KR100771358B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR100771358B1
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사까에 요시다
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도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

착색층들의 불균일한 코팅의 결과로서 표시 화면 상에 선 결함들이 발생하는 것을 막기 위해, 제1 착색층은, 신호선 방향에서 한 화소 걸러, 그리고 주사선 방향에서도 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자에서 일부를 솎아내어(thinning out) 얻어진 패턴으로 형성된다.
착색층, 표시 화면, 선 결함, 신호선, 주사선

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래의 액정 표시 장치에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치에 대한 일례를 도시하는 평면도.
도 2는 종래의 액정 표시 장치에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치에 대한 또 다른 일례를 도시하는 평면도.
도 3은 종래의 액정 표시 장치에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치에 대한 또 다른 일례를 도시하는 평면도.
도 4는 제1 실시예의 액정 표시의 구성을 도시하는 회로도.
도 5는 제1 실시예의 액정 표시 장치에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시하는 평면도.
도 6은 제2 실시예의 액정 표시 장치에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시하는 평면도.
도 7은 제3 실시예의 액정 표시 장치에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시하는 평면도.
도 8은 제4 실시예의 액정 표시 장치에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시하는 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 표시 영역
3 : 신호선 구동기
24 : 화소 전극
31 : 스위칭 소자
32 : 보조 커패시터
33 : 액정 커패시터
S : 신호선
G : 주사선
본 출원은, 그 전체 내용이 여기 참조로서 포함되고, 2004년 12월 21일자로 출원된 이전 일본 특허 출원 제2004-369865호에 기초한 것으로, 그로부터 우선권의 이득을 청구한다.
본 발명은, 그 화소 내에 착색층들(pigmented layers)이 설치된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근에, 이동 전화 및 노트북 컴퓨터 등 다양한 기구에 액정 표시 장치가 널리 사용되고 있다. 액정 표시 장치는, 복수의 주사선과 복수의 신호선에 의해 결정된 각 교차점에 화소가 설치된 표시부, 및 주사선들과 신호선들을 구동하는 구동기를 포함한다. 화소 각각은 박막 트랜지스터(TFT), 액정 커패시터, 및 보조 커패 시터를 더 포함한다. 표시부는 유리로 만들어진 어레이 기판 상에 형성된다. 또한, 제조 프로세스 기술의 발전 결과로서, 어레이 기판 상에 구동기 부분을 형성할 수 있게 되었고, 따라서, 액정 표시 장치 전체의 무게 감소, 슬리밍 다운, 및 소형화가 추구되어 왔다.
액정 표시 장치 내의 표시 영역에는, 도 1의 평면도에 도시된 바와 같이, 제1 착색층(11), 제2 착색층(12), 및 제3 착색층(13)이 설치된다. 예를 들어, 제1 착색층(11), 제2 착색층(12), 및 제3 착색층(13)은 녹색, 청색, 및 적색으로 각각 착색된다. 하나의 화소는 각각 3개의 착색층(11~13)인 세 부분으로 형성된다. 제1 착색층(11)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 정렬된 직선들이 교대로 반복되는 패턴으로 형성된다. 대안적으로, 도 2의 평면도에 도시된 바와 같이, 제1 착색층(11)은 제2 및 제3 착색층(12, 13)의 부분들을 둘러싸는 격자 패턴으로 형성된다.
제1 착색층(11)이 직선들로 형성된 경우와, 격자 패턴으로 형성된 경우 둘 다, 어레이 기판이 제2 착색층(12)으로 코팅될 때, 제1 착색층(11)의 패턴에 기인하는 불균일한 코팅은 어레이 기판의 초소형화의 증가와 함께 더 많이 발생할 것이다.
불균일한 코팅의 원인은 다음과 같다. 제1 착색층(11)이 직선으로 형성되는 경우에, 제1 착색층(11)이 형성되는 제1 프로세스에 후속하는 제2 프로세스에서 스핀-코팅법(스핀-코터법)을 사용하여 어레이 기판을 제2 착색층(12)으로 코팅할 때, 제2 착색층의 컬러 레지스트 - 이 컬러 레지스트는 그것이 경화되기 전에는 언제나 유동성을 가짐 - 는 원심력을 받아 제1 착색층의 경계를 따라 흐른다.
제1 착색층(11)이 격자 패턴으로 형성되는 경우에, 어레이 기판이 제2 착색층(12)으로 코팅될 때, 제2 착색층(12)이 원심력 방향으로 퍼지는 것을 막는 방향의 저항은 격자 패턴의 밀도 증가와 함께 더 커지게 된다. 그 결과, 예를 들어, 불균일한 코팅은 격자 패턴의 대각선 방향과 같은 특정 방향에서 발생한다.
