KR20080003040A - In-plane-switching mode liquid crystal display device and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치의 평면도.1 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 단면도.FIG. 2 is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1은 종래기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치의 평면도.3 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 단면도.FIG. 2 is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 1. FIG.
도 3은 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 전압분포도.3 is a voltage distribution diagram of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 4a 및 도 4b는 전압 무인가 및 인가시에서의 횡전계방식 액정표시장치의 평면도4A and 4B are plan views of a transverse electric field type liquid crystal display device when voltage is not applied or applied.
도 5는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 TFT 어레이 기판의 일부를 보여주는 평면도.5 is a plan view showing a part of a TFT array substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 컬러필터기판의 일부를 보여주는 평면도.6 is a plan view showing a part of a color filter substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention;
도 7은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 단면도 및 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'선상에서의 단면도인 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시소자의 TFT 어레이 기판을 도시한 단면도FIG. 7 is a cross-sectional view showing a TFT array substrate of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 5 and a cross-sectional view taken along line III-III' of FIG.
도 8은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 단면도 및 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'선상에서의 단면도인 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정표시소자의 TFT 어레이 기판을 도시한 단면도FIG. 8 is a cross-sectional view showing a TFT array substrate of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, which is a cross sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 5 and a cross-sectional view taken along the line III-III' of FIG.
도 9는 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 단면도 및 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'선상에서의 단면도인 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정표시소자의 TFT 어레이 기판을 도시한 단면도9 is a cross-sectional view showing a TFT array substrate of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention, which is a cross sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 5 and a cross-sectional view taken along the line III-III' of FIG.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 제3 실시예인 횡전계방식 액정표시소자의 컬러필터 어레이기판 제조방법을 도시한 공정 순서도10A to 10D are process flowcharts illustrating a method of manufacturing a color filter array substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
111 : 하부 기판 112 : 게이트 배선111: lower substrate 112: gate wiring
115 : 데이터 배선 117 : 화소 전극 115: data wiring 117: pixel electrode
121 : 상부 기판 122 : 블랙매트릭스121: upper substrate 122: black matrix
123 : 컬러필터층 124: 공통 전극 123: color filter layer 124: common electrode
125 : 공통 배선 129 : 오버코트층125: common wiring 129: overcoat layer
517 : 시야제어용 화소 전극 524 : 시야제어용 공통 전극517: pixel electrode for visual field control 524: common electrode for visual field control
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 횡전계방식의 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a transverse electric field system and a method of manufacturing the same.
최근, 계속해서 주목받고 있는 평판표시장치 중 하나인 액정표시장치는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathod Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고 부피가 작으며 대형화 및 고정세가 가능하여 널리 사용되고 있다.Recently, a liquid crystal display device, which is one of the flat panel display devices that are attracting attention, is a device for changing optical anisotropy by applying an electric field to a liquid crystal having both liquidity and optical properties of crystals. Compared with the low power consumption, small volume, large size, and high definition, it is widely used.
상기 액정표시장치는 액정의 성질과 패턴의 구조에 따라서 여러 가지 다양한 모드가 있다.The LCD has a variety of modes depending on the nature of the liquid crystal and the structure of the pattern.
구체적으로, 액정 방향자가 90°트위스트(twist) 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 TN 모드(Twisted Nematic Mode)와, 한 화소를 여러 도메인으로 나눠 각각의 도메인의 주시야각 방향을 달리하여 광시야각을 구현하는 멀티도메인 모드(Multi-Domain Mode)와, 보상필름을 기판 외주면에 부착하여 빛의 진행방향에 따른 빛의 위상변화를 보상하는 OCB 모드(Optically Compensated Birefringence Mode)와, 한 기판 상에 두개의 전극을 형성하여 액정의 방향자가 배향막의 나란한 평면에서 꼬이게 하는 횡전계방식(In-Plane Switching Mode)과, 네가티브형 액정과 수직배향막을 이용하여 액정 분자의 장축이 배향막 평면에 수직 배열되도록 하는 VA 모드(Vertical Alignment) 등 다양하다.Specifically, TN mode (Twisted Nematic Mode) for arranging the liquid crystal directors to be twisted by 90 ° and controlling voltage by applying a voltage, and dividing one pixel into several domains to change the field of view angle of each domain. Multi-domain mode that realizes wide viewing angle, OCB mode (Optically Compensated Birefringence Mode) that compensates for the phase change of light according to the direction of light by attaching a compensation film to the outer peripheral surface of the substrate, and on one substrate In-plane switching mode in which two electrodes are formed in the liquid crystal to twist in parallel planes of the alignment layer, and a long axis of the liquid crystal molecules is vertically aligned with the alignment layer plane using a negative type liquid crystal and a vertical alignment layer. VA mode (Vertical Alignment) is various.
이중, 상기 횡전계방식 액정표시장치는 통상, 서로 대향 배치되어 그 사이에 액정층을 구비한 컬러필터 기판(이후 상부기판이라함)과 박막 어레이 기판(이후 하부 기판이라함)으로 구성된다.The transverse electric field type liquid crystal display device is generally composed of a color filter substrate (hereinafter referred to as an upper substrate) and a thin film array substrate (hereinafter referred to as a lower substrate) disposed opposite to each other and having a liquid crystal layer therebetween.
즉, 상기 상부 기판에는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스 상에 색상을 구현하기 위한 R,G,B의 컬러필터층이 형성된다.That is, a black matrix for preventing light leakage and a color filter layer of R, G, and B for implementing color on the black matrix are formed on the upper substrate.
그리고, 상기 하부 기판에는 단위 화소를 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 스위칭소자와, 서로 엇갈리게 교차되어 횡전계를 발생시키는 공통전극 및 화소전극이 형성된다.The lower substrate includes gate wirings and data wirings defining unit pixels, switching elements formed at intersections of the gate wirings and data wirings, and a common electrode and a pixel electrode alternately crossing each other to generate a transverse electric field. .
