KR20070045379A - Liquid crystal display and fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제조공정이 단순하고 원가를 절감할 수 있으며 표시품질이 향상된 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that the manufacturing process is simple, the cost can be reduced and the display quality is improved.
본 발명은 한 프레임이 다수개의 서브프레임으로 나뉘어 구동되며 액정을 사이에 두고제1기판과 제2기판이 합착된 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판은 절연기판 상에 형성된 공통전극과, 상기 공통전극 상에 형성된 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스 상에 상기 블랙매트릭스와 동일재질로 상기 블랙매트릭스와 동시에 형성된 컬럼스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a frame is driven by dividing a plurality of subframes, and a first substrate and a second substrate are bonded to each other with a liquid crystal interposed therebetween, wherein the first substrate includes a common electrode formed on an insulating substrate; A black matrix formed on a common electrode, and a column spacer formed on the black matrix and formed simultaneously with the black matrix on the black matrix, and a method for manufacturing the same.
부분노광마스크, 블랙매트릭스, 컬럼스페이서, 액정, OCB, LED Partial Exposure Mask, Black Matrix, Column Spacer, Liquid Crystal, OCB, LED
Description
도1은 본 발명의 실시예에 따른 칼라시퀀셜 구동방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for schematically explaining a color sequential driving method according to an embodiment of the present invention.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 오씨비 모드를 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically illustrating an OSC mode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 제1기판을 나타낸 평면도이다.3 is a plan view showing a first substrate according to an embodiment of the present invention.
도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV 'of FIG.
도5a 내지 도5d는 본 발명의 실시예에 따른 제1기판의 제조방법을 나타낸 단면도이다.5A to 5D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a first substrate according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10 : 액정표시장치 20 : 제1기판10: liquid crystal display device 20: first substrate
30 : 제1절연기판 40 : 공통전극30: first insulating substrate 40: common electrode
50 : 블랙매트릭스 60 : 컬럼스페이서50: black matrix 60: column spacer
70 : 고분자 수지 80 : 반투과마스크70: polymer resin 80: semi-permeable mask
90 : 광차단층 100 : 반투과층90: light blocking layer 100: transflective layer
110 : 제2기판 120 : 제2절연기판110: second substrate 120: second insulating substrate
130 : 화소전극 140 : 오씨비형 액정130 pixel electrode 140 OCs type liquid crystal
본 발명은 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조공정이 단순하고 원가를 절감할 수 있으며 표시품질이 향상된 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정표시장치는 평판디스플레이 중에서 가장 널리 사용되고 있으며 최근에는 텔레비젼 등에도 사용되고 있다. 이 때문에 동영상에 적합한 빠른 응답속도, 고색재현율, 높은 콘트라스트 등과 같은 표시품질에 대한 요구가 점점 증가하고 있다.Liquid crystal displays are the most widely used among flat panel displays, and have recently been used in televisions and the like. For this reason, there is an increasing demand for display quality such as fast response speed, high color reproducibility, and high contrast suitable for video.
이러한 액정표시장치는 그 모드(Mode)에 따라 여러가지로 분류할 수 있는데 현재 가장 널리 사용되는 액정표시장치는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic, TN)형 액정표시장치이다.Such liquid crystal display devices can be classified into various types according to their modes. The most widely used liquid crystal display devices are twisted nematic (TN) type liquid crystal display devices.
일반적으로 트위스티드 네마틱형 액정표시장치는 백색광을 제공하는 백라이트 유닛, 백라이트 유닛으로부터의 백색광을 사용하여 화상을 표시하는 액정표시패널을 포함하고 있다.Generally, a twisted nematic liquid crystal display device includes a backlight unit for providing white light and a liquid crystal display panel for displaying an image using white light from the backlight unit.
