KR100647772B1 - Liquid Crystal Display Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직배향 횡전계를 사용하는 반강유전성 액정모드 내지 강유전성 액정모드의 구동전압을 낮춤과 아울러 정전기나 잔류 직류전압으로 배향막에 흡착된 전하가 액정셀 내부로 쉽게 확산 시킬 수 있도록 하는 액정 표시소자에 관한 것이다.        The present invention lowers the driving voltage of the antiferroelectric liquid crystal mode to the ferroelectric liquid crystal mode using a vertically oriented transverse electric field, and also allows the charge adsorbed on the alignment layer to be easily diffused into the liquid crystal cell by static electricity or residual DC voltage. It is about.

본 발명은 상부기판과 하부기판 사이에 액정이 주입되며 상기 액정에 수평방향의 전계를 인가하기 위한 화소전극 및 공통전극과, 상기 화소전극에 데이터를 공급하기 위한 박막트랜지스터를 구비하는 액정 표시소자에 있어서, 상기 상부기판과 하부기판 사이의 셀갭을 유지하며 상기 박막트랜지스터로부터 공급되는 데이터신호에 응답하여 상기 액정을 구동하기 위해 상기 상부기판과 하부기판 상에 형성되는 화소전극과, 상기 화소전극과 수평방향으로 대향되게끔 상기 상부기판과 하부기판에 형성되고 공통전압원에 접속되어 상기 화소전극과 함께 상기 액정에 수평방향 전계를 인가하기 위한 공통전극을 구비한다.The present invention provides a liquid crystal display device including a pixel electrode and a common electrode for applying a horizontal electric field to the liquid crystal and a thin film transistor for supplying data to the pixel electrode. A pixel electrode formed on the upper substrate and the lower substrate to maintain the cell gap between the upper substrate and the lower substrate and to drive the liquid crystal in response to a data signal supplied from the thin film transistor; And a common electrode formed on the upper substrate and the lower substrate so as to face each other in a direction and connected to a common voltage source to apply a horizontal electric field to the liquid crystal together with the pixel electrode.

본 발명에 따른 액정 표시소자는 상/하부기판 상에 공통전극과 공통전극의 높이보다 높은 화소전극을 형성함과 아울러 상기 화소전극을 서로 접촉시킴으로써, 반강유전성액정 내지 강유전성 액정에 인가되는 전계가 균일하게 인가되어 구동전압을 낮춤과 아울러 정전기나 잔류 직류전압으로 배향막에 흡착된 전하가 액정셀 내부로 쉽게 확산 시킬 수 있어 투과도도 증가할 수 있다.
The liquid crystal display according to the present invention forms a pixel electrode that is higher than the height of the common electrode and the common electrode on the upper and lower substrates, and contacts the pixel electrodes with each other, so that an electric field applied to the antiferroelectric liquid crystal or the ferroelectric liquid crystal is uniform. In addition, the driving voltage is lowered and the charge adsorbed on the alignment layer due to static electricity or residual DC voltage can be easily diffused into the liquid crystal cell, thereby increasing the transmittance.

Description

액정 표시소자{Liquid Crystal Display Device} Liquid crystal display device             

도 1은 종래 기술에 따른 수평배향 강유전성 액정모드를 이용한 액정 표시소자의 V-T 특성도.1 is a V-T characteristic diagram of a liquid crystal display device using a horizontal alignment ferroelectric liquid crystal mode according to the prior art.

도 2는 도 1에 도시된 특성도를 보이는 수평배향 강유전성 액정모드를 이용한 액정 표시소자의 사면도.FIG. 2 is a perspective view of a liquid crystal display using the horizontally oriented ferroelectric liquid crystal mode showing the characteristic diagram shown in FIG.

도 3은 종래 기술에 따른 수직배향 강유전성 액정모드를 이용한 액정 표시소자의 사면도.3 is a perspective view of a liquid crystal display device using the vertically aligned ferroelectric liquid crystal mode according to the prior art.

도 4는 도 3에 도시된 수직배향 강유전성 액정모드를 이용한 액정 표시소자의 V-T 특성도. 4 is a V-T characteristic diagram of a liquid crystal display device using the vertically aligned ferroelectric liquid crystal mode shown in FIG.

도 5는 도 3에 도시된 수직배향 강유전성 액정모드를 이용한 액정 표시소자의 전기장 분포도.FIG. 5 is an electric field distribution diagram of a liquid crystal display device using the vertically aligned ferroelectric liquid crystal mode shown in FIG. 3.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시소자의 단면도.6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

도 7a 내지 도 7e는 도 6에 도시된 액정 표시소자의 제조방법을 단계적으로 도시한 단면도.7A to 7E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the liquid crystal display device illustrated in FIG. 6.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시소자의 단면도.8 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.

