KR20160084544A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20160084544A
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박제형
박은길
양승호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 박막 트랜지스터 및 이에 연결되어 있는 화소 전극을 포함하는 하부 표시판; 상기 하부 패널에 대향하는 상부 표시판; 및 상기 하부 표시판과 상기 상부 표시판 사이에 위치하는 액정층;을 포함한다. 상기 하부 표시판은, 데이터선; 상기 데이터선의 적어도 일부를 덮으며, 상기 데이터선 위에서 중첩하는 제1 색필터 및 제2 색필터; 및 상기 제1 및 제2 색필터 위에 상기 데이터선과 동일한 방향으로 뻗어 있으며, 상기 데이터선과 중첩하는 불투명한 차폐 전극;을 더 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중 하나로서, 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판(display substrate)과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에는 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축이 표시 패널에 대하여 수직을 이루도록 배열되는 수직 배향 방식(vertically aligned mode)이 있다. 수직 배향 방식의 액정 표시 장치에서는, 하부 표시판에 화소 전극을 형성하고 상부 표시판에 공통 전극을 형성하여 액정층에 전기장을 생성하고, 전기장의 세기에 따라 액정 분자가 기울어지는 정도가 결정된다. 측면 시인성을 정면 시인성에 가깝게 하기 위하여, 하나의 화소를 두 개의 부화소로 나누고 두 부화소의 전압을 다르게 함으로써 투과율을 다르게 하는 방법이 제시되고 있다.
한편, 액정 표시 장치는 화소 전극 사이에서 빛이 새거나 반사되는 것을 막고 명암비(contrast ratio)를 높여 주기 위해 차광 부재를 포함한다. 차광 부재는 보통 패널의 전체 면에 걸쳐 매트릭스 형태로 형성되므로 블랙 매트릭스라고도 하며, 광차폐 재료로 형성된다.
본 발명의 목적은 명암비를 증가시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 박막 트랜지스터 및 이에 연결되어 있는 화소 전극을 포함하는 하부 표시판; 상기 하부 표시판에 대향하는 상부 표시판; 및 상기 하부 표시판과 상기 상부 표시판 사이에 위치하는 액정층;을 포함한다. 상기 하부 표시판은, 데이터선; 상기 데이터선의 적어도 일부를 덮으며, 상기 데이터선 위에서 중첩하는 제1 색필터 및 제2 색필터; 및 상기 제1 및 제2 색필터 위에 상기 데이터선과 동일한 방향으로 뻗어 있으며, 상기 데이터선과 중첩하는 불투명한 차폐 전극;을 더 포함한다.
상기 차폐 전극은 인듐을 포함하는 도전성 산화물로 형성되고, 상기 차폐 전극의 표면에 인듐이 석출되어 있을 수 있다.
상기 도전성 산화물은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)일 수 있다.
상기 차폐 전극의 폭은 상기 차폐 전극과 중첩하는 상기 데이터선의 폭보다 넓을 수 있다.
상기 화소 전극은 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 제1 부영역 및 제2 부영역을 포함하고, 상기 하부 표시판은 상기 제1 부영역 위에 위치하고 상기 제2 부영역 및 상기 제2 부화소 전극 아래에 위치하는 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 차폐 전극은 상기 제1 부영역과 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 제1 부영역과 상기 제2 부영역은 상기 절연막에 형성된 접촉 구멍을 통해 서로 연결되어 있을 수 있다.
상기 하부 표시판은 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 상기 데이터선과 직교하는 방향으로만 뻗어 있을 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 차광 부재 위에 위치하며 상기 차광 부재와 동일한 물질로 형성되어 있는 컬럼 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 표시판은 상기 화소 전극과 전기장을 생성하는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 차폐 전극과 상기 공통 전극에 동일한 전압이 인가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 제조하는 방법은, 기판 위에 데이터선을 형성하는 단계; 상기 데이터선과 중첩하는 영역에서 서로 중첩하는 제1 색필터 및 제2 색필터를 형성하는 단계; 상기 색필터 위로 화소 전극 및 차광 전극의 전구체를 형성하는 단계; 및 상기 차광 전극의 전구체를 플라스마 처리하여 불투명한 차광 전극을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 화소 전극 및 상기 차광 전극의 전구체는 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)로 형성될 수 있다.
상기 불투명한 차광 전극을 형성하는 단계는 상기 차광 전극의 전구체 내 물질을 상기 차광 전극의 전구체 표면에 석출시켜 헤이즈를 발생시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 석출되는 물질은 인듐일 수 있다.
상기 화소 전극은 두 개의 층으로 형성될 수 있고, 상기 차광 전극의 전구체는 상기 두 개의 층 중 하부 층과 함께 형성될 수 있다.
상기 플라스마 처리는 수소를 포함하는 환원 분위기에서 수행될 수 있다.
