KR102179330B1 - 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102179330B1
KR102179330B1 KR1020140031845A KR20140031845A KR102179330B1 KR 102179330 B1 KR102179330 B1 KR 102179330B1 KR 1020140031845 A KR1020140031845 A KR 1020140031845A KR 20140031845 A KR20140031845 A KR 20140031845A KR 102179330 B1 KR102179330 B1 KR 102179330B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resistor
liquid crystal
driving line
line
electrode
Prior art date
Application number
KR1020140031845A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150109006A (ko
Inventor
권오정
신동철
이혁진
신기철
Original Assignee
삼성디스플레이 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 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020140031845A priority Critical patent/KR102179330B1/ko
Priority to US14/485,014 priority patent/US9436052B2/en
Publication of KR20150109006A publication Critical patent/KR20150109006A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102179330B1 publication Critical patent/KR102179330B1/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
    • G02F1/136—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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1262—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or coating of the substrate
    • 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
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707—Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • 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
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
    • 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
    • G02F1/134345—Subdivided pixels, e.g. for grey scale or redundancy
    • 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
    • G02F1/13624—Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)

Abstract

본 발명은 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며, 전기적으로 분리되어 있는 게이트선 및 분압 기준 전압선, 상기 게이트선 및 분압 기준 전압선에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체 층 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선 위에 형성되어 있는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판에 대응하는 제2 기판, 상기 제2 기판에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하며, 상기 분압 기준 전압선 및 데이터선은 제1 기판의 일측으로 연장되어 각각 분압 기준 전압 구동선 및 데이터 구동선과 연결되어 있으며, 상기 제1 기판의 일측에는 데이터 구동선 확장부, 분압 기준 전압 구동선 확장부 및 공통 전압 구동선 확장부가 형성되어 있고, 상기 데이터 구동선 확장부 위에는 상부 모기판과의 접촉을 위한 쇼트 스페이서가 형성되어 있으며, 상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 공통 전압 구동선 확장부는 제1 저항으로 연결되어 있고, 상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 데이터 구동선 확장부는 제2 저항으로 연결되어 있으며, 상기 제1 저항의 저항값이 상기 제2 저항의 저항값보다 클 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND AND MANUFACTURING METHOD THERROF}
본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법 및 제조된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치의 응답 속도를 높이기 위하여 액정 분자가 선경사를 가지도록 초기 배향하는 여러 방법에 제안되었다. 초기 배향 방법 중, 자외선 등의 광에 의해 중합되는 전중합체를 이용해 액정 분자들이 선경사를 갖도록 하는 방법에서 전기장 생성 전극 각각에 원하는 크기의 전압을 인가하고 노광하게 된다.
한편, 액정 표시 장치의 제조 과정에서, 모 기판에 증착 공정과 사진 식각 공정 등을 통해 다층의 박막 패턴을 형성하여 각기 다층의 박막 패턴을 포함하는 복수 개의 표시판을 형성하고, 모기판을 각각 절단하여 표시 장치를 제조하게 된다.
액정 표시 장치의 제조 과정에서, 액정 분자의 초기 배향 단계에서 전압을 인가할 때, 절단되어 있는 액정 표시 장치 별로 인가하고 노광하게 되면 많은 시간과 장비가 필요하게 되어 생산성이 낮아지게 된다.
또한, 일반적으로 액정 분자의 초기 배향 단계에서, 하판의 데이터선과 상판의 공통 전극에 전압을 인가하여, 광배향한다. 이 경우 입력 전압이 2개로서, 화소의 분압 기준 전압선에 별도의 전압이 인가되지 않기 때문에 하나의 화소의 고계조 화소 전극 및 저계조 화소 전극에서 액정 분자의 선경사각이 동일하였다. 반면, 하나의 화소에서 고계조 화소 전극 및 저계조 화소 전극 영역의 액정 분자의 선경사각을 다르게 배향시키기 위해서는 추가적인 입력 전압이 요구되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 데이터선 패드, 분압 기준 전압선 패드 및 공통 전압선 패드를 저항으로 연결하고 저항 값을 적절히 조절함으로써, 2개의 입력 전압으로 3개의 출력 전압을 생성하며 하나의 화소에 대하여 영역별로 액정 분자가 다른 선경사각을 갖도록 광배향하는 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며, 전기적으로 분리되어 있는 게이트선 및 분압 기준 전압선, 상기 게이트선 및 분압 기준 전압선에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체 층 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선 위에 형성되어 있는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판에 대응하는 제2 기판, 상기 제2 기판에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하며, 상기 분압 기준 전압선 및 데이터선은 제1 기판의 일측으로 연장되어 각각 분압 기준 전압 구동선 및 데이터 구동선과 연결되어 있으며, 상기 제1 기판의 일측에는 데이터 구동선 확장부, 분압 기준 전압 구동선 확장부 및 공통 전압 구동선 확장부가 형성되어 있고, 상기 데이터 구동선 확장부 위에는 상부 모기판과의 접촉을 위한 쇼트 스페이서가 형성되어 있으며, 상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 공통 전압 구동선 확장부는 제1 저항으로 연결되어 있고, 상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 데이터 구동선 확장부는 제2 저항으로 연결되어 있으며, 상기 제1 저항의 저항값이 상기 제2 저항의 저항값보다 크다.
상기 제1 저항값과 상기 제2 저항값의 비율이 1: 0.2 내지 1: 0.5 일 수 있다.
상기 공통 전압 구동선 확장부와 연결된 공통 전압 구동선이 제2 영역에 형성되어 있으며, 상기 공통 전압 구동선은 제2 영역에서 상기 상부 모기판과 접촉하는 쇼트 스페이서가 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 IZO 배선으로 이루어졌으며, 상기 제1 저항인 IZO 배선의 길이가 상기 제2 저항인 IZO 배선의 길이보다 클 수 있다.
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 IZO 배선으로 이루어졌으며, 상기 제1 저항인 IZO 배선의 폭이 상기 제2 저항인 IZO 배선의 폭보다 좁을 수 있다.
상기 제1 저항과 상기 제2 저항은 반도체 물질로 이루어져 있으며, 상기 제1 저항의 폭이 상기 제2 저항의 폭보다 좁을 수 있다.
상기 제1 저항과 상기 제2 저항은 반도체 물질로 이루어져 있으며, 상기 제1 저항의 길이가 상기 제2 저항의 길이보다 길 수 있다.
상기 반도체 물질은 n형 불순물이 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소일 수 있다.
상기 화소 전극은 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하여, 상기 제1 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 상기 제2 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도가 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 박막 트랜지스터를 포함하는 복수의 하부 표시판이 형성되어 있으며 하부 배향막이 도포되어 있는 하부 모기판을 마련하는 단계, 상기 복수의 하부 표시판과 각각 대응하는 복수의 상부 표시판이 형성되어 있으며 상부 배향막이 도포되어 있는 상부 모기판을 마련하는 단계, 상기 하부 모기판 및 상기 상부 모기판 사이에 액정을 포함하는 액정 혼합물층을 형성하고 상기 하부 모기판 및 상기 상부 모기판을 결합하여 모기판 조립체를 형성하는 단계, 상기 모기판 조립체의 상부 모기판에 상기 상부 표시판 마다 제1 절단선 및 제2 절단선을 형성하여 각각의 표시판을 제1 영역 및 제2 영역으로 구분하는 단계, 상기 하부 모기판에 의해 덮이지 않고 드러난 상기 상부 모기판의 제1 영역 및 제2 영역에 전압을 인가하여 상기 액정을 프리틸트시키는 단계, 상기 상부 모기판 쪽에서 상기 모기판 조립체에 광을 조사하여 상기 액정 혼합물층 및 상기 하부 및 상부 배향막 중 적어도 하나에 포함되어 있는 배향 보조제를 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 제1 영역에 인가된 전압은 상기 하부 표시판의 화소의 데이터선에 전달되고, 상기 제2 영역에 인가된 전압은 상기 상부 표시판의 공통 전극에 전달되며, 상기 제1 영역에 인가된 전압과 상기 제2 영역에 인가된 전압 사이의 전압이 상기 하부 표시판의 화소의 분압 기준 전압선에 전달될 수 있다.
상기 제1 영역의 하부 모기판에는 데이터 구동선 확장부, 분압 기준 전압 구동선 확장부 및 공통 전압 구동선 확장부가 형성되어 있고, 상기 데이터 구동선 확장부 위에는 상부 모기판과의 접촉을 위한 쇼트 스페이서가 형성되어 있으며, 상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 공통 전압 구동선 확장부는 제1 저항으로 연결되어 있고, 상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 데이터 구동선 확장부는 제2 저항으로 연결되어 있으며, 상기 제1 저항의 저항값이 상기 제2 저항의 저항값보다 클 수 있다.
상기 제1 저항값과 상기 제2 저항값의 비율이 1: 0.2 내지 1: 0.5일 수 있다.
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 IZO 배선으로 이루어졌으며, 상기 제1 저항인 IZO 배선의 길이가 상기 제2 저항인 IZO 배선의 길이보다 크거나, 상기 제1 저항인 IZO 배선의 폭이 상기 제2 저항인 IZO 배선의 폭보다 좁을 수 있다.
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 배선이며, 상기 배선은 상기 하부 표시판의 화소 전극 형성 단계에서 동시에 형성되며, 상기 화소 전극과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 공통 전압 구동선 확장부와 연결된 공통 전압 구동선이 제2 영역의 하부 모기판에 형성되어 있으며, 상기 공통 전압 구동선은 제2 영역에서 상기 상부 모기판과 접촉하는 쇼트 스페이서가 형성되어 있을 수 있다.