도 9a 내지 도 9e는 도 8에 도시된 액정 표시소자의 제조방법을 단계적으로 도시한 단면도.9A to 9E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the liquid crystal display shown in FIG. 8 in stages.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >            <Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1 : 상부기판 2 : 하부기판       1: upper substrate 2: lower substrate

3 : 블랙매트릭스 4 : 칼라필터       3: black matrix 4: color filter

5 : 패시베이션층 7 : 박막트랜지스터        5: passivation layer 7: thin film transistor

8 : 포토마스크 9 : 배향막        8: photomask 9: alignment film

11 : 강유전성 액정 13,21a,25a : 공통전극       11: ferroelectric liquid crystal 13,21a, 25a: common electrode

15,21b,25b : 화소전극 21,25 : 전극       15, 21b, 25b: pixel electrode 21, 25: electrode

22 : 포토레지스트 23 : 유기절연막       22 photoresist 23 organic insulating film

27 : 보조전극        27: auxiliary electrode

본 발명은 액정 표시소자에 관한 것으로, 특히, 수직배향 횡전계를 사용하는 반강유전성 액정모드 내지 강유전성 액정모드의 구동전압을 낮춤과 아울러 정전기나 잔류 직류전압으로 배향막에 흡착된 전하가 액정셀 내부로 쉽게 확산 시킬 수 있도록 하는 액정 표시소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and in particular, lowers the driving voltage of the antiferroelectric liquid crystal mode to the ferroelectric liquid crystal mode using a vertically oriented transverse electric field, and charges adsorbed to the alignment film by static electricity or residual DC voltage into the liquid crystal cell. It relates to a liquid crystal display device that can be easily diffused.

1990년대 중반부터 TFT 구동의 반강유전성 액정 채용 디스플레이 모드가 제시되어 왔다. 자발 분극을 가지고 있는 반강유전성 액정(Antiferroelectric Liquid Crystal)은 유전이방성에 의하여 구동되는 네마틱 액정에 비하여 1 order∼2 order 정도 응답속도가 빨라 고속응답의 액정 표시장치로서 주목을 받고 있다.Since the mid-1990s, display modes employing antiferroelectric liquid crystals of TFT driving have been proposed. Antiferroelectric liquid crystals having spontaneous polarization have attracted attention as high-speed response liquid crystal displays because their response speed is about 1 to 2 orders faster than nematic liquid crystals driven by dielectric anisotropy.

이를 상세히 하면, 반강유전성 액정은 서로 이웃한 층(layer)에 있는 액정분자들이 서로 반대방향으로 기울어져 있는 상태가 1:1로 반복되는 상을 갖는 액정을 말한다. 이와 같은 반강유전성 액정상의 거시적인 자발분극은 서로 이웃한 층(layer)에서의 전기쌍극자 방향이 반대이기 때문에 "0"이 된다. 그러나, 어느 크기 이상의 전기장을 인가하면 전기쌍극자가 전기장 방향으로 정렬되어 강유전성상이 되는데 이는 전기장 유도 상전이의 한 예이다. 이러한 반강유전성 액정의 구조를 이용한 액정 표시장치가 반강유전성 액정 표시장치(Antiferroelectric Liquid Crystal Device)로 이는 전기광학적으로 세 개의 안정된 상태가 존재하기 때문에 기존의 두 개의 안정된 상태를 이용한 구동에 비해 응답특성의 균일도와 안정효과가 크다. In detail, the antiferroelectric liquid crystal refers to a liquid crystal having a phase in which liquid crystal molecules in adjacent layers are inclined in opposite directions to each other in a 1: 1 manner. Such macroscopic spontaneous polarization on the antiferroelectric liquid crystal phase becomes "0" because the directions of the electric dipoles in the adjacent layers are opposite. However, when an electric field of a certain size or more is applied, the electric dipoles are aligned in the direction of the electric field to form a ferroelectric phase, which is an example of electric field induction phase transition. The liquid crystal display using the structure of the antiferroelectric liquid crystal is an antiferroelectric liquid crystal device, which has three stable states electro-optically. High uniformity and stabilizing effect

이와 같은 반강유전성 액정을 이용한 대표적인 모드로는 나선변형 강유전성 액정모드(Deformed Helix Ferroelectric Liquid Crystal : DHF)와 스레스홀드리스 반강유전성 액정모드(Thresholdless Antiterroelectric Liquid Crystal)가 있다. 이와 같은 액정모드들은 전기광학특성(V-T특성)이 도 1 과 같이 거의 "V" 자 형태를 보인다. 즉 , 비교적 낮은 전기장(V) 인가에 따라 투과율(T)이 연속적으로 급변화하는 특성을 가진다. Representative modes using such an antiferroelectric liquid crystal include a deformed helix ferroelectric liquid crystal (DHF) and a thresholdless antiterroelectric liquid crystal (Thresholdless Antiterroelectric Liquid Crystal). In the liquid crystal modes, the electro-optical characteristic (V-T characteristic) shows a nearly “V” shape as shown in FIG. 1. That is, the transmittance (T) is continuously changed in accordance with the application of a relatively low electric field (V).

