KR20080056813A - 표시 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이터 라인과 화소 전극 사이의 횡전계에 의한 빛샘 현상을 개구율 감소 없이 최소화할 수 있는 표시 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 표시 기판은, 매트릭스 형태로 배열되는 다수개의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 화소 영역마다 형성되는 화소 전극; 상기 화소 전극과 접촉되어 선택적으로 화소 신호를 인가하는 박막 트랜지스터; 상기 화소 전극 방향으로 돌출된 전계(electric field) 변형 패턴을 구비하며, 상기 박막 트랜지스터와 접속되어 신호를 인가하는 신호 배선;을 포함한다.

Description

표시 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치{DISPLAY SUBSTRATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 기판의 구조를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 기판의 구조를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 기판의 구조를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 기판의 구조를 도시한 평면도이다.
도 6은 데이터 라인과 화소 전극 사이에 발생하는 횡전계에 의하여 배향되는 액정과 편광판의 편광축 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 전계 변경 패턴과 화소 전극 사이에 발생하는 횡전계에 의하여 배향되는 액정과 편광판의 편광축 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제1 마스크 공 정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제4 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제5 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 표시 기판 2 : 대향 기판
3 : 액정 4, 5 : 편광판
11 : 게이트 라인 12 : 데이터 라인
13 : 게이트 전극 14 : 게이트 절연막
15 : 반도체층 16 : 오믹 컨택층
17 : 소스 전극 18 : 드레인 전극
19 : 보호막 20 : 화소 전극
21 : 전계 변경 패턴 22, 24 : 대응 패턴
23 : 광차단막 25 : 블랙 매트릭스
26 : 칼라 필터 27 : 오버 코트층
28 : 공통 전극 T : 박막 트랜지스터
본 발명은 표시 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 데이터 라인과 화소 전극 사이의 횡전계에 의한 빛샘 현상을 개구율 감소 없이 최소화할 수 있는 표시 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 액정셀 매트릭스를 통해 화상을 표시하는 액정 표시 패널과, 그 액정 표시 패널을 구동하는 구동 회로를 구비한다.
액정 표시 패널은 액정을 사이에 두고 접합된 칼라 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판으로 구성된다. 박막 트랜지스터 기판에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인과 데이터 라인이 구비된다. 그리고 이 게이트 라인과 데이터 라인에 의하여 정의되는 화소 영역마다 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터가 구비된다. 또한 각 화소 영역에는 박막 트랜지스터와 접속되어 화소 전압을 인가받고, 칼라 필터 기판에 구비되는 공통 전극과 함께 액정 구동을 위한 전계를 형성하는 화 소 전극이 구비된다.
그런데 서로 인접하여 배치되는 데이터 라인과 화소 전극 사이에는 수직 전계가 형성되는 화소 영역의 다른 부분과 달리, 횡전계(lateral field)가 형성되어, 빛샘 현상이 발생한다.
이러한 빛샘 현상을 방지하기 위하여 블랙 매트릭스 폭을 확대하거나, 광차단막을 별도로 형성하는 방법을 이용하고 있지만, 근본적인 해결책이 되지 못하며, 개구율을 감소시키는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 개구율을 감소시키지 않고, 데이터 라인과 화소 전극 사이에서 발생하는 횡전계의 방향을 변경하여 빛샘 현상을 방지할 수 있는 표시 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 기판은, 매트릭스 형태로 배열되는 다수개의 화소 영역을 가지는 기판; 상기 화소 영역마다 형성되는 화소 전극; 상기 화소 전극과 접촉되어 선택적으로 화소 신호를 인가하는 박막 트랜지스터; 상기 화소 전극 방향으로 돌출된 전계(electric field) 변형 패턴을 구비하며, 상기 박막 트랜지스터와 접속되어 신호를 인가하는 신호 배선;을 포함한다.
상기 전계 변경 패턴은, 상기 신호 배선의 양 측에 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 삼각형 형상인 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 삼각형은 이등변 삼각형이고, 상기 삼각형의 변이 상기 신호 배선의 외곽선과 이루는 내각은 45°인 것이, 빛샘 현상을 효과적으로 차단할 수 있어서 바람직하다.
한편 상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 사다리꼴 형상으로 이루어질 수도 있다.