백라이트 유닛은 백색광을 생성 및 출광하는 씨씨에프엘(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp), 씨씨에프엘로부터 출광된 백색광을 액정표시패널로 가이드하는 도광판, 도광판 하부에 위치하여 도광판으로부터 출광된 백색광을 다시 도광판으로 되돌려보내는 반사시트를 포함하고 있다.The backlight unit includes a CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) for generating and emitting white light, a light guide plate for guiding the white light emitted from the CCF to a liquid crystal display panel, and a light guide plate positioned under the light guide plate to return white light emitted from the light guide plate. It contains a reflective sheet to return to.
액정표시패널은 서로 마주보는 제1 및 제2기판, 제1 및 제2기판 사이에 개재되는 트위스티드 네마틱 액정을 포함하고 있다.The liquid crystal display panel includes a twisted nematic liquid crystal interposed between the first and second substrates facing each other and the first and second substrates.
제1기판은 제1절연기판 상에 화소를 구분하며 빛샘 방지를 위해 형성된 블랙매트릭스, 백색광을 투과시켜 투과광의 가법혼색을 통해 다양한 색을 구현하기 위해 블랙매트릭스에 의해 구획된 화소에 형성된 칼라필터, 공통전극의 양호한 스텝 커버리지(Step Coverage)를 위해 칼라필터를 덮도록 형성된 오버코트(Overcoat), 트위스티드 네마틱 액정에 공통전압을 인가하기 위해 오버코트 상에 형성된 공통전극을 포함하고 있다.The first substrate divides the pixels on the first insulating substrate and forms a black matrix formed to prevent light leakage, a color filter formed on the pixels partitioned by the black matrix to realize various colors through additive mixed color of transmitted light by transmitting white light, An overcoat formed to cover the color filter for good step coverage of the common electrode, and a common electrode formed on the overcoat to apply a common voltage to the twisted nematic liquid crystal.
여기서, 칼라필터는 일반적으로 특정 색안료가 함유된 포토레지스트를 도포 및 노광, 현상한 후 포스트베이크(Post Bake)를 수행하여 특정 색의 칼라필터를 형성한 후, 그 공정을 반복하여 각기 다른 색의 칼라필터를 순차적으로 형성하는 안료분산법을 통해 형성된다.In this case, the color filter is generally coated, exposed and developed a photoresist containing a specific color pigment, and then subjected to a post-baking (Post Bake) to form a color filter of a specific color, the process is repeated to different colors It is formed through the pigment dispersion method of sequentially forming the color filter of.
그러나, 안료분산법은 적색, 녹색, 청색 각각의 포토레지스트에 대해 도포, 노광, 현상, 포스트베이크를 진행해야 하기 때문에 그 제조공정이 복잡하다. 또한, 각각의 포토레지스트를 스핀코팅법으로 도포한 후 현상공정에서 대부분을 제거해내는 방법이므로 재료의 손실이 크기 때문에 제1기판의 제조단가가 상승하게 된다. 그리고, 색안료로 인해 칼라필터를 투과하는 광은 실제적으로 몇 십%(예를 들어, 33%)에 지나지 않기 때문에 광의 손실이 크다. 이 때문에, 트위스티드 네마틱형 액정표시장치의 휘도를 높이기 위해서 씨씨에프엘의 휘도를 높여야 하므로 소비전력이 커지게 된다.However, the pigment dispersion method is complicated in that the process of coating, exposing, developing, and post-baking the red, green, and blue photoresists must proceed. In addition, since each photoresist is applied by spin coating, most of them are removed in the development process, and thus, the cost of manufacturing the first substrate is increased due to the large material loss. In addition, since the light passing through the color filter due to the color pigment is actually only a few ten% (for example, 33%), the loss of light is large. For this reason, in order to increase the luminance of the twisted nematic liquid crystal display device, the luminance of the CCF should be increased, thereby increasing the power consumption.
그리고, 칼라필터를 덮도록 오버코트를 형성한다 하더라도 화소 내의 평탄도는 그리 좋지 못하다.And even if the overcoat is formed to cover the color filter, the flatness in the pixel is not so good.
