KR20080049383A - 수직정렬모드 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 화소영역 내에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터를 덮으며 상기 화소영역 내에서 다수의 홀을 가지며 형성된 보호층과; 상기 보호층 상부로 상기 화소영역 내에 상기 다수의 홀의 내측으로 요부를 가지며 형성되며, 상기 화소영역을 다수의 부분 화소영역으로 나누며 상기 부분 화소영역별로 각각 하나씩 형성된 다수의 부분 화소전극을 포함하는 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 내측면에 형성된 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스 외부로 노출된 상기 내측면에 형성된 컬러필터층과; 상기 컬러필터층 하부로 전면에 형성된 공통전극과; 상기 화소전극 및 공통전극 사이에 개재된 액정층을 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치를 제공한다.
수직정렬모드, 리벳프리, 공정단순화, 멀티도메인
Description
도 1은 종래의 수직정렬모드 액정표시장치의 일부를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 3은 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도로써, 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 부분에 대한 제조 공정 단면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 6은 도 5를 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도로써, 도 5를 절단선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 절단한 부분에 대한 제조 공정 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 수직정렬모드 액정표시장치
103 : 어레이 기판 108 : 게이트 전극
113 : 제 1 스토리지 전극 117 : 게이트 절연막
120 : 반도체층 120a : 액티브층
120b : 오믹콘택층 122a : (순수 비정질 실리콘의)제 1 패턴
122b : (불순물 비정질 실리콘의)제 2 패턴
125 : 데이터 배선 127 : 소스 전극
129 : 드레인 전극 132 : 제 2 스토리지 전극
140 : 보호층 142, 146 : 제 1, 2 홀
151, 153, 155 : 제 1, 2, 3 부분 화소전극
158 : 화소전극 171 : 컬러필터 기판
174 : 블랙매트릭스 177 : 컬러필터층
177a, 177b, 177c : 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴
180 : 오버코트층 183 : 공통전극
190 : 액정층
h1, h3 : 제 1, 3 홀의 깊이 P : 화소영역
P1, P2, P3 : 제 1, 2, 3 부분 화소영역
StgA : 스토리지 영역 StgC : 스토리지 커패시터
Tr : 박막트랜지스터 TrA : 스위칭 영역
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 빠른 응답속도와 우수한 투과율 및 시야각을 갖는 면 구동 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display)분야가 발전하고 있다.
특히, 최근 들어 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판 표시 장치(plate panel display)의 필요성이 대두되었고, 이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막트랜지스터 액정표시장치(Thin film transistor liquid crystal display )가 개발되었다.
이러한 액정표시장치의 디스플레이 방법은 액정분자의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는데, 이는 상기 액정분자의 구조가 가늘고 길며, 그 배열에 있어서 방향성을 갖는 선 경사각(pre-tilt angle)을 갖고 있기 때문에, 인위적으로 액정에 전압을 인가하면 액정분자가 갖는 선 경사각을 변화시켜 상기 액정 분자의 배열 방향을 제어할 수 있으므로, 적절한 전압을 액정층에 인가함으로써 상기 액정분자의 배열 방향을 임의로 조절하여 액정의 분자배열을 변화시키고, 이러한 액정이 가지고 있는 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛을 임의로 변조함으로써 원하는 화상정 보를 표현한다.
현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동형 액정표시장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 화상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
일반적인 액정표시장치를 이루는 기본적인 소자인 액정 패널은 상부의 컬러필터기판과 하부의 어레이 기판이 서로 대향하여 소정의 간격을 두고 이격되어 있고, 이러한 두 개의 기판 사이에 액정분자를 포함하는 액정이 충진되어 있는 구조이며, 더욱 정확히는 상기 충진된 액정의 초기 배열을 및 전압에 따른 움직임을 조절하기 위한 고분자 배향막이 상기 각각의 기판 내부의 전극을 덮으며 더욱 형성되어 있다.
이때, 이러한 액정에 전압을 인가하는 전극은 컬러필터 기판에 위치하는 공통전극과 어레이 기판에 위치하는 화소전극이 되고, 이러한 두개의 전극에 전압이 인가되면, 인가되는 전압의 차이에 의하여 형성되는 상하의 수직적 전기장이 그 사이에 위치하는 액정 분자의 방향을 제어하는 방식을 사용한다.
그러나, 전술한 바와 같은 구조를 갖는 액정표시장치는 공통전극과 화소전극이 수평적으로 형성되고, 여기에 발생하는 상하의 수직적 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식이므로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수한 장점은 있으나, 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다.
따라서, 시야각 특성을 향상시키고자 수직정렬(vertical alignment : VA)모드 액정표시장치가 제안되었다.
종래의 수직정렬모드 액정표시장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 게이트 전극(42), 게이트 절연막(43), 반도체층(45), 소스 및 드레인 전극(47, 49)을 포함하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 구성되고, 상기 박막트랜지스터(Tr) 위로 보호층(52) 및 그 상부로 화소전극(55)이 구비된 제 1 기판(40)과, 블랙매트릭스(61)와 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터층(63) 및 공통전극(67)과 리벳(rivet)(78) 및 컬럼 스페이서(81)를 포함하는 제 2 기판(60)과, 상기 두 기판(40, 60) 사이에 개재된 음의 유전 이방성을 갖는 액정층(90)으로 구성되고 있다.
한편, 전술한 수직정렬모드 액정표시장치(1)에 있어서, 광시야각을 갖도록 하기 위해서는 하나의 화소영역(P)에 멀티도메인을 구성하는 기술이 필요하고, 이러한 멀티도메인을 형성하기 위해 상기 제 1 기판(40) 상에 구비된 화소전극(55)을 화소영역(P) 내에 서로 전기적으로 연결되며 부분적으로 형성하고, 상부의 제 2 기판(60)의 공통전극(67) 하부에는 상기 각 화소영역(P) 내에 부분적으로 형성된 각 화소전극(55a, 55b, 55c)의 중앙부에 대응하여 볼록한 돌기 형태의 다수의 리벳(rivet)(78)을 형성함으로써 상기 리벳(rivet)(78)에 의해 상기 화소전극(55a, 55b, 55c)과 공통전극(67)간의 수직전계의 왜곡을 유도함으로써 멀티도메인을 형성하여 시야각을 넓히고 있다.
이러한 구조를 갖는 수직정렬모드 액정표시장치(1)를 제조하는데 있어서, 특히 리벳(78)을 구비한 수직정렬모드 액정표시장치용 컬러필터 기판(60)을 제조하는 데에는 총 6개의 노광 마스크를 필요로 하며, 상기 6개의 노광 마스크를 이용한 6 마스크 공정 즉, 블랙매트릭스(61)(#1), 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터층(63)(#2~#4)), 리벳(78)(#5) 및 컬럼 스페이서(81)(#6)를 각각 패터닝하는 6마스크 공정에 의해 제조됨으로써 통상 5개의 마스크 공정을 통해 제조되는 일반적인 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 대비 1회의 마스크 공정을 추가로 필요로 하는 바, 공정수 증가에 의한 생산성 저하 및 생산 비용의 증가의 문제가 있다.
또한, 상기 리벳(78)은 하부의 어레이 기판(40)의 각 화소영역(P) 내에 부분적으로 형성된 각 화소전극(55a, 55b, 55c)의 중앙부에 위치하도록 해야 하며 이 경우 컬러필터 기판(60)과 어레이 기판(40)의 더욱 큰 합착마진이 요구되는 바, 개구율 저하의 문제가 발생하고 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로 그 제조에 있어서 마스크 공정수를 줄여 생산성을 향상시키는 것을 제 1 목적으로 한다.