여기에서 상기 사다리꼴은 등변 사다리꼴이고, 상기 사디리꼴의 변이 상기 신호 배선의 외곽선과 이루는 내각은 45°인 것이, 빛샘 현상을 효과적으로 차단할 수 있어서 바람직하다.
그리고 상기 신호 배선은, 화소 신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하는 데이터 라인인 것을 특징으로 한다.
또한 상기 신호 배선은, 스캔 신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하는 게이트 라인일 수도 있다.
한편 상기 화소 전극은, 상기 신호 배선과 인접한 면에 상기 전계 변경 패턴과 대응되는 대응 패턴을 더 포함하는 것이, 신화 배선과 화소 전극 사이에 형성되는 횡전계의 방향을 효과적으로 변경할 수 있어서 바람직하다.
그리고 본 발명에 따른 표시 기판에는, 상기 화소 전극과 상기 신호 배선 사이에 배치되며, 광을 차단하는 광차단막을 더 구비될 수도 있다.
여기에서 상기 광차단막은, 상기 신호 배선과 인접한 면에 상기 전계 변경 패턴과 대응되는 대응 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 매트릭스 형태로 배열되는 다수개의 화소 영역을 가지는 표시 기판; 상기 표시 기판과 대향되며, 상기 화소 영역에 대응되는 칼라 필터를 가지는 대향 기판; 상기 표시 기판과 대향 기판 사이에 채워지는 액정층; 상기 표시 기판 또는 대향 기판 중 적어도 어느 한 기판의 외면에 부착되는 편광판;을 포함하며, 상기 표시 기판은, 상기 화소 영역마다 형성되는 화소 전극; 상기 화소 전극과 접촉되어 선택적으로 화소 신호를 인가하는 박막 트랜지스터; 상기 화소 전극 방향으로 돌출된 전계(electric field) 변형 패턴을 구비하며, 상기 박막 트랜지스터와 접속되어 신호를 인가하는 신호 배선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 삼각형 형상인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 삼각형의 변은 상기 편광판의 편광축과 평행한 것이, 횡전계에 의한 빛샘 현상을 근본적으로 차단할 수 있어서 바람직하다.
한편 상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 사다리꼴 형상일 수도 있다.
이때 상기 사다리꼴의 변 중에서 상기 신호 배선의 외곽선과 만나는 변은 상기 편광판의 편광축과 평행한 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 일 실시예를 상세하 게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 기판의 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시 기판(1), 대향 기판(2), 액정층(3) 및 편광판(4, 5)을 포함하여 구성된다.
여기에서 표시 기판(1)은 매트릭스 형태로 배치되는 다수개의 화소 영역을 가진다. 그리고 이 화소 영역에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(T)가 구비되고, 이 박막 트랜지스터(T)에 신호를 전달하는 신호 배선이 구비된다. 그리고 각 화소 영역에는 박막 트랜지스터(T)에 접속되어 화소 신호를 인가받는 화소 전극(20)이 배치된다. 이하에서 표시 기판(1)을 구체적으로 설명한다. 본 실시예에서는 신호 배선으로 데이터 라인(12) 및 게이트 라인(11)을 예로 들어 설명한다.
먼저 게이트 라인(11)은 박막 트랜지스터(T)에 스캔 신호를 공급한다. 이 게이트 라인(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 상에 라인 형상으로 길게 배치된다. 그리고 이 게이트 라인(11)은 도전성 금속으로 이루어지는 단일막 또는 이중막 이상의 다중막으로 이루어질 수 있다. 이 게이트 라인(11)은 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극(13)과 접속된다.
다음으로 데이터 라인(12)은 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(11)과 실질적으로 직교한 상태로 배치된다. 이렇게 데이터 라인(12)과 게이트 라인(11)의 교차에 의하여 화소 영역이 정의된다. 즉, 이웃하는 게이트 라인들과 데이터 라인에 의하여 형성되는 사각형 형상의 영역이 화소 영역이 되는 것이다. 이 데이터 라인(12)에는 화소 신호가 인가된다. 데이터 라인(12)에 인가된 화소 신호는 게이트 라인(11)에 인가된 스캔 신호에 의하여 박막 트랜지스터(T)의 채널이 열리는 동안에 화소 전극(20)으로 전달되어 충전된다.