상기 환원 분위기는 N2 및 H2를 포함할 수 있고, N2:H2 비가 약 1:3일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 화소 전극 사이의 데이터선과 중첩하는 영역에, 차광 부재 대신, 공통 전극과 동일한 전압이 인가되는 불투명한 차폐 전극을 형성함으로써, 액정 분자의 수직 배향에 의한 블랙을 표시하여 빛샘을 최소화할 수 있다. 색필터가 중첩하여 단차가 있는 영역에서는 차폐 전극 또한 단차가 있으므로, 이로 인해 액정 분자가 완전히 수직 배향되어 있지 않아 빛샘이 발생할 수 있다. 하지만, 차폐 전극이 불투명하므로 그러한 빛샘을 방지하거나 최소화하여 명암비를 개선할 수 있다. 이러한 차폐 전극은 투명 도전성 산화물 층으로부터 화소 전극과 함께 패터닝될 수 있고, 차폐 전극만이 플라스마 처리되어 불투명해질 수 있다. 따라서 불투명한 차폐 전극의 형성을 위한 추가 마스크를 요하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 액정 표시 장치의 제1 부화소 전극의 제1 부분의 배치도이다.
도 4는 도 1의 액정 표시 장치의 제1 부화소 전극의 제2 부분과 제2 부화소 전극의 배치도이다.
도 5는 도 1의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1의 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 도 1의 액정 표시 장치를 VII-VII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8은 도 1의 액정 표시 장치를 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9, 도 10, 도 11, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 전극을 형성하는 방법을 나타내는 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.　 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.　 도 3은 도 1의 액정 표시 장치의 제1 부화소 전극의 배치도이다.　 도 4는 도 1의 액정 표시 장치의 제1 부화소 전극의 일부와 제2 부화소 전극의 배치도이다.　 도 5는 도 1의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.　 도 6은 도 1의 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.　 도 7은 도 1의 액정 표시 장치를 VII-VII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 8은 도 1의 액정 표시 장치를 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하고 합착되어 있는 하부 표시판(lower display substrate)(100)과 상부 표시판(display substrate)(200), 그리고 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 형성되어 있는 액정층(3)을 포함하는 표시 패널을 포함한다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등의 절연체로 만들어진 하부 기판(110) 위에 게이트선(121), 기준 전압선(131), 그리고 제1 유지 전극선(135)이 형성되어 있다.　 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압을 포함하는 게이트 신호를 전달한다.
게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(미도시)을 포함한다.
기준 전압선(131)은 게이트선(121)과 평행하게 뻗을 수 있으며, 확장부(136)를 가지며, 확장부(136)는 제3 드레인 전극(175c)과 연결되어 있다. 기준 전압선(131)은 화소 영역을 둘러싸는 제1 유지 전극선(135)을 포함한다.
게이트선(121), 기준 전압선(131), 그리고 제1 유지 전극선(135) 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어질 수 있는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 제3 반도체(154c) 및 선형 반도체(154)가 형성되어 있다.
제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 163b, 163c, 165a, 165b, 165b)가 형성되어 고, 선형 반도체(154) 위에도 저항성 접촉 부재(164)가 형성되어 있다.　 반도체(154a, 154b, 154c, 154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 163c, 165a, 165b, 165b, 164) 위에는 제1 소스 전극(173a), 제2 소스 전극(173b) 제3 소스 전극(173c), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 데이터선(171)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다. 제2 드레인 전극(175b)은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있다. 데이터선(171)은 가로 방향으로 인접하는 화소 전극(191) 사이에서 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 화소 전극(191)에 인가되는 데이터 전압을 전달한다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 박막 트랜지스터인 제1 스위칭 소자(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분에 형성된다.　 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 제2 스위칭 소자(Qb)를 형성하며, 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분에 형성된다. 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 제3 스위칭 소자(Qc)를 형성하며, 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분에 형성된다.
데이터 도전체 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 제1 보호막(passivation layer)(180a)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)에 의에 화소는 적색, 녹색 및 청색 같은 기본 색 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 도 8을 참고하면, 인접하는 화소에는 서로 다른 색상의 제1 및 제2 색필터(230a, 230b)가 형성될 수 있고, 예컨대 제1 색필터(230a)는 청색, 녹색 및 적색 중 어느 하나의 색상의 색필터이고 제2 색필터(230b)는 청색, 녹색 및 적색의 색필터 중 제1 색필터(230a)의 색상과 다른 색상의 색필터일 수 있다. 이러한 제1 및 제2 색필터(230a, 230b)는 데이터선(171)을 따라 중첩한다. 그 결과 데이터선(171) 위로는 제1 및 제2 색필터(230a, 230b)가 평탄하지 않고 주변보다 볼록하게 약간 솟아 올라있을 수 있다.
색필터(230) 위에는 덮개막(capping layer)(80)이 위치한다.　 덮개막(80)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
덮개막(80) 위에는 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)(first sub region)과 차폐 전극(95)이 형성되어 있다.
