KR102423443B1 - 액정표시장치 및 액정표시장치의 제조 방법 - Google Patents

액정표시장치 및 액정표시장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치된 화소 전극으로서, 상기 표시 화소마다 배치된 복수의 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제2 더미 화소 전극을 포함하는 화소 전극, 및 상기 화소 전극 상에 배치되는 배향막을 포함하되, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역의 상기 배향막의 평균 두께는 상기 표시 영역의 상기 배향막의 평균 두께보다 두껍다.

Description

액정표시장치 및 액정표시장치의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정표시장치 및 액정표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 스마트폰, 노트북 컴퓨터 또는 텔레비젼 등 다양한 크기의 표시장치로서 널리 사용되고 있다.
액정표시장치는 두 기판의 사이에 개재된 액정층에 전기장을 인가하고, 이 전기장의 세기를 조절하여 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
이러한 액정표시장치는 구동 방식에 따라 수평 전계형 액정 표시 장치와, 수직 전계형 액정 표시 장치로 분류될 수 있다. 수평 전계형 액정 표시 장치는 액정 분자의 움직임을 수평으로 제어하여 빛의 투과 여부를 조절하고, 수직 전계형 액정 표시 장치는 액정 분자의 움직임을 수직으로 제어하여 빛의 투과 여부를 조절한다.
그러나, 액정표시장치의 제조 과정에서 액정층에는 이온성 불순물이 발생할 수 있다. 이온성 불순물은 액정층에 인가되는 전기장의 세기 조절에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 이온성 불순물이 액정표시장치의 특정 영역에 축적될 수 있는데, 이에 의하여 액정표시장치의 특정 영역에 배치되는 화소가 액정표시장치의 나머지 영역 배치되는 화소보다 밝게 보이는 현상이 나타날 수 있다. 따라서, 이러한 국부적인 밝기 차이를 최소화할 수 있는 설계가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 국부적인 밝기 차이를 최소화할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 국부적인 밝기 차이를 최소화할 수 있는 액정표시장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치된 화소 전극으로서, 상기 표시 화소마다 배치된 복수의 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제2 더미 화소 전극을 포함하는 화소 전극, 및 상기 화소 전극 상에 배치되는 배향막을 포함하되, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역의 상기 배향막의 평균 두께는 상기 표시 영역의 상기 배향막의 평균 두께보다 두껍다.
또한, 상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 표시 화소 전극과 연결된 복수의 데이터 라인, 상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제1 더미 화소 전극과 연결된 제1 더미 데이터 라인, 및 상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제2 더미 화소 전극과 연결된 제2 더미 데이터 라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 일측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되고, 상기 제2 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 타측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극의 행의 개수는 상기 표시 화소 전극의 행의 개수와 동일할 수 있다.
또한, 상기 제1 더미 화소 전극은 상기 열 방향에 45° 이하의 사이각을 갖고 연장되며 상기 행 방향으로 연속하여 배치되고 서로 평행한 제1 내지 제3 가지 전극을 더 포함하되, 상기 제1 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리는 상기 제2 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리보다 길고, 상기 제2 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리는 상기 제3 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리보다 길며, 상기 제1 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제1 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리는 상기 제2 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제2 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리보다 길고, 상기 제2 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제2 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리는 상기 제3 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제3 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리보다 길 수 있다.
또한, 상기 제1 더미 영역과 상기 제2 더미 영역에 인접하는 열의 상기 표시 화소들과 중첩되도록 배치되는 제1 배향막의 평균 두께는 상기 제1 더미 영역과 상기 제2 더미 영역에 인접하지 않는 열의 상기 표시 화소들과 중첩되도록 배치되는 제1 배향막의 평균 두께보다 두꺼울 수 있다.
또한, 복수의 상기 제1 더미 화소 전극에는 서로 동일한 극성의 전압이 제공되고, 복수의 상기 제2 더미 화소 전극에는 서로 동일한 극성의 전압이 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치되는 상기 배향막의 평균 두께는 710Å 이상 730Å 이하이고, 상기 표시 영역에 배치되는 상기 배향막의 평균 두께는 590Å 이상 610 Å 이하일 수 있다.
또한, 상기 배향막은 상기 표시 영역의 중심에 배치되는 열의 상기 표시 화소와 오버랩되는 영역에서 가장 얇은 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 배향막 상에 배치되는 액정층을 더 포함하되, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역의 상기 액정층에 형성되는 전계의 평균 세기는 상기 표시 영역의 상기 액정층에 형성되는 전계의 평균 세기보다 약할 수 있다.
또한, 상기 배향막 상에 배치되는 차광 부재를 더 포함하되, 상기 차광 부재는 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역과 오버랩되도록 배치될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 배치되는 화소 절연막, 상기 화소 절연막 상에 배치되는 화소 전극을 포함하되, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치되는 상기 화소 절연막의 평균 두께는 상기 표시 영역에 배치되는 상기 화소 절연막의 평균 두께보다 두껍다.
또한, 상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되는 복수의 데이터 라인, 복수의 제1 더미 데이터 라인 및 복수의 제2 더미 데이터 라인을 더 포함하되, 상기 화소 전극은 상기 표시 화소마다 배치된 복수의 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 영역에 상기 열 방향으로 배치된 복수의 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제2 더미 화소 전극을 포함하고, 상기 데이터 라인은 복수 행의 상기 표시 화소 전극과 연결되고, 상기 제1 더미 데이터 라인은 복수 행의 상기 제1 더미 화소 전극과 연결되고, 상기 제2 더미 데이터 라인은 복수 행의 상기 제2 더미 화소 전극과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 일측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되고, 상기 제2 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 타측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결될 수 있다.
또한, 상기 화소 절연막은 제1 서브 화소 절연막 및 제2 서브 화소 절연막을 더 포함하되, 상기 제1 서브 화소 절연막은 상기 표시 영역, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치되고 상기 표시 영역, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에서 균일한 두께를 갖고, 상기 제2 서브 화소 절연막은 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치된 화소 전극으로서, 상기 표시 화소마다 배치된 복수의 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제2 더미 화소 전극을 포함하는 화소 전극을 포함하되, 상기 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 화소 전극은 각각 상기 열 방향으로 연장되는 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2 더미 화소 전극에 배치되는 상기 가지 전극의 상기 행 방향 폭의 길이는 상기 표시 화소 전극에 배치되는 상기 가지 전극의 상기 행 방향 폭의 길이보다 짧다.
또한, 상기 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 화소 전극은 각각 상기 열 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함하되, 상기 제1 및 제2 더미 화소 전극에 배치되는 상기 슬릿의 상기 행 방향 폭의 길이는 상기 표시 화소 전극에 배치되는 상기 슬릿의 상기 행 방향 폭의 길이보다 길 수 있다.
또한, 상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 표시 화소 전극과 연결된 복수의 데이터 라인, 상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제1 더미 화소 전극과 연결된 제1 더미 데이터 라인, 및 상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제2 더미 화소 전극과 연결된 제2 더미 데이터 라인을 더 포함하되, 상기 제1 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 일측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되고, 상기 제2 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 타측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 화소 전극을 형성하는 단계, 및 상기 표시 영역보다 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에서의 두께가 더 두껍도록 상기 화소 전극 상에 배향막을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 배향막을 형성하는 단계는 배향 물질을 상기 화소 전극 상에 도포하는 단계, 상기 배향 물질을 건조하는 단계, 상기 배향 물질에 자외선을 조사하는 단계, 상기 배향 물을 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 배향 물질을 상기 화소 전극 상에 도포하는 단계는 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 상기 표시 영역보다 많은 양의 상기 배향 물질을 도포할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면,
국부적인 밝기 차이를 최소화할 수 있는 액정표시장치를 제공할 수 있다.
나아가, 국부적인 밝기 차이를 최소화할 수 있는 액정표시장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 화소들에 대한 등가 회로도이다.
도 3은 도 1의 A영역에 배치되는 화소들에 대한 일 시점의 프레임에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 화소들의 일 시점의 프레임에 연속되는 다음 프레임에 대한 등가 회로도이다.
도 5는 도 1의 A영역에 배치되는 화소들에 대한 레이아웃도이다.
도 6은 도 5의 I-I'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이다.
도 7는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ' 및 Ⅳ-Ⅵ'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 배향막을 형성하는 방법의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배향 물질을 어레이 기판에 도포하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 예비 열처리하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 조사하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 도 5의 Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ' 및 Ⅳ-Ⅵ'로 도시된 선에 대응되는 선을 따라 자른 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 서브 화소 절연막을 형성하는 방법의 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무기 절연 물질을 어레이 기판에 증착하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광을 수행하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각이 수행된 후의 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 서브 화소 절연막이 형성된 후의 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치의 도 1의 A영역에 대응되는 영역에 배치되는 화소들에 대한 레이아웃도이다.
도 20은 도 19의 Ⅴ-Ⅴ', Ⅵ-Ⅵ' 및 Ⅶ-Ⅶ'로 도시된 선에 대응되는 선을 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 화소들에 대한 등가 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 게이트 구동부(110), 데이터 구동부(120), 신호 제어부(130) 및 표시 패널(140)을 포함한다.
표시 패널(140)은 복수의 표시 화소(PX), 복수의 제1 더미 화소(DPX1), 복수의 제2 더미 화소(DPX2)를 포함한다. 표시 화소(PX)는 실제로 사용자에게 시인되는 화상을 표시함에 있어 화상을 각각 개별적인 계조의 제어가 가능한 최소 단위일 수 있으며, 제1 더미 화소(DPX1) 및 제2 더미 화소(DPX2)는 표시 화소(PX)와 마찬가지로 각각 개별적인 계조의 제어가 가능한 최소 단위이나 표시 화소(PX)와는 달리 후술할 차광 부재(540)에 의하여 가려져 사용자에게 시인되지 않는 단위일 수 있다.
표시 화소(PX)는 m행 n열에 걸쳐 매트릭스 형태로 배열되며, 표시 패널(140)의 중심 영역에 배치되는 표시 영역(AA)에 배치될 수 있다. 제1 더미 화소(DPX1)는 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하도록 배치되는 제1 더미 영역(DA_1)에 배치될 수 있다. 제2 더미 화소(DPX2)는 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하도록 배치되는 제2 더미 영역(DA_2)에 배치될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 더미 영역(DA_1)은 표시 영역(AA)의 좌측에 인접하도록 배치되고, 제2 더미 영역(DA_2)은 표시 영역(AA)의 우측에 인접하도록 배치될 수 있다.
제1 더미 화소(DPX1)는 제1 더미 영역(DA_1)의 내부에 열 방향으로 연속하여 배치될 수 있다. 또한, 제2 더미 화소(DPX2)는 제2 더미 영역(DA_2)의 내부에 열 방향으로 연속하여 배치될 수 있다. 이 때, 각각의 제1 더미 화소(DPX1)과 제2 더미 화소(DPX2)는 표시 영역(AA)에 배치되는 표시 화소(PX)의 행마다 하나씩 배치될 수 있으며, 표시 화소(PX), 제1 더미 화소(DPX1) 및 제2 더미 화소(DPX2)가 전체적으로 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 즉, 제1 더미 화소(DPX1)의 행의 개수와, 제2 더미 화소(DPX2)의 행의 개수는 표시 화소(PX)의 행의 개수와 동일할 수 있다.
다만 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)의 배치는 이에 제한되지 아니하고, 표시 영역(AA)의 열 방향 일측 외곽 및 타측 외곽에 인접하도록 배치될 수도 있으며, 열 방향 및 행 방향 모두에 연속되도록 배치될 수도 있다.