따라서, 종래에는, 스핀-코팅법과 관련하여 착색층의 불균일한 코팅의 발생을 막기 위해, 다음과 같은 것들이 수행되어 왔다. 특히, 도 3의 평면도에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 제1 착색층(11)의 격자 패턴으로부터 수직 방향(신호선 방향)에서 한 화소 걸러, 측면 방향(주사선 방향)에서 제2 및 제3 착색층(12, 13)에 대응하는 일부를 솎아내어(thinning out) 얻어지는 패턴이 사용되고 있다. 제1 착색층(11)의 일부가 그렇게 솎아내어지는 영역에서, 원래 그 각각에 대해 단절(break)인 위치에 제2 및 제3 착색층(12, 13) 각각이 형성된다.
그러나, 도 3의 패턴에서, 착색층의 측면 배치에 초점을 둘 때, 교대로 배치된 두 종류의 선들이 존재한다. 두 종류 중 한 종류는, 측면 방향에서 교대로 연속하는 각각의 착색층(11 ~ 13)을 포함하는 단순한 것이고, 다른 한 종류는 각각의 착색층(11 ~ 13)이 측면 방향에서 교대로 연속하는 영역에 더해, 측면 방향에서 제1 착색층(11)이 연속하는 영역을 포함하는 것이다.
이러한 구성에서는, 선들 사이에서, 제1 착색층(11)의 면적은 한 선 걸러 서로 다르고, 따라서, 광 반사율이 한 선 걸러 서로 다르다. 그 결과, 표시 화면 상에는 측면 방향으로 연장하는 선 결함들이 관찰되고, 그로 인해 표시 품질에 있어 서의 저하가 야기된다는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은, 착색층의 불균일한 코팅의 결과로서 표시 화면 상의 선 결함들이 발생하는 것을 막기 위한 것이다.
본 발명에 다른 액정 표시 장치는: 각각의 신호선과 각각의 주사선이 서로 교차하도록 각각 배선된(wired) 복수의 신호선과 복수의 주사선; 그 부분들이 신호선들과 주사선들에 의해 분리된 구획들(divisions) 내에 각각 배치되는 제1 착색층, 제2 착색층 및 제3 착색층; 및 제1 착색층, 제2 착색층 및 제3 착색층의 부분들을 조합하여 형성된 화소를 포함한다. 이 액정 표시 장치는, 제1 착색층이 제2 착색층과 제3 착색층의 부분들을 둘러싸는 격자-형 패턴으로 형성되고, 이 격자-형 패턴은, 주사선을 따른 방향에서 제2 착색층 및 제3 착색층에 관련된 특정 사이클에 따라, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진다는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 패턴으로 형성될 제1 착색층을 구성함으로써, 주사선을 따른 측면 방향에서 제1 착색층이 연속하는 영역은 존재하지 않는다. 따라서, 측면 방향으로 연장하는 선 결함들이 표시 화면 상에 발생하는 것을 막을 수 있게 된다.
제1 실시예
도 4는 본 실시예의 액정 표시 장치에서 표시 영역의 회로 구성을 도시한다. 이 도면에서 도시하는 바와 같이, 복수의 신호선(S)과 복수의 주사선(G)은 표시 영역(2)에서 각 신호선(S)과 각 주사선(G)이 서로 교차할 수 있도록 배선된다. 표시 영역(2)에는, 신호선들(S)과 주사선들(G)에 의해 분리된 구획들 각각에 스위칭 소자(31), 보조 커패시터(32), 액정 커패시터(33), 및 화소 전극(24)이 설치되어 있다.
스위칭 소자(31)는, 예를 들어, MOS 박막 트랜지스터로 형성된다. 스위칭 소자(31)의 소스 단말에는 신호선(S) 중 하나가 접속된다. 스위칭 소자(31)의 게이트 단말에는 주사선(G) 중 하나가 접속된다. 스위칭 소자(31)의 드레인 단말에는 화소 전극(24)보조 커패시터(32)가 접속된다. 액정 커패시터(33)의 한쪽 단말은 화소 전극(24)에 접속되고, 그의 다른 쪽 단말은 대향 전극(25)에 접속된다. 이러한 구성에서, 각각의 보조 커패시터(32)에는 공통 전압(Vcs)이 인가되고, 각각의 대향 전극(25)에는 공통 전압(Vcom)이 인가된다.