상기 모기판 조립체에는 데이터선, 분압 기준 전압선, 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 공통 전극을 포함하는 복수의 화소가 존재하고, 상기 제1 부화소 전극에 형성되는 전위가 상기 제2 부화소 전극에 형성되는 전위보다 클 수 있다.
상기 제1 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 상기 제2 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도가 상이할 수 있다.
상기 제1 저항과 상기 제2 저항은 반도체 물질로 이루어져 있으며, 상기 제1 저항의 폭이 상기 제2 저항의 폭보다 좁거나, 상기 제1 저항의 길이가 상기 제2 저항의 길이보다 길 수 있다.
상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 반도체 물질이며, 상기 저항으로 기능하는 반도체 물질은 상기 하부 표시판의 박막 트랜지스터 형성 단계에서 동시에 형성되며, 박막 트랜지스터의 반도체층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 반도체 물질은 n형 불순물이 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 제조 방법은 데이터선 패드, 분압 기준 전압선 패드 및 공통 전압선 패드를 저항으로 연결하고 양 저항 값을 적절히 조절함으로써, 2개의 입력 전압으로 3개의 출력 전압을 생성하며 하나의 화소에 대하여 영역별로 액정 분자가 다른 선경사각을 갖도록 광배향하는 액정 표시 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 모기판 조립체의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모기판 조립체 중 하나의 표시판을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 예에 대한 배치도이다.
도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명 실시예에 따른 모기판 조립체의 각 구동선의 확장부를 확대하여 도시한 것이다.
도 7은 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력되는 전압의 크기를 나타낸 회로도이다.
도 8은 도 2의 모기판 조립체를 VIII-VIII선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9는 도 2의 모기판 조립체를 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 공정중 전압 인가 및 광 조사 단계를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명 비교예 및 실시예에서의 액정의 프리틸트 정도를 도시한 것이다.
도 12는 액정 표시 장치를 고전압으로 노광한 경우과 저전압으로 노광한 경우에서, 전압에 따른 휘도를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명 비교예 및 일 실시예에 따라 제조된 액정 표시 장치의 감마곡선이다
도 14는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 각각 다른 전압을 인가한 이미지이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 저항 R1 및 R2의 크기를 다르게 하여 실험한 이미지이다.
도 16은 저계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 고계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도 차이에 따른 시인성 지수(GDI)를 측정한 그래프이다.
도 17은 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 인가되는 전압의 크기에 따른 감마 곡선을 도시한 것이다.
도 18은 본 발명 다른 실시예에 따른 모기판 조립체를 도시한 것이다.
도 19는 도 18의 모기판 조립체를 A-A선을 따라 잘라 도시한 단면(도 19a) 및 B-B 선을 따라 잘라 도시한 단면(도 19b)을 나타낸 것이다.
도 20은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 예에 대한 배치도이다.
도 21은 도 20의 액정 표시 장치를 XXI-XXI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 22는 본 실시예에 따른 화소 구조를 갖는 액정 표시 장치에 대하여, 본 발명과 같은 방법으로 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 차등 전압을 인가한 이미지이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이다.
도 24는 도 23의 XXIV'- XXIV '선, XXIV ''- XXIV ''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 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 장치의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 3를 참고하여 본 발명 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조방법을 간단하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 모기판 조립체의 평면도이다.
도 1을 참고하면, 하부 모기판(100)에는 복수의 하부 표시판(300)이 형성되어 있다. 각각의 하부 표시판(300)은 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소 영역을 포함한다. 하부 표시판(300)에는 하부 표시판 내부에 존재하는 각 화소들의 게이트선에 연결된 게이트 구동선(미도시), 데이터선에 연결된 데이터 구동선(D1), 분압 기준 전압선에 연결된 분압 기준 전압 구동선(C1), 및 공통 전압 구동선(V1)이 형성되어 있다. 하부 표시판 영역 밖에는 각 구동선의 확장부가 형성되어 있다. 즉, 각 데이터 구동선(D1)의 일 끝에는 확장부(삼각형으로 도시)가 형성되어 있으며, 분압 기준 전압 구동선(C1)의 일 끝에도 확장부(원형으로 도시)가 형성되어 있다. 또한, 공통 전압 구동선(V1)의 일 끝에도 확장부(사각형으로 도시)가 형성되어 있다. 각 확장부는 구분의 편의를 위하여 다른 모양으로 도시하였으나, 이는 도면상 구분을 편리하게 하기 위한 것으로 각 확장부는 모두 동일한 모양일 수 있다. 각 확장부는 모두 사각형 형상일 수 있다.
데이터 구동선 확장부(D1) 위에는 상부 모기판과의 단락을 위한 쇼트 스페이서(70)가 형성되어 있다. 데이터 구동선은 쇼트 스페이서(70)를 통해 상부 모기판에 인가된 전압을 하부 표시판으로 전달하게 된다. 구체적인 전압 인가 방법은 후술한다.
각 구동선의 확장부는 저항(R1, R2)으로 서로 연결되어 있다. 그러면, 각 구동선의 확장부 및 저항의 연결 형태에 대하여 도 2를 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 2는 모기판 조립체 중 하나의 표시판을 도시한 것이다. 도 2를 참고하면, 데이터 구동선 확장부(D1)와 분압 기준 전압 구동선(C1)의 확장부는 저항 R2로 연결되어 있다. 또한, 분압 기준 전압 구동선(C1) 확장부와 공통 전압 구동선(V1)은 저항 R1으로 연결되어 있다.
즉, 분압 기준 전압 구동선 확장부는 공통 전압 구동선 확장부 및 데이터 구동선 확장부와 각각 저항으로 연결되어 있으므로, 공통 전압 구동선 확장부 및 데이터 구동선 확장부에 인가되는 전압과는 다른 제3의 전압을 출력하게 된다. 이러한 전압의 크기는 분압 기준 전압 구동선 확장부의 양쪽에 연결된 저항 R1, R2의 크기에 따라 달라지며, 구체적인 설명은 후술한다.
데이터 구동선 확장부(D1)에서 연장된 데이터 구동선은 하부 모기판(100)에 위치하는 하부 표시판으로 연결되어, 각 하부 표시판에 존재하는 복수의 화소의 데이터선과 연결되어 있다.
마찬가지로, 분압 기준 전압 구동선의 확장부(C1)에서 연장된 분압 기준 전압 구동선은 하부 표시판에 존재하는 복수의 화소의 분압 기준 전압선과 연결되어 있다. 또한 공통 전압 구동선(V1)에서 연장된 공통 전압 구동선은 하부 표시판의 외곽을 따라 진행하며, 쇼트 스페이서(71)를 통해 상부 모기판과 연결되어 있다.
도 3은 본 발명 하부 표시판의 한 화소에 대한 등가 회로도이다. 도 3을 참고하면, 각 화소의 데이터선(DL)은 데이터 구동선(D1)에, 분압 기준 전압선(RL)은 분압 기준 전압 구동선(C1)에 연결되어 있다. 도 3에서 도시되지는 않았지만, 각 화소의 게이트선(GL)은 게이트 구동선에 연결되어 있을 수도 있다.
그러면, 본 발명 액정 표시 장치의 제조 방법을 단계적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 박막 트랜지스터를 포함하는 복수의 하부 표시판이 형성되어 있으며, 하부 배향막이 도포되어 있는 하부 모기판을 마련하는 단계를 포함한다.
그러면 도 3 내지 도 5를 참고로 하여, 본 발명 모기판 조립체의 하부 표시판의 하나의 화소에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명 하부 표시판(300)의 한 화소(PX)는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(GL) 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선(DL), 분압 기준 전압을 전달하는 분압 기준 전압선(RL)을 포함하는 복수의 신호선, 그리고 복수의 신호선에 연결되어 있는 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc), 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 각각 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자 및 분압 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 입력 단자에 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 분압 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
도 3과 함께, 도 4 및 도 5를 참고하여 하부 표시판의 한 화소 영역의 적층 구조의 한 예에 대하여 설명한다.
도 4는 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 예에 대한 배치도이다. 도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121), 기준 전압선(131), 그리고 유지 전극(135)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 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 뒤에서 설명하는 제3 드레인 전극(175c)과 연결되어 있다.
기준 전압선(131)은 화소 영역을 둘러싸는 유지 전극(135)을 포함한다.
게이트선(121), 기준 전압선(131), 그리고 유지 전극(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), 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다.
제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c) 위에는 복수의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 163b, 163c, 165a, 165b, 165b)가 형성되어 있다. 반도체(154a, 154b, 154c)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 163c, 165a, 165b, 165b)와 게이트 절연막(140) 위에는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173a) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173a, 173b 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154a)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154b)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154c)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173a, 173b 173c, 175a, 175b, 175c) 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 위치한다.
색필터(230)가 위치하지 않는 영역 및 색필터(230)의 일부 위에는 차광 부재(light blocking member)(도시하지 않음)가 위치할 수 있다. 차광 부재는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다.
