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KR102438493B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR102438493B1
KR102438493B1 KR1020150090985A KR20150090985A KR102438493B1 KR 102438493 B1 KR102438493 B1 KR 102438493B1 KR 1020150090985 A KR1020150090985 A KR 1020150090985A KR 20150090985 A KR20150090985 A KR 20150090985A KR 102438493 B1 KR102438493 B1 KR 102438493B1
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liquid crystal
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pixel
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김훈
김경종
신기철
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 액정 표시 장치는, 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 상에 배치되는 제1 서브 화소 전극, 상기 제1 서브 화소 전극 상에 배치되는 절연층, 상기 절연층 상에 배치되는 제2 서브 화소 전극, 상기 제2 서브 화소 전극 상에 배치되는 액정층, 상기 액정층 상에 배치되는 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 배치되는 제2 절연 기판을 포함하되, 상기 제2 서브 화소 전극이 배치되는 영역인 제2 영역에서, 상기 제2 서브 화소 전극과 상기 공통 전극은 제2 거리만큼 이격되고, 상기 제1 서브 화소 전극이 배치되는 영역 중 상기 제2 영역을 제외한 제1 영역에서, 상기 제1 서브 화소 전극과 상기 공통 전극은 제1 거리만큼 이격되며, 상기 제1 및 제2 거리는 서로 다르다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전기장을 생성하는 전극들과, 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장을 생성하는 전극들에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배열 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축이 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다
한편 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는 전면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어질 수 있는데, 이를 해결하기 위한 설계가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 영역별로 서로 다른 밝기를 표시할 수 있는 화소를 포함하는 액정 표시 장치를 를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 영역별로 서로 다른 밝기를 표시할 수 있는 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 상에 배치되는 제1 서브 화소 전극, 상기 제1 서브 화소 전극 상에 배치되는 절연층, 상기 절연층 상에 배치되는 제2 서브 화소 전극, 상기 제2 서브 화소 전극 상에 배치되는 액정층, 상기 액정층 상에 배치되는 공통 전극, 상기 공통 전극 상에 배치되는 제2 절연 기판을 포함하되, 상기 제2 서브 화소 전극이 배치되는 영역인 제2 영역에서, 상기 제2 서브 화소 전극과 상기 공통 전극은 제2 거리만큼 이격되고, 상기 제1 서브 화소 전극이 배치되는 영역 중 상기 제2 영역을 제외한 제1 영역에서, 상기 제1 서브 화소 전극과 상기 공통 전극은 제1 거리만큼 이격되며, 상기 제1 및 제2 거리는 서로 다르다.
또한, 상기 제1 거리는, 상기 제2 거리보다 길 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 화소 전극에 동일한 전압이 제공되는 경우, 상기 제1 영역과 오버랩되는 상기 액정층에 형성되는 전계의 세기는, 상기 제2 영역과 오버랩되는 상기 액정층에 형성되는 전계의 세기보다 약할 수 있다.
또한, 상기 액정층은, 복수의 액정 분자를 포함하되, 상기 제1 영역과 오버랩되는 상기 액정 분자들의 장축과 상기 제1 절연 기판과 수직한 축과의 사이각은, 상기 제2 영역과 오버랩되는 상기 액정 분자들의 장축과 상기 제1 절연 기판과 수직한 축과의 사이각보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 영역은, 상기 제2 영역보다 어두운 밝기를 표시할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극에는, 동일한 전압이 제공될 수 있다.
또한, 상기 절연층은, 일부 파장 대역의 광만을 투과시키는 컬러 필터로 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연층과 상기 제2 서브 화소 전극 사이에, 보호층이 더 배치될 수 있다.
또한, 상기 절연층의 두께와, 상기 액정층의 두께의 비율은 1:1일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극은, 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극은, 상기 컨택홀이 배치되는 영역을 제외한 나머지 영역에서 서로 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 절연 기판과 상기 제1 서브 화소 전극 사이에 배치되는 스위칭 소자를 더 포함하되, 상기 스위칭 소자의 제어 단자는, 제1 방향으로 연장되는 게이트 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 스위칭 소자의 입력 단자는, 제2 방향으로 연장되는 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 스위칭 소자의 출력 단자는, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 스위칭 소자의 출력 단자는, 돌출부를 더 포함하고, 상기 돌출부는, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극 중 적어도 하나와 인접하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 스위칭 소자의 출력 단자는, 상기 제2 서브 화소 전극과 물리적으로 연결되고, 상기 제2 서브 화소 전극은, 상기 제1 서브 화소 전극과 물리적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극 각각은, 중심 영역에 배치되는 줄기 및 상기 줄기로부터 서로 다른 네 방향으로 연장되는 복수의 가지를 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 다른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 제1 절연 기판을 준비하는 단계, 상기 제1 절연 기판 상에 제1 서브 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 서브 화소 전극 상에 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층 상에 제2 서브 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극은, 서로 다른 층에 형성한다.