스위칭 소자(31)에서의 온-오프 제어는 선행하는(foregoing) 주사선(G)을 통해 거기에 공급된 주사 펄스에 의해 영향을 받는다. 스위칭 소자(31)가 온일 때, 선행하는 신호선(S)을 통해 거기에 공급된 비디오 신호 전압은 스위칭 소자(31)를 통해 화소 전극(24) 및 보조 커패시터(32)에 공급된다. 액정은 화소 전극(24)에 비디오 신호 전압을 인가함으로써 구동된다. 스위칭 소자(31)가 턴오프된 이후에도, 비디오 신호 전압은 여전히 보조 커패시터(32)에 저장되고, 이로써 이 전압은 계속해서 화소 전극(24)에 인가된다.
신호선 구동기(3)는 외측으로부터 거기에 전송된 비디오 신호를 신호선(S)에 공급한다. 주사선 구동기(4)는 외측으로부터 거기에 전송된 펄스 신호에 기초하여 주사선(G)에 주사 신호를 공급한다.
도 5는 액정 표시 장치 내의 표시 영역에서 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시한다. 도 5에는, 제1 착색층(1), 제2 착색층(2), 제3 착색층(3) 및 각각의 박막 트랜지스터에 전기적으로 접속된 복수의 접점(contact points; 4)이 도시된다. 표시 영역에서, 하나의 화소는 제1 착색층(1), 제2 착색층(2) 및 제3 착색층(3)의 부분들을 조합하여 형성된다. 표시 영역은 최소 단위로서 가정되어 형성된 각 화소들의 집합으로 형성된다. 제1, 제2 및 제3 착색층(1, 2, 3)은 서로 다른 컬러, 즉, 적색, 청색 및 녹색이다.
이러한 액정 표시 장치에서, 제1 착색층(1)은 주사선(G)을 따른 방향에서 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 관련된 특정 사이클에 따라, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 격자-형 패턴으로 형성되고, 이 격자-형 패턴은 제2 및 제3 착색층(2, 3)의 부분들을 둘러싼다. 특히, 제1 착색층(1)은, 그렇지 않으면 완전한 격자 내에서 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분이 주사선(G)을 따른 방향(측면 방향)에서 한 화소 걸러 솎아내어지는 경우의 패턴이다. 동시에, 격자-형 패턴은, 그렇지 않으면 완전한 격자 내에서 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분이 신호선(S)을 따른 방향(수직 방향)에서 한 화소 걸러 솎아내어지는 경우의 패턴이다. 따라서, 그렇지 않으면 완전한 격자 내에서 솎아내어진 제1 착색층(1)의 부분들에 대응하는 영역들에는, 제2 및 제3 착색층(2, 3)이 형성 된다.
상기 패턴을 사용함으로써, 측면 방향에서는 복수 화소에서 제1 착색층(1)이 연속하는 영역이 존재하지 않는다. 따라서, 측면 방향으로 연장하는 선 결함들이 발생할 수 없다.
이러한 액정 표시 장치에서, 표시 유닛(2) 등을 구비한 어레이 기판과, 대향 전극(25)을 구비한 대향 기판은 서로 마주하도록 배치되고, 액정층은 그들 사이의 간극에 제공된다. 어레이 기판, 액정층, 및 대향 기판에는 어레이 기판의 후면에 배치된 백라이트로부터의 광이 투과되도록 허용된다. 표시 유닛(2) 내의 회로는 투과된 광의 양을 조정하도록 구성된다. 즉, 착색층 각각에 대한 광 투과율은 투과된 광의 양을 결정하는 비디오 신호 전압이 스위칭 소자(31)를 통해 화소 전극(24)에 인가되는 방식으로 액정 층에서 제어된다. 따라서, 각각의 착색층에 의해 컬러화된 광량의 비율을 혼합하는 것이 제어되고, 이로써, 바람직한 컬러 재현을 얻을 수 있게 된다.
다음으로, 이러한 액정 표시 장치에 대한 제조 프로세스가 설명될 것이다. 초기 프로세스에서는, 공공연하게 공지된 동작들을 사용함으로써, 유리로 이루어진 도시되지 않은 절연 기판 상에 막 형성 및 패터닝을 수행하여 박막 트랜지스터, 다수의 배선, 전극, 회로 등을 형성한다. 이러한 종류의 동작들을 통해, 수직 방향의 768개 화소와 측면 방향의 1024개 화소를 포함하는 어레이 기판의 기본 구조가 준비된다. 거기 포함된 수직 방향의 1024개 화소 각각은 착색층으로서 적색층, 녹색층, 및 청색층의 부분들을 포함할 것임에 주목한다.
후속하는 프로세스에서, 제1 착색층(1)은 어레이 기판 상에 형성된다. 이러한 제1 착색층(1)의 컬러로서, 세 가지 주요 컬러, 즉, R, G 및 B 중 어느 하나가 선택될 수 있고, 본 실시예에서는, G(녹색)로의 착색이 일례로서 설명될 것이다.
