KR20080062945A - 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080062945A
KR20080062945A KR1020060139144A KR20060139144A KR20080062945A KR 20080062945 A KR20080062945 A KR 20080062945A KR 1020060139144 A KR1020060139144 A KR 1020060139144A KR 20060139144 A KR20060139144 A KR 20060139144A KR 20080062945 A KR20080062945 A KR 20080062945A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
liquid crystal
substrate
crystal display
display device
Prior art date
Application number
KR1020060139144A
Other languages
English (en)
Inventor
손혁철
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020060139144A priority Critical patent/KR20080062945A/ko
Publication of KR20080062945A publication Critical patent/KR20080062945A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Abstract

본 발명은 액정의 미동작 영역을 최소화하여 빛샘을 방지할 수 있는 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법에 관해 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시소자는 제1 및 제2기판; 상기 제 1기판 상에 배열된 복수의 게이트라인; 상기 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 데이터라인; 상기 화소 내에 수평전계를 발생시키며, 동일 레벨로 형성된 각각의 제1전극 및 제2전극; 상기 데이터라인과 상기 제 1및 제 2전극 사이에 개재되며, 상기 제1전극 및 제2전극과 대응되는 부위에는 상대적으로 돌출된 돌기부를 갖되, 상기 돌기부는 상기 제 2기판과 상기 제 1전극 및 제 2전극 간의 셀갭을 낮추는 보호막을 포함한다.
따라서, 상기한 구성에 의해 본 발명은 컬러필터 기판과 상기 화소전극 및 공통전극 간의 셀 갭을 낮출 수 있다. 이로써, 전계의 높이에 대한 차이를 최소화함으로써, 빛샘 문제가 해결되는 이점이 있다.

Description

수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법{IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND MEHTOD OF FABRICATING THE SAME}
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 2는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 어레이 기판의 Ι-Ι'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 공정별 단면도.
도 4는 종래기술에 따라 완성된 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도.
도 6a 내지 도 6f는 도 5에 도시된 어레이 기판의 Ⅲ-Ⅲ'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 공정별 단면도.
도 7는 상술한 본 발명에 따른 방법에 의해 완성된 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도.
본 발명은 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 액정의 미동작 영역을 최소화하여 빛샘을 방지할 수 있는 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
상기 액정표시장치는 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판과 제 2 기판인 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.
이때, 상기 액정표시장치의 스위칭소자로는 일반적으로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 사용하며, 상기 박막 트랜지스터의 채널층으로는 비정질 실리콘(amorphous silicon) 박막을 사용한다.
상기 액정표시장치의 제조공정은 기본적으로 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제작에 다수의 마스크공정(즉, 포토리소그래피(photolithography)공정)을 필요로 하므로 생산성 면에서 상기 마스크공정의 수를 줄이는 방법이 요구되어지고 있다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 구조에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(30)으로 구성된다.
상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 상기 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층(30)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T) 및 상기 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 합착은 상기 컬러필터 기판(5) 또는 어레이 기판(10)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
이때, 전술한 상기의 액정표시장치는 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수 직한 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식의 액정표시장치를 나타내며, 상기 방식의 액정표시장치는 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점을 가지고 있다. 이것은 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정표시패널에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다.
이에 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시장치가 있으며, 이하 도면을 참조하여 상기 횡전계방식 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 2는 일반적인 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도로써, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 단지 한 화소만을 나타내었다.
도 2에 도시된 바와 같이, 투명한 유리기판(10) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)가 형성되어 있다. 상기 유리기판(10)은 박막 트랜지스터 어레이기판일 수 있다.
이때, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(16)에 연결된 게이트전극(21), 상기 데이터라인(17)에 연결된 소오스전극(22) 및 화소전극라인(18l)을 통해 화소전극(18)에 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다. 또한, 상기 박막 트랜지 스터는 상기 게이트전극(21)과 소오스/드레인전극(22, 23)의 절연을 위한 게이트 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(21)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(미도시)을 포함한다.
