KR20060029412A - 마스크 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 표시판의 제조방법 - Google Patents

마스크 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 표시판의 제조방법 Download PDF

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KR20060029412A
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 제조 방법에서는 절연 기판 상부에 블랙 매트릭스, 색필터 및 공통 전극을 차례로 형성하고, 절연 물질을 적층하여 절연막을 형성한다. 이어, 슬릿을 정의하는 차광막의 폭이 일정하고 슬릿은 중심에서부터 양쪽 가장자리에 이르기까지 순차적으로 증가하는 폭을 가지는 제1 영역과 제1 영역의 양쪽에 배치되어 있으며, 슬릿의 폭은 일정하고 슬릿을 정의하는 차광막은 제1 영역으로부터 멀어질수록 감소하는 제2 영역을 포함하는 마스크를 이용하여 절연막 노광하고 현상하여 선경사막을 형성한다. 이를 통하여 균일한 경사면을 가지는 테이퍼 구조의 선경사막을 형성할 수 있으며, 공정 마진을 확보할 수 있다.
액정표시장치, 마스크, 투과율, 응답속도, 슬릿

Description

마스크 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법 {MASK AND METHOD FOR MANUFACTURING A DISPLAY PANEL FOR A LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING THE MASK}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판의 배치도이고,
도 3 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 4는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,
도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,
도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII'선을 따라 절단한 단면도이고,
도 9는 본 발명의 실험예에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도를 측정한 표이고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 제조 방법에서 선경사막과 마스크의 정렬 상태를 도시한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 제조 방법에서 선경사막과 마스크의 정렬 상태에서 마스크의 슬릿 모양을 구체적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 마스크 및 이를 이용한 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 것이다. 이중에서도 한 표시판에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고 다른 표시판에는 하나의 공통 전극이 표시판 전면을 덮고 있는 구조의 액정 표시 장치가 주류이다. 이 액정 표시 장치에서의 화상의 표시는 각 화소 전극에 별도의 전압을 인가함으로써 이루어진다. 이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자 소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게이트선과 화소 전극에 인가될 전압을 전달하는 데이터선을 표시판에 설치한다.
그런데 액정 표시 장치는 시야각이 좁은 것이 중요한 단점이다. 이러한 단점을 극복하고자 시야각을 넓히기 위한 다양한 방안이 개발되고 있는데, 그 중에서도 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직으로 배향하고 화소 전극과 그 대향 전극인 공통 전극에 일정한 절개 패턴을 형성하거나 돌기를 형성하여 화소를 다중 도메인으로 분할하는 방법이 유력시되고 있다.
그런데 돌기나 절개 패턴을 가지는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는 액정의 응답 속도를 줄이는데 있어서 한계가 있다. 그 원인 중의 하나는 구동 전압을 인가할 때, 도메인의 가장자리인 절개 패턴에 인접하게 배열되어 있는 액정 분자들은 프린지 필드에 의해 배향 방향이 결정되어 빠르게 재배열되지만, 도메인의 중앙에 배열되어 있는 액정 분자들은 도메인의 외곽에 배열된 액정 분자의 배열에 의한 밀림 또는 충돌에 의해 재배향이 결정되기 때문에 전체적으로 액정 분자의 응답 속도가 느려진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 절개 패턴을 좁은 간격으로 배치할 수 있지만, 화소의 개구율을 저하시키며, 이는 빛의 투과율이 감소시키는 원인으로 작용한다.
한편, 이러한 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는 신호선 또는 절연막을 패터닝하기 위해 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 반복하여 실시한다. 여기서, 마스크는 감광막을 선택적으로 노광하여 도전막 또는 절연막을 식각하기 위 한 식각 마스크인 감광막 패턴을 형성하기 위해 사용하는데, 감광막을 선택적으로 노광하기 위해서 마스크는 투과부와 차광부를 포함한다. 이때, 차광부와 투과부의 치수 또는 모양 등의 변경에 따라 감광막 패턴 또는 박막의 프로파일은 다양해지는데, 마스크는 공정의 재현성과 균일성을 유지할 수 있도록 설계되어야 하며, 이를 통하여 공정 마진을 확보하는 것이 바람직하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화소의 투과율을 확보하면서 액정 분자의 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정 마진을 확보할 수 있는 액정 표시 장치용 표시판을 제조하기 위한 마스크를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 액정 분자가 초기에 임의의 방향으로 기울어지도록 선경사막을 테이퍼 구조로 형성한다. 이때, 선경사막을 노광하기 위한 마스크는 차광막의 폭은 일정하고 점진적으로 증가하거나 감소하는 폭을 가지는 다수의 슬릿이 형성되어 있는 영역과 다수의 슬릿의 폭은 일정하고 차광막의 폭이 점진적으로 증가하거나 감소하는 영역을 포함하고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마스크는 중심에서부터 멀어질수록 낮은 투과율을 가지는 노광 영역을 가진다.