색필터(230) 위에는 덮개막(capping layer)(80)이 위치한다. 덮개막(80)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터로부터 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)이 형성되어 있다. 도 5를 참고하면, 제1 부화소 전극(191a)은 화소 영역의 중앙부에 위치하는 십자형 줄기부와, 십자형 줄기부로부터 뻗어 나와있는 복수의 제1 가지 전극들을 포함한다. 제1 가지 전극들은 네 개의 방향으로 뻗어 있다. 제1 가지 전극들의 뻗은 모양은 십자형 연결부를 둘러싸는 네 개의 사다리꼴을 포함하는 평면 형태를 형성한다.
덮개막(80)과 제1 부화소 전극(191a) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b) 위에는 제2 부화소 전극(191b)이 형성되어 있다.
제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191a)을 둘러싸고 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 사각 형상으로 이루어지고, 중앙부가 육각형 형상으로 비어있도록 이루어질 수 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 사각형의 각 가장자리에서 중심으로 뻗은 제2 가지 전극을 포함한다. 제2 가지 전극들의 뻗은 모양은 제1 부화소 전극의 사다리꼴과 대응하는 4개의 사다리꼴을 형성한다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어 질 수 있다. 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수도 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.
제1 부화소 전극(191a) 은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)에 물리적 전기적으로 연결되고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 물리적 전기적으로 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.
이 때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기는 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기보다 크게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b) 위에는 하부 배향막(미도시)이 위치한다. 하부 배향막은 수직 배향막 또는 수평 배향막일 수 있다. 하부 배향막은 액정을 초기 배향하기 위한 배향 보조제를 포함할 수도 있다. 배향 보조제는 반응성 모노머(reactive monomer)일 수 있고, 예를 들어 자외선 경화성 모노머를 포함할 수 있다. 하부 배향막은 또한 자외선 경화용 개시제를 더 포함할 수 있다. 자외선 경화성 모노머는 예를 들어 아크릴레이트(acrylate)계 모노머일 수 있으며, 자외선 경화용 개시제는 자외선 영역에 흡수될 수 있는 물질로 이루어지며, 예를 들어 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄온(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl ethanone)일 수 있다.
도 2를 참고로 하면, 하부 표시판에는 데이터 구동선 확장부(D1), 분압 기준 전압 구동선 확장부(C1) 및 공통 전압 구동선 확장부(V1)가 형성되어 있으며, 데이터 구동선 확장부(D1)와 분압 기준 전압 구동선(C1)의 확장부는 저항 R2로 연결되어 있다. 또한, 분압 기준 전압 구동선(C1) 확장부와 공통 전압 구동선 확장부(V1)는 저항 R1으로 연결되어 있다. 데이터 구동선 확장부 및 분압 기준 전압 구동선의 확장부에서 연장된 각 구동선은 하부 표시판에 존재하는 복수의 화소와 연결되어 있다.
도 6은 각 구동선의 확장부를 확대하여 도시한 것이다. 도 6을 참고로 하면, 본 발명 일 실시예에서 저항 R1 및 R2는 화소 전극과 동일한 물질로 이루어진 배선일 수 있다. 따라서 저항 R1 및 R2는 화소 전극 형성 단계에서 동시에 형성될 수 있다. 본 발명 일 실시예에서, 저항 R1 및 R2는 IZO 배선일 수 있다.
본 발명에서, 데이터 구동선 확장부(data pad) 와 분압 기준 전압 구동선 확장부(Vcst pad)는 저항 R2로, 분압 기준 전압 구동선 확장부(Vcst pad)와 공통 전압 구동선 확장부(Vcom pad)은 저항 R1으로 연결되어 있다. 본 발명에서 Vcst pad와 Vcom pad를 연결하는 R1의 저항이 R2보다 크다.
R1 및 R2가 각 패드 사이를 연결하는 IZO 배선인 경우, R1의 저항이 더 크기 때문에 R1위치의 IZO 배선의 길이가 더 길다. 즉, 분압 기준 전압 구동선 확장부(Vcst pad)와 공통 전압 구동선 확장부(Vcom pad)를 연결하는 IZO 배선의 길이가, 데이터 구동선 확장부(data pad) 와 분압 기준 전압 구동선 확장부(Vcst pad)를 연결하는 IZO 배선의 길이보다 길 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, R1 및 R2 저항의 크기 비율은 1: 0.2 내지 1: 0.5일 수 있다. 즉, R2 저항의 크기는, R1 저항의 크기의 20% 내지 50% 정도의 크기를 갖는다. 이 비율은 분압 기준 전압 구동선으로 출력되는 전압의 크기를 조절하기에 적절한 비율로, 이후에 보다 상세히 설명한다.
표 1은 IZO 배선을 저항으로 사용한 경우의 IZO 배선의 길이 및 폭, 이에 따른 저항값을 나타낸 것이다.
실시예 1 실시예 2
R1 R2 R1 R2
비저항 3.85E-06Ωm 3.85E-06Ωm 3.85E-06Ωm 3.85E-06Ωm
두께 550Å 550Å 550Å 550Å
폭 100um 100um 100um 100um
길이 7140um 3850um 1430um 770um
저항 5KΩ 2.692KΩ 1KΩ 0.539KΩ
표 1을 참고로 하면, 비저항이 3.85E-06Ωm인 IZO를 이용하여, 그 길이를 다르게 함으로써 R1 및 R2 저항값을 다르게 조절할 수 있다. 표 1에 기재된 수치는 적용 가능한 일 실시예로써, 표 1에서는 배선의 폭을 동일하게 하고 길이를 다르게 하여 저항을 조절하였지만, 배선의 길이를 동일하게 하고 폭을 다르게 하여 저항을 조절할 수 있다. 또는 배선의 두께를 다르게 하여 조절하는 방법도 가능하다.
다음, 복수의 하부 표시판과 각각 대응하는 복수의 상부 표시판이 형성되어 있으며 상부 배향막이 도포되어 있는 상부 모기판을 마련한다.
상부 표시판은 하부 표시판의 복수의 화소 영역에 각각 대응하는 복수의 화소 영역을 포함한다. 서로 대응하는 하부 표시판의 화소 영역과 상부 표시판의 화소 영역은 함께 영상을 표시하는 단위인 한 화소(PX)를 이룬다.
상부 모기판(200)은 절연 기판(210) 및 절연기판 상부에 형성된 공통 전극(270), 공통 전극 위에 형성된 상부 배향막을 포함할 수 있다. 상부 배향막은 수직 배향막일 수 있다. 상부 배향막은 액정을 초기 배향하기 위한 배향 보조제를 포함할 수도 있다. 배향 보조제는 반응성 모노머일 수 있고, 예를 들어 자외선 경화성 모노머를 포함할 수 있다. 상부 배향막은 또한 자외선 경화용 개시제를 더 포함할 수 있다. 자외선 경화성 모노머는 예를 들어 아크릴레이트계 모노머일 수 있으며, 자외선 경화용 개시제는 자외선 영역에 흡수될 수 있는 물질로 이루어지며, 예를 들어 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄온(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl ethanone)일 수 있다.
상부 모기판(200)의 크기는 하부 모기판(100)의 크기보다 크다. 도 1을 참고하면, 하부 모기판(100)에 비해 상부 모기판(200)의 크기가 커서, 상부 모기판(200이 하부 모기판(100)과 마주보지 않는 영역을 K1으로 도시하였다. K1 영역은 상부 모기판(200)의 4개의 측면 중 일측에만 존재할 수도 있고, 위아래로 모두 존재할 수도 있으며, 4면 모두에 존재할 수도 있다.
도 1 및 2를 참고하면, 상부 모기판(200)은 추후 단계에서 상부 모기판에 형성되는 절단선(L1, L2)에 의해 분리되는 A1, A2 영역으로 구분할 수 있다. 이 때 A1 및 A2 영역은, 상부 모기판이 하부 모기판과 마주보지 않는 K1 영역의 일 끝에 형성된 전압 인가부(P1, P2)를 포함할 수 있다. 추후 단계에서, 전압 인가부(P1)를 통해 상부 모기판의 A1 영역, 전압 인가부(P2)를 통해 상부 모기판의 A2 영역에 전압이 인가될 수 있다. 그러나, 상부 모기판(200)은 전압 인가부(P1, P2)를 포함하지 않을 수 있으며, 전압 인가부를 거치지 않고 직접 상부 모기판(200)에 전압이 인가될 수도 있다.
다음, 상부 모기판과 하부 모기판 사이에 액정을 포함하는 액정 혼합물 층을 형성하고 상부 모기판 및 하부 모기판을 결합하여 모기판 조립체를 형성한다.
액정은 유전율 이방성을 가질 수 있다. 액정 혼합물은 배향 보조제를 더 포함할 수도 있다. 배향 보조제는 반응성 모노머일 수 있고, 예를 들어 자외선 경화성 모노머를 포함할 수 있다. 액정 혼합물은 또한 자외선 경화용 개시제를 더 포함할 수 있다. 자외선 경화성 모노머는 예를 들어 아크릴레이트계 모노머일 수 있으며, 자외선 경화용 개시제는 자외선 영역에 흡수될 수 있는 물질로 이루어지며, 예를 들어 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄온(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl ethanone)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모기판 조립체를 도시한 것이다. 도 8은 도 2의 모기판 조립체를 VIII-VIII선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8을 참고하면, 상부 모기판(200) 및 하부 모기판(100)은 밀봉재(320)로 밀봉되며, 상부 모기판(200)의 크기가 하부 모기판에 비하여 크기 때문에, 상부 모기판(200)의 일부는 하부 모기판(100)과 대응하지 않고 노출되어 있다. 즉, 밀봉재(320) 형성 위치보다 외곽으로 상부 모기판(200) 일부가 존재한다. 하부 모기판의 데이터 구동선(D1)의 확장부에 형성되어 있던 쇼트 스페이서(70)는 데이터 구동선(D1)의 확장부와 상부 모기판(200)을 접촉시킨다.
