터 용액을 적하하고, 색필터 용액을 건조하는 방식으로 진행된다. As shown in Fig. 11, a
이후 격벽(361) 내에 제1 상부 보호막(180q)을 형성하여 격벽(361)과 색필터(230) 사이의 단차를 줄인다. 제1 상부 보호막(180q)는 색필터와 같이 잉크젯 인쇄 방법으로 형성할 수 있다.The first upper
색필터(230)의 두께가 너무 높으면 격벽(361)과 색필터(230) 사이에 단차가 줄어들어 제1 상부 보호막(180q)을 형성하기 위한 잉크의 양을 조절하기가 어렵다. 따라서 색필터(230)는 격벽(361)보다 약 1㎛~2㎛정도 낮게 형성하는 것이 바람직하다.If the thickness of the
도 12에 도시한 바와 같이,색필터(230) 및 제1 상부 보호막(180q) 위에 제2 상부 보호막(180r)을 형성한다. 제2 상부 보호막(180r)은 슬릿 코팅(slit coating) 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 슬릿 코팅은 일정한 간격으로 배치된 노즐이 기판을 통과하면서 유기 물질을 분사한다.As shown in FIG. 12, a second upper
제1 상부 보호막(180q)에 의해서 격벽(361)과 색필터(230) 사이의 높이 차를 줄여줌으로써 제2 상부 보호막(180r)을 두껍게 형성하지 않아도 기판을 용이하게 평탄화할 수 있다. 제1 상부 보호막(180q)이 격벽(361)보다 높게 형성되더라도 제 2 상부 보호막(180r)을 추가 형성하기 때문에 제1 상부 보호막(180q)으로 인한 단차를 제거할 수 있다. 또한 제1 상부 보호막(180q)을 형성할 때, 제1 상부 보호막(180q)이 격벽(361)을 넘어 흐르더라도 문제를 유발하지 않는다. The difference in height between the
이후 제2 상부 보호막(180r), 제1 상부 보호막(180q), 격벽(361) 및 하부 보호막(180p)을 패터닝하여 접촉구(185a, 185b)를 형성한다. 제2 상부 보호막(180r)과 제1 상부 보호막(180q)이 감광성 유기 물질인 경우에는 사진 공정(Photolithography)만으로 이들 두 막(180r, 180q)을 패터닝할 수 있다. 이후, 격벽(361)과 하부 보호막(180p)을 패터닝하기 위하여 식각 공정이 추가될 수 있다. 제2 상부 보호막(180r)과 제1 상부 보호막(180q)도 사진 식각 공정으로 패터닝할 수도 있다.Contact
이후 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 상부 보호막(180r) 위에 화소 전극(191)을 형성한다. 그리고 화소 전극(191) 위에 감광성 유기 물질막을 형성한 후 슬릿 패턴을 가지는 광마스크를 이용하여 노광한 후 현상하여 두께가 다른 차광 부재(220)와 간격재(320)를 형성한다.Then, as shown in FIG. 4, the
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.13 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 13의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 3 및 도 4의 실시예에 비하여 격벽 및 간격재의 형태가 다르다. 격벽이 하부 격벽(361a, 361b)과 상부 격벽(362a, 362b)을 포함하고, 간격재(363)가 상부 격벽(362a, 362b)과 일체로 형성되어 있다. 제2 상부 보호막(180r)은 상부 격벽(362a, 362b)과 제1 상부 보호막(180q)을 덮고, 간격재(363)는 노출한다. 때에 따라서는 제2 상부 보호막(180r) 이 간격재(363)도 덮는 형태로 형성될 수도 있다. 여기서 하부 격벽(361a, 361b) 및 상부 격벽(362a, 362b)은 검은색 유기 물질로 형성하여 빛샘을 방지하는 차광 부재로 사용할 수 있다. 간격재(363)도 검은색 유기 물질로 형성할 수 있다.The liquid crystal display device according to the embodiment of FIG. 13 differs from the embodiment of FIGS. 3 and 4 in the form of the barrier ribs and spacing members. The barrier ribs include
이러한 구조의 액정 표시 장치를 형성하는 방법은 도 8 내지 도 12를 통하여 설명한 액정 표시 장치의 제조 방법과 비교하여 격벽 및 간격재를 형성하는 공정이 다르다. 즉, 하부 격벽(361a, 361b)을 형성하고, 그 위에 상부 격벽(362a, 362b)과 간격재(363)를 동시에 형성한다. 이 때, 하프톤(Half-Tone) 마스크를 통한 노광 방법을 사용함으로써 높이가 다른 상부 격벽(362a, 362b)과 간격재(363)를 동시에 형성할 수 있다. 이후 색필터(230)와 제1 상부 보호막(180q)를 잉크젯 인쇄 방법으로 형성하고, 제2 상부 보호막(180r)을 슬릿 코팅 등의 방법으로 형성한다.The method of forming the liquid crystal display device having such a structure differs from the method of manufacturing the liquid crystal display device described with reference to FIGS. 8 to 12 in the process of forming the barrier ribs and the spacers. That is, the