또한, 상기 절연층을 형성하는 단계는, 상기 절연층을 일부 파장 대역의 광만을 투과시키는 컬러 필터로 형성할 수 있다.
또한, 상기 절연층을 형성하는 단계와 상기 제2 서브 화소 전극을 형성하는 단계 사이에, 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 서브 화소 전극을 형성하는 단계 이전에, 상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 서브 화소 전극을 형성하는 단계는, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극이 상기 컨택홀을 통하여 서로 전기적으로 연결되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 서브 화소 전극을 형성하는 단계 이전에, 제1 방향으로 연장되는 게이트 배선을 형성하는 단계, 제2 방향으로 연장되는 데이터 배선을 형성하는 단계, 입력 단자가 상기 데이터 배선과 연결되고, 제어 단자가 상기 게이트 배선과 연결되는 스위칭 소자를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 서브 화소 전극을 형성하는 단계는, 상기 제1 서브 화소 전극이 상기 스위칭 소자의 출력 단자와 연결되도록 할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면,
영역별로 서로 다른 밝기를 표시할 수 있는 화소를 포함하는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
나아가, 영역별로 서로 다른 밝기를 표시할 수 있는 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 일 화소의 구조를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 일 화소의 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의Ⅱ-Ⅱ'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 3의Ⅱ-Ⅱ'로 도시된 선을 따라 자른 단면에 등전위가 연결된 선을 도시한 단면도이다.
도 7은 각도에 따른 시인성 정도를 나타낸 그래프이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 자른 단면의 각 구성 요소를 제조 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 8에 도시된 공정 단계의 화소의 평면도이다.
도 14는 도 9에 도시된 공정 단계의 화소의 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 게이트 구동부(120), 데이터 구동부(110), 신호 제어부(130) 및 표시부(DA)를 포함한다.
표시부(DA)는 복수의 화소(PX)들을 포함한다. 복수의 화소(PX)들은 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 표시부(DA)는 제1 배선 방향으로 연장된 복수의 게이트 배선(GL)과, 제1 배선 방향과 교차하는 제2 배선 방향으로 연장된 복수의 데이터 배선(DL)을 포함할 수 있다.
복수의 게이트 배선(GL)은 게이트 구동부(120)로부터 게이트 신호를 제공받고, 복수의 데이터 배선(DL)은 데이터 구동부(110)로부터 데이터 신호를 제공받는다. 각 화소(PX)는 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)이 교차하는 영역에 배치될 수 있다.
각 화소(PX)는 색 표시를 구현하기 위해서 기본색(primary color) 중 하나의 색상을 고유하게 표시할 수 있다. 상기 기본색의 예로는 적색, 녹색 및 청색을 들 수 있다. 본 명세서에서는 적색을 표시하는 화소를 적색 화소, 녹색을 표시하는 화소를 녹색 화소, 청색을 표시하는 화소를 청색 화소라 지칭하기로 한다. 아울러, 이들 각각의 색을 가진 세 개의 화소를 한데 묶어 각각의 밝기를 조절하여 적색, 녹색, 청색이 아닌 임의의 색을 표시할 수 있다.
한편, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소는 열 방향으로 번갈아 배열될 수 있으며, 이에 제한되지 않고 행 방향으로 번갈아 배열될 수도 있다. 또는, 세 화소가 삼각형의 세 꼭지점에 해당하는 위치에 배열될 수도 있다. 이외에도 다양한 방법으로 배열될 수 있으며, 상술한 각 화소의 배치 구조에 제한되지 아니한다.
신호 제어부(130)는 외부로부터 각종 신호들을 제공받아, 게이트 구동부(120) 및 데이터 구동부(110)를 제어한다. 예를 들어, 신호 제어부(130)는 외부로부터 제1 영상 데이터(DATA1) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호들을 입력받을 수 있고, 게이트 구동부 제어 신호(CONT2), 데이터 구동부 제어 신호(CONT1), 제2 영상 데이터(DATA2) 등을 출력할 수 있다.