이하, 도면을 참조하여 종래 기술의 횡전계방식 액정표시장치를 설명하면 다 음과 같다.Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 단면도이다.1 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the related art, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 1.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 기판(11) 상에 수직으로 교차 배치되어 화소를 정의하는 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)과, 상기 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)의 교차 부위에 배치된 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 배선(12)과 평행하도록 화소 내에 배치된 공통배선(25)과, 상기 공통배선(25)에서 분기되어 상기 데이터 배선(15)에 평행하는 다수개의 공통전극(24)과, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극에 연결되어 상기 공통전극(24)사이에서 상기 공통전극과 평행하게 교차 배치된 다수개의 화소 전극(17)과, 상기 화소 전극(17)에서 연장 형성되어 공통 배선(25) 상부에 오버랩된 커패시터 전극(26)이 구비되어 있다.First, as shown in FIG. 1, the
상기 박막트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 배선(12)에서 분기되는 게이트 전극(12a)과, 상기 게이트 전극(12a)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(도시하지 않음)과, 상기 게이트 전극(12a) 상부의 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층(14)과, 상기 데이터 배선(15)에서 분기되어 상기 반도체층(14) 양 끝에 각각 형성되는 소스 전극(15a) 및 드레인 전극(15b)으로 구성된다.The thin film transistor TFT may include a
그리고, 상기 화소 전극(17)은 드레인 콘택홀(19)을 통하여 상기 드레인 전극(15b)과 접속된다.The
상기 공통전극(24) 및 화소전극(17)을 빛의 투과율이 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 형성할 수도 있다.The
상기 공통전극(24)과 화소전극(17) 사이에는 두 패턴을 분리하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 절연막이 더 구비되는데, 도 2의 13은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 등으로 형성된 게이트 절연막(13)이다.In order to separate the two patterns between the
이때, 상기와 같이 공통전극(24)을 먼저 형성하고 화소전극(17)을 이후에 형성하여 그 사이를 절연막으로써 분리하는 이외에, 상기 화소전극(17)을 먼저 형성하고 공통전극(24)을 이후에 형성하고 그 사이를 절연막으로써 분리하여도 되고, 절연막을 형성하지 않고 상기 공통전극(24) 및 화소전극(17)을 동일층에 형성하여도 된다.In this case, in addition to forming the
상기 화소전극(17)을 포함한 전면에는 각종 패턴을 보호하기 위한 보호막(16)이 더 구비된다.A
한편, 상부 기판(21) 상에는 도 2에 도시된 바와 같이, 빛의 누설을 방지하는 블랙 매트릭스(22)가 있고, 상기 블랙 매트릭스(22) 사이에는 R,G,B의 컬러 레지스트로 이루어진 컬러필터층(23)이 있으며, 상기 컬러필터층(23) 상부에는 상기 컬러필터층(23)을 보호하고 컬러필터층(23)의 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층(29)이 형성되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, on the
이 때, 상기 블랙 매트릭스(23)는 화소 내의 공통전극(24) 중 양 끝쪽의 공통전극(24)의 상부에까지 연장 형성하여 화소 가장자리에서의 빛샘을 차단한다.In this case, the
다만, 상기 공통전극(24) 중 화소 가장자리에 형성되는 공통전극(24)을 상기 데이터 배선(15)과 오버랩시켜 블랙 매트릭스(22)의 역할을 대신 수행하게 할 수 있다. 이 때, 공통전극(24)은 금속층과 같은 차광층으로 형성하여야 한다.However, the
이러한 상기 횡전계방식 액정표시장치의 하부 기판(11)과 컬러필터 기판(21)은 접착특성을 가지는 시일재(도시하지 않음)에 의해 대향 합착되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 두 기판 사이에는 액정층(31)이 형성된다.The
이와 같이 구성된 횡전계방식 액정표시장치는, 액정 분자(32)를 기판에 대해서 수평을 유지한 상태로 회전시키기 위하여 공통전극(24) 및 화소전극(17) 2개를 모두 동일한 기판 상에 형성하고, 상기 2개의 전극 사이에 전압을 걸어 기판에 대해서 수평방향의 전계를 일어나게 한다.In the horizontal field type liquid crystal display device configured as described above, both the
이 때문에, 시각방향에 대한 액정의 복굴절의 변화가 작아 종래의 TN방식 액정표시장치에 비해 시야각 특성이 월등하게 우수해지는 것이다.For this reason, the change of the birefringence of the liquid crystal with respect to the visual direction is small, and the viewing angle characteristic is much superior to the conventional TN type liquid crystal display device.
도 3은 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 전압분포도이고, 도 4a 및 도 4b는 전압 무인가 및 인가시에서의 횡전계방식 액정표시장치의 평면도이다.3 is a voltage distribution diagram of a general transverse electric field liquid crystal display device, and FIGS. 4A and 4B are plan views of a transverse electric field liquid crystal display device when no voltage is applied and applied.
도 3에 도시된 바와 같이, 공통전극(24)에 5V를 걸어주고 화소 전극(17)에 0V를 걸어주면 전극 바로 위의 부분에서는 등전위면이 전극에 평행하게 분포하고 두 전극 사이의 영역에서는 오히려 등전위면이 수직에 가깝도록 분포한다.As shown in FIG. 3, when 5V is applied to the
따라서, 전기장의 방향은 등전위면에 수직하므로, 공통전극(24)과 화소 전극(17) 사이에서는 수직전기장보다는 수평전기장이, 각 전극 상에서는 수평전기장보다는 수직전기장이, 그리고 전극 모서리 부분에서는 수평 및 수직전기장이 복합적으로 형성된다.Therefore, since the direction of the electric field is perpendicular to the equipotential surface, a horizontal electric field rather than a vertical electric field is present between the
횡전계방식 액정표시장치는 이러한 전기장을 이용하여 액정분자의 배열을 조절한다.The transverse electric field type liquid crystal display device uses the electric field to control the arrangement of liquid crystal molecules.