이때, 노광 영역은 슬릿을 정의하는 차광막의 폭이 일정하고 슬릿은 중심에 서부터 양쪽 가장자리에 이르기까지 순차적으로 증가하는 폭을 가지는 제1 영역과 제1 영역의 양쪽에 배치되어 있으며, 슬릿의 폭은 일정하고 슬릿을 정의하는 차광막은 제1 영역으로부터 멀어질수록 감소하는 제2 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
제1 영역의 차광막과 제2 영역의 슬릿은 1.0-2.5 ㎛ 범위의 폭을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는 절연 기판 상부에 절연 물질을 적층하여 절연막을 형성한다. 이어, 절연막을 중심에서부터 멀어질수록 낮은 투과율을 가지는 노광 영역을 가지는 마스크를 이용하여 노광하고 현상하여 선경사막을 형성한다.
이때, 노광 영역은 슬릿을 정의하는 차광막의 폭이 일정하고 슬릿은 중심에서부터 양쪽 가장자리에 이르기까지 순차적으로 증가하는 폭을 가지는 제1 영역과 제1 영역의 양쪽에 배치되어 있으며, 슬릿의 폭은 일정하고 슬릿을 정의하는 차광막은 제1 영역으로부터 멀어질수록 감소하는 제2 영역을 포함하는 것이 바람직하다.
제1 영역의 차광막과 제2 영역의 슬릿은 1.0-2.5 ㎛ 범위의 폭을 가지는 것이 바람직하며, 선경사막은 하나의 경사각을 가지는 테이퍼 구조로 형성하는 것이 바람직하다.
이러한 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는, 절연 기판 상부에 선경사막을 형성하기 전에 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성 하거나, 공통 전극을 형성할 수 있다.
여기서, 공통 전극과 화소 전극은 도메인 규제 수단인 절개부를 가지는 것이 바람직하다.
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.
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 경우뿐 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.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 표시판 및 이를 포함하는 다중 도메인 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 3은 본 발명의 도 1 및 도 2의 표시판을 정렬하여 완성한 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 4는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV'선을 따라 잘라 도시한 단면도이 다.
액정 표시 장치는 하측의 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주보고 있는 상측의 대향 표시판(200) 및 이들 사이에 형성되어 있으며, 두 표시판(100, 200)에 대하여 거의 수직으로 배향되어 있는 액정 분자(310)를 포함하는 액정층(3)으로 이루어진다. 이때, 각각의 표시판(100, 200)에는 배향막(11, 21)이 형성되어 있으며, 배향막(11, 21)은 액정층(3)의 액정 분자(310)를 표시판(100, 200)에 대하여 수직으로 배향되도록 하는 수직 배향 모드인 것이 바람직하나, 그렇지 않을 수도 있다. 또한, 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100)의 바깥 면에는 각각 상부 및 하부 편광판(12. 22)이 부착되어 있다.
유리등의 투명한 절연 물질로 이루어진 박막 트랜지스터 표시판(100)에는 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 절개부(191, 192, 193)를 가지고 있는 화소 전극(190)이 형성되어 있고, 각 화소 전극(190)은 박막 트랜지스터에 연결되어 화상 신호 전압을 인가 받는다. 이 때, 박막 트랜지스터는 주사 신호를 전달하는 게이트선(121)과 화상 신호를 전달하는 데이터선(171)에 각각 연결되어 주사 신호에 따라 화소 전극(190)을 온(on)오프(off)한다. 여기서, 화소 전극(190)은 반사형 액정 표시 장치인 경우 투명한 물질로 이루어지지 않을 수도 있고, 이 경우에는 하부 편광판(12)도 불필요하게 된다.