도 3을 참고하면, 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)은 화소 영역의 중앙부에 위치하는 가로 연결부, 그리고 가로 연결부 주위에 위치하여 가로 연결부를 둘러싸는 네 개의 평행사변형을 포함하는 평면 형태를 가진다.　 가로 연결부의 중앙 부분에는 확장부(193)가 위치한다.　 또한, 화소 영역의 세로 중앙 부분을 따라 위와 아래로 뻗어 있는 돌출부를 가진다.　 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)은 화소 영역의 일부분에 위치한다.
도 8을 참고하면, 차폐 전극(95)은 가로 방향으로 인접하는 화소 전극(191) 사이에 위치하는 데이터선(171)을 따라 데이터선(171)과 중첩하여 형성되어 있다. 데이터선(171)에 의한 빛 반사를 막기 위해, 차폐 전극(95)은 데이터선(171)을 덮도록 형성될 수 있고, 따라서 차폐 전극(95)의 폭은 데이터선(171)의 폭보다 넓을 수 있다. 차폐 전극(95)에는 공통 전극(270)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가된다. 따라서 차폐 전극(95)과 공통 전극(270) 사이에는 전기장이 발생하지 않으므로 이들 사이에 있는 액정 분자는 항상 수직 배향 상태로 있게 된다.
액정 분자의 수직 배향에 의에 블랙으로 표시되므로, 데이터선(171)과 중첩하는 블랙 매트릭스 같은 차광 부재를 형성하지 않더라도, 인접하는 화소 전극(191) 사이에서 빛샘과 데이터선(171)에 의한 빛 반사를 방지할 수 있다. 하지만, 실제로는 데이터선(171) 위로 제1 및 제2 색필터(230a, 230b)의 중첩에 의해 제1 및 제2 색필터(230a, 230b)의 표면이 평탄하지 않으므로, 그 위에 형성되는 차폐 전극(95) 또한 평탄하게 형성되지 못하고 제1 및 제2 색필터(230a, 230b)의 중첩된 영역의 윤곽에 따라 형성된다. 그 결과, 액정 분자가 완전히 수직 배향되어 있지 않고 약간 기울어져 있을 수 있다. 액정 분자가 약간 기울어져 있더라도 데이터선(171)과 완전히 중첩하는 영역에서는 데이터선(171)에 의해 광원으로부터의 빛이 차단되어 빛샘이 방지될 수 있다. 하지만, 점선 화살표로 도시된, 데이터선(171)과 중첩하지 않는 일부 영역에서 약간의 빛샘이 발생할 수 있고, 이로 인해 액정 표시 장치의 명암비가 저하될 수 있다.
이러한 빛샘의 발생을 최소화 하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 전극(95)은 불투명하게 형성되어 있다. 여기서 불투명하다는 것은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)로 이루어진 투명 전극보다 빛 투과율이 낮은 상태를 의미할 수 있다. 예컨대, 차폐 전극(95)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명 도전성 산화물(TCO)로 형성된 후, 플라즈마 처리에 의해 우유빛과 같은 헤이즈(haze)가 형성되어 있을 수 있다. 차폐 전극(95)이 불투명하면 차폐 전극(95)을 통과하는 빛이 줄어들므로, 액정 분자의 완전히 수직 배향되어 있지 않아서 발생할 수 있는 빛샘을 상쇄할 수 있다. 차폐 전극(95)의 불투명도가 높을수록 빛샘은 더욱 줄어들 수 있다.
덮개막(80), 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1) 및 차폐 전극(95) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)(second sub region)과 제2 부화소 전극(191b)이 형성되어 있다.
도 4를 참고하면, 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)은 화소의 중앙 부분에 위치하고, 전체적인 형태는 마름모이다.　 제2 부영역(191a2)은 중앙 부분의 판형 부분(91a)과 판형 부분(91a)으로부터 확장된 십자형 줄기부(91b), 그리고 판형 부분(91a)과 십자형 줄기부(91b)로부터 뻗어 나와있는 복수의 제1 가지 전극(194)을 포함한다.　 복수의 제1 가지 전극(194)은 서로 다른 네 개의 방향으로 뻗어 있다.
제2 부화소 전극(191b)은 화소 전극의 외곽을 둘러싸도록 형성되어 있는 외곽 줄기부와 외곽 줄기부로부터 뻗어 나온 복수의 제2 가지 전극(195)을 포함한다.　 복수의 제2 가지 전극(195)은 서로 다른 네 개의 방향으로 뻗어 있다.
제1 보호막(180a) 및 덮개막(80)에는 제1 드레인 전극(175a)의 일부분을 드러내는 제1 접촉 구멍(185a)이 형성되어 있고, 제1 보호막(180a), 덮개막(80) 및 제2 보호막(180b)에는 제2 드레인 전극(175b)의 일부분을 드러내는 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다.　 또한, 제2 보호막(180b)에는 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 중앙 부분을 드러내는 제3 접촉 구멍(186)이 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)에 연결되고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)에 연결된다.　 또한, 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)은 제2 보호막(180b)에 형성되어 있는 제3 접촉 구멍(186)을 통해 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 확장부(193)와 연결된다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 각기 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함하는 화소 전극(191)과 차폐 전극(95)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등의 투명 도전성 물질(TCO)로 만들어질 수 있다. 이들 중 차폐 전극(95)은 인듐이 석출되어 헤이즈(haze)가 발생한 상태이다. 본 실시예에서는 차폐 전극(95)이 두 층으로 형성되는 화소 전극의 한 층과 동일한 층에 형성되는 경우를 예시하고 있지만, 차폐 전극(95)은 화소 전극이 하나의 층만으로 형성되어 있는 구조에서 화소 전극과 동일하거나 다른 층에 형성될 수도 있다.
