KR20120072817A - 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향된 하부 기판과 상부 기판; 상기 하부 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 서로 수직하게 배열된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 포함한 상기 하부 기판 전면에 형성된 보호막; 상기 보호막 상에 교대로 형성되어 횡전계를 발생시키는 화소 전극과 공통 전극; 및 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 상기 화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 투명 금속층과 불투명 금속층이 차례로 적층된 이중 금속층 구조이며, 나머지 하나는 투명 금속층으로만 이루어진 단일 금속층 구조이다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 액정 표시 장치가 가장 많이 사용된다. 액정 표시 장치는 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 상부 및 하부 기판 사이에 액정을 채운 구조이다. 액정 분자는 구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 가지고 있어서, 액정층에 전계를 가하면 액정 분자의 배열 방향을 조절할 수 있다. 액정 표시 장치에 전계를 가하면, 액정층에 인가되는 전기장에 의해 액정 분자가 움직이며 광투과율이 달라져 화상이나 문자가 표현된다. 이러한 액정 표시 장치는 화질이 우수하며, 가볍고, 소비 전력이 낮아 차세대 첨단 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
한편, 액정 표시 장치에서 가장 많이 사용되는 대표적인 구동 모드(Mode)는, 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 TN 모드(Twisted Nematic Mode)와, 한 기판상에 두개의 전극을 형성하여 액정의 방향자가 배향막의 나란한 평면에서 꼬이게 하는 횡전계 모드(In-Plane Switching Mode) 등이 있다.
도 1a은 일반적인 횡전계 모드 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도이며, 도 1b는 도 1a의 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격을 늘린 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도로 하부 기판, 게이트 절연막, 보호막, 화소 전극 및 공통 전극만 도시하였다.
도 1a과 같이, 게이트 전극(미도시)을 포함한 하부 기판(100) 전면에, 게이트 절연막(104)이 형성되고, 액티브층(미도시) 및 소스 전극, 드레인 전극(미도시)을 구비한 박막 트랜지스터가 게이트 절연막(104) 상에 형성되며, 박막 트랜지스터를 포함한 상기 게이트 절연막(104) 상에 보호막(115)이 형성되며, 보호막(115) 상에 불투명 금속으로 화소 전극(116)과 공통 전극(111)이 약 9㎛ 내지 12㎛ 정도 이격되어 서로 교번하도록 형성되어 있다.
상기와 같은 일반적인 횡전계 모드 액정 표시 장치는, 화소 전극(116)과 공통 전극(111)이 불투명 금속으로 형성된다. 따라서, 백라이트(미도시)에서 입사되는 광을 화소 전극(116)과 공통 전극(111)이 차폐하여, 화소 전극(116)과 공통 전극(111)의 면적만큼 광 투과율이 저하된다.
이를 방지하기 위해 도 1b와 같이, 화소 전극(116)과 공통 전극(111) 사이의 간격을 늘리면 화소 전극(116)과 공통 전극(111) 사이에 횡전계를 발생시키기 위해 더 많은 전압을 인가하여야 한다. 구체적으로 화소 전극(116)과 공통 전극(111) 사이의 간격이 약 9㎛ 내지 12㎛일 때는 18V 구동 회로를 사용하나, 화소 전극(116)과 공통 전극(111) 사이의 간격이 약 15㎛ 내지 20㎛일 때는 25V 내지 27V 고전압 구동 회로를 사용해야 한다. 따라서, 많은 열이 발생하고 액정의 열화 및 다른 부품들의 신뢰성이 저하된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 투명 금속층과 불투명 금속층이 차례로 적층된 이중 금속층 구조로 형성하며 나머지 하나는 투명 금속층으로만 이루어진 단일 금속층 구조로 형성하여 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는, 서로 대향된 하부 기판과 상부 기판; 상기 하부 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 서로 수직하게 배열된 게이트 라인 및 데이터 라인; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 포함한 상기 하부 기판 전면에 형성된 보호막; 상기 보호막 상에 교대로 배치되어 횡전계를 발생시키는 화소 전극과 공통 전극; 및 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 상기 화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 투명 금속층과 불투명 금속층이 차례로 적층된 이중 금속층 구조이며, 나머지 하나는 투명 금속층으로만 이루어진 단일 금속층 구조이다.