본 명세서에서 행 방향은 제1 방향(dr1)으로 지칭하기로 하며, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 표시 패널(140)이 배치되는 평면상의 좌측에서 우측을 향하는 임의의 직선이 가리키는 방향에 대응될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 열 방향은 제2 방향(dr2)으로 지칭하기로 하며, 이는 도 2에 도시된 바와 같이 표시 패널(140)이 배치되는 평면상의 상측에서 하측을 향하는 임의의 직선이 가리키는 방향에 대응될 수 있다.
한편, 표시 패널(140)은 제1 방향(dr1)으로 연장되는 복수의 게이트 라인(G1~Gn)과, 제2 방향(dr2)으로 연장되는 복수의 데이터 라인(D1~Dm)을 포함할 수 있다.
복수의 데이터 라인(D1~Dm)은 게이트 구동부(110)로부터 게이트 신호를 제공받고, 복수의 데이터 라인(D1~Dm)은 데이터 구동부(120)로부터 데이터 신호를 제공받을 수 있다. 각각의 표시 화소(PX)는 게이트 라인(G1~Gn)과 데이터 라인(D1~Dm)이 교차하는 영역에 배치될 수 있다.
각각의 표시 화소(PX)는 색 표시를 구현하기 위해서 기본색 중 하나의 색상을 고유하게 표시할 수 있다. 상기 기본색의 예로는 적색, 녹색 및 청색을 들 수 있다. 또한 각각의 표시 화소(PX) 중 일부는 흰색을 표시할 수도 있다. 본 명세서에서는 적색을 표시하는 화소를 적색 화소, 녹색을 표시하는 화소를 녹색 화소, 청색을 표시하는 화소를 청색 화소, 흰색을 표시하는 화소를 흰색 화소라 지칭하기로 한다. 이들 각각의 색을 가진 상기 적색 화소, 상기 녹색 화소, 상기 청색 화소 및 상기 흰색 화소를 한데 묶어 각각의 밝기를 조절하여 적색, 녹색, 청색이 아닌 임의의 색을 표시할 수 있다.
한편, 상기 적색 화소, 상기 녹색 화소, 상기 청색 화소는 제1 방향(dr1)으로 번갈아 배열될 수 있으며, 이에 제한되지 않고 제2 방향(dr2)으로 번갈아 배열될 수도 있다. 이외에도 다양한 방법1으로 배열될 수 있으며, 상술한 각 화소의 배치 구조에 제한되지 아니한다.
신호 제어부(130)는 외부로부터 각종 신호들을 제공받아 게이트 구동부(110) 및 데이터 구동부(120)를 제어한다. 구체적으로, 신호 제어부(130)는 외부로부터 제1 영상 데이터(DATA1) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호(CONT1)를 입력받을 수 있고, 게이트 구동부 제어 신호(CONT3), 데이터 구동부 제어 신호(CONT2), 제2 영상 데이터(DATA2) 등을 출력할 수 있다.
제1 영상 데이터(DATA1)는 표시 화소(PX)들 각각의 휘도 정보를 포함할 수 있다. 상기 휘도 정보는 정해진 수효, 예를 들어 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가질 수 있으며, 이에 한정되지 아니하고 다른 값을 가질 수도 있다. 입력되는 제1 영상 데이터(DATA1)는 프레임 단위로 구분될 수 있다.
신호 제어부(130)에 전달되는 입력 제어 신호(CONT1)는 예컨대, 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(Mclk), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하고 다른 종류의 신호가 추가적으로 입력될 수도 있다.
게이트 구동부 제어 신호(CONT3)는 게이트 구동부(110)의 동작을 제어하는 신호일 수 있으며, 신호 제어부(130)에서 생성될 수 있다. 게이트 구동부 제어 신호(CONT3)는 스캔 개시 신호, 클록 신호 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니하고 다른 신호를 더 포함할 수도 있다. 게이트 구동부(110)는 게이트 구동부 제어 신호(CONT3)에 따라 표시 화소(PX)를 활성화시킬 수 있는 게이트 신호를 생성하여 대응하는 게이트 라인(G1~Gn)에 제공할 수 있다.
데이터 구동부 제어 신호(CONT2)는 데이터 구동부(120)의 동작을 제어하는 신호일 수 있으며, 신호 제어부(130)에서 생성될 수 있다. 데이터 구동부(120)는 데이터 구동부 제어 신호(CONT2)에 따라 데이터 신호를 생성하여 대응하는 데이터 배선에 전달할 수 있다.
아래에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 구동에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 A영역에 배치되는 화소들에 대한 일 시점의 프레임에 대한 등가 회로도이고, 도 4는 도 3에 도시된 화소들의 일 시점의 프레임에 연속되는 다음 프레임에 대한 등가 회로도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 동일한 열에 인접하여 배치되는 표시 화소(PX)라 하더라도, 서로 다른 데이터 라인(D1~Dm)과 연결되어 상기 데이터 신호를 제공받는다. 즉, 1행 1열 표시 화소(PX11)는 제1 데이터 라인(D1~Dm)과 연결되고, 2행 1열 표시 화소(PX21)는 제2 데이터 라인(D1~Dm)과 연결되며, 3행 1열 표시 화소(PX31)는 제1 데이터 라인(D1)과 연결되고, 4행 1열 표시 화소(PX41)는 제2 데이터 라인(D2)과 연결될 수 있다. 이처럼, 동일한 열에 배치되는 표시 화소(PX)라 하더라도, 일부는 좌측에 배치되는 데이터 라인(D1~Dm)과 연결될 수 있고, 일부는 우측에 배치되는 데이터 라인(D1~Dm)과 연결될 수 있으며, 이들의 순서는 번갈아가며 반복될 수 있다.
마찬가지로, 1행 2열 표시 화소(PX12)는 제2 데이터 라인(D2)과 연결되고, 2행 2열 표시 화소(PX22)는 제3 데이터 라인(D3)과 연결되고, 3행 2열 표시 화소(PX32)는 제2 데이터 라인(D2)과 연결되고, 4행 2열 표시 화소(PX42)는 제3 데이터 라인(D3)과 연결될 수 있다. 또한, 1행 3열 표시 화소(PX13)는 제3 데이터 라인(D3)과 연결되고, 2행 3열 표시 화소(PX23)는 제4 데이터 라인(D4)과 연결되고, 3행 3열 표시 화소(PX33)는 제3 데이터 라인(D3)과 연결되고, 4행 3열 표시 화소(PX43)는 제3 데이터 라인(D3)과 연결될 수 있다.
이러한 구조에 의하여, 효율적인 극성 반전을 수행할 수 있다. 더욱 구체적으로, 액정표시장치는 표시하고자 하는 영상의 누화 및 플리커 잡음의 발생 방지를 위해 주기적으로 표시 화소(PX)에 인가되는 신호의 전압을 반전하여 구동해주는 극성 반전 방식을 사용할 수 있다. 극성 반전 방식이란 표시 화소(PX)가 양의 극성(+) 또는 음의 극성(-)을 가지며 영상을 표시하는 것을 의미한다.
여기서, 양의 극성(+)이라 함은 해당 표시 화소(PX) 또는 제1 및 제2 더미 화소(DPX1, DPX2)에 입력되는 상기 데이터 신호의 전압값이 후술할 공통 전압의 전압값에 비하여 더 높은 값을 갖는 것을 의미한다. 반대로, 음의 극성(-)이라 함은 해당 표시 화소(PX) 또는 제1 및 제2 더미 화소(DPX1, DPX2)에 입력되는 상기 데이터 신호의 전압값이 상기 공통 전압의 전압값에 비하여 더 낮은 값을 갖는 것을 의미한다. 즉, 양의 극성(+) 또는 음의 극성(-)이라고 하여 반드시 0V를 초과하거나 0V 미만의 전압이 제공되는 것이 아니라, 표시 화소(PX) 또는 제1 및 제2 더미 화소(DPX1, DPX2)에 제공되는 상기 데이터 신호의 전압값과 후술할 공통 전극(300)에 제공되는 상기 공통 신호의 전압값의 상대적인 차이에 의하여 양의 극성(+)인지 또는 음의 극성(-)인지 여부가 결정될 수 있다.
한편, 극성 반전 방식 중의 하나로 동일한 열에 배치되는 표시 화소(PX)들은 동일한 극성을 갖도록 하고, 인접하는 열에 배치되는 표시 화소(PX)는 서로 다른 극성을 갖도록 하며, 표시 화소(PX)들의 극성을 프레임마다 반전시키는 열 반전 구동 방식이 있다. 또한, 극성 반전 방식 중의 다른 하나로 인접하는 모든 표시 화소(PX)들간 극성을 서로 다르게 하는 점 반전 방식을 사용할 수 있다. 여기서, 열 반전 구동의 경우 구동이 간단하나 영상의 누화 및 플리커 잡음 발생 방지 효과가 작은 반면, 점 반전 구동의 경우 구동이 어렵고 소비전력이 크나 영상의 누화 및 플리커 잡음 발생 방지 효과가 크다.
이 때, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같은 표시 화소(PX)와 데이터 라인(D1~Dm)과의 연결 구조를 사용하면, 데이터 라인(D1~Dm) 단위로는 행 반전 구동을 하는 것과 같이 상기 데이터 신호를 입력하면서도, 점 반전 구동의 효과를 얻어낼 수 있다.
구체적으로, 일 시점의 프레임에서, 제1 데이터 라인(D1)에는 양의 극성(+)의 상기 데이터 신호가 제공되고, 제2 데이터 라인(D2)에는 음의 극성(-)의 상기 데이터 신호가 제공되고, 제3 데이터 라인(D3)에는 양의 극성(+)의 상기 데이터 신호가 제공되고, 제4 데이터 라인(D4)에는 음의 극성(-)의 상기 데이터 신호가 제공될 수 있다.
이처럼, 제1 내지 제4 데이터 라인(D1~D4)에 입력되는 상기 데이터 신호의 전압값만을 조절한다 하더라도, 임의의 프레임에서 1행 1열 표시 화소(PX11), 1행 3열 표시 화소(PX13), 2행 2열 표시 화소(PX22), 3행 1열 표시 화소(PX31) 및 3행 3열 표시 화소(PX33)가 양의 극성(+)을 갖도록 할 수 있으며, 1행 2열 표시 화소(PX12), 2행 1열 표시 화소(PX21), 2행 3열 표시 화소(PX23) 및 3행 2열 표시 화소(PX32)가 음의 극성(-)을 갖도록 할 수 있고, 연속되는 다음 프레임에서는 1행 1열 표시 화소(PX11), 1행 3열 표시 화소(PX13), 2행 2열 표시 화소(PX22), 3행 1열 표시 화소(PX31) 및 3행 3열 표시 화소(PX33)가 음의 극성(-)을 갖도록 할 수 있으며, 1행 2열 표시 화소(PX12), 2행 1열 표시 화소(PX21), 2행 3열 표시 화소(PX23) 및 3행 2열 표시 화소(PX32)가 양의 극성(+)을 갖도록 할 수 있다.
즉, 각각의 데이터 라인(D1~Dm)에 제공되는 상기 데이터 신호의 전압값의 조절에 의하여, 표시 영역(AA)에 배치되는 표시 화소(PX)들은 제1 방향(dr1) 및 제2 방향(dr2)으로 인접하는 표시 화소(PX)들의 극성을 모두 다르게 할 수 있으며, 점 반전 구동과 같은 효과를 얻어낼 수 있다.
한편, 표시 영역(AA)의 외측에는 제1 더미 영역(DA_1)과 제2 더미 영역(DA_2)이 배치되며, 제1 더미 영역(DA_1)에는 제2 방향(dr2)으로 연속하여 제1 더미 화소(DPX1)가 배치되고, 제2 더미 영역(DA_2)에는 제2 방향(dr2)으로 연속하여 제2 더미 화소(DPX2)가 배치된다. 이들 더미 화소(DPX)는 표시 화소(PX)의 극성 반전 구동이 원활하게 수행될 수 있도록 할 수 있다.