제2 보호막(180b) 위로 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(BM)라고도 불린다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)과 대략 나란하게 형성될 수 있으며, 이 경우 평면상 상하로 인접하는 화소 전극(191) 사이를 가리도록 형성되어, 화소 전극(191) 사이에서 빛이 새거나 반사되는 것을 막아준다. 평면상 좌우로 인접하는 화소 전극(191) 사이에는 차광 부재(220)가 형성되어 있지 않을 수 있다. 다시 말해, 차광 부재(220)는 평면상 데이터선(171)과 직교하는 수평 방향으로만 뻗어 있고, 평면상 좌우로 인접하는 화소 전극(191) 사이에 위치하는 데이터선(171) 부분과 사실상 중첩하지 않을 수 있다.
실시예에 따라서, 차광 부재(220)는 상부 표시판(200)에 형성되어 있을 있다.
차광 부재(220) 위에는 컬럼 스페이서(221)가 형성되어 있다. 컬럼 스페이서(221)는 상대적으로 높은 메인 컬럼 스페이서(221a) 및 상대적으로 낮은 서브 컬럼 스페이서(221b)를 포함할 수 있다. 컬럼 스페이서(221)는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 간의 간격인 셀 갭을 유지시키는 역할을 한다.
컬럼 스페이서(221)는 차광 부재(220)와 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다. 예컨대 컬럼 스페이서(221)와 차광 부재(220)는 포토레지스트(photoresist)에 크롬 계열의 금속 물질 또는 카본 계열의 유기 물질이 혼합되어 있는 재료로 소정 두께의 층을 형성하고, 하프톤 마스크나 슬릿 마스크를 이용하여 패터닝하여 동시에 형성될 수 있다. 실시예에 따라서 컬럼 스페이서(221)는 상부 표시판(200)에 형성되어 있을 수도 있다.
상부 표시판(200)에 대하여 설명하면, 절연 기판인 상부 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체로 형성될 수 있다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가받을 수 있다. 공통 전극(270)은 상부 기판(210) 전면에 형성되어 있으며 복수의 화소(PX)의 공통 전극(270)은 서로 연결되어 있다. 실시예에 따라서, 상부 표시판(200)은, 예컨대 상부 기판(210)과 공통 전극(270) 사이에, 색필터를 포함할 수 있다.
각 표시판(100, 200)의 내면에는 배향막(alignment layer)(도시되지 않음)이 형성되어 있으며, 이들은 수직 배향막일 수 있다.
각 표시판(100, 200)의 외면에는 편광자(polarizer)(도시되지 않음)가 부착되어 있고, 두 편광자의 편광축은 서로 직교할 수 있다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(31)를 포함한다. 액정 분자는 액정층(3)에 전기장이 생성되지 않은 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 평면에 대해 수직으로 배향되어 있다.　 따라서 전기장이 없는 상태에서 입사광은 직교 편광자를 통과하지 못하고 차단된다.
그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동 방법에 대하여 간략하게 설명한다.
게이트선(121)에 게이트 온 전압이 인가되면, 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)에 게이트 온 전압이 인가되어, 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb) 및 제3 스위칭 소자(Qc)가 켜진다.　 이에 따라 데이터선(171)에 인가된 데이터 전압은 켜진 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)에 인가된다.　 이 때, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)에는 동일한 크기의 전압이 인가된다.　 하지만, 제2 부화소 전극(191b)에 인가된 전압은 제2 스위칭 소자(Qb)와 직렬 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 분압된다.　 따라서 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압은 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압보다 더 작게 된다.
제2 스위칭 소자(Qb)와 직렬 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(Qc)를 포함하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기가 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기보다 작아지는 모든 다른 경우에 적용 가능하다.
다시 도 1을 참고하면, 액정 표시 장치의 하나의 화소 영역은 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 일부분과 제1 부화소 전극(191a)이 위치하는 제1 영역(H), 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 일부분과 제2 부화소 전극(191b)의 일부분이 위치하는 제2 영역(M), 그리고 제2 부화소 전극(191b)의 일부분이 위치하는 제3 영역(L)으로 이루어진다.　 또한, 제1 영역(H)은 제1 소영역(H1)(small region), 제2 소영역(H2), 제3 소영역(H3), 그리고 제4 소영역(H4)을 포함한다.
제1 영역(H), 제2 영역(M), 그리고 제3 영역(L)은 제1 가지 전극(194) 또는 제2 가지 전극(195)이 뻗어 있는 방향에 따라 각기 네 개의 영역으로 이루어진다.