역시 유리등의 투명한 절연 물질로 이루어져 있으며, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)에는 화소의 가장자리에서 발생하는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)와 적, 녹, 청의 색 필터(230) 및 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 기준 전극(270)이 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220)는 화소 영역의 둘레 부분뿐만 아니라 기준 전극(270)의 절개부(271, 272, 273)와 중첩하는 부분에도 형성할 수 있다. 이는 절개부(271, 272, 273)로 인해 발생하는 빛샘을 방지하기 위함이다.
다음은 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 좀 더 상세히 한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)에는 하부 절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 각 게이트선(121)의 일부는 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이룬다. 게이트선(121)에는 게이트 전극(124)은 돌기의 형태로 형성되어 있고, 본 실시예와 같이 게이트선(121)은 외부로부터의 게이트 신호를 게이트선(121)으로 전달하기 위한 접촉부를 가질 수 있으며, 이때 게이트선(121)의 끝 부분(129)은 다른 부분보다 넓은 폭은 가지나, 그렇지 않은 경우에 게이트선(121)의 끝 부분은 기판(110) 상부에 직접 형성되어 있는 게이트 구동 회로의 출력단에 직접 연결된다.
절연 기판(110) 위에는 게이트선(121)과 동일한 층으로 유지 전극 배선이 형성되어 있다. 각 유지 전극 배선은 화소 영역의 가장자리에서 게이트선(121)과 나란하게 뻗어 있는 유지 전극선(131)과 그로부터 뻗어 나온 여러 벌의 유지 전극(storage electrode, 133a, 133b, 133c, 133d)을 포함한다. 한 벌의 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d)은 세로 방향으로 뻗어나오며 가로 방향으로 뻗은 유지 전극선(131)에 의하여 서로 연결되어 있는 세로부(133a, 133b)와 이후에 형성되는 화소 전극(190)의 절개부(191, 193)와 중첩하며 세로부(133a, 133b)를 연결하는 사선부(133c, 133d)로 이루어진다. 이때, 유지 전극 배선은 한 벌의 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d)을 가지지 않을 수 있으며, 필요에 따라 다양한 모양으로 변형시킬 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)은 Al, Al 합금, Ag, Ag 합금, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 따위로 만들어진다. 도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)은 단일층으로 이루어지지만, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 등의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 이중층으로 이루어질 수도 있다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)을 만들 수 있다.
게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)이 측면은 경사져 있으며 수평면에 대한 경사각은 30-80°인 것이 바람직하다.
게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)의 위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171)을 비롯하여 복수의 드레인 전극(drain electrode, 175)이 형성되어 있다. 각 데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 각 드레인 전극(175)을 향하여 복수의 분지를 내어 데이터선(171)으로부터 확장된 소스 전극(source electrode)(173)을 가진다. 데이터선 (171)의 한쪽 끝 부분(179)은 외부로부터의 화상 신호를 데이터선(171)에 전달한다.
또, 게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121)과 중첩하는 다리부 금속편(172)이 형성되어 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175)도 게이트선(121)과 마찬가지로 크롬과 알루미늄 등의 다양한 도전 물질로 만들어지며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175)의 아래에는 데이터선(171)을 따라 주로 세로로 길게 뻗은 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 비정질 규소 따위로 이루어진 각 선형 반도체(151)는 각 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 향하여 확장되어 채널부(154)를 가진다.
반도체(151)와 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에는 둘 사이의 접촉 저항을 각각 감소시키기 위한 복수의 선형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161)와 섬형의 저항성 접촉 부재(165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161)는 실리사이드나 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소 따위로 만들어지며, 분지로 뻗은 저항성 접촉 부재(163)를 가지며, 섬형의 저항성 접촉 부재(165)는 게이트 전극(124)을 중심으로 저항성 접촉 부재(163)와 마주한다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 또 는 질화 규소 따위로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 적어도 일부와 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 각각 노출시키는 복수의 접촉 구멍(185, 182)이 구비되어 있다. 한편, 게이트선(121)의 끝 부분(129)도 외부의 구동 회로와 연결되기 위한 접촉부를 가지데, 복수의 접촉 구멍(181)이 게이트 절연막(140)과 보호막(180)을 관통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러낸다.
보호막(180) 위에는 절개부(191, 192, 193)를 가지는 복수의 화소 전극(190)을 비롯하여 복수의 데이터 접촉 보조 부재(82, 81)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)과 데이터 접촉 보조 부재(81, 82)는 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체나 알루미늄(Al)과 같은 광 반사 특성이 우수한 불투명 도전체를 사용하여 형성한다.