제1 영상 데이터(DATA1)는 표시부(DA)의 화소(PX) 각각의 휘도 정보를 포함할 수 있다. 상기 휘도 정보는 정해진 수효, 예를 들어 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26)개의 계조(gray)를 가질 수 있으며, 이에 한정되지 아니하고 다른 값을 가질 수도 있다. 입력되는 제1 영상 데이터(DATA1)는 프레임 단위로 구분될 수 있다.
신호 제어부(130)에 전달되는 입력 제어 신호는 예컨대, 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(Mclk), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니 하고 다른 종류의 신호가 더 입력될 수도 있다.
게이트 구동부 제어 신호(CONT1)는 신호 제어부(130)에서 생성하는 게이트 구동부(120)의 동작 제어 신호일 수 있다. 게이트 구동부 제어 신호(CONT1)는 스캔 개시 신호, 클록 신호 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니하고 다른 신호를 더 포함할 수도 있다. 게이트 구동부(120)는 게이트 구동부 제어 신호(CONT1)에 따라 표시부(DA)의 각 화소(PX)를 활성화시킬 수 있는 복수의 게이트 신호를 생성하여 복수의 게이트 배선(GL) 중 대응하는 게이트 배선(GL)에 전달할 수 있다.
데이터 구동부 제어 신호(CONT2)는 신호 제어부(130)에서 생성하는 데이터 구동부(110)의 동작 제어 신호일 수 있다. 데이터 구동부(110)는 데이터 구동부 제어 신호(CONT2)에 따라 복수의 데이터 신호를 생성하여 복수의 데이터 배선(DL) 중 대응하는 데이터 배선(DL)에 전달할 수 있다.
도 2는 도 1의 일 화소의 구조를 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 화소(PX)는 제2 절연 기판(220) 및 제1 절연 기판(210)과, 그 사이 영역에 채워져 있는 액정층(LCL)을 포함할 수 있다. 또한, 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)과 연결되는 스위칭 소자(Q)를 포함할 수 있고, 스위칭 소자(Q)는 화소 전극(PE)과 연결될 수 있다.
화소 전극(PE)은 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)을 포함할 수 있다. 또한, 화소 전극(PE)은 제2 절연 기판(220)에 배치되는 공통 전극(CE)과 상호 작용하여 액정 축전기(Clc, liquid crystal capacitor)를 형성할 수 있으며, 유지 축전기(Cst, storage capacitor)를 포함할 수 있다. 다만, 유지 축전기(Cst)는 필요에 따라 생략될 수도 있다.
스위칭 소자(Q)는 제1 절연 기판(210)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등으로 형성되는 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트 배선(GL)과 연결되고, 입력 단자는 데이터 배선(DL)과 연결되며, 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca), 제2 액정 축전기(Clcb) 및 유지 축전기(Cst)와 연결될 수 있다.
제1 액정 축전기(Clca)는 제1 절연 기판(210)의 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 절연 기판(220)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(LCL)은 유전체로써 기능할 수 있다. 제1 서브 화소 전극(SPE_a)은 스위칭 소자(Q)와 연결될 수 있으며, 공통 전극(CE)은 제2 절연 기판(220)의 전면에 형성되어 공통 전압을 제공받을 수 있다.
제2 액정 축전기(Clcb)는 제1 절연 기판(210)의 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 제2 절연 기판(220)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(LCL)은 유전체로써 기능할 수 있다. 제2 서브 화소 전극(SPE_b)은 스위칭 소자(Q)와 연결될 수 있으며, 공통 전극(CE)은 제2 절연 기판(220)의 전면에 형성되어 공통 전압을 제공할 수 있다.
한편, 제1 액정 축전기(Clca)의 일측 단자인 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과, 제2 액정 축전기의 일측 단자인 제2 서브 화소 전극(SPE_b)은 동일한 스위칭 소자(Q)의 출력 단자에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)에는 동일한 전압이 제공될 수 있다. 다만, 후술할 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)의 구조상의 차이에 의하여, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(LCL)에 형성되는 전계의 세기와, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(LCL)에 형성되는 전계의 세기는 서로 상이할 수 있으며, 따라서 액정층(LCL)의 액정 분자(LC)들은 영역별로 상이한 각도로 배열될 수 있다. 이에 대한 더욱 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
한편, 공통 전극(CE) 및 화소 전극(PE)의 형태는 도 2에 도시된 배치 및 구조에 제한되지 아니하고, 공통 전극(CE)이 제1 절연 기판(210)에 구비될 수도 있다. 또한, 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 중 적어도 하나는 액정층(LCL)의 제어를 위해 임의의 패턴을 포함할 수 있다. 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE)의 패턴에 관하여는, 아래에서 구체적으로 후술하기로 한다.
