KR20050116420A - 액정표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기변색물질을 사용하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 서로 수직교차하는 다수개의 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해서 정의되는 다수개의 화소영역을 가지는 제 1 기판; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층; 상기 제 1 기판의 각 화소영역에 형성되는 화소전극; 및 상기 각 화소영역에 형성되어 인가되는 전압의 크기에 따라 변색되는 전기변색층을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 이의 제조방법{The liquid crystal display device and the method for fabricating the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 전기변색물질을 사용하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
최근들어, 평판표시소자에 대한 연구가 활발한데, 그 중에서도 각광받고 있는 것으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device;LCD), FED(Field Emission Display Device), ELD(Electro-luminescence Display Device), PDP(Plasma Display Pannels) 등이 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같이 액정표시장치가 여러 분야에서 화면 표시장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어 졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 장점과 배치되는 면이 많이 있다.
따라서, 액정표시장치가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정패널과 상기 액정패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정패널은 공간을 갖고 합착된 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고, 제 2 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제 1 및 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정이 형성된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 일반적인 액정표시장치의 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
액정표시장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 기판(1)에는 화소영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(4)이 배열되고, 상기 게이트 라인(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(5)이 배열되며, 상기 각 화소영역(P)에는 화소전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에는 상기 게이트 라인(4)의 구동신호에 따라 온/오프되어 상기 데이터 라인(5)의 영상신호를 각 화소전극(6)에 인가하는 복수개의 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
그리고 상기 제 2 기판(2)에는 상기 화소영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층(7)과 상기 각 화소영역(P)에 대응되어 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층(8)과, 화상을 구현하기 위한 공통전극(9)이 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 제 1 및 제 2 기판(1, 2)의 서로 마주보는 면에 각각 배향막(도면에 도시되지 않음)이 형성되고 액정층(3)을 배향시키기 위해 러빙처리된다.
여기서, 상기 박막트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인(4)으로부터 돌출된 게이트 전극과, 전면에 형성된 게이트 절연막(도면에는 도시되지 않음)과 상기 게이트 전극 상측의 게이트 절연막위에 형성된 액티브층과, 상기 데이터 라인(5)으로부터 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에 대향되는 드레인 전극을 구비하여 구성된다.
상기 화소전극(6)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 사용한다.
전술한 바와 같이 구성된 일반적인 액정표시장치에서는, 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)에 형성된 배향막이 일방향으로 러빙되어 있으므로, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)사이에 형성된 액정층(3)의 모든 액정분자는 동일 방향으로 배향된다.
물론, 노말리 화이트 모드(Normally White mode) 또는 노말리 블랙 모드(Normally Black mode)에 따라 다소 차이가 있으나, 상기 박막트랜지스터(T)를 통해 각 화소전극에 인가되는 데이터 신호 전압에 따라 액정층의 액정분자의 배향 방향이 변하여 액정층(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하므로 화상을 표시한다.
이때, 가장 어두운 블랙을 표현할 경우에 이상적으로 상기 광을 완전히 차단해야 하는데, 상기 액정분자의 복굴절성으로 인해 약간의 광이 투과되게 된다.
따라서, 상기 블랙은 이상적인 블랙보다 좀 더 밝은 블랙으로 표현되어, 화이트와 블랙간의 콘트라스트가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 인가되는 전압의 크기에 따라 투명도가 변화되는 전기변색물질을 화소전극의 상부에 형성하여, 블랙의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 서로 수직교차하는 다수개의 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해서 정의되는 다수개의 화소영역을 가지는 제 1 기판; 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층; 상기 제 1 기판의 각 화소영역에 형성되는 화소전극; 및 상기 각 화소영역에 형성되어 인가되는 전압의 크기에 따라 변색되는 전기변색층을 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 전기변색층은 상기 화소전극과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 상기 화소전극의 상부에 형성되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 상기 화소전극의 하부에 형성되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 상기 화소전극과 동일한 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 화이트 레벨의 전압이 인가될 경우 가시광선을 통과시키는 투명한 상태를 유지하며, 블랙 레벨의 전압이 인가될 경우 상기 가시광선을 차단하는 불투명 상태를 나타내는 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 WO3, NiOxHy, Nb2O5, V2 O5, TiO2, MoO3 및 폴리아닐린 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 상기 전압을 상기 데이터 라인을 통해 인가받는 것을 특징으로 한다.