도 5 내지 도 7을 참고하여, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소 영역이 포함하는 제1 영역(H), 제2 영역(M), 그리고 제3 영역(L)에 대하여 설명한다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소 영역의 제1 영역(H)은 제1 소영역(H1), 제2 소영역(H2), 제3 소영역(H3) 및 제4 소영역(H4)으로 나뉜다. 제1 소영역(H1)에는 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 확장부(193)에 연결되어 있는 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)의 판형 부분(91a)이 위치한다. 제2 소영역(H2)에는 제2 보호막(180b) 위에 위치하는 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)의 복수의 제1 가지 전극(194)의 일부분이 위치한다. 제3 소영역(H3)에는 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 일부분과 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)의 복수의 제1 가지 전극(194)의 일부분이 제2 보호막(180b)을 사이에 두고 중첩한다. 제4 소영역(H4)에는 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 일부분이 위치한다.
화소 영역의 제1 영역(H)의 제1 소영역(H1)에서, 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)의 판형 부분(91a)과 공통 전극(270)이 전기장을 생성하고, 이 전기장에 의해 액정층(3)의 액정 분자가 배열된다.
화소 영역의 제1 영역(H)의 제2 소영역(H2)에서, 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)의 복수의 제1 가지 전극(194)의 일부분과 공통 전극(270)이 전기장을 생성하고, 이 전기장에 의해 액정층(3)의 액정 분자가 배열된다.
화소 영역의 제1 영역(H)의 제3 소영역(H3)에서, 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)의 복수의 제1 가지 전극(194)의 일부분과 공통 전극(270) 사이에 생성되는 전기장과 함께, 제2 부영역(191a2)의 제1 가지 전극(194) 사이에 위치하는 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)과 공통 전극(270) 사이에 생성되는 전기장에 의해 액정층(3)의 액정 분자가 배열된다.
화소 영역의 제1 영역(H)의 제4 소영역(H4)에서, 복수의 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 일부분과 공통 전극(270)이 전기장을 생성하고, 이 전기장에 의해 액정층(3)의 액정 분자가 배열된다.
이때, 제1 영역(H)의 제2 소영역(H2)과 제3 소영역(H3)에 위치하는 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)의 제1 가지 전극(194)의 가장자리에 의해 발생하는 프린지 필드에 의하여, 제1 영역(H)의 제2 소영역(H2)과 제3 소영역(H3)에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 서로 다른 네 개의 방향으로 눕게 된다.　 보다 구체적으로, 복수의 제1 가지 전극(194)에 의한 프린지 필드의 수평 성분은 복수의 제1 가지 전극(194)의 변에 거의 수평이기 때문에, 액정 분자는 복수의 제1 가지 전극(194)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다.　 제1 영역(H)의 제2 소영역(H2)과 제3 소영역(H3)에 위치하는 액정 분자의 영향에 따라, 제1 영역(H)의 제1 소영역(H1)과 제4 소영역(H4)에 위치하는 액정 분자는 제1 영역(H)의 제2 소영역(H2)과 제3 소영역(H3)에 위치하는 액정 분자가 기울어지는 방향과 나란한 방향으로 기울어지게 된다.
전술한 바와 같이, 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)과 제1 부화소 전극(191a)의 제2 부영역(191a2)은 제3 접촉 구멍(186)을 통해 서로 연결되어, 같은 크기의 전압이 인가된다. 따라서, 제1 영역(H)에서, 제1 소영역(H1)의 전기장의 세기가 가장 크고, 제3 소영역(H3)의 전기장의 세기가 다음으로 크다.　 그 다음, 제2 소영역(H2)의 전기장의 세기가 크고, 제4 소영역(H4)의 전기장의 세기가 제일 작다.
도 6을 참고하면, 액정 표시 장치의 하나의 화소 영역의 제2 영역(M)은 하부 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)의 일부분과 제2 부화소 전극(191b)의 복수의 제2 가지 전극(195)의 일부분이 제2 보호막(180b)을 사이에 두고 서로 중첩한다.　 따라서 제2 부화소 전극(191b)의 복수의 제2 가지 전극(195)과 공통 전극(270) 사이에 형성되는 전기장과 함께, 제2 부화소 전극(191b)의 제2 부화소 전극(191b)의 복수의 제2 가지 전극(195) 사이에 위치하는 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)과 공통 전극(270) 사이에 형성되는 전기장, 그리고 제2 부화소 전극(191b)의 복수의 제2 가지 전극(195)과 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1) 사이에 형성되는 전기장에 의하여, 액정층(3)의 액정 분자가 배열된다.
이때, 복수의 제2 가지 전극(195)의 가장자리에 의해 발생하는 프린지 필드에 의하여, 제2 영역(M)에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 서로 다른 네 개의 방향으로 눕게 된다.　 보다 구체적으로, 복수의 제2 가지 전극(195)에 의한 프린지 필드의 수평 성분은 복수의 제2 가지 전극(195)의 변에 거의 수평이기 때문에, 액정 분자는 복수의 제2 가지 전극(195)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다.