이 데이터 라인(12)도 게이트 라인(11)과 마찬가지로, 도전성 금속으로 이루어지는 단일막이거나 또는 이중막 이상의 다중막을 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는 이 데이터 라인(12)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 전계(electric field) 변형 패턴(21)이 구비된다. 이 전계 변경 패턴(21)은 데이터 라인(12)과 화소 전극(20) 사이에 형성되는 횡전계(lateral field)의 방향을 변형시킨다.
일반적으로 데이터 라인과 화소 전극은 서로 평행하게 배치된다. 따라서 양 자 사이에는 데이터 라인에 수직한 방향으로 횡전계가 형성된다. 이 횡전계에 의하여 액정이 수평 배향되면, 액정도 횡전계의 방향과 동일하게 데이터 라인에 수직한 방향으로 배향된다. 이렇게 액정이 데이터 라인에 수직한 방향으로 배향되면, 화소에서 블랙을 표시하는 동안에, 데이터 라인에 수직한 방향으로 배향된 액정에 의하여 빛샘 현상이 발생하는 것이다.
일반적으로 TN(Twist Nematic) 모드의 액정은 수직으로 배향된 상태에서 블랙을 표시한다. 그리고 도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 표시 기판(1)의 배면에 부착되어 있는 제1 편광판(4)의 편광축(P1)과 대향 기판(2)의 배면에 부착되어 있는 제2 편광판(5)의 편광축(P2)이 서로 수직인 상태를 유지한다. 따라서 수직으로 배향되어 있는 액정(3)에 의하여 편광되지 아니한 빛은 서로 수직으로 부착되어 있는 편광판에 의하여 액정 표시 장치를 통과할 수 없기 때문에, 블랙이 표시된다.
그런데 전술한 바와 같이, 데이터 라인(12)에 수직한 방향으로 배향된 액정층에 의하여 빛이 편광되어 수직하게 배치된 2개의 편광판을 통과하여 빛샘 현상을 유발하는 것이다.
본 실시예에서는 데이터 라인(12)과 화소 전극(20)에 의하여 발생하는 횡전계 자체는 그대로 유지하되, 횡전계의 수평 방향을, 전계 변경 패턴(21)을 사용하여 변경한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 데이터 라인 폭을 그대로 유지한 상태에서 화소 전극(20) 방향으로 돌출하는 전계 변경 패턴(21)이 형성된다. 이 전계 변경 패턴(21)은 데이터 라인(12)의 일면에 형성되거나 또는 양 면에 모두 형성될 수도 있다.
구체적으로 이 전계 변경 패턴은 편광판의 편광축과 평행한 변을 가지는 다각형으로 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서 편광판의 편광축이라 함은, 편광판에 의하여 통과할 수 있는 빛의 진동 방향과 평행한 축을 말한다. 전계 변경 패턴(21)의 변이 어느 한 편광판의 편광축(P1)과 평행하게 형성되면, 전계 변경 패턴에 의하여 형성되는 전계는 다른 편광판의 편광축(P2)과 평행하게 된다. 따라서 수평으로 배향된 액정(3)의 편광축이 도 7에 도시된 바와 같이, 편광판의 편광축(P1, P2)과 일치하여 빛샘 현상이 발생하지 않는 것이다.
일반적으로 TN 모드에서는 편광판의 편광축이 기판의 대각선 방향과 평행하 도록 편광판이 기판에 부착된다. 그리고 데이터 라인은 기판의 변에 평행하다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(12)에 대하여 45°정도의 각을 가지도록 전계 변경 패턴(21)의 변을 형성하는 것이 가장 바람직하다. 물론 편광판의 편광축 배치 방향에 따라 전계 변경 패턴의 변의 형성 방향을 변화시키는 것이 바람직하다.
전계 변경 패턴(21)의 형상은 여러가지가 가능하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 밑변이 데이터 라인(21)의 외곽선과 일치하는 삼각형 형상인 것이 바람직하다. 특히, 이 삼각형이 이등변 삼각형이고, 데이터 라인(12)과 이루는 각도(θ)가 45°인 것이 바람직하다.
그리고 전계 변경 패턴(21)은 데이터 라인(12) 상에서 도 1에 도시된 바와 같이, 일정한 간격 이격되도록 다수개가 배치될 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(12) 상에 연속하여 배치될 수도 있다. 다만, 데이터 라인(12) 중에 화소 전극(20)과 평행한 부분이 적을수록 빛샘 현상이 효과적으로 방지된다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 전계 변경 패턴(21a)이 연속적으로 배치되는 것이 바람직하다.