제1 착색층(1)을 녹색으로 형성하기 위해, 스피너(스핀 코터; spin coater) 상에 장착된 어레이 기판의 표면 전체는, 녹색 안료가 살포된 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트로 코팅되고, 그 표면은 표시 화면에 마주한다. 그 다음, 어레이 기판은 스핀 코터에 의해 회전된다. 경화되지 않은 상태에서 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트는 유동성을 가지므로, 어레이 기판에 떨어진 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트는 스핀에 의해 생성된 원심력의 결과로서 그 전체 표면에 살포된다.
원심력의 결과로 어레이 기판의 전체 표면에 코팅된 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트에 대해, 녹색으로 착색될 부분만 자외선으로 조사되도록 할 수 있는 포토 마스크를 통해 광 노출이 수행된다. 이 포토 마스크는 도 5에 도시된 제1 착색층(1)의 패턴과 동일한 패턴으로 형성되고, 자외선을 투과시킬 수 있다. 그 후에, 현상액을 사용하여 레지스트가 현상되고, 베이킹 프로세스 이후에, 예를 들어, 대략 3㎛ 두께의 녹색인 제1 착색층에 레지스트가 형성된다.
표시 화면의 신호선 방향(도 5의 수직 방향)에서, 포토 마스크를 사용하여 광 노출에 의해 형성된 제1 착색층(1)의 완성된 패턴은, 제1 착색층(1)에 대응하는 영역들에서는 연속하고 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 영역에서는 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 솎아내어진 부분을 갖는다. 한편, 주사선 방향(도 5의 측면 방향)에 있어서, 완성된 패턴은 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 영역에서 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 솎아내어진 부분을 갖는다.
이 프로세스에서, 제1 착색층(1)의 패턴에 포함된 각진 부분들(angled portions)은 어레이 기판 상에 규칙적으로 배치된다. 이로써, 스핀-코팅법을 사용하는 프로세스의 결과로 인한 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트의 불균일한 코팅은 쉽게 발생할 수 없거나 분산될 수 있다.
또 다른 후속 프로세스에서, 제1 착색층(1)의 패턴이 형성된 프로세스의 경우와 마찬가지로, 제2 착색층(2) 및 제3 착색층(3) 모두 대략 3㎛ 두께를 갖도록 순차적으로 형성된다. 본 발명에서, 제2 및 제3 착색층(2, 3)은 각각 청색 및 적색으로 착색된다.
제2 착색층 및 제3 착색층(2, 3)을 형성하는 광 노출을 위해 사용된 포토마스크는 자외선을 투과시킬 수 있고, 도 5에 도시된 제2 착색층 및 제3 착색층(2, 3)의 각 패턴들과 동일한 패턴들을 갖는다.
이 포토마스크를 사용하여 광 노출함으로써 형성되는 제2 착색층(2)의 완성된 패턴에 있어서, 표시 화면의 신호선 방향(도 5의 수직 방향)에서, 한 화소 걸러 단절이 존재하고, 제1 착색층(1)은 그 단절 내에 배열된다. 한편, 표시 화면의 주사선 방향(도 5의 측면 방향)에서, 제1 착색층(1), 제2 착색층(2) 및 제3 착색층(3)의 부분들은 이 순서대로 교대로 배치된다. 또한, 제3 착색층(3)의 완성된 패턴에도 동일한 것을 적용한다.
또 다른 후속 프로세스에서, 화소 전극은 ITO(Indium Tin Oxide)로 형성된 투명한 도전성 막을 패터닝함으로써 형성된다.
또 다른 후속 프로세스에서, 스피너를 사용하여 대략 6㎛ 두께로 감광성 무탄소 블랙 수지(photosensitive carbonless black resin)가 제공된다. 이 수지는 건조되고 포토 마스크로 광에 노출된 이후에, 현상액에 의해 현상된다. 이어서, 베이킹 프로세스 이후에, 대략 5㎛ 막두께를 갖는 원주형 스페이스를 형성하고 프레임부를 형성함으로써 어레이 기판이 완성된다.
한편, 대향 기판을 준비하는 프로세스에 있어서, 유리로 만들어진 절연 기판 상에, 투명한 도전성 막이 ITO 등으로 형성되는 방식으로 대향 전극이 형성된다.