액정 축전기(Clc)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cst)는 제1 절연 기판(210)에 구비된 별개의 신호선(미도시)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 형성될 수 있으며, 이 별개의 신호선(미도시)에는 공통 전압 등의 정해진 전압이 제공될 수 있다. 다만, 유지 축전기(Cst)는 화소 전극(PE)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트 배선(Gi-1)과 중첩되어 형성될 수도 있다.
한편, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 색 표시를 구현하기 위해서 각 화소(PX)가 기본색 중 하나를 고유하게 표시할 수 있는데, 색 표시를 구현하기 위하여 제2 절연 기판(220)과 제1 절연 기판(210) 중 적어도 하나에는 컬러 필터(미도시)가 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 일 화소의 평면도이고, 도 4는 도 3의 I-I'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1000)는 서로 마주보는 제1 절연 기판(210)과 제2 절연 기판(220), 그리고 양 기판 사이에 주입되는 액정층(LCL)을 포함한다.
제1 절연 기판(210) 상(상부)에는 게이트 배선(GL) 및 게이트 배선(GL)과 연결되는 게이트 전극(GE)이 배치될 수 있다. 게이트 배선(GL) 및 게이트 전극(GE) 상에는 제1 절연층(230)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(230) 상에는 반도체층(AL)이 배치될 수 있다. 반도체층(AL)은 게이트 전극(GE)과 오버랩되도록 배치될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 반도체층(AL)의 상부에는 저항성 접촉 부재가 배치될 수 있다. 반도체층(AL)은 비정질 실리콘이나 산화물 반도체 등과 같은 반도체 물질을 포함하여 이루어져, 게이트 전극(GE)에 제공되는 전압에 따라 전류를 통과시키거나 차단할 수 있다. 저항성 접촉 부재는 불순물이 도핑된 반도체 물질로 이루어져, 상부의 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)과 하부의 반도체층(AL)간 오믹 콘택을 이루도록 할 수 있다.
반도체층(AL) 및 제1 절연층(230) 상에는 데이터 배선(DL), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)이 배치될 수 있다. 소스 전극(SE)은 데이터 배선(DL)과 연결되고, 반도체층(AL) 상에 배치된다. 드레인 전극(DE)은 반도체층(AL) 상에 배치되되, 소스 전극(SE)과 이격된다. 게이트 전극(GE)에 게이트 온 전압이 인가되어 반도체층(AL)에 채널이 형성될 경우, 데이터 배선(DL)으로 제공되는 데이터 전압이 소스 전극(SE)과 반도체층(AL)을 거쳐 드레인 전극(DE)으로 제공될 수 있다.
데이터 배선(DL), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)의 상부에는 제2 절연층(240)이 배치될 수 있으며, 제2 절연층(240) 상에는 제1 서브 화소 전극(SPE_a)이 배치될 수 있다.
제2 절연층(240)은 후술할 컨택홀(CH)이 형성되는 영역을 제외하고, 제2 절연층(240) 하부에 배치되는 구성 요소들과 제1 서브 화소 전극(SPE_a)을 이격시킬 수 있다. 다만, 일부 실시예에서는, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)의 배치에 따라, 제2 절연층(240)이 생략될 수도 있다.
제1 서브 화소 전극(SPE_a) 상에는 제3 절연층(CF)이 배치될 수 있다. 제3 절연층(CF)은 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 상부 다른 구성 요소들과 절연시킬 수 있으며, 나아가 표면이 평탄하게 형성될 수도 있다.
이 때, 제3 절연층(CF)은 복수의 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터층(CF)으로 형성될 수 있다. 컬러 필터는 특정 파장 대역의 광만을 투과시키는 성질을 가질 수 있으며, 각 화소 별로 서로 다른 파장 대역의 광을 투과시키는 컬러 필터가 형성될 수 있다.
예를 들어, 컬러 필터층(CF)은 적색 광에 해당되는 파장대의 광을 투과시키는 적색 컬러 필터, 녹색 광에 해당되는 파장대의 광을 투과시키는 녹색 컬러 필터, 청색 광에 해당되는 파장대의 광을 투과시키는 청색 컬러 필터 등이 배치될 수 있다. 이 때, 적색 컬러 필터는 약 580nm 내지 780nm 파장대의 광을 투과시키고, 나머지 파장대의 광을 반사시킬 수 있고, 녹색 컬러 필터는 약 450nm 내지 650nm 파장대의 광을 투과시키고 나머지 파장대의 광을 반사시킬 수 있으며, 청색 컬러 필터는 약 380nm 내지 560nm 파장대의 광을 투과시키고 나머지 파장대의 광을 반사시킬 수 있다.