또한, 컬러필터 기판 상에 형성되어 전계의 왜곡을 유도함으로써 멀티도메인을 구성하기 위해 형성되는 리벳을 생략하면서도 상하의 수직 전계의 왜곡을 유도할 수 있는 수직정렬모드 액정표시장치를 제공하는 것을 제 2 목적으로 하며, 나아가 상기 리벳을 생략함으로써 합착 마진을 줄임으로써 고개구율을 구현하는 것을 제 3 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루기 위해, 본 발명의 제 1 특징에 따른 수직정렬모드 액정표시장치는, 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 화소영역 내에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터를 덮으며 상기 화소영역 내에서 다수의 홀을 가지며 형성된 보호층과; 상기 보호층 상부로 상기 화소영역 내에 상기 다수의 홀의 내측으로 요부를 가지며 형성되며, 상기 화소영역을 다수의 부분 화소영역으로 나누며 상기 부분 화소영역별로 각각 하나씩 형성된 다수의 부분 화소전극을 포함하는 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 내측면에 형성된 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스 외부로 노출된 상기 내측면에 형성된 컬러필터층과; 상기 컬러필터층 하부로 전면에 형성된 공통전극과; 상기 화소전극 및 공통전극 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
이때, 상기 다수의 홀 및 다수의 부분 화소전극은 각각 제 1 내지 제 3 홀 및 제 1 내지 제 3 부분 화소전극으로 구성되며, 상기 제 1 내지 제 3 홀은 각각 제 1 내지 제 3 부분 화소전극에 대응하여 형성되며, 상기 제 1 홀은 상기 박막트랜지스터의 일 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하며, 상기 제 1 내지 제 3 홀은 각각 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극의 중앙부에 위치하는 것이 특징이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 수직정렬모드 액정표시장치는, 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 화소영역 내에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스 터 위로 전면에 상기 박막트랜지스터의 일전극 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀과 상기 화소영역 내에서 다수의 철부를 가지며 형성된 보호층과; 상기 보호층 상부로 상기 화소영역을 다수의 부분 화소영역으로 나누며, 상기 다수의 철부를 덮으며 형성됨으로써 상기 부분 화소영역별로 그 일부가 볼록한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 다수의 부분 화소전극을 포함하는 화소전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 내측면에 형성된 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스 외부로 노출된 상기 내측면에 형성된 컬러필터층과; 상기 컬러필터층 하부로 전면에 형성된 공통전극과; 상기 화소전극 및 공통전극 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
이때, 상기 다수의 부분 화소전극은 제 1 내지 제 3 부분 화소전극으로 구성되며, 상기 제 1 내지 제 3 철부는 각각 제 1 내지 제 3 부분 화소전극에 대응하여 형성된 것이 특징이며, 상기 제 1 내지 제 3 철부는 각각 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극의 중앙부에 위치하는 것이 특징이다.
또한, 제 1, 2 특징에 따른 수직정렬모드 액정표시장치에 있어서, 상기 보호층은 유기절연물질로써 그 표면이 평탄하게 형성되며, 상기 제 2 기판의 공통전극 하부에 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선의 일부에 대응하여 일정간격을 가지며 형성된 다수의 컬럼 스페이서를 더욱 포함한다. 또한, 상기 컬러필터층과 공통전극 사이에 형성된 평탄한 표면을 갖는 오버코트층과, 상기 액정층과 접촉하는 제 1, 2 기판 각각의 내측면에 형성된 배향막을 더욱 포함한다.
또한 제 1, 2 특징에 따른 수직정렬모드 액정표시장치에 있어서, 상기 게이트 배선과 나란하게 형성되는 스토리지 배선과, 상기 스토리지 배선에서 분기하여 상기 화소영역 내측을 둘러싸는 형태의 제 1 스토리지 전극을 더욱 포함하며, 이때, 상기 박막트랜지스터의 일전극은 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하며 형성됨으로써 그 중첩되는 부분이 제 2 스토리지 전극을 형성하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극은 모두 동일한 면적을 가지며 형성되며 이와 동일한 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 연결패턴에 의해 전기적으로 연결되는 것이 특징이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법은, 화소영역을 갖는 제 1 기판 상에 일방향으로 연장하는 게이트 배선과 상기 화소영역 내에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 및 게이트 전극 위로 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 반도체층 및 상기 반도체층 위로 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극과, 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극 위로 유기절연물질을 도포하여 그 표면이 평탄한 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층을 패터닝함으로써 상기 화소영역 내에 다수의 홀 또는 철부를 형성하는 단계와; 상기 다수의 홀 또는 철부를 갖는 보호층 위로 각 화소영역 내에서 서로 전기적으로 연결된 다수의 부분 화소전극으로 구성된 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 보호층을 패터닝함으로써 상기 화소영역 내에 다수의 홀을 형성하는 단계는, 상기 보호층 상부로 투과영역과 차단영역 그리고 반투과영역을 갖는 노광 마스크를 위치시키고 상기 노광 마스크를 통한 노광을 실시하는 단계와; 상기 노광된 보호층을 현상하는 단계를 진행함으로써 제 1 깊이를 가지며 상기 드레인 전극을 노출시키는 제 1 홀과, 상기 제 1 깊이보다 낮으며 서로 동일한 깊이를 갖는 제 2 및 제 3 홀을 형성하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 다수의 부분 화소전극을 갖는 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 투명 도전성 물질을 상기 보호층 위로 전면에 증착하여 투명 도전성 물질을 형성하는 단계와; 상기 투명 도전성 물질층을 패터닝하여 상기 제 1 홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 제 1 부분 화소전극과, 상기 제 1 부분 화소전극과 각각 이격하여 상기 제 2 및 제 3 홀에 대응하여 각각 요부를 갖는 제 2 및 제 3 부분 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 이때, 상기 제 1 내지 제 3 화소전극은 상기 제 1 내지 제 3 홀이 그 중앙부에 각각 위치하도록 형성하는 것이 특징이다.
또한, 상기 보호층을 패터닝함으로써 상기 화소영역 내에 다수의 철부를 형성하는 단계는, 상기 보호층 상부로 투과영역과 차단영역 그리고 반투과영역을 갖는 노광 마스크를 위치시키고 상기 노광 마스크를 통한 노광을 실시하는 단계와; 상기 노광된 보호층을 현상하는 단계를 진행함으로써 상기 드레인 전극을 노출시키는 상기 드레인 콘택홀과, 제 1 두께를 갖는 제 1 내지 제 3 철부와, 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 부분을 포함하는 보호층을 형성하는 단계를 포함하며, 이때, 상기 다수의 부분 화소전극을 갖는 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 투명 도전성 물질을 상기 보호층 위로 전면에 증착하여 투명 도전성 물질을 형성하는 단계와; 상기 투명 도전성 물질층을 패터닝하여 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하며 상기 제 1 철부에 대응하여 볼록한 형태를 갖는 제 1 부분 화소전극과, 상기 제 1 부분 화소전극과 각각 이격하여 제 2 및 3 철부에 대응하여 각각 볼록한 형태를 갖는 제 2 및 제 3 부분 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 부분 화소전극을 전기적으로 연결시키는 제 1 연결패턴과, 상기 제 2 및 제 3 부분 화소전극을 전기적으로 연결시키는 제 2 연결패턴을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
또한, 상기 게이트 전극 및 게이트 배선을 형성하는 단계는, 상기 게이트 배선과 나란하게 이격하는 스토리지 배선과, 상기 스토리지 배선에서 분기하여 상기 화소영역 내측을 둘러싸는 형태의 제 1 스토리지 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계는, 상기 드레인 전극을 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하도록 연장 형성함으로써 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하는 부분이 제 2 스토리지 전극을 이루도록 하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판과 대응하는 제 2 기판에 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판 중 어느 하나의 기판의 테두리에 씰패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판의 화소전극과 상기 제 2 기판의 공통전극이 서로 마주하도록 위치시키고 이들 두 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계와; 상기 액정층을 사이에 두고 상기 제 1, 2 기판을 합착하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 제 2 기판에 공통전극을 형성하는 단계 이전에는, 상기 제 2 기판상에 이와 대응하는 제 1 기판의 게이트 및 데이터 배선에 대응하여 블랙매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 블랙매트릭 스와 일부 중첩하며 상기 화소영역에 대응하여 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 갖는 컬러필터층을 형성하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 컬러필터층과 상기 공통전극 사이에는 그 표면이 평탄한 오버코트층을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명한다.
<제 1 실시예>
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도이며, 도 3은 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 이때, 상기 도 2에 있어서는 어레이 기판만을 도시하였으며, 이와 마주하는 컬러필터 기판은 생략하였다.
우선, 도 2를 참조하면, 도시한 바와 같이, 일방향으로 다수의 게이트 배선(105)이 형성되어 있으며, 또한 상기 게이트 배선(105)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 다수의 데이터 배선(125)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 배선(105)과 나란하게 동일한 층에 다수의 스토리지 배선(110)이 형성되어 있으며, 이때 상기 스토리지 배선(110)에서 분기하여 상기 화소영역(P) 내부를 둘러싸는 형태로 제 1 스토리지 전극(113)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 배선(105)과 데이터 배선(125)의 교차 부근에는 각 화소영역(P)별로 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. 이때 상기 박막 트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(105)에서 분기하여 형성된 게이트 전극(108) 과, 그 상부로 게이트 절연막(미도시)과, 상기 게이트 절연막(미도시) 위로 액티브층(미도시)과 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(120)과, 상기 반도체층(120) 위로 서로 이격하여 형성된 소스 및 드레인 전극(127, 129)으로 구성되고 있다. 이때 상기 소스 전극(127)은 상기 데이터 배선(125)과 연결되어 있으며, 상기 드레인 전극(129)은 상기 제 1 스토리지 전극(113)이 형성된 스토리지 영역까지 연장 형성됨으로써 상기 제 1 스토리지 전극(113)과 중첩된 부분이 제 2 스토리지 전극(132)을 이루고 있다.