이러한 모드는 프리틸트각(Pretilt Angle)이 1∼2도의 저 프리틸트각의 배향 제로 도 2와 같이 수평배향을 시키는 모드이나, 네마틱과는 달리 강유전성 액정의 까다로운 배향조건으로 고대비비의 디스플레이의 제작이 어려웠다. 이와 아울러 모드에 따라서는 표면 안정화를 시키며 액정 셀이 최대의 투과도를 나타내도록 하기 위하여 셀 간격을 2㎛ 이하가 되도록 셀 설계를 하여야 한다. 이와 같이 협소한 셀간격은 강유전성 액정의 점도가 높다는점과 더불어 액정 주입의 공정성을 저하시킨다는 단점이 있다.In this mode, the pretilt angle has a low pretilt angle of 1 to 2 degrees, and the horizontal orientation is shown in FIG. 2, but unlike nematic, the high contrast ratio of the display of the high contrast display is difficult. The production was difficult. In addition, depending on the mode, the surface must be stabilized and the cell design should be designed so that the cell spacing is 2 μm or less in order to show the maximum transmittance of the liquid crystal cell. Such narrow cell spacing has the disadvantage that the viscosity of the ferroelectric liquid crystal is high and the processability of liquid crystal injection is lowered.

이러한 단점을 보완하기 위하여 도 3과 같이 수직 배향제를 이용하여 강유전성 액정(11)을 수직 배향시켜 배향성의 향상과 셀 간격의 증대를 꾀 할 수 있는 모드가 제시되었다. 수직배향의 강유전성 액정(11)은 하부기판(2)에 설치된 화소전극(15)과 공통전극(13)이 형성하는 횡전계에 의하여 강유전성 액정(11)이 영향을 받아 응답하며, 나선구조를 가지고 있는 강유전성 액정(11)을 수직 배향시키면 강유전성 액정(11)의 나선 축이 빛의 입사 방향과 평행이 되어 나선 주기에 따른 선택 반사에 의한 색 특성의 생성을 막기 위하여 가시광 영역보다는 짧거나 큰 나선 주기의 액정을 사용한다. In order to compensate for this disadvantage, a mode capable of improving alignment and increasing cell spacing by vertically aligning the ferroelectric liquid crystal 11 using a vertical alignment agent as shown in FIG. 3 has been proposed. The ferroelectric liquid crystal 11 of vertical alignment responds to the ferroelectric liquid crystal 11 by the transverse electric field formed by the pixel electrode 15 and the common electrode 13 installed on the lower substrate 2 and has a spiral structure. Vertical alignment of the ferroelectric liquid crystal 11 causes the helical axis of the ferroelectric liquid crystal 11 to be parallel to the direction of incidence of light so that the helical period is shorter or larger than that of the visible light region to prevent generation of color characteristics by selective reflection according to the helical period. Use liquid crystals.

이러한 수직배향의 강유전성 액정 모드도 도 4와 같이 인가전압(V)에 따라 빛의 투과도(T)가 연속적으로 변하여 계조표시가 가능하다. 그러나, 수직 배향의 강유전성 액정모드는 구동전압이 높아질 수 있다는 단점이 있다. 자발분극이 큰 액정을 이용하면 구동전압을 감소시킬 수는 있으나, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT) 구동하에서 자발분극이 큰 액정의 사용은 전압 유지율(Voltage Holding Ratio : VHR)의 감소 및 충전시켜야 하는 전하량을 증가 시키는 등의 바람 직스럽지 못한 문제가 발생한다. 또한, 도 5와 같이 액정을 구동시키기 위한 화소전극(15) 및 공통전극(13)이 도시되지 않은 박막트랜지스터가 형성된 액정 표시장치의 하부기판(2)에만 있고 도시되지 않은 칼라필터가 형성되는 액정 표시장치의 상부기판(1)에는 없어 정전기나 잔류 직류전압 등으로 도시되지 않은 배향막에 흡착된 전하가 액정셀 내부로 확산되어 지기가 어렵다는 단점이 있다. In the vertically ferroelectric liquid crystal mode, as shown in FIG. 4, light transmittance (T) is continuously changed according to an applied voltage (V), and gray scale display is possible. However, the ferroelectric liquid crystal mode of the vertical alignment has a disadvantage that the driving voltage can be increased. Although the driving voltage can be reduced by using a liquid crystal having a large spontaneous polarization, the use of a liquid crystal having a large spontaneous polarization under thin film transistor (TFT) driving requires reduction and charging of a voltage holding ratio (VHR). Undesirable problems such as increasing the amount of charges occur. In addition, as shown in FIG. 5, a liquid crystal in which a color filter (not shown) is formed only on the lower substrate 2 of the liquid crystal display device in which the pixel electrode 15 and the common electrode 13 for driving the liquid crystal are formed. The charge on the upper substrate 1 of the display device, which is absent due to static electricity or residual DC voltage, is not easily diffused into the liquid crystal cell.