컬러 필터층(CF)은 적색, 녹색, 청색을 나타내는 안료 또는 감광성 유기물로 형성될 수 있으며, 다만, 컬러 필터층(CF)을 통과한 광의 색은 적색, 녹색, 청색에 제한되지 아니하고, 다른 색을 가지는 파장대의 광을 투과시키는 물질을 사용할 수도 있으며, 모든 파장대의 영역의 광을 투과시켜 투명한 색을 나타내도록 할 수도 있다.
컬러 필터층(CF) 상에는 보호층(PL)이 배치될 수 있다. 보호층(PL)은 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
보호층(PL)은 컬러 필터층(CF)으로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(LCL)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지하는 역할을 할 수 있다.
또한, 보호층(PL)은 2층 이상의 적층막으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 하부에 무기 절연물로 이루어진 제1 보호층(미도시)이 배치되고, 그 상부에 유기 절연물로 이루어진 제2 보호층(미도시)이 배치될 수 있다.
한편, 도 4에 예시된 액정 표시 장치(1000)의 경우, 제3 절연층(CF)의 표면이 평탄하게 도시되어 있으나, 평탄하지 않도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 보호층(PL)이 제3 절연층(CF)의 표면을 평탄화하는 역할을 할 수도 있다.
보호층(PL) 상에는 스위칭 소자(Q)의 드레인 전극(DE)의 일부와, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)의 일부를 드러내는 컨택홀(CH) 및 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 형성될 수 있다. 제2 서브 화소 전극(SPE_b)은 보호층(PL)의 상부에 특정 패턴을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 컨택홀(CH)이 형성되는 영역에서는 컨택홀(CH)로 인하여 노출되는 드레인 전극(DE) 및 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 연결될 수 있으며, 드레인 전극(DE)을 통하여 제공되는 전압을 제1 서브 화소 전극(SPE_a)으로 제공할 수 있다. 즉, 드레인 전극(DE)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 물리적으로 연결될 수 있으며, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 제1 서브 화소 전극(SPE_a)이 물리적으로 연결될 수 있고, 드레인 전극(DE), 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 및 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 모두 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 드레인 전극(DE), 제1 및 제2 서브 화소 전극(PPE_a, SPE_b)간의 연결은 이에 제한되지 아니하며, 다른 형태로 연결될 수도 있다. 예를 들어, 본 도면에 도시된 실시예와는 달리, 드레인 전극(DE)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)을 연결하는 제1 컨택홀(미도시)을 형성하고, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 제1 서브 화소 전극(SPE_a)을 연결하는 제2 컨택홀(미도시)을 형성하여 이들을 전기적으로 연결할 수도 있으며, 제1 및 제2 컨택홀(미도시)은 서로 이격되어 형성될 수 있다.
제2 서브 화소 전극(SPE_b) 상에는 제1 배향막(250)이 배치될 수 있다. 제1 배향막(250)은 수직 배향막일 수 있다. 제1 배향막(250)은 소정의 프리틸트각을 부여할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 서브 화소 전극(SPE_a, SPE_b)을 포함하는 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 사이에 전계가 형성되지 않은 초기 상태에서, 제1 배향막(250) 상에 위치하는 액정 분자(LC)는 제1 배향막(250)에 수직한 방향으로부터 1° 내지 10°의 각도로 프리틸트될 수 있다.
한편, 제2 절연 기판(220) 상(하부)에는 공통 전극(CE)이 배치될 수 있다. 공통 전극(CE)은 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 또는 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 함께 액정층(LCL)에 작용하는 전계를 생성할 수 있다.
공통 전극(CE) 상(하부)에는 차광 부재(270)가 배치될 수 있다. 차광 부재(270)는 빛을 차단하는 역할을 하며, 격자 형상으로 배열될 수 있다. 차광 부재(270)는 화소 전극(PE)이 배치되는 영역을 제외한 나머지 영역과 중첩되도록 배치되어, 빛샘을 차단할 수 있다. 다만, 도시되지는 않았으나, 차광 부재(270)는 제1 절연 기판(210) 상에 형성될 수도 있다.