상기 화소영역 내에는 횡전계를 발생시키기 위해 복수개의 공통전극(8)과 화소전극(18)이 상기 데이터라인(17)과 평행한 방향으로 교대로 배치되어 있다. 이때, 상기 화소전극(18)은 제 1 콘택홀(40a)을 통해 상기 화소전극라인(18l)과 연결되어 드레인전극(23)과 전기적으로 접속하게 되며, 상기 공통전극(8)은 상기 게이트라인(16)과 평행하게 배치된 공통전극라인(8L)과 제 2 콘택홀(40b)을 통해 전기적으로 접속하게 된다.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시된 어레이 기판의 Ι-Ι'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이다. 도 3a 내지 도 3e를 참고로 하여 상술한 액정표시소자의 어레이기판 제조방법에 대해 알아본다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(10) 위에 제 1금속막을 형성한다. 이어, 상기 제 1금속막을 패터닝하여 게이트전극(21)과 게이트라인(미도시) 및 공통라인(미도시)을 형성한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(21)과 게이트라인 및 공통라인이 형성된 기판(10) 전면(全面)에 차례대로 게이트 절연막(15a)과 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 이용하여 상기 비정질 실리콘 박막과 n+ 비정질 실리콘 박막을 선택적으로 패터닝한다. 그 결과, 상기 게이트전극(21) 상부에 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브패턴(24)이 형성된다. 이때, 상기 액티브패턴(24) 위에는 상기 액티브패턴(24)과 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴(25)이 형성되게 된다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10) 전면에 제 2금속막을 형성한다. 이어, 상기 제 2금속막을 패터닝하여 상기 액티브패턴(24) 상부에 소오스전극(22)과 드레인전극(23)을 형성한다. 이때, 상기 액티브패턴(24) 위에 형성되어 있는 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴은 소정영역이 제거됨으로써, 상기 액티브패턴(24)과 소오스/드레인전극(22, 23) 사이를 오믹-콘택(ohmic contact)시키는 오믹-콘택층(25n)이 형성된다. 이때, 상기 소오스전극(22)의 일부는 일 방향으로 연장되어 데이터라인(17)을 구성하게 되며, 상기 드레인전극(23)의 일부는 화소영역으로 연장되어 화소전극라인(8l)을 구성하게 된다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 소오스전극(22)과 드레인전극(23)이 형성된 기판(10) 전면에 보호막(15b)을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 통해 상기 보호막(15b)의 일부 영역을 제거하여 상기 화소전극라인(18l)의 일부를 노출시키는 제 1 콘택홀(40a)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 콘택홀(40a) 형성과 동시에 상기 제 2 절연막(15b)의 다른 일부 영역을 제거하여 상기 공통라인의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(미도시)을 형성한다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제 1콘택홀(40a) 및 제 2콘택홀을 가진 기판 전면에 불투명한 도전성 금속물질막을 형성한다. 이때, 상기 불투명한 도전성 금속물질막은 400∼450Å두께로 형성될 수 있다. 이어, 상기 불투명한 도전성 금속 물질막을 선택적으로 패터닝하여 상기 제 1 콘택홀(40)을 통해 상기 화소전극라인(18l)과 전기적으로 접속하는 화소전극(18)을 형성하며, 이와 동시에 상기 제 2 콘택홀을 통해 상기 공통라인과 전기적으로 접속하는 공통전극(8)을 형성한다. 여기서, 상기 화소전극(18) 및 공통전극(8)은 동일 물질로 패터닝되어 동일 레벨 상에 배치되어 있다.
도 4는 상술한 종래기술에 따라 완성된 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(18) 및 공통전극(8)이 형성된 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(50)이 액정(60)을 사이에 두고 합착된 구조를 가진다.
상기 컬러필터 기판(50)은, 도시되지 않았지만, R,G, B 컬러필터층들과 상기 컬러필터층들 사이에 빛샘을 차단하기 위한 블랙 매트릭스가 배치되어 있다. 상기 블랙 매트릭스는 R,G,B컬러필터층 간의 색 선명도를 높여주어 디스플레이되는 화상 품위를 높여주는 이점이 있다. 또한, 상기 블랙 매트릭스는, 어레이 기판(10)으로 부터 투과되는 광을 차단시키기 위하여, 크롬(Cr) 금속으로 이루어질 수 있다.