따라서, 본 발명의 목적은 수직배향 횡전계를 사용하는 반강유전성 액정모드 내지 강유전성 액정모드의 구동전압를 낮춤과 아울러 정전기나 잔류 직류전압으로 배향막에 흡착된 전하가 액정셀 내부로 쉽게 확산될 수 있도록 하는 액정 표시소자를 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to reduce the driving voltage of the anti-ferroelectric liquid crystal mode to the ferroelectric liquid crystal mode using a vertically oriented transverse electric field, and to allow the charge adsorbed on the alignment layer to be easily diffused into the liquid crystal cell by static electricity or residual DC voltage. It is to provide a liquid crystal display device.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시소자는 상부기판과 하부기판 사이에 액정이 주입되며 상기 액정에 수평방향의 전계를 인가하기 위한 화소전극 및 공통전극과, 상기 화소전극에 데이터를 공급하기 위한 박막트랜지스터를 구비하는 액정 표시소자에 있어서, 상기 상부기판과 하부기판 사이의 셀갭을 유지하며 상기 박막트랜지스터로부터 공급되는 데이터신호에 응답하여 상기 액정을 구동하기 위해 상기 상부기판과 하부기판 상에 형성되는 화소전극과; 상기 화소전극과 수평방향으로 대향되게끔 상기 상부기판과 하부기판에 형성되고 공통전압원에 접속되어 상기 화소전극과 함께 상기 액정에 수평방향 전계를 인가하기 위한 공통 전극을 구비한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal is injected between the upper substrate and the lower substrate, the pixel electrode and the common electrode for applying a horizontal electric field to the liquid crystal and supply the data to the pixel electrode A liquid crystal display device having a thin film transistor, wherein the liquid crystal display device maintains a cell gap between the upper substrate and the lower substrate and operates on the upper substrate and the lower substrate to drive the liquid crystal in response to a data signal supplied from the thin film transistor. A pixel electrode formed; And a common electrode formed on the upper substrate and the lower substrate so as to face the pixel electrode in a horizontal direction and connected to a common voltage source to apply a horizontal electric field to the liquid crystal together with the pixel electrode.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention other than the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시소자의 단면도에는 한 화소셀내의 전극들중 그 일부만을 도시하였다. In the cross-sectional view of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, only some of the electrodes in one pixel cell are shown.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시소자의 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 먼저 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시소자는 블랙매트릭스(3) 및 칼라필터(4)가 형성된 상부기판(1)과, 박막트랜지스터(7) 및 패시베이션층(5)이 형성된 하부기판(2)을 구비한다. 이와 아울러 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상의 소정 부분에 다수의 공통전극(21a)이 형성된다. 또한, 공통전극(21a) 사이에는 소정의 두께를 가지게끔 유기절연막(23a)이 증착된다. 그런 다음, 유기절연막(23a) 상에 화소전극(21b)이 형성된다. 이렇게 형성된 화소전극(21b)은 상부기판(1)과 하부기판(2)을 서로 대향되게 합착할 시 서로 접촉되어 액정패널의 셀갭을 유지시켜주는 스페이서 역할을 하게 된다. 그런 다음, 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 배향막(9)이 증착된다. 이와 같이 형성된 상부기판(10)과 하부기판(2)은 서로 대향되게 합착된다. Referring to FIG. 6, first, a liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention includes an upper substrate 1 having a black matrix 3 and a color filter 4, a thin film transistor 7, and a passivation layer 5. Has a lower substrate 2 formed thereon. In addition, a plurality of common electrodes 21a are formed at predetermined portions on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. In addition, the organic insulating layer 23a is deposited to have a predetermined thickness between the common electrodes 21a. Then, the pixel electrode 21b is formed on the organic insulating film 23a. The pixel electrode 21b thus formed is in contact with each other when the upper substrate 1 and the lower substrate 2 are opposed to each other to serve as spacers for maintaining the cell gap of the liquid crystal panel. Then, the alignment layer 9 is deposited on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. The upper substrate 10 and the lower substrate 2 thus formed are bonded to face each other.

도 6과 같이 구성된 액정 표시소자의 제조방법을 단계적으로 상세히 설명하면 도 7a 내지 도 7e와 같다. 6A to 7E will be described in detail step by step the manufacturing method of the liquid crystal display device configured as shown in FIG.