화소 전극(190)에 형성되어 있는 절개부(191, 192, 193)는 화소 전극(190)을 상하로 반분하는 위치에 가로 방향으로 형성되어 있는 가로 절개부(192)와 반분된 화소 전극(190)의 상하 부분에 각각 사선 방향으로 형성되어 있는 사선 절개부(191, 193)를 포함한다. 절개부(192)는 화소 전극(190)의 오른쪽 변에서 왼쪽 변을 향하여 파고 들어간 형태이고, 입구는 넓게 대칭적으로 확장되어 있다. 따라서, 화소 전극(190)은 각각 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하여 정의하는 화소 영역을 상하로 이등분하는 선(게이트선과 나란한 선)에 대하여 실질적으로 거울상 대칭을 이루고 있다.
이 때, 상하의 사선 절개부(191, 193)는 서로 수직을 이루고 있는데, 이는 프린지 필드의 방향을 4 방향으로 고르게 분산시키기 위함이다.
또, 화소 전극(190)과 동일한 층에는 게이트선(121)을 건너 서로 이웃하는 화소의 유지 전극(133a)과 유지 전극선(131)을 연결하는 유지 배선 연결 다리(84)가 형성되어 있다. 유지 배선 연결 다리(84)는 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에 걸쳐 형성되어 있는 접촉구(183, 184)를 통하여 유지 전극(133a) 및 유지 전극선(131)에 접촉하고 있다. 유지 배선 연결 다리(84)는 다리부 금속편(172)과 중첩하고 있으며, 이들은 서로 전기적으로 연결할 수도 있다. 유지 배선 연결 다리(84)는 하부 기판(110) 위의 유지 배선 전체를 전기적으로 연결하는 역할을 하고 있다. 이러한 유지 배선은 필요할 경우 게이트선(121)이나 데이터선(171)의 결함을 수리하는데 이용할 수 있고, 다리부 금속편(172)은 이러한 수리를 위하여 레이저를 조사할 때, 게이트선(121)과 유지 배선 연결 다리(84)의 전기적 연결을 보조하기 위하여 형성한다.
화소 전극(190)이 형성되어 있는 보호막(180)의 상부에는 테이퍼 구조로 이루어져 경사면을 가지며 절연 물질로 이루어진 선경사막(310)이 형성되어 있다. 이때, 수평면에 대하여 선경사막(310)의 경사면이 기울어진 경사각(θ)은 1-10° 범위, 더욱 바람직하게는 1.2-3.0°의 범위인 것이 바람직하며, 절개부(191, 192, 193)를 중심으로 양쪽 또는 한쪽 방향으로 갈수록 점진적으로 얇아지는 두께를 가진다.
또한, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 상부에는 절연 물질로 이루어져 있으며, 두 표시판(100, 200)의 간격을 일정하게 유지하기 위한 기판 간격재(320)가 형 성되어 있다.
이때, 선경사막(310)은 기판 간격재(330)와 동일한 층으로 이루어질 수 있으며, 보호막(180)과 일체로 이루어질 수 있다.
한편, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)에는 상부의 절연 기판(210)에 화소 가장자리에서 빛이 새는 것을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220)의 위에는 적, 녹, 청색의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 색 필터(230)의 위에는 전면적으로 평탄화막(250)이 형성되어 있고, 그 상부에는 절개부(271, 272, 273)를 가지는 기준 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전체로 형성한다.
공통 전극(270)의 한 벌의 절개부(271, 272, 273)는 화소 전극(190)의 절개부(191, 192, 193) 중 게이트선(121)에 대하여 45°를 이루는 부분(191, 193)과 교대로 배치되어 이와 나란한 사선부와 화소 전극(190)의 변과 중첩되어 있는 단부를 포함하고 있다. 이 때, 단부는 세로 방향 단부와 가로 방향 단부로 분류된다.
이상과 같은 구조의 박막 트랜지스터 기판과 대향 표시판을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정 물질을 주입하여 수직 배향하면 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 기본 구조가 마련된다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향 표시판(200)을 정렬한 다음, 공통 전극(270)과 화소 전극(190)에 전계가 인가된 상태에서 화소의 액정 분자들은 절개부(191, 192, 193, 271, 272, 273)의 경계 및 화소 전극(190)의 가장자리 경계에서 형성되는 프린지 필드에 의해 복수의 도메인으로 분할된다. 이들 도메인 내부에 위치하는 액정 분자들은 그 평균 장축 방향이 따라 4개의 종류로 분류되며, 각각의 도메인은 길쭉하게 형성되어 폭과 길이를 가진다.