구체적으로, 1행 1열 표시 화소(PX11) 및 1행 3열 표시 화소(PX13)와 연결되는 제1 데이터 라인(D1)의 경우, 제1 데이터 라인(D1)의 우측으로만 1행 1열 표시 화소(PX11) 및 1행 3열 표시 화소(PX13)가 배치될 뿐, 제1 데이터 라인(D1)의 좌측으로는 표시 화소(PX)가 배치되지 않는다. 따라서, 제1 데이터 라인(D1에 연결되는 표시 화소(PX)들의 개수는, 제2 내지 제4 데이터 라인(D2~D4)에 연결되는 표시 화소(PX)들의 개수와 상이하여 서로 다른 동작 특성이 나타날 수 있다.
따라서, 제1 데이터 라인(D1)의 좌측으로 2행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)를 배치함으로써 제1 내지 제4 데이터 라인(D1~D4)이 동일한 동작 특성을 보이도록 할 수 있다. 나아가, 2행 1열 제1 더미 화소(DPX1_21) 뿐만 아니라, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11) 및 3행 1열 제1 더미 화소(DPX1_31)도 추가적으로 배치하여 표시 화소(PX) 및 제1 더미 화소(DPX1)가 전체적으로 매트릭스 형태로 배열되도록 할 수 있으며, 표시 화소(PX) 및 제1 더미 화소(DPX1)가 전체적으로 매트릭스 형태로 배열됨으로 인하여 표시 영역(AA)에서 표시되는 영상의 표시 품질이 균일할 수 있다.
또한, 1행 1열 제1 더미 화소 내지 3행 1열 제1 더미 화소 (DPX1_11~DPX1_31)에 상기 데이터 신호를 제공하는 제1 더미 데이터 라인(DML1)은 인접하는 제1 데이터 라인(D1)과 연결되어 제1 데이터 라인(D1)으로부터 상기 데이터 신호를 제공받을 수 있다. 실제 사용자에게 영상을 표시하는 영역은 표시 영역(AA)이며, 제1 더미 영역(DA_1)은 후술할 차광 부재(540)에 의하려 가려지며, 어떤 계조를 갖는다 하더라도 사용자에게 시인되지 않는 것은 마찬가지이므로, 제1 더미 화소(DPX1)는 별도의 데이터 라인으로부터 상기 데이터 신호를 제공받지 않을 수 있기 때문이다.
또한, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제1 더미 화소(DPX1)에 대한 설명은 제2 더미 영역(DA_2) 및 제2 더미 화소(DPX2)에 모두 동일하게 적용될 수 있다.
다만, 이러한 제1 더미 화소(DPX1) 및 제2 더미 화소(DPX2)의 배치 구조 및 극성 반전 구동에 의하여 표시 영역(AA)의 1열에 배치되는 표시 화소(PX)가 의도한 것보다 밝게 보이는 현상이 나타날 수 있다. 이는 후술할 액정층(400)에 잔류하는 이온성 불순물이 더미 영역(DA) 및 더미 영역(DA)이 배치되는 방향의 표시 영역(AA) 외측으로 축적됨에 따라 발생할 수 있다.
액정층(400)에는 액정표시장치의 제조 과정 중에 발생하는 상기 이온성 불순물이 남아있을 수 있다. 이러한 상기 이온성 불순물은 상기 데이터 신호의 전압값과 상기 공통 신호의 전압값의 차이를 왜곡시켜 해당 더미 화소(DPX) 또는 표시 화소(PX)가 의도한 것보다 더 밝은 계조를 갖도록 할 수 있다. 상기 이온성 불순물은 표시 영역(AA)에서는 영역별 편차 없이 대체로 고르게 분포되므로 표시 영역(AA) 내에서는 문제되지 않으나, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)의 경우 상기 이온성 불순물이 집중적으로 축적되어 문제될 수 있다.
구체적으로, 2행 2열 표시 화소(PX22)가 배치되는 영역에 음의 극성(-)을 갖는 상기 이온성 불순물이 존재할 수 있다. 다만, 이 경우에는 사방에 배치되는 1행 2열 표시 화소(PX12), 2행 1열 표시 화소(PX21), 2행 3열 표시 화소(PX23), 3행 2열 표시 화소(PX32)가 모두 음의 극성(-)을 가지므로, 상기 이온성 불순물의 이동이 크지 않을 수 있다.
반면, 1행 1열 표시 화소(PX11)가 배치되는 영역에 음의 극성(-)을 갖는 상기 이온성 불순물이 존재하는 경우, 인접하여 배치되는 1행 2열 표시 화소(PX12), 2행 1열 표시 화소(PX21), 제1 더미 화소(DPX1) 중 1행 2열 표시 화소(PX12), 2행 1열 표시 화소(PX21)는 음의 극성(-)을 갖지만, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)는 양의 극성(+)을 가지므로, 음의 극성(-)을 갖는 상기 이온성 불순물이 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)가 배치되는 방향으로 이동할 수 있다.
이러한 과정이 반복될수록 제1 더미 영역(DA_1)에는 상기 이온성 불순물이 축적되며, 제1 더미 영역(DA_1)에 인접하는 표시 영역(AA)의 외측에도 상기 이온성 불순물이 축적될 수 있다. 결과적으로, 제1 더미 영역(DA_1)은 후술할 차광 부재(540)에 의하려 가려지는 영역이어서 사용자에게 시인되지 않는다 하더라도, 제1 더미 영역(DA_1)에 인접하는 표시 영역(AA)의 외측에 축적된 상기 이온성 불순물에 의하여, 표시 영역(AA)의 좌측 끝단에 배치되는 표시 화소(PX)들이 표시 영역(AA)의 중심에 배치되는 표시 화소(PX)들에 비하여 더욱 밝게 시인되는 현상이 나타날 수 있다. 또한, 이러한 현상은 제2 더미 영역(DA_2)과 인접하는 표시 영역(AA)의 우측 끝단에서도 동일하게 나타날 수 있다.
다만, 이러한 현상은 후술할 제1 배향막(320)의 구조에 따라 최소화될 수 있다. 이에 대한 더욱 구체적인 설명을 위하여 도 5 내지 도 7이 참조된다.
도 5는 도 1의 A영역에 배치되는 화소들에 대한 레이아웃도이고, 도 6은 도 5의 I-I'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이며, 도 7는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ' 및 Ⅳ-Ⅵ'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 표시 패널(140)은 어레이 기판(200), 대향 기판(500) 및 액정층(400)을 포함한다.
어레이 기판(200)은 액정층(400)의 액정 분자들을 제어하기 위한 트랜지스터(TR)가 형성된 기판이며, 대향 기판(500)은 어레이 기판(200)에 대향하여 배치되는 기판이다.
이하, 어레이 기판(200)에 대하여 설명하기로 한다.
어레이 기판(200)은 제1 베이스 기판(210)을 포함한다. 제1 베이스 기판(210)은 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 베이스 기판(210)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 이루어 질 수 있다. 또한, 제1 베이스 기판(210)은 고내열성을 갖는 고분자 또는 플라스틱을 포함할 수도 있다. 제1 베이스 기판(210)은 평탄한 평판형일 수 있지만, 특정 방향으로 커브드될 수도 있다. 제1 베이스 기판(210)은 평면도상 4변을 갖는 직사각형 형상일 수 있지만, 그외 다각형 구조, 원형 구조를 갖거나, 변의 일부가 곡선인 구조를 가질 수도 있다.
제1 베이스 기판(210) 상에는 게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221)이 배치된다. 전술한 바와 같이, 게이트 라인(G1~Gn)은 제1 방향(dr1)으로 연장될 수 있다. 게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221)은 상기 게이트 신호를 전달할 수 있다.
상기 게이트 신호는 게이트 구동부(110)로부터 제공되는 변화하는 전압값을 갖는 신호일 수 있으며, 상기 게이트 신호의 전압값에 따라 후술할 박막 트랜지스터(TR)의 온/오프 여부가 제어될 수 있다.
게이트 전극(221)은 게이트 라인(G1~Gn)로부터 돌출되는 모양으로 형성될 수 있으며, 후술할 박막 트랜지스터(TR)를 형성하는 하나의 구성 요소일 수 있다.
게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221)은 알루미늄(AL)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 금 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있다.
게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221)은 단일층 구조이거나, 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221)의 신호 지연이나 전압 강하를 방지할 수 있도록 저저항의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 조합의 예로는, 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 형성될 수 있다.
게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221) 상에는 게이트 절연막(230)이 배치된다. 게이트 절연막(230)은 게이트 절연막(230)의 하부에 배치되는 게이트 라인(G1~Gn) 및 게이트 전극(221)등의 구성 요소와, 게이트 절연막(230)의 상부에 배치되는 다른 구성 요소들을 서로 절연시킬 수 있다. 즉, 게이트 절연막(230)은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(230)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 또는 고유전율 물질 등으로 이루어질 수 있다. 게이트 절연막(230)은 단일 구조로 형성될 수 있으며, 또는 물리적 성질이 다른 두 개의 절연층을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(230) 상에는 반도체층(240)이 배치된다. 반도체층(240)은 게이트 전극(221)과 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 반도체층(240)은 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
도면에는 미도시하였으나, 반도체층(240) 상에는 저항성 접촉 부재가 더 배치될 수도 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등으로 형성되거나 실리사이드(silicide)로 형성될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재(미도시)는 쌍을 이루어 반도체층(240) 상에 배치될 수 있다. 다만, 반도체층(240)이 산화물 반도체인 경우, 상기 저항성 접촉 부재(미도시)는 생략될 수 있다.
반도체층(240) 및 게이트 절연막(230) 상에는 데이터 라인(D1~Dm), 제1 더미 데이터 라인(DML1), 제2 더미 데이터 라인(DML2), 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266)이 배치된다.
데이터 라인(D1~Dm)은 제2 방향(dr2)으로 연장된다. 데이터 라인(D1~Dm)은 게이트 절연막(230)에 의하여 게이트 라인(G1~Gn)과 절연될 수 있다.
데이터 라인(D1~Dm)은 데이터 구동부(120)로부터 입력되는 상기 데이터 신호를 표시 화소(PX)로 제공할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 신호는 데이터 구동부(120)로부터 제공되는 변화하는 전압값을 갖는 신호일 수 있으며, 상기 데이터 신호에 대응하여 각각의 표시 화소(PX)의 계조가 제어될 수 있다.
제1 더미 데이터 라인(DML1)은 제2 방향(dr2)으로 연장된다. 제1 더미 데이터 라인(DML1)은 인접하여 배치되는 제1 데이터 라인(D1)과 연결될 수 있다. 다만, 제1 더미 데이터 라인(DML1)의 일부 구간은 제1 데이터 라인(D1)과의 연결을 위하여 제2 방향(dr2)이 아닌 방향으로 연장될 수도 있다. 제1 더미 데이터 라인(DML1)은 게이트 절연막(230)에 의하여 게이트 라인(G1~Gn)과 절연될 수 있다.
제2 더미 데이터 라인(DML2)은 제2 방향(dr2)으로 연장된다. 제2 더미 데이터 라인(DML1)은 인접하여 배치되는 제m 데이터 라인(Dm)과 연결될 수 있다. 다만, 제2 더미 데이터 라인(DML2)의 일부 구간은 제m 데이터 라인(Dm)과의 연결을 위하여 제2 방향(dr2)이 아닌 방향으로 연장될 수도 있다. 제2 더미 데이터 라인(DML2)은 게이트 절연막(230)에 의하여 게이트 라인(G1~Gn)과 절연될 수 있다.
