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KR100997979B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR100997979B1 KR1020080040512A KR20080040512A KR100997979B1 KR 100997979 B1 KR100997979 B1 KR 100997979B1 KR 1020080040512 A KR1020080040512 A KR 1020080040512A KR 20080040512 A KR20080040512 A KR 20080040512A KR 100997979 B1 KR100997979 B1 KR 100997979B1
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Abstract

본 발명은 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 간격재, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 화소 전극과 중첩하는 제2 간격재, 상기 제2 기판, 상기 제1 간격재 및 상기 제2 간격재 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 화소 전극과 상기 제2 간격재 위에 위치한 공통 전극은 유지 축전기를 형성하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 유지 축전기, 색 필터, 개구율

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 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 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 형성되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
이러한 액정 표시 장치에서 화소 전극과 공통 전극은 액정층을 사이에 두고 액정 축전기(liquid crystal capacitor)를 형성하는데, 액정 축전기는 박막 트랜지 스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지할 수 있도록 한다.
한편 액정 표시 장치는 이러한 액정 축전기의 전압 유지 능력을 보완하기 위하여 유지 축전기(storage capacitor)를 포함할 수 있는데, 유지 축전기는 게이트선 따위의 신호선과 동일한 층에 형성된 유지 전극을 화소 전극과 중첩시켜 형성할 수 있다.
그러나 유지 전극은 불투명 금속 따위로 만들어지므로 유지 전극이 차지하는 면적만큼 개구율이 저하될 수 있다. 또한 유지 전극과 화소 전극 사이에 유기막이 있는 경우에는 유지 전극과 화소 전극 사이의 간격이 커서 유지 용량이 작아질 수 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표시 영역에서 유지 전극이 차지하는 면적을 줄여 개구율을 높이는 동시에 유지 축전 용량을 늘리는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 간격재, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 화소 전극과 중첩하는 제2 간격재, 상기 제2 기판, 상기 제1 간격재 및 상기 제2 간격재 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 화소 전극과 상기 제2 간격재 위에 위치한 공통 전극은 유지 축전기를 형성한다.
상기 화소 전극과 상기 제2 간격재 위에 위치한 공통 전극은 0.1 내지 0.3㎛ 떨어져 있을 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 배향막, 그리고 상기 공통 전극 위에 형성되어 있는 제2 배향막을 더 포함하고, 상기 제1 배향막과 상기 제1 간격재 위에 위치한 제2 배향막은 서로 접촉되어 있을 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하고, 상기 제1 간격재는 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소 중 적어도 하나의 화소에 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 제1 색 필터, 제2 색 필터 및 제3 색 필터를 더 포함하며, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터 중 적어도 하나는 두께가 다를 수 있다.
상기 제1 색 필터가 가장 두껍고, 상기 제1 화소의 제2 간격재는 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소의 제2 간격재보다 높이가 낮을 수 있다.
상기 제1 색 필터가 가장 두껍고, 상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소의 제2 간격재의 높이는 동일할 수 있다.
상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 제3 색 필터의 순서로 두껍고, 상기 제2 간격재의 너비는 상기 제3 화소의 제2 간격재, 상기 제2 화소의 제2 간격재 및 상기 제1 화소의 제2 간격재의 순서로 클 수 있다.
상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소의 제2 간격재 중 어느 하나는 높이가 다를 수 있다.
상기 제1 화소는 청색 화소이고, 상기 제2 화소는 녹색 화소이고, 상기 제3 화소는 적색 화소일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 단계, 제2 기판 위에 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 간격재와 상기 화소 전극과 중첩하는 제2 간격재를 형성하는 단계, 상기 제1 간격재 및 상기 제2 간격재 위에 공통 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착하는 단계, 그리고 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 간격재와 상기 제2 간격재는 두께를 다르게 형성할 수 있다.
상기 제1 간격재 및 제2 간격재는 하프톤 노광 또는 슬릿 마스크를 사용하여 두께를 다르게 형성할 수 있다.
상기 제조 방법은 상기 제1 간격재와 상기 제2 간격재를 형성하는 단계 전에 상기 제2 기판 위에서 서로 이웃하는 제1, 제2 및 제3 색 필터를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 색 필터 중 적어도 하나는 두께를 다르게 형성할 수 있다.