그러므로, 화소 전극(190)의 절개부(191, 192, 193)와 공통 전극(270)의 절개부(271, 272, 273)는 액정 분자를 분할 배향하는 도메인 규제 수단으로서 작용하며, 도메인 규제 수단으로는 절개부(271, 272, 273, 191, 192, 193) 대신 화소 전극(190) 및 공통 전극(270)의 상부 또는 하부에 무기 물질 또는 유기 물질로 돌기를 형성하는 경우에는 폭을 5㎛에서 10㎛ 사이로 하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 테이퍼 구조의 선경사막(310)에 의해 액정 분자들은 임의의 방향으로 기울기를 가지게 된다. 즉, 액정 분자(310)에는 절개부(191, 192, 193, 271, 272, 273)에 의한 프린지 필드, 선경사막(310)의 기울기에 의해 유도된 기울어진 배향력 및 선경사막(310)의 두께 차이에 기인된 셀 갭 차에 의한 등전위선의 변화 등으로 인하여 액정 분자(310)들은 도메인이 분할되는 방향으로 선경사각을 가지고 눕게 되며, 공통 전극(270)과 화소 전극(190)에 전압을 인가했을 때, 절개부(191, 192, 193, 271, 272, 273)에 인접하지 않은 액정 분자(310)들도 눕는 방향이 결정되어 전체적으로 액정 분자(310)들은 빠르게 구동되어 액정 분자(310)의 응답 속도가 빨라진다.
한편, 본 발명의 실시예에서 박막 트랜지스터 표시판은 다른 모양을 가질 수 있고, 선경사막을 대향 표시판에 형성될 수 있으며, 하나의 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조는 대개 도 1 내지 도 4에 도시한 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조와 동일하다. 즉, 기판(110) 위에 복수의 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 복수의 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151), 복수의 돌출부(163)를 각각 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)가 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 소스 전극(173)을 포함하는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있고 그 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 및/또는 게이트 절연막(140)에는 복수의 접촉 구멍(182, 181, 185)이 형성되어 있으며, 그 상부에는 화소 전극(190)과 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
그러나, 반도체(151)는 박막 트랜지스터가 위치하는 돌출부(154)를 제외하면 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165,)와 실질적으로 동일한 평면 형태를 가지고 있다. 구체적으로는, 선형 반도체(151)는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165)의 아래에 존재하는 부분 외에도 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에 이들에 가리 지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.
또한, 대향 표시판(200)에는 공통 전극(270)이 형성되어 있는 평탄화막(250)의 상부에는 테이퍼 구조로 이루어져 경사면을 가지며 절연 물질로 이루어진 선경사막(310)이 형성되어 있다. 이때, 수평면에 대하여 선경사막(310)의 경사면이 기울어진 경사각(θ)은 1-10° 범위인 것이 바람직하며, 선경사막(310)은 공통 전극(270)의 절개부(271, 272, 273)를 중심으로 양쪽 또는 한쪽 방향으로 갈수록 점진적으로 얇은 두께를 가진다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판은 제조 공정에서 데이터선(171)과 반도체(151)를 부분적으로 위치에 따라 다른 두께를 가지는 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 함께 패터닝하여 형성한 것이다.
한편, 이러한 액정 표시 장치의 구조에서 색 필터(230)가 대향 표시판(200)에 배치되어 있지만, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 배치할 수 있으며, 이 경우에는 게이트 절연막(140) 또는 보호막(180)의 하부에 형성될 수 있다. 이에 대하여 도면을 참조하여 하나의 실시예를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조는 대개 도 1 및 도 4에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조와 동일하다.
하지만, 보호막(180)의 하부에는 적, 녹 및 청의 색 필터(230R, 230G, 230B)가 화소에 순차적으로 형성되어 있다. 적, 녹, 청의 색 필터(230R, 230G, 230B)는 각각 데이터선(171) 상부에 경계를 두고 있으며 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있으며, 서로 이웃하는 색 필터가 데이터선(171) 위에서 서로 부분적으로 중첩되어 있어서 데이터선(171) 위에서 언덕을 이룰 수 있다. 이때, 서로 중첩되어 있는 적, 녹, 청의 색 필터(230R, 230G, 230B)는 서로 이웃하는 화소 영역 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 블랙 매트릭스의 기능을 가질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판에는 블랙 매트릭스가 생략하여 공통 전극(270)만 형성될 수 있다.