제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기보다 작으므로, 상대적으로 높은 전압이 인가되는 제1 부화소 전극(191a)이 위치하는 제1 영역(H)에 형성되는 전기장 세기에 비하여, 제2 영역(M)에 형성되는 전기장의 세기는 상대적으로 작다.
다음으로 도 7을 참고하면, 액정 표시 장치의 하나의 화소 영역의 제3 영역(L)은 제2 부화소 전극(191b)의 복수의 제2 가지 전극(195)과 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성한다.　 이때, 복수의 제2 가지 전극(195)의 가장 자리에 의해 발생하는 프린지 필드에 의하여, 제2 영역(M)에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 서로 다른 네 개의 방향으로 눕게 된다.　 즉, 복수의 제2 가지 전극(195)에 의한 프린지 필드의 수평 성분은 복수의 제2 가지 전극(195)의 변에 거의 수평이기 때문에, 액정 분자는 복수의 제2 가지 전극(195)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다.　
제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 제2 전압의 크기가 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 제1 전압의 크기보다 작으므로, 제1 영역(H)에 위치하는 액정층에 가해지는 전기장의 세기가 가장 크고, 제3 영역(L)에 위치하는 액정층에 가해지는 전기장의 세기가 가장 작다.　 제2 영역(M)에는 제2 부화소 전극(191b)의 아래쪽에 위치하는 제1 부화소 전극(191a)의 전기장의 영향이 존재하기 때문에, 제2 영역(M)에 위치하는 액정층에 가해지는 전기장의 세기는 제1 영역(H)에 위치하는 액정층에 가해지는 전기장의 세기보다는 작고, 제3 영역(L)에 위치하는 액정층에 가해지는 전기장의 세기보다는 크게 된다. 또한, 제1 영역(H)에서, 제1 소영역(H1)의 전기장의 세기가 가장 크고, 제3 소영역(H3)의 전기장의 세기가 다음으로 크고, 제2 소영역(H2)의 전기장의 세기가 다음으로 크고, 제4 소영역(H4)의 전기장의 세기가 제일 작다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하나의 화소 영역이 상대적으로 높은 제1 전압이 인가되는 제1 부화소 전극이 위치하는 제1 영역(H), 제1 부화소 전극의 일부분과 상대적으로 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 부화소 전극의 일부분이 절연막을 사이에 두고 중첩하는 제2 영역(M), 그리고 상대적으로 낮은 제2 전압이 인가되는 제2 부화소 전극이 위치하는 제3 영역(L)으로 구분된다. 또한, 제1 부화소 전극이 위치하는 제1 영역은 서로 전기장의 세기가 다른 제1 소영역(H1), 제2 소영역, 제3 소영역, 제4 소영역의 네 개의 영역으로 구분된다. 따라서, 제1 영역(H), 제2 영역(M) 및 제3 영역(L), 그리고 제1 소영역(H1), 제2 소영역(H2), 제3 소영역(H3) 및 제4 소영역(H4)에 대응하는 액정 분자에 가해지는 전기장의 세기가 다르게 되어 액정 분자가 기울어지는 각도가 다르게 되고, 이에 따라 각 영역의 휘도가 달라진다.　 이처럼, 하나의 화소 영역을 서로 다른 휘도를 가지는 세 개의 영역으로 구분하고, 제1 영역을 네 개의 소영역으로 구분하게 되면, 계조에 따른 투과율의 변화를 완만하게 조절할 수 있다. 따라서 측면에서 저계조와 고계조에서도 계조 변화에 따라 투과율이 급격히 변화하는 것을 방지함으로써, 측면 시인성을 정면 시인성에 가깝게 하면서도, 저계조와 고계조에서도 정확한 계조 표현이 가능하다.
이제 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 전극(95)을 형성하는 방법에 대해 도 9 내지 도 13을 참고하여 설명한다.
도 9, 도 10, 도 11, 도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 전극을 형성하는 방법을 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 13은 도 1에 도시된 액정 표시 장치의 VIII-VIII 선을 따라 자른 단면에 대응하는 하부 표시판(100)의 제조 과정의 일부를 도시한다.
도 9를 참고하면, 데이터선(171)을 형성한 후, 데이터선(171)과 중첩하는 영역에서 서로 중첩하는 제1 및 제2 색필터(230a, 230b) 위로 덮개막(80)을 형성하고, 그 위로 투명 전극층(190)을 형성한다. 투명 전극층(190)은 예컨대 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 인듐을 포함하는 투명 도전성 산화물(TCO)일 수 있다. 투명 전극층(190) 위로 감광막(photoresist)을 형성한 후 패터닝하여 감광막 패턴(50)을 형성한다. 감광막 패턴(50)은 제1 투명 전극층(190)에서 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)이 형성될 부분을 덮는 상대적으로 두꺼운 제1 부분(50a)과 차폐 전극(95)이 형성될 부분을 덮는 상대적으로 얇은 제2 부분(50b)을 포함한다. 제1 감광막 패턴(50)의 두께 차이는 마스크를 이용하여 조사하는 빛의 양을 조절하거나 리플로우 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 빛의 양을 조절하는 경우에는 마스크에 슬릿 패턴 또는 격자 패턴이나 반투명층이 형성되어 있을 수 있다.