차광 부재(270) 상(하부)에는 제2 배향막(260)이 배치될 수 있다. 제2 배향막(260)은 상술한 제1 배향막(250)과 동일한 역할을 수행할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 제2 절연 기판(220), 공통 전극(CE), 차광 부재(270), 제2 배향막(260)의 순서로 배치되는 것을 도시하였으나, 이는 예시적인 것이며 이들의 순서는 설계에 따라 얼마든지 다르게 될 수 있음은 물론이다.
액정층(LCL)은, 제1 절연 기판(210) 및 제2 절연 기판(220) 사이의 영역에 배치되며, 액정층(LCL)을 투과하는 광의 세기를 제어할 수 있다. 액정층(LCL)은 유전율 이방성을 가지는 복수의 액정 분자(LC)들을 포함할 수 있다. 액정 분자(LC)들은 음의 유전율 이방성을 갖고 있어, 인가된 전계와 액정 분자(LC)의 장축이 수직한 방향으로 배열될 수 있다. 또한, 이에 한정되지 아니하고, 액정 분자(LC)들은 양의 유전율 이방성을 갖고 있어, 인가된 전계와 액정 분자(LC)의 장축이 평행한 방향으로 배열될 수도 있음은 물론이다.
이 때, 제2 배향막(260) 및 제1 배향막(250)에 의한 어느 정도의 기울어짐은 있을 수 있으나, 액정 분자(LC)들은 제1 절연 기판(210) 및 제2 절연 기판(220)(22이에서, 대체로 두 기판에 수직한 방향으로 수직 배향될 수 있다.
제1 절연 기판(210) 및 제2 절연 기판(220) 사이에 전계가 인가되면, 액정 분자(LC)들이 특정 방향으로 재배열되며, 재배열된 액정 분자(LC)들을 통과하는 광의 편광은 재배열된 액정 분자(LC)들의 광학적 이방성에 의해 변한다. 그에 따라, 광은 제1 절연 기판(210) 및 제2 절연 기판(220)에 구비된 편광판(미도시)에 의해 투과되거나 차단될 수 있다. 여기서, '재배열된다'라는 용어는 주로 액정 분자(LC)들이 제1 절연 기판(210) 또는 제2 절연 기판(220)과 수직한 방향으로 기울거나 눕는 것을 의미한다.
한편, 본 도면에서는, 세로 방향으로 연속되어 배치되는 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 및 제2 서브 화소 전극(SPE_b)(SPE_2)을 포함하는 것으로 예시하였으나, 이들의 배치는 얼마든지 다르게 될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 각각 하나의 사각 영역에 하나의 패턴으로 형성되는 구조를 도시하였으나, 이에 제한되지 아니하고 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 및 제2 서브 화소 전극(SPE_b) 각각은 복수 개의 영역에 복수 개의 패턴(미도시)으로 형성될 수도 있다. 다만, 이 경우, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)의 각각의 패턴(미도시)들은 서로 물리적으로 연결될 수 있으며, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)의 각각의 패턴(미도시)들 역시 서로 물리적으로 연결될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 하나의 화소(PX)의 영역에서 차지하는 면적을 대략 동일하게 도시하였으나, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)이 차지하는 면적이 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 차지하는 면적보다 더 클 수도 있으며, 반대로 더 작을 수도 있다.
한편, 각각의 서브 화소 전극(SEP_1, SPE_2)은 일정한 패턴을 가지고 형성될 수 있다. 또한, 각각의 서브 화소 전극(SPE_1, SPE_2)의 패턴 구조에 따라, 이와 중첩되는 액정 분자(LC)들의 재배열 방향이 영역별로 상이할 수 있으며, 이러한 영역별로 상이한 액정 분자(LC)들의 재배열 방향으로 인하여 측면 시인성이 향상될 수 있다.
각각의 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 및 제2 서브 화소 전극(SPE_b)은, 중심 영역에 '+'자 모양의 줄기 및 줄기로부터 서로 다른 네 방향으로 연장되는 가지들을 포함하는 모양으로 형성될 수 있다. 이에 의하여 측면 시인성이 향상될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하며, 화소 전극(PE)의 패턴은 얼마든지 다르게 형성될 수도 있다.
한편, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)은 스위칭 소자(Q)의 드레인 전극(DE)으로부터 전압을 제공받고, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)은 제2 서브 화소 전극(SPE_b)으로부터 전압을 제공받을 수 있어, 결과적으로 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)에는 동일한 전압이 제공될 수 있다. 다만, 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 및 제2 서브 화소 전극(SPE_b)의 구조상의 차이에 의하여, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 오버랩되는 액정층(LCL)과, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 오버랩되는 액정층(LCL)에 형성되는 전계의 세기는 서로 다르게 될 수 있다. 이에 대한 더욱 구체적인 설명을 위하여 도 5가 참조된다.