또한, 상기 화소영역(P)은 제 1 내지 제 3 영역(P1, P2, P3)으로 나뉘어지고 있으며, 상기 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3)에는 투명 도전성 물질로써 사각형 형태의 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(151, 153, 155)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(151, 153, 155)은 각각의 이격영역에 대해 이들 부분 화소전극(151, 153, 155)을 이루는 동일한 물질로 이루어지며, 상기 부분 화소전극(151, 153, 155)의 폭보다는 작은 폭을 갖는 제 1, 2 연결패턴(161, 163)에 의해 전기적으로 연결되고 있다. 또한, 상기 제 1 부분 화소전극(151)은 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(129)과 접촉하며 형성되고 있다.
이때, 화소영역(P) 내의 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(151, 153, 155) 각각은 그 각각의 중앙부에 대해 그 하부에 위치한 보호층(미도시) 내에 제 1 내지 제 3홀(142, 144, 146)이 구비됨으로써 그 중앙부가 움푹 패인 오목한 요부를 갖도록 형성된 구성이 되고 있으며, 이때, 상기 제 1 영역(P1)에 형성된 상기 제 1 홀(142)은 상기 드레인 전극(129)을 노출시키도록 형성되고, 상기 제 1 홀(142)을 통해 상기 제 1 부분 화소전극(151)은 상기 드레인 전극(129)과 더욱 정확히는 상기 드레인 전극(129)이 연장되어 형성된 제 2 스토리지 전극(132)과 접촉하며 형성되고 있는 것이 특징이다.
한편, 이러한 구성을 갖는 수직정렬모드 액정표시장치의 단면구조를 도 3을 참조하여 설명한다. 이때 설명의 편의를 위해 화소영역(P) 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역(TrA) 그리고 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되는 영역을 스토리지 영역(StgA)이라 정의한다.
우선, 하부기판인 어레이 기판(103)에 있어서는, 투명한 기판(103) 상에 제 1 금속물질로써 게이트 배선(미도시)과 이와 나란하게 스토리지 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 화소영역(P) 내부로 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(108)이 형성되어 있으며, 상기 스토리지 영역(StgA)에는 상기 스토리지 배선(미도시)과 연결되며 제 1 스토리지 전극(113)이 형성되어 있다.
다음, 상기 게이트 전극(108)과 게이트 배선(미도시) 및 스토리지 배선(미도시)과 제 1 스토리지 전극(113) 위로 전면에 게이트 절연막(117)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(117) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 액티브층(120a)과 그 상부로 서로 그 일끝단이 마주하며 이격하는 형태로 오믹콘택층(120b)으로 구성된 반도체층(120)이 형성되어 있으며, 상기 오믹콘택층(120b) 위로 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(127, 129)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 절연막(117) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영 역(P)을 정의하는 데이터 배선(125) 또한 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(125)과 상기 소스 전극(127)은 서로 접촉하여 전기적으로 연결되며 형성되고 있다. 이때, 상기 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(117)과 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)과 소스 및 드레인 전극(127, 129)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
또한, 스토리지 영역(StgA)에 있어서는, 상기 게이트 절연막(117) 위로 제 2 스토리지 전극(132)이 형성되어 있으며, 이때 상기 제 2 스토리지 전극(132)과 상기 드레인 전극(129)은 서로 전기적으로 연결되어 형성된 것이 특징이다. 즉, 상기 드레인 전극(129)이 스토리지 영역(StgA)까지 연장 형성됨으로써 상기 제 1 스토리지 전극(113)과 중첩되는 부분이 제 2 스토리지 전극(132)을 형성하고 있는 것이 특징이다.
다음, 상기 박막트랜지스터(Tr) 및 제 2 스토리지 전극(132) 위로는 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토 아크릴(photo acryl)이 도포되어 1.5㎛ 내지 3.5㎛ 정도의 비교적 두꺼운 두께를 가짐으로써 그 표면이 하부의 단차를 반영하지 않고 평탄한 것을 특징으로 하는 보호층(140)이 형성되어 있다.
이때, 상기 유기절연물질로 이루어진 보호층(140)은 상기 화소영역(P)을 상기 데이터 배선(125)의 길이 방향으로 3등분함으로써 각각 정의되는 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하여 상기 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3)의 중앙부에 제 1, 2, 3 홀(142, 미도시, 146)이 형성되고 있으며, 이중 특히 스위칭 영역(TrA)을 포함하는 제 1 영역(P1)에 형성된 제 1 홀(142)은 다른 두 홀(미도시, 146)보다 더욱 큰 깊이를 가지며 하부에 위치한 드레인 전극(129) 더욱 정확히는 이와 연결된 제 2 스토리지 전극(132)을 노출시키며 형성되고 있는 것이 특징이다. 이때, 도면(도 3)에서는 상기 제 1 홀(142)의 깊이(h1)가 상기 제 2 및 제 3 홀(미도시, 146)의 깊이(미도시, h3)보다 더욱 깊게 형성(h1 > 미도시, h3)되고 있음을 보이고 있으나, 이와는 반대로 상기 제 1 홀(142)이 상기 제 2 및 제 3 홀(미도시, 146)보다 더 작은 깊이(h1 < 미도시, h3)를 가지며 형성될 수도 있으며 또는 모두 동일한 깊이(h1 = 미도시, h3)를 가지며 형성될 수도 있다.
다음, 상기 제 1, 2, 3 홀(142, 미도시, 146)을 포함하는 보호층(140) 위로 상기 제 1, 2, 3 영역(P1, P2, P3)별로 각각 제 1, 2, 3 부분 화소전극(151, 153, 155)이 형성되고 있다. 이때, 상기 제 1, 2, 3 부분 화소전극(151, 153, 155)은 서로 이웃한 부분 화소전극을 각각 연결시키는 제 1, 2 연결패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결되도록 형성되고 있는 것이 특징이며, 상기 각 부분 화소전극(151, 153, 155)은 그 중앙부가 그 하부에 위치한 보호층(140)에 형성된 제 1, 2, 3 홀(142, 미도시, 146)에 의해 상기 홀 내측면까지 연장 형성되고 있는 것이 또 다른 특징이다. 이때, 상기 제 1 홀(141)은 상기 드레인 전극(129)과 연결된 제 2 스토리지 전극(132)을 노출시키며 형성되고 있는 바, 상기 제 1 부분 화소전극(151)은 상기 제 1 홀(142)을 통해 상기 제 2 스토리지 전극(132)과 접촉하며 형성되고 있는 것이 또 다른 특징적인 면이 되고 있다.
한편, 이러한 구조를 갖는 어레이 기판(103)과 마주하며 위치한 컬러필터 기판(171)에 있어서는 하부의 어레이 기판(103)상의 게이트 및 데이터 배선(미도시, 125)에 대응하여 블랙매트릭스(174)가 형성되어 있으며, 또한 상기 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 대응해서도 블랙매트릭스(174)가 형성되어 있다.
또한, 상기 블랙매트릭스(174)와 일부 중첩하며 상기 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(177a, 177b, 177c)이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(177)이 형성되어 있으며, 상기 컬러필터층(177) 전면에 걸쳐 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극(183)이 형성되어 있다. 이때, 상기 컬러필터층(177)과 상기 공통전극(183) 사이에는 상기 컬러필터층(177)의 단차를 보상하며 이의 보호를 위해 오버코트층(180)이 더욱 형성될 수도 있다.
또한, 상기 공통전극(183) 하부에는 상기 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(125) 일부에 대응하여 상기 어레이 기판(103)과 컬러필터 기판(171)간의 이격간격을 전면에 걸쳐 동일하게 유지시키기 위한 컬럼 스페이서(185)가 형성되어 있다.
한편, 이들 두 기판(103, 171) 사이에는 음의 이방성 유전율값을 갖는 액정층(190)이 형성되어 있으며, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 액정층(190)이 새는 것을 방지하며, 이들 두 기판(103, 171)이 하나의 패널 상태를 유지하기 위해 테두리를 따라 씰패턴(미도시)이 더욱 형성됨으로써 수직정렬모드 액정표시장치(100)를 이루고 있다.