한편 전계 변경 패턴(21b)의 형상은 도 7에 도시된 바와 같이, 밑변이 상기 데이터 라인(12)의 외곽선과 일치하는 사다리꼴 형상으로 구비될 수도 있다. 특히, 상기 사다리꼴은 등변 사다리꼴이고, 사다리꼴의 변이 상기 데이터 라인(12)의 외곽선과 이루는 내각은 45°인 것이, 액정을 편광판의 편광축(P1, P2)과 평행하게 배향할 수 있어서 바람직하다.
한편 데이터 라인(12)에서만 전계 변경 패턴(21)을 설명하였지만, 게이트 라인(11)에도 전계 변경 패턴이 형성될 수 있다. 물론 게이트 라인(11)은 다수층의 절연막을 사이에 두고, 화소 전극(20)과 대향되므로, 데이터 라인(12) 만큼 강한 횡전계를 형성하지는 않지만, 어느 정도의 횡전계를 형성한다. 따라서 게이트 라인(11)에 전계 변경 패턴을 형성하여, 게이트 전극에 의하여 발생하는 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
다음으로 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(13), 반도체층(15), 오믹 컨택층(16), 소스/드레인 전극(17, 18)을 포함하여 구성된다. 게이트 전극(13)은 게이트 라인(11)과 접촉되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 표시 기판(1)의 상면에 배치된다. 물론 게이트 전극(13)이 박막 트랜지스터(T)의 상부에 배치되는 구조를 가질 수도 있다.
그리고 반도체층(15)은 게이트 절연막(14)을 사이에 두고 게이트 전극(13)과 중첩된다. 이 반도체층(15)은 폴리 실리콘 또는 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진다. 반도체층(15)은 게이트 전극(13)에 스캔 신호가 인가되는 동안 채널을 형성하여 소스 전극(17)의 화소 신호를 드레인 전극(18)으로 전달한다.
그리고 이 반도체층(15) 상부에는 오믹 컨택층(16)이 형성된다. 이 오믹 컨택층(16)은 불순물이 도핑된 폴리 실리콘 또는 아몰퍼스 실리콘으로 이루어진다. 이 오믹 컨택층(16)은 반도체층(15)과 소스 전극(17) 사이 또는 반도체층(15)과 드레인 전극(18) 사이에서 오믹 접촉을 형성하여 박막 트랜지스터(T)의 특성을 향상시킨다.
다음으로 소스 전극(17)의 일단은 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 라인(12)과 접속된다. 그리고 이 소스 전극(17)의 타단은 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체층(15)의 일부와 중첩된다. 한편 드레인 전극(18)의 일단은 도 1에 도시된 바와 같이, 화소 전극(20)과 접속된다. 그리고 이 드레인 전극(18)의 타단은 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체층(15)의 일부와 중첩된다.
다음으로 화소 전극(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 컨택홀(C)을 통하여 드레인 전극(20)과 접속된다. 따라서 이 화소 전극(20)은 드레인 전극(18)으로부터 화소 신호를 전달받는다. 이 화소 전극(20)은 백라이트 유닛으로부터 공급되는 빛을 통과시켜야 하므로 투명 도전층으로 형성된다. 따라서 이 화소 전극(20)은 ITO, IZO, ITZO 등으로 형성될 수 있다.
그리고 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 이 화소 전극(20)에 대응 패턴(22)이 형성된다. 여기에서 '대응 패턴'이라 함은, 화소 전극(20)의 변 중에서 상기 데이터 라인(12)에 인접한 면에 형성되고, 전술한 전계 변경 패턴(21)과 대응되는 형상을 가지는 패턴을 말한다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 전계 변경 패턴(21)이 삼각형 형상을 가지면, 이 대응 패턴(22)은 삼각형 형상의 홈으로 형성된다.
한편 전계 변경 패턴(21)이 사각형 형상을 가지면, 이 대응 패턴(22)은 사각형 형상의 홈으로 형성된다.