도 4a에 도시된 바와 같이, 어느 한 편광판의 투과축과 동일한 방향으로 초기 배향된 액정분자(32)에 충분한 전압을 걸어주면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 액정분자(32)의 장축이 전기장에 나란하도록 배열된다. 만일, 액정의 유전율 이방성이 음이면 액정분자의 단축이 전기장에 나란하게 배열된다.As shown in FIG. 4A, when a sufficient voltage is applied to the
구체적으로, 대향 합착된 하부 기판 및 상부 기판의 외주면에 부착된 제 1 ,제 2 편광판은 그 투과축이 서로 직교하도록 배치하고, 하부기판 상에 형성된 배향막의 러빙방향은 어느 한 편광판의 투과축과 나란하게 함으로써 노멀리 블랙 모드(normally black mode)가 되게 한다.Specifically, the first and second polarizing plates attached to the outer substrates of the lower substrate and the upper substrate that are opposed to each other are disposed such that their transmission axes are perpendicular to each other, and the rubbing direction of the alignment layer formed on the lower substrate is determined by the transmission axis of any one polarizing plate. Side by side is normally black mode.
즉, 전압을 인가하지 않으면, 액정분자(32)가 도 4a에 도시된 바와 같이 배열되어 블랙(black) 상태를 표시하고, 전압을 인가하면, 도 4b에 도시된 바와 같이 액정분자(32)가 전기장에 나란하게 배열되어 화이트(white) 상태를 표시한다.That is, if no voltage is applied, the
그러나, 종래기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치는 광시야각을 가진다는 장점이 있으나, 개인적인 이유로 컴퓨터를 사용할 경우, 이러한 장점이 인접한 사람들로부터 사생활을 침해받을 수 있다는 역기능을 초래하게 된다.However, the transverse electric field type liquid crystal display according to the related art has an advantage of having a wide viewing angle. However, when a computer is used for personal reasons, such an advantage may cause a negative function of invading privacy from neighboring people.
이에, 종래에는 보안 또는 사생활 보호를 위하여 시야각 제어를 위한 액정 패널을 메인 액정 패널 상에 더 부착하여 좌,우 시야각 방향의 블랙 상태에서 과도한 빛샘을 유발시킴으로써 협시야각을 구현하기도 하였으나, 이는 시야각 제어를 위한 액정 패널을 부가적으로 더 제작해야될 뿐만 아니라, 제품의 두께 및 무게가 두 배 이상으로 증가하게 되는 문제점이 있으며, 상기 시야제어를 위한 액정 패널과 메인 액정 패널을 부착시에 오정렬(misalign)이 발생할 수 있으며, 광시야각 모 드로 사용시에는 백라이트에서 입사된 광이 상기 시야제어를 위한 액정 패널을 더 투과해야 하므로 전면 휘도가 현저히 저하될 수 있는 문제가 있다. Therefore, in the related art, a liquid crystal panel for viewing angle control is further attached to the main liquid crystal panel for security or privacy protection, thereby realizing a narrow viewing angle by causing excessive light leakage in a black state in left and right viewing angle directions. In addition to the additional liquid crystal panel to be manufactured, there is a problem that the thickness and weight of the product is more than doubled, and misalignment when attaching the liquid crystal panel and the main liquid crystal panel for the field of view control This may occur, and when used in the wide viewing angle mode, since the light incident from the backlight must pass through the liquid crystal panel for the field of view control, there is a problem that the front luminance may be significantly reduced.
본 발명은 적색, 녹색, 청색 부화소영역과 시야제어용 부화소영역을 구비하여 제조공정이 용이할 뿐만 아니라 협시야각 모드와 광시야각 모드를 선택적으로 구동할 수 있는 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 제1 목적이 있다. The present invention includes a red, green, and blue subpixel region and a subpixel region for visual field control to facilitate a manufacturing process, and to provide a transverse electric field type liquid crystal display device capable of selectively driving a narrow viewing angle mode and a wide viewing angle mode, and a manufacture thereof. It is a first object to provide a method.
또한, 본 발명은 블랙매트릭스의 노출을 방지하면서 단차발생으로 인해 빛샘현상이 방지되도록 하는 횡전계방식의 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 제 2 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which prevents light leakage due to step generation while preventing exposure of the black matrix.
상술한 제1 및 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치는 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 종횡으로 교차되어 적색, 녹색, 청색, 시야제어용 부화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 영역에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 적색, 녹색, 청색 부화소영역에서 서로 소정 간격 이격되어 엇갈려 형성된 제 1 화소 전극 및 제 1 공통 전극과, 상기 시야제어용 부화소영역에 형성된 제 2 화소 전극과, 상기 제2 기판 상에 상기 부화소영역의 경계 및 박막 트랜지스터에 대응하는 위치에 형성된 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 적색, 녹색, 청색 부화소영역에 형성된 오버코트층과, 상기 블랙 매트릭스 상에 상기 제 2 화소 전극과 대응되게 형성되어 수직전계 또는 무전계 상태를 이루는 제 2 공통 전극을 한다.The transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention for achieving the above-mentioned first and second objects crosses the first substrate and the second substrate vertically and horizontally on the first substrate for red, green, blue, and visual field control. A gate wiring and a data wiring defining a subpixel region, a thin film transistor formed at an intersection region of the gate wiring and a data wiring, a first pixel electrode formed to be alternately spaced apart from each other in the red, green, and blue subpixel regions; A first common electrode, a second pixel electrode formed in the field of view control subpixel region, a black matrix formed at a position corresponding to a boundary of the subpixel region and a thin film transistor on the second substrate, and on the black matrix An overcoat layer formed on the red, green, and blue subpixel regions, and formed on the black matrix to correspond to the second pixel electrode. And the second common electrode forms an electric field or electroless state.