제1 더미 데이터 라인(DML1)은 제1 데이터 라인(D1)과 연결되어 제1 데이터 라인(D1)으로부터 상기 데이터 신호를 제공받아 제1 더미 화소(DPX1)로 제공할 수 있다. 또한, 상기 데이터 신호에 대응하여 각각의 제1 더미 화소(DPX1)의 계조가 제어될 수 있다.
마찬가지로, 제2 더미 데이터 라인(DML2)은 제m 데이터 라인(Dm)과 연결되어 제m 데이터 라인(Dm)으로부터 상기 데이터 신호를 제공받아 제2 더미 화소(DPX2)로 제공할 수 있다. 상기 데이터 신호에 대응하여 각각의 제2 더미 화소(DPX2)의 계조가 제어될 수 있다.
소스 전극(265)은 데이터 라인(D1~Dm), 제1 더미 데이터 라인(DML1) 및 제2 더미 데이터 라인(DML2)으로부터 분지되어 돌출되는 모양으로 형성될 수 있다. 또한, 소스 전극(265)은 데이터 라인(D1~Dm), 제1 더미 데이터 라인(DML1) 및 제2 더미 데이터 라인(DML2)으로부터 상기 데이터 신호를 전달받을 수 있다.
드레인 전극(266)은 소스 전극(265)으로부터 이격되어 형성될 수 있다.
도시된 바와 같이 소스 전극(265)은 드레인 전극(266)을 'U'자 모양으로 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 다만, 소스 전극(265)과 드레인 전극(266)의 모양은 이에 제한되지 아니하고, 소스 전극(265)의 일 모서리와, 드레인 전극(266)의 일 모서리가 일정 거리만큼 이격되어 서로 평행한 형태를 이루며 배치될 수도 있다.
여기서, 드레인 전극(266)과 소스 전극(265)이 서로 이격되어 형성되는 드레인 전극(266)과 소스 전극(265) 사이의 영역에는 반도체층(240)이 배치될 수 있다. 즉, 드레인 전극(266)과 소스 전극(265)은 부분적으로 반도체층(240)과 중첩되거나 반도체층(240)에 접하되, 반도체층(240)을 사이에 두고 상호 대향 배치될 수 있다.
데이터 라인(D1~Dm), 제1 더미 데이터 라인(DML1), 제2 더미 데이터 라인(DML2), 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266)은 알루미늄, 구리, 은 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 내화성 금속(refractory metal)등의 하부막(미도시)과 그 위에 형성된 저저항 상부막(미도시)으로 이루어진 다층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 전극(221), 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266)은 반도체층(240)과 함께 스위칭 소자의 일종인 트랜지스터(TR)를 형성한다.
트랜지스터(TR)는 게이트 전극(221)에 제공되는 상기 게이트 신호의 전압에 따라 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266)을 전기적으로 연결할 수 있다. 구체적으로, 게이트 전극(221)에 제공되는 상기 게이트 신호의 전압이 트랜지스터(TR)를 오프시키는 전압에 해당하는 경우, 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266)은 전기적으로 연결되지 않는다. 반면, 게이트 전극(221)에 제공되는 상기 게이트 신호의 전압이 박막 트랜지스터(TR)를 온 시키는 전압에 해당하는 경우, 소스 전극(265) 및 드레인 전극(266)은 반도체층(240)에 형성되는 채널을 통하여 전기적으로 연결된다.
상기 채널은 반도체층(240) 중 소스 전극(265)과 드레인 전극(266) 사이의 영역을 중심으로 형성될 수 있다. 즉, 트랜지스터(TR)가 온 상태일 경우, 소스 전극(265)과 드레인 전극(266) 사이 영역에 배치되는 반도체층(240)을 중심으로 상기 채널이 형성되며, 상기 채널을 따라서 전압이 전달되고 전류가 흐를 수 있다.
결과적으로, 상기 데이터 신호는 드레인 전극(266)과 연결되는 반도체층(240)이 아닌 다른 구성 요소로 제공될 수 있으며, 상기 데이터 신호의 전달 여부는 게이트 라인(G1~Gn)에 제공되는 상기 게이트 신호에 의하여 제어될 수 있다.
트랜지스터(TR)는 표시 화소(PX)에 배치될 수 있으며, 제1 더미 화소(DPX1) 및 제2 더미 화소(DPX2)에도 배치될 수 있다.
데이터 라인(D1~Dm), 제1 더미 데이터 라인(DML1), 제2 더미 데이터 라인(DML2), 소스 전극(265), 드레인 전극(266) 및 반도체층(240) 상에는 패시베이션막(270)이 배치된다. 패시베이션막(270)은 무기절연물질로 이루어질 수 있으며, 아래에 배치되는 데이터 라인(D1~Dm), 제1 더미 데이터 라인(DML1), 제2 더미 데이터 라인(DML2) 및 트랜지스터(TR)를 커버하여 보호할 수 있다.
패시베이션막(270) 상에는 평탄화막(280)이 배치된다. 평탄화막(280)은 게이트 라인(G1~Gn), 데이터 라인(D1~Dm), 제1 데이터 더미 라인(DML1), 제2 더미 데이터 라인(DML2) 및 트랜지스터(TR)로 인하여 단차가 발생한 패시베이션막(270)의 상부를 평탄화할 수 있다. 평탄화막(280)은 유기물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 평탄화막(280)은 감광성 유기 조성물로 이루어질 수 있다. 다만, 평탄화막(280)은 생략될 수도 있다.
평탄화막(280) 및 패시베이션막(270)에는 트랜지스터(TR)의 일부, 보다 구체적으로 드레인 전극(266)의 일부를 드러내는 컨택홀(CH)이 형성될 수 있다. 컨택홀(CH)은 평탄화막(280) 및 패시베이션막(270)을 수직으로 관통하는 모양으로 형성될 수 있다. 따라서, 컨택홀(CH)은 드레인 전극(266)의 일부를 드러냄과 동시에, 드레인 전극(266)의 일부와 중첩하여 형성될 수 있다. 또한, 컨택홀(CH)은 각각의 표시 화소(PX) 및 각각의 제1 및 제2 더미 화소(DPX1, DPX2)마다 형성될 수 있다.
평탄화막(280) 상에는 공통 전극(300)이 배치된다. 공통 전극(300)은 컨택홀(CH)이 형성되는 영역과 컨택홀(CH)이 형성되는 영역의 인근 영역을 제외한 나머지 영역에서 면 형태로 형성될 수 있다. 공통 전극(300)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 공통 전극(300)에는 공통 전압이 인가되어 후술할 화소 전극(310)과 함께 액정층(400)에 전계를 형성할 수 있다.
공통 전극(300) 상에는 화소 절연막(300)이 배치된다. 화소 절연막(300)은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 화소 절연막(300)은 하부에 배치되는 공통 전극(300) 및 상부에 배치되는 화소 전극(310)을 절연시키는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 공통 전극(300)과 화소 전극(310)에 인가되는 전압 차에 의한 전계가 형성될 수 있다.
화소 절연막(300) 상에는 화소 전극(310)이 배치된다. 화소 전극(310)은 일부분이 컨택홀(CH)을 통해 드레인 전극(266)과 물리적으로 연결되어 드레인 전극(266)으로부터 데이터 신호를 제공받을 수 있다. 화소 전극(310)은 ITO, IZO, ITZO, AZO 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 화소 전극(310)은 화소간의 구분 없이 하나의 면으로 형성되는 공통 전극(300)과는 달리, 각각의 표시 화소(PX), 각각의 제1 더미 화소(DPX1) 및 각각의 제2 더미 화소(DPX2) 단위로 구분되어 형성될 수 있다.
한편, 화소 전극(310)은 표시 화소(PX)마다 배치되는 표시 화소 전극(311), 제1 더미 화소(DPX1) 마다 배치되는 제1 더미 화소 전극(312) 및 제2 더미 화소(DPX2) 마다 배치되는 제2 더미 화소 전극(313)을 포함한다.
제1 더미 화소 전극(312)은 제1 더미 화소(DPX1)마다 배치되므로, 제1 더미 영역(DA_1)에 제2 방향(dr2)으로 배치될 수 있고, 제2 더미 화소 전극(313)은 제2 더미 화소(DPX2)마다 배치되므로, 제2 더미 영역(DA_2)에 제2 방향(dr2)으로 배치될 수 있다.또한, 제1 더미 화소(DPX1)의 행의 개수와 제2 더미 화소(DPX2)의 행의 개수는 표시 화소(PX)의 행의 개수와 동일함은 전술한 바와 같으므로, 제1 더미 화소 전극(312)의 행의 개수와 제2 더미 화소 전극(313)의 행의 개수는 표시 화소 전극(311)의 행의 개수와 동일할 수 있다.
표시 화소 전극(311)은 복수의 표시 가지 전극(311_1) 및 복수의 표시 가지 전극(311_1)을 연결하는 표시 연결 전극(311_2)을 포함한다. 표시 가지 전극(311_1)은 제2 방향(dr2)과 유사한 방향으로 연장된다. 여기서, 제2 방향(dr2)과 유사한 방향이란 제2 방향(dr2)과의 교차각의 절대값이 45°보다 작은 값을 갖는 방향이다. 또한, 표시 가지 전극(311_1)은 제2 방향(dr2)과 유사한 방향의 범위 내에서 서로 다른 각도로 기울어지도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 제2 방향(dr2)으로부터 시계 반대방향으로 기울어진 방향으로 연장되는 구간 및 제2 방향(dr2)으로부터 시계 방향으로 기울어진 방향으로 연장되는 구간을 모두 포함하는 표시 가지 전극(311_1)에 대하여 예시하였다.
복수의 표시 가지 전극(311_1)은 서로 간격을 두고 이격되어 평행하게 배치된다. 복수의 표시 가지 전극(311_1) 사이에는 개구부인 표시 슬릿(311_3)이 형성된다. 표시 가지 전극(311_1), 표시 슬릿(311_3) 및 이들의 하부에 배치되는 공통 전극(300)이 상호 작용하여 특정한 방향성을 가진 전계를 형성할 수 있고, 상기 전계에 의하여 액정층(400)의 상기 액정 분자들이 제어될 수 있다.
표시 연결 전극(311_2)은 제1 방향(dr1)을 따라 연장될 수 있으며, 각각의 표시 가지 전극(311_1)들을 전기적 및 물리적으로 연결한다. 따라서, 복수의 표시 가지 전극(311_1) 및 복수의 표시 연결 전극(311_2) 중 어느 하나에 전압이 제공되는 경우, 해당 표시 화소(311) 내의 모든 표시 가지 전극(311_1) 및 표시 연결 전극(311_2)으로 전압이 전달될 수 있다.
한편, 본 실시예에 제한되지 아니하고, 표시 가지 전극(311_1)은 제1 방향(dr1)과 유사한 방향으로 연장될 수도 있으며, 표시 연결 전극(311_2)은 제2 방향(dr2)으로 연장될 수도 있다. 여기서, 제1 방향(dr1)과 유사한 방향이란 제1 방향(dr1)과의 교차각의 절대값이 45°보다 작은 값을 갖는 방향이다.
한편, 표시 화소 전극(311)과 마찬가지로, 제1 더미 화소 전극(312)은 복수의 제1 더미 가지 전극(312_1) 및 복수의 제1 더미 가지 전극(312_1)을 연결하는 제1 더미 연결 전극(312_2)을 포함한다. 나아가, 복수의 제1 더미 가지 전극(312_1) 사이에는 제1 더미 슬릿(312_3)이 형성된다. 이 경우, 제1 더미 가지 전극(312_1)은 표시 가지 전극(311_1)과 동일한 형태 및 특징을 가지며, 제1 더미 연결 전극(312_2)은 표시 연결 전극(311_2)과 동일한 형태 및 특징을 가지고, 제1 더미 슬릿(312_3)은 표시 슬릿(311_3)과 동일한 형태 및 특징을 가지는 바, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제2 더미 화소 전극(313)은 제1 더미 화소 전극(312)과 마찬가지로 복수의 제2 더미 가지 전극(313_1) 및 복수의 제2 더미 가지 전극(313_1)을 연결하는 제2 더미 연결 전극(313_2)을 포함할 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
화소 전극(310) 상에는 제1 배향막(320)이 배치된다. 제1 배향막(320)은, 상기 액정 분자에 선경사를 형성할 수 있다. 즉, 제1 배향막(320)은, 액정층(400)에 전계가 가해지지 않은 상태에서, 상기 액정 분자들이 제1 배향막(320)이 배치되는 평면상의 특정 방향을 향하도록 배열시킬 수 있으며, 제1 배향막(320)이 배치되는 평면으로부터 수직한 방향을 향하여 0.5° 내지 3°의 각도를 형성하는 방향을 가리키도록 상기 액정 분자를 배열시킬 수 있다.
한편, 제1 배향막(320)은 배치되는 위치에 따라 그 두께가 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 제1 배향막(320)의 평균 두께는 표시 영역(AA)에 배치되는 제1 배향막(320)의 평균 두께보다 두꺼울 수 있다.
즉, 제1 더미 화소(DPX1) 또는 제2 더미 화소(DPX2)에 배치되는 화소 전극(310) 표면의 일 지점으로부터 해당 지점과 중첩되는 제1 배향막(320)의 표면의 일 지점까지의 거리는, 표시 화소(PX)에 배치되는 화소 전극(310) 표면의 일 지점으로부터 해당 지점과 중첩되는 제1 배향막(320)의 표면의 일 지점까지의 거리보다 길 수 있다.
예시적으로, 제1 더미 영역(DA_1) 또는 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 제1 배향막(320)의 평균 두께는 710Å 이상 730Å 이하일 수 있으며, 표시 영역(AA)에 배치되는 제2 배향막(510)의 평균 두께는 590Å 이상 610Å 이하일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제1 더미 영역(DA_1) 또는 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 제1 배향막(320)의 평균 두께는 720Å일 수 있으며, 표시 영역(AA)에 배치되는 제1 배향막(320)의 평균 두께는 600Å일 수 있다.
여기서, 제1 더미 영역(DA_1) 또는 제2 더미 영역(DA2)에는 다수의 제1 더미 화소(DPX1) 또는 다수의 제2 더미 화소(DPX2)가 배치되고, 표시 영역(AA) 또한 다수의 표시 화소(PX)가 배치되므로, 화소 전극(310) 상에 배치되는 제1 배향막(320)의 두께의 일부 오차를 고려하기 위하여 평균 두께를 사용하였다. 따라서, 도시되지는 않았으나, 예외적인 일부의 제1 더미 영역(DA_1) 또는 제2 더미 영역(DA_2)의 일 지점의 제1 배향막(320)의 두께가, 예외적인 일부의 표시 영역(AA)의 일 지점의 제1 배향막(320)의 두께보다 얇을 수는 있다. 다만, 상술한 예외적인 경우를 포함한다 하더라도, 평균적으로 고려하였을 경우, 제1 더미 영역(DA_1) 또는 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 제1 배향막(320)의 평균 두께는 표시 영역(AA)에 배치되는 제1 배향막(320)의 평균 두께보다 두꺼울 수 있다.
또한, 제1 더미 영역(DA_1) 또는 제2 더미 영역(DA_2) 내에서도, 제1 배향막(320)의 두께는 영역별로 상이할 수 있다. 즉, 하나의 제1 더미 화소(DPX1)에 배치되는 복수의 제1 더미 가지 전극(312_1) 중에서도, 표시 영역(AA)으로부터 멀리 이격된 제1 더미 가지 전극(312_1)에 해당할수록, 제1 더미 가지 전극(312_1)과 중첩되도록 배치되는 제1 배향막(320)의 두께가 두꺼울 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 4에서는 Ⅱ-Ⅱ'로 도시된 선상의 3개의 지점과, Ⅲ-Ⅲ'로 도시된 선상의 3개의 지점과, Ⅳ-Ⅳ'로 도시된 선상의 3개의 지점에서 화소 전극(310)의 표면으로부터 제1 배향막(320)의 표면까지의 두께가 도시된다.
여기서, 제1 더미 화소(DPX1)의 가장 좌측에 배치되는 제1 더미 가지 전극(312_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제1 길이(321_1)만큼 이격되고, 제1 더미 화소(DPX1)의 중심에 배치되는 제1 더미 가지 전극(312_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제2 길이(321_2)만큼 이격되며, 제1 더미 화소(DPX1)의 가장 우측에 배치되는 제1 더미 가지 전극(312_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제3 길이(321_3)만큼 이격된다.
또한, 1행 1열 표시 화소(PX11)의 가장 좌측에 배치되는 표시 가지 전극(311_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제4 거리(321_4)만큼 이격되고, 1행 1열 표시 화소(PX)의 중심에 배치되는 표시 가지 전극(311_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제5 길이(321_5)만큼 이격되며, 1행 1열 표시 화소(PX)의 가장 우측에 배치되는 표시 가지 전극(311_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제6 길이(321_6)만큼 이격된다.
또한, 1행 2열 표시 화소(PX12)의 가장 좌측에 배치되는 표시 가지 전극(311_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제7 길이(321_7)만큼 이격되고, 1행 2열 표시 화소(PX)의 중심에 배치되는 표시 가지 전극(311_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제8 길이(321_8)만큼 이격되며, 1행 2열 표시 화소(PX)의 가장 우측에 배치되는 표시 가지 전극(311_1)의 상부면과 제1 배향막(320)의 상부면은 제9 길이(321_9)만큼 이격된다.
이 경우, 제1 내지 제3 길이(321_1, 321_2, 321_3)의 평균 길이는 제4 내지 제6 길이(321_4, 321_5, 321_6)의 평균 길이보다 길 수 있고, 제4 내지 제6 길이(321_4, 321_5, 321_6)의 평균 길이는 제7 내지 제9 길이(321_7, 321_8, 321_9)의 평균 길이보다 길 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 길이(321_1, 321_2, 321_3)를 비교할 경우, 제1 길이(321_1)는 제2 길이(321_2)보다 길 수 있고, 제2 길이(321_2)는 제3 길이(321_3)보다 길 수 있다. 즉, 표시 영역(AA)으로부터 멀리 이격될수록 제1 배향막(320)의 두께가 더 두꺼울 수 있다.
또한, 제4 내지 제6 길이(321_4, 321_5, 321_6)를 비교할 경우, 제4 길이(321_4)는 제5 길이(321_5)보다 길 수 있고, 제5 길이(321_5)는 제6 길이(321_6)보다 길 수 있다. 즉, 표시 영역(AA)의 외곽에 가까울수록 제1 배향막(320)의 두께가 더 두꺼울 수 있다.
다만, 제7 내지 제9 길이(321_7, 321_8, 321_9)를 비교할 경우, 제7 길이(321_7), 제8 길이(321_8) 및 제9 길이(321_9)는 모두 동일한 값을 가질 수 있다. 즉, 표시 영역(AA)의 중심에 가까울수록, 제1 배향막(320)의 두께는 균일할 수 있다. 다만, 제7 내지 제9 길이(321_7, 321_8, 321_9)는 표시 영역(AA)의 외곽으로부터 두 번째 배치되는 표시 화소(PX)의 세 지점에 대한 제1 배향막(320)의 두께를 예시하나, 이는 예시적인 것이며 반드시 세 지점의 제1 배향막(320)의 두께가 동일하지는 않을 수도 있다. 즉, 표시 영역(AA)의 중심에 가깝게 배치되는 표시 화소(PX)일수록, 이들 표시 화소(PX)에 배치되는 제1 배향막(320)의 두께가 균일할 수 있으며, 표시 영역(AA)의 외곽에 가깝게 배치되는 표시 화소(PX)일수록, 제1 배향막(320)의 두께가 영역별로 두드러질 수 있다.
이러한 국부적인 제1 배향막(320)의 두께 차이에 의하여, 전술한 표시 영역(AA)에 발생할 수 있는 표시 화소(PX)의 국부적인 밝기 차이를 최소화할 수 있다.
후술할 바와 같이 제1 배향막(320) 상에는 상기 액정 분자를 포함하는 액정층(400)이 배치될 수 있다. 액정층(400)에는 화소 전극(310) 및 공통 전극(300)에 제공되는 전압의 차이에 의하여 발생한 전계가 형성되며, 상기 전계에 의하여 액정층(400)에 배치되는 상기 액정 분자가 재배열된다. 이 때, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 제1 배향막(320)의 두께가 표시 영역(AA)에 배치되는 제1 배향막(320)의 두께보다 두꺼우므로, 화소 전극(310)으로부터 액정층(400)까지의 거리 및 공통 전극(300)으로부터 액정층(400)까지의 거리는 표시 영역(AA)보다 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에서 멀리 떨어질 수 있다.
이 경우, 제1 더미 영역(DA_1)에 배치되는 제1 더미 화소 전극(312), 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 제2 더미 화소 전극(313)과 표시 영역(AA)에 배치되는 표시 화소 전극(311)에 제공되는 전압값이 서로 동일하고, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 공통 전극(300)과 표시 영역(AA)에 배치되는 공통 전극(300)에 제공되는 전압값이 서로 동일할 수 있다. 따라서, 제1 더미 화소 전극(312) 및 제2 더미 화소 전극(313)과 공통 전극(300)이 형성하는 전계의 세기와, 표시 화소 전극(313) 과 공통 전극(300)이 형성하는 전계의 세기는 동일할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제1 배향막(320)의 국부적인 두께 차이로 인하여, 액정층(400)에 실제로 제공되는 전계의 세기는, 표시 영역(AA)보다 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에서 더 약할 수 있다. 이는 화소 전극(310) 및 공통 전극(300)으로부터 멀리 이격될수록 전계의 세기가 약해짐에 기인할 수 있다.
따라서, 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 액정층(400)에 존재하는 상기 이온성 불순물이 시간이 지남에 따라 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)으로 축적된다 하더라도, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 작용하는 전계의 세기가 약하므로 상기 이온성 불순물이 더미 영역(DA)에 축적되는 정도가 약화될 수 있다. 이에 따라 제1 더미 영역(DA_1), 제2 더미 영역(DA_2), 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 인접하는 표시 영역(AA)의 일부에 축적되는 상기 이온성 불순물이 최소화될 수있으며, 표시 영역(AA)의 국부적인 밝기 차이가 최소화될 수 있다.
나아가, 전술한 바와 같이 1행 1열 표시 화소(PX11)와 중첩되는 영역에 배치되는 제1 배향막(320)의 두께는 1행 2열 표시 화소(PX12)와 중첩되는 영역에 배치되는 제1 배향막(320)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 따라서, 1행 1열 표시 화소(PX11)와 중첩되는 영역의 액정층(400)은 1행 2열 표시 화소(PX12)와 중첩되는 영역의 액정층(400)보다 더 많은 상기 이온성 불순물이 축적되어 있다 하더라도, 1행 1열 표시 화소(PX11)와 중첩되는 영역의 액정층(400)에 작용하는 전계의 세기는 1행 2열 표시 화소(PX12)와 중첩되는 영역의 액정층(400)에 작용하는 전계의 세기보다 약하므로, 1행 1열 표시 화소(PX11)와 1행 2열 표시 화소(PX12)간의 밝기 차이가 최소화될 수 있다.
이하, 대향 기판(500)에 대해 설명한다.
대향 기판(500)은 제2 베이스 기판(550)을 포함한다. 제2 베이스 기판(550)은 제1 베이스 기판(210)과 동일한 기능을 수행할 수 있으며, 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2 베이스 기판(550)은 제1 베이스 기판(210)에 대향하여 배치될 수 있다. 다만, 제2 베이스 기판(550)의 면적이 제1 베이스 기판(210)의 면적보다 작게 형성되어 제1 베이스 기판(210)에 의하여 오버랩되도록 형성될 수도 있다.
제2 베이스 기판(550) 상(도면상으로, 하부)에는 차광 부재(540)가 배치된다. 차광 부재(540)는 각각의 표시 화소(PX)들의 트랜지스터(TR)와, 데이터 라인(D1~Dm), 게이트 라인(G1~Gn), 제1 더미 화소(DPX1) 및 제2 더미 화소(DPX2)와 오버랩되도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 액정 분자의 오배열로 인한 빛샘을 차단할 수 있다.
차광 부재(540) 상(도면상으로, 하부)에는 컬러 필터(530)가 배치된다. 컬러 필터(530)는 제1 베이스 기판(210)의 외측으로부터 입사되는 광의 특정 파장 대역을 투과시키고, 나머지 파장 대역은 차단시켜 제2 베이스 기판(550)의 외측으로 출사되는 광이 특정 색을 띄도록 할 수 있다.
한편, 상술한 차광 부재(540) 및 컬러 필터(530)는 반드시 제2 베이스 기판(550)과 인접하여 형성되는 것에 제한되지 아니하고, 제1 베이스 기판(210)에 인접하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 컬러 필터(530)는 평탄화막(280)을 대체하여 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 컬러 필터(530)는 패시베이션막(270) 및 평탄화막(280) 사이에 배치될 수도 있으며, 평탄화막(280)은 컬러 필터(530)로 인하여 발생한 단차를 평탄화하는 역할을 수행할 수 있다.
차광 부재(540) 및 컬러 필터(530) 상(도면상으로, 하부)에는 오버코트층(520)이 배치될 수 있다. 오버코트층(520)은 차광 부재(540) 및 컬러 필터(530)로 인하여 발생한 단차를 감소시킨다. 다만, 이에 제한되지 아니하고 오버코트층(520)은 생략될 수도 있다.
오버코트층(520) 상(도면상으로, 하부)에는 제2 배향막(510)이 배치될 수 있다. 제2 배향막(510)은 제1 배향막(320)과 마찬가지로 상기 액정 분자에 선경사를 형성할 수 있다. 즉, 제2 배향막(510)은, 액정층(400)에 전계가 가해지지 않은 상태에서, 상기 액정 분자들이 제2 배향막(510)이 배치되는 평면상의 특정 방향을 향하도록 배열시킬 수 있으며, 제2 배향막(510)이 배치되는 평면으로부터 수직한 방향을 향하여 0.5° 내지 3°의 각도를 형성하는 방향을 가리키도록 상기 액정 분자를 배열시킬 수 있다.
다만, 제2 배향막(510)은 제1 배향막(320)과는 달리, 표시 영역(AA), 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에서 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 또한, 제2 배향막(510)은 생략될 수도 있다.
이하, 액정층(400)에 대해 설명한다.
액정층(400)은 어레이 기판(200) 및 대향 기판(500) 사이에 개재된다. 액정층(400)은 유전율 이방성을 가지는 복수의 상기 액정 분자를 포함할 수 있다. 상기 액정 분자는 어레이 기판(200)과 대향 기판(500) 사이에서 양 기판에 수평한 방향으로 배열된 수평 배향형 상기 액정 분자일 수 있다. 어레이 기판(200)과 대향 기판(500) 사이에 전계가 인가되면 상기 액정 분자는 어레이 기판(200)과 대향 기판(500) 사이에서 특정 방향으로 회전함으로써 통과하는 광의 편광 상태를 조절할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 공통 전극(300) 상에 화소 전극(310)이 배치되는 구조에 대하여 설명하였으나, 이에 제한되지 아니할 수 있다. 즉, 화소 전극 상에 공통 전극이 배치되는 구조에서도 국부적인 밝기 차이가 발생할 수 있으며, 제1 배향막(320)의 두께 조절에 의하여 이러한 국부적인 밝기 차이가 최소화될 수 있다.
나아가, 본 실시예에서는 공통 전극(300)에는 별도의 패턴이 형성되지 않고, 화소 전극(310)에 패턴이 형성되는 구조에 대하여 설명하였으나, 이에 제한되지 아니할 수 있다. 즉, 화소 전극과 공통 전극 모두에 슬릿이 형성되는 구조, 즉 IPS 모드 액정표시장치에서도 국부적인 밝기 차이가 발생할 수 있으며, 제1 배향막(320)의 두께 조절에 의하여 이러한 국부적인 밝기 차이가 최소화될 수 있다.
나아가, 본 실시예에서는 수평 배향형 상기 액정 분자를 사용한 수평 배향형 액정표시장치에 대하여 설명하였으나, 이에 제한되지 아니할 수 있다. 즉, 공통 전극과 화소 전극 사이에 액정층(400)이 배치되며, 액정층(400)에 배치되는 상기 액정 분자는 어레이 기판(200)과 대향 기판(500) 사이에서 양 기판에 수직한 방향으로 배열되는 수직 배향형 상기 액정 분자를 사용하는 수직 배향형 액정표시장치에서도 국부적인 밝기 차이가 발생할 수 있으며, 제1 배향막(320)의 두께 조절에 의하여 이러한 국부적인 밝기 차이가 최소화될 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 12를 참조하여 제1 배향막(320)을 형성하는 방법을 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 배향막을 형성하는 방법의 순서도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배향 물질을 어레이 기판에 도포하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 예비 열처리하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 조사하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 단계를 나타낸 액정표시장치의 사시도이다.
먼저, 도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 배향막(320)의 제조 방법은 배향 물질(고분자 물질, 광 배향 재료)을 어레이 기판(200)에 도포하는 단계(S01), 어레이 기판(200)에 도포된 배향 물질을 저온으로 예비 열처리하는 단계(S02), 예비 열처리된 배향 물질에 자외선(UV)을 조사하는 단계(S03), 자외선(UV)이 조사된 배향 물질을 고온으로 열처리하는 단계(S04)를 포함한다. 다만, 본 도면에 도시된 어레이 기판(200)은 도 6 및 도 7에 도시된 어레이 기판(200)의 구성 요소 중 제1 배향막(320)이 형성되지 않은 상태의 어레이 기판(200)을 의미한다. 이하에서, 각 단계에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 9를 참조하면, 어레이 기판(200) 상에 사이클로뷰테인(Cyclobutane) 계열의 광분해형 재료, 아조벤젠(Azobenzene) 계열의 광이성화형 재료를 포함하거나, 광이성화형 재료 또는 광중합형 재료를 갖는 배향 물질을 도포한다. 상기 배향 물질은 상기 광이성화형 재료 또는 상기 광중합형 재료와 용매를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 용매는 유기 용매일 수 있다. 예시적으로, 상기 유기 용매는 사이클로펜탄올(cyclopentanol); 1-클로로부탄, 클로로벤젠, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로포름, 1,1,2,2-테트라클로로에탄 등의 할로겐계 용매; 디에틸에테르, 테트라하이드로퓨란, 1,4-디옥산 등의 에테르계 용매; 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA) 등의 아세테이트계 용매; 초산에틸 등의 에스테르계 용매; γ-부티로락톤 의 아세테이트계 용매; 초산에틸 등의 에스테르계 용매등의 락톤계 용매; 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등의 카보네이트계 용매; 트리에틸아민, 피리딘 등의 아민계 용매; 아세토니트릴 등의 니트릴계 용매; N,N'-디메틸포름아미드(DMF), N,N'-디메틸아세트아미드(DMAc), 테트라메틸요소, N-메틸피롤리돈(NMP) 등의 아미드계 용매; 니트로메탄, 니트로벤젠 등의 니트로계 용매; 디메틸 설폭사이드(DMSO), 설포란 등의 설파이드계 용매; 헥사메틸인산아미드, 트리n-부틸인산 등의 인산계 용매가 있으며, 1개 이상의 상기 용매가 혼합되어 사용될 수도 있다.
상기 배향 물질을 어레이 기판(200)에 도포하는 데에는, 잉크젯 방식이 사용될 수 있다. 잉크젯 방식은 노즐로부터 어레이 기판(200) 상에 소정의 단위로 상기 배향 물질을 토출시켜, 토출된 액적이 어레이 기판(200) 상에서 사방으로 퍼지도록 해 상기 배향 물질을 도포하는 방식이다.
여기서, 표시 영역(AA)과 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)간의 제1 배향막(320)의 두께 차이를 형성하기 위하여, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 토출되는 배향 물질(611)의 양은, 표시 영역에 토출되는 배향 물질(612)의 양보다 더 많을 수 있다. 어레이 기판(200) 상에 토출된 상기 배향 물질이 사방으로 퍼진다 하더라도, 상기 배향 물질은 점성을 갖고 있으므로 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 토출되는 배향 물질(611)의 두께는, 표시 영역(AA)에 토출되는 배향 물질(612)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
다만, 이에 제한되지 아니하고 하나의 잉크젯 노즐에서 토출되는 상기 배향 물질의 양은 모두 동일하다 하더라도, 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에서는 더 짧은 간격으로 상기 배향 물질을 토출시키고, 표시 영역(AA)에서는 더 긴 간격으로 상기 배향 물질을 토출시킴으로써 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)과 표시 영역(AA) 간 상기 배향 물질의 두께 차이를 발생시킬 수도 있다.
한편, 상기 배향 물질이 적절한 점성을 갖도록 하기 위하여 상기 배향 물질에 포함되는 상기 광이성화형 재료 또는 상기 광중합형 재료는 5.0 내지 7.0wt%(wight percentage)를 갖도록 할 수 있으며, 바람직하게는 6.0wt%를 갖도록 할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 제1 열원(heating source, 630)을 이용하여 도포된 상기 배향 물질을 예비 열처리한다. 이에 따라 상기 배향 물질을 구성하는 요소 중 상기 용매가 제거될 수 있으며, 고분자 막(620)이 형성될 수 있다. 예비 열처리는 70~80℃에서 60~80초간 열을 가하여 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 어레이 기판(200) 상에 형성된 고분자 막(620)에 편광된 자외선(UV)을 고분자 막의 일면 또는 양면에 조사하여 제1 배향막(320)을 형성할 수 있다. 이 때, 조사되는 광은 240 나노미터 이상 380 나노미터 이하의 범위의 파장을 갖는 자외선(UV)을 사용할 수 있다. 바람직하게는 254 나노미터의 파장을 갖는 자외선(UV)을 사용할 수 있다.
한편, 이에 제한되지 않고 어레이 기판(200) 상에 형성된 고분자 막(620)에 홈을 형성할 수 있는 거칠기를 가진 소재를 러빙함으로써 제1 배향막(320)을 형성할 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 도 12를 참조하면, 제2 열원(640)을 이용하여 제1 배향막(320)을 다시 열처리하며, 이에 따라 제1 배향막(320)의 고분자 전체를 재배치(reorient)함으로써 배향성을 더욱 증가시킬 수 있다. 본 단계에서의 제2 열원(640)은 예비 열처리 단계에서의 제1 열원(630)에 비하여 더 높은 온도, 구체적으로 300℃ 이상의 온도를 가질 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 도 5의 Ⅱ-Ⅱ', Ⅲ-Ⅲ' 및 Ⅳ-Ⅵ'로 도시된 선에 대응되는 선을 따라 자른 단면도이다.
이하의 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 도시된 액정표시장치는 도 7에 도시된 액정표시장치와 비교하여 화소 절연막(700)의 구조에서 차이를 갖는다.
도 7에 도시된 액정표시장치의 화소 절연막(300)은 표시 영역(AA)과 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에서 모두 균일한 두께를 가지나, 본 실시예에 따른 액정표시장치의 화소 절연막(700)은 표시 영역(AA)과 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)의 일부에서 서로 다른 두께를 가진다. 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 배치되는 화소 절연막(700)의 평균 두께는 표시 영역(AA)에 배치되는 화소 절연막(700)의 평균 두께보다 두꺼울 수 있다.
본 실시예에 의한 액정표시장치의 화소 절연막(700)은 제1 서브 화소 절연막(701)과 제2 서브 화소 절연막(702)을 포함한다. 제1 서브 화소 절연막(701)은 제1 더미 영역(DA_1), 제2 더미 영역(DA_2) 및 표시 영역(AA)에 모두 형성될 수 있으며, 제2 서브 화소 절연막(702)은 제1 더미 영역(DA_1) 및 제2 더미 영역(DA_2)에 한하여 형성될 수 있다. 이 때, 제1 서브 화소 절연막(701)은 제10 길이(711)에 해당하는 두께를 갖고, 제2 서브 화소 절연막(702)은 제11 길이(712)에 해당하는 두께를 가질 수 있다. 제10 길이(711)와 제11 길이(712)는 동일한 값을 가질 수도 있으며, 서로 다른 값을 가질 수도 있다.
구체적으로, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11), 1행 1열 표시 화소(PX11), 1행 2열 표시 화소(PX12)의 단면을 나타낸 도 13을 참조하면, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)에는 제1 서브 화소 절연막(701)과 제2 서브 화소 절연막(702)이 배치되며, 1행 1열 표시 화소(PX11)와 1행 2열 표시 화소(PX12)에는 제1 서브 화소 절연막(701)이 배치될 수 있다.
즉, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에서는 공통 전극(300) 상에 제1 서브 화소 절연막(701)이 배치되고, 제1 서브 화소 절연막(701) 상에 제2 서브 화소 절연막(702)이 배치되며, 제2 서브 화소 절연막(702)에 화소 전극(310)이 배치된다. 이와 달리, 표시 영역(AA)에서는 공통 전극(300) 상에 제1 서브 화소 절연막(701)이 배치되고, 제1 서브 화소 절연막(701) 상에 화소 전극(310)이 배치된다.
따라서, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 배치되는 공통 전극(300)과 화소 전극(310)은 제1 서브 화소 절연막(701)의 두께의 길이인 제10 길이(711)와 제2 서브 화소 절연막(702)의 두께의 길이인 제11 길이(712)를 합한 만큼 이격되는 반면, 표시 영역(AA)에 배치되는 공통 전극(300)과 화소 전극(310)은 제1 서브 화소 절연막(701)의 두께의 길이인 제10 길이(711)만큼 이격될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 배치되는 화소 전극(310)과 표시 영역(AA)에 배치되는 화소 전극(310)에 제공되는 전압값이 서로 동일하고, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 배치되는 공통 전극(300)과 표시 영역(AA)에 배치되는 공통 전극(300)에 제공되는 전압값이 서로 동일할 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에서 화소 전극(310)과 공통 전극(300)간의 이격된 거리는 표시 영역(AA)에서 화소 전극(310)과 공통 전극(300)간의 이격된 거리보다 제10 길이(712)만큼 더 이격되므로, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에서 화소 전극(310)과 공통 전극(300)이 형성하는 전계의 세기가 표시 영역(AA)에서 화소 전극(310)과 공통 전극(300)이 형성하는 전계의 세기보다 약할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 배치되는 액정층(400)에는 표시 영역(AA)에 배치되는 액정층(400)보다 더 약한 세기를 갖는 전계가 형성될 수 있다.
이러한 화소 절연막(700)의 국부적인 두께 차이에 의하여, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 배치되는 액정층(400)에는 표시 영역(AA)에 배치되는 액정층(400)보다 더 약한 세기를 갖는 전계가 형성되도록 할 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2) 및 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 인접한 표시 영역(AA)의 일부에 축적되는 상기 이온성 불순물이 최소화될 수있으며, 이에 따라 표시 영역(AA)의 국부적인 밝기 차이가 최소화될 수 있음은 전술한 바와 동일하다.
제1 서브 화소 절연막(701) 및 제2 서브 화소 절연막(702)은 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질로 형성될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 실시예와 같이 제1 배향막(320)의 두께를 영역별로 다르게 함과 동시에, 본 실시예와 같이 화소 절연막(700)이 제1 서브 화소 절연막(701)과 제2 서브 화소 절연막(702)을 포함하도록 할 수도 있으며, 이 경우 표시 영역(AA)의 국부적인 밝기 차이가 더욱 최소화될 수 있다.
이하에서는, 도 14 내지 도 18을 참조하여 제2 서브 화소 절연막(702)을 형성하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 서브 화소 절연막을 형성하는 방법의 순서도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무기 절연 물질을 어레이 기판에 증착하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 노광을 수행하는 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이며, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각이 수행된 후의 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 서브 화소 절연막이 형성된 후의 단계를 나타낸 액정표시장치의 단면도이다.
먼저, 도 14를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 서브 화소 절연막(702)의 제조 방법은, 무기 절연 물질을 어레이 기판(200)에 도포하는 단계(S11), 도포된 무기 절연 물질 상에 감광성 물질을 도포하는 단계(S12), 마스크(707)를 이용하여 감광성 물질의 일부 영역에 자외선(UV)을 조사하는 단계(S13), 일부의 감광성 물질을 제거하는 현상 단계(S14), 상부로 드러난 무기 절연 물질을 식각하여 제거하는 단계(S15), 나머지 감광성 물질을 제거하는 단계(S16)를 포함한다. 다만, 본 도면에 도시된 어레이 기판(200)은 제1 서브 화소 절연막(701)이 형성되어 있는 상태의 어레이 기판(200)을 의미하며, 제1 서브 화소 절연막(701)은 도 6 및 도 7에 도시된 실시예의 화소 절연막(300)과 동일한 형태 및 동일한 과정에 의하여 형성될 수 있다. 이하에서, 각 단계에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 15를 참조하면, 제1 서브 화소 절연막(701)이 형성된 어레이 기판(200) 상에, 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질을 증착하여 무기 절연층(703)을 형성한다.
다음으로, 도 16을 참조하면, 무기 절연층(703) 상에 감광성 물질로 이루어진 감광성 물질층(706)을 형성한다. 감광성 물질층(706)은 제1 영역(704)과 제2 영역(705)을 포함할 수 있고, 자외선(UV)을 조사받으면 경화될 수 있으며, 경화된 영역은 이후의 현상 단계에서 제거되지 않기 때문에 하부에 형성된 상기 무기 절연 물질을 보호할 수 있다.
여기서, 제1 영역(704)은 자외선(UV)을 조사받는 감광성 물질층(706)이 배치되는 영역에 해당하고, 제2 영역(705)은 자외선(UV)을 조사받지 않는 감광성 물질층(706)이 배치되는 영역에 해당할 수 있다.
감광성 물질층(706)의 형성 이후에, 제2 서브 화소 절연막(702)이 형성되는 영역에 자외선(UV)을 조사한다. 여기서, 제2 서브 화소 절연막(702)이 형성되는 영역은 제1 영역(704)과 동일한 영역에 해당할 수 있다. 이 때, 마스크(707)는 제2 서브 화소 절연막(702)이 형성되는 영역을 제외한 나머지 영역과 중첩되는 모양을 가질 수 있으며, 제2 서브 화소 절연막(702)이 형성되는 영역을 제외한 나머지 영역은 제2 영역(705)과 동일한 영역에 해당할 수 있다. 위와 같은 마스크(707)의 형태에 의하여, 제1 영역(704)에만 자외선(UV)이 조사될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 자외선(UV)을 조사받은 영역의 감광성 물질층(706)(704)이 잔류하는 것을 예시하나, 이에 제한되지 아니하고 자외선(UV)을 조사받은 영역의 감광성 물질층(706)만 제거될 수도 있다. 이 경우, 마스크(707)는 제2 서브 화소 절연막(702)이 형성되지 영역과 중첩되는 모양을 가질 수 있다.
다음으로, 도 17을 참조하면, 제2 영역(705)에 배치되는 감광성 물질층(706)을 제거하는 현상 과정이 수행될 수 있다. 이후, 제2 영역(705)과 중첩되도록 배치되는 무기 절연층(703)을 제거하는 식각이 수행될 수 있다.
한편, 제1 서브 화소 절연막(701) 상에 제2 서브 화소 절연막(702)이 형성되는데, 제1 서브 화소 절연막(701)과 제2 서브 화소 절연막(702)은 유사한 화학적 특징을 갖는 상기 무기 절연 물질일 수 있다. 따라서, 제2 영역(705)과 중첩되도록 배치되는 무기 절연층(703)을 제거하는 과정에서 제1 서브 화소 절연막(701)이 일부 제거될 수도 있다. 다만, 이러한 제1 서브 화소 절연막(701)의 손상을 최소화하기 위하여, 제1 서브 화소 절연막(701)을 구성하는 상기 무기 절연 물질과, 제2 서브 화소 절연막(702)을 구성하는 상기 무기 절연 물질은 서로 상이한 식각선택비를 가질 수 있다.
다음으로, 도 18을 참조하면, 제1 영역(704)에 배치되는 감광성 물질층(706)을 제거하면, 원하는 모양대로 제2 서브 화소 절연막(702)을 제1 서브 화소 절연막(701) 상에 형성할 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정표시장치의 도 1의 A영역에 대응되는 영역에 배치되는 화소들에 대한 레이아웃도이고, 도 20은 도 19의 Ⅴ-Ⅴ', Ⅵ-Ⅵ' 및 Ⅶ-Ⅶ'로 도시된 선에 대응되는 선을 따라 자른 단면도이다.
이하의 실시예에서는 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 실시예에 도시된 액정표시장치는 도 5에 도시된 액정표시장치에 비하여 화소 전극(810)의 구조에서 차이를 갖는다.
도 5에 도시된 액정표시장치의 경우 표시 화소 전극(311), 제1 더미 화소 전극(312) 및 제2 더미 화소 전극(313)이 모두 동일한 모양을 가지나, 본 실시예에 따른 액정표시장치의 경우 표시 화소 전극(811)과 제1 더미 화소 전극(812) 및 제2 더미 화소 전극(813)은 서로 다른 구조를 갖는다.
구체적으로 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11), 1행 1열 표시 화소(PX11) 및 1행 2열 표시 화소(PX12)를 예를 들어 설명하면, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)에 배치되는 제1 더미 화소 전극(812)은 제1 더미 가지 전극(812_1)의 폭의 길이가 제1 폭(821)일 수 있으며, 제1 더미 슬릿(812_3)의 폭의 길이는 제2 폭(822)일 수 있다. 또한, 1행 1열 표시 화소(PX)에 배치되는 표시 화소 전극(811)은 표시 가지 전극(811_1)의 폭의 길이가 제3 폭(831)일 수 있으며, 표시 슬릿(811_3)의 폭의 길이는 제4 폭(832)일 수 있다. 여기서, 폭의 길이란 제1 더미 가지 전극(812_1), 표시 가지 전극(811_1), 제1 더미 슬릿(812_3) 및 제2 더미 슬릿(811_3)이 제1 방향(dr1)으로 연장되는 폭을 의미할 수 있다.
이 때, 제1 폭(821)의 길이는 제3 폭(831)의 길이보다 더 길 수 있으며, 제2 폭(822)의 길이는 제4 폭(832)의 길이보다 더 길 수 있다. 다만, 이 경우에도 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)에 배치되는 표시 화소 전극(811)의 제1 방향(dr1)으로 연장된 폭의 길이는 1행 1열 표시 화소(PX11)나 1행 2열 표시 화소(PX12)에 배치되는 표시 화소 전극(811)의 제1 방향(dr1)으로 연장된 폭의 길이와 동일할 수 있다.
이 경우, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)가 배치되는 영역에 배치되는 액정층(400)에 형성되는 전계의 세기는, 1행 1열 표시 화소(PX11)가 배치되는 영역에 배치되는 액정층(400)에 형성되는 전계의 세기보다 약할 수 있다.
구체적으로, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)의 제1 더미 화소 전극(812) 및 1행 1열 표시 화소(PX11)의 표시 화소 전극(811)에 인가되는 전압값은 서로 동일하고, 공통 전극(300)에 인가되는 전압은 서로 동일하므로, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)의 제1 더미 화소 전극(812)에 의하여 형성되는 전계의 세기와, 1행 1열 표시 화소(PX11)의 표시 화소 전극(811)에 의하여 형성되는 전계의 세기는 동일할 수 있다. 다만, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)의 제1 더미 화소 전극(812)의 제1 더미 슬릿(812_3)의 제1 방향(dr1)으로 연장된 폭의 길이는 1행 1열 표시 화소(PX11)의 표시 화소 전극(811)의 표시 슬릿(811_3)의 제1 방향(dr1)으로 연장된 폭의 길이보다 길므로, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)에 배치되는 제1 더미 슬릿(812_3)의 중심 영역이 인접하는 제1 더미 가지 전극(812_1)과 이격된 거리는 1행 1열 표시 화소(PX11)에 배치되는 표시 슬릿(811_3)의 중심 영역이 인접하는 표시 가지 전극(811_1)과 이격된 거리보다 더 길 수 있다. 따라서, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)의 제1 더미 슬릿(813_3)의 중심과 오버랩되도록 배치되는 액정층(400)에 형성되는 전계의 세기는, 1행 1열 표시 화소(PX11)의 표시 슬릿(811_3)의 중심과 오버랩되도록 배치되는 액정층(400)에 형성되는 전계의 세기보다 약할 수 있다. 따라서, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)가 배치되는 영역의 액정층(400) 전체와 및 1행 1열 표시 화소(PX11)가 배치되는 영역의 액정층(400) 전체를 비교할 경우, 1행 1열 제1 더미 화소(DPX1_11)가 배치되는 영역의 액정층(400)에 1행 1열 표시 화소(PX11)가 배치되는 영역의 액정층(400)보다 더 약한 전계가 형성될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)과 제1 및 제2 더미 영역(DA_1, DA_2)에 인접한 표시 영역(AA)의 일부에 축적되는 상기 이온성 불순물이 최소화될 수있으며, 표시 영역(AA)의 국부적인 밝기 차이가 최소화될 수 있으며, 이는 전술한 바와 동일하다.
위와 같은 화소 전극(810)의 구조는 화소 전극(810)을 패터닝하는 마스크(707)의 패턴을 변경함으로써 형성할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 실시예와 같이 제1 배향막(320)의 두께를 영역별로 다르게 하거나, 도 13에 도시된 실시예와 같이 화소 절연막(700)이 제1 서브 화소 절연막(701)과 제2 서브 화소 절연막(702)을 포함하도록 함과 동시에, 본 실시예와 같이 화소 전극(810)의 구조를 영역별로 상이하게 할 수 있으며, 이 경우 표시 영역(AA)의 국부적인 밝기 차이가 더욱 최소화될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
DA: 더미 영역
AA: 표시 영역
DA_1: 제1 더미 영역
DA_2: 제2 더미 영역
PX: 표시 화소
DPX1: 제1 더미 화소
DPX2: 제2 더미 화소
200: 어레이 기판
400: 액정층
500: 대향 기판

Claims (20)

  1. 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 화소 전극으로서, 상기 표시 화소마다 배치된 복수의 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제2 더미 화소 전극을 포함하는 화소 전극; 및
    상기 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에 배치되는 배향막을 포함하되,
    상기 배향막은 상기 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에 걸쳐 일체로 형성되고,
    상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역의 상기 배향막의 평균 두께는 상기 표시 영역의 상기 배향막의 평균 두께보다 두꺼우며,
    상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에 배치되는 상기 배향막의 두께는 상기 표시 화소 전극 상에 배치되는 상기 배향막의 두께보다 두꺼운 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 표시 화소 전극과 연결된 복수의 데이터 라인;
    상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제1 더미 화소 전극과 연결된 제1 더미 데이터 라인; 및
    상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제2 더미 화소 전극과 연결된 제2 더미 데이터 라인을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 일측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되고,
    상기 제2 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 타측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되는 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극의 행의 개수는 상기 표시 화소 전극의 행의 개수와 동일한 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 더미 화소 전극은 상기 열 방향에 45° 이하의 사이각을 갖고 연장되며 상기 행 방향으로 연속하여 배치되고 서로 평행한 제1 내지 제3 가지 전극을 더 포함하되,
    상기 제1 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리는 상기 제2 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리보다 길고,
    상기 제2 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리는 상기 제3 가지 전극으로부터 상기 표시 영역까지의 거리보다 길며,
    상기 제1 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제1 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리는 상기 제2 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제2 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리보다 길고,
    상기 제2 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제2 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리는 상기 제3 가지 전극의 상부면으로부터 상기 제3 가지 전극과 중첩되도록 배치되는 상기 배향막의 상부면까지의 거리보다 긴 액정 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 더미 영역과 상기 제2 더미 영역에 인접하는 열의 상기 표시 화소들과 중첩되도록 배치되는 제1 배향막의 평균 두께는 상기 제1 더미 영역과 상기 제2 더미 영역에 인접하지 않는 열의 상기 표시 화소들과 중첩되도록 배치되는 제1 배향막의 평균 두께보다 두꺼운 액정 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 제1 더미 화소 전극에는 서로 동일한 극성의 전압이 제공되고,
    복수의 상기 제2 더미 화소 전극에는 서로 동일한 극성의 전압이 제공되는 액정 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치되는 상기 배향막의 평균 두께는 710Å 이상 730Å 이하이고,
    상기 표시 영역에 배치되는 상기 배향막의 평균 두께는 590Å 이상 610Å 이하인 액정 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 배향막은 상기 표시 영역의 중심에 배치되는 열의 상기 표시 화소와 오버랩되는 영역에서 가장 얇은 두께를 갖는 액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 배향막 상에 배치되는 액정층을 더 포함하되,
    상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역의 상기 액정층에 형성되는 전계의 평균 세기는 상기 표시 영역의 상기 액정층에 형성되는 전계의 평균 세기보다 약한 액정 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 배향막 상에 배치되는 차광 부재를 더 포함하되,
    상기 차광 부재는 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역과 오버랩되도록 배치되는 액정 표시 장치.
  12. 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 공통 전극;
    상기 공통 전극 상에 배치되는 화소 절연막;
    상기 화소 절연막 상에 배치되는 화소 전극을 포함하되,
    상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치되는 상기 화소 절연막의 평균 두께는 상기 표시 영역에 배치되는 상기 화소 절연막의 평균 두께보다 두꺼운 액정 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되는 복수의 데이터 라인, 복수의 제1 더미 데이터 라인 및 복수의 제2 더미 데이터 라인을 더 포함하되,
    상기 화소 전극은 상기 표시 화소마다 배치된 복수의 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 영역에 상기 열 방향으로 배치된 복수의 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제2 더미 화소 전극을 포함하고,
    상기 데이터 라인은 복수 행의 상기 표시 화소 전극과 연결되고,
    상기 제1 더미 데이터 라인은 복수 행의 상기 제1 더미 화소 전극과 연결되고,
    상기 제2 더미 데이터 라인은 복수 행의 상기 제2 더미 화소 전극과 연결되는 액정 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 일측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되고,
    상기 제2 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 타측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되는 액정 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 화소 절연막은 제1 서브 화소 절연막 및 제2 서브 화소 절연막을 더 포함하되,
    상기 제1 서브 화소 절연막은 상기 표시 영역, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치되고 상기 표시 영역, 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에서 균일한 두께를 갖고,
    상기 제2 서브 화소 절연막은 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 배치되는 액정 표시 장치.
  16. 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 화소 전극으로서, 상기 표시 화소마다 배치된 복수의 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 영역에 열 방향으로 배치된 복수의 제2 더미 화소 전극을 포함하는 화소 전극을 포함하되,
    상기 복수의 표시 화소 전극 각각, 상기 복수의 제1 더미 화소 전극 각각, 및 상기 복수의 제2 더미 화소 전극 각각은 상기 열 방향으로 연장되는 복수의 가지 전극을 포함하고,
    상기 복수의 제1 및 제2 더미 화소 전극에 배치되는 상기 복수의 가지 전극의 상기 행 방향 폭의 평균 길이는 상기 복수의 표시 화소 전극에 배치되는 상기 복수의 가지 전극의 상기 행 방향 폭의 평균 길이보다 짧은 액정 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 표시 화소 전극 각각, 상기 복수의 제1 더미 화소 전극 각각, 및 상기 복수의 제2 더미 화소 전극 각각은 상기 열 방향으로 연장되는 복수의 슬릿을 포함하되,
    상기 복수의 제1 및 제2 더미 화소 전극에 배치되는 상기 복수의 슬릿의 상기 행 방향 폭의 평균 길이는 상기 복수의 표시 화소 전극에 배치되는 상기 복수의 슬릿의 상기 행 방향 폭의 평균 길이보다 긴 액정 표시 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 표시 화소 전극과 연결된 복수의 데이터 라인;
    상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제1 더미 화소 전극과 연결된 제1 더미 데이터 라인; 및
    상기 기판 상에 상기 열 방향으로 연장되어 배치되고, 복수 행의 상기 제2 더미 화소 전극과 연결된 제2 더미 데이터 라인을 더 포함하되,
    상기 제1 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 일측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되고,
    상기 제2 더미 데이터 라인은 상기 표시 영역의 타측 최외곽에 배치되는 상기 데이터 라인과 연결되는 액정 표시 장치.
  19. 행열 방향으로 배열되는 복수의 표시 화소가 배치되는 표시 영역, 상기 표시 영역의 행 방향 일측 외곽에 인접하여 배치된 제1 더미 영역 및 상기 표시 영역의 행 방향 타측 외곽에 인접하여 배치된 제2 더미 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
    상기 표시 영역 상에 표시 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 더미 영역 상에 제1 더미 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 제2 더미 영역 상에 제2 더미 화소 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에 배향막을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 배향막은 상기 표시 화소 전극, 상기 제1 더미 화소 전극, 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에 걸쳐 일체로 형성되고,
    상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역의 상기 배향막의 평균 두께는 상기 표시 영역의 상기 배향막의 평균 두께보다 두꺼우며,
    상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에 배치되는 상기 배향막의 두께는 상기 표시 화소 전극 상에 배치되는 상기 배향막의 두께보다 두꺼운 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 배향막을 형성하는 단계는 배향 물질을 상기 표시 화소 전극 및 상기 더미 화소 전극 상에 도포하는 단계, 상기 배향 물질을 건조하는 단계, 상기 배향 물질에 자외선을 조사하는 단계, 상기 배향 물질을 열처리하는 단계를 포함하고,
    상기 배향 물질을 상기 화소 전극 상에 도포하는 단계는 상기 제1 더미 영역 및 상기 제2 더미 영역에 상기 표시 영역보다 많은 양의 상기 배향 물질을 도포하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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