이렇게 대응 패턴(22)이 화소 전극(20)에 형성됨으로써, 데이터 라인(12)과 화소 전극(30) 사이에는 편광판의 편광축과 평행한 방향의 횡전계가 더욱 용이하게 형성된다. 따라서 데이터 라인(12)과 화소 전극(20) 사이에서 발생하는 빛샘 현상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 표시 기판(1)에 광차단막(23)이 더 형성될 수도 있다. 이 광차단막(23)은, 화소 전극(20)과 데이터 라인(12) 사이에서 백라이트 유닛으로 부터 공급되는 빛을 차단하는 역할을 한다. 이때 이 광차단막(23)은 빛을 통과시키지 않는 불투명층으로 이루어지며, 본 실시예에서는 전술한 게이트 라인(11)과 동일한 금속층으로 형성된다. 이 광차단막(30)에는 아무런 전압이 인가되지 않는다. 따라서 이 광차단막(30)은 전기적으로 플로팅 상태를 가진다.
그리고 이 광차단막(23)에도 도 5에 도시된 바와 같이, 대응 패턴(24)이 형성된다. 이 광차단막(23)에 대응 패턴이 형성되는 경우에는 화소 전극에 대응 패턴이 형성되지 않을 수도 있다. 물론 광차단막(23)과 화소 전극(20) 양 자에 모두 대응 패턴이 형성될 수도 있다.
여기에서 대응 패턴(24)의 형상은 전술한 화소 전극(20)의 그것과 실질적으로 동일하므로 반복하여 설명하지 않는다.
다음으로 대향기판(2)에는 블랙 매트릭스(25), 칼라 필터(26), 오버 코트층(27), 공통 전극(28)이 구비된다. 블랙 매트릭스(25)는 빛이 통과하지 못하는 불투명층으로 이루어진다. 그리고 이 블랙 매트릭스(25)는 전술한 화소 영역에 대응되도록 대향 기판(2)을 구획한다. 이 블랙 매트릭스(25)에 의하여 구획된 영역 내에 칼라 필터(26)가 배치된다. 이때 인접하는 칼라필터(26)는 서로 다른 색으로 배 치된다.
그리고 블랙 매트릭스(25)의 상부와 칼라 필터(26)의 상부에는 대향 기판(2)의 표면을 평탄화하기 위한 오버 코트층(27)이 형성된다. 이 오버 코트층(27)은 유기물질로 이루어질 수 있다.
그리고 오버 코트층(27) 상면에는 공통 전극(28)이 형성된다. 이 공통 전극(28)에는 액정 구동을 위한 기준 전압인 공통 전압이 인가된다. 이 공통 전극(28)도 화소 전극(20)과 마찬가지로 빛을 통과시킬 수 있는 투명 도전층으로 이루어진다.
이하에서는 본 실시예에 따른 표시 기판 제조방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제1 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
제1 마스크 공정으로 기판(1) 상에 게이트 라인(11), 게이트 전극(13)을 포함하는 게이트 금속 패턴이 형성된다.
구체적으로, 기판(1) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 게이트 금속층으로는 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같이 금속 물질이 단일층으로 이용되거나, 상기 금속을 이용하여 이중층 이상이 적층된 구조로 이용된다. 이어서, 제1 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 라 인(11), 게이트 전극(13)을 포함하는 게이트 금속 패턴이 형성된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제2 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
게이트 금속 패턴이 형성된 기판(1) 상에 게이트 절연막(142)이 형성되고, 그 위에 제 2 마스크 공정으로 반도체 패턴이 형성된다. 구체적으로 게이트 금속 패턴이 형성된 기판(1) 상에 게이트 절연막(14), 비정질 실리콘층, 불순물(n+ 또는 p+) 도핑된 비정질 실리콘층이 순차적으로 형성된다. 예를 들면, 게이트 절연막(14), 비정질 실리콘층, 불순물 도핑된 비정질 실리콘층은 PECVD 방법으로 형성된다. 게이트 절연막(14)으로는 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질이 사용될 수 있다. 그리고 나서 제 2 마스크를 이용한 포토 리소그래피 공정 및 식각 공정으로 비정질 실리콘층 및 도핑된 비정질 실리콘층이 패터닝됨으로써 반도체층(15) 및 오믹 컨택층(16)이 형성된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제3 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이다.
반도체층(15) 및 오믹 컨택층(16)이 형성된 기판(1) 상에 데이터 라인(12), 소스 전극(17), 드레인 전극(18)을 포함하는 데이터 금속 패턴을 형성한다. 구체적으로 반도체층(15) 및 오믹 컨택층(16)이 형성된 기판(1) 상에 스퍼터링 방법 등을 이용하여 데이터 금속층을 형성한다. 이 데이터 금속층으로는 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같이 금속 물질이 단일층으로 이용되거나, 상기 금속을 이용하여 이중층 이상이 적층된 구조를 이용할 수 있다. 그리고, 데이터 금속층 위에 포토레지스트가 도포된 다음, 제3 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 데이터 라인(12), 소스 전극(17) 및 드레인 전극(18)을 포함하는 데이터 금속 패턴을 형성한다.