또한, 동일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은, 하부 기판과 상부 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 기판 상에 서로 수직하게 배열되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인과 데이터 라인을 형성하는 단계; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 포함한 상기 하부 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계; 상기 보호막 상에 교대로 배치되어 횡전계를 발생시키는 화소 전극과 공통 전극을 형성하는 단계; 및 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 투명 금속층과 불투명 금속층이 차례로 적층된 이중 금속층 구조로 형성하며 나머지 하나는 투명 금속층으로만 이루어진 단일 금속층 구조로 형성한다.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격을 늘리지 않고도 개구율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 하프 톤 마스크를 이용하여 추가적인 마스크를 사용하지 않고도 이중 금속층 구조의 전극을 형성할 수 있다.
셋째, 하부 기판 상에 컬러 필터를 형성하므로, 하부 기판과 상부 기판의 합착 마진을 고려하지 않아도 된다.
도 1a은 일반적인 횡전계 모드 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도.
도 1b는 도 1a의 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격을 늘린 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도.
도 2a는 본 발명의 액정 표시 장치의 평면도.
도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ' 선의 단면도.
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치와 일반적인 액정 표시 장치의 구동 전압을 비교한 그래프.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 액정 표시 장치와 일반적인 액정 표시 장치의 응답 속도를 비교한 그래프와 표.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도.
도 6a 내지 도 6f는 하프톤 마스크를 이용하여 도 5b의 화소 전극과 공통 전극을 형성하는 공정 단면도.
도 1b는 도 1a의 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격을 늘린 박막 트랜지스터 어레이 기판의 단면도.
도 2a는 본 발명의 액정 표시 장치의 평면도.
도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ' 선의 단면도.
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치와 일반적인 액정 표시 장치의 구동 전압을 비교한 그래프.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 액정 표시 장치와 일반적인 액정 표시 장치의 응답 속도를 비교한 그래프와 표.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도.
도 6a 내지 도 6f는 하프톤 마스크를 이용하여 도 5b의 화소 전극과 공통 전극을 형성하는 공정 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 액정 표시 장치는, 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 하부 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 COT(Color filter On TFT) 구조이다. 일반적인 액정 표시 장치는 상부 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 TOC(TFT On Color filter)구조이다.
TOC 구조의 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터가 형성된 하부 기판과 컬러 필터가 형성된 상부 기판을 합착할 때 합착 오차가 발생할 수 있으므로, 합착 마진을 두고 설계하므로 그 만큼 개구율이 저하될 수 있다. 그러나, COT 구조의 액정 표시 장치는 합착 마진을 고려할 필요가 없으므로 TOC 구조에 비해 개구율을 향상시킬 수 있다. 한편, 본 발명은 COT 구조에 한정되지 아니하며, TOC 구조의 액정 표시 장치 에도 동일하게 적용할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 액정 표시 장치의 평면도이며, 더 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ' 선의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향된 하부 기판(200)과 상부 기판(250) 및 하부 기판(200)과 상부 기판(250) 사이의 액정층(240)으로 이루어진다.
하부 기판(200) 상에는 종횡으로 배열되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(202L)과 데이터 라인(208L), 게이트 라인(202L)과 데이터 라인(208L)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터, 게이트 라인(202L), 데이터 라인(208L) 및 박막 트랜지스터를 포함한 하부 기판(200) 전면에 형성된 보호막(215), 보호막(215) 상에 교대로 형성되어 횡전계를 발생시키는 화소 전극(216)과 공통 전극(111)이 형성된다. 공통 라인(211L)은 화소 영역 내에 게이트 라인(202L)과 평행한 방향으로 형성된다.