상기 제 2 기판의 블랙 매트릭스 상에 상기 적색, 녹색, 청색 서브픽셀과 대응하는 위치에 적색, 녹색, 청색의 컬러필터가 더 형성된다.Red, green, and blue color filters are further formed on positions corresponding to the red, green, and blue subpixels on the black matrix of the second substrate.
상기 블랙매트릭스는 금속층으로 형성될때, 상기 오버코트층은 상기 블랙 매트릭스가 노출되지 않도록 형성된다. When the black matrix is formed of a metal layer, the overcoat layer is formed so that the black matrix is not exposed.
상기 블랙매트릭스는 유기수지물질로 형성될 때, 상기 오버코트층은 상기 블랙 매트릭스가 노출되도록 형성된다. When the black matrix is formed of an organic resin material, the overcoat layer is formed to expose the black matrix.
상기 금속층의 블랙매트릭스 상에 유기수지물질의 블랙매트릭스 보호막이 더 구비될 때, 상기 오버코트층은 상기 블랙 매트릭스 보호막이 노출되도록 형성된다. When the black matrix protective film of the organic resin material is further provided on the black matrix of the metal layer, the overcoat layer is formed to expose the black matrix protective film.
상술한 제1 및 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치의 제조방법은 제1 기판 상에 서로 교차하여 적색, 녹색, 청색 부화소영역과 시야제어용 부화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선과 데이터 배선이 교차하는 위치에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 적색, 녹색, 청색 부화소영역에서 상기 데이터 배선에 평행하는 복수개의 제 1 공통 전극과, 상기 제 1 공통 전극과 엇갈려 교차하는 복수의 제 1 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 시야제어용 부화소영역에 제 2 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와, 상기 블랙 매트릭스가 형성된 제2 기판 상에 적색, 녹색, 청색 컬러필터를 형성하는 단계와, 상기 컬러필터 상의 상기 적색, 녹색, 청색 부화소영역에 오버코 트층을 형성하는 단계와, 상기 오버코트층이 형성된 제2 기판 상에 상기 제2 화소 전극과 대응되는 위치에 제 2 공통 전극을 형성하는 단계와, 상기 제 1, 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다. The method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention for achieving the above-described first and second objects defines a red, green, and blue subpixel area and a subpixel area for view control by crossing each other on a first substrate. Forming a gate wiring and a data wiring; forming a thin film transistor at a position where the gate wiring and the data wiring cross; and a plurality of first parallel to the data wiring in the red, green, and blue subpixel regions; Forming a common electrode, a plurality of first pixel electrodes intersecting with the first common electrode, forming a second pixel electrode in the field of view control subpixel area, and forming a second pixel electrode facing the first substrate. Forming a black matrix on a second substrate, forming a red, green, and blue color filter on a second substrate on which the black matrix is formed; Forming an overcoat layer in the red, green, and blue subpixel regions on the filter; forming a second common electrode on a second substrate on the second substrate on which the overcoat layer is formed; And forming a liquid crystal layer between the first and second substrates.
상기 블랙매트릭스는 금속층으로 형성될때, 상기 오버코트층은 상기 블랙 매트릭스가 노출되지 않도록 형성된다. When the black matrix is formed of a metal layer, the overcoat layer is formed so that the black matrix is not exposed.
상기 블랙매트릭스는 유기수지물질로 형성될 때, 상기 오버코트층은 상기 블랙 매트릭스가 노출되도록 형성된다. When the black matrix is formed of an organic resin material, the overcoat layer is formed to expose the black matrix.
상기 금속층의 블랙매트릭스 상에 유기수지물질의 블랙매트릭스 보호막이 더 구비될 때, 상기 오버코트층은 상기 블랙 매트릭스 보호막이 노출되도록 형성된다. When the black matrix protective film of the organic resin material is further provided on the black matrix of the metal layer, the overcoat layer is formed to expose the black matrix protective film.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 횡전계방식의 액정표시장치 및 그 제조방법에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. An embodiment of a transverse electric field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention having the above characteristics will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 TFT 어레이 기판(100)을 도시하고 있다. 5 illustrates a
도 5에 도시된 바와 같이, TFT 어레이기판(100)에는 하부기판(111)과, 하부기판(111) 상에 일렬로 배치된 복수 개의 게이트 배선(112)과, 상기 게이트 배선(112)에 수직 교차하는 복수 개의 데이터 배선(115)과, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115)에 의해 정의되는 복수 개의 부화소영역(Pr, Pg, Pb, Pv)을 구비한다. As shown in FIG. 5, the
한편, 상기 복수 개의 부화소영역 중 4개의 부화소영역 즉, 적색 부화소영 역(Pr), 녹색 부화소영역(Pg), 청색 부화소영역(Pb), 백색 부화소영역(Pv)을 하나의 화소영역으로 정의한다. Meanwhile, four subpixel regions of the plurality of subpixel regions, that is, a red subpixel region Pr, a green subpixel region Pg, a blue subpixel region Pb, and a white subpixel region Pv, It is defined as a pixel area.
이때, 적색 부화소영역(Pr), 녹색 부화소영역(Pg), 청색 부화소영역(Pb), 백색 부화소영역(Pv) 각각에는 상기 데이터라인 및 게이트라인의 교차 지점에 형성되어 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된다. In this case, each of the red subpixel area Pr, the green subpixel area Pg, the blue subpixel area Pb, and the white subpixel area Pv is formed at the intersection of the data line and the gate line to switch voltage. And a thin film transistor (TFT).
한편, 상기 4개의 부화소영역 중 3개의 부화소영역 즉, 적색 부화소영역(Pr), 녹색 부화소영역(Pg), 청색 부화소영역(Pb)에는 상기 게이트 배선(112)에 평행한 공통배선(125)으로부터 상기 부화소영역으로 분기된 복수 개의 공통전극(124)과, 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 상기 부화소영역 내에 형성된 공통전극(124)과 서로 이웃하게 형성되는 화소전극(117)이 구비된다. Meanwhile, three subpixel regions of the four subpixel regions, that is, the red subpixel region Pr, the green subpixel region Pg, and the blue subpixel region Pb are common to the
그리고, 4개의 부화소영역 중 나머지 부화소영역인 백색 부화소영역(Pv)에는 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 상기 부화소영역 내에 통판으로 형성되는 시야제어용 화소전극(517)을 구비한다. The white subpixel region Pv, which is the remaining subpixel region of the four subpixel regions, includes a
이 통판으로 형성되는 시야제어용 화소전극(517)이 포함된 부화소영역 즉, 백색 부화소영역은 시야제어용 부화소영역으로 명명한다. The subpixel area, that is, the white subpixel area, including the view
도 5 및 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 단면도인 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 도 7의 100은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정표시소자의 TFT 어레이 기판을 도시한 단면도이다. This will be described in more detail with reference to FIG. 7, which is a cross-sectional view taken along line II-II ′ of FIGS. 5 and 5. 7 is a cross-sectional view illustrating a TFT array substrate of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention on the line II-II ′ of FIG. 5.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 TFT 어레이기판의 다수 개의 부화소영역들 중 청색 부화소영역(Pr)과 백색 부화소영역(Pv)을 도시하고 있 다. 5 and 7 illustrate a blue subpixel region Pr and a white subpixel region Pv among a plurality of subpixel regions of the TFT array substrate according to the present invention.
청색 부화소영역(Pr) 및 백색 부화소영역(Pv)이 형성된 TFT 어레이 기판(100)은 하부기판(111)과, 하부기판(111)상에 저저항 금속물질인 게이트 배선(도 7에는 미도시, 도 5의 112)이 소정 영역들에 형성되고, 상기 게이트 배선이 형성된 하부기판(111)상에 무기 절연물질과 같은 게이트 절연막(113)이 형성된다. 이 게이트 절연막(113)이 형성된 기판의 게이트 배선과 서로 교차배치되는 저저항금속물질인 데이터 배선(115)가 형성된다. 그리고, 상기 데이터 배선(115)가 형성된 기판 상에 유기 절연물질인 보호막(116)이 형성된다.The
그리고, 보호막(116)이 형성된 청색 부화소영역(Pr)에는 공통배선으로부터 분기된 공통전극(124) 및 이 공통전극(124)과 이웃한 화소전극(117)을 형성하고, 보호막(116)이 형성된 백색 부화소영역(Pv)에는 상기 영역에 통판으로 형성되는 시야제어용 화소전극(517) 만이 형성된다. The
또한, 청색 부화소영역(Pr)에 형성된 화소전극(117) 및 백색 부화소영역(Pv)에 형성된 시야제어용 화소전극(517)은 각각 박막트랜지스터(도 5의 TFT)의 드레인전극(115a)과 각각 연결되어 있다. In addition, the
이때, 상기 박막트랜지스터(도 5의 TFT)는 상기 게이트 배선(112)에서 분기된 게이트전극(112a)과, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(113)과, 상기 게이트전극(112a) 상부의 게이트 절연막(113)에 비정질 실리콘(a-si) 및 불순물을 이온 주입한 비정질 실리콘을 차례로 증착되어 형성된 반도체층(114)과, 상기 데이터 배선(115)에서 분기되어 상기 반도체층(114) 에지상에 각각 형성된 소스/드레인전극(115a, 115b)로 이루어진다. In this case, the thin film transistor (TFT of FIG. 5) may include a
다음으로, 도 6은 액정층(132)을 사이에 두고 상기 TFT 어레이 기판(100)과 대향 배치된 컬러 필터 어레이 기판(120)을 도시하고 있고, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Next, FIG. 6 illustrates the color
도 6 및 도 6의 Ⅲ-Ⅲ'선상에서의 단면도인 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 도 7은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 본 발명의 제1 실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치를 도시한 단면도이다. More detailed description will be made with reference to FIG. 7, which is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIGS. 6 and 6. FIG. 7 is a cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention on the line II-II ′ of FIG. 5.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이기판(120)은 상부기판(121)과, 상기 하부기판(111)의 박막 트랜지스터(TFT)영역과 게이트 배선(112), 데이터 배선(115) 및 그 주변의 빛샘 발생 영역을 차단하도록 형성된 블랙매트릭스(122)가 형성된다.6 and 7, the color
이때, 상기 블랙 매트릭스(222)는 크롬 산화물(CrOx) 또는 크롬(Cr)등의 금속을 사용한다. In this case, the
이때, 블랙매트릭스(122)가 형성된 하부기판(121)의 적색 부화소영역(Pr), 녹색 부화소영역(Pg), 청색 부화소영역(Pb), 백색 부화소영역(Pv) 각각에는 상기 블랙 매트릭스(122) 상의 상기 적색 부화소영역(Pr), 녹색 부화소영역(Pg), 청색 부화소영역(Pb)내에 색상을 구현하는 안료가 함유된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러레지스트가 일정한 순서로 배열되는 컬러필터층(123)과, 상기 상부 기판의 내측 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층(129)이 형성된다. In this case, each of the red subpixel area Pr, the green subpixel area Pg, the blue subpixel area Pb, and the white subpixel area Pv of the
그리고, 블랙매트릭스(122)가 형성된 하부기판(121)의 백색 부화소영역인 시 야제어용 부화소영역은 블랙매트릭스(122)상에 시야제어용 공통전극(524)이 형성된다. 상기 시야제어용 공통전극(524)은 시야제어용 공통배선(525)과 접속하며, 상기 시야제어용 공통배선(525)은 패터닝된 오버코트층(129)상에 형성된다. The field control subpixel area, which is a white subpixel area of the
상기와 같이 구성되는 TFT 어레이 기판(100) 및 컬러필터 어레이기판(120)이 구비된 횡전계방식 액정표시소자는 광시야각 모드와 협시야각 모드로 구동하게 된다. The transverse electric field type liquid crystal display device having the
보다 상세히 설명하면, 상기 광시야각 모드로 구동시에서는 상기 시야제어용 부화소영역(Pv)에 블랙 전압이 인가되어 블랙상태가 된다. 이때, 상기 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb)에 전압을 인가되지 않으면 전체적으로 블랙상태가 되고, 전압이 인가되면 화이트 상태를 표시하게 된다. In more detail, when driving in the wide viewing angle mode, a black voltage is applied to the subpixel area Pv for the field of view control to be in a black state. In this case, when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixel areas Pr, Pg, and Pb, the entire black state is displayed. When the voltage is applied, the white state is displayed.