이상에서는 액정 표시 장치를 실시예로 하여 설명하였으나, 본 발명은 격벽을 형성하여 영역을 구획하고 해당 영역에 색필터나 발광 물질 등을 채우는 유기 발광 표시 장치에도 적용할 수 있다.Although the liquid crystal display device has been described as an example in the above description, the present invention can also be applied to an organic light emitting display device in which barrier ribs are formed to partition a region and fill a color filter or a light emitting material in the region.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.2 is an equivalent circuit diagram of a pixel of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.3 is a layout diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 4은 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal display of FIG. 3 taken along the line IV-IV.
도 5는 도3의 액정 표시 장치의 화소 전극을 제외한 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.5 is a layout diagram of a thin film transistor panel except the pixel electrode of the liquid crystal display of FIG.
도 6은 도 3의 액정 표시 장치의 화소 전극을 도시한 배치도이다.6 is a layout diagram showing a pixel electrode of the liquid crystal display device of FIG.
도 7은 본발명의 한 실시예에 따른 화소 전극의 기본이 되는 기본 전극을 도시한 평면도이다.7 is a plan view showing a basic electrode as a basic element of a pixel electrode according to an embodiment of the present invention.
도 8 내지 도 12는 도 3 및 도 4에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 차례로 도시한 단면도이다.8 to 12 are sectional views sequentially showing the method of manufacturing the thin film transistor substrate for a liquid crystal display shown in Figs. 3 and 4. Fig.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.13 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
3: 액정층 11, 21: 배향막3: liquid crystal layer 11, 21: alignment layer
31: 액정 분자 100: 박막 트랜지스터 표시판31: liquid crystal molecule 100: thin film transistor display panel
110, 210: 절연 기판 121: 게이트선110, 210: insulating substrate 121: gate line
124a, 124b: 게이트 전극 131: 유지 전극선124a, 124b: gate electrode 131: sustain electrode line
135: 유지 전극135: sustain electrode
140: 게이트 절연막 154a, 154b: 반도체140:
163a, 163b, 165a, 165b: 저항성 접촉 부재163a, 163b, 165a, 165b: resistive contact member
171a, 171b: 데이터선 173a, 173b: 소스 전극171a and 171b:
175a, 175b: 드레인 전극 180p: 하부 보호막175a, 175b:
180q: 제1 상부 보호막 180r: 제2 상부 보호막180q: first upper
185a 185b: 접촉 구멍 191: 화소 전극 185a 185b: contact hole 191: pixel electrode
191a: 제1 부화소 전극 191b: 제2 부화소 전극191a: first
200: 공통 전극 표시판200: Common electrode plate
230: 색필터 270: 공통 전극230: color filter 270: common electrode
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JP2000047216A (en) | 1998-07-31 | 2000-02-18 | Sharp Corp | Color liquid crystal display device and its production |
Family Cites Families (1)
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-
2009
- 2009-05-26 KR KR1020090046029A patent/KR101592017B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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