따라서, 모기판 조립체에서 하부 모기판 위의, 데이터 구동선(D1)은 쇼트 스페이서(70)를 통해 상부 모기판(200)과 접촉되어 있다.
다음, 상부 모기판을 절단하여 각 표시판당 2개의 영역으로 구분한다. 상기 구분은 상부 모기판을 레이저로 절단하여 이루어질 수 있다. 또는, 상부 모기판을 레이저가 아닌 다른 방법으로 절단하여 이루어질 수 있다. 편의상 분리된 영역을 제1 영역(A1 영역) 및 제2 영역(A2 영역)으로 지칭한다.
도 8은 도 2의 모기판 조립체를 VIII-VIII선을 따라 잘라 도시한 것으로, 제1 영역(A1 영역)의 단면을 도시한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 하부 모기판에는 데이터 구동선 확장부(D1) 및 분압 기준 전압 구동선 확장부(C1), 공통 전압 구동선 확장부(V1)가 형성되어 있으며 데이터 구동선 확장부(D1)위에는 쇼트 스페이서(70)가 형성되어 있다. 쇼트 스페이서(70)는 데이터 구동선 확장부(D1)와 상부 모기판(200)을 접촉시킨다.
도 9는 도 2의 모기판 조립체를 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 것으로, 제2 영역(A2 영역)의 단면을 도시한 것이다. 도 2 및 도 9를 참고로 하면, 하부 표시판 밖에 공통 전극 구동선(V1)이 형성되어 있으며, 공통 전극 구동선 위에는 쇼트 스페이서(71)가 형성되어 있다. 쇼트 스페이서(71)는 공통 전극 구동선과 상부 모기판을 접촉시킨다.
도 2를 참고로 하면, 공통 전극 구동선은 공통 전극 구동선 확장부(V1)와 연결되어 있다.
다음, 하부 모기판에 의해 덮이지 않고 드러난 상기 상부 모기판의 제1 영역 및 제2 영역에 전압을 인가하여 상기 액정을 프리틸트 시킨다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 액정 프리틸트용 전압은 전압 인가용 탐침(700)등을 사용하여 A1 영역의 전압 인가부(P1) 및 A2 영역의 전압 인가부(P2)를 통해 인가될 수 있다. 그러나, 전압 인가부 없이 직접 상부 모기판에 전압을 인가할 수 도 있다.
A1 영역 및 A2 영역에 인가되는 전압의 크기는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, A1 영역에 인가되는 전압은 접지 전압(0V)이고 A2 영역에 인가되는 전압은 9.5V일 수 있다. 그러나 상기 전압의 크기는 패널의 종류 및 크기에 따라 달라질 수 있다.
도 8을 참고하면, A1 영역에 인가된 전압은 상부 모기판을 따라 전달된다. 도 8을 참고하면, 전압 인가용 탐침(700)을 통해 상부 모기판(200)에 전압이 인가되는 경우, 인가된 전압은 상부 모기판(200)과 하부 모기판(100)을 연결하는 쇼트 스페이서(70)를 통해 하부 모기판 위의 데이터 구동선(D1)으로 전달된다. 전압을 전달받은 데이터 구동선(D1)은 하부 표시판(300)의 각 화소의 데이터선으로 전압을 전달한다.
또한, 도 9를 참고하면 A2 영역에 인가된 전압은 상부 모기판을 따라 전달된다. 도 9를 참고하면, 전압 인가용 탐침(700)을 통해 상부 모기판(200)에 전압이 인가되는 경우 인가된 전압은 상부 모기판의 각 상부 표시판의 공통 전극으로 전달된다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 모기판에 인가된 전압은 쇼트 스페이서(71)를 통해 공통 전압 구동선(V1)으로 전달된다. 도 2를 참고하면, 공통 전압 구동선(V1)은 하부 표시판 외곽을 따라 진행하며 A1 영역의 공통 전압 구동선 확장부(V1)와 연결되어 있다. 따라서 상부 모기판의 A2 영역에 인가된 전압은 공통 전극에 전달될 뿐 아니라, 쇼트 스페이서(71)를 통해 공통 전압 구동선 확장부로 전달된다.
도 2 및 도 6을 참고로 하면, 분압 기준 전압 구동선 확장부는 공통 전압 구동선 확장부 및 데이터 구동선 확장부와 저항을 통해 연결되어 있다.
데이터 구동선 확장부(D1)는 쇼트 스페이서(70)를 통해 A1 영역에 인가된 전압을 전달받는다. 이러한 전압은 저항 R2를 통해서 분압 기준 전압 구동선 확장부에 전달된다.
반면, 공통 전압 구동선 확장부(V1)는 쇼트 스페이서(71)를 통해 A2 영역에 인가된 전압을 전달받는다. 이러한 전압은 저항 R1을 통해서 분압 기준 전압 구동선 확장부에 전달된다.
저항을 통한 전압 전달에 의해, 분압 기준 전압 구동선 확장부에는 A1 영역 및 A2 영역에 인가된 전압과는 다른 크기의 제3 전압이 형성된다. 즉, 모기판 조립체에 인가된 입력 전압은 2개이나, 출력 전압은 3개가 된다.
도 7은 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력되는 전압의 크기를 나타낸 회로도이다. 도 7을 참고로 하면, 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력되는 전압의 크기는 양쪽에 연결된 저항 R1 및 R2의 상대적 크기에 비례한다.
도 7을 참고로 하면, 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력되는 전압의 크기 Vout 은 하기 식을 만족한다.
Vout = Vin * R1/(R1+R2)
이때, Vin은 A1 영역에 인가되는 전압과 A2 영역에 인가되는 전압의 크기 차이이다.
본 발명에서, 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력되는 전압의 크기는, A1 영역 및 A2 영역에 입력된 전압과 상이하게 된다. 상기 식에서 나타나듯이, 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력되는 전압의 크기는 A2 영역에 인가되는 전압의 크기보다 작다.
이와 같이 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력된 전압은, 표시판내의 각 화소의 분압 기준 전압 구동선으로 전달된다. 따라서, 도 3을 참고로 하면 화소의 분압 기준 전압 구동선(RL)에 일정 크기의 전압이 인가되므로, 제1 부화소 영역(PEa)과 제2 부화소 영역(PEb)에 서로 다른 크기의 전압을 충전할 수 있다.
즉 별도의 입력 단자의 추가 없이, 2개의 입력 전압만으로도 3개의 출력 전압을 형성하여 제1 부화소 영역과 제2 부화소 영역의 액정의 프리틸트 정도를 조절할 수 있다.
본 발명 비교예에서는, 2개의 입력 전압이 인가되는 경우 2개의 출력 전압이 생성되어 제1 부화소 영역과 제2 부화소 영역에 동일한 크기의 전압이 인가된다. 따라서 액정의 배향 정도도 제1 부화소 영역 및 제2 부화소 영역에서 동일하게 된다. 이는 측면 시인성을 저하시키는 원인이 된다.
따라서 측면 시인성을 개선하기 위하여 제1 부화소 영역과 제2 부화소 영역의 액정의 프리틸트 정도를 다르게 하기 위해서는 3개의 출력 전압이 요구되고(데이터 전압, 공통 전압, 분압 기준선 전압), 3개의 출력 전압을 발생시키기 위해서는 3개의 입력단자가 요구되었다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법은, 모기판 조립체의 분압 기준 전압 구동선 확장부와 공통 전압 확장부, 데이터 구동선 확장부를 각각 저항으로 연결함으로써, 저항의 크기 차이에 의해 분압 기준 전압 구동선에 제3의 출력 전압을 생성하였다. 즉 2개의 입력 단자로부터 3개의 출력 전압을 생성하고, 제1 부화소 영역과 제2 부화소 영역의 액정의 프리틸트 정도를 상이하게 하였다.
다음, 상부 모기판의 상부에서 광을 조사하여 배향 보조제를 경화시킨다.
배향 보조제가 자외선 경화성 모노머인 경우 배향 보조제를 경화시키기 위해 자외선 등의 광을 액정층에 조사할 수 있다. 상술한 바와 같이, 배향 보조제는 하부 배향막, 상부 배향막 중 어느 하나 이상에 포함되어 있을 수 있다. 또는 배향 보조제는 상부 표시판과 하부 표시판 사이에 존재하는 액정 혼합층에 포함되어 있을 수도 있다.
도 10은 본 발명 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 제조 공정중 전압 인가 및 광 조사 단계를 도시한 것이다. 도 10을 참고하면, 전압 인가에 의해 액정 분자는 일정 선경사를 갖도록 배향되고, 배향된 상태에서 광을 조사하여 선경사를 형성한다. 이때, 광 조사에 의해 배향 보조제가 경화되면서 선경사가 형성될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 2개의 입력 전압을 통해 3개의 출력 전압을 형성한다. 따라서 제1 부화소 영역 및 제2 부화소 영역의 액정의 프리틸트 정도가 상이하다.