상기 제1 색 필터를 가장 두껍게 형성하고, 상기 제1, 제2 및 제3 색 필터 위의 상기 제2 간격재는 동일한 두께로 형성할 수 있다.
상기 제1 색 필터를 가장 두껍게 형성하고, 상기 제1 색 필터 위의 제2 간격 재를 상기 제2 및 제3 색 필터 위의 제2 간격재와 다른 높이로 형성할 수 있다.
상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 제3 색 필터의 순서로 두껍고, 상기 제2 간격재의 너비는 상기 제3 색 필터 위의 제2 간격재, 상기 제2 색 필터 위의 제2 간격재 및 상기 제1 색 필터 위의 제2 간격재의 순서로 클 수 있다.
상기 제1 색 필터는 청색 필터, 상기 제2 색 필터는 녹색 필터, 상기 제3 색 필터는 적색 필터일 수 있다.
화소 전극과 공통 전극 사이에 유지 축전기를 형성함으로써 별도의 유지 전극을 형성하는 경우와 비교하여 개구율을 늘리면서도 유지 축전 용량 또한 확보할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 경우 뿐만 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.
[실시예 1]
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 연속하게 배치되어 있는 세 개의 화소를 보여주는 배치도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 및 그 사이에 개재되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
액정 표시 장치는 서로 다른 색을 표시하며 연속하게 배치되어 있는 적색 화소(PXR), 녹색 화소(PXG) 및 청색 화소(PXB)를 포함한다.
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 뻗어 있는 게이트 전극(124)과 외부 회로 연결을 위하여 폭이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다.
게이트선(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 따위로 만들어진 섬형 반도체(154)가 형성되어 있고, 섬형 반도체(154) 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 이루어지는 한 쌍의 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압을 전달한다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(173)을 이루고, 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 게이트 전극(124) 위에서 서로 마주한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 돌출된 반도체(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 선형 반도체(151)의 돌출부(154)에 형성된다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179) 및 드레인 전극(175)을 각각 드러내는 접촉 구멍(182, 185)이 형성되어 있고, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191R, 191G, 191B) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
화소 전극(191R, 191G, 191B)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175) 과 연결되어 있으며 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가받는다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)를 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 데이터선(171)의 끝 부분(179)에 각각 연결되어 있다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 또는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 구동 집적 회로와 같은 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
다음 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.
공통 전극 표시판(200)은 절연 기판(210) 위에 소정 간격으로 분리되어 있는 블랙 매트릭스(black matrix)라 불리는 복수의 차광 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 그러나 차광 부재는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성될 수도 있다.
각 화소(PXR, PXG, PXB)의 차광 부재 및 기판(210) 위에는 색 필터(230R, 230G, 230B)가 형성되어 있다.
색 필터(230R, 230G, 230B) 위에는 기둥형 간격재(column spacer)(320R, 320G, 320B1, 320B2)가 형성되어 있다.
기둥형 간격재(320R, 320G, 320B1, 320B2)는 박막 트랜지스터와 중첩하는 주 간격재(main spacer)(320B1)와 화소 전극(191R, 191G, 191B)과 중첩하는 보조 간격재(sub-spacer)(320R, 320G, 320B2)를 포함한다.
주 간격재(320B1)는 적색 화소(PXR), 녹색 화소(PXG) 및 청색 화소(PXB) 중 적어도 하나의 화소에 위치하여 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 사이의 셀 갭(cell gap)을 유지하는 역할을 한다. 도면에서는 주 간격 재(320B1)가 청색 화소(PXB)에만 형성된 것으로 도시하였지만, 청색 화소(PXB) 외에 적색 화소(PXR) 또는 녹색 화소(PXG)의 박막 트랜지스터와 중첩하는 위치에 형성될 수도 있다.
보조 간격재(320R, 320G, 320B2)는 주 간격재(320B1)와 실질적으로 동일한 높이를 가지며, 후술하는 바와 같이 각 화소(PXR, PXG, PXB)의 화소 전극(191R, 191G, 191B)과 공통 전극(270) 사이에 유지 축전기가 형성될 수 있도록 한다.