도 7a를 참조하면, 먼저 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시소자는 블랙매트릭스(3) 및 칼라필터(4)가 형성된 상부기판(1)과 박막트랜지스터(7) 및 패시 베이션층(5)이 형성된 하부기판(2)을 구비한다. 그런 다음, 도 7b와 같이 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 유기절연막(23)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된다. 이때, 유기절연막(23)은 상부기판(1)과 하부기판(2) 사이의 셀갭을 유지하기 위해 1-5㎛ 정도의 두께로 도포된다. 유기절연막(23)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 포토마스크기판(8a)과 포토마스크기판(8a)의 소정부분에 마련된 불투명금속(8b)이 구비된 포토마스크(8)가 위치한다. 이와 같이 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 위치한 포토마스크(8) 상에 자외선(UV)이 조사된다. 이때, 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토마스크기판(8a)을 투과하는 반면에 포토마스크기판(8a)의 소정부분에 위치한 불투명금속(8b)은 투과하지 못한다. 이로 인해, 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토레지스트(22) 중 포토마스크(8)에 구비된 불투명금속(8b)과 대향되는 부분을 제외한 소정 부분에 조사된다. 자외선에 노출된 포토레지스트(22)의 소정 부분은 광화학반응에 의해 분자구조가 변화하게 된다. 이런 분자구조의 변화에 의해 자외선에 노출된 포토레지스트(22)는 제거되어 유기절연막(23) 상에는 포토레지스트 패턴이 형성된다. 이와 아울러 유기절연막(23)은 그 상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 건식에칭 또는 습식에칭에 의해 패터닝된다. 패터닝된 유기절연막(23a) 상에 형성된 포토레지스트 패턴은 스트립공정에 의해 제거되어 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에는 도 7c와 같이 유기절연막(23a)만 남게 된다. Referring to FIG. 7A, first, a liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention includes an upper substrate 1, a thin film transistor 7, and a passivation layer 5 on which a black matrix 3 and a color filter 4 are formed. Has a lower substrate 2 formed thereon. Thereafter, as shown in FIG. 7B, the organic insulating layer 23 and the photoresist 22 are sequentially applied on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. At this time, the organic insulating film 23 is coated with a thickness of about 1-5 μm in order to maintain a cell gap between the upper substrate 1 and the lower substrate 2. An opaque metal provided on predetermined portions of the photomask substrate 8a and the photomask substrate 8a on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the organic insulating film 23 and the photoresist 22 are sequentially applied ( The photomask 8 provided with 8b) is located. In this manner, ultraviolet (UV) rays are irradiated onto the photomask 8 positioned on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. At this time, the ultraviolet rays irradiated to the photomask 8 are transmitted through the photomask substrate 8a, while the opaque metal 8b positioned at a predetermined portion of the photomask substrate 8a is not transmitted. For this reason, the ultraviolet-ray irradiated to the photomask 8 is irradiated to the predetermined part except the part which opposes the opaque metal 8b with which the photomask 8 of the photoresist 22 was equipped. A predetermined portion of the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is changed in molecular structure by a photochemical reaction. Due to such a change in molecular structure, the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is removed to form a photoresist pattern on the organic insulating layer 23. In addition, the organic insulating film 23 is patterned by dry etching or wet etching using the photoresist pattern formed thereon as a mask. The photoresist pattern formed on the patterned organic insulating film 23a is removed by a strip process so that only the organic insulating film 23a remains on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 as shown in FIG. 7C.

또한, 도 7d와 같이 유기절연막(23a)이 소정부분에 패터닝되어 형성된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 전극(21)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된 다. 그런 다음, 전극(21)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 불투명금속(8b)이 유기절연막(23a) 및 화소셀내의 양단 상에 형성되도록 포토마스크(8)를 위치함과 아울러 그 상에는 자외선이 조사된다. 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토마스크기판(8a)을 투과하는 반면에 포토마스크기판(8a)의 소정부분에 위치한 불투명금속(8b)은 투과하지 못한다. 이로 인해, 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토레지스트(22) 중 포토마스크(8)에 구비된 불투명금속(8b)과 대향되는 부분을 제외한 소정 부분에 조사된다. 자외선에 노출된 포토레지스트(22)의 소정 부분은 광화학반응에 의해 분자구조가 변화하게 된다. 이런 분자구조의 변화에 의해 자외선에 노출된 포토레지스트(22)는 제거되어 전극(21) 상에는 포토레지스트 패턴이 형성된다. 이와 아울러 전극(21)은 그 상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 건식에칭 또는 습식에칭에 의해 패터닝되어 유기절연막(23a) 상에는 화소전극(21b)이 형성되고 화소셀내의 양단에는 다수의 공통전극(21a)이 형성된다. 또한, 화소전극(21b) 및 공통전극(21a) 상에 형성된 포토레지스트 패턴은 스트립공정에 의해 제거된다. 또한, 도 7e와 같이 다수의 공통전극(21a)과 공통전극(21a) 사이에 형성된 유기절연막(23a)과 유기절연막(23a) 상에 동일하게 형성된 화소전극(21b)이 마련된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에는 배향막(9)이 형성된다. 배향막(9)이 형성된 상부기판(1) 및 하부기판(2)은 서로 대향되게 합착된다. 이때, 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 형성된 화소전극(21b)은 서로 대응되게 접촉된다. In addition, as shown in FIG. 7D, the electrode 21 and the photoresist 22 are sequentially applied on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 formed by patterning the organic insulating layer 23a on a predetermined portion. Then, an opaque metal 8b is formed on both ends of the organic insulating film 23a and the pixel cell on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the electrode 21 and the photoresist 22 are sequentially applied. The photomask 8 is placed as much as possible, and ultraviolet rays are irradiated thereon. Ultraviolet rays irradiated to the photomask 8 transmit the photomask substrate 8a, while the opaque metal 8b positioned at a predetermined portion of the photomask substrate 8a does not transmit. For this reason, the ultraviolet-ray irradiated to the photomask 8 is irradiated to the predetermined part except the part which opposes the opaque metal 8b with which the photomask 8 of the photoresist 22 was equipped. A predetermined portion of the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is changed in molecular structure by a photochemical reaction. Due to such a change in molecular structure, the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is removed to form a photoresist pattern on the electrode 21. In addition, the electrode 21 is patterned by dry etching or wet etching using a photoresist pattern formed thereon as a mask to form a pixel electrode 21b on the organic insulating film 23a, and a plurality of common electrodes at both ends of the pixel cell. 21a is formed. In addition, the photoresist pattern formed on the pixel electrode 21b and the common electrode 21a is removed by a stripping process. In addition, as shown in FIG. 7E, the upper substrate 1 having the organic insulating layer 23a formed between the plurality of common electrodes 21a and the common electrode 21a and the pixel electrode 21b formed on the organic insulating layer 23a. The alignment layer 9 is formed on the lower substrate 2. The upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the alignment layer 9 is formed are bonded to face each other. In this case, the pixel electrodes 21b formed on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 are in contact with each other.