또한, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 다수개의 화소영역을 가지는 기판을 준비하는 단계; 상기 화소영역에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 포함한 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 오버랩하도록 상기 게이트 절연막상에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 반도체층의 양 가장자리에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 기판의 전면에 보호층을 형성하는 단계; 상기 보호층상에 상기 드레인 전극을 소정부분 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 보호층상에 투명 전도막 및 전기변색물질을 차례로 증착하고 패터닝하여, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성하는 단계; 및 상기 화소전극의 상부에 인가되는 전압의 크기에 따라 변색되는 전기변색층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 전기변색층은 WO3, NiOxHy, Nb2O5, V2O5, TiO2, MoO3 및 폴리아닐린 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ~Ⅰ의 선상에 따른 단면도 및 제 2 기판에 대한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(100)과, 상기 제 1 기판(100)상에 일방향으로 배열된 다수개의 게이트 라인(G)과, 상기 게이트 라인(G)들에 수직교차하도록 배열되는 다수개의 데이터 라인(D)과, 상기 서로 수직교차하는 게이트 라인(G)들과 데이터 라인(D)들에 의해서 정의되는 매트릭스형태의 화소영역(P)들과, 상기 화소영역(P)들 각각에 형성되는 화소전극(PE)과, 상기 화소영역(P) 각각의 게이트 라인(G)과 데이터 라인(D)이 교차하는 부분에 형성되며, 상기 게이트 라인(G)의 게이트 신호에 의해 턴-온되어 상기 데이터 라인(D)의 데이터 신호를 상기 화소전극(PE)에 인가하는 박막트랜지스터(T)와, 상기 화소전극(PE)의 상부에 형성되는 전기변색층(400)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 전기변색층(400)은 상기 화소전극(PE)을 중첩하도록 형성되며, 바람직하게는 상기 화소전극(PE)과 동일한 크기 및 모양으로 형성하는 것이 좋다. 또한, 상기 전기변색층(400)은 상기 화소전극(PE)의 하부에 형성되어도 무방하다.
한편, 상기 전기변색층(400)은 상기 화소전극(PE)과 전기적으로 연결되며, 상기 데이터 라인(D)으로부터 데이터 신호를 상기 화소전극(PE)을 통해 전달받아 상기 데이터 신호의 크기에 따라 투명도가 변화한다. 여기서, 상기 전기변색층(400)이 상기 데이터 신호를 상기 데이터 라인(D)으로부터 직접 인가받아도 무방하다.
그리고, 상기 박막트랜지스터(T)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 라인(G)으로부터 상기 화소영역(P)내로 소정부분 돌출된 게이트 전극(GE)과, 상기 게이트 전극(GE)상에 형성된 게이트 절연막(GI)과, 상기 게이트 전극(GE)을 오버랩하도록 상기 게이트 절연막(GI)의 상부에 섬 모양으로 형성된 반도체층(101)과, 상기 반도체층(101)의 양측 가장자리에 형성되는 오믹콘택층(102)과, 상기 오믹콘택층(102)상에 형성되는 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)으로 구성된다.
한편, 임의의 화소영역(P)에 형성되는 화소전극(PE)의 일부는 상기 임의의 화소영역(P)과 인접하는 다른 화소영역(P)의 게이트 라인(G)을 소정부분 오버랩하여 스토리지 커패시터를 형성한다.
즉, 상기 게이트 라인(G)의 일부인 제 1 스토리지 전극(ST1)과 상기 화소전극(PE)의 일부인 제 2 스토리지 전극(ST2) 사이에 형성된 게이트 절연막(GI)의 일부가 상기 스토리지 커패시터로서 작용하게 된다.
그리고, 이와 같이 구성된 액정표시장치의 제 1 기판(100)의 맞은편에는 제 2 기판(200)이 구비되어 있으며, 상기 제 2 기판(200)에는 상기 화소영역(P)을 제외한 나머지 부분을 가려 상기 화소영역(P)을 제외한 나머지 부분으로 광이 누설되는 것을 차단하는 블랙매트릭스층(BM)과, 상기 각 화소영역(P)에 대응되어 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층(CF)과, 상기 화소전극(PE)과 함께 전계의 크기를 조절하여 화상을 구현하기 위한 공통전극(CE)이 형성되어 있다.