최후 프로세스에서, 액정 표시 장치는, 어레이 기판과 대향 기판이 원주형 스페이스의 길이와 등가인 간극을 그들 사이에 유지하면서 서로 마주하도록 배치되고, 추가로 간극 내에 액정층을 형성함으로써 완성된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 제1 착색층(1)은 주사선(G)을 따른 방향에서 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 관련된 특정 사이클에 따라, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 격자-형 패턴으로 형성되고, 그 격자-형 패턴은 제2 및 제3 착색층(2, 3)의 부분들을 둘러싼다. 상기 패턴에 따르면, 측면 방향에서 제1 착색층(1)이 복수 화소에서 이어지는 영역은 존재하지 않는다. 따라서, 측면 방향으로 연장하는 선 결함들의 발생을 막을 수 있게 된다.
본 실시예에서, 특히, 제1 착색층(1)은, 제2 및 제3 착색층(2, 3)과 관련하여, 주사선(G)을 따른 방향(측면 방향)에서, 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 패턴으로 형성된다. 이로써, 주사선 방향에서, 제1 착색층(1)의 격자 부분과 직선 부분이 교대로 배치되고, 격자 부분의 수와 직선 부분의 수는 동일하게 된다. 따라서, 각각의 화소에서의 광 반사율은 표시 화면 상의 주사선 방향에서 균일하게 분산될 수 있다.
게다가, 본 실시예에서, 제1 착색층(1)은, 제2 및 제3 착색층(2, 3)과 관련하여, 신호선(S)을 따른 방향(수직 방향)에서, 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 패턴으로 형성된다. 이로써, 신호선 방향에서, 제1 착색층(1)의 격자 부분과 직선 부분 또한 규칙적으로 배치되고, 따라서, 각각의 화소에서 광 반사율은 신호선 방향에서 균일하게 분산될 수 있다.
제2 실시예
도 6은 제2 실시예의 액정 표시 장치에서 표시 영역 내의 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시한다. 이 액정 표시 장치의 기본 구성은 제1 실시예와 동일하고, 제1 및 제2 실시예 간의 유일한 차이점은 각각의 착색층의 패턴에 있다. 따라서, 여기에서 중복된 설명은 생략될 것이고, 각각의 착색층의 패턴에 대한 설명만 제공될 것이다.
본 액정 표시 장치에 있어서의 제1 착색층(1) 역시 표시 화면의 신호선 방향(도 6의 수직 방향)에서는 제1 착색층(1)에 대응하는 부분들에서 단절 없이 연속한다. 한편, 표시 화면의 주사선 방향(도 6의 측면 방향)에서, 제1 착색층의 일부는 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분들 사이에서, 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 솎아내어진다.
이러한 주사선 방향에서, 제1 착색층(1)이 불연속적인 사이클은 2 종류의 사이클로 이루어진다. 첫 번째 종류의 사이클은, 임의의 측면 방향으로 배치된 제1 착색층(1)과 관련하여, 도 6의 좌단으로부터 순차적으로 나타나는 "단절에 이은 연속(break followed by a run)"이다. 두 번째 종류의 사이클은, 상기와 반대의 방식으로서, "연속에 이은 단절(run followed by a break)"이다. 본 실시예에서, 위에서부터 측면 방향으로 첫 번째 종류의 사이클이 2열 이어진 이후에, 두 번째 종류의 사이클이 2열 이어지는 패턴이 반복된다.
그렇게 형성된 패턴에 따르면, 측면 방향에서 복수 화소에서 제1 착색층(1)이 연속하는 영역이 존재하지 않고, 따라서, 표시 화면 상의 측면 방향으로 연장하는 선 결함들의 발생을 막을 수 있게 된다.
게다가, 제1 착색층(1)의 패턴에 포함된 각진 부분 역시 어레이 기판에 규칙적으로 배치된다. 이로써, 스핀-코팅법을 사용하는 프로세스의 결과로 인한 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트의 불균일한 코팅은 쉽게 발생할 수 없거나 분산될 수 있다.
다음으로, 첫 번째 및 두 번째 종류의 사이클로 이루어진 패턴의 수학적 표현이 설명될 것이다. 화소들이, 맨 끝의 주사선에 접속된 화소부터 순차적으로 "ny = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트되고, 화소들이, 맨 끝의 신호선에 접속된 화소부터 순차적으로 "nx = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트된다고 가정할 때, 화소들은 (nx, ny)로 표현된다. 화소들 중에서, 주사선 방향으로 연장하는 제1 착색층(1)을 구비한 화소(nx, ny)는 "1"로 설정되고, 제1 착색층을 구비하지 않는 화소(nx, ny) 는 "0"으로 설정된다. 이러한 조건들 하에, 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분에서 제1 착색층(1)의 존재는 다음 공식으로 표현된다.