게이트 라인(202L)과 데이터 라인(208L)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 몰리텅스텐 등을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 물질로 이루어진다.
게이트 라인(202L)과 데이터 라인(208L)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터는 게이트 라인(202L)의 일측에서 돌출 형성된 게이트 전극(202), 게이트 라인(202L) 및 게이트 전극(202)을 포함한 기판 전면에 형성되는 게이트 절연막(204), 게이트 전극(202) 상측의 게이트 절연막(204)에 형성되는 반도체층(206b) 및 오믹콘택층(206a)으로 구성된 액티브층(206), 데이터 라인(208L)과 연결된 소스 전극(208) 및 소스 전극(208)에 대향되는 드레인 전극(210)을 포함한다. 소스 전극(208)과 드레인 전극(210) 사이의 이격 구간에 대응되는 영역에는 오믹콘택층(206a)을 제거하여 채널 영역이 정의된다.
소스 전극(208)과 드레인 전극(210)은 몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)으로 형성되며, 이는 몰리브덴-티타늄 합금 또는 몰리브덴-티타늄의 이중층을 포함한다. 소스 전극(208)은 데이터 라인(208L)과 연결되고, 박막 트랜지스터를 포함한 게이트 절연막(204) 상에 보호막(215)이 형성된다. 보호막(215) 상에 적, 녹, 청색 컬러 필터(220a, 220b, 미도시)가 형성되며, 적, 녹, 청색 컬러 필터(220a, 220b, 미도시) 상에 평탄막(230)이 형성된다.
화소 영역(미도시)에는 보호막(215), 적, 녹, 청색 컬러 필터(220a, 220b, 미도시) 및 평탄막(230)을 선택적으로 제거하여 형성된 제 1 콘택홀(214H)을 통해 드레인 전극(210)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(216)이 형성된다. 화소 전극(216)은 공통 전극(211)과 교대로 배치되어 횡전계를 발생시킨다.
공통 전극(211)과 공통 라인(211L)은 같은 층에 형성되지 않으므로 보호막(215), 적, 녹, 청색 컬러 필터(220a, 220b, 미도시) 및 평탄막(230)을 선택적으로 제거하여 형성된 제 2 콘택홀(234H)을 통해 공통 전극(211)과 공통 라인(211L)은 전기적으로 연결된다.
그런데, 상술한 바와 같이 일반적인 액정 표시 장치는 화소 전극(216)과 공통 전극(211)이 불투명 금속으로 형성되므로 백라이트(미도시)에서 입사되는 광을 화소 전극(216)과 공통 전극(211)이 차폐하여, 화소 전극(216)과 공통 전극(211)의 면적만큼 광 투과율이 저하된다. 따라서, 일반적인 액정 표시 장치는 화소 전극(216)과 공통 전극(211) 사이의 간격을 늘려 개구율을 향상시키는데, 화소 전극(216)과 공통 전극(211) 사이의 간격을 늘릴수록 횡전계를 발생시키기 위해 더 많은 전압을 인가하여야 한다.
이를 방지하기 위해 본 발명의 액정 표시 장치는, 단일층의 투명 금속 물질로 화소 전극(216)을 형성하고, 투명 금속 물질로 형성된 제 1 금속층(211a)과 블투명 금속 물질로 형성된 제 2 금속층(211b)으로 이루어진 이중 금속층 구조를 갖는 공통 전극(211)을 형성한다.
제 1 금속층(211a)의 두께는 50Å 내지 200Å이며, 제 2 금속층(211b)의 두께는 100Å 내지 200Å이다. 제 1 금속층(211a)과 제 2 금속층(211b)의 두께는 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 변경 가능하다. 투명 금속 물질은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등과 같은 물질이며, 불투명 금속 물질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 몰리브덴-티타늄 합금 등과 같은 물질이다.