도 5는 도 3의Ⅱ-Ⅱ'로 도시된 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)은 제3 절연층(CF)의 상부에, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)은 제3 절연층(CF)의 하부에 배치될 수 있다. 이로 인하여, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 공통 전극(CE)간의 거리인 제1 거리(dt1)는 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 공통 전극(CE)간의 거리인 제2 거리(dt2)보다 길 수 있다. 이 때, 제1 거리(dt1)와 제2 거리(dt2)는, 제3 절연층(CF)의 표면으로부터 제1 서브 화소 전극(SPE_a)까지의 거리인 제3 거리(dt3)과 보호층의 두께(dt4)의 합만큼 차이가 발생할 수 있다. 물론, 제1 화소 전극(SPE_a)이 배치되는 층과, 제2 화소 전극(SPE_b)이 배치되는 층 사이에 다른 구성요소를 더 포함하는 액정 표시 장치(1000)의 경우, 추가되는 구성요소의 두께만큼 더 차이날 수 있음은 물론이다.
제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 오버랩되는 영역은 제2 영역(AR2)으로 정의되고, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 오버랩되는 영역 중 제2 영역(AR2)을 제외한 영역은 제1 영역(AR1)으로 정의된다. 이 때, 제1 영역(AR1)에 배치되는 액정층(LCL)과, 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정층(LCL)에서는, 서로 세기가 다른 전계가 형성될 수 있으며, 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정 분자(LC)의 기울기 정도가 서로 다를 수 있다. 결과적으로, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)에 동일한 전압이 제공되더라도, 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)의 밝기는 서로 다르게 될 수 있다.
구체적으로, 전위차가 있는 두 전극 사이에는 전계가 형성될 수 있는데, 전계의 세기는 전압의 세기에 비례하고, 두 전극 사이의 거리에 반비례한다. 이 때, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)에 제공되는 전압은 동일하므로, 이로 인한 전계의 세기의 차이는 없다. 그러나, 제1 거리(dt1)가 제2 거리(dt2)보다 길기 때문에, 제1 영역(AR1)에 배치되는 액정층(LCL)에 형성되는 전계의 세기는, 제2 영역(AR2)에 배치되는 액정층(LCL)에 형성되는 전계의 세기보다 작을 수 있다.
액정층(LCL)의 액정 분자(LC)들은, 작용하는 전계의 크기가 셀수록 많이 기울어지게 되며 많은 양의 광을 투과시키고, 작용하는 전계의 크기가 작을수록 조금 기울어지며 적은 양의 광을 투과시킬 수 있다. 따라서, 제1 영역(AR1)에 배치되는 액정층(LCL)의 액정 분자(LCa)들의 장축과 제1 절연 기판(210)에 수직인 축과의 사이각인 제1 각도(θa)는, 제2 영역에 배치되는 액정층(LCL)의 액정 분자(LCb)들의 장축과 제1 절연 기판(210)에 수직인 축과의 사이각인 제2 각도(θb)보다 작을 수 있으며, 이로 인하여 두 영역(AR1, AR2)간에 밝기차가 형성될 수 있다. 따라서, 이에 의하여 액정 표시 장치(1000)의 측면 시인성이 향상될 수 있다.
한편, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)의 사이에 배치되는 제3 절연(CF)층이 컬러 필터층(CF)으로 형성되는 경우, 컬러 필터층(CF)의 두께로 인하여 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b) 사이에 충분한 거리가 확보될 수 있다. 이는 컬러 필터층(CF)은 액정 표시 장치(1000)의 다른 구성 요소, 예를 들어 제1 및 제2 절연층(240), 보호층(PL) 등보다 더 큰 두께를 갖고 있기 때문이다. 예시적으로, 액정층(LCL), 컬러 필터층(CF)과 이들 사이에 배치되는 보호층(PL)의 두께의 대략적인 비율은, 1:1:0.03에 해당될 수 있다. 즉, 액정층(LCL)의 두께가 3㎛로 형성되는 경우, 컬러 필터층(CF)은 3㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 보호층(PL)은 0.1㎛의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b) 사이의 기생 커패시터의 발생을 최대한 억제할 수 있다.