한편, 화상 품위를 높이기 위해서는 상기 컬러필터 기판(50)과 화소전극(18) 및 공통전극(8)이 형성된 어레이 기판(10) 간의 셀 갭을 일정하게 유지시키는 것이 중요한데, 상기 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(50) 사이의 셀 갭을 일정하게 유지하기 위해 이들 기판(10)(5)) 사이에 스페이서 볼(미도시)을 산포한 후 합착할 수도 있다.
이렇게 제작된 종래기술에 따른 액정표시장치는 상기 화소전극(18) 및 공통전극(8)이 형성된 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(50) 간의 셀 갭(d1)이 3.2∼3.4㎛ 정도에 해당된다.
그러나, 상기와 같은 구조를 가진 액정표시장치에서는 상기 셀 갭에 비해서 상기 화소전극(18) 및 공통전극(8)의 두께(400∼450Å)가 매우 낮으며, 이에 따라 높이에 따른 전계의 차이가 발생된다. 그러나, 상기 화소전극 및 공통전극이 형성된 부위에서는 액정이 동작하지 않는다.(도 4의 도면부호 L은 액정 미동작영역을 의미함) 이로써, 상기 액정의 미동작 영역을 많이 발생되며, 상기 영역을 통해 빛샘 발생으로 콘트라스트비(contrast ratio)가 저하되는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 셀 갭 간의 거리를 줄임으로써, 빛샘영역을 최소화하여 콘트라스트비를 향상시킬 수 있는 수평전계방식 액정표시소자를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수평전계방식 액정표시소자는 제1 및 제2기판; 상기 제 1기판 상에 배열된 복수의 게이트라인; 상기 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 데이터라인; 상기 화소 내에 수평전계를 발생시키며, 동일 레벨로 형성된 각각의 제1전극 및 제2전극; 상기 데이터라인과 상기 제 1및 제 2전극 사이에 개재되며, 상기 제1전극 및 제2전극과 대응되는 부위에는 상대적으로 돌출된 돌기부를 갖되, 상기 돌기부는 상 기 제 2기판과 상기 제 1전극 및 제 2전극 간의 셀갭을 낮추는 보호막을 포함한다.
본 발명의 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법은 기판 상에 게이트라인을 형성하는 단계; 상기 게이트라인을 가진 기판 상에 상기 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 데이터라인을 형성하는 단계; 상기 데이터라인을 가진 기판 상에 상대적으로 돌출된 돌기부를 갖는 보호막을 형성하는 단계; 상기 돌기부를 가진 기판 위에 금속막을 형성하는 단계; 상기 금속막을 선택적으로 패터닝하여 상기 돌기부 위에 잔류되어 수평전계를 발생시키는 각각의 제1전극 및 제2전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 통해 본 발명에 따른 액정표시소자에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도로써, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 단지 한 화소만을 나타내었다.
도 5에 도시된 바와 같이, 투명한 유리기판(100) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 여기서, 상기 유리기판(100)은 박막 트랜지스터 어레이기판일 수 있다.
이때, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트라인(116)에 연결된 게이트 전극(121), 상기 데이터라인(117)에 연결된 소오스전극(122) 및 화소전극라인(181)을 통해 화소전극(118)에 연결된 드레인전극(123)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트전극(121)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(미도시)을 포함한다. 이때, 상기 게이트전극(121)과 액티브패턴 사이에는 상기 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122)(123)의 절연을 위한 게이트 절연막(미도시)이 개재될 수 있다.
상기 화소영역 내에는 횡전계를 발생시키기 위해 복수개의 공통전극(108)과 화소전극(118)이 상기 데이터라인(117)과 평행한 방향으로 교대로 배치되어 있다. 이때, 상기 화소전극(118)은 제 1 콘택홀(140a)을 통해 상기 화소전극라인(28l)과 연결되어 드레인전극(123)과 전기적으로 접속하게 되며, 상기 공통전극(108)은 상기 게이트라인(116)과 평행하게 배치된 공통전극라인(81L)과 제 2 콘택홀(140b)을 통해 전기적으로 접속하게 된다.