기둥형 간격재(320R, 320G, 320B)와 색 필터(230R, 230G, 230B) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 각 내면에는 각각제1 배향막(11) 및 제2 배향막(12)이 형성되어 있으나, 둘 중 어느 하나는 생략될 수 있다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 사이에는 복수의 액정 분자(도시하지 않음)를 포함하는 액정층(3)이 개재되어 있다. 액정층(3)의 액정 분자는 공통 전극(270)과 화소 전극(191R, 191G, 191B)에 생성되는 전기장을 이용하여 재배열되며 액정 축전기(liquid crystal capacitor)를 형성한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 간격재는 박막 트랜지스터와 중첩하는 주 간격재(320B1)와 화소 전극(191R, 191G, 191B)과 중첩하는 위치에 형성된 보조 간격재(320R, 320G, 320B2)를 포함한다.
주 간격재(320B1)와 보조 간격재(320R, 320G, 320B2)는 실질적으로 동일한 높이로 형성되지만, 주 간격재(320B1)가 형성된 영역에서는 박막 트랜지스터의 단차에 의해서 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)이 접촉하는 구조를 가진다. 따라서 주 간격재(320B1)에 의해 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 간격이 유지될 수 있다.
보조 간격재(320R, 320G, 320B2) 위에 위치한 공통 전극(270)과 화소 전극(191)은 제1 및 제2 배향막(11, 21)을 절연체로 하여 유지 축전기(storage capacitor)를 형성한다. 유지 축전기는 액정 축전기를 보조하는 축전기로, 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다. 이에 따라 표시 영역 내에 유지 축전기를 형성하기 위한 유지 전극을 별도로 형성할 필요가 없어서 유지 전극이 차지하는 면적만큼 개구율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이 때 보조 간격재(320R, 320G, 320B2) 위에 위치한 공통 전극(270)과 화소 전극(191)은 소정 간격(d)을 두고 떨어져 있다. 여기서 소정 간격(d)은 약 0.1 내지 0.3㎛일 수 있다.
이와 같이 유지 축전기를 형성하는 영역에서 화소 전극(191R, 191G, 191B)과 공통 전극(270) 사이를 소정 간격 떨어뜨림으로써 그 사이에 액정이 용이하게 이동할 수 있도록 한다. 이에 따라 유지 축전기를 형성하기 위해 각 화소에 보조 간격재(320R, 320G, 320B2)를 형성하더라도 액정의 이동에 영향을 미치지 않으며, 특히 표시 영역 중 액정이 채워지지 않는 영역이 발생하는 것을 방지하여 표시 특성이 불량해지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명자는 게이트선과 동일한 층에 유지 전극을 형성하는 기존 구조와 본 발 명의 실시예에 따른 구조를 비교한 결과, 본 발명의 실시예에 따른 구조가 기존 구조 대비 약 3.9%의 개구율 증가 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
뿐만 아니라, 실험 결과 유지 전극을 형성하는 기존 구조에서 유지 전극과 화소 전극 사이의 유지 축전 용량을 1이라고 할 때, 본 발명의 실시예에 따른 구조에서 보조 간격재(320B2) 위에 형성된 공통 전극(270)과 화소 전극(191B) 사이에 형성되는 유지 축전 용량은 약 1.14로 측정되었으며, 이에 따라 유지 축전 용량 또한 더욱 개선되었음을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우 기존 구조의 액정 표시 장치에 비하여 개구율은 향상되면서도 유지 축전 용량 또한 개선될 수 있음을 알 수 있다.
그러면 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)의 제조 방법을 설명한다.
절연 기판(110) 위에 게이트 도전층(도시하지 않음)을 적층하고 사진 식각하여 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 포함하는 게이트선(121)을 형성한다.
이어서 게이트선(121) 위에 게이트 절연막(140)을 형성하고 그 위에 반도체(154) 및 저항성 접촉 부재(163, 165)를 형성한다.
이어서 데이터 도전층(도시하지 않음)을 적층하고 사진 식각하여 소스 전극(173) 및 끝 부분(179)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 형성한다.
이어서 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 보호막(180)을 형성하고 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185)을 형성한다.