도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시소자의 단면도이다. 8 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.                     

도 8을 참조하면, 먼저 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시소자는 블랙매트릭스(3) 및 칼라필터(4)가 형성된 상부기판(1)과, 박막트랜지스터(7) 및 패시베이션층(5)이 형성된 하부기판(2)을 구비한다. 이와 아울러 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상의 소정 부분에 다수의 공통전극(25a)이 형성된다. 또한, 공통전극(25a) 사이에는 화소전극(25b)이 형성된다. 화소전극(25b) 상에는 공통전극(25a)의 높이보다 높게 형성되기 위해 소정의 두께를 가진 보조전극(27a)이 형성된다. 이렇게 형성된 보조전극(27a)은 화소전극(25b)과 아울러 상부기판(1)과 하부기판(2)을 서로 대향되게 합착할 시 서로 접촉되어 액정패널의 셀갭을 유지시켜주는 스페이서 역할을 하게 된다. 이어서, 상부기판(1)과 하부기판(2) 상에 배향막(9)이 증착된다. 이와 같이 형성된 상부기판(1)과 하부기판(2)은 서로 대향되게 합착된다. Referring to FIG. 8, first, a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention includes an upper substrate 1 having a black matrix 3 and a color filter 4, a thin film transistor 7, and a passivation layer 5. Has a lower substrate 2 formed thereon. In addition, a plurality of common electrodes 25a are formed at predetermined portions on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. In addition, the pixel electrode 25b is formed between the common electrodes 25a. An auxiliary electrode 27a having a predetermined thickness is formed on the pixel electrode 25b so as to be formed higher than the height of the common electrode 25a. The auxiliary electrode 27a formed as described above is in contact with each other when the upper substrate 1 and the lower substrate 2 are bonded to the pixel electrode 25b to face each other to serve as a spacer for maintaining the cell gap of the liquid crystal panel. Subsequently, an alignment layer 9 is deposited on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. The upper substrate 1 and the lower substrate 2 thus formed are joined to face each other.

도 8과 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시소자의 제조방법을 단계적으로 상세히 설명하면 도 9a 내지 도 9e와 같다. A manufacturing method of the liquid crystal display device according to the second exemplary embodiment of the present invention configured as shown in FIG. 8 will be described in detail with reference to FIGS. 9A to 9E.

도 9a를 참조하면, 먼저 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시소자는 블랙매트릭스(3) 및 칼라필터(4)가 형성된 상부기판(1)과 박막트랜지스터(7) 및 패시베이션층(5)이 형성된 하부기판(2)을 구비한다. 그런 다음, 도 9b와 같이 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 전극(25)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된다. 전극(25)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 포토마스크기판(8a)과 포토마스크기판(8a)의 소정부분에 마련된 불투명금속(8b)이 구비된 포토마스크(8)가 위치한다. 이와 같이 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상 에 위치한 포토마스크(8) 상에 자외선이 조사된다. 이때, 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토마스크기판(8a)을 투과하는 반면에 포토마스크기판(8a)의 소정 부분에 위치한 불투명금속(8b)은 투과하지 못한다. 이로 인해, 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토레지스트(22)중 포토마스크(8)에 구비된 불투명금속(8b)과 대향되는 부분을 제외한 소정 부분에 조사된다. 이때, 자외선에 노출된 포토레지스트(22)의 소정 부분은 광화학반응에 의해 분자구조가 변화하게 된다. 이런 분자구조의 변화에 의해 자외선에 노출된 포토레지스트(22)는 제거되어 전극(25) 상에는 포토레지스트 패턴이 형성된다. 이와 아울러 전극(25)은 그 상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 건식에칭 또는 습식에칭에 의해 패터닝되어 단위셀내의 양단에는 다수의 공통전극(25a)이 형성되고 공통전극(25a) 사이에는 화소전극(25b)이 형성된다. 또한, 공통전극(25a) 및 화소전극(25b) 상에 형성된 포토레지스트 패턴은 스트립공정에 의해 제거되어 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에는 다수의 공통전극(25a) 및 화소전극(25b)이 도 9c와 같이 형성된다. Referring to FIG. 9A, first, a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention includes an upper substrate 1, a thin film transistor 7, and a passivation layer 5 on which a black matrix 3 and a color filter 4 are formed. The formed lower substrate 2 is provided. Then, the electrode 25 and the photoresist 22 are sequentially applied on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 as shown in FIG. 9B. An opaque metal 8b provided on a predetermined portion of the photomask substrate 8a and the photomask substrate 8a on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the electrodes 25 and the photoresist 22 are sequentially applied. ) Is provided with a photomask (8). In this manner, ultraviolet rays are irradiated onto the photomask 8 positioned on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. At this time, the ultraviolet rays irradiated to the photomask 8 are transmitted through the photomask substrate 8a, while the opaque metal 8b positioned at a predetermined portion of the photomask substrate 8a is not transmitted. For this reason, the ultraviolet-ray irradiated to the photomask 8 is irradiated to the predetermined part except the part which opposes the opaque metal 8b with which the photomask 8 of the photoresist 22 was equipped. At this time, the molecular structure of the predetermined portion of the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is changed by the photochemical reaction. Due to such a change in molecular structure, the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is removed to form a photoresist pattern on the electrode 25. In addition, the electrode 25 is patterned by dry etching or wet etching using a photoresist pattern formed thereon as a mask to form a plurality of common electrodes 25a at both ends of the unit cell, and a pixel between the common electrodes 25a. The electrode 25b is formed. In addition, the photoresist patterns formed on the common electrode 25a and the pixel electrode 25b are removed by a strip process so that a plurality of common electrodes 25a and pixel electrodes 25b are disposed on the upper substrate 1 and the lower substrate 2. ) Is formed as shown in FIG. 9C.