또한, 이와 같이 구성된 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200) 사이에는 액정층(500)이 형성되어 있다.
한편, 상기 제 1 기판(100)에 형성된 전기변색층(400)에 사용되는 전기변색물질을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일반적으로, 상기 전기변색물질은 전압이 인가되면, 상기 전압에 따른 전류의 흐름에 의해 색깔이 변하는 물질로서, 주로 창문이나 거울의 광투과도나 반사도를 조절하는 용도에 이용되고 있다. 즉, 상기 전기변색물질은 인가된 전압의 크기에 따라 가시광선을 통과시키는 투명한 상태를 가지거나 상기 가시광선을 차단시키는 불투명한 상태를 가질 수 있다.
상기 전기변색물질은 무기(inorganic) 전기변색물질과 유기(organic) 전기변색물질로 구분되며, 대표적인 무기 전기변색물질로는 WO3, NiOxHy, Nb 2O5, V2O5, TiO2, MoO3 등이 있고, 유기 전기변색물질은 종류가 다양하지만, 대표적으로 폴리아닐린(polyaniline)을 예로 들 수 있다.
이하, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4a 및 도 4b는 전기변색층의 상태변화에 따른 광의 투과를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 노멀리 화이트 모드 또는 노멀리 블랙 모드로 동작될 수 있으며, 여기서는 설명의 편의상 노멀리 화이트 모드로 동작하는 액정표시장치만을 예를 들어 나타내기로 한다.
그리고, 상기 전기변색층(400)은 최저전압 인가시 투명한 상태를 유지하고, 최고전압 인가시 불투명한 상태를 나타내는 물질을 사용하기로 한다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(GE)에 인가된 게이트 신호에 의해 상기 박막트랜지스터(T)가 턴-온되면, 상기 박막트랜지스터(T)의 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)간에 채널이 형성되고, 이때, 상기 데이터 라인(D)의 데이터 신호가 상기 채널을 통해 연결된 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)을 차례로 거쳐 상기 화소전극(PE)에 인가된다.
여기서, 상기 데이터 신호가 화이트 레벨을 나타내는 최저전압(여기서는, OV의 전압으로 가정한다.) 데이터 신호라고 가정하자.
이어서, 상기 화소전극(PE)에 인가된 데이터 신호는 상기 화소전극(PE)의 상부에 형성된 전기변색층(400)에도 인가된다. 즉, 상기 화소전극(PE)과 전기변색층(400)에는 상기 데이터 신호가 동일하게 인가된다.
이때, 상기 데이터 신호의 전압 크기가 화이트를 나타내기 위한 최저전압을 가지므로, 상기 최저전압의 데이터 신호가 인가되는 전기변색층(400)은 투명한 상태를 유지하게 된다.
그리고, 상기 화소전극(PE)에 인가된 상기 최저전압을 갖는 데이터 신호와 공통전극(CE)에 인가되는 공통전압간에는 전압차가 거의 없으므로, 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)간에는 전계가 발생되지 않는다. 따라서, 상기 액정층(500)의 액정분자(500a)는 꼬인상태를 그대로 유지하게 된다.
구체적으로 설명하면, 상기 화이트 레벨에 상응하는 전압 크기의 데이터 신호가 인가된 경우(상기 데이터 신호의 전압 크기가 최저전압인 경우), 상기 전기변색층(400)은 투명한 상태를 유지하고, 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)간에는 전계가 발생하지 않아 상기 액정층(500)의 액정분자(500a)의 꼬임각이 그대로 유지되므로, 상기 제 1 기판(100)의 외측면에 형성된 제 1 편광판(도시되지 않음)을 통과한 광은 상기 투명한 전기변색층(400)을 통과한 후 상기 꼬임각을 갖는 액정분자(500a)를 통해 트위스트되고, 상기 트위스트된 광은 상기 제 2 기판(200)의 외측면에 형성된 제 2 편광판(도시되지 않음)(상기 제 1 편광판의 광축과 수직하는 광축을 가짐)을 통과하게 된다. 결국, 상기 액정표시장치는 화이트를 표현하게 된다.
한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(GE)에 인가된 게이트 신호에 의해 상기 박막트랜지스터(T)가 턴-온되면, 상기 박막트랜지스터(T)의 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)간에 채널이 형성되고, 이때, 상기 데이터 라인(D)의 데이터 신호가 상기 채널을 통해 연결된 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)을 차례로 거쳐 상기 화소전극(PE)에 인가된다.