도 6a 내지 도 6f를 참고로 하여 상술한 본 발명에 따른 액정표시소자의 어레이기판 제조방법에 대해 알아본다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 기판(100) 위에 제 1금속막을 형성한다. 이어, 상기 제 1금속막을 패터닝하여 게이트전극(121)과 게이트라인(미도시) 및 공통라인(미도시)을 형성한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(121)과 게이트라인 및 공통라인이 형성된 기판(100) 전면(全面)에 게이트 절연막(131)을 형성한다. 이어, 상기 게 이트 절연막(131)을 가진 기판 상에 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막을 차례로 형성한다. 그런 다음, 상기 비정질 실리콘 박막과 n+ 비정질 실리콘 박막을 선택적으로 패터닝하여 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브패턴(124)을 형성한다. 이때, 상기 액티브패턴(124) 위에는 상기 액티브패턴(124)과 동일한 형태로 패터닝된 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴(125)이 형성되게 된다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100) 전면에 제 2금속막을 형성한다. 이어, 상기 제 2금속막을 패터닝하여 상기 액티브패턴(124) 상부에 소오스전극(122)과 드레인전극(123)을 형성한다. 이때, 상기 액티브패턴(124) 위에 형성되어 있는 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴은 소정영역이 제거됨으로써, 상기 액티브패턴(124)과 소오스/드레인전극(22, 23) 사이를 오믹-콘택(ohmic contact)시키는 오믹-콘택층(125n)이 형성된다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 소오스전극(122)의 일부는 일 방향으로 연장되어 데이터라인(117)을 구성하게 되며, 상기 드레인전극(123)의 일부는 화소영역으로 연장되어 화소전극라인(28l)을 구성하게 된다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123)이 형성된 기판(100) 전면에 보호막(133)을 형성한다. 이때, 상기 보호막(133)은 유기보호막, 무기보호막 또는 이들의 적층막들이 이용될 수 있다. 이하에서는 보호막(133)으로 유기보호막을 형성하는 것을 예로 하여 설명한다.
이어, 상기 보호막(133)을 가진 기판 상에 제 1마스크(141)를 준비한다. 상기 제 1마스크(141)는 회절 마스크 또는 하프-톤 마스크일 수 있다. 상기 제 1마스 크(141)는 조사된 광을 모두 투과시키는 투과영역(Ⅰ)과, 슬릿패턴이 적용되어 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 슬릿영역(Ⅱ)과 조사된 광을 모두 차단하는 차단영역(Ⅲ)이 마련되어 있다. 이때, 상기 제 1마스크(141)의 투과영역(Ⅰ)은 드레인전극(123)을 노출하는 제 1콘택홀이 형성될 부위에 해당된다.
그 다음, 상기 제 1마스크(141)를 이용하여 상기 보호막(133)에 광을 조사하고, 상기 광이 조사된 보호막을 현상하여 화소전극라인(281)의 일부를 노출하는 제1콘택홀(133H)을 형성한다. 이때, 상기 제 1 콘택홀(133H) 형성과 동시에 상기 보호막의 다른 일부 영역을 제거하여 상기 공통라인의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(미도시)도 형성된다.
도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 제 1마스크를 제거한다. 이어, 상기 제 1콘택홀(133H) 가진 보호막 상에 제 2마스크(143)을 준비한다. 상기 제 2마스크(143)는 회절 마스크 또는 하프-톤 마스크일 수 있다. 상기 제 2마스크(143)는 슬릿패턴이 적용되어 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 슬릿영역(Ⅱ)과, 조사된 광을 모두 차단하는 차단영역(Ⅲ)이 마련되어 있다. 이때, 상기 제 2마스크(143)의 차단영역(Ⅲ)은 제 1콘택홀(140a)이 형성된 부위, 공통전극 및 화소전극이 형성될 부위에 해당될 수 있다.
도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 제 2마스크를 통해 상기 제 1콘택홀(133H) 가진 보호막 상에 광을 조사하고 나서, 광이 조사된 보호막을 현상하여 공통전극 및 화소전극이 형성될 부위가 상대적으로 돌출된 돌기부(133p)를 형성한다. 이때, 상기 현상 공정 시, 돌기부(133p)는 표면으로 부터 돌출된 높이에 비해 폭이 매우 좁기 때문에, 현상액이 돌기부(13P) 상부 표면에는 잔류되지 않고 돌기부(13P)들 사이의 보호막으로 흐르게 된다. 따라서, 이후의 화소전극 및 공통전극 형성 시, 상기 돌기부(133p) 상부 표면과 상기 화소전극 및 공통전극 형성을 위한 불투명한 도전금속물질막 간의 부착력이 향상될 수 있다.