이때, 도면에 나타나지 않았지만 상기 액정층(190)과 만나는 어레이 기판(103) 및 컬러필터 기판(171) 표면에는 즉, 상기 액정층(190)과 화소전극(158) 사이 및 상기 액정층(190)과 공통전극(183) 사이에는 각각 제 1, 2 배향막(미도시) 이 더욱 형성되어 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치(100)는 종래의 수직정렬모드 액정표시장치의 컬러필터 기판에 구비되는 리벳을 제거하고 이를 대신하여 수직전계의 왜곡을 유발시키는 요소로써 어레이 기판(103) 상에 보호층(140)에 대해 제 1 내지 3 홀(142, 미도시, 146)을 형성함으로써 상기 제 1 내지 제 3 홀(142, 미도시, 146) 내부까지 각각 형성되어 그 중앙부에 있어 요부를 갖는 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(151, 153, 155)에 의해 전계 왜곡을 유발시키게 되는 구조를 갖는 특징이 있다.
따라서, 컬러필터 기판(171) 내에 리벳을 삭제함으로써 컬러필터 기판(171)제조 공정 단순화를 실현시키는 동시에 상기 리벳 형성시의 컬러필터 기판(171)과 어레이 기판(103)간의 합착 마진 대비 작은 합착 마진을 갖게 되는 바, 개구율을 향상시키는 효과를 갖게 된다.
이후에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 본 발명의 특징적인 부분이 있는 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역(P)에 대한 제조 단계별 공정 단면도로써 도 2를 절단선 Ⅲ-Ⅲ를 따라 절단한 부분에 대한 공정 단면도이다. 설명의 편의를 위해 화소영역(P) 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영 역(TrA), 스토리지 커패시터가 형성되는 영역을 스토리지 영역(StgA)이라 정의하며, 상기 화소영역(P)을 데이터 배선의 길이방향에 대해 3등분한 부분 화소영역(P)을 각각 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3)이라 정의 한다.
우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(103) 상에 금속물질을 증착하고 패터닝함으로써 게이트 배선(미도시)과 상기 게이트 배선(미도시)에서 각 화소영역(P)별로 분기한 게이트 전극(108)을 형성하고, 동시에 상기 게이트 배선(미도시)과 나란하게 연장하는 스토리지 배선(미도시) 및 상기 스토리지 배선(미도시)에서 상기 각 화소영역(P) 내측을 테두리하는 형태로써 제 1 스토리지 전극(113)을 형성한다.
다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(108)과 스토리지 배선(미도시) 및 제 1 스토리지 전극(113) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 게이트 절연막(217)을 형성한다.
이후, 상기 게이트 절연막(217) 위로 전면에 순수 비정질실리콘과 불순물 비정질 실리콘 및 제 2 금속물질을 연속 증착하고, 이를 패터닝함으로써 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과, 상기 액티브층(120a) 상부로 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)과, 상기 서로 이격하는 오믹콘택층(120b) 위로 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(127, 129)을 형성하고, 동시에 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역(P) 을 정의하는 데이터 배선(125)을 형성한다. 이 경우, 상기 데이터 배선(125) 하부에도 상기 오믹콘택층(120b)을 이루는 불순물 비정질 실리콘의 제 1 패턴(122b)과 그 하부로 상기 액티브층(120a)을 이루는 순수 비정질 실리콘의 제 2 패턴(122a)이 더욱 형성되게 된다. 이때, 상기 데이터 배선(125)과 상기 소스 전극(127)은 서로 연결되도록 형성함으로써 전기적으로 도통되도록 형성한다.
이렇게 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)과 소스 및 드레인 전극(127, 129)을 하나의 마스크 공정을 통해 형성하는 구체적은 제조 방법은, 상기 제 2 금속물질을 증착 후, 그 위로 반투과 영역을 포함하는 노광 마스크를 이용하여 회절노광 또는 하프톤 노광을 실시함으로써 서로 두께가 다른 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이러한 서로 다른 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 이용하여 그 외부로 노출된 제 2 금속물질층과 불순물 및 순수 비정질 실리콘이 증착되어 형성된 불순물 및 순수 비정질 실리콘층을 1차 식각하고, 얇은 두께의 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 다시 남아있는 두꺼운 두께의 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 얇은 포토레지스트 패턴이 제거되면서 새롭게 노출된 제 2 금속물질층을 2차 식각을 실시하는 것이며, 이러한 제조 방법에 의해 전술한 바와같이 반도체층(120)과 소스 및 드레인 전극(127, 129)을 동일한 마스크 공정에서 동시에 형성할 수 있게 된다.
이때, 상기 스위칭 영역(TrA)에 형성된 상기 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(117)과 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(127, 129)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이루게 된다.
본 발명의 실시예에 있어서는 상기 액티브층(120a) 및 오믹콘택층(120b)의 반도체층(120)과, 소스 및 드레인 전극(127, 129)을 하나의 마스크 공정을 통해 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 공정을 보이고 있으나, 변형예로서 상기 반도체층과 소스 및 드레인 전극은 각각 서로 다른 마스크 공정을 통해 각각 형성할 수도 있다. 이 경우 상기 데이터 배선(125) 하부에 형성되는 제 1, 2 패턴(122a, 122b)은 형성되지 않는다.
한편, 상기 드레인 전극(129)은 패터닝시 스토리지 영역(StgA)까지 연장되도록 형성함으로써 상기 스토리지 영역(StgA)에서 상기 제 1 스토리지 전극(113)과 중첩되도록 함으로써 상기 제 1 스토리지 전극(1)과 중첩되는 부분이 제 2 스토리지 전극(132)을 이루도록 한다. 이때 상기 서로 중첩하는 제 1, 2 스토리지 전극(113, 132)과 그 사이에 위치하는 게이트 절연막(117)은 스토리지 커패시터(StgC)를 이루게 된다.
다음, 도 4c에 도시한 바와같이, 상기 박막트랜지스터(Tr)와 제 2 스토리지 전극(132) 위로 감광성의 유기절연물질 예를들면 감광성의 벤조사이클로부텐 또는 포토아크릴을 1.5㎛ 내지 3.5㎛정도의 두께를 갖도록 도포함으로써 그 표면이 상기 스위칭 소자 또는 다른 구성요소 간의 단차를 충분히 극복하여 평탄한 상태를 갖는 보호층(140)을 형성한다.
이후, 상기 감광성 유기절연물질로 이루어진 보호층(140) 위로 빛의 투과영역(TA)과 차단영역(BA) 그리고 반투과영역(HTA)을 포함하는 노광 마스크(195)를 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(230) 일부에 해당하는 부분 즉, 제 1 홀을 형성해야할 부분에 대해서는 상기 투과영역(TA)이, 제 2 홀 및 제 3 홀을 형성해야 할 부분에 대해서는 반투과영역(HTA)이, 그리고 그 외의 영역에 대해서는 차단영역(BA)이 대응되도록 위치시킨 후, 상기 노광 마스크(195)를 통해 상기 보호층(140)에 대해 노광을 실시한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 상기 보호층(140)은 포지티브 타입(positive type)의 감광성 유기절연물질로서 형성된 것을 보이고 있으며, 만약 상기 보호층(140)을 네가티브 타입의 감광성 유기절연물질로 형성한 경우, 상기 노광 마스크(195)에 있어서 투과영역(TA)과 차단영역(BA)을 변경한 후 노광을 실시하게 되면 동일한 결과를 이룰 수 있다.
다음, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 반투과영역(도 4c의 HTA)을 포함하는 노광 마스크(도 4c의 195)를 통해 노광된 보호층(140)을 현상함으로써 상기 노광 마스크(도 4c의 195)의 투과영역(도 4c의 TA)에 대응된 보호층(140) 영역에 있어서는 완전히 제거되어 하부에 위치한 상기 드레인 전극(129) 더욱 정확히는 상기 드레인 전극(129)과 연결된 제 2 스토리지 전극(132)을 노출시키는 제 1 홀(142)을 형성하고, 상기 노광 마스크(도 4c의 195)의 반투과영역(도 4c의 HTA)에 대응된 부분에 있어서는 상기 보호층(140)의 일부만이 제거된 상태로써 제 2 및 제 3 홀(미도시, 146)을 형성하고, 그 외의 상기 노광 마스크(도 4c의 195)의 차단영역(도 4c의 BA)에 대응된 부분에 있어서는 처음 형성된 그대로의 두께를 갖는 보호층(140)을 형성한다.
이 경우, 도면에서는 제 1 홀(142)의 깊이(h1)가 제 2 및 제 3 홀(미도시, 146 )의 깊이(미도시, h3)보다 더 깊게 형성(h1 > 미도시, h3)되고 있으나, 변형예 로써 노광 마스크를 이용한 노광 단계에서 투과영역과 반투과영역의 위치를 바꾸어 즉, 상기 제 2 스토리지 전극(132)을 노출시키도록 형성되어야 하는 제 1 홀을 형성해야 할 부분에 대응해서는 반투과영역이, 제 2 및 제 3 홀이 형성되어야 할 부분에는 투과영역이 대응되도록 상기 노광 마스크를 위치시킨 후 노광하고 현상하게 되면 도면에 나타낸 것과는 달리 제 1 홀의 깊이가 제 2 및 제 3 홀의 깊이보다 작게 형성(h1 < 미도시, h2)할 수도 있다.