제1기판은 제1기판이 제2기판과 소정 간격, 즉, 셀갭(Cell Gap)을 유지하도록 하는 컬럼스페이서를 더 포함하고 있다. 이러한 컬럼스페이서는 공통전극 상에 별도의 컬럼스페이서용 마스크를 사용하여 제작하므로 제1기판의 제조단가가 상승하게 되며 제조공정 또한 복잡해진다.The first substrate further includes a column spacer for allowing the first substrate to maintain a predetermined gap, that is, a cell gap, with the second substrate. Since the column spacer is manufactured using a separate mask for the column spacer on the common electrode, the manufacturing cost of the first substrate is increased and the manufacturing process is complicated.
제2기판은 제2절연기판 상에 서로 교차되게 형성된 게이트선 및 데이타선, 그들의 교차부에 형성된 박막트랜지스터, 트위스티드 네마틱 액정에 화소전압을 인가하기 위해 박막트랜지스터와 접속된 화소전극을 포함하고 있다.The second substrate includes a gate line and a data line formed to cross each other on the second insulating substrate, a thin film transistor formed at an intersection thereof, and a pixel electrode connected to the thin film transistor to apply a pixel voltage to the twisted nematic liquid crystal. .
트위스티드 네마틱 액정은 그 배열에 있어서 특정한 방향성을 가지고 있으며 화소전극의 화소전압과 공통전극의 공통전압에 의해 회전하여 광투과율을 조절한다. 즉, 트위스티드 네마틱 액정은 전계 무인가 시에는 90도 비틀어져 있으며 전계 인가 시에는 화소전극과 공통전극에 대해 수직으로 배열되므로써 광투과율을 조절한다.The twisted nematic liquid crystal has a specific orientation in the arrangement and rotates by the pixel voltage of the pixel electrode and the common voltage of the common electrode to adjust the light transmittance. That is, the twisted nematic liquid crystal is twisted 90 degrees when no electric field is applied, and when the electric field is applied, the twisted nematic liquid crystal is arranged perpendicularly to the pixel electrode and the common electrode to adjust the light transmittance.
그러나, 이러한 트위스티드 네마틱 액정의 배열과 트위스티드 네마틱 액정 자체가 갖는 물성(예를 들어, 탄성계수)에 의해 트위스티드 네마틱형 액정표시장치는 응답속도가 느리다는 문제점이 있다. 이 때문에, 잔상 등 여러 가지 문제점이 발생하며 동영상에 적합하지 않게 된다.However, the twisted nematic liquid crystal display has a problem in that the response speed is slow due to the arrangement of the twisted nematic liquid crystal and the physical properties (eg, elastic modulus) of the twisted nematic liquid crystal itself. For this reason, various problems, such as an afterimage, arise and are not suitable for moving pictures.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제조공정이 단순하고 원가를 절감할 수 있으며 표시품질이 향상된 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that the manufacturing process is simple, the cost can be reduced and the display quality is improved.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 한 프레임이 다수개의 서브프레임으로 나뉘어 구동되며 액정을 사이에 두고제1기판과 제2기판이 합착된 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판은 절연기판 상에 형성된 공통전극과, 상기 공통전극 상에 형성된 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스 상에 상기 블랙매트릭스와 동일재질로 상기 블랙매트릭스와 동시에 형성된 컬럼스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal display device in which one frame is divided into a plurality of subframes and a first substrate and a second substrate are bonded together with a liquid crystal interposed therebetween, wherein the first substrate is formed on an insulating substrate. It provides a liquid crystal display comprising a common electrode formed, a black matrix formed on the common electrode, and a column spacer formed on the black matrix simultaneously with the black matrix of the same material as the black matrix.
상기 액정은 오씨비 모드용 액정인 것을 특징으로 한다.The liquid crystal is characterized in that the liquid crystal for the OSC mode.
또한, 상기 제2기판 배면에 위치하며 한 프레임동안 적색 및 녹색, 청색광을 순차적으로 생성하는 적색 및 녹색, 청색광원을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include red, green, and blue light sources positioned on the rear surface of the second substrate and sequentially generating red, green, and blue light during one frame.