f(nx+ax, ny+ay) = a[((((nx-bx+3)-(nx-bx+3)%3)/3)%2)*2+ny)%4]
여기서: a[0]=1, a[1]=1, a[2]=0, a[3]=0이고; (ax, ay)는 오프셋을 판정하는 임의의 정수이고; "bx"는 신호선들에 후속하는 선들 중에서 제1 착색층(1)에 의해 착색된 선들의 최소 수이고; "%"는 잉여 연산을 하는 연산자를 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 주사선(G)을 따른 방향에서 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 관련된 특정 사이클에 따라, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 격자-형 패턴으로 제1 착색층(1)을 형성 - 그 격자-형 패턴은 제2 및 제3 착색층(2, 3)의 부분들을 둘러쌈 - 함으로써, 측면 방향에서 복수 화소에서 제1 착색층(1)이 연속하는 영역이 존재하지 않는다. 이로써, 표시 화면 상에서 측면 방향으로 연장되는 선 결함들의 발생을 막을 수 있게 된다.
제3 실시예
도 7은 제3 실시예의 액정 표시 장치에서 표시 영역 내의 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시한다. 이 액정 표시 장치의 기본 구조는 제1 실시예와 동일하고, 제1 및 제3 실시예 간의 유일한 차이점은 착색층의 패턴에 있다. 따라서, 여기서 중복된 설명은 생략될 것이고, 각각의 착색층의 패턴에 대해서만 설명될 것이다.
이 액정 표시 장치에 있어서, 제1 착색층(1)은 표시 화면의 신호선 방향(도 7의 수직 방향)에서 제1 착색층(1)에 대응하는 부분들에 단절 없이 연속한다. 한 편, 표시 화면의 주사선 방향(도 7의 측면 방향)에서, 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 그 부분들 중에서, 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 제1 착색층(1)의 일부가 솎아내어진다.
이 주사선 방향에서, 제1 착색층(1)이 불연속인 사이클은 두 종류의 사이클로 구성된다. 첫 번째 종류의 사이클은, 임의의 측면 방향으로 배치된 제1 착색층(1)과 관련하여, 도 7의 좌단으로부터 순차적으로 나타나는 "단절에 이은 연속"이다. 두 번째 종류의 사이클은, 위와 반대 방식인, "연속에 이은 단절"이다. 본 실시예에서는, 맨 위에서부터 측면 방향에서 첫 번째 종류의 사이클이 2열 이어진 이후에, 두 번째 종류의 사이클이 1열 후속하는 패턴이 반복된다.
그렇게 형성된 패턴에 따르면, 측면 방향에서 제1 착색층(1)이 복수 화소에서 이어지는 영역이 존재하지 않고, 따라서, 측면 방향으로 연장되는 선 결함들의 발생을 막을 수 있게 된다.
게다가, 제1 착색층(1)의 패턴에 포함된 각진 부분들은 어레이 기판 상에 규칙적으로 배치된다. 이로써, 스핀-코팅법을 사용하는 프로세스의 결과로 인한 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트의 불균일한 코팅은 쉽게 발생할 수 없거나 분산될 수 있다.
다음으로, 첫 번째 및 두 번째 종류의 사이클로 구성된 패턴의 수학적 표현이 설명될 것이다. 화소가 맨 끝 주사선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "ny = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트되고, 화소가 맨 끝 신호선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "nx = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트된다고 가정하여 화소를 (nx, ny)로 표 현한다. 화소 중에서, 주사선 방향으로 연장하는 제1 착색층(1)을 구비한 화소(nx, ny)는 "1"로 설정되고, 제1 착색층(1)을 구비하지 않는 화소(nx, ny)는 "0"으로 설정된다. 이러한 조건들 하에, 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분에서 제1 착색층(1)의 존재는 다음 공식으로 표현된다:
f(nx+ax, ny+ay) = c[(((nx-bx+3)-(nx-bx+3)%3)/3)%2, ny%3]
여기서: c[0, 0]=1, c[0, 1]=0, c[0, 2]=0, c[1, 0]=0, c[1, 1]=1, c[1, 2]=1이고; (ax, ay)는 오프셋을 판정하는 임의의 정수이고; "bx"는 신호선들에 후속하는 선들 중에서 제1 착색층(1)에 의해 착색된 선들의 최소 수이고; "%"는 잉여 연산을 하는 연산자를 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서도, 주사선(G)을 따른 방향에서 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 관련된 특정 사이클에 따라, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 격자-형 패턴으로 제1 착색층(1)을 형성 - 그 격자-형 패턴은 제2 및 제3 착색층(2, 3)의 부분들을 둘러쌈 - 함으로써, 측면 방향에서 복수의 화소에서 제1 착색층(1)이 연속하는 영역은 존재하지 않는다. 이로써, 표시 화면 상에서 측면 방향으로 연장하는 선 결함들의 발생을 막을 수 있게 된다.