도 10을 참고하면, 감광막 패턴(50)을 마스크로 하여 투명 전극층(190)을 식각하여, 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)과 차폐 전극의 전구체(90)를 형성한다.
그 후, 도 11을 참고하면, 에치백(etch back)으로 감광막 패턴(50)의 상대적으로 얇은 두께의 제2 부분(50b)를 제거한다. 이때, 제1 부분(50a)도 함께 식각되어 폭과 높이가 줄어들어 제2 감광막 패턴(51)이 된다. 이에 의해, 차폐 전극의 전구체(90)는 노출되지만, 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)은 제2 감광막 패턴(51)에 의해 차폐되어 있다.
도 12를 참고하면, 차폐 전극의 전구체(90)에서 헤이즈를 발생시키기 위한 플라스마 처리가 수행된다. 헤이즈는 환원 분위기에서 플라스마 처리에 의해 인듐 같은 물질이 석출되어 막을 불투명하게 변화시키는 현상이다. 석출된 물질은 빛을 산란시켜 막을 우유빛과 같이 불투명하게 만든다. 그 결과 투명한 차폐 전극의 전구체(90)는 불투명한 차폐 전극(95)이 된다. 플라스마 처리에 사용되는 가스는 예컨대 수소(H2)를 포함할 수 있다. 인듐의 석출은 H2 플라스마 처리를 통한 수소 라디칼 존재 시 강하게 발생하는 것으로 확인되었다. 또한, 온도가 올라갈수록 반응은 더 쉽게 진행될 수 있다. 플라스마 파워는 3 kW 이상일 수 있고, 충분한 반응 진행을 위해 10초 이상의 처리 시간을 가질 수 있다.
도 13을 참고하면, 스트립(strip)으로 제2 감광막 패턴(51)을 제거하여, 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)을 노출시키고, 제2 보호막(180b)을 형성하는 후속 단계가 진행된다.
이처럼 두께가 다른 감광막 패턴을 이용하면, 마스크의 추가 없이 제1 부화소 전극(191a)의 제1 부영역(191a1)을 형성하는 공정에서 차폐 전극(95)의 형성 및 차폐 전극(95)에만 플라스마 처리를 수행할 수 있다. 헤이즈 발생을 위한 플라스마 처리는 화학적 기상 증착(CVD) 설비, 건식 식각 챔버 등에서 수행될 수 있다. 헤이즈는 제2 보호막(180b) 형성 시 플라스마 전처리를 함께 하면 공정 단계의 증가 없이 구현이 가능하다.
아래 표 1에서는 데이터선(171)과 중첩하는 차폐 전극(95) 형성 부위에서 블랙 휘도 감소와 그에 따른 명암비 증가를 나타낸다. 헤이즈에 의한 블랙 휘도 감소 수치를 계산해 보면, 40% 감소만으로도 명암비가 7.11% 상승하며 60% 감소에서는 약 11.06% 상승하였다. 따라서 헤이즈 발생에 의해 불투명한 차폐 전극(95)으로 인해 명암비가 개선되는 것을 알 수 있다.
차폐 전극 형성부
블랙 휘도 감소		 H2/N2 black 휘도 CR 예측값 CR 증가분
0% 0 0.078 4333
40% 3 0.073 4642 7.11%
60% - 0.070 4813 11.06%
80% - 0.068 4997 15.31%
100% - 0.065 5196 19.90%
아래 표 2에서는 플라스마 전처리 조건 및 공정 조건에 따른 휘도 감소를 나타낸다. N2:H2의 비율에 따라 휘도 감소 정도가 달라지는데, 특히 N2:H2가 1:3인 플라스마 처리(PT)에서 휘도 감소가 40%임을 확인할 수 있다. H2의 양을 높일 경우 추가로 블랙 휘도 감소를 얻을 수 있다.