이어, 상기 돌기부(133p)를 가진 기판 상에 불투명한 도전성 금속물질막을 형성한다. 한편, 상기 불투명한 도전성 금속물질막은 상기 돌기부(133p)가 표면으로부터 돌출된 높이에 비해 폭이 매우 좁기 때문에 상기 돌기부(133p)의 측면에는 형성되지 않고 상기 돌기부(133p) 상부 표면에만 형성될 수 있다. 이후, 상기 불투명한 도전성 금속물질막을 패터닝하여 상기 제 1 콘택홀(140a)을 통해 상기 화소전극라인(28l)과 전기적으로 접속하는 화소전극(118)을 형성하며, 이와 동시에 상기 제 2 콘택홀을 통해 상기 공통라인과 전기적으로 접속하는 공통전극(108)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(118) 및 공통전극(108)은 돌기부(133p) 상부 표면에만 선택적으로 형성된다. 또한, 상기 화소전극(118) 및 공통전극(108)은 상기 돌기부(133p) 상에서 동일 레벨로 배치된다. 한편, 상기 불투명한 도전성 금속물질막을 패터닝하는 공정은 습식 식각으로 진행할 수 있다.
도 7는 상술한 본 발명에 따른 방법에 의해 완성된 액정표시장치의 구조를 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(118) 및 공통전극(108)이 형성된 어레이 기판(100)과 컬러필터 기판(150)이 일정 간격으로 배치되며, 이들 양기판(100)(150) 사이에는 액정(160)이 개재된다.
상기 컬러필터 기판(150)은, 도시되지 않았지만, R,G, B 컬러필터층들과 상기 컬러필터층들 사이에 빛샘을 차단하기 위한 블랙 매트릭스가 배치되어 있다.이때, 상기 블랙 매트릭스는, 기판(100)으로 부터 투과되는 광을 차단시키기 위하여, 크롬 금속으로 이루어질 수 있다.
한편, 빛샘영역을 줄이기 위해서는 상기 컬러필터 기판(150)과 어레이 기판(100)의 화소전극(118) 및 공통전극(108) 간의 셀 갭(d2)을 줄여주는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명에서는 상기 화소전극 및 공통전극이 형성될 보호막 부위에 상대적으로 돌출된 형태의 돌기부(133p)를 형성하고, 상기 돌기부(133p)의 상부 표면에 선택적으로 상기 화소전극(118) 및 공통전극(108)을 형성한다.
이렇게 제작된 본 발명에 따른 액정표시장치는 어레이 기판(100)의 상기 화소전극(118) 및 공통전극(108)과 상기 컬러필터 기판(150) 간의 셀 갭(d2)이 기존 셀 갭(d1)과 대비하여 1/2까지 좁혀진 것을 알 수 있다.
통상적으로, 상기 화소전극(118) 및 공통전극(108) 사이에는 전위차에 의한 전계가 발생되나, 상기 전계는 컬러필터 기판(150)과 화소전극(118)들 또는 컬러필터 기판(150)과 공통전극(108)들 사이의 거리(d2)의 제곱에 반비례한다. 따라서, 본 발명에서는 어레이 기판(100)의 화소전극(118) 및 공통전극(108)과 컬러필터 기판(150) 간의 셀 갭(d2)을 기존 셀 갭(d1)보다 작게 하여 상기 컬러필터 기판(150)과 화소전극(118) 및 공통전극(108)들 거리를 대폭 줄였다. 이에 따라, 본 발명에서는 전계의 높이에 대한 차이를 최소화함으로써, 빛샘 문제를 해결할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 화소전극 및 공통전극과 대응되는 부위에 상대적으로 돌출된 돌기부를 갖는 보호막을 형성한다. 상기 돌출부 위에는 화소전극 및 공통전극이 배치될 수 있다. 따라서, 상기 돌기부에 의해 컬러필터 기판과 상기 화소전극 및 공통전극 간의 셀 갭을 낮출 수 있다. 이로써, 본 발명에서는 전계의 높이에 대한 차이를 최소화함으로써, 빛샘 문제가 해결되는 이점이 있다.