도 11은 본 발명 비교예 및 실시예에서의 액정의 프리틸트 정도를 도시한 것이다. 도 11(a)는 본 발명 비교예에서의 액정의 프리틸트를 나타낸 것이다. 앞서 설명한 바와 같이 본 발명 비교예에서는 입력 전압이 2개인 경우, 화소의 데이터선 및 공통 전극에만 전압이 인가되어 제1 부화소 영역(고계조)과 제2 부화소 영역(저계조)의 액정의 프리틸트 정도가 동일하다. 이는 도 11(a)에 도시되어 있다.
그러나 본 발명 실시예에서는 각 구동선의 확장부(패드) 사이를 저항으로 연결함으로써, 2개의 입력 전압만으로도 3개의 출력 전압을 생성하였다. 따라서 각 화소의 데이터선, 분압 기준 전압선 및 공통 전극에 전압이 인가되어 제1 부화소 영역(고계조)와 제2 부화소 영역(저계조)에 형성된 전압의 크기가 달라지게 된다. 즉 분압 기준 전압선에 인가되는 전압의 영향을 받지 않는 제1 부화소 영역(고계조)은 액정은 완전히 눕지만, 분압 기준 전압선에 인가되는 전압의 영향을 받는 제2 부화소 영역(저계조)의 액정의 덜 눕게 된다. 즉 도 11(b)에 도시된 바와 같이, 본 발명 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 고계조 화소 영역과 저계조 화소 영역의 액정의 프리틸트 정도가 상이하다.
이와 같이, 고계조 화소 영역과 저계조 화소 영역에 서로 다른 전압을 인가하여 노광하는 경우, 액정의 프리틸트 정도가 상이하게 된다. 이는 고계조 화소 영역과 저계조 화소 영역에 동일한 전압을 인가하여 노광한 경우에 비하여, 시인성을 개선하는 효과를 갖는다. 그러면 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 효과에 대하여 도 12 및 도 13을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 12는 액정 표시 장치를 고전압으로 노광한 경우과 저전압으로 노광한 경우에서, 전압에 따른 휘도를 나타낸 것이다. 도 12를 참고로 하면 고전압으로 노광한 경우 저전압으로 노광한 경우에 비하여, 동일 전압 인가시 보다 밝은 휘도를 나타낸다.
도 13은 본 발명 비교예 및 일 실시예에 따라 제조된 액정 표시 장치의 감마곡선이다. 도 13을 참고로 하면, 고계조 화소 전극 및 저계조 화소 전극을 동일 전압으로 노광하는 본 발명 비교예의 경우, 측면의 감마 곡선이 정면 감마 곡선에 비하여 저계조 영역에서 들뜸을 확인할 수 있다. 따라서, 측면에서 액정 표시 장치를 보았을 경우, 저계조 화상이 밝게 보이는(wash out)되는 문제점이 있다. 그러나 도 13에 도시된 바와 같이 고계조 화소 전극 및 저계조 화소 전극에 각각 다른 전압을 형성하여 노광한 본 발명 실시예의 경우, 본 발명 비교예보다 측면 감마 곡선이 정면 감마 곡선과 보다 가깝게 위치한다. 따라서 본 발명 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 저계조에서도 wash out 현상을 개선할 수 있다.
도 14는 본 발명 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 각각 다른 전압을 인가한 이미지이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 장치의 제조 중 노광 단계에서, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 각각 다른 크기의 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극의 액정의 프리틸트 정도가 달라지며, 광배향되는 배향막의 선경사를 다르게 형성할 수 있다.
통상적으로, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 서로 다른 전압을 인가하기 위해서는 3개의 입력 전압이 필요하였다. 그러나 본 발명에서는 분압 기준 전압 구동선 확장부(Vcst pad)와 데이터 구동선 확장부(Data pad) 및 공통 전압 구동선 확장부(Vcom pad)를 저항(R1, R2)로 연결함으로써 2개의 입력 전압으로도 저항을 통해 3개의 출력 전압을 생성하였다.
이때 분압 기준 전압 구동선 확장부에서 출력되는 전압의 크기는 저항 R1 및 R2의 비율에 따라 결정된다.
본 발명에서, R1 및 R2의 저항 크기 비율은 R1 : R2 = 1 : 0.2 ~ 0.5일 수 있다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 저항 R1 및 R2의 크기를 다르게 하여 실험한 이미지이다.
도 15를 참고로 하면, 저항 R1과 R2의 저항의 크기 차이가 50% 이상이 되지 않는 경우, 저계조 화소 전극 영역에 거의 전압이 인가되지 않아 블랙으로 나타남을 확인할 수 있었다. 즉, 저항 R1 및 R2의 비율이 1: 0.5 이상인 경우 저계조 화소 전극에는 전압이 거의 인가되지 않아, 액정이 거의 프리틸트되지 않는다.
도 16은 저계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 고계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도 차이에 따른 시인성 지수(GDI)를 측정한 그래프이다. 시인성 지수 GDI는 정면 감마곡선과 측면 감마곡선의 차이를 정량화 한 것으로, GDI가 낮을수록 정면 감마곡선과 측면 감마곡선이 유사함을 나타낸다. 즉 GDI 가 낮을수록 시인성이 더 좋은 것이다.
도 16을 참고로 하면, 저계조 화소 전극의 액정의 프리틸트 각도가 고계조 화소 전극의 액정의 프리틸트 각도에 비하여 클수록 시인성이 개선됨을 확인할 수 있었다. 또한 저계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 고계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도가 커질수록 시인성이 더 개선되었다. 도 11(b)를 참고하면 본 발명에서 고계조 화소 전극 영역에는 보다 높은 전압이 인가되므로 액정이 완전이 눕게되지만, 저계조 화소 전극 영역에는 고계조 화소 전극 영역에 비하여 보다 낮은 전압이 인가되므로 액정이 완전히 눕지 않게 된다. 따라서 도 16과 같이 저계조 화소 전극 영역의 프리틸트 각도가 더 크게 나타난다.
반면, 본 발명 비교예에서처럼 계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 저계조 화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도가 동일한 경우(△pretilt (low-high) = 0) 시인성 지수는 약 0.300으로 높게 나타남을 확인할 수 있었다.
도 17은 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 인가되는 전압의 크기에 따른 감마 곡선을 도시한 것이다. 도 17을 참고로 하면, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 동일한 크기의 전압이 인가되는 경우의 측면 감마 곡선이 정면 감마 곡선과 가장 많이 떨어져있다. 반면, 고계조 화소 전극에 15.4V, 저계조 화소 전극에 9.5V의 전압이 인가되는 경우 측면 감마 곡선은 정면 감마 곡선에 보다 가깝게 위치한다. 도 17을 참고로 하면, 고계조 화소 전극에 인가되는 전압과 저계조 화소 전극에 인가되는 전압의 차가 클수록 측면 감마 곡선이 정면 감마 곡선에 가까이 접근한다.
이와 같이 본 발명 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 분압 기준 전압 구동선 확장부(Vcst pad)와 데이터 구동선 확장부(Data pad) 및 공통 전압 구동선 확장부(Vcom pad)를 저항(R1, R2)로 연결함으로써 2개의 입력 전압으로 3개의 출력 전압을 생성하였다. 따라서 액정 표시 장치의 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 인가되는 전압의 크기가 다르고, 각 영역에서의 액정의 프리틸트 정도가 달라진다. 이렇게 액정의 경사 정도 다른 상태에서 광을 조사하여 배향 보조제를 경화시켜 광경화 함으로서, 액정 표시 장치의 측면 시인성을 개선하였다.
그러면 본 발명 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 이의 제조방법에 대하여 도 18 및 도 19를 참고로 하여 설명한다. 도 18은 본 발명 다른 실시예에 따른 모기판 조립체를 도시한 것이다. 도 19는 도 18의 모기판 조립체를 A-A선을 따라 잘라 도시한 단면(도 19a) 및 B-B 선을 따라 잘라 도시한 단면(도 19b)을 나타낸 것이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은, 도 2 내지 도 9에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법과 유사하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
그러나 본 실시예에서는, 분압 기준 전압 구동선 확장부(Vcst pad)와 데이터 구동선 확장부(Data pad) 및 공통 전압 구동선 확장부(Vcom pad)를 연결하는 저항(R1, R2)이 액정 표시 장치의 반도체 층과 동일한 물질로 이루어져 있다. 즉, 앞선 실시예에서는 화소 전극과 동일한 물질, 즉 IZO 배선을 이용하여 저항으로 사용하였으나, 본 실시예에서는 반도체층(154')이 각 패드 사이를 연결하도록 연장하여, 반도체를 저항으로 사용하였다.
반도체는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소일 수 있다.
이렇게 각 패드 사이를 연결하여 저항으로 기능하는 반도체 층은, 액정 표시 장치의 제조 과정에서 반도체 층 형성시 동일 공정으로 형성될 수 있다.
도 19(a)는 도 18의 모기판 조립체를 A-A선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 19(a)를 참고하면, 각 구동선 패드(V1, C1, D1) 및 저항은 액정 표시 장치의 제조 공정과 동시 공정으로 형성될 수 있다.
도 19(a)를 참고하면, 각 구동선 패드(V1, C1, D1)의 가장 하부에는 게이트 도전체와 동일한 물질로 이루어진 층(121')이 존재할 수 있다. 그 위에는 게이트 절연막과 동일한 물질로 이루어진 층(140')이 존재하며, 그 위에는 반도체층과 동일한 물질로 이루어진 층(154')이 존재할 수 있다.