한편, 또 다른 변형예로써 상기 보호층(140)을 감광성 특성을 갖지 않는 유기절연물질로 형성할 경우는, 상기 보호층 위로 포토레지스트층(포지티브 타입이라 가정함)을 더욱 형성하고, 투과영역과 차단영역을 갖는 노광 마스크를 이용하여 제 1 내지 제 3 홀이 형성될 부분에 대응해서는 투과영역이 그리고 그 외의 영역에 대응해서는 차단영역이 위치하도록 한 후 노광 및 현상 공정을 진행함으로써 제 1 내지 제 3 홀이 형성되어야 할 영역을 제외한 보호층 영역에 대응하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 식각을 실시하면 상기 제 1 내지 제 3 홀이 형성될 부분의 보호층이 식각됨으로서 상기 제 1 내지 제 3 홀을 형성하게 된다. 이때, 식각 속도 및 식각 시간을 조절함으로써 제 1 홀에 대응하여 드레인 전극이 노출되는 시점에서 식각을 멈출 경우, 상기 제 1 내지 제 3 홀은 모두 동일한 깊이를 가지며 형성되며, 오버식각을 하게 될 경우 상기 제 1 홀은 하부의 드레인 전극이 식각 스토퍼로서 작용하여 그 깊이는 깊어지지 않게되지만 제 2 및 제 3 홀은 식각이 계속 진행되게 됨으로써 상기 제 1 홀의 깊이보다는 더욱 큰 깊이를 갖게 된다. 이러한 식각 진행 후 스트립 또는 애 싱(ashing)을 진행하여 상기 제 1 내지 제 3 홀을 갖는 보호층 상부의 포토레지스트 패턴을 제거함으로써 제 1 내지 제 3 홀을 갖는 보호층을 형성할 수도 있다.
다음, 도 4e에 도시한 바와 같이, 각 화소영역(P) 내에서 제 1 내지 제 3 홀(142, 미도시, 146)을 가지며 형성된 보호층(140) 위로 투명도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 전면에 증착하고 새로운 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 화소영역(P) 내의 제 1 내지 제 3 영역(P1, P2, P3)에 각각 동일 공정에 의해 동일 물질로 형성되는 제 1 및 제 2 연결패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결된 상태의 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(151, 153, 155)을 형성함으로써 본 발명에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 어레이 기판(103)을 완성한다. 이때 상기 제 1 부분 화소전극(151)은 상기 제 1 홀(142)을 통해 상기 드레인 전극(129)과 연결된 제 2 스토리지 전극(132)과 접촉하게 된다.
이때, 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(151, 153, 155)은 그 중앙부에 대해 각각 그 하부에 위치한 보호층(140 )내에 제 1 내지 제 3 홀(142, 미도시, 146)이 구성되고 있는 바, 상기 제 1 내지 제 3 홀(142, 미도시, 146)의 내측면을 포함하여 투명 도전성 물질이 증착되어 형성됨으로써 상기 제 1 내지 제 3 홀(142, 미도시, 146)이 형성된 이외의 영역에 대해서는 평탄한 표면을 가지며 형성되어지며, 상기 제 1 내지 제 3 홀(142, 미도시, 146)에 대해서는 오목하게 패인 요부를 가진 형태로써 형성되게 된다.
본 발명에 따른 수직정렬모드 액정표시장치는 이렇게 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(151, 153, 155) 각각의 중앙부가 요부를 이루도록 구성됨으로써 종래의 수직정렬모드 액정표시장치의 컬러필터 기판 내에 형성되는 리벳과 동일한 역할 즉 전계를 왜곡시키는 역할을 하게 되는 것이 특징이다.
한편, 본 발명에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법에 대해 간단히 설명한다.
본 발명에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 컬러필터 기판은 전계왜곡을 위한 리벳을 형성하지 않는 구조가 되는 바, 컬럼 스페이서를 포함하는 일반적인 TN모드 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조 방법과 동일하게 되므로 도 3에 도시된 컬러필터 기판의 단면 형태를 참조하여 그 제조 방법에 대해 간단히 설명한다.
우선, 투명한 기판(171) 상에 크롬(Cr) 또는 크롬산화물(CrOx) 등의 금속물질을 전면에 증착하거나 또는 블랙레진(black resin)을 전면에 도포하여 블랙매트릭스층(미도시)을 형성하고 이를 제 1 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 이와 마주하여 패널상태를 이루는 어레이 기판 상에 형성된 게이트 및 데이터 배선과 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대응하여 블랙매트릭스(173)를 형성한다.
다음, 상기 블랙매트릭스(173) 및 이의 외부로 노출된 기판(171) 상에 적색 레지스트층을 형성하고, 제 2 마스크 공정을 진행하여 이를 패터닝함으로써 적색 컬러필터 패턴(177a)을 형성하고, 연속하여 상기 적색 컬러필터 패턴(177a)을 형성한 방법과 동일한 방법으로 제 3 및 제 4 마스크 공정을 진행하여 녹색 및 청색 컬러필터 패턴(177b, 177c)을 형성함으로써 각 화소영역(P) 별로 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(177a, 177b, 177c)을 갖는 컬러필터층(177)을 형성한다.
다음, 상기 컬러필터층(177) 위로 전면에 무색 투명한 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)을 도포하여 그 표면이 평탄한 오버코트층(180)을 형성한다. 이 경우 상기 오버코트층(180)은 기판(171) 전면에 형성되도록 하는 바 별도의 마스크 공정을 진행하지 않는다. 또한, 상기 오버코트층(180)은 생략할 수도 있다.
다음, 상기 평탄한 표면을 갖는 오버코트층(180) 위로 전면에 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하여 공통전극(183)을 형성한다. 이때, 상기 공통전극(183) 또한 기판(171) 전면에 형성되는 바, 상기 오버코트층(180)과 마찬가지로 별도의 마스크 공정은 진행할 필요가 없다.
다음, 상기 공통전극(183) 위로 유기절연물질을 도포하고 이를 제 5 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 이와 마주하는 어레이 기판 상의 게이트 및 데이터 배선 일부에 대응하여 일정 간격을 갖는 다수의 컬럼 스페이서(185)를 형성함으로써 본 발명에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 컬러필터 기판(171)을 완성한다.
다음, 전술한 바와같은 제조 방법에 의해 각각 완성된 어레이 기판과 컬러필터 기판에 있어서, 이들 두 기판의 서로 마주대하는 면 즉 추후 공정에 의해 액정층과 접촉하는 면에 대해 배향막을 형성한 후, 이들 두 기판 중 어느 하나의 기판 테두리를 따라 씰패턴을 형성하고, 상기 씰패턴 내측으로 액정을 주입하고 합착함으로써 본 발명에 따른 수직정렬모드 액정표시장치를 완성할 수 있다.
<제 2 실시예>
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 하나의 화소영역에 대한 평면도이며, 도 6은 도 5를 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 이때, 상기 도 5에 있어서는 어레이 기판만을 도시하였으며, 이와 마주하는 컬러필터 기판은 생략하였으며, 도면부호에 있어서는 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 100을 더하여 부여하였다.
우선, 도 5를 참조하면, 도시한 바와 같이, 일방향으로 다수의 게이트 배선(205)이 형성되어 있으며, 또한 상기 게이트 배선(205)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 다수의 데이터 배선(225)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 배선(205)과 나란하게 동일한 층에 다수의 스토리지 배선(210)이 형성되어 있으며, 이때 상기 스토리지 배선(210)에서 분기하여 상기 화소영역(P) 내부를 둘러싸는 형태로 제 1 스토리지 전극(213)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 배선(205)과 데이터 배선(225)의 교차 부근에는 각 화소영역(P)별로 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. 이때 상기 박막 트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(205)에서 분기하여 형성된 게이트 전극(208)과, 그 상부로 게이트 절연막(미도시)과, 상기 게이트 절연막(미도시) 위로 액티브층(미도시)과 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(220)과, 상기 반도체층(220) 위로 서로 이격하여 형성된 소스 및 드레인 전극(227, 229)으로 구성되고 있다.
이때 상기 소스 전극(227)은 상기 데이터 배선(225)과 연결되어 있으며, 상기 드레인 전극(229)은 상기 제 1 스토리지 전극(213)이 형성된 스토리지 영역까지 연장 형성됨으로써 상기 제 1 스토리지 전극(213)과 중첩된 부분이 제 2 스토리지 전극(232)을 이루고 있다.