Claims (11)

  1. 제1 및 제2기판;
    상기 제 1기판 상에 배열된 복수의 게이트라인;
    상기 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 데이터라인;
    상기 화소 내에 수평전계를 발생시키며, 동일 레벨로 형성된 각각의 제1전극 및 제2전극;
    상기 데이터라인과 상기 제 1및 제 2전극 사이에 개재되며, 상기 제1전극 및 제2전극과 대응되는 부위에는 상대적으로 돌출된 돌기부를 갖되, 상기 돌기부는 상기 제 2기판과 상기 제 1전극 및 상기 제 2기판과 제 2전극 간의 셀갭을 낮추는 보호막을 포함하는 수평전계방식 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1전극은 공통전극이고, 상기 제2전극은 화소전극인 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1전극 및 제 2전극은 불투명전극인 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 보호막은 유기보호막인 것을 특징으로 하는 수평전계 방식 액정표시소자.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 보호막은 무기보호막인 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 보호막은 유기보호막과 무기보호막이 적층된 구조를 가진 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제2기판은,
    블랙매트릭스; 및
    상기 블랙매트릭스 상에 형성된 컬러필터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
  8. 기판 상에 게이트라인을 형성하는 단계;
    상기 게이트라인을 가진 기판 상에 상기 게이트라인과 수직방향으로 배열되어 복수의 화소를 정의하는 데이터라인을 형성하는 단계;
    상기 데이터라인을 가진 기판 상에 상대적으로 돌출된 돌기부를 갖는 보호막을 형성하는 단계;
    상기 돌기부를 가진 기판 위에 금속막을 형성하는 단계;
    상기 금속막을 선택적으로 패터닝하여 상기 돌기부 위에 잔류되어 수평전계 를 발생시키는 각각의 제1전극 및 제2전극을 형성하는 단계를 포함한 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제1전극은 공통전극이고, 상기 제2전극은 화소전극인 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 금속막은 불투명금속막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 금속막을 선택적으로 패터닝하는 단계는 습식 식각으로 진행하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법.
KR1020060139144A 2006-12-29 2006-12-29 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법 KR20080062945A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060139144A KR20080062945A (ko) 2006-12-29 2006-12-29 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060139144A KR20080062945A (ko) 2006-12-29 2006-12-29 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080062945A true KR20080062945A (ko) 2008-07-03

Family

ID=39815008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060139144A KR20080062945A (ko) 2006-12-29 2006-12-29 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080062945A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130131701A (ko) * 2012-05-24 2013-12-04 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 어레이 기판 및 그 제조방법
US9595542B2 (en) 2013-08-30 2017-03-14 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130131701A (ko) * 2012-05-24 2013-12-04 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 어레이 기판 및 그 제조방법
US9595542B2 (en) 2013-08-30 2017-03-14 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100422567B1 (ko) 액정표시장치
KR101905757B1 (ko) 에프에프에스 방식 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법
JP5571759B2 (ja) 液晶表示素子及びその製造方法
KR101320494B1 (ko) 수평전계방식 액정표시장치 및 그 제조방법
TW201426100A (zh) 液晶顯示裝置及其製造方法
KR101246570B1 (ko) 액정표시장치의 제조방법
KR20140098401A (ko) 컬러필터를 가지는 박막트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
KR20120032375A (ko) 액정표시장치 및 액정표시장치용 컬러필터기판의 제조방법
KR101631620B1 (ko) 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법
KR102122538B1 (ko) 액정표시장치
US20060146219A1 (en) Liquid crystal display device and method for fabricating the same
KR101356171B1 (ko) 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20060097924A (ko) 액정표시패널 및 그 제조방법
KR101350260B1 (ko) 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조방법
JPH1184386A (ja) アクティブマトリクス型液晶表示装置
KR20120133130A (ko) 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20080062945A (ko) 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법
KR101234214B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR20070035145A (ko) 액정 표시 장치용 컬러필터 기판 및 그 제조방법
KR101024642B1 (ko) 액정표시패널 및 그 제조방법
KR101369258B1 (ko) 횡전계방식 액정표시장치의 제조방법
KR20090053609A (ko) 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101697587B1 (ko) 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101004546B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100566818B1 (ko) 모 기판 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application