여기서, 상기 적색 및 녹색, 청색광원은 각각 적색 및 녹색, 청색엘이디인 것을 특징으로 한다.Herein, the red, green, and blue light sources are red, green, and blue LEDs, respectively.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 한 프레임이 다수개의 서브프레임으 로 나뉘어 구동되는 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 제1절연기판 상에 형성된 공통전극과, 상기 공통전극 상에 형성된 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스 상에 형성된 컬럼스페이서를 포함하는 제1기판을 마련하는 단계와, 제2절연기판 상에 형성된 화소전극을 포함하는 제2기판을 마련하는 단계와, 상기 제1 및 제2기판이 액정을 사이에 두고 합착되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing a liquid crystal display device, in which one frame is divided into a plurality of subframes, comprising: a common electrode formed on a first insulating substrate, a black matrix formed on the common electrode; Providing a first substrate including a column spacer formed on the black matrix, preparing a second substrate including a pixel electrode formed on a second insulating substrate, and forming the first and second substrates. It provides a method for manufacturing a liquid crystal display device comprising the step of bonding the liquid crystal between.
상기 제1기판을 마련하는 단계는 제1절연기판 상에 공통전극을 형성하는 단계와, 상기 공통전극 상에 상기 블랙매트릭스와 상기 컬럼스페이서를 동일재질로 동시에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The preparing of the first substrate may include forming a common electrode on the first insulating substrate, and simultaneously forming the black matrix and the column spacer on the common electrode with the same material. .
여기서, 상기 블랙매트릭스와 상기 컬럼스페이서를 동일재질로 동시에 형성하는 단계는 상기 공통전극 상에 불투명한 고분자 수지를 도포하는 단계와, 상기 고분자 수지를 부분노광마스크를 사용하여 노광하는 단계와, 상기 고분자 수지를 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the black matrix and the column spacer simultaneously using the same material may include applying an opaque polymer resin on the common electrode, exposing the polymer resin using a partial exposure mask, and And developing the resin.
한편, 상기 액정은 오씨비 모드용 액정인 것을 특징으로 한다.On the other hand, the liquid crystal is characterized in that the liquid crystal for the OSC mode.
그리고, 한 프레임동안 적색 및 녹색, 청색광을 순차적으로 생성하는 적색 및 녹색, 청색광원을 상기 제2기판 배면에 마련하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And providing a red, green, and blue light source that sequentially generates red, green, and blue light for one frame on the back surface of the second substrate.
여기서, 상기 적색 및 녹색, 청색광원을 상기 제2기판 배면에 마련하는 단계는 적색 및 녹색, 청색엘이디를 상기 제2기판 배면에 마련하는 단계인 것을 특징으로 한다.The providing of the red, green, and blue light sources on the rear surface of the second substrate may include providing the red, green, and blue LEDs on the rear surface of the second substrate.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 칼라시퀀셜 구동방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for schematically explaining a color sequential driving method according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 씨씨에프엘과 칼라필터를 사용하여 색을 구현하는 종래의 액정표시장치와는 다르게 엘이디(LED, Light Emitting Diode)를 사용한 칼라시퀀셜(Color Sequential) 구동방법을 채용하여 색을 구현한다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention uses a color sequential LED using a light emitting diode (LED), unlike a conventional liquid crystal display device that uses CFCs and color filters to implement colors. (Color Sequential) Implement color by adopting driving method.