전처리 조건 Time Power Spacing Pressure N2 H2 Brightness
#1 Ref.(PT skip) - - - - - - 100%
#2 N2/H2 PT
(1:3)		 30 5kw 1000 1500 12,000 36,000 60%
#3 N2/H2 PT
(20:1)		 30 5kw 1000 1000 80,000 4000 96%
#3 N2/H2 PT
(10:1)		 30 5kw 1000 1000 80,000 8000 95%
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 하부 표시판 110: 하부 기판
121: 게이트선 131: 기준 전압선
135: 유지 전극선 140: 게이트 절연막
171: 데이터선 180a: 제1 보호막
180b: 제2 보호막 191: 화소 전극
191a: 제1 부화소 전극 191a1: 제1 부영역
191a2: 제2 부영역 191b: 제2 부화소 전극
200: 상부 표시판 210: 상부 기판
220: 차광 부재 221: 컬럼 스페이서
230: 색필터 230a: 제1 색필터
230b: 제2 색필터 270: 공통 전극
3: 액정층 31: 액정 분자
80: 덮개막 95: 차폐 전극

Claims (19)

  1. 박막 트랜지스터 및 이에 연결되어 있는 화소 전극을 포함하는 하부 표시판;
    상기 하부 표시판에 대향하는 상부 표시판; 및
    상기 하부 표시판과 상기 상부 표시판 사이에 위치하는 액정층;
    을 포함하며, 상기 하부 표시판은,
    데이터선;
    상기 데이터선의 적어도 일부를 덮으며, 상기 데이터선 위에서 중첩하는 제1 색필터 및 제2 색필터; 및
    상기 제1 및 제2 색필터 위에 상기 데이터선과 동일한 방향으로 뻗어 있으며, 상기 데이터선과 중첩하는 불투명한 차폐 전극;
    을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 차폐 전극은 인듐을 포함하는 도전성 산화물로 형성되고, 상기 차폐 전극의 표면에 인듐이 석출되어 있는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 도전성 산화물은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)인 액정 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 차폐 전극의 폭은 상기 차폐 전극과 중첩하는 상기 데이터선의 폭보다 넓은 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하고,
    상기 제1 부화소 전극은 제1 부영역 및 제2 부영역을 포함하고,
    상기 하부 표시판은 상기 제1 부영역 위에 위치하고 상기 제2 부영역 및 상기 제2 부화소 전극 아래에 위치하는 절연막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 차폐 전극은 상기 제1 부영역과 동일한 층에 위치하는 액정 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 부영역과 상기 제2 부영역은 상기 절연막에 형성된 접촉 구멍을 통해 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 하부 표시판은 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 차광 부재는 상기 데이터선과 직교하는 방향으로만 뻗어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 차광 부재 위에 위치하며 상기 차광 부재와 동일한 물질로 형성되어 있는 컬럼 스페이서를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 상부 표시판은 상기 화소 전극과 전기장을 생성하는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 차폐 전극과 상기 공통 전극에 동일한 전압이 인가되는 액정 표시 장치.
  13. 기판 위에 데이터선을 형성하는 단계;
    상기 데이터선과 중첩하는 영역에서 서로 중첩하는 제1 색필터 및 제2 색필터를 형성하는 단계;
    상기 색필터 위로 화소 전극 및 차광 전극의 전구체를 형성하는 단계; 및
    상기 차광 전극의 전구체를 플라스마 처리하여 불투명한 차광 전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 화소 전극 및 상기 차광 전극의 전구체는 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)로 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제13항에서
    상기 불투명한 차광 전극을 형성하는 단계는 상기 차광 전극의 전구체 내 물질을 상기 차광 전극의 전구체 표면에 석출시켜 헤이즈를 발생시키는 것을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서
    상기 석출되는 물질은 인듐인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제13항에서,
    상기 화소 전극은 두 개의 층으로 형성되고,
    상기 차광 전극의 전구체는 상기 두 개의 층 중 하부 층과 함께 형성되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제13항에서,
    상기 플라스마 처리는 수소를 포함하는 환원 분위기에서 수행되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 환원 분위기는 N2 및 H2를 포함하고, N2:H2 비가 약 1:3인 액정 표시 장치의 제조 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102268068B1 (ko) * 2015-01-22 2021-06-22 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR102652369B1 (ko) * 2019-07-23 2024-03-28 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100477130B1 (ko) * 1997-09-25 2005-08-29 삼성전자주식회사 평면구동방식액정표시장치의박막트랜지스터기판및제조방법
JP4446577B2 (ja) * 2000-09-06 2010-04-07 エーユー オプトロニクス コーポレイション 表示パネル、表示装置
JP2002296618A (ja) * 2001-03-29 2002-10-09 Nec Corp 液晶表示装置およびその製造方法
KR20060001662A (ko) * 2004-06-30 2006-01-06 엘지.필립스 엘시디 주식회사 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법
US8687154B2 (en) * 2007-11-14 2014-04-01 Hydis Technologies Co., Ltd. In-plane switching mode liquid crystal display device
KR101490478B1 (ko) * 2008-07-10 2015-02-11 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR101607636B1 (ko) * 2009-11-23 2016-04-12 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101351419B1 (ko) * 2010-11-12 2014-01-15 엘지디스플레이 주식회사 평판 표시장치의 제조 장비와 그 제조 방법
KR101939782B1 (ko) * 2011-09-07 2019-01-18 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
JP2015111318A (ja) * 2012-03-22 2015-06-18 シャープ株式会社 カラーフィルター一体型タッチパネル
KR20140111870A (ko) * 2013-03-12 2014-09-22 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN103985637B (zh) * 2014-04-30 2017-02-01 京东方科技集团股份有限公司 低温多晶硅薄膜晶体管及其制作方法和显示装置

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