본 실시예에서는 데이터 라인을 형성하기 위한 제3 마스크 제조시에 데이터 라인에 전계 변경 패턴이 형성될 수 있도록 제3 마스크 형상을 제조한다. 이렇게 마스크 형상만을 변경할 뿐 나머지 공정은 종래와 동일하다. 따라서 본 실시예에서는 공정의 변화없이 빛샘 현상을 방지할 수 있는 표시 기판을 제조하는 것이다.
전술한 제2 마스크 공정과 제3 마스크 공정은 별도의 마스크 공정이 아니라 하나의 마스크 공정으로 진행될 수도 있다. 즉, 하프톤 마스크나 슬릿 마스크를 사용하여 단차진 포토레지스트 패턴을 형성하고, 이 포토 레지스트 패턴을 이용하여 데이터 금속 패턴과 반도체 패턴을 연속하여 형성하는 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제4 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
제4 마스크 공정으로 콘택홀(C)을 포함하는 보호막(19)이 형성된다. 구체적으로, 데이터 금속 패턴이 형성된 게이트 절연막(14) 상에 PECVD, 스핀 코팅(Spin Coating), 스핀리스 코팅(Spinless Coating) 등의 방법으로 도 11에 도시된 바와 같이 보호막(19)이 형성된다. 보호막(19)으로는 CVD, PECVD 등의 방법으로 형성되는 게이트 절연막(14)과 같은 무기 절연 물질이 이용된다. 또는 스핀 코팅(Spin Coating), 스핀리스 코팅(Spinless Coating) 등의 방법으로 형성되는 아크릴(acryl)계 유기 화합물, BCB 또는 PFCB 등과 같은 유기 절연 물질이 이용되기도 한다. 또는 무기 절연 물질과, 유기 절연 물질의 이중 구조로 형성되기도 한다. 이어서, 보호막(19) 위에 포토레지스트가 도포된 다음, 제4 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정으로 노광 및 현상됨으로써 보호막이 형성될 부분에 포토레지스트 패턴이 형성된다.
그 다음, 포토레지스트 패턴을 이용한 식각 공정으로 보호막(19)이 패터닝됨으로써 도 11에 도시된 바와 같이 콘택홀(C)이 형성된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판 제조 방법 중 제5 마스크 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
제5 마스크 공정에 의하여 보호막(19) 상에 화소 전극(20)이 형성된다. 구체적으로 컨택홀을 가지는 보호막(19) 상에 스퍼터링 등과 같은 증착 방법으로 투명 도전막이 전면 형성된다. 투명 도전막으로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO), SnO2 , 아몰퍼스-인듐 주석 산화물(a-ITO)등이 이용된다.
그리고 제5 마스크를 이용한 포토 리소그래피 공정 및 식각 공정에 의하여 투명 도전막이 패터닝되어 화소 전극(20)이 형성된다. 이 화소 전극(20)은 도 12에 도시된 바와 같이, 컨택홀(C)을 통하여 드레인 전극(18)과 접속된다.
본 실시예에서는 화소 전극 형성을 위한 제5 마스크 제조시에 화소 전극(20)에 대응 패턴(22)이 형성될 수 있는 형상으로 제5 마스크를 제조한다. 그리고 나머지 공정은 종래와 동일하다. 따라서 마스크 형상만 변경하여 빛샘 현상을 방지하는 표시 기판을 제조하는 것이다.
본 발명에 따르면 전계 변경 패턴을 데이터 라인 등의 신호 배선에 구비함으로써, 신호 배선과 화소 전극에 의하여 형성되는 횡전계의 방향으로 변경하여 빛샘 현상을 원천적으로 방지할 수 있다. 따라서 블랙 매트릭스의 폭을 넓히거나, 광차단막을 형성하는 등 개구율을 감소시키지 않고, 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에 의하면 단순히 마스크 형상만 변경하고 나머지 공정은 동일하게 적용하여 빛샘 현상을 방지할 수 있는 표시 기판을 제조할 수 있는 장점이 있다.