이어서 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(191)을 형성한다. 마지막으로 화소 전극(191) 위에 제1 배향막(11)을 도포한다.
다음 공통 전극 표시판(200)의 제조 방법을 설명한다.
절연 기판(210) 위에 차광 부재(도시하지 않음)를 형성하고, 기판(210) 및 차광 부재 위에 색 필터(230R, 230G, 230B)를 형성한다.
이어서 색 필터(230R, 230G, 230B) 위에 오버코트 막(도시하지 않음)을 도포한다.
이어서 오버코트 막을 애싱(ashing)하여 표면 처리한 후 감광성 유기막(도시하지 않음)을 도포한다.
이어서 감광성 유기막 위에 마스크를 배치하고 노광하여 복수의 제1 간격재(320B1) 및 제2 간격재(320R, 320G, 320B2)를 형성한다. 오버코트 막을 애싱함으로써 오버코트 막과 제1 간격재(320B1) 및 제2 간격재(320R, 320G, 320B2)의 접착성을 개선할 수 있다.
이어서 제1 간격재(320B1) 및 제2 간격재(320R, 320G, 320B2)를 포함한 기판 전면에 공통 전극(270)을 형성하고 그 위에 제2 배향막(21)을 도포한다.
다음 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)을 합착한다.
다음 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 사이에 액정을 주입하여 액정층(3)을 형성한다. 그러나 이것에 한정되지 않고 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)을 합착하기 전에 박막 트랜지스터 표시판(100) 또는 공통 전극 표시판(200) 위에 액정을 적하하여 액정층(3)을 형성할 수도 있다.
[실시예 2]
이하 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전술한 실시예와 달리 청색 화소(PXB)의 색 필터(230B)가 적색 화소(PXR) 및 녹색 화소(PXG)의 색 필터(230R, 230G)보다 두껍다. 이는 적색 화소(PXR), 녹색 화소(PXG) 및 청색 화소(PXB)에서 빛의 파장에 따른 투과율을 조절하기 위한 것으로, 투과율이 셀 갭에 비례하고 파장에 반비례하는 관계를 이용하여 단파장인 청색 화소(PXB)에 셀 갭을 작게 하기 위하여 청색 화소(PXB)의 색 필터(230B)를 두껍게 형성하는 것이다.
이 경우 청색 화소(PXB)에 위치하는 주 간격재(320B1)와 보조 간격재(320B2)는 실질적으로 동일한 높이로 형성되고, 적색 화소(PXR) 및 녹색 화소(PXG)의 보조 간격재(320R, 320G)는 실질적으로 동일한 높이로 형성된다.
또한 청색 화소(PXB)의 주 간격재(320B1)와 보조 간격재(320B2)는 적색 화 소(PXR) 및 녹색 화소(PXG)에 위치하는 보조 간격재(320R, 320G)보다 낮은 두께로 형성된다. 이와 같이 청색 화소(PXB)의 색 필터(230B)가 적색 화소(PXR) 및 녹색 화소(PXG)의 색 필터(230R, 230G)보다 두꺼운 만큼 청색 화소(PXB)의 보조 간격재(320B2)의 높이를 낮춤으로써 각 화소(PXR, PXG, PXB)의 보조 간격재(320R, 320G, 320B2) 위에 형성된 공통 전극(270)과 화소 전극(191R, 191G, 191B) 사이의 간격(d)을 실질적으로 동일하게 유지할 수 있다. 이 때 간격(d)은 약 0.1 내지 0.3㎛일 수 있다.
두께가 다른 간격재(320R, 320G, 320B1, 320B2)는 하프톤 마스크(half-tone mask) 또는 슬릿 마스크(slit mask)를 사용하여 형성할 수 있다.
[실시예 3]
이하 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 5 및 도 6을 참고하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전술한 실시예와 달리 청색 화소(PXB)에 박막 트랜지스터와 중첩하는 주 간격재(320B1)만 형성되어 있고 화소 전극(191B)과 중첩하는 보조 간격재(320B2)는 형성되어 있지 않다.