또한, 상기 화소영역(P)은 제 1 내지 제 3 영역(P1, P2, P3)으로 나뉘어지고 있으며, 상기 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3)에는 투명 도전성 물질로써 사각형 형태의 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(251, 253, 255)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(251, 253, 255)은 각각의 이격영역에 대해 이들 부분 화소전극(251, 253, 255)을 이루는 동일한 물질로 이루어지며, 상기 부분 화소전극(251, 253, 255)의 폭보다는 작은 폭을 갖는 제 1, 2 연결패턴(261, 263)에 의해 전기적으로 연결되고 있다. 또한, 상기 제 1 부분 화소전극(251)은 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(229)과 드레인 콘택홀(242)을 통해 접촉하며 형성되고 있다.
한편, 상기 화소영역(P) 내의 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(251, 253, 255) 각각은 그 각각의 중앙부에 대해 그 하부에 위치한 보호층(미도시) 내에 볼록한 형태의 제 1 내지 제 3 철부(243, 245, 247)가 구비됨으로써 그 중앙부는 볼록하며 그 이외의 영역은 평탄한 구조를 갖도록 형성되고 있다.
다음, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 단면구조를 도 6을 참조하여 설명한다. 이때, 설명의 편의를 위해 화소영역(P) 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역(TrA) 그리고 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되는 영역을 스토리지 영역(StgA)이라 정의한다.
우선, 어레이 기판(203)에 있어서는, 투명한 기판(203) 상에 제 1 금속물질로써 게이트 배선(미도시)과 이와 나란하게 스토리지 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 화소영역(P) 내부로 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(208)이 형성되어 있으며, 상기 스토리지 영역(StgA)에는 상기 스토리지 배선(미도시)과 연결되며 제 1 스토리지 전극(213)이 형성되어 있다.
다음, 상기 게이트 전극(208)과 게이트 배선(미도시) 및 스토리지 배선(미도시)과 제 1 스토리지 전극(213) 위로 전면에 게이트 절연막(217)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(217) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 액티브층(220a)과 그 상부로 서로 그 일끝단이 마주하며 이격하는 형태로 오믹콘택층(220b)으로 구성된 반도체층(220)이 형성되어 있으며, 상기 오믹콘택층(220b) 위로 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(227, 229)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 절연막(217) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(225) 또한 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(225)과 상기 소스 전극(227)은 서로 접촉하여 전기적으로 연결되며 형성되고 있다. 이때, 상기 게이트 전극(208)과 게이트 절연막(217)과 액티브층(220a)과 오믹콘택층(220b)과 소스 및 드레인 전극(227, 229)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
또한, 스토리지 영역(StgA)에 있어서는, 상기 게이트 절연막(217) 위로 제 2 스토리지 전극(232)이 형성되어 있으며, 이때 상기 제 2 스토리지 전극(232)과 상기 드레인 전극(229)은 서로 전기적으로 연결되어 형성된 것이 특징이다. 즉, 상기 드레인 전극(229)이 스토리지 영역(StgA)까지 연장 형성됨으로써 상기 제 1 스토리지 전극(213)과 중첩되는 부분이 제 2 스토리지 전극(232)을 형성하고 있는 것이 특징이다.
다음, 상기 박막트랜지스터(Tr) 및 제 2 스토리지 전극(232) 위로는 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토 아크릴(photo acryl)이 도포되어 1.5㎛ 내지 3.5㎛ 정도의 비교적 두꺼운 두께를 가짐으로써 그 표면이 하부의 단차를 반영하지 않고 평탄한 것을 특징으로 하는 보호층(240)이 형성되어 있다.
이때, 상기 유기절연물질로 이루어진 상기 보호층(240)은 상기 화소영역(P)을 상기 데이터 배선(225)의 길이 방향으로 3등분함으로써 각각 정의되는 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하여 상기 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3)의 중앙부에 볼록한 제 1, 2, 3 철부(243, 미도시, 247)가 형성되고 있으며, 스위칭 영역에 있어서는 상기 드레인 전극 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(242)이 형성되어 있다.
다음, 상기 제 1, 2, 3 철부(243, 미도시, 247) 및 드레인 콘택홀(242)을 포함하는 보호층(240) 위로 상기 제 1, 2, 3 영역(P1, P2, P3)별로 각각 제 1, 2, 3 부분 화소전극(251, 253, 255)이 형성되고 있다. 이때, 상기 제 1, 2, 3 부분 화소전극(251, 253, 255)은 서로 이웃한 부분 화소전극을 각각 연결시키는 제 1, 2 연결패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결되도록 형성되고 있는 것이 특징이며, 상기 각 부분 화소전극(251, 253, 255)은 그 중앙부가 그 하부에 위치한 보호층(240)에 형성된 제 1, 2, 3 철부(243, 미도시, 247)에 의해 이에 대응하는 부분이 볼록하게 형성되고 있는 특징이다.
한편, 이러한 구조를 갖는 어레이 기판(203)과 마주하며 위치한 컬러필터 기판(271)에 있어서는 하부의 어레이 기판(203)상의 게이트 및 데이터 배선(미도시, 225)에 대응하여 블랙매트릭스(274)가 형성되어 있으며, 또한 상기 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 대응해서도 블랙매트릭스(274)가 형성되어 있다.
또한, 상기 블랙매트릭스(274)와 일부 중첩하며 상기 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(277a, 277b, 277c)이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(277)이 형성되어 있으며, 상기 컬러필터층(277) 전면에 걸쳐 투명 도전성 물질로 이루어진 공통전극(283)이 형성되어 있다. 이때, 상기 컬러필터층(277)과 상기 공통전극(283) 사이에는 상기 컬러필터층(277)의 단차를 보상하며 이의 보호를 위해 오버코트층(280)이 더욱 형성될 수도 있다.
또한, 상기 공통전극(283) 하부에는 상기 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(225) 일부에 대응하여 상기 어레이 기판(203)과 컬러필터 기판(271)간의 이격간격을 전면에 걸쳐 동일하게 유지시키기 위한 컬럼 스페이서(285)가 형성되어 있다.
한편, 이들 어레이 기판 및 컬러필터 기판(203, 271) 사이에는 음의 이방성 유전율값을 갖는 액정층(290)이 형성되어 있으며, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 액정층(290)이 새는 것을 방지하며, 이들 두 기판(203, 271)이 하나의 패널 상태를 유지하기 위해 테두리를 따라 씰패턴(미도시)이 더욱 형성됨으로써 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치(200)를 이루고 있다.
이때, 도면에 나타나지 않았지만 상기 액정층(290)과 만나는 어레이 기판(203) 및 컬러필터 기판(271) 표면에는 즉, 상기 액정층(290)과 화소전극(258) 사이 및 상기 액정층(290)과 공통전극(283) 사이에는 각각 제 1, 2 배향막(미도시)이 더욱 형성되어 있다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치(200)는 종래의 수직정렬모드 액정표시장치의 컬러필터 기판에 구비되는 리벳을 제거하고 이를 대신하여 수직전계의 왜곡을 유발시키는 요소로써 어레이 기판(203) 상에 보호층(240)에 대해 제 1, 2 및 3 철부(243, 미도시, 247)를 형성함으로써 상기 제 1, 2, 3 철부(243, 미도시, 247) 상에 형성되는 부분이 타 부분보다 볼록하게 튀어나오도록 형성된 제 1, 2 및 3 부분 화소전극(251, 253, 255)에 의해 전계 왜곡을 유발시키게 되는 구조를 갖는 특징이 있다.
다음, 이러한 구성을 갖는 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 이때, 컬러필터 기판 및 패널 상태로 형성하는 과정을 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 이에 대해서는 그 설명을 생략하고, 차별점이 있는 어레이 기판의 제조 방법에 대해서만 설명한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역(P)에 대한 제조 단계별 공정 단면도로써 도 5를 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부분에 대한 공정 단면도이다. 설명의 편의를 위해 화소영역(P) 내에 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역(TrA), 스토리지 커패시터가 형성되는 영역을 스토리지 영역(StgA)이라 정의하며, 상기 화소영역(P)을 데이터 배선의 길이방향에 대해 3등분한 부분 화소영역(P)을 각각 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3)이라 정의 한다. 이때, 투명한 기판 상에 게이트 및 데이터 배선과 박막트랜지스터를 형성하는 단계까지는 제 1 실시예와 동일하므로 박막트랜지스터를 형성한 이후의 단계부터 설명하기로 한다.