Claims (23)

  1. 매트릭스 형태로 배열되는 다수개의 화소 영역을 가지는 기판;
    상기 화소 영역마다 형성되는 화소 전극;
    상기 화소 전극과 접촉되어 선택적으로 화소 신호를 인가하는 박막 트랜지스터;
    상기 화소 전극 방향으로 돌출된 전계(electric field) 변형 패턴을 구비하며, 상기 박막 트랜지스터와 접속되어 신호를 인가하는 신호 배선;을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전계 변경 패턴은, 상기 신호 배선의 양 측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 삼각형은 이등변 삼각형인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 삼각형의 변이 상기 신호 배선의 외곽선과 이루는 내각은 45°인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사다리꼴은 등변 사다리꼴인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사디리꼴의 변이 상기 신호 배선의 외곽선과 이루는 내각은 45°인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 신호 배선은, 화소 신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하는 데이터 라인인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 신호 배선은, 스캔 신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하는 게이트 라인인 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극은, 상기 신호 배선과 인접한 면에 상기 전계 변경 패턴과 대응되는 대응 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 신호 배선 사이에 배치되며, 광을 차단하는 광차단막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광차단막은, 상기 신호 배선과 인접한 면에 상기 전계 변경 패턴과 대응되는 대응 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  14. 매트릭스 형태로 배열되는 다수개의 화소 영역을 가지는 표시 기판;
    상기 표시 기판과 대향되며, 상기 화소 영역에 대응되는 칼라 필터를 가지는 대향 기판;
    상기 표시 기판과 대향 기판 사이에 채워지는 액정층;
    상기 표시 기판 또는 대향 기판 중 적어도 어느 한 기판의 외면에 부착되는 편광판;을 포함하며,
    상기 표시 기판은,
    상기 화소 영역마다 형성되는 화소 전극;
    상기 화소 전극과 접촉되어 선택적으로 화소 신호를 인가하는 박막 트랜지스터;
    상기 화소 전극 방향으로 돌출된 전계(electric field) 변형 패턴을 구비하며, 상기 박막 트랜지스터와 접속되어 신호를 인가하는 신호 배선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전계 변경 패턴은, 상기 신호 배선의 양 측에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 삼각형 형상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 삼각형의 변은 상기 편광판의 편광축과 평행한 것을 특징으로 하는 액 정 표시 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 전계 변경 패턴은, 밑변이 상기 신호 배선의 외곽선과 일치하는 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 사다리꼴의 변 중에서 상기 신호 배선의 외곽선과 만나는 변은 상기 편광판의 편광축과 평행한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 신호 배선은, 화소 신호를 상기 박막 트랜지스터에 전달하는 데이터 라인인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 화소 전극은, 상기 신호 배선과 인접한 면에 상기 전계 변경 패턴과 대응되는 대응 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 신호 배선 사이에 배치되며, 광을 차단하는 광차단막 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 광차단막은, 상기 신호 배선과 인접한 면에 상기 전계 변경 패턴과 대응되는 대응 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8427619B2 (en) * 2007-09-28 2013-04-23 Stanley Electric Co., Ltd. Liquid crystal display unit
JP5466973B2 (ja) * 2010-03-04 2014-04-09 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
KR20120114042A (ko) * 2011-04-06 2012-10-16 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치
US10451936B1 (en) * 2018-04-12 2019-10-22 Sharp Kabushiki Kaisha Thin two-dimensional dimming backlight with low zone visibility
CN112198723A (zh) * 2020-10-09 2021-01-08 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 液晶显示屏、液晶显示装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3269472B2 (ja) * 1991-11-29 2002-03-25 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置
US6211928B1 (en) * 1996-03-26 2001-04-03 Lg Electronics Inc. Liquid crystal display and method for manufacturing the same
CN1264059C (zh) * 2001-01-25 2006-07-12 松下电器产业株式会社 液晶显示装置
JP2002323706A (ja) * 2001-02-23 2002-11-08 Nec Corp 横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方法
TW588182B (en) * 2002-06-07 2004-05-21 Hannstar Display Corp Pixel electrode for a liquid crystal display with a high aperture ratio
JP4217170B2 (ja) * 2004-01-28 2009-01-28 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置およびその駆動方法
KR100717189B1 (ko) * 2004-12-22 2007-05-11 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치

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