제4 실시예
도 8은 제4 실시예의 액정 표시 장치에서 표시 영역 내의 제1 ~ 제3 착색층의 배치를 도시한다. 이 액정 표시 장치의 기본 구조는 제1 실시예와 동일하고, 제1 및 제4 실시예 간의 유일한 차이점은 각각의 착색층의 패턴에 있다. 따라서, 여기서는 중복된 설명을 생략할 것이고, 각각의 착색층의 패턴에 대해서만 설명될 것이다.
이 액정 표시 장치에서도, 제1 착색층(1)은 표시 화면의 신호선 방향(도 8의 수직 방향)에서는 제1 착색층(1)에 대응하는 부분들에 있어 단절 없이 연속한다. 한편, 표시 화면의 주사선 방향(도 8의 측면 방향)에서는, 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분들 중에서, 소정 수의 화소마다, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 제1 착색층(1)의 일부가 솎아내어진다.
이 주사선 방향에서, 제1 착색층(1)이 불연속인 사이클은 두 종류의 사이클로 구성된다. 첫 번째 종류의 사이클은, 임의의 측면 방향으로 배치된 제1 착색층(1)과 관련하여, 도 8의 좌단으로부터 순차적으로 나타나는 "연속, 단절, 단절, 단절, 연속, 및 단절"이다. 두 번째 종류의 사이클은, "연속, 단절, 및 단절"이 순차적으로 나타나는 것이다. 또한, 본 실시예에서는, 맨 위에서부터 측면 방향에서 첫 번째 종류의 사이클이 2열 이어진 이후에, 두 번째 종류의 사이클이 1열 후속하는 패턴이 반복된다. 또한, 첫 번째 종류의 사이클의 인접한 상측 및 하측 열들은 1/2 사이클만큼 서로 다르도록 배치된다.
그렇게 형성된 패턴에 따르면, 측면 방향에서 제1 착색층(1)이 복수 화소에서 이어지는 영역이 존재하지 않고, 따라서, 표시 화면 상에서 측면 방향으로 연장되는 선 결함들의 발생을 막을 수 있게 된다.
게다가, 제1 착색층(1)의 패턴에 포함된 각진 부분들은 어레이 기판 상에 규칙적으로 배치된다. 이로써, 스핀-코팅법을 사용하는 프로세스의 결과로 인한 자외선 경화성 아크릴 수지 레지스트의 불균일한 코팅은 쉽게 발생할 수 없거나 분산 될 수 있다.
다음으로, 첫 번째 및 두 번째 종류의 사이클로 구성된 패턴의 수학적 표현이 설명될 것이다. 화소가 맨 끝 주사선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "ny = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트되고, 화소가 맨 끝 신호선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "nx = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트된다고 가정하여 화소를 (nx, ny)로 표현한다. 화소 중에서, 주사선 방향으로 연장하는 제1 착색층(1)을 구비한 화소(nx, ny)는 "1"로 설정되고, 제1 착색층(1)을 구비하지 않는 화소(nx, ny)는 "0"으로 설정된다. 이러한 조건들 하에, 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분에서 제1 착색층(1)의 존재는 다음 공식으로 표현된다:
f(nx+ax, ny+ay) = a[(b[(((nx-bx+3)-(nx-bx+3)%3)/3)%6]+ny)%3]
여기서: a[0]=1, a[1]=0, a[2]=0, b[0]=0, b[1]=1, b[2]=2, b[3]=3, b[4]=2, b[5]=1이고; (ax, ay)는 오프셋을 판정하는 임의의 정수이고; "bx"는 신호선들에 후속하는 선들 중에서 제1 착색층(1)에 의해 착색된 선들의 최소 수이고; "%"는 잉여 연산을 하는 연산자를 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서도, 주사선(G)을 따른 방향에서 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 관련된 특정 사이클에 따라, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 격자-형 패턴으로 제1 착색층(1)을 형성 - 그 격자-형 패턴은 제2 및 제3 착색층(2, 3)의 부분들을 둘러쌈 - 함으로써, 측면 방향에서는 복수의 화소에서 제1 착색층(1)이 연속하는 영역이 존재하지 않는다. 이로써, 표 시 화면 상에서 측면 방향으로 연장하는 선 결함들의 발생을 막을 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 액정 표시 장치로서,
    신호선들 각각과 주사선들 각각이 서로 교차할 수 있도록 각각 배선된 복수의 신호선과 복수의 주사선;
    상기 신호선들과 상기 주사선들에 의해 분할된 구획들 각각에 그 전체의 부분들이 배치된 제1 착색층, 제2 착색층, 및 제3 착색층; 및
    상기 제1 착색층, 상기 제2 착색층, 및 상기 제3 착색층의 부분들을 조합하여 형성된 화소
    를 포함하고,