그리고, 협시야각 모드로 구동시에는 시야제어용 부화소영역(Pv)에 적정전압이 인가되면 액정분자는 트위스트구동하여 이는 수직으로 배열된다. 이때, 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb)에 전압이 인가되지 않으면, 수평전계가 형성되지 않으므로 노멀리 블랙모드로 표현됨으로써, 정면 시야각에서는 전압이 인가되지 않은 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb)에 의해 노멀리 블랙 모드로 표현되고, 좌, 우 시야각에서는 전압이 인가된 시야제어용 부화소영역(Pv)의 액정분자에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하고, 시야제어용 부화소영역(Pv)과 다른 부화소영역(Pr, Pg, Pb)과의 오버코트층 단차로 인한 빛샘이 발생하므로, 좌, 우 시야각이 나빠져 협시야각을 가지게 된다. In the narrow viewing angle mode, when an appropriate voltage is applied to the subpixel region Pv for view control, the liquid crystal molecules are twisted and arranged vertically. In this case, when no voltage is applied to the red, green, and blue subpixel areas Pr, Pg, and Pb, since a horizontal electric field is not formed, it is represented as normally black mode, and thus red, green, and no voltage are applied at the front viewing angle. Retardation is largely represented by the liquid crystal molecules of the subpixel region Pv for visual field control, which is expressed in the normally black mode by the blue subpixel regions Pr, Pg, and Pb, and at the left and right viewing angles. The contrast is reduced, and light leakage occurs due to an overcoat layer step between the subpixel area Pv for viewing control and the other subpixel areas Pr, Pg, and Pb. You will have a viewing angle.
또한, 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb)에 전압이 인가되면, 수평전 계가 형성됨으로써, 정면 시야각에서는 전압에 인가된 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb)에 의해 전체적으로 화이트 상태를 이루게 되지만, 좌, 우 시야각 방향에서는 전압이 인가된 시야제어용 부화소영역(Pv)의 액정분자에 의해 리타데이션(retardation)이 크게 발생하게 되어 콘트라스트(contrast)가 감소하므로, 좌, 우 시야각이 나빠져 협시야각을 가지게 된다.In addition, when voltage is applied to the red, green, and blue subpixel regions Pr, Pg, and Pb, a horizontal electric field is formed, and thus, red, green, and blue subpixel regions Pr, Pg, and Pb applied to the voltage at the front viewing angle. In the left and right viewing angle directions, retardation is largely generated by the liquid crystal molecules of the subpixel region Pv for which voltage is applied, so that contrast is reduced. Left, right viewing angles get worse and have a narrow viewing angle.
이와 같은 횡전계방식 액정표시소자는 광시야각 모드와 협시야각 모드로 선택적으로 구동할 수 하게 된다. Such a transverse electric field type liquid crystal display device can be selectively driven in a wide viewing angle mode and a narrow viewing angle mode.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 금속층의 블랙매트릭스(122)로 인해, 오버코트층(129)이 형성된 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb) 및 오버코트층(129)이 형성되지 않은 백색 부화소영역(Pv)에 단차가 발생하여 빛샘현상을 유발할 수 있게 된다. On the other hand, as shown in Figure 7, due to the
도 8은 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb) 및 백색 부화소영역(Pv)간의 감소된 단차로 인해 빛샘현상이 방지된 본 발명에 따른 제2 실시예인 횡전계방식 액정표시장치를 도시하고 있다. 8 is a transverse electric field liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention in which light leakage is prevented due to a reduced step between red, green, and blue subpixel areas Pr, Pg, and Pb and white subpixel areas Pv. The device is shown.