칼라시퀀셜 구동방법은 칼라필터를 이용하지 않고 적색, 녹색, 청색엘이디를 시간 간격을 두고 점등하여 적색, 녹색, 청색엘이디 상면의 액정을 통해 광투과율을 조절함으로써 원하는 색의 화상을 표시하는 방법이다. 이 때문에 고가의 칼라필터를 형성하지 않아도 되므로 원가를 절감할 수 있다. 또한, 다양한 색을 구현하기 위해 1화소 당 적색, 녹색, 청색의 3개의 서브화소가 필요한 종래의 트위스티드 네마틱형 액정표시장치와는 다르게 1서브화소만으로 색을 구현할 수 있다. 즉, '1화소=1서브화소'의 단순한 구조로 인해 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 고해상도, 높은 광효율, 저소비전력, 고색재현율, 저가의 제조 단가 등의 장점을 지니게 된다. 한편, 적색, 녹색, 청색광을 생성하기 위해 적색, 녹색, 청색엘이디가 아닌 다른 광원을 사용할 수 있다.The color sequential driving method is a method of displaying an image of a desired color by lighting red, green, and blue LEDs at time intervals without using a color filter to adjust light transmittance through liquid crystals on the red, green, and blue LEDs. Therefore, it is not necessary to form an expensive color filter, thereby reducing the cost. In addition, unlike the conventional twisted nematic liquid crystal display, which requires three subpixels of red, green, and blue per pixel to realize various colors, the color may be implemented using only one subpixel. That is, the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention has advantages such as high resolution, high light efficiency, low power consumption, high color reproduction rate, and low manufacturing cost due to the simple structure of '1 pixel = 1 subpixel'. Meanwhile, other light sources other than red, green, and blue LEDs may be used to generate red, green, and blue light.
이러한 칼라시퀀셜 구동방법은 색의 자연스런 표현, 즉, 깜박임 등의 시인성 을 없애기 위해 색을 재현하는 시간적인 주기가 사람의 눈의 분해능 이하의 값을 가지도록 해야 한다. 일반적으로 이용되는 화상의 프레임 주파수는 깜박임 시인성이 제일 높은 녹색을 고려하여 60Hz로 두며 그 주기는 1/60초에 해당된다. 즉, 1/60초의 1프레임 안에서 적색, 녹색, 청색엘이디가 각각 점등되어 적색, 녹색, 청색광의 밝기를 액정으로 조절함으로써 화상이 표현된다.In this color sequential driving method, in order to eliminate the natural expression of color, that is, the visibility such as flickering, the time period of reproducing the color should be less than the resolution of the human eye. In general, the frame frequency of an image to be used is set to 60 Hz in consideration of green having the highest flicker visibility, and the period corresponds to 1/60 second. That is, in one frame of 1/60 second, the red, green, and blue LEDs are turned on, respectively, and the image is represented by adjusting the brightness of the red, green, and blue light with the liquid crystal.
이 때, 적색, 녹색, 청색엘이디가 각각 점등되어 표현되는 구간을 서브프레임이라고 하면 1프레임은 3개의 서브프레임 즉, 적색, 녹색, 청색서브프레임(R, G, B)으로 구성되며, 적색, 녹색, 청색서브프레임(R, G, B) 각각은 1/(60*3) = 5.56 msec의 주기를 갖게 된다. 여기서, 적색, 녹색, 청색서브프레임(R, G, B) 각각은 액정표시장치의 제2기판의 전체 화소전극들을 충전하기 위해 필요한 시간인 어드레싱시간(Ta), 액정의 편광 특성 변화를 기다리는 시간인 액정응답시간(Tb), 적색, 녹색, 청색엘이디가 각각 점등하여 실제 광을 발생하는 시간인 점등시간(Tc)으로 구성된다.In this case, when a section in which red, green, and blue LEDs are turned on, respectively, is represented as a subframe, one frame includes three subframes, that is, red, green, and blue subframes (R, G, and B). Each of the green and blue subframes R, G, and B has a period of 1 / (60 * 3) = 5.56 msec. Here, each of the red, green, and blue subframes R, G, and B has an addressing time Ta, which is a time required for charging the entire pixel electrodes of the second substrate of the liquid crystal display, and a time waiting for a change in polarization characteristics of the liquid crystal. The liquid crystal response time Tb, the red, green, and blue LEDs are turned on, respectively, and the lighting time Tc is a time for generating actual light.