    상기 제1 착색층은, 주사선을 따른 방향에서 상기 제2 착색층 및 제3 착색층에 관련된 특정 사이클에 따라, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄(thinning out)으로써 얻어지는 격자형 패턴으로 형성되고, 그 격자형 패턴은 상기 제2 착색층과 상기 제3 착색층의 부분들을 둘러싸는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 착색층은 상기 주사선을 따른 방향에서, 한 화소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 패턴으로 형성되는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 착색층은 상기 신호선을 따른 방향에서도, 한 화 소 걸러, 그렇지 않으면 완전한 격자로부터 일부를 솎아냄으로써 얻어진 패턴으로 형성되는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화소들이, 맨 끝의 주사선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "ny = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트되고, 상기 화소들이, 맨 끝의 신호선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "nx = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트된다고 가정할 때 (nx, ny)로 표현되는 화소들 중에서, 상기 주사선 방향으로 연장하는 상기 제1 착색층(1)을 구비한 화소들(nx, ny) 및 구비하지 않는 화소들(nx, ny)이 각각 "1" 및 "0"으로 설정되는 경우에, 각 화소 내에서 상기 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분에서 상기 제1 착색층(1)의 존재는 다음 공식
    f(nx+ax, ny+ay) = a[(((((nx-bx+3)-(nx-bx+3)%3)/3)%2)*2+ny]%4]
    으로 표현되고,
    여기서, a[0]=1, a[1]=1, a[2]=0, a[3]=0이고; (ax,ay)는 오프셋을 판정하는 임의의 정수이고; "bx"는 상기 신호선들에 후속하는 선들 중에서 상기 제1 착색층(1)에 의해 착색된 선들의 최소 수이고; "%"는 잉여 연산을 하는 연산자인 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화소들이, 맨 끝의 주사선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "ny = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트되고, 상기 화소들이, 맨 끝의 신호선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "nx = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트된다고 가정할 때 (nx, ny)로 표현되는 화소들 중에서, 상기 주사선 방향으로 연장하는 상기 제1 착색층(1)을 구비한 화소들(nx, ny) 및 구비하지 않는 화소들(nx, ny)이 각각 "1" 및 "0"으로 설정되는 경우에, 각 화소 내에서 상기 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분에서 상기 제1 착색층(1)의 존재는 다음 공식
    f(nx+ax, ny+ay) = c[(((nx-bx+3)-(nx-bx+3)%3)/3)%2), ny%3]
    으로 표현되고,
    여기서, c[0,0]=1, c[0,1]=0, c[0,2]=0, c[1,0]=0, c[1,1]=1, c[1,2]=1이고; (ax,ay)는 오프셋을 판정하는 임의의 정수이고; "bx"는 상기 신호선들에 후속하는 선들 중에서 상기 제1 착색층(1)에 의해 착색된 선들의 최소 수이고; "%"는 잉여 연산을 하는 연산자인 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 화소들이, 맨 끝의 주사선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "ny = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트되고, 상기 화소들이, 맨 끝의 신호선에 접속된 화소로부터 순차적으로 "nx = 0, 1, 2, ..., n"으로 카운트된다고 가정할 때 (nx, ny)로 표현되는 화소들 중에서, 상기 주사선 방향으로 연장하는 상기 제1 착색층(1)을 구비한 화소들(nx, ny) 및 구비하지 않는 화소들(nx, ny)이 각각 "1" 및 "0"으로 설정되는 경우에, 각 화소 내에서 상기 제2 및 제3 착색층(2, 3)에 대응하는 부분에서 상기 제1 착색층(1)의 존재는 다음 공식
    f(nx+ax, ny+ay) = a[(b[(((nx-bx+3)-(nx-bx+3)%3)/3)%6]+ny)%3]
    으로 표현되고,
    여기서, a[0]=1, a[1]=1, a[2]=0, b[0]=0, b[1]=1, b[2]=2, b[3]=3, b[4]=2, b[5]=1이고; (ax,ay)는 오프셋을 판정하는 임의의 정수이고; "bx"는 상기 신호선들에 후속하는 선들 중에서 상기 제1 착색층(1)에 의해 착색된 선들의 최소 수이고; "%"는 잉여 연산을 하는 연산자인 액정 표시 장치.
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