우선, 도 7a에 도시한 바와 같이, 스위칭 영역(TrA)에 게이트 전극(208)과, 그 상부로 게이트 절연막(217)과, 액티브층(220a)과 오믹콘택층(220b)을 포함하는 반도체층(220)과, 소스 및 드레인 전극(227, 229)을 구성되는 박막트랜지스터(Tr)와 데이터 배선(225) 및 제 2 스토리지 전극(232) 위로 감광성의 유기절연물질 예를들면 감광성의 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)을 1.5㎛ 내지 3.5㎛정도의 제 1 두께(t1)를 갖도록 도포함으로써 그 표면이 상기 박막트랜지스터(Tr) 또는 다른 구성요소 간의 단차를 충분히 극복하여 평탄한 상태를 갖는 보호층(240)을 형성한다.
이후, 상기 감광성 유기절연물질로 이루어진 보호층(240) 위로 빛의 투과영역(TA)과 차단영역(BA) 그리고 반투과영역(HTA)을 포함하는 노광 마스크(295)를 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(229) 일부에 해당하는 부분 즉 드레인 콘택홀을 형성할 부분에 대응해서는 투과영역(TA)이, 제 1, 2, 3 영역(P1, P2, P3)의 각 중앙부 일부에 대응해서는 차단영역(BA)이, 그리고 그 외의 영역에 대응해서는 반투과영역(HTA)이 대응되도록 위치시킨 후, 상기 노광 마스크(295)를 통해 상기 보호층(240)에 대해 노광을 실시한다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예에서는 상기 보호층(240)은 포지티브 타입(positive type)의 감광성 유기절연물질을 이용한 것을 일례로서 보이고 있는 것이며, 전술한 제 1 실시예에서와 같이, 만약 상기 보호층(240)을 네가티브 타입(negative type)의 감광성 유기절연물질로 형성한 경우, 상기 노광 마스크(295)에 있어서 투과영역(TA)과 차단영역(BA)을 변경한 후 노광을 실시하게 되면 동일한 결과를 얻을 수 있다.
다음, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 반투과영역(도 7a의 HTA)을 포함하는 노광 마스크(도 7a의 295)를 통해 노광된 보호층(240)을 현상함으로써 상기 노광 마스크(도 7a의 295)의 투과영역(도 7a의 TA)에 대응된 보호층(240) 영역에 있어서는 완전히 제거되어 하부에 위치한 상기 드레인 전극(229) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(242)을 형성하고, 상기 노광 마스크(도 7a의 295)의 반투과영역(도 7a의 HTA)에 대응된 부분에 있어서는 상기 보호층(240)의 일부만이 제거된 상태로써 최초의 상기 보호층(240)이 갖는 제 1 두께(t1)보다는 얇아진 제 2 두께(t2)를 갖는 보호층(240)을 형성하고, 그 외의 상기 노광 마스크(도 7a의 295)의 차단영역(도 7a의 BA)에 대응된 부분에 있어서는 처음 형성된 그대로의 제 1 두께(t1)를 갖는 보호층(240)를 형성한다.
따라서, 이러한 현상 단계를 실시한 후의 보호층(240)은 스위칭 영역(TrA)에 있어서는 상기 드레인 전극(229)을 노출시키는 드레인 콘택홀(242)을 갖고, 각 화소영역(P) 내의 제 1, 2 및 3 영역(P1, P2, P3) 중앙부에 있어서는 상기 보호 층(240)이 최초 도포되어 형성된 두께인 제 1 두께(t1)의 높이를 갖는 제 1, 2, 3 철부(243, 미도시, 247)가 형성되며, 그 외의 대부분의 영역에 대해서는 상기 제 1 두께(t1)보다 얇은 제 2 두께(t2)를 가지며 평탄한 표면 상태를 갖게 된다.
한편, 변형예로써 상기 보호층(240)을 감광성 특성을 갖지 않는 유기절연물질로 형성할 경우는, 상기 감광성 특성을 갖지 않는 유기절연물질로 보호층을 형성한 후, 그 위로 포토레지스트층(포지티브 타입이라 가정함)을 더욱 형성하고, 상기 감광성의 유기절연물질로 형성된 보호층에 대해 노광시 위치한 그대로 노광 마스크를 위치시킨 후, 노광을 실시하고 상기 포토레지스트층을 현상함으로써 드레인 콘택홀이 형성되어야 할 부분에 대응해서는 상기 보호층을 노출시키고, 제 1 내지 제 3 철부가 형성되어야 할 부분에 대응해서는 제 3 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴을, 그리고 그 외의 부분에 대응해서는 상기 제 3 두께보다 얇은 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후 상기 제 1, 2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 이들 패턴 외부로 노출된 보호층을 1차 식각함으로써 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하고, 이후 애싱(adhing)을 실시함으로써 상기 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 제거한다. 이후, 상기 제 4 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴이 제거되며 새롭게 상기 제 1 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 보호층을 2차 식각을 진행하여 완전히 제거되지 않고 적당한 두께가 되도록 형성한다. 이때 상기 제 1 포토레지스트 패턴에 의해 여전히 가려진 보호층 부분은 최초 보호층의 두께를 그대로 유지하게 됨으로써 제 1, 2 및 3 철부를 이루게 된다. 이후 상기 제 1, 2 및 3 철부에 남아있는 제 1 포토레지스트 패턴을 애 싱(ashing) 또는 스트립(strip)을 진행하여 제거함으로써 도면에 도시된 동일한 형태를 갖는 보호층을 형성할 수도 있다.
이후, 상기 각 화소영역(P) 내에 형성된 제 1, 2 및 3 철부(243, 미도시, 247)를 갖는 보호층(240)에 대해 열처리를 실시함으로써 상기 제 1, 2 및 3 철부(243, 미도시, 247)를 그 표면의 모서리 부분에 있어 각이진 형태에서 곡면 형태를 갖도록 할 수 있으며, 이러한 열처리 공정은 생략해도 무방하다.
다음, 도 7c에 도시한 바와 같이, 각 화소영역(P) 내에 드레인 콘택홀(242) 및 제 1, 2, 3 철부(243, 미도시, 247)를 갖는 보호층(240) 위로 투명도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 전면에 증착하고, 이를 새로운 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 화소영역(P) 내의 제 1 내지 제 3 영역(P1, P2, P3)에 각각 동일 공정에 의해 동일 물질로 형성되는 제 1 및 제 2 연결패턴(미도시)에 의해 전기적으로 연결된 상태의 제 1 내지 제 3 부분 화소전극(251, 253, 255)을 형성함으로써 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치용 어레이 기판(203)을 완성한다.
이때 상기 제 1 부분 화소전극(251)은 상기 드레인 콘택홀(242)을 통해 상기 드레인 전극(229)과 접촉하게 되며, 상기 제 1, 2 및 3 부분 화소전극(251, 253, 255) 각각은 그 중앙부에 대해 각각 그 하부에 위치한 보호층(240)내에 형성된 제 1, 2, 3 철부(243, 미도시, 247)로 인해 각 영역의 중앙부가 볼록한 상태를 가지며 그 외의 영역에 대해서는 평탄한 표면을 가지며 형성되게 된다.
이러한 구성을 갖는 어레이 기판(203)과 제 1 실시예에서 기재된 방법에 의 해 제조된 컬러필터 기판(미도시)을 액정을 개재한 후 합착하게 됨으로써 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치를 완성할 수 있다.
이렇게 제조된 제 2 실시예에 따른 수직정렬모드 액정표시장치의 경우, 상기 제 1, 2 및 3 철부(243, 미도시, 247)에 의해 제 1, 2 및 3 부분 화소전극(251, 253, 255)이 그 중앙부가 볼록하게 형성됨으로써 이들 부분 화소전극(251, 253, 255)이 상기 컬러필터 기판(미도시)에 형성된 공통전극(미도시)과 이루게 되는 전계가 왜곡됨으로써 멀티도메인을 구현할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 수직정렬모드 액정표시장치는 하나의 마스크 공정을 통해 컬러필터 기판 상에 형성되던 리벳을 생략함으로써 1회의 마스크 공정을 생략할 수 있게 되는 바 공정 단축 및 이를 통한 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
또한 리벳 없이도 어레이 기판상의 각 화소영역내에 형성된 제 1 내지 제 3 홀 또는 제 1 내지 제 3 철부를 통해 전계 왜곡을 유발시킬 수 있는 구조가 되는 바, 멀티도메인을 구현하는 효과가 있다.
또한, 상기 컬러필터 기판상에 형성되는 리벳을 생략함으로써 리벳 형성 시 필요로 하는 합착 마진보다 더 작은 합착마진을 갖게 되는 바, 개구율을 향상시키는 효과가 있다.