도 8에 도시된 TFT 어레이기판(100)은 도 7에 도시된 TFT 어레이기판(100)과 동일한 구조를 갖는다. The
도 8에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이기판(220)은 상부기판(221)과, 상기 하부기판(111)의 박막 트랜지스터(TFT)영역과 게이트 배선(112), 데이터 배선(115) 및 그 주변의 빛샘 발생 영역을 차단하도록 형성된 블랙매트릭스(222)가 형성된다. As shown in FIG. 8, the color
이때, 상기 블랙 매트릭스(222)는 카본(carbon)계통의 유기수지물질을 형성한다. In this case, the
이때, 블랙매트릭스(222)가 형성된 하부기판(221)의 적색 부화소영역(Pr), 녹색 부화소영역(Pg), 청색 부화소영역(Pb), 백색 부화소영역(Pv) 각각에는 상기 블랙 매트릭스(222) 상의 상기 적색 부화소영역(Pr), 녹색 부화소영역(Pg), 청색 부화소영역(Pb)내에 색상을 구현하는 안료가 함유된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 레지스트가 일정한 순서로 배열되는 컬러필터층(223)과, 상기 상부 기판의 내측 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층(229)이 형성된다. In this case, each of the red subpixel area Pr, the green subpixel area Pg, the blue subpixel area Pb, and the white subpixel area Pv of the
그리고, 블랙매트릭스(222)가 형성된 하부기판(221)의 백색 부화소영역인 시야제어용 부화소영역은 블랙매트릭스(222)상에 시야제어용 공통전극(624)이 형성된다. 상기 시야제어용 공통전극(624)은 시야제어용 공통배선(625)과 접속하며, 상기 시야제어용 공통배선(625)은 카본(carbon)계통의 유기수지물질로 형성된 블랙 매트릭스(222)상에 형성된다. In addition, in the field control subpixel area, which is a white subpixel area of the
상기 오버코트층(229)은 카본(carbon)계통의 유기수지물질로 형성된 블랙 매트릭스(222)에 의해 블랙 매트릭스(222) 상에 패터닝되어 본 발명의 제1 실시예의 오버코트층(129)보다 낮은 높이로 형성될 수 있다. The
다시 말해, 본 발명의 제1 실시예에서의 오버코트층(229)은 상부 기판의 내측 표면을 평탄화하면서 동시에 오버코트층 상부에 형성되는 전극들과 금속물질로 형성된 블랙 매트릭스(129)의 단락을 방지하기 위해 블랙 매트릭스가 완전히 오버랩되도록 형성되어야 하지만, 본 발명의 제2 실시예에서는 카본(carbon)계통의 유 기수지물질로 블랙 매트릭스(222)를 형성하기 때문에, 오버코트층은 상부 기판의 내측 표면을 평탄화하기 위해서만 형성되어, 본 발명의 제1 실시예에서의 오버코트층(129)보다 낮은 두께로 형성될 수 있다. In other words, the
따라서, 유기수지물질의 블랙매트릭스(222)로 인해, 오버코트층(229)이 형성된 적색, 녹색, 청색 부화소영역(Pr, Pg, Pb) 및 오버코트층(229)이 형성되지 않은 백색 부화소영역(Pv)에 단차가 감소되어 빛샘현상의 유발을 방지할 수 있게 된다. Therefore, due to the
한편, 상기 유기수지물질의 블랙매트릭스(222)가 형성된 후, 후속 공정 즉, 시야제어용 공통배선(625) 및 시야제어용 공통전극(624)등의 형성공정을 수행해야 하는 데, 이때, 노출된 유기수지물질의 블랙매트릭스(222)에 필링(peeling)등의 공정 불량이 발생하고, 이 필링된 유기수지물질에 액정 및 배향막에 노출됨으로써 잔상을 유발하게 된다. Meanwhile, after the
도 9는 블랙매트릭스(222)의 노출을 방지하면서 단차발생으로 인해 빛샘현상이 방지된 본 발명에 따른 제3 실시예인 횡전계방식의 액정표시장치를 도시하고 있다. FIG. 9 illustrates a liquid crystal display of a transverse electric field method according to a third embodiment of the present invention in which light leakage is prevented due to a step difference while preventing exposure of the
도 9에 도시된 TFT 어레이기판(100)은 도 7에 도시된 TFT 어레이기판(100)과 동일한 구조를 갖는다. The
도 9에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이기판(300)은 상부기판(321)과, 상기 하부기판(111)의 박막 트랜지스터(TFT)영역과 게이트 배선(112), 데이터 배선(115) 및 그 주변의 빛샘 발생 영역을 차단하도록 금속물질로 형성된 블랙매트릭스(721)와, 상기 블랙 매트릭스(721)의 노출을 방지하기 위해 블랙 매트릭스(721) 에 오버랩되어 유기수지물질로 형성된 블랙 매트릭스 보호막(722), 청색 부화소영역(Pb)내에 색상을 구현하는 안료가 함유된 청색(Blue)의 컬러 레지스트가 일정한 순서로 배열되는 컬러필터층(323)과, 상기 상부 기판의 내측 표면을 평탄화하기 위한 오버코트층(329)이 형성된다. As shown in FIG. 9, the color
그리고, 블랙매트릭스(721)가 형성된 시야제어용 부화소영역(Pv)에는 블랙매트릭스 보호막(722)의 일부와 오버랩되면서 동시에 시야제어용 부화소영역 전면에 시야제어용 공통전극(724)이 형성된다. 상기 시야제어용 공통전극(724)은 시야제어용 공통배선(725)과 접속하며, 상기 시야제어용 공통배선(725)은 블랙 매트릭스 보호막(722)의 일부와 오버랩되도록 형성된다. In addition, a part of the black
도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 제3 실시예인 횡전계방식 액정표시소자의 컬러필터 어레이기판 제조방법을 도시한 공정 순서도이다. 10A to 10D are process flowcharts illustrating a method of manufacturing a color filter array substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
우선, 도 10a에 도시된 바와 같이, 컬러필터 어레이기판이 형성될 기판(321)상에 크롬 산화물(CrOx) 또는 크롬(Cr) 등의 금속물질 및 카본(carbon)계통 등의 유기수지물질을 순차적으로 증착한다. First, as illustrated in FIG. 10A, metal materials such as chromium oxide (CrOx) or chromium (Cr) and organic resin materials such as carbon may be sequentially disposed on the
이어, 상기 유기수지물질 및 금속물질에 포토리소그래피공정 등을 이용한 패터닝공정을 수행하여, 블랙매트릭스(721) 및 블랙매트릭스 보호층(722)을 형성한다. 한편, 상기 패터닝공정 중 블랙 매트릭스(721)의 선폭은 블랙 매트릭스 보호층(722)의 선폭보다 넓게 형성되도록 한다. Subsequently, a patterning process using a photolithography process or the like is performed on the organic resin material and the metal material to form a
이어, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 블랙매트릭스 보호층(722)이 형성된 기판 전면에 열처리공정을 수행하여, 블랙매트릭스 보호층(722)이 블랙매트릭 스(721)의 측벽에도 형성되도록 한다. Subsequently, as shown in FIG. 10B, a heat treatment process is performed on the entire surface of the substrate on which the black matrix