통상적으로 본 발명의 적용하지 않은 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는 21-25ms 정도의 액정 분자의 응답 속도를 가지는데, 영상 등의 동화상 표시에서는 1초간에 60매(60 프레임)의 화상이 표시해야 하기 때문에 적어도 응답 속도는 16m 초 보다 빠른 것이 요구된다. 액정의 응답 속도는 크게 라이징 타임(rising time)과 폴링 타임(falling time)으로 구분되며, 전자는 두 표시판(100, 200)에 형성된 각각의 전극(190, 270)에 전압이 걸리지 않은 상태에서 가장 큰 전압을 걸었을 때 액정이 반응하는 응답 시간이고, 후자는 가장 큰 전압을 인가한 상태에서 가장 낮은 전압 걸었을 때 액정이 반응하는 응답 시간, 즉 액정 분자가 원래의 상태로 되돌아가는 시간이다. 이때, 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에서 폴링 타임은 5-6ms 정도까지 얻을 수 있어, 라이징 타임을 9-10ms 이내의 범위로 얻을 수 있다면, 동영상 구현이 가능한 16ms 이하의 빠른 액정의 응답 속도를 구현할 수 있으며, 본 발명의 구성을 통하여 이를 구현하였으며, 실험예를 통하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실험예에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도를 나타낸 표이다.
도 9에서 "#1", "#4" 및 "#6#"은 각각 선경사막(310)의 각각 경사각(θ)이 1.9°, 1.8°, 1.1°인 경우를 나타낸 것이고, "Cell gap"는 두 표시판(100, 200) 사이의 간격이며, "Tr"은 라이징 타임이고, "Tf"는 폴링 타임이고, "Ttot"는 라이징 타임과 폴링 타임을 합한 액정의 응당 속도이고, Vw는 밝은 색을 표시하였을 때의 구동 전압이며, "Vb"는 어두운 색을 표시하였을 때의 구동 전압이다.
도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실험예에서는 응답 속도가 16ms 이하의 범위로 13.95ms, 14.88ms 및 15.34ms로 측정되어, 동영상을 구현할 수 있었다. 이때, 도면에서 보는 바와 같이, 선경사막의 경사각이 증가할수록 라이징 타임(Tr) 및 응답 속도(Ttot)가 빨라지는 것을 알 수 있다.
다음은, 선경사막을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. 여기서는 공통 전극 표시판의 제조 방법을 예로 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 제조 방법에서 선경사막과 마스크의 정렬 상태를 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 제조 방법에서 선경사막 과 마스크의 정렬 상태에서 마스크의 슬릿 모양을 구체적으로 도시한 도면이다.
우선, 도 10에서 보는 바와 같이, 상부 절연 기판(210) 위에 화소에 개구부를 가지는 블랙 매트릭스(220)를 형성한다. 이러한 블랙 매트릭스(220)는 검은색 안료를 포함하는 유기물을 형성하거나 크롬 또는 산화 크롬 등의 금속을 적층한 다음 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 형성한다.
이어, 상부 절연 기판(210)의 상부에 가장자리 일부가 블랙 매트릭스(220)와 중첩하여 색 필터(230)를 형성한다. 이때, 색 필터(230)는 각각의 화소에 순차적으로 배치되어 있는 적색, 녹색, 청색의 색필터를 포함하는데, 각각의 색필터는 적색, 녹색, 청색의 안료를 포함하는 음성의 감광성 유기막을 도포한 다음 사진 공정으로 유기막을 노광하고 현상하여 순차적으로 형성한다.
이어, 색 필터(230) 및 블랙 매트릭스(220)를 보호하기 위해 그 상부에 질화 규소 또는 산화 규소 등과 같은 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 형성하여 평탄화막(250)을 형성한 다음, ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질을 적층하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 공통 전극(270)을 형성한다.