여기서, 상기 데이터 신호가 블랙 레벨을 나타내는 최고전압 데이터 신호라고 가정하자.
이어서, 상기 화소전극(PE)에 인가된 데이터 신호는 상기 화소전극(PE)의 상부에 형성된 전기변색층(400)에도 인가된다. 즉, 상기 화소전극(PE)과 전기변색층(400)에는 상기 데이터 신호가 동일하게 인가된다.
이때, 상기 데이터 신호의 전압 크기가 블랙을 나타내기 위한 최고전압을 가지므로, 상기 최고전압의 데이터 신호가 인가되는 전기변색층(400)은 불투명한 상태로 변화하게 된다.
그리고, 상기 화소전극(PE)에 인가된 상기 최고전압을 갖는 데이터 신호와 공통전극(CE)에 인가되는 공통전압간에는 전압차가 발생하여, 상기 화소전극(PE)과 공통전극(CE)간에는 전계가 발생한다. 따라서, 상기 액정층(500)의 액정분자(500a)는 제 1 및 제 2 기판(100, 200)면에 대하여 수직하게 배열된다.
구체적으로 설명하면, 상기 블랙 레벨에 상응하는 전압크기의 데이터 신호가 인가된 경우(상기 데이터 신호의 전압 크기가 최고전압인 경우), 상기 전기변색층(400)은 불투명한 상태를 유지하므로, 상기 제 1 기판(100)의 외측면에 형성된 제 1 편광판(도시되지 않음)을 통과한 광은 상기 불투명한 전기변색층(400)을 통과하지 못하게 된다.
여기서, 상기 전기변색층이 없다고 가정하더라도, 상기 제 1 편광판을 거쳐 수직배열된 액정층(500)을 통과하는 광은 상기 제 2 기판(200)의 제 2 편광판에 의해서 차단되는데, 상기 불투명한 전기변색층(400)이 상기 광을 한번 더 차단하게 되므로, 상기 액정표시장치는 종래보다 더욱 어두운 블랙을 표현하게 된다.
이하, 이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a 및 도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 공정단면도이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 다수개의 화소영역(P)으로 정의되는 제 1 기판(100)을 준비하여, 상기 기판의 전면에 금속을 증착하고 포토 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여, 게이트 라인(G) 및 상기 게이트 라인(G)으로부터 상기 화소영역(P)내로 돌출되는 게이트 전극(GE)을 형성한다.
이때, 상기 화소영역(P)내의 스토리지 영역에서 상기 화소영역(P)과 인접하는 다른 화소영역(P)의 게이트 라인(G)의 일부가 제 1 스토리지 전극(ST1)으로 형성된다.
이어서, 상기 게이트 라인(G), 게이트 전극(GE) 및 제 1 스토리지 전극(ST1)을 포함한 제 1 기판(100)의 전면에 산화 실리콘(SiOx) 혹은 질화 실리콘(SiNx)과 같은 절연물질을 포함하는 게이트 절연막(GI)을 증착한다.
이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 절연막(GI)상에 진성 아몰퍼스 실리콘과 같은 반도체 물질, 불순물이 첨가된 아몰퍼스 실리콘과 같은 불순물 반도체 물질을 차례로 증착하고 포토 및 식각공정을 통해 패터닝하여, 상기 게이트 전극(GE)의 상측의 상기 게이트 절연막(GI)상에 차례로 반도체층(101) 및 오믹콘택층(102)을 형성한다.
이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 반도체층(101) 및 오믹콘택층(102)을 포함한 제 1 기판(100)의 전면에 크롬 또는 몰리브덴과 같은 금속층을 증착하고 포토 및 식각공정을 통해 패터닝하여, 상기 반도체층(101)의 채널영역을 제외한 양 가장자리에 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 형성하여 박막트랜지스터(T)를 제조하고, 상기 소스 전극(SE)에 연결되어 상기 게이트 라인(G)에 수직하는 데이터 라인(D)을 형성하고, 상기 스토리지 영역의 제 1 스토리지 전극(ST1)상에 위치한 상기 게이트 절연막(GI)상에 제 2 스토리지 전극(ST2)을 형성한다.
이때, 상기 반도체층(101)의 채널 영역상에 형성되는 오믹콘택층(102)의 일부는 제거된다.