즉, 본 발명의 액정 표시 장치는 투명 금속 물질로 이루어진 화소 전극(216)을 통해 빛이 투과되므로 화소 전극(216)과 공통 전극(211) 사이의 간격을 20㎛까지 늘리지 않고 간격이 9㎛ 내지 12㎛ 정도가 되도록 화소 전극(216)과 공통 전극(211)을 형성하여도 개구율이 향상된다. 또한, 불투명 금속 물질로 형성된 제 2 금속층(221b)으로 인해 블랙 휘도가 개선되어 화질이 향상된다.
도면에서는 공통 전극(211)이 이중 금속층 구조를 갖는 것을 도시하였으나, 화소 전극(216)이 이중 금속층 구조로 형성되고 공통 전극(211)이 투명 금속 물질로만 이루어질 수도 있다.
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치와 일반적인 액정 표시 장치의 구동 전압을 비교한 그래프이며, 도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 액정 표시 장치와 일반적인 액정 표시 장치의 응답 속도를 비교한 그래프와 표이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격이 10㎛일 때 최대 구동 전압이 약 7V이지만, 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격이 20㎛인 일반적인 액정 표시 장치의 최대 구동 전압은 약 11이다. 또한, 7V 전압을 인가하였을 때, 본 발명의 액정 표시 장치는 일반적인 액정 표시 장치에 비해 투과율이 약 124% 향상되었다.
그리고, 도 4와 같이, 투명한 금속 물질로 단일층의 화소 전극 또는 공통 전극을 형성하여 개구율을 향상시킬 수 있는 본 발명의 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격이 10㎛일 때 액정의 응답 속도는 약 26.8msec이다. 그러나, 개구율을 향상시키기 위해 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격이 20㎛정도가 되도록 화소 전극과 공통 전극을 형성한 일반적인 액정 표시 장치의 액정의 응답 속도는 28.7msec이다.
즉, 본 발명의 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 사이의 거리가 가까워 일반적인 액정 표시 장치에 비해 응답 속도와 개구율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이며, 도 6a 내지 도 6f는 하프톤 마스크를 이용하여 도 5b의 화소 전극과 공통 전극을 형성하는 공정 단면도이다.
먼저, 도 5a와 같이, 하부 기판(200)상에, 게이트 라인(미도시)과, 게이트 라인(미도시)의 일측에서 돌출 형성되도록 게이트 전극(202)을 형성한다. 이 때, 게이트 라인(미도시)과 일정간격 이격되며 게이트 라인(미도시)과 동일한 방향으로 공통 라인(미도시)이 형성된다.
이어, 게이트 라인(미도시), 게이트 전극(202) 및 공통 라인(미도시)을 포함한 하부 기판(200) 전면에 게이트 절연막(204)을 형성한다. 게이트 절연막(204) 상에 반도체층(206b)과 오믹콘택층(206a)을 형성하고, 이를 선택적으로 제거하여 상기 게이트 전극(202) 상측의 게이트 절연막(204) 상에 액티브층(206)을 형성한다.
게이트 라인(미도시)에 수직한 방향으로 화소 영역을 정의하는 데이터 라인(미도시)을 형성하고, 이와 동시에 액티브층(206) 상에 소정 간격 이격된 소스 전극(208)과 드레인 전극(210)을 형성한다. 소스 전극(208)과 드레인 전극(210) 사이의 상기 오믹콘택층(206a)을 식각하여 채널 영역을 정의한다.
소스, 드레인 전극(208, 210)을 포함한 게이트 절연막(204) 상에는 추후 공정에서 형성될 컬러 필터에 의한 박막 트랜지스터의 채널 영역을 보호하기 위해 보호막(215)을 형성한다. 이어, 적, 녹, 청색 레지스트를 증착하고 이를 패터닝하여, 적, 녹, 청색 컬러 필터(220a, 220b, 미도시)를 형성한다.