이때, 게이트 도전체 층(121')은 각 패드의 크기만큼 서로 분리되어 있다. 그러나, 게이트 절연막층(140') 은 세개의 패드 위에 연결되어 형성되어 있으며, 그 위에 형성된 반도체층(154') 세개의 패드를 서로 연결하고 있다. 따라서, 반도체층을 통해 각 구동선 확장부(V1, C1, D1)는 서로 연결되어 있으며, 반도체층(154')은 저항으로 기능한다.
이러한 반도체 층의 길이 또는 폭을 조절하여, R1 및 R2 저항의 크기를 다르게 할 수 있다. 반도체 층의 길이가 짧아지거나 폭이 커지는 경우, 저항의 크기는 감소하며 반도체 층의 길이가 길어지거나 폭이 좁아지는 경우 저항의 크기는 증가한다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명에서 공통 전압 구동선 확장부(V1)와 분압 기준 전압 구동선 확장부(C1)를 연결하는 저항(R1)의 저항값이, 분압 기준 전압 구동선 확장부(C1)와 데이터 구동선 확장부(D1)를 연결하는 저항(R2)의 저항값보다 커야한다. 또한, 바람직한 R1 대 R2의 저항값 크기 비율은 1 : 0.2 내지 1: 0.5 이다.
따라서 도 18에 명시적으로 도시되지는 않았지만, 반도체층 R1의 폭이 반도체층 R2의 폭보다 좁을 수 있다. 또한, 반도체층 R1의 길이가 반도체층 R2의 길이보다 길 수 있다. 또한, 반도체층 R1의 폭이 R2에 비하여 좁고, 길이는 더 길 수 있다. 이러한 저항역할을 하는 반도체층의 형상은 반도체층 형성 단계에서 패터닝을 통해 조절할 수 있다. 반도체층의 폭 및 길이에 따라 저항값을 적절히 조절 가능하다.
저항 역할을 하는 반도체층(154')위에 데이터 도전체와 동일한 물질로 이루어진 층(171')이 존재하며, 그 위에 화소 전극과 동일한 물질로 이루어진 층(191')이 존재할 수 있다.
도 19(b)를 참고하면, 화소 전극과 동일한 물질로 이루어진 층(191')은 게이트 도전체 층(121')과 접촉하고 있을 수 있다.
본 발명 일 실시예에서, 121'층은 티타늄과 구리의 이중막으로 이루어질 수 있다. 또한, 140'층은 g-SiNx로 이루어질 수 있다. 154'층은 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소일수 있으며, 171'층은 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴의 삼중막으로 이루어질 수 있다. 191'층은 IZO로 이루어 질 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조 방법은, 저항 R1 및 R2가 반도체 물질로 이루어져있으며, 저항으로 기능하는 반도체 층의 폭 또는 길이를 조절하여 저항을 조절할 수 있다. 따라서 본 실시예의 경우에도 2개의 입력 전압만으로도 3개의 출력 전압을 생성할 수 있으며, 액정 표시 장치 내 존재하는 하나의 화소에서 고계조 부화소 전극과 저계조 부화소 전극에 인가되는 전압을 상이하게 할 수 있다. 따라서 고계조 부화소 전극과 저계조 부화소 전극에서 액정의 프리틸트 정도가 달라지며, 노광 및 광배향시 프리틸트 정도가 달라짐으로써 액정 표시 장치의 측면 시인성을 개선할 수 있다. 즉 본 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그 제조방법의 효과는 앞서 설명한 실시예에서와 동일하다.
그러면, 도 20 내지 24를 참고로 하여 본 발명 다른 실시예에 대하여 설명한다. 앞선 실시예에서는 액정 표시 장치의 분리형 화소 구조를 예시로 하여 설명하였다. 즉, 가로로 진행하는 게이트선을 중심으로 상부에는 고계조 화소 전극이, 하부에는 저계조 화소 전극이 위치하여 분리된 형태의 화소 전극을 예시로 설명하였다. 그러나 본 발명에서, 액정 표시 장치의 화소 구조는 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극을 이용하여 시인성을 개선하는 수직 배향 모드인 경우 제한없이 사용 가능하다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극이 분리된 구조뿐만 아니라, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극이 일체화된 구조 역시 사용가능하다.
이하에서는, 화소 전극으로 사용가능한 구조에 대하여 설명한다. 그러나 이는 예시적인 것으로, 본 발명은 아래에 기재되지 않은 화소 구조도 사용 가능하다. 즉, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극을 이용하여 시인성을 개선하는 수직 배향 모드의 화소 구조라면 제한 없이 사용 가능하다.
도 20은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소의 예에 대한 배치도이다. 도 21은 도 20의 액정 표시 장치를 XXI-XXI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121), 기준 전압선(131), 그리고 유지 전극(135)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 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 뒤에서 설명하는 제3 드레인 전극(175c)과 연결되어 있다.
기준 전압선(131)은 화소 영역을 둘러싸는 유지 전극(135)을 포함한다.
게이트선(121), 기준 전압선(131), 그리고 유지 전극(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), 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다.
제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c) 위에는 복수의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 163b, 163c, 165a, 165b, 165b)가 형성되어 있다. 반도체(154a, 154b, 154c)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 163c, 165a, 165b, 165b)와 게이트 절연막(140) 위에는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173a) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173a, 173b 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154a)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154b)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154c)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173a, 173b 173c, 175a, 175b, 175c) 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 위치한다.
색필터(230)가 위치하지 않는 영역 및 색필터(230)의 일부 위에는 차광 부재(light blocking member)(도시하지 않음)가 위치할 수 있다. 차광 부재는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다.
색필터(230) 위에는 덮개막(capping layer)(80)이 위치한다. 덮개막(80)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터로부터 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)이 형성되어 있다. 도 5를 참고하면, 제1 부화소 전극(191a)은 화소 영역의 중앙부에 위치하는 십자형 줄기부와, 십자형 줄기부로부터 뻗어 나와있는 복수의 제1 가지 전극들을 포함한다. 제1 가지 전극들은 네 개의 방향으로 뻗어 있다. 제1 가지 전극들의 뻗은 모양은 십자형 연결부를 둘러싸는 네 개의 사다리꼴을 포함하는 평면 형태를 형성한다.
덮개막(80)과 제1 부화소 전극(191a) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b) 위에는 제2 부화소 전극(191b)이 형성되어 있다.
제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191a)을 둘러싸고 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 사각 형상으로 이루어지고, 중앙부가 육각형 형상으로 비어있도록 이루어질 수 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 사각형의 각 가장자리에서 중심으로 뻗은 제2 가지 전극을 포함한다. 제2 가지 전극들의 뻗은 모양은 제1 부화소 전극의 사다리꼴과 대응하는 4개의 사다리꼴을 형성한다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어 질 수 있다. 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수도 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.
제1 부화소 전극(191a) 은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)에 물리적 전기적으로 연결되고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 물리적 전기적으로 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.
이 때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기는 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기보다 크게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b) 위에는 하부 배향막(미도시)이 위치한다. 하부 배향막은 수직 배향막 또는 수평 배향막일 수 있다. 하부 배향막은 액정을 초기 배향하기 위한 배향 보조제를 포함할 수도 있다. 배향 보조제는 반응성 모노머(reactive monomer)일 수 있고, 예를 들어 자외선 경화성 모노머를 포함할 수 있다. 하부 배향막은 또한 자외선 경화용 개시제를 더 포함할 수 있다. 자외선 경화성 모노머는 예를 들어 아크릴레이트(acrylate)계 모노머일 수 있으며, 자외선 경화용 개시제는 자외선 영역에 흡수될 수 있는 물질로 이루어지며, 예를 들어 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄온(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl ethanone)일 수 있다.
다음, 상부 표시판에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재가 위치할 수 있다. 차광 부재(220) 위에는 공통 전극이 위치할 수 있다. 상부 표시판은 공통 전극 위에 형성된 상부 배향막을 포함할 수 있다. 상부 배향막은 수직 배향막 또는 수평 배향막일 수 있다. 상부 배향막은 액정을 초기 배향하기 위한 배향 보조제를 포함할 수도 있다. 배향 보조제는 반응성 모노머일 수 있고, 예를 들어 자외선 경화성 모노머를 포함할 수 있다. 상부 배향막은 또한 자외선 경화용 개시제를 더 포함할 수 있다. 자외선 경화성 모노머는 예를 들어 아크릴레이트계 모노머일 수 있으며, 자외선 경화용 개시제는 자외선 영역에 흡수될 수 있는 물질로 이루어지며, 예를 들어 2,2-디메톡시-1,2-디페닐 에탄온(2,2-dimethoxy-1,2-diphenyl ethanone)일 수 있다.
도 22는 본 실시예에 따른 화소 구조를 갖는 액정 표시 장치에 대하여, 본 발명과 같은 방법으로 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 차등 전압을 인가한 이미지이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시 장치의 제조 중 노광 단계에서, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극에 각각 다른 크기의 전압을 인가할 수 있다. 따라서, 고계조 화소 전극과 저계조 화소 전극의 액정의 프리틸트 정도가 달라지며, 광배향되는 배향막의 선경사를 다르게 형성할 수 있다.
그러면 도 23 및 도 24를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 구조에 대해 설명한다. 도 23은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이다. 도 24는 도 23의 XXIV'- XXIV '선, XXIV ''- XXIV '''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 제1 기판(110) 위에 일방향으로 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 또한, 게이트선(121)으로부터 돌출되어 서로 연결되어 있는 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)이 형성되어 있다. 또한, 게이트선(121)으로부터 돌출되어 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)과 이격되도록 제3 게이트 전극(124c)이 형성되어 있다. 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c)은 동일한 게이트선(121)에 연결되어 있고, 동일한 게이트 신호가 인가된다.