이어, 공통 전극(270)이 형성되어 있는 평탄화막(250)의 상부에 절연 물질인 양성의 감광성 유기막을 형성한 다음, 마스크(400)를 이용하여 유기막을 노광하고 현상하여 중앙에서 가장자리에 이르기까지 점진적으로 얇아지는 두께를 가지는 테이퍼 구조의 선경사막(310)을 형성한다. 유기막을 선택적으로 노광하기 위해 마스크(400)는 빛의 대부분을 투과시키는 투과 영역(C)과 빛의 일부분만 투과시키는 반투과 영역(A, B)을 포함한다. 반투과 영역(A, B)에는 빛의 투과율을 조절하기 위 해 다수의 슬릿이 형성되어 있으며, 슬릿(420) 및 슬릿(420)을 정의하는 차광막(410)의 폭 또는 간격은 노광시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하다. 이때, 마스크(400)의 반투과 영역(A, B)은 선경사막(310)의 중앙에서부터 선경사막의 양쪽 가장자리에 이르기까지 순차적으로 높은 투과도를 가진다. 여기서, A 영역에서는 슬릿(420)을 정의하는 차광막(410)의 폭이 1.0-2.5㎛ 범위에서 일정하고 슬릿(420)은 A 영역의 중심에서부터 양쪽 가장자리에 이르기까지 순차적으로 증가하는 폭을 가지며, B 영역에서는 슬릿(420)의 폭은 1.0-2.5㎛ 범위에서 일정하고 차광막(410)은 A 영역으로부터 멀어질수록 감소하는 폭을 가진다. 이러한 본 실시예에 따른 마스크(400)를 이용하여 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는 선경사막(310)의 경사면이 하나의 경사각을 가지도록 형성할 수 있었으며, 균일하고 재현성을 유지할 수 있는 제조 공정을 진행하여 공정 마진을 확보할 수 있었다. 이때, 선경사막(310) 중에서 가장 두꺼운 부분은 두께는 화소의 투과율을 고려하여 1.5 ㎛이하인 것이 바람직하며, 선경사막(310)의 단면 폭은 도메인의 폭에 따라 변경되며, 기판(210) 면에 대하여 선경사막(310)의 경사면이 기울어진 경사각은 1.2-3.0° 범위인 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는 공통 전극 표시판(200)의 제조 방법으로 설명하였지만, 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서도 선경사막을 형성하는 방법은 동일하게 적용할 수 있다. 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등을 형성하는 공정을 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 액정 분자가 두 표시판(100, 200)에 대하여 수직하게 배열되어 있는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 대해서만 설명하였지만, 선경사막을 통하여 액정 분자의 구동 속도를 향상시키는 본원의 구성은 두 표시판에 대하여 액정 분자를 평행하면서 나선형으로 비틀려 배열하는 비틀린 네마틱 방식(twisted nematic mode), 공통 전극과 화소 전극을 동일한 표시판에 배치하여 표시판에 평행하게 배열되어 있는 액정 분자를 구동하는 평면 구동 방식(in-plane switching mode) 등의 다양한 방식의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크는 선경사막뿐 아니라 절연막, 도전막 등과 같은 박막을 테이퍼 구조로 형성할 때 동일하게 적용할 수 있으며, 절연막에 접촉구를 형성할 때 접촉구의 측벽을 완만하게 형성할 때에도 동일하게 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에서는 선경사막을 추가하여 액정 분자에 기울기를 부여함으로써 액정의 응답 속도를 향상시켜 동영상 구현이 가능한 액정 표시 장치를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법에서는 슬릿의 폭 및 간격을 일정하고 택일적으로 슬릿의 폭 및 간격을 순차적으로 증가하는 영역을 포함하는 마스크를 이용하여 선경사막을 형성함으로써 선경사막의 경사면을 균일하고 일정하게 형성할 수 있으며, 균일하고 재현성을 유지할 수 있는 제조 공정을 진행하여 공정 마진을 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 중심에서부터 멀어질수록 낮은 투과율을 가지는 노광 영역을 가지는 마스크.
  2. 제1항에서,
    상기 노광 영역은 제1 슬릿을 정의하는 제1 차광막의 폭이 일정하고 상기 제1 슬릿은 중심에서부터 양쪽 가장자리에 이르기까지 순차적으로 증가하는 폭을 가지는 제1 영역과 상기 제1 영역의 양쪽에 배치되어 있으며, 제2 슬릿의 폭은 일정하고 상기 제2 슬릿을 정의하는 제2 차광막은 상기 제1 영역으로부터 멀어질수록 감소하는 제2 영역을 포함하는 마스크.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 영역의 차광막과 상기 제2 영역의 슬릿은 1.0-2.5 ㎛ 범위의 폭을 가지는 마스크.