적, 녹, 청색 컬러 필터(220a, 220b, 미도시)를 포함한 보호막(215) 상에 평탄막(230)을 형성하고, 드레인 전극(210)이 소정 부분 노출되도록 보호막(215), 적, 녹, 청색 컬러 필터(220a, 220b, 미도시) 및 평탄막(230)을 선택적으로 제거하여 제 1 콘택홀(214H)을 형성한다. 이어 제 1 콘택홀(214H)을 포함한 평탄막(230) 전면에 제 1 금속물질(216a)과 제 2 금속물질(224a)을 차례로 증착한 후, 이를 패터닝하여 화소 전극(216)과 공통 전극(211)을 형성한다.
이하, 화소 전극(216)과 공통 전극(211)을 형성하는 공정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 6a와 같이, 평탄막(230) 상에 투명 금속 물질(216a)과 불투명 금속 물질(224a)을 차례로 적층한다. 이어, 불투명 금속 물질(224a) 상에 포토 레지스트(228)를 도포한다. 이어, 포토 레지스트(228) 상부에 차광 영역(a), 투과 영역(b), 그리고, 하프톤 영역(c)을 갖는 하프 톤 마스크를 위치시킨다.
여기서, 차광 영역(a)은 공통 전극을 형성할 영역에 대응시키고, 하프 톤 영역(c)은 화소 전극을 형성할 영역에 대응시킨다. 그리고, 투과 영역(b)은 차광 영역(a) 및 하프 톤 영역(c)에 대응되지 않는 부분에 위치시켜 정렬한다.
하프 톤 마스크를 이용하여 포토 레지스트(228)를 노광 및 현상하면, 도 6b와 같이, 하프톤 영역(c)에 대응되는 부분의 제 1 포토 레지스트 패턴(228a)은 차광 영역(a)에 비해 일부분만 남아있다. 이 때, 포토 레지스트(228)는 포지티브(Positive) 감광성을 가진 예를 들어 설명하였으며, 만일 포토 레지스트(228)가 네거티브(Negative) 감광성을 갖는다면, 하프 톤 마스크의 투과 영역과 차광 영역을 도 6a의 하프 톤 마스크와 반전시켜 설계하면, 도시된 바와 동일한 패터닝 효과를 얻을 수 있다.
이어, 제 1 포토 레지스트 패턴(228a)을 이용하여, 투명 금속 물질(216a)과 불투명 금속 물질(224a)을 도 6c와 같이 선택적으로 식각한다. 이로써, 제 1 금속층(211a)과 제 2 금속층(211b)이 차례로 적층된 이중 금속층 구조의 공통 전극(211)이 형성된다.
하프톤 영역(c)에 대응되는 부분에는 투명 금속 물질 패턴(216b)과 불투명 금속 물질 패턴(224b)이 차례로 적층되어 있으며, 산소 플라즈마 등을 이용한 에싱(Ashing) 공정으로, 하프톤 영역(c)에 대응되는 제 1 포토 레지스트 패턴(228a)을 제거하면, 도 6d와 같이, 제 2 포토 레지스트 패턴(228b)이 형성된다. 제 2 포토 레지스트 패턴(228b)은 차광 영역(a)에 대응되는 부분에만 남게 되며 도 6c의 제 1 포토 레지스트 패턴(228a)에 비하여, 도 6d의 차광 영역(a)에 대응되는 제 2 포토 레지스트 패턴(228b)의 두께가 얇아진다.
이어, 제 2 포토 레지스트 패턴(228b)을 마스크로 이용하여 노출된 불투명 금속 물질 패턴(224b)을 식각하면 도 6e과 같이, 하프톤 영역(c)에 화소 전극(216)이 형성되며, 도 6f와 같이, 제 2 포토 레지스트 패턴(228b)을 제거한다.