또한, 도 9d와 같이 다수의 공통전극(25a) 및 화소전극(25b)이 형성된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 보조전극(27)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된다. 여기서, 보조전극(27)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)막, 금속 및 전도성 물질중 어느 하나가 될 수 있다. 그런 다음, 보조전극(27)과 포토레지스트(22)가 순차적으로 도포된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 포토마스크(8)가 위치함과 아울러 포토마스크(8) 상에 자외선이 조사된다. 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토마스크기판(8a)을 투과하는 반면에 포토마스크기판(8a)의 소정부분에 위치한 불투명금속(8b)은 투과하지 못한다. 이로 인해, 포토마스크(8)에 조사된 자외선은 포토레지스트(22) 중 포토마스크(8)에 구비된 불투명금속(8b)과 대향되는 부분을 제외한 소정 부분에 조사된다. 자외선에 노출된 포토레지스트(22)의 소정 부분은 광화학반응에 의해 분자구조가 변화하게 된다. 이런 분자구조의 변화에 의해 자외선에 노출된 포토레지스트(22)는 제거되어 보조전극(27) 상에는 포토레지스트 패턴이 형성된다. 이와 아울러 보조전극(27)은 그 상에 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 건식에칭 또는 습식에칭에 의해 패터닝되어 화소전극(25a) 상에는 보조전극(27a)이 형성된다. 또한, 보조전극(27a) 상에 형성된 포토레지스트 패턴은 스트립공정에 의해 제거된다. 또한, 도 9e와 같이 다수의 공통전극(25a)과 공통전극(25a) 사이에 형성된 화소전극(25b)이 마련된 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에는 배향막(9)이 형성된다. 배향막(9)이 형성된 상부기판(1) 및 하부기판(2)은 서로 대향되게 합착된다. 이때, 상부기판(1) 및 하부기판(2) 상에 형성된 보조전극(27a)은 서로 대응되게 접촉된다. In addition, the auxiliary electrode 27 and the photoresist 22 are sequentially applied on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the plurality of common electrodes 25a and the pixel electrodes 25b are formed, as shown in FIG. 9D. . The auxiliary electrode 27 may be any one of an indium tin oxide layer, a metal, and a conductive material. Then, the photomask 8 is positioned on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the auxiliary electrode 27 and the photoresist 22 are sequentially applied, and the ultraviolet rays are formed on the photomask 8. This is investigated. Ultraviolet rays irradiated to the photomask 8 transmit the photomask substrate 8a, while the opaque metal 8b positioned at a predetermined portion of the photomask substrate 8a does not transmit. For this reason, the ultraviolet-ray irradiated to the photomask 8 is irradiated to the predetermined part except the part which opposes the opaque metal 8b with which the photomask 8 of the photoresist 22 was equipped. A predetermined portion of the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is changed in molecular structure by a photochemical reaction. Due to such a change in molecular structure, the photoresist 22 exposed to ultraviolet rays is removed to form a photoresist pattern on the auxiliary electrode 27. In addition, the auxiliary electrode 27 is patterned by dry etching or wet etching using the photoresist pattern formed thereon as a mask to form the auxiliary electrode 27a on the pixel electrode 25a. In addition, the photoresist pattern formed on the auxiliary electrode 27a is removed by a stripping process. In addition, as shown in FIG. 9E, an alignment layer 9 is formed on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the pixel electrodes 25b formed between the plurality of common electrodes 25a and the common electrode 25a are provided. The upper substrate 1 and the lower substrate 2 on which the alignment layer 9 is formed are bonded to face each other. In this case, the auxiliary electrodes 27a formed on the upper substrate 1 and the lower substrate 2 are in contact with each other.