유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 동일한 방향으로 뻗어 있고, 유지 전극선(131)에는 일정한 전압이 인가된다. 또한, 유지 전극선(131)으로부터 돌출되어 있는 유지 전극(133) 및 돌출부(134)가 형성되어 있다. 유지 전극(133)은 이후 설명하게 될 화소 전극(191)을 둘러 싸도록 형성될 수 있고, 돌출부(134)는 게이트선(121)을 향하도록 돌출되어 있다.
게이트선(121), 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c), 유지 전극선(131), 유지 전극(133), 및 돌출부(134) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체층(154h), 제2 반도체층(154l), 및 제3 반도체층(154c)이 형성되어 있다. 제1 반도체층(154h)은 제1 게이트 전극(124h)의 위에 위치하고, 제2 반도체층(154l)은 제2 게이트 전극(124l)의 위에 위치하며, 제3 반도체층(154c)은 제3 게이트 전극(124c)의 위에 위치할 수 있다.
제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 제1 소스 전극(173h), 제1 드레인 전극(175h), 제2 소스 전극(173l), 제2 드레인 전극(175l), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)이 형성되어 있다.
제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c)은 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c) 위에 형성될 뿐만 아니라 데이터선(171) 아래에도 형성될 수 있다. 또한, 제2 반도체층(154l)과 제3 반도체층(154c)은 서로 연결되도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c)이 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c) 위에만 형성될 수도 있고, 제2 반도체층(154l)과 제3 반도체층(154c)이 서로 분리되어 형성될 수도 있다.
데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
제1 소스 전극(173h)은 데이터선(171)으로부터 제1 게이트 전극(124h) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제1 소스 전극(173h)은 제1 게이트 전극(124h) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제1 드레인 전극(175h)은 제1 게이트 전극(124h) 위에서 제1 소스 전극(173h)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제1 소스 전극(173h)과 제1 드레인 전극(175h) 사이로 노출된 부분의 제1 반도체층(154h)에 채널이 형성되어 있다.
제2 소스 전극(173l)은 데이터선(171)으로부터 제2 게이트 전극(124l) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제2 소스 전극(173l)은 제2 게이트 전극(124l) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제2 드레인 전극(175l)은 제2 게이트 전극(124l) 위에서 제2 소스 전극(173l)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제2 소스 전극(173l)과 제2 드레인 전극(175l) 사이로 노출된 부분의 제2 반도체층(154l)에 채널이 형성되어 있다.
제3 소스 전극(173c)은 돌출부(134) 및 제3 게이트 전극(124c) 위에 형성되어 있다. 제3 소스 전극(173c)의 한 쪽 끝은 제3 게이트 전극(124c) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제3 드레인 전극(175c)는 제2 드레인 전극(175l)과 연결되어 있으며, 제3 게이트 전극(124c) 위에서 제3 소스 전극(173c)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이로 노출된 부분의 제3 반도체층(154c)에 채널이 형성되어 있다.
상기에서 설명한 제1 게이트 전극(124h), 제1 반도체층(154h), 제1 소스 전극(173h), 및 제1 드레인 전극(175h)은 제1 스위칭 소자를 이룬다. 또한, 제2 게이트 전극(124l), 제2 반도체층(154l), 제2 소스 전극(173l), 및 제2 드레인 전극(175l)은 제2 스위칭 소자를 이루고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체층(154c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 스위칭 소자를 이룬다.
데이터선(171), 제1 내지 제3 소스 전극(173h, 173l, 173c), 제1 내지 제3 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질, 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 절연 물질은 색필터(color filter)로 이루어질 수도 있다.
보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175h)의 적어도 일부가 노출되도록 제1 접촉 구멍(185h)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175l)의 적어도 일부가 노출되도록 제2 접촉 구멍(185l)이 형성되어 있으며, 돌출부(134)와 제3 소스 전극(173c)의 적어도 일부가 노출되도록 제3 접촉 구멍(185c)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 포함하는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 또한, 보호막(180) 위에는 다리 전극(195)이 더 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(191h)은 제1 접촉 구멍(185h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)과 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 접촉 구멍(185l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)과 연결되어 있다. 다리 전극(195)은 제3 접촉 구멍(185c)을 통해 돌출부(134)와 제3 소스 전극(173c)을 전기적으로 연결한다. 즉, 제3 소스 전극(173c)은 유지 전극선(131)에 연결되어, 일정한 전압을 인가 받게 된다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 각각 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이때, 제2 드레인 전극(175l)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 제2 부화소 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191h)에 인가되는 제1 부화소 전압의 크기보다 작아지게 된다. 이는 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 데이터 전압이 정극성(+)인 경우이고, 이와 반대로, 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 데이터 전압이 부극성(-)인 경우에는 제1 부화소 전극(191h)에 인가되는 제1 부화소 전압이 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 제2 부화소 전압보다 작아지게 된다.
제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 제2 부화소 전압은 제1 부화소 전극(191h)에 인가되는 제1 부화소 전압의 0.9배 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 부화소 전압은 상기 제1 부화소 전압의 0.75배 또는 0.85배 등으로 이루어질 수 있다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 이후 설명하게 될 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써, 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자(310)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(310)의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
제1 부화소 전극(191h)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기(Clch)를 이루고, 제2 부화소 전극(191l)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기(Clcl)를 이루어 각각 제1 및 제2 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 유지 전극(133)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하여 제1 및 제2 유지 축전기를 이룰 수 있고, 제1 및 제2 유지 축전기는 각각 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)의 전압 유지 능력을 강화시킬 수 있다.
제1 부화소 전극(191h)은 대략 마름모 형상으로 이루어지고, 제2 부화소 전극(191l)은 제1 부화소 전극(191h)을 둘러싸고 있다. 화소 전극(191)은 제2 부화소 전극(191l)의 가장 자리 중 적어도 하나에 인접하여 가장자리를 따라 배치되어 있는 제2 절개부(91) 및 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 이격시키는 제3 절개부(93)를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)의 구체적인 형상에 대해서는 이하에서 도 6 내지 도 8에 관한 설명에서 알아본다.
화소 전극(191) 및 보호막(180) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있다. 제1 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있고, 광중합 물질을 이용하여 광배향된 배향막일 수 있다.
다음으로 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제2 기판(210) 위에는 차광 부재(220, light blocking member)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)로 이루어질 수 있으며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 화소 영역(PX)의 가장자리 및 제1 내지 제3 박막 트랜지스터 위에 형성될 수 있다.
제2 기판(210) 위에는 복수의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 색 필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 길게 뻗을 수도 있다. 색 필터(230)의 가장자리는 차광 부재(220)와 일부 중첩될 수도 있다. 각 색필터는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
차광 부재(220)와 색 필터(230) 중 적어도 하나는 제1 기판(110) 위에 형성될 수도 있다.
차광 부재(220) 및 색 필터(230) 위에는 덮개막(240, overcoat)이 형성될 수 있다.
덮개막(240) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 십자 형상을 가지는 제1 절개부(271)를 포함한다. 제1 절개부(271)의 구체적인 형상에 대해서는 이하에서 도 6 내지 도 8에 관한 설명에서 알아본다.
공통 전극(270) 위에는 제2 배향막(21)이 형성되어 있다. 제2 배향막(21)은 수직 배향막일 수 있고, 광중합 물질을 이용하여 광배향된 배향막일 수 있다.
하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 두 편광자의 편광축은 직교하며 이중 한 편광축은 게이트선(121)에 대하여 나란히 형성될 수 있다. 반사형 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
GL, 121: 게이트선 RL, 131: 분압 기준 전압선
DL, 171: 데이터선 Clca, Clab: 액정 축전기
Qa, Qb, Qc: 스위칭 소자(박막 트랜지스터)
110, 210: 기판 124a, 124b, 124c: 게이트 전극
140: 게이트 절연막 154a, 154b, 154c: 반도체
163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c: 저항성 접촉 부재
173a, 173b, 173c: 소스 전극 175a, 175b, 175c: 드레인 전극
180a, 180b: 보호막 191a, 191b: 부화소 전극
230: 색필터 220: 블랙 매트릭스
270: 공통 전극 33: 배향 보조제
100: 하부 모기판 200: 상부 모기판
300: 하부 표시판, 상부 표시판
70, 71: 쇼트 스페이서 G1: 게이트 구동선
C1: 분압 기준 전압 구동선 V1: 공통 전압
P1, P2: 전압 인가부 320: 밀봉재
700: 전압 인가용 탐침

Claims (20)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며, 전기적으로 분리되어 있는 게이트선 및 분압 기준 전압선,
    상기 게이트선 및 분압 기준 전압선에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 반도체 층 위에 형성되어 있는 데이터선,
    상기 데이터선 위에 형성되어 있는 보호막,
    상기 보호막 위에 형성되어 있는 화소 전극,
    상기 제1 기판에 대응하는 제2 기판,
    상기 제2 기판에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하며,
    상기 분압 기준 전압선 및 데이터선은 제1 기판의 일측으로 연장되어 각각 분압 기준 전압 구동선 및 데이터 구동선과 연결되어 있으며,
    상기 제1 기판의 일측에는 데이터 구동선 확장부, 분압 기준 전압 구동선 확장부 및 공통 전압 구동선 확장부가 형성되어 있고,
    상기 데이터 구동선 확장부 위에는 상부 모기판과의 접촉을 위한 쇼트 스페이서가 형성되어 있으며,
    상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 공통 전압 구동선 확장부는 제1 저항으로 연결되어 있고,
    상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 데이터 구동선 확장부는 제2 저항으로 연결되어 있으며,
    상기 제1 저항의 저항값이 상기 제2 저항의 저항값보다 큰 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 저항값과 상기 제2 저항값의 비율이 1: 0.2 내지 1: 0.5 인 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 공통 전압 구동선 확장부와 연결된 공통 전압 구동선이 제2 영역에 형성되어 있으며,
    상기 공통 전압 구동선은 제2 영역에서 상기 상부 모기판과 접촉하는 쇼트 스페이서가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 IZO 배선으로 이루어졌으며,
    상기 제1 저항인 IZO 배선의 길이가 상기 제2 저항인 IZO 배선의 길이보다 큰 액정 표시 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 IZO 배선으로 이루어졌으며,
    상기 제1 저항인 IZO 배선의 폭이 상기 제2 저항인 IZO 배선의 폭보다 좁은 액정 표시 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항은 반도체 물질로 이루어져 있으며,
    상기 제1 저항의 폭이 상기 제2 저항의 폭보다 좁은 액정 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항은 반도체 물질로 이루어져 있으며,
    상기 제1 저항의 길이가 상기 제2 저항의 길이보다 긴 액정 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 반도체 물질은 n형 불순물이 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소인 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하여,
    상기 제1 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 상기 제2 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도가 상이한 액정 표시 장치.