즉, 유기수지물질로 형성된 블랙 매트릭스 보호층(722)에 열처리 공정을 수행하면, 블랙 매트릭스(721)의 선폭보다 넓은 블랙 매트릭스 보호층(722)이 흘러내리게 됨으로써, 블랙 매트릭스(721)의 측벽에도 블랙 매트릭스 보호층(722)이 형성된다. That is, when the heat treatment process is performed on the black matrix
다음으로, 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 블랙 매트릭스(721) 상부의 청색 부화소영역(Pb)에는 상기 청색 부화소영역(Pb) 내에 색상을 구현하는 안료가 함유된 청색(Blue)의 컬러 레지스트를 도포하고 마스크를 이용하여 광을 조사한 후 현상액을 작용시켜 원하는 패턴으로 형성하여, 각 화소영역에 R,G,B의 컬러필터층(323)을 완성한다. Next, as shown in FIG. 10C, the blue subpixel area Pb on the
이어, 상기 컬러 필터층(323) 상에 기판(111) 전면에 절연물질을 도포하여 오버코트층(329)을 형성한다. Subsequently, an
그리고, 도 10d에 도시된 바와 같이, 백색 부화소영역(Pv)에 저저항 물질의 금속물질을 증착한 후 포토리소그래피 공정 등의 패터닝 공정을 수행하여, 서브픽셀용 공통배선(725)을 형성한다. As shown in FIG. 10D, a metal material of a low resistance material is deposited on the white subpixel area Pv, and then a patterning process such as a photolithography process is performed to form a
이어, 상기 서브 픽셀용 공통배선(725)가 형성된 기판(321) 전면에 투명도전막을 증착한 후 포토리소그래피공정등의 패터닝공정을 수행하여, 상기 서브 픽셀용 공통배선(725)와 인접하도록 서브픽셀용 공통전극(724)을 형성한다. Subsequently, a transparent conductive film is deposited on the entire surface of the
따라서, 상기와 같은 광시야각 모드 또는 협시야각 모드로 선택하여 구현할 수 있는 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 블랙 매트릭스 상에 블랙 매트릭스 보 호막을 형성한 후 오버코트층을 형성함으로써, 블랙매트릭스의 노출을 방지하면서 단차발생으로 인해 빛샘현상이 방지될 수 있도록 한다. Accordingly, in the transverse electric field type liquid crystal display device which can be implemented by selecting the wide viewing angle mode or the narrow viewing angle mode as described above, the black matrix protective film is formed on the black matrix and then the overcoat layer is formed to thereby expose the black matrix. While preventing the light leakage phenomenon due to the step difference is prevented.
본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치 및 그의 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific examples, this is for describing the present invention in detail, and the transverse electric field type liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited thereto, and the present invention is not limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.
본 발명은 횡전계방식 액정 표시 장치에서 광시야각 모드 또는 협시야각 모드를 선택하여 구현할 수 있어, 개인의 보안성을 향상시키는 제 1의 효과가 있다.The present invention can select and implement a wide viewing angle mode or a narrow viewing angle mode in a transverse electric field type liquid crystal display device, and has a first effect of improving security of an individual.
또한, 본 발명은 시야각 제어를 위하여 액정 패널 외부에 별도의 장치를 마련할 필요가 없이 액정 패널 내부에 시야제어용 서프픽셀을 추가하여 시야각제어를 함으로써 공정이 단순하고 광효율이 우수한 제 2의 효과가 있다.In addition, the present invention has a second effect that the process is simple and excellent in light efficiency by adding a subpixel for view control inside the liquid crystal panel to control the viewing angle without having to provide a separate device outside the liquid crystal panel for controlling the viewing angle. .
또한, 본 발명은 사용자에게 보안 범위에 대한 탄력성을 제공하며, 1인용으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 1인 이상 사용할 경우에도 불편함 없이 고화질로 화면을 볼 수 있으며 보안성도 확보할 수 있는 제 3의 효과가 있다.In addition, the present invention provides a user with resilience to the security range, and can be used not only for one person, but also when using more than one person can see the screen in high quality without inconvenience and secure a third security It works.
또한, 본 발명은 블랙 매트릭스 상에 블랙 매트릭스 보호막을 형성한 후 오버코트층을 형성함으로써, 블랙매트릭스의 노출을 방지하면서 단차발생으로 인해 빛샘현상이 방지될 수 있도록 하는 제4 효과가 있다. In addition, the present invention has a fourth effect of forming a black matrix protective film on the black matrix and then forming an overcoat layer to prevent light leakage due to step generation while preventing exposure of the black matrix.
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KR101522241B1 (en) * | 2008-12-16 | 2015-05-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device controllable viewing angle and method of fabricating the same |
KR20100072968A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device controllable viewing angle and method of fabricating the same |
KR20110064767A (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-15 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
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