이어서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE), 제 2 스토리지 전극(ST2) 및 게이트 절연막(GI)을 포함한 제 1 기판(100)의 전면에 유기 절연막 등을 사용하여 보호층(103)을 증착하고 포토 및 식각공정을 통해 패터닝하여, 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(C1), 상기 제 2 스토리지 전극(ST2)의 일부를 노출시키는 스토리지 콘택홀(C2)을 동시에 형성한다.
이후, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 보호층(103)의 전면에 차례로 투명 전도막 및 전기변색물질을 증착하고 포토 및 식각공정을 통하여 동시에 패터닝하여, 상기 드레인 콘택홀(C1)과 스토리지 콘택홀(C2)을 통해 상기 드레인 전극(DE)과 상기 제 2 스토리지 전극(ST2)에 전기적으로 연결되는 화소전극(PE) 및 상기 화소전극(PE)의 상부에서 상기 화소전극(PE)과 전기적으로 연결되는 전기변색층(400)을 형성한다.
상술한 바와 같이, 상기 전기변색물질은 WO3, NiOxHy, Nb2O 5, V2O5, TiO2, MoO3 및 폴리아닐린 중 어느 하나를 사용한다.
이어서, 상기와 같이 제조된 제 1 기판(100)과 블랙매트릭스층(BM), 컬러필터층(CF) 및 공통전극(CE)이 형성된 제 2 기판(200)을 서로 합착하고 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200) 사이에 액정을 주입하여 액정표시장치를 완성한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치 및 이의 제조방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 화소전극상에는 상기 화소전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소전극에 인가되는 전압에 따라 투명도가 변화되는 전기변색층을 포함하고 있다.
즉, 상기 화소전극에 블랙 레벨에 해당하는 데이터 신호가 인가된 경우, 상기 전기변색층이 불투명한 상태로 변화하게 된다.
따라서, 블랙 레벨에서 상기 화소전극이 형성된 화소영역에서의 광의 누설을 차단함으로써, 블랙 레벨의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 도시한 분해 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도
도 3은 도 2의 Ⅰ~Ⅰ의 선상에 따른 단면도
도 4a 및 도 4b는 전기변색물질의 상태변화에 따른 광의 투과를 설명하기 위한 도면
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 공정단면도
＊도면의 주요부에 대한 부호 설명
400 : 전기변색층 101 : 반도체층
G : 게이트 라인 D : 데이터 라인
GE : 게이트 전극 SE : 소스 전극
DE : 드레인 전극 P : 화소영역
PE : 화소전극 C1 : 드레인 콘택홀
C2 : 스토리지 콘택홀

Claims (10)

  1. 서로 수직교차하는 다수개의 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해서 정의되는 다수개의 화소영역을 가지는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층;
    상기 제 1 기판의 각 화소영역에 형성되는 화소전극; 및
    상기 각 화소영역에 형성되어 인가되는 전압의 크기에 따라 변색되는 전기변색층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 상기 화소전극과 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 상기 화소전극의 상부에 형성되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 상기 화소전극의 하부에 형성되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 상기 화소전극과 동일한 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 화이트 레벨에 해당하는 전압이 인가될 경우 가시광선을 통과시키는 투명한 상태를 유지하며, 블랙 레벨에 해당하는 전압이 인가될 경우 상기 가시광선을 차단하는 불투명 상태를 나타내는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 WO3, NiOxHy, Nb2O5, V2 O5, TiO2, MoO3 및 폴리아닐린 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 상기 전압을 상기 데이터 라인을 통해 인가받는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 다수개의 화소영역을 가지는 기판을 준비하는 단계;
    상기 화소영역에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극을 포함한 기판의 전면에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극을 오버랩하도록 상기 게이트 절연막상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층의 양 가장자리에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 소스전극 및 드레인 전극을 포함한 기판의 전면에 보호층을 형성하는 단계;
    상기 보호층상에 상기 드레인 전극을 소정부분 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계;
    상기 보호층상에 투명 전도막 및 전기변색물질을 차례로 증착하고 패터닝하여, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성하는 단계; 및
    상기 화소전극의 상부에 인가되는 전압의 크기에 따라 변색되는 전기변색층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전기변색층은 WO3, NiOxHy, Nb2O5, V2 O5, TiO2, MoO3 및 폴리아닐린 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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