그런데, 고해상도의 액정표시장치일수록 어드레싱시간(Ta)은 길어지고 고휘도의 액정표시장치일수록 점등시간(Tc)이 길어진다. 각각의 경우에 액정응답시간(Tb)이 길면 충분한 어드레싱시간(Ta)이나 충분한 점등시간(Tc)을 확보할 수 없어 계조표현이 불가능하거나 휘도가 낮아질 수 밖에 없다. 따라서, 충분한 어드레싱시간(Ta)과 충분한 점등시간(Tc)을 확보하면서도 짧은 액정응답시간(Tc)을 갖도록 해야 한다. 그런데, 종래의 트위스티드 네마틱형 액정표시장치에서는 그 응답시간이 20 msec 정도이기 때문에 칼라시퀀셜 구동방법을 적용하기가 거의 불가능하다.By the way, the addressing time Ta becomes longer for a liquid crystal display device having a higher resolution, and the lighting time Tc becomes longer for a liquid crystal display device having a higher luminance. In each case, when the liquid crystal response time Tb is long, a sufficient addressing time Ta or a sufficient lighting time Tc cannot be secured, so that gray scale expression is impossible or luminance is low. Therefore, it is necessary to have a short liquid crystal response time Tc while ensuring a sufficient addressing time Ta and a sufficient lighting time Tc. However, in the conventional twisted nematic liquid crystal display device, since the response time is about 20 msec, it is almost impossible to apply the color sequential driving method.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 액정 모드로서 오씨비(OCB, Optical Compensated Birefringent) 모드를 사용한다.Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, an optically compensated birefringent (OCB) mode is used as the liquid crystal mode.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 오씨비 모드를 개략적으로 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically illustrating an OSC mode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오씨비 모드를 갖는 액정표시장치(10)에서는 오씨비 액정(140)이 제1기판(20) 및 제2기판(110) 사이에 개재된다. 이러한 오씨비 액정(140)은 제1절연기판(30) 상의 공통전극(40)과 제2절연기판(120) 상의 화소전극(130) 사이에 전계가 형성되지 않았을 때는 벌어짐 상태(Splay State)를 갖고, 제1절연기판(30) 상의 공통전극(40)과 제2절연기판(120) 상의 화소전극(130) 사이에 전계가 형성되었을 때에는 구부러진 상태(Bend State)를 갖는다. 즉, 오씨비 액정(140)은 그 배열상태가 변하므로써 제2기판(110)의 배면에 위치하는 적색, 녹색, 청색엘이디로부터의 적색, 녹색, 청색광의 크기를 조절한다. 또한, 오씨비 액정(140)은 대략 수V(예를 들어, 1.8V 이하)의 전압에 의하여 벌어짐 상태에서 구부러진 상태가 됨으로써 오씨비 액정(140) 구동에 필요한 소비전력을 보다 감소시키며 빠른 응답속도를 구현한다.Referring to FIG. 2, in the liquid
한편, 제1기판(20)과 제2기판(110) 사이에 오씨비 액정(140)이 개재될 수 있는 공간 확보 및 셀갭 형성을 위해 제1기판(20)은 컬럼스페이서를 포함하고 있어야 한다. 이러한 제1기판(20)에 대해 도3 및 도4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.Meanwhile, the
도3은 본 발명의 실시예에 따른 제1기판을 나타낸 평면도이고, 도4는 도3의 Ⅳ-Ⅳ'선에 따른 단면도이다.3 is a plan view illustrating a first substrate according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ of FIG. 3.