이어, 도 5b와 같이, 빛의 누설을 방지하는 블랙 매트릭스(미도시)가 형성된 상부 기판(230)과 하부 기판(200)을 대향 합착하고, 상부 기판(230)과 하부 기판(200) 사이에 액정을 주입하여 액정층(240)을 형성한다. 이 때, 블랙 매트릭스(미도시)는 하부 기판(200)에 형성될 수도 있다.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 화소 전극(216)과 공통 전극(211) 사이의 간격을 늘리지 않고도 개구율을 향상시킬 수 있으며, 응답 속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
200: 하부 기판 202: 게이트 전극
202L: 게이트 라인 204: 게이트 절연막
206: 액티브층 206a: 오믹콘택층
206b: 반도체층 208: 소스 전극
208L: 데이터 라인 210: 드레인 전극
211: 공통 전극 211a: 제 1 금속층
211b: 제 2 금속층 211L: 공통 라인
214H: 제 1 콘택홀 215: 보호막
216: 화소 전극 216a: 투명 금속 물질
216b: 투명 금속 물질 패턴 220a: 적색 컬러 필터
220b: 녹색 컬러 필터 224a: 불투명 금속 물질
224b: 불투명 금속 물질 패턴 228: 포토 레지스트
228a: 제 1 포토 레지스트 패턴 228b: 제 2 포토 레지스트 패턴
230: 평탄막 234H: 제 2 콘택홀
240: 액정층 250: 상부 기판
202L: 게이트 라인 204: 게이트 절연막
206: 액티브층 206a: 오믹콘택층
206b: 반도체층 208: 소스 전극
208L: 데이터 라인 210: 드레인 전극
211: 공통 전극 211a: 제 1 금속층
211b: 제 2 금속층 211L: 공통 라인
214H: 제 1 콘택홀 215: 보호막
216: 화소 전극 216a: 투명 금속 물질
216b: 투명 금속 물질 패턴 220a: 적색 컬러 필터
220b: 녹색 컬러 필터 224a: 불투명 금속 물질
224b: 불투명 금속 물질 패턴 228: 포토 레지스트
228a: 제 1 포토 레지스트 패턴 228b: 제 2 포토 레지스트 패턴
230: 평탄막 234H: 제 2 콘택홀
240: 액정층 250: 상부 기판
Claims (9)
- 서로 대향된 하부 기판과 상부 기판;
상기 하부 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 서로 수직하게 배열된 게이트 라인 및 데이터 라인;
상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터;
상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 포함한 상기 하부 기판 전면에 형성된 보호막;
상기 보호막 상에 교대로 배치되어 횡전계를 발생시키는 화소 전극과 공통 전극; 및
상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며,
상기 화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 투명 금속층과 불투명 금속층이 차례로 적층된 이중 금속층 구조이며, 나머지 하나는 투명 금속층으로만 이루어진 단일 금속층 구조인 액정 표시 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격은 9㎛ 내지 12㎛인 액정 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 투명 금속층은 ITO, IZO 또는 ITZO 중 선택된 물질로 형성된 액정 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 불투명 금속층은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 또는 몰리브덴-티타늄 합금 중 선택된 물질로 형성된 액정 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하부 기판 상에 형성된 컬러 필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
- 하부 기판과 상부 기판을 준비하는 단계;
상기 하부 기판 상에 서로 수직하게 배열되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인과 데이터 라인을 형성하는 단계;
상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 포함한 상기 하부 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계;
상기 보호막 상에 교대로 배치되어 횡전계를 발생시키는 화소 전극과 공통 전극을 형성하는 단계; 및
상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 투명 금속층과 불투명 금속층이 차례로 적층된 이중 금속층 구조로 형성하며 나머지 하나는 투명 금속층으로만 이루어진 단일 금속층 구조로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법. - 제 6 항에 있어서, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이의 간격은 9㎛ 내지 12㎛인 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 형성하는 단계는 하프 톤 마스크를 이용하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 하부 기판 상에 컬러 필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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| KR20140089176A (ko) * | 2013-01-04 | 2014-07-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 보더리스형 액정 표시장치 및 그 제조 방법 |
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