적색 화소(PXR)와 녹색 화소(PXG)에는 전술한 실시예와 마찬가지로 보조 간 격재(320R, 320G)가 형성되어 있고, 보조 간격재(320R, 320G) 위에 위치한 공통 전극(270)과 화소 전극(191R, 191G)은 소정 간격(d)을 두고 떨어져 있다. 이 때 간격(d)은 약 0.1 내지 0.3㎛일 수 있다. 즉 적색 화소(PXR)와 녹색 화소(PXG)에서는 보조 간격재(320R, 320G)가 형성된 부분에서 각각 유지 축전기(Cst(R), Cst(G))를 형성한다.
청색 화소(PXB)에는 게이트선(121)과 동일한 층에 위치하며 화소 전극(191B)과 중첩하는 유지 전극(133)이 형성되어 있고, 유지 전극(133)과 화소 전극(191B) 사이에 유지 축전기(Cst(B))를 형성한다. 이 때 유지 전극(133) 위에서 보호막(180)을 제거함으로써 유지 축전기(Cst(B))의 용량을 늘릴 수 있다.
그러나 청색 화소(PXB)에 한정되지 않고, 적색 화소(PXR) 및 녹색 화소(PXG) 중 적어도 하나의 화소는 유지 전극에 의해 유지 축전기를 형성하고 나머지 화소는 보조 간격재에 의해 유지 축전기를 형성할 수도 있다.
[실시예 4]
이하 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 7 및 도 8을 참고하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전술한 실시예와 달리 청색 화소(PXB)의 주 간격재(320B1)와 보조 간격재(320B2)의 높이가 다르 다. 청색 화소(PXB)의 색 필터(230B)가 적색 화소(PXR) 및 녹색 화소(PXG)의 색 필터(230R, 230G)보다 두꺼운 만큼 청색 화소(PXB)의 보조 간격재(320B2)의 높이를 낮춤으로써 각 화소(PXR, PXG, PXB)의 보조 간격재(320R, 320G, 320B2) 위에 형성된 공통 전극(270)과 화소 전극(191R, 191G, 191B) 사이의 간격(d)을 실질적으로 동일하게 유지할 수 있다. 이 때 간격(d)은 약 0.1 내지 0.3㎛일 수 있다. 한편, 청색 화소(PXB)의 주 간격재(320B1)는 보조 간격재(320B2)보다 높게 형성함으로써 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)을 접촉하도록 한다.
[실시예 5]
이하 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 9 및 도 10을 참고하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 10은 도 9의 액정 표시 장치를 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전술한 실시예와 달리 적색 화소(PXR), 녹색 화소(PXG) 및 청색 화소(PXB)의 색 필터(230R, 230G, 230B)의 두께가 다르다. 이는 적색 화소(PXR), 녹색 화소(PXG) 및 청색 화소(PXB)에서 빛의 파장에 따른 투과율을 조절하기 위한 것으로, 투과율이 셀 갭에 비례하고 파장에 반비례하는 관계를 이용하여 단파장인 청색 화소(PXB)의 색 필 터(230B)를 가장 두껍게 형성하고 장파장인 적색 화소(PXR)의 색 필터(230R)를 가장 얇게 형성한다.
이 때 색 필터(230R, 230G, 230B)의 두께에 의하여 보조 간격재(320R, 320G, 320B) 위에 위치한 공통 전극(270)과 화소 전극(191) 사이의 간격이 다르다. 즉 적색 화소(PXR)에서 보조 간격재(320R) 위에 위치한 공통 전극(270)과 화소 전극(191) 사이의 간격(d1)은 녹색 화소(PXG)에서 보조 간격재(320G) 위에 위치한 공통 전극(270)과 화소 전극(191) 사이의 간격(d2)보다 크다. 또한 청색 화소(PXB)에서 보조 간격재(320R) 위에 위치한 공통 전극(270)과 화소 전극(191)은 간격 없이 거의 접촉되어 있다. 이 경우 각 화소에서 공통 전극(270)과 화소 전극(191) 사이에 형성되는 유지 축전 용량이 다르다.
본 실시예에서는 각 화소의 보조 간격재(320R, 320G, 320B)의 너비를 다르게 형성함으로써 각 화소에서 유지 축전 용량의 균형을 맞출 수 있다. 예컨대 도 9 및 도 10에서 색 필터(230R, 230G, 230B)의 두께는 청색 필터(230B)가 가장 두껍고 적색 필터(230R)가 가장 얇은 반면, 보조 간격재(320R, 320G, 320B2)는 적색 화소의 보조 간격재(320R)의 너비가 가장 넓고 청색 화소(PXB)의 보조 간격재(320B2)의 너비가 가장 좁다.
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.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 연속하게 배치되어 있는 세 개의 화소를 보여주는 배치도이고,
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 자른 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 4는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 10은 도 9의 액정 표시 장치를 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

Claims (18)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터와 대응하는 영역에 위치하는 제1 간격재,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 상기 화소 전극과 대응하는 영역에 위치하는제2 간격재,
    상기 제2 기판, 상기 제1 간격재 및 상기 제2 간격재 위에 형성되어 있는 공통 전극, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층
    을 포함하고,
    상기 화소 전극과 상기 제2 간격재 위에 위치한 공통 전극은 유지 축전기를 형성하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 화소 전극과 상기 제2 간격재 위에 위치한 공통 전극은 0.1 내지 0.3㎛ 떨어져 있는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 제1 배향막, 그리고
    상기 공통 전극 위에 형성되어 있는 제2 배향막
    을 더 포함하고,
    상기 제1 배향막과 상기 제1 간격재 위에 위치한 제2 배향막은 서로 접촉되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 액정 표시 장치는 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하고,
    상기 제1 간격재는 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소 중 적어도 하나의 화소에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 제1 색 필터, 제2 색 필 터 및 제3 색 필터를 더 포함하며,
    상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터 중 적어도 하나는 두께가 다른 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 색 필터가 가장 두껍고,
    상기 제1 화소의 제2 간격재는 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소의 제2 간격재보다 높이가 낮은 액정 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 색 필터가 가장 두껍고,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소의 제2 간격재의 높이는 동일한
    액정 표시 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 제3 색 필터의 순서로 두껍고,
    상기 제2 간격재의 너비는 상기 제3 화소의 제2 간격재, 상기 제2 화소의 제 2 간격재 및 상기 제1 화소의 제2 간격재의 순서로 큰 액정 표시 장치.
  9. 제4항에서,
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소의 제2 간격재 중 어느 하나는 높이가 다른 액정 표시 장치.
  10. 제4항에서,
    상기 제1 화소는 청색 화소이고, 상기 제2 화소는 녹색 화소이고, 상기 제3 화소는 적색 화소인 액정 표시 장치.
  11. 제1 기판 위에 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 형성하는 단계,
    제2 기판 위에 상기 박막 트랜지스터와 대응하는 영역에 위치하는 제1 간격재와 상기 화소 전극과 대응하는 영역에 위치하는 제2 간격재를 형성하는 단계,
    상기 제1 간격재 및 상기 제2 간격재 위에 공통 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 합착하는 단계, 그리고
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 간격재와 상기 제2 간격재는 두께를 다르게 형성하는 액정표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 간격재 및 제2 간격재는 하프톤 노광 또는 슬릿 마스크를 사용하여 두께를 다르게 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제11항에서,
    상기 제1 간격재와 상기 제2 간격재를 형성하는 단계 전에 상기 제2 기판 위에서 서로 이웃하는 제1, 제2 및 제3 색 필터를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 색 필터 중 적어도 하나는 두께를 다르게 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 색 필터를 가장 두껍게 형성하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 색 필터 위의 상기 제2 간격재는 동일한 두께로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제14항에서,
    상기 제1 색 필터를 가장 두껍게 형성하고,
    상기 제1 색 필터 위의 제2 간격재를 상기 제2 및 제3 색 필터 위의 제2 간격재와 다른 높이로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제14항에서,
    상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 제3 색 필터의 순서로 두껍고,
    상기 제2 간격재의 너비는 상기 제3 색 필터 위의 제2 간격재, 상기 제2 색 필터 위의 제2 간격재 및 상기 제1 색 필터 위의 제2 간격재의 순서로 큰 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제14항에서,
    상기 제1 색 필터는 청색 필터, 상기 제2 색 필터는 녹색 필터, 상기 제3 색 필터는 적색 필터인 액정 표시 장치의 제조 방법.
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