도3 및 도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1기판(20)은 제1절연기판(30) 상에 형성된 공통전극(40), 공통전극(40) 상에 형성되며 화소를 구분하는 블랙매트릭스(50), 블랙매트릭스(50) 상에 형성되며 셀갭 유지를 위한 컬럼스페이서(60)를 포함하고 있다.3 and 4, the
공통전극(40)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전금속으로 형성되어 있으며 공통전압발생부로터의 공통전압을 오씨비 액정에 인가한다. 이를 위해, 공통전극(40)은 제2기판의 공통전극선과 제1기판(20) 및 제2기판 사이에 형성된 쇼트(Short)를 통해 공통전압을 인가받는다. 여기서, 공통전극(40)의 두께는 500Å ~ 2000Å인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 공통전극(40)의 두께는 800Å ~ 1200Å이다.The
블랙매트릭스(50)는 화소를 구분하도록 공통전극(40) 상에 매트릭스 형태로 형성됨과 아울러 제2기판의 게이트선 및 데이타선, 제2기판의 박막트랜지스터의 채널과 중첩되도록 형성된다. 이러한 블랙매트릭스(50)는 공통전극(40) 상에 형성되어 있기 때문에 오버코트를 별도로 형성할 필요가 없다. 또한, 공통전극(40)이 제1절연기판(30) 상에 형성되므로 화소 내의 평탄도가 대폭 향상된다.The
블랙매트릭스(50)는 원하지 않는 오씨비 액정 배열로 인해 생긴 투과광을 차단하여 액정표시장치의 콘트라스트를 향상시키고 박막트랜지스터의 채널로의 직접적인 광조사를 차단하여 박막트랜지스터의 광누설전류를 막는다. 이를 위해, 블랙매트릭스(50)는 불투명한 고분자 수지 등으로 형성된다. 여기서, 블랙매트릭스(50)의 두께 0.5㎛ ~ 2.5㎛인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 블랙매트릭스(50)의 두 께는 1㎛ ~ 2㎛이다. 예를 들어, 블랙매트릭스(50)의 두께가 1.5㎛이면 광학밀도(Optical Density, OD)의 값으로 4.5를 얻을 수 있다. 이 값은 빛샘 방지 및 높은 콘트라스트를 얻기 위한 충분한 값이다. 여기서, 광학밀도란 [수학식1]과 같이 입사광의 세기(I2)에 대한 투과광의 세기(I1)의 정도를 나타낸다.The
컬럼스페이서(60)는 블랙매트릭스(50) 상에 블랙매트릭스(50)와 동일재질로 블랙매트릭스(60)와 동시에 형성된다. 이러한 컬럼스페이서(60)는 제1기판(20)과 제2기판의 셀갭을 유지시킨다. 컬럼스페이서(60)는 화소 수와 동일하게 형성될 수 있으며 화소 수보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 컬럼스페이서(60)의 두께는 2㎛ ~ 5.5㎛인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 컬럼스페이서(60)의 두께는 2.5㎛ ~ 4㎛이다.The
한편, 색을 구현하기 위해 제1절연기판(30) 상에 칼라필터를 형성할 필요가 없다. 이는 제2기판의 배면에 위치하는 적색, 녹색, 청색엘이디를 이용하여 색을 구현하기 때문이다.On the other hand, it is not necessary to form a color filter on the first insulating
이와 같은 제1기판은 도5a 내지 도5d와 같은 제조방법을 통해 제조된다.Such a first substrate is manufactured through a manufacturing method as shown in FIGS. 5A to 5D.
도5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1기판은 먼저 제1절연기판(30) 상에 공통전극(40)을 형성한다.Referring to FIG. 5A, the first substrate according to the embodiment of the present invention first forms the
구체적으로, 유리나 플라스틱 등과 같은 제1절연기판(30) 상에 스퍼터링 (Sputtering) 등의 방법을 사용하여 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전금속을 수백 내지 수천Å의 두께로 증착하여 공통전극(40)을 형성한다. 예를 들어, 제1절연기판(30) 상에 ITO를 1000Å으로 증착하여 공통전극(40)을 형성한다.Specifically, the
도5b를 참조하면, 공통전극(40) 상에 불투명한 고분자 수지(70) 등을 도포한다.Referring to FIG. 5B, an
구체적으로, 공통전극(40) 상에 음의 감광성을 가지는 고분자 수지(70) 등을 수㎛의 두께로 도포한다. 예를 들어, 불투명한 고분자 수지(70)를 4.5㎛의 두께로 도포한다.Specifically, a
도5c를 참조하면, 공통전극(40) 상에 불투명한 고분자 수지(70)를 도포한 후에 부분노광마스크의 일종인 반투과마스크(80)를 사용하여 고분자 수지(70)를 노광한다. 여기서, 부분노광마스크로써 슬릿마스크를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 5C, after the
구체적으로, 반투과마스크(80)는 광차단층(90)과 반투과층(100)을 포함하고 있는데 광차단층(90)은 광을 완전히 차단시키고 반투과층(100)은 일부의 광을 투과시킨다. 이러한 반투과마스크(80)를 사용하여 고분자 수지(70)를 노광하면, 고분자 수지(70)는 광차단층(90)으로 인해 광이 완전히 차단되어 현상 후 고분자 수지(70)가 전혀 남아 있지 않을 영역(L), 광이 전혀 차단되지 않아 현상 후 블랙매트릭스(50)와 컬럼스페이서(60)가 동시에 형성될 영역(M), 반투과층(100)으로 인해 광이 일부 투과되어 현상 후 블랙매트릭스(50)가 형성될 영역(N)으로 이루어진다.Specifically, the