이와 같이 본 발명은 액정 표시소자의 상/하부기판 상에 공통전극 및 화소전극을 형성함과 아울러 화소전극은 공통전극의 높이보다 높게 형성되도록 그 상에 인듐 틴 옥사이드막 또는 금속 또는 전도성물질중 어느 하나로 구성된 보조전극이 증착되거나 화소전극 아래에 유기절연막이 형성된다. 이렇게 형성된 화소전극은 상/하부기판을 합착할 시 서로 대향되게 접촉되어 액정패널의 셀갭을 유지시켜주는 스페이서 역할을 한다. 이와 아울러 화소전극 상에 형성된 보조전극에 의해 하부 기판에 인가되는 전압이 상부기판에 전달될 수 있다. 이로 인해, 상/하부기판 합착후, 주입되는 반강유전성 액정 내지 강유전성 액정으로 상/하부기판에서 골고루 횡전계를 인가할 수 있다. As described above, the present invention forms a common electrode and a pixel electrode on the upper and lower substrates of the liquid crystal display, and the pixel electrode is formed higher than the height of the common electrode. A single auxiliary electrode is deposited or an organic insulating film is formed under the pixel electrode. The pixel electrodes thus formed are in contact with each other when the upper and lower substrates are bonded to each other to serve as spacers for maintaining the cell gap of the liquid crystal panel. In addition, a voltage applied to the lower substrate may be transferred to the upper substrate by the auxiliary electrode formed on the pixel electrode. Therefore, after the upper and lower substrates are bonded, the transverse electric field may be uniformly applied from the upper and lower substrates to the injected semiferroelectric liquid crystal or ferroelectric liquid crystal.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시소자는 상/하부기판 상에 공통전극과 공통전극의 높이보다 높은 화소전극을 형성함과 아울러 상기 화소전극을 서로 접촉시킴으로써, 반강유전성액정 내지 강유전성 액정에 인가되는 전계가 균일하게 인가되어 구동전압을 낮춤과 아울러 정전기나 잔류 직류전압으로 배향막에 흡착된 전하가 액정셀 내부로 쉽게 확산 시킬수 있어 투과도도 증가할 수 있다. 또한, 접촉된 상/하부기판의 화소전극 높이로서 액정 패널 셀 간격을 유지시킬 수 있다. As described above, the liquid crystal display device according to the present invention forms a pixel electrode higher than the height of the common electrode and the common electrode on the upper and lower substrates, and contacts the pixel electrodes to each other, thereby providing anti-ferroelectric liquid crystals or ferroelectric liquid crystals. As the applied electric field is uniformly applied, the driving voltage is lowered, and the charge absorbed by the alignment layer due to static electricity or residual DC voltage can easily diffuse into the liquid crystal cell, thereby increasing the transmittance. In addition, the liquid crystal panel cell spacing may be maintained as the height of the pixel electrode of the contacted upper and lower substrates.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (5)

상부기판과 하부기판 사이에 액정이 주입되며 상기 액정에 수평방향의 전계를 인가하기 위한 화소전극 및 공통전극과, 상기 화소전극에 데이터를 공급하기 위한 박막트랜지스터를 구비하는 액정 표시소자에 있어서, A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal injected between an upper substrate and a lower substrate, the pixel electrode and a common electrode for applying a horizontal electric field to the liquid crystal, and a thin film transistor for supplying data to the pixel electrode; 상기 상부기판과 하부기판 사이의 셀갭을 유지하며 상기 박막트랜지스터로부터 공급되는 데이터신호에 응답하여 상기 액정을 구동하기 위해 상기 상부기판과 하부기판 상에 형성되는 화소전극과,A pixel electrode formed on the upper substrate and the lower substrate to maintain the cell gap between the upper substrate and the lower substrate and to drive the liquid crystal in response to a data signal supplied from the thin film transistor; 상기 화소전극과 수평방향으로 대향되게끔 상기 상부기판과 하부기판에 형성되고 공통전압원에 접속되어 상기 화소전극과 함께 상기 액정에 수평방향 전계를 인가하기 위한 공통전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.And a common electrode formed on the upper substrate and the lower substrate so as to face the pixel electrode in a horizontal direction, and connected to a common voltage source to apply a horizontal electric field to the liquid crystal together with the pixel electrode. device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화소전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인전극과 접속되는 투명전극과;The pixel electrode may include a transparent electrode connected to the drain electrode of the thin film transistor; 소정의 높이로 상기 투명전극을 신장시키기 위한 유기절연막을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자. And an organic insulating film for extending the transparent electrode to a predetermined height. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화소전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인전극과 접속되는 투명전극과;The pixel electrode may include a transparent electrode connected to the drain electrode of the thin film transistor; 소정의 높이로 상기 투명전극을 신장시키기 위한 보조전극을 추가로 구비하 는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.And an auxiliary electrode for extending the transparent electrode to a predetermined height. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 보조전극은 금속, 인듐 틴 옥사이드막 및 전도성 물질중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.And the auxiliary electrode is made of any one of a metal, an indium tin oxide film, and a conductive material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 액정은 강유전성 액정 및 반강유전성 액정중 어느 하나로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.Wherein the liquid crystal is set to any one of a ferroelectric liquid crystal and an antiferroelectric liquid crystal.
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