Claims (26)
- 제 1 기판과;상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과;상기 화소영역 내에 형성된 박막트랜지스터와;상기 박막트랜지스터를 덮으며 상기 화소영역 내에서 다수의 홀을 가지며 형성된 보호층과;상기 보호층 상부로 상기 화소영역 내에 상기 다수의 홀의 내측으로 요부를 가지며 형성되며, 상기 화소영역을 다수의 부분 화소영역으로 나누며 상기 부분 화소영역별로 각각 하나씩 형성된 다수의 부분 화소전극을 포함하는 화소전극과;상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;상기 제 2 기판 내측면에 형성된 블랙매트릭스와;상기 블랙매트릭스 외부로 노출된 상기 내측면에 형성된 컬러필터층과;상기 컬러필터층 하부로 전면에 형성된 공통전극과;상기 화소전극 및 공통전극 사이에 개재된 액정층을 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 다수의 홀 및 다수의 부분 화소전극은 각각 제 1 내지 제 3 홀 및 제 1 내지 제 3 부분 화소전극으로 구성되며, 상기 제 1 내지 제 3 홀은 각각 제 1 내지 제 3 부분 화소전극에 대응하여 형성된 것이 특징인 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 홀은 상기 박막트랜지스터의 일 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 홀은 각각 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극의 중앙부에 위치하는 것이 특징인 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 1 기판과;상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과;상기 화소영역 내에 형성된 박막트랜지스터와;상기 박막트랜지스터 위로 전면에 상기 박막트랜지스터의 일전극 일부를 노 출시키는 드레인 콘택홀과 상기 화소영역 내에서 다수의 철부를 가지며 형성된 보호층과;상기 보호층 상부로 상기 화소영역을 다수의 부분 화소영역으로 나누며, 상기 다수의 철부를 덮으며 형성됨으로써 상기 부분 화소영역별로 그 일부가 볼록한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 다수의 부분 화소전극을 포함하는 화소전극과;상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;상기 제 2 기판 내측면에 형성된 블랙매트릭스와;상기 블랙매트릭스 외부로 노출된 상기 내측면에 형성된 컬러필터층과;상기 컬러필터층 하부로 전면에 형성된 공통전극과;상기 화소전극 및 공통전극 사이에 개재된 액정층을 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 다수의 부분 화소전극은 제 1 내지 제 3 부분 화소전극으로 구성되며, 상기 제 1 내지 제 3 철부는 각각 제 1 내지 제 3 부분 화소전극에 대응하여 형성된 것이 특징인 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 철부는 각각 상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극의 중앙부에 위치하는 것이 특징인 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 보호층은 유기절연물질로써 그 표면이 평탄하게 형성된 것이 특징인 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 제 2 기판의 공통전극 하부에 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선의 일부에 대응하여 일정간격을 가지며 형성된 다수의 컬럼 스페이서를 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 컬러필터층과 공통전극 사이에 형성된 평탄한 표면을 갖는 오버코트층을 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 액정층과 접촉하는 제 1, 2 기판 각각의 내측면에 형성된 배향막을 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 게이트 배선과 나란하게 형성되는 스토리지 배선과, 상기 스토리지 배선에서 분기하여 상기 화소영역 내측을 둘러싸는 형태의 제 1 스토리지 전극을 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 박막트랜지스터의 일전극은 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하며 형성됨으로써 그 중첩되는 부분이 제 2 스토리지 전극을 형성하는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극은 모두 동일한 면적을 가지며 형성되며 이와 동일한 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 연결패턴에 의해 전기적으로 연결되는 수직정렬모드 액정표시장치.
- 화소영역을 갖는 제 1 기판 상에 일방향으로 연장하는 게이트 배선과 상기 화소영역 내에 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극을 형성하는 단계와;상기 게이트 배선 및 게이트 전극 위로 게이트 절연막을 형성하는 단계와;상기 게이트 절연막 위로 반도체층 및 상기 반도체층 위로 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극과, 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;상기 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극 위로 유기절연물질을 도포하여 그 표면이 평탄한 보호층을 형성하는 단계와;상기 보호층을 패터닝함으로써 상기 화소영역 내에 다수의 홀 또는 철부를 형성하는 단계와;상기 다수의 홀 또는 철부를 갖는 보호층 위로 각 화소영역 내에서 서로 전기적으로 연결된 다수의 부분 화소전극으로 구성된 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 보호층을 패터닝함으로써 상기 화소영역 내에 다수의 홀을 형성하는 단 계는,상기 보호층 상부로 투과영역과 차단영역 그리고 반투과영역을 갖는 노광 마스크를 위치시키고 상기 노광 마스크를 통한 노광을 실시하는 단계와;상기 노광된 보호층을 현상하는 단계를 진행함으로써 제 1 깊이를 가지며 상기 드레인 전극을 노출시키는 제 1 홀과, 상기 제 1 깊이보다 낮으며 서로 동일한 깊이를 갖는 제 2 및 제 3 홀을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 다수의 부분 화소전극을 갖는 화소전극을 형성하는 단계는,상기 투명 도전성 물질을 상기 보호층 위로 전면에 증착하여 투명 도전성 물질을 형성하는 단계와;상기 투명 도전성 물질층을 패터닝하여 상기 제 1 홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 제 1 부분 화소전극과, 상기 제 1 부분 화소전극과 각각 이격하여 상기 제 2 및 제 3 홀에 대응하여 각각 요부를 갖는 제 2 및 제 3 부분 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 화소전극은 상기 제 1 내지 제 3 홀이 그 중앙부에 각각 위치하도록 형성하는 것이 특징인 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 보호층을 패터닝함으로써 상기 화소영역 내에 다수의 철부를 형성하는 단계는,상기 보호층 상부로 투과영역과 차단영역 그리고 반투과영역을 갖는 노광 마스크를 위치시키고 상기 노광 마스크를 통한 노광을 실시하는 단계와;상기 노광된 보호층을 현상하는 단계를 진행함으로써 상기 드레인 전극을 노출시키는 상기 드레인 콘택홀과, 제 1 두께를 갖는 제 1 내지 제 3 철부와, 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 부분을 포함하는 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 다수의 부분 화소전극을 갖는 화소전극을 형성하는 단계는,상기 투명 도전성 물질을 상기 보호층 위로 전면에 증착하여 투명 도전성 물질을 형성하는 단계와;상기 투명 도전성 물질층을 패터닝하여 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하며 상기 제 1 철부에 대응하여 볼록한 형태를 갖는 제 1 부분 화소전극과, 상기 제 1 부분 화소전극과 각각 이격하여 제 2 및 3 철부에 대응하여 각각 볼록한 형태를 갖는 제 2 및 제 3 부분 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 17 항 또는 제 20 항에 있어서,상기 제 1 내지 제 3 부분 화소전극을 형성하는 단계는,상기 제 1 및 제 2 부분 화소전극을 전기적으로 연결시키는 제 1 연결패턴과, 상기 제 2 및 제 3 부분 화소전극을 전기적으로 연결시키는 제 2 연결패턴을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 게이트 전극 및 게이트 배선을 형성하는 단계는,상기 게이트 배선과 나란하게 이격하는 스토리지 배선과, 상기 스토리지 배선에서 분기하여 상기 화소영역 내측을 둘러싸는 형태의 제 1 스토리지 전극을 형성하는 단계를 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 22 항에 있어서,상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계는,상기 드레인 전극을 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하도록 연장 형성함으로써 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하는 부분이 제 2 스토리지 전극을 이루도록 하는 것이 특징인 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 1 기판과 대응하는 제 2 기판에 공통전극을 형성하는 단계와;상기 제 1, 2 기판 중 어느 하나의 기판의 테두리에 씰패턴을 형성하는 단계와;상기 제 1 기판의 화소전극과 상기 제 2 기판의 공통전극이 서로 마주하도록 위치시키고 이들 두 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계와;상기 액정층을 사이에 두고 상기 제 1, 2 기판을 합착하는 단계를 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 제 2 기판에 공통전극을 형성하는 단계 이전에는,상기 제 2 기판상에 이와 대응하는 제 1 기판의 게이트 및 데이터 배선에 대응하여 블랙매트릭스를 형성하는 단계와;상기 블랙매트릭스와 일부 중첩하며 상기 화소영역에 대응하여 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 갖는 컬러필터층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
- 제 25 항에 있어서,상기 컬러필터층과 상기 공통전극 사이에는 그 표면이 평탄한 오버코트층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 수직정렬모드 액정표시장치의 제조 방법.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100712883B1 (ko) * | 2004-12-30 | 2007-05-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 수직정렬모드 액정표시장치 |
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2006
- 2006-11-30 KR KR1020060119870A patent/KR101297357B1/ko active IP Right Grant
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