  10. 박막 트랜지스터를 포함하는 복수의 하부 표시판이 형성되어 있으며 하부 배향막이 도포되어 있는 하부 모기판을 마련하는 단계,
    상기 복수의 하부 표시판과 각각 대응하는 복수의 상부 표시판이 형성되어 있으며 상부 배향막이 도포되어 있는 상부 모기판을 마련하는 단계,
    상기 하부 모기판 및 상기 상부 모기판 사이에 액정을 포함하는 액정 혼합물층을 형성하고 상기 하부 모기판 및 상기 상부 모기판을 결합하여 모기판 조립체를 형성하는 단계,
    상기 모기판 조립체의 상부 모기판에 상기 상부 표시판 마다 제1 절단선 및 제2 절단선을 형성하여 각각의 표시판을 제1 영역 및 제2 영역으로 구분하는 단계,
    상기 하부 모기판에 의해 덮이지 않고 드러난 상기 상부 모기판의 제1 영역 및 제2 영역에 전압을 인가하여 상기 액정을 프리틸트시키는 단계,
    상기 상부 모기판 쪽에서 상기 모기판 조립체에 광을 조사하여 상기 액정 혼합물층 및 상기 하부 및 상부 배향막 중 적어도 하나에 포함되어 있는 배향 보조제를 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 제1 영역에 인가된 전압은 상기 하부 표시판의 화소의 데이터선에 전달되고,
    상기 제2 영역에 인가된 전압은 상기 상부 표시판의 공통 전극에 전달되며,
    상기 제1 영역에 인가된 전압과 상기 제2 영역에 인가된 전압 사이의 전압이 상기 하부 표시판의 화소의 분압 기준 전압선에 전달되는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 영역의 하부 모기판에는 데이터 구동선 확장부, 분압 기준 전압 구동선 확장부 및 공통 전압 구동선 확장부가 형성되어 있고,
    상기 데이터 구동선 확장부 위에는 상부 모기판과의 접촉을 위한 쇼트 스페이서가 형성되어 있으며,
    상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 공통 전압 구동선 확장부는 제1 저항으로 연결되어 있고,
    상기 분압 기준 전압 구동선 확장부와 상기 데이터 구동선 확장부는 제2 저항으로 연결되어 있으며,
    상기 제1 저항의 저항값이 상기 제2 저항의 저항값보다 큰 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 저항값과 상기 제2 저항값의 비율이 1: 0.2 내지 1: 0.5 인 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 IZO 배선으로 이루어졌으며,
    상기 제1 저항인 IZO 배선의 길이가 상기 제2 저항인 IZO 배선의 길이보다 크거나,
    상기 제1 저항인 IZO 배선의 폭이 상기 제2 저항인 IZO 배선의 폭보다 좁은 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 배선이며,
    상기 배선은 상기 하부 표시판의 화소 전극 형성 단계에서 동시에 형성되며, 상기 화소 전극과 동일한 물질로 이루어진 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제11항에서,
    상기 공통 전압 구동선 확장부와 연결된 공통 전압 구동선이 제2 영역의 하부 모기판에 형성되어 있으며,
    상기 공통 전압 구동선은 제2 영역에서 상기 상부 모기판과 접촉하는 쇼트 스페이서가 형성되어 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제12항에서,
    상기 모기판 조립체에는 데이터선, 분압 기준 전압선, 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 공통 전극을 포함하는 복수의 화소가 존재하고,
    상기 제1 부화소 전극에 형성되는 전위가 상기 제2 부화소 전극에 형성되는 전위보다 큰 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도와 상기 제2 부화소 전극 영역의 액정의 프리틸트 각도가 상이한 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제12항에서,
    상기 제1 저항과 상기 제2 저항은 반도체 물질로 이루어져 있으며,
    상기 제1 저항의 폭이 상기 제2 저항의 폭보다 좁거나,
    상기 제1 저항의 길이가 상기 제2 저항의 길이보다 긴 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 제1 저항 및 상기 제2 저항은 반도체 물질이며,
    상기 저항으로 기능하는 반도체 물질은 상기 하부 표시판의 박막 트랜지스터 형성 단계에서 동시에 형성되며, 박막 트랜지스터의 반도체층과 동일한 물질로 이루어진 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제18항에서,
    상기 반도체 물질은 n형 불순물이 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소인 액정 표시 장치의 제조 방법.
KR1020140031845A 2014-03-18 2014-03-18 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법 KR102179330B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140031845A KR102179330B1 (ko) 2014-03-18 2014-03-18 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
US14/485,014 US9436052B2 (en) 2014-03-18 2014-09-12 Liquid crystal display and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140031845A KR102179330B1 (ko) 2014-03-18 2014-03-18 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150109006A KR20150109006A (ko) 2015-10-01
KR102179330B1 true KR102179330B1 (ko) 2020-11-18

Family

ID=54141981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140031845A KR102179330B1 (ko) 2014-03-18 2014-03-18 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9436052B2 (ko)
KR (1) KR102179330B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103676387B (zh) * 2013-12-30 2015-12-09 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及显示装置
KR102440559B1 (ko) * 2015-06-03 2022-09-06 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
CN106814506B (zh) * 2017-04-01 2018-09-04 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板及装置
CN110262138A (zh) * 2019-06-05 2019-09-20 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种像素结构及液晶显示面板

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1068931A (ja) 1996-08-28 1998-03-10 Sharp Corp アクティブマトリクス型液晶表示装置
KR100847823B1 (ko) * 2003-12-04 2008-07-23 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
TWI338796B (en) 2004-10-29 2011-03-11 Chimei Innolux Corp Multi-domain vertically alignmentliquid crystal display panel
KR20080102798A (ko) 2007-05-22 2008-11-26 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR101494316B1 (ko) 2008-07-14 2015-02-23 삼성디스플레이 주식회사 표시패널 및 이의 제조방법
CN102034439B (zh) * 2009-09-28 2013-06-05 北京京东方光电科技有限公司 液晶显示驱动装置
TW201215970A (en) 2010-10-04 2012-04-16 Chunghwa Picture Tubes Ltd Liquid crystal alignment process
KR101833498B1 (ko) * 2010-10-29 2018-03-02 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101825214B1 (ko) 2011-06-17 2018-03-15 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
KR101948694B1 (ko) 2012-02-09 2019-02-18 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101936923B1 (ko) * 2012-08-22 2019-01-10 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치용 모기판, 표시 장치용 모기판의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법
KR101995919B1 (ko) * 2013-01-30 2019-07-04 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150109006A (ko) 2015-10-01
US20150268527A1 (en) 2015-09-24
US9436052B2 (en) 2016-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6093824B2 (ja) 液晶表示装置
CN105911776B (zh) 液晶显示器
KR101820796B1 (ko) 액정 표시 장치
KR101791201B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101001520B1 (ko) 횡전계 방식 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
JP5836607B2 (ja) 液晶表示装置
KR101936923B1 (ko) 표시 장치용 모기판, 표시 장치용 모기판의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법
JP5939790B2 (ja) 液晶表示装置
US9915836B2 (en) Liquid crystal display
KR20130104521A (ko) 액정 표시 장치
KR102241382B1 (ko) 액정 표시 장치
KR20080018773A (ko) 액정표시장치
KR20120131783A (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US20100045915A1 (en) Liquid crystal display
KR102179330B1 (ko) 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
KR102240418B1 (ko) 액정 표시 장치
KR102440559B1 (ko) 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
CN105892181B (zh) 液晶显示器
KR20160089008A (ko) 액정 표시 장치
KR20160086018A (ko) 액정 표시 장치
KR20150059946A (ko) 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
JP2015031960A (ja) 液晶表示装置
KR102109677B1 (ko) 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법
US20160216602A1 (en) Mask and manufacturing method for liquid crystal display using the same
KR101893892B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant