KR19980040327A - 액정 표시 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구성은 게이트 라인의 선택시, 데이타 라인의 신호를 전달하는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 콘택되어, 박막 트랜지스터의 동작시 구동되는 화소 전극과, 상기 화소 전극과 동일 기판에 형성되고, 화소 전극과 평행한 전기장을 유도하는 카운터 전극을 포함하는 액정 표시 소자로서, 상기 데이타 라인의 상부와, 데이타 라인과 카운터 전극에서 데이타 라인과 평행하는 부분 중 데이타 라인과 가장 인접한 부분으로 이루어진 공간부 및 상키 카운터 전극에서 데이타 라인과 평행하는 부분 중 데이타 라인과 가장 인접한 부분에 해당하는 카운터 전극의 소정 부분상부에 걸쳐 광간섭 및 기생 전계를 차단하는 차단벽이 배치·형성된다.

Description

액정 표시 소자 및 그 제조방법
본 발명은 액정 표시 소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 액정 표시 소자의 광 간섭을 차단하고, 고화질을 실현할 수 있는 액정 표시 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 소자는 텔레비젼, 그래픽 디스플레이등의 표시소자를 구성하고, 특히 액티브 매트릭스형의 액정 표시 장치는 고속 응답 특성을 갖으며, 높은 화소수에 적합하여 디스플레이 화면의 고화질화, 대형화, 컬러 화면화등을 실현하는데 크게 기여하고 있다.
이러한 액정 표시 소자는, 투명한 한쌍의 유리 기판, 적어도 하나의 기판에 형성되는 박막 트랜지스터와 픽셀 전극이 형성되고, 다른 하나의 기판에는 컬러 필터와 카운터 전극이 형성되며, 한쌍의 유리기판 사이에는 액정 물질이 봉입되어 이루어진다.
여기서, 최근 많이 이용되는 액정으로는, 광학 특성이 우수한 트위스트 네메틱 모드(twist nematic mode: 이하 TN) 액정이 이용되는데, 꼬인 네메틱 모드는 90°의 꼬임 각도를 가지고 있고, 액정 분자가 상하의 유리 기판면에 평행하게 배열 되거나, 배열 방향이 양쪽 기판에서 90°차이가 있으므로, 전체의 분자 배열이 두기판사이에 연속적으로 90°변화가 생기도록 배열되고, 액정 전압이 인가 되었을시, 전계은 대향하는 두 기판면에 수직으로 형성된다. 그런데, 이러한 TN 구조의 액정표시 소자는 시야각을 좁게한다는 고질적인 문제점을 지니고 있다.
종래에는 넓은 시야각을 확보하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 기판에 형성되었던 카운터 전극을 화소 전극이 형성되는 하부 유리 기판에 형성하므로써, 화소 전극과 평행한 전계가 발생되도록 하는 인-플렌 스위칭 모드(In plane switching mode : 이하 IPS 모드라 함)가 이용되었다. 이러한 IPS 모드의 액정 표시소자는, 하부 기판(1) 상부에 영상을 주사하기 위한 행 방향의 게이트 라인(2A)과, 게이트 라인(2A)과 동일 면에 형성되고, 일정 거리만큼 이격되어 배치된 카운터 전극(2B)이 형성된다. 이 카운터 전극(2B)은 액정을 일정 시간동안 유지하기 위한 보조 용량의 역할을 겸하며, 그 형태는 단위 셀을 한정하도록, 바람직하게는 □ 자 형태로 형성된다. 결과물 상부에는 게이트 절연막(도시되지 않음)이 형성되고, 게이트 전극 배선(2A)을 포함하는 게이트 절연막의 소정 부분에는 박막 트랜지스터의 채널 역할을 하는 반도체층(4)이 위치하고, 게이트 라인(2A)과 수직의 형태로 데이타 라인(5A)과, 드레인 전극의 역할을 동시에 겸하는 화소 전극(5B)이 형성된다. 여기서, 드레인 전극(5B)은 □자 형태로 형성되는 카운터 전극(2B)의 공간부를 수직으로 분할하도록 I자 형태로 형성되며, 화소 전극(5B) 중 게이트 라인(2A)과 평행하는 부분은, 게이트 라인(2A)과 평행하는 부분의 카운터 전극(2B)과 오버랩되므로서, 보조 용량의 역할을 하게된다.
종래의 IPS 모드의 액정 표시 소자는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 기판의 배면의 백라이트(100)에서 입사된 광이 액정층(10)과 컬러 필터(21A, 21B, 21C)를 통과하게 된다. 그러나, 이과정에서, 액정층(10)과 컬러 필터(21A, 21B, 21C)를 통과하는 빛은 일정 각도로 입사하여 도면에서와 같이 R, G, B 컬러 상호간에 간섭이 발생되므로, 선명한 고화질의 색재현이 어렵다.
또한, 종래의 IPS 모드의 액정 표시 소자는 도 3에 도시된 바와 같이, 데이타 라인(5A)와 카운터 전극(2B)이 인접하여 있으므로, 기생 전계(X)가 발생되고, 데이타 라인(5A)과 화소 전극(5B) 사이에도 노이즈 전계(noise field:Y)가 발생하게 되어, 화소 전극(5B)과 카운터 전극(2B)사이에 신호가 왜곡되는 현상이 발생된다. 이에 화소 전극(5B)과 카운터 전극(2B)사이에 배열되어 있는 액정들은 불안정한 전계에 의하여, 이상적으로 동작하기 어려운 문제점이 발생되었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 액정 표시 소자에 빛의 투과시, 간섭 차단벽을 형성하여 광간섭을 방지하므로서, 선명한 색상을 재현할 수 있는 액정 표시 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, IPS 모드의 액정 표시 소자에서, 데이타 라인과 카운터 전극간의 기생전계 및 데이타 라인과 화소 전극간의 노이즈 전계가 형성되지 않도록 차단벽을 형성하여, 화소 전극과 카운터 전극간에 안정한 전계가 걸리도록 하는 액정 표시 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 IPS 모드의 액정 표시 소자를 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선으로 절단한 도면으로, 광이 인가되었을때 종래의 IPS 모드의 액정 표시 소자를 나타낸 단면도.
도 3은 종래의 IPS 모드 액정 표시 소자의 전극에 전계가 인가됐을때, 하부 기판의 전계 분포를 나타낸 액정 표시 소자의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 평면도.
도 5A 내지 도 5C는 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위하여, 도 4를 Ⅴ-Ⅴ' 선으로 절단한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 광간섭 차단벽이 형성된 액정 표시 소자의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 유리 기판, 2A : 게이트 전극 배선, 2B : 카운터 전극, 3 : 게이트 절연막, 4 : 반도체층, 5A : 소오스 전극 배선, 5B-1 : 드레인 전극, 10 : 액정, 20 : 상부 유리 기판, 21A,21B,21C : 컬러필터, 100 : 화소 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정 표시 소자는 게이트 라인의 선택시, 데이타 라인의 신호를 전달하는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 콘택되어, 박막 트랜지스터의 동작시 구동되는 화소 전극과, 상기 화소 전극과 동일 기판에 형성되고, 화소 전극과 평행한 전기장을 유도하는 카운터 전극을 포함하는 액정 표시 소자로서, 상기 데이타 라인의 상부와, 데이타 라인과 카운터 전극에서 데이타 라인과 평행하는 부분 중 데이타 라인과 가장 인접한 부분으로 이루어진 공간부 및 상기 카운터 전극에서 데이타 라인과 평행하는 부분중 데이타 라인과 가장 인접한 부분에 해당하는 카운터 전극의 소정 부분상부에 걸쳐 광간섭 및 기생 전계를 차단하는 차단벽이 배치·형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정 표시 소자의 제조방법은, 투명성 유리 기판상에 게이트 라인과, 카운터 전극을 형성하는 단계; 상기 유리 기판상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 배선을 포함하는 게이트 절연막 상부의 소정 부분에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 금속층을 증착하고, 패터닝하여, 데이타 라인 및 반도체층과 접속하는 화소전극을 형성하는 단계; 결과물 상부에 제1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제 1 배향막을 일정 방향으로 러빙하는 단계; 상기 제 1 배향막 상부에 제 2 배향막을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 배향막을 데이타 라인과 카운터 전극 사이의 공간부 및 카운터 전극의 소정 부분 상부에 존재하도록 노광 및 식각하여 차단벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액정 표시 소자에 광의 인가시, 광간섭을 방지하고, 인접하는 데이타 라인과, 카운터 전극 사이의 기생 전계 및 카운터 전극과 드레인 전극사이의 노이즈 전계를 최소화하기 위하여, 데이타 라인과 카운터 전극 사이의 공간부 및 카운터 전극의 소정 부분 상부에 걸쳐 차단벽을 형성하므로써, 선명한 고화질을 색을 재현하고, 더불어, 액정이 안정하게 구동되어, 액정 표시 소자의 질이 향상된다.
[실시예]
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부된 도면 도 4은 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 단면도이고, 도 5A 내지 도 5C는 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위하여, 도 4를 Ⅴ-Ⅴ' 선으로 절단한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 광간섭 차단벽이 형성된 액정 표시 소자의 단면도이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 소자는, 하부 유리 기판(1) 상에 영상을 주사하기 위한 행 방향의 게이트 라인(2A)과, 평행장을 유도하기 위한 카운터 전극(2B)이 게이트 라인(2A)과 동일선상에 불투명 금속재로 형성된다. 여기서, 카운터 전극(2B)은 □ 형태로 형성된다.
데이타 라인(5A)은 게이트 라인(2A)과 수직으로 교차하도록 형성되며, 데이타 라인(5A)의 형성됨과 동시에 드레인 전극의 역할을 하는 화소 전극(5B)이 종래와 동일한 구조인 I자 형태로 형성된다.
그리고, 광 간섭 및 노이즈 전계를 방지하기 위한 차단벽(40)이 데이타 라인(5A) 상부와, 데이타 라인(5A)과 카운터 전극(2B)에서 데이타 라인(5A)과 평행하는 부분 중 데이타 라인(5A)과 가장 인접한 부분으로 이루어진 공간부 및 상기 카운터 전극(2B)에서 데이타 라인(5A)과 평행하는 부분 중 데이타 라인(5A)과 가장 인접한 부분에 해당하는 카운터 전극(2A)의 상부에 형성된다.
이와같이, 차단벽(40)이 구비된 액정 표시 소자의 제조방법은, 도 5A에서와 같이, 게이트 라인(2A), 카운터 전극(2B), 데이타 라인(5A) 및 드레인 전극(5B)이 종래와 동일한 방법으로 형성되고, 그 결과물 상부에는 액정을 배향시키기 위한 배향막(30)이 공지된 방식에 의하여 형성되고, 이 배향막(30)은 액정이 일정 방향으로 구동되도록 러빙된다.
이어서, 도 5B에 도시된 바와 같이, 차단벽을 형성하기 위하여, 러빙된 배향막(30) 상부에 블랙 염료(black dye) 또는 색소(pigment)가 표함된 저유전율의 감광성 배향막 바람직하게는, 3.3 정도의 유전율을 지닌 감광성 배향막(40)이 셀 갭정도의 두께 예를들어, 1 내지 10㎛ 정도로 형성된다.
그후에, 저유전율을 지닌 감광성 배향막(40)은 도5C에 도시된 바와 같이, 데이타 라인(5A)의 상부와, 카운터 전극(2B) 사이의 공간부 및 카운터 전극(2A)의 소정 부분 상부에 존재하도록, 자외선에 의하여 노광 및 식각하여, 차단벽(40-1)이 형성된다.
그 후, 차단벽(40-1)이 형성된 하부 기판(1) 공지된 방식에 의하여 형성된 컬러필터(21A, 21B, 21C)를 구비하는 상부 기판(20)과 합착되어지고, 하부 기판 배면에 위치한 백라이트(100)로 부터 광이 출사되면, 출사된 광은 도 6에 도시된 바와 같이, 차단벽(40-1)에 의하여, 일정 각도를 가지고 측면으로 진행하는 빛이 차단되어, 광간섭이 발생되지 않는다. 여기서, 차단벽(40-1)은 셀 갭 만큼의 높이를 가지므로, 상부 기판과의 합착시, 상부 기판과 닿게 되어, 측면으로 퍼지는 광을 차단하게 된다.
또한, 도 6을 참조하여, 화소 전극(5B)과 카운터 전극(2B)에 전압이 인가되면, 데이타 라인 상부 및 카운터 전극의 소정 부분 상부에 차단벽(40-1)이 형성되어지므로, 데이타 라인(5A)과, 카운터 전극(2B) 사이의 기생 전계 및 카운터 전극(2B)과 화소 전극(5A)사이의 노이즈 전계가 발생되지 않아, 안정한 전계가 형성되어 진다.
이상에서 자세히 설명되어진 바와 같이, 본 발명에 의하면, 액정 표시 소자에 광의 인가시, 광간섭을 방지하고, 인접하는 데이타 라인과, 카운터 전극 사이의 기생전계 및 카운터 전극과 드레인 전극사이의 노이즈 전계를 최소화하기 위하여, 데이타 라인과 카운터 전극 사이의 공간부 및 카운터 전극의 소정 부분 상부에 걸쳐 차단벽을 형성하므로써, 안정한 전계를 형성하고, 광의 인가시 차단벽에 의하여 광간섭이 차단되므로, 선명한 고화질의 화면을 얻고, 액정 표시 소자의 질이 개선된다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (9)

  1. 게이트 라인의 선택시, 데이타 라인의 신호를 전달하는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 콘택되어, 박막 트랜지스터의 동작시 구동되는 화소 전극과, 상기 화소 전극과 동일 기판에 형성되고, 화소 전극과 평행한 전기장을 유도하는 카운터 전극을 포함하는 액정 표시 소자로서, 상기 데이타 라인의 상부와, 데이타 라인과 카운터 전극에서 데이타 라인과 평행하는 부분 중 데이타 라인과 가장 인접한 부분으로 이루어진 공간부 및 상기 카운터 전극에서 데이타 라인과 평행하는 부분 중 데이타 라인과 가장 인접한 부분에 해당하는 카운터 전극의 소정 부분상부에 걸쳐 광간섭 및 기생 전계를 차단하는 차단벽이 배치·형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 차단벽의 높이는 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 차단벽은 블랙 염료 또는 색소를 포함하는 배향막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 차단벽은 저유전율을 지닌 감광성 배향막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 차단벽은 유전율은 3.0 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  6. 투명성 유리 기판상에 게이트 라인과, 카운터 전극을 형성하는 단계; 상기 유리 기판상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 라인을 포함하는 게이트 절연막 상부의 소정 부분에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 금속층을 증착하고, 패터닝하여, 데이타 라인 및 반도체층과 접속하는 화소전극을 형성하는 단계; 결과물 상부에 제 1 배향막을 형성하는 단계; 상기 제 1 배향막을 일정 방향으로 러빙하는 단계; 상기 제 1 배향막 상부에 제 2 배향막을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 배향막을 데이타 라인과 카운터 전극 사이의 공간부 및 카운터 전극의 소정 부분 상부에 존재하도록 노광 및 식각하여 차단벽을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 배향막은 1 내지 10㎛ 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 배향막은 블랙 염료 또는 색소를 포함하는 저유전율을 지닌 감광성 배향막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 배향막 유전율은 3.0 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
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