  4. 절연 기판 상부에 절연 물질을 적층하여 절연막을 형성하는 단계,
    상기 절연막을 중심에서부터 멀어질수록 낮은 투과율을 가지는 노광 영역을 가지는 마스크를 이용하여 노광하고 현상하여 선경사막을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 노광 영역은 제1 슬릿을 정의하는 제1 차광막의 폭이 일정하고 상기 제1 슬릿은 중심에서부터 양쪽 가장자리에 이르기까지 순차적으로 증가하는 폭을 가지는 제1 영역과 상기 제1 영역의 양쪽에 배치되어 있으며, 제2 슬릿의 폭은 일정하고 상기 제2 슬릿을 정의하는 제2 차광막은 상기 제1 영역으로부터 멀어질수록 감소하는 제2 영역을 포함하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 영역의 차광막과 상기 제2 영역의 슬릿은 1.0-2.5 ㎛ 범위의 폭을 가지는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  7. 제4항에서,
    상기 선경사막은 하나의 경사각을 가지는 테이퍼 구조로 형성하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  8. 제4항에서,
    상기 절연 기판 상부에 상기 선경사막을 형성하기 전에 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  9. 제4항에서,
    상기 절연 기판 상부에 상기 선경사막을 형성하기 전에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
  10. 제8항 및 제9항 중 한 항에서,
    상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 도메인 규제 수단인 절개부를 가지는 액정 표시 장치용 표시판의 제조 방법.
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TW094134142A TW200638088A (en) 2004-10-01 2005-09-30 Method of manufacturing a liquid crystal display and a mask for use in same
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070003412A (ko) * 2005-07-01 2007-01-05 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101240652B1 (ko) * 2006-04-24 2013-03-08 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
CN102116955B (zh) * 2009-12-31 2013-01-09 上海天马微电子有限公司 液晶显示装置面板及其制造方法
KR101757330B1 (ko) * 2011-01-17 2017-07-13 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR20140013211A (ko) * 2012-07-20 2014-02-05 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN103676297B (zh) * 2013-12-09 2016-03-23 京东方科技集团股份有限公司 一种彩膜基板及液晶显示装置
CN204331229U (zh) * 2014-12-03 2015-05-13 京东方科技集团股份有限公司 液晶屏
CN104614931B (zh) * 2015-03-09 2019-05-17 合肥京东方光电科技有限公司 掩模板及制造彩膜基板的方法和彩膜基板
CN105404093A (zh) * 2016-01-06 2016-03-16 京东方科技集团股份有限公司 掩模板、显示基板及其制备方法、显示面板及显示装置
CN205880497U (zh) * 2016-05-30 2017-01-11 鄂尔多斯市源盛光电有限责任公司 一种掩膜板
CN108255013B (zh) * 2018-02-24 2020-11-24 安徽工程大学 一种增大光刻胶光栅掩模占宽比的加工方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69219183T2 (de) * 1991-02-20 1998-01-08 At & T Corp Herstellungsmethode für abgeschrägte Oberfläche mit vorbestimmter Neigung
JPH06337416A (ja) * 1993-04-02 1994-12-06 Alps Electric Co Ltd 液晶素子の配向膜及びその製造方法
JPH09146259A (ja) * 1995-08-29 1997-06-06 Ricoh Opt Ind Co Ltd グラデーションマスクとその製造方法およびグラデーションマスクを用いた特殊表面形状の創成方法
JP2000155318A (ja) * 1998-09-18 2000-06-06 Fujitsu Ltd 液晶表示装置
US6188457B1 (en) * 1999-04-26 2001-02-13 Industrial Technology Research Institute Multi-domain liquid crystal display having bump structures which uneven height overlaid by a vertically aligned orientation layer
AU2002354321A1 (en) * 2001-11-22 2003-06-10 Samsung Electronics Co., Ltd Liquid crystal display and thin film transistor array panel
JP3977099B2 (ja) * 2002-02-25 2007-09-19 株式会社アドバンスト・ディスプレイ 液晶表示装置及びその製造方法
US20040075791A1 (en) * 2002-10-16 2004-04-22 Hong-Da Liu Wide view angle ultra minimal transflective-type vertically aligned liquid crystal display
US7697096B2 (en) * 2003-12-03 2010-04-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display and panel therefor
US7196367B2 (en) * 2004-09-30 2007-03-27 Intel Corporation Spin polarization amplifying transistor

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