도5d를 참조하면, 고분자 수지를 노광한 후 현상하여 블랙매트릭스(50)와 컬럼스페이서(60)를 동시에 형성한다.Referring to FIG. 5D, the polymer resin is exposed and developed to simultaneously form the
구체적으로, 반투과마스크를 사용하여 고분자 수지를 노광한 후 현상액을 사용하여 현상하면 고분자 수지가 전혀 남아있지 않은 영역이 형성됨과 아울러 블랙매트릭스(50)와 컬럼스페이서(60)가 동시에 형성된다.Specifically, when the polymer resin is exposed using a semi-permeable mask and then developed using a developer, an area where no polymer resin remains is formed, and the
상술한 본 발명의 액정표시장치 및 이의 제조방법은 제1절연기판 상의 공통전극 상에 형성된 블랙매트릭스와 컬럼스페이서를 포함하는 제1기판을 포함하고 있다. 이러한 블랙매트릭스 및 컬럼스페이서는 동일재질로 동시에 형성되므로 제조공정을 단순화할 수 있으며 빛샘 방지 및 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다. 또한, 오버코트를 형성할 필요가 없을 뿐더러 제1절연기판 상에 공통전극이 형성되므로 화소 내의 평탄도가 높다. 그리고, 색을 구현하기 위해 씨씨에프엘 및 칼라필터를 사용하지 않고 엘이디를 사용하므로 제1절연기판 상에 칼라필터를 형성하지 않아도 된다. 이 때문에, 제조공정이 단순해지며 액정표시장치의 원가 또한 낮출 수 있다. 그리고, 엘이디를 사용하므로 높은 광효율, 저소비전력, 고색재현율 등을 얻을 수 있다. 또한, 액정으로써 오씨비 액정을 사용하므로 빠른 응답속도를 얻을 수 있다.The above-described liquid crystal display of the present invention and a method of manufacturing the same include a first substrate including a black matrix and a column spacer formed on a common electrode on the first insulating substrate. Since the black matrix and the column spacer are formed of the same material at the same time, the manufacturing process can be simplified, light leakage prevention, and high contrast can be obtained. In addition, since there is no need to form an overcoat and a common electrode is formed on the first insulating substrate, the flatness in the pixel is high. In addition, since LEDs are used instead of CFCs and color filters to implement colors, color filters do not need to be formed on the first insulating substrate. For this reason, the manufacturing process can be simplified and the cost of the liquid crystal display device can be lowered. In addition, since LEDs are used, high light efficiency, low power consumption, and high color reproducibility can be obtained. In addition, since the OSC liquid crystal is used as the liquid crystal, a fast response speed can be obtained.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the art.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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KR1020050101566A KR20070045379A (en) | 2005-10-27 | 2005-10-27 | Liquid crystal display and fabricating method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8841668B2 (en) | 2008-11-14 | 2014-09-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Array substrate and method of manufacturing the same |
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2005
- 2005-10-27 KR KR1020050101566A patent/KR20070045379A/en not_active Application Discontinuation
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US8841668B2 (en) | 2008-11-14 | 2014-09-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Array substrate and method of manufacturing the same |
US9268170B2 (en) | 2008-11-14 | 2016-02-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Array substrate and method of manufacturing the same |
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