구체적으로, 컬러 필터층(CF)의 두께는 액정층(LCL)의 두께와 비교하여 크게 차이나지 않을 수 있다. 따라서, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b) 사이에 보호층(PL)이나 제1 배향막(250) 등이 형성되는 경우보다 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)간의 거리(dt5)를 충분히 확보할 수 있다. 이로 인하여, 제1 및 제2 서브 화소 전극(SPE_a, SPE_b) 사이의 기생 커패시터의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 도 5에서는 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 서로 오버랩되지 않도록 도시되어 있지만, 이에 제한되지 아니하고 제1 및 제2 서브 화소 전극(SPE_a, SPE_b)이 일부 영역에서 서로 오버랩되도록 형성될 수 있다. 다만, 이 경우에도 제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 배치되는 영역은 제1 서브 화소 전극(SPE_a)이 배치되는 모든 영역과 오버랩되지는 않도록 배치되며, 따라서 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)으로 구분될 수 있다. 이 때, 도 5에 도시된 실시예와 마찬가지로 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2)은 서로 다른 밝기를 표시할 수 있다.
도 6은 도 3의Ⅱ-Ⅱ'로 도시된 선을 따라 자른 단면에 등전위가 연결된 선을 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 오버랩되는 영역의 액정층(LCL) 내에 형성되는 등전위선의 개수보다, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 오버랩되는 영역의 액정층(LCL) 내에 형성되는 등전위선의 개수가 많을 수 있다. 일반적으로, 동일한 영역 내에 등전위선이 더 많이 형성될수록 더 큰 세기의 전계가 형성될 수 있으므로, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 오버랩되는 영역의 액정층(LCL)보다, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 오버랩되는 영역의 액정층(LCL)에 더 센 전계가 형성됨을 알 수 있다.
이로 인하여, 데이터 배선(DL)으로부터 동일한 전압을 제공받는다 하더라도, 하나의 화소(PX) 내에서 서로 다른 밝기를 나타내는 두 개의 영역(AR1, AR2)이 형성될 수 있다. 또한, 측면 시인성이 개선될 수 있다. 측면 시인성의 개선 정도에 대한 구체적인 설명을 위하여 도 7가 참조된다.
도 7은 각도에 따른 시인성 정도를 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 가로축은 화소(PX)가 표시하고자 하는 계조를 나타낼 수 있으며, 임의의 단위를 가질 수 있고, 계조의 최대값으로 64인 것을 예시하였다. 세로축은, 밝기를 나타낼 수 있으며, 단위는 퍼센트일 수 있다.
1점 쇄선으로 도시된 제1 표시선(L1)은 화소(PX)의 정면에서 보았을 경우의 계조별 밝기를 나타낼 수 있으며, 계조가 증가함에 따라 밝기 역시 비교적 완만하게 증가할 수 있다.
2점 쇄선으로 도시된 제2 표시선(L2)은 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 공통 전극(CE)간의 거리가 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 공통 전극(CE)간의 거리와 동일한 화소(PX)의 측면 60도에서 보았을 경우의 계조별 밝기를 나타낼 수 있다. 제2 표시선은, 작은 값의 계조에서는 작은 정도의 계조의 증감에도 밝기가 급격히 증감할 수 있으며, 중간 값의 계조에서는 계조의 증감에 비하여 밝기는 크게 변화하지 않고, 큰 값의 계조에서는 작은 계조의 증감에도 다시 밝기가 급격히 증감하는 경향을 지닐 수 있다. 따라서, 제2 표시선(L2)은 제1 표시선(L1)과 비교하여 경향성에 있어서 큰 차이가 날 수 있으며, 이를 통하여 하나의 화소(PX)를 정면에서 볼 경우와 측면에서 볼 경우에 동일한 계조를 표현하더라도 다르게 시인될 수 있다.
실선으로 도시된 제3 표시선(L3)은 도 5에 도시된 제1 및 제2 서브 화소 전극(SPE_a, SPE_b) 구조를 가진 화소(PX)의 측면 60도에서 보았을 경우의 계조별 밝기를 나타낼 수 있다. 제3 표시선(L3)은, 제2 표시선(L2)과 반대로, 제1 표시선(L1)과 더욱 비슷한 경향성을 가질 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 제1 및 제2 서브 화소 전극(SPE_a, SPE_b) 구조를 가진 화소의 경우, 정면에서 볼 경우와 측면에서 볼 경우에 비슷하게 시인될 수 있어, 시인성이 개선될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치(1000)의 제조 방법에 관하여 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 자른 단면의 각 구성 요소를 제조 공정 단계별로 나타낸 단면도이며, 도 13은 도 8에 도시된 공정 단계의 화소의 평면도이고, 도 14는 도 9에 도시된 공정 단계의 화소의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 제1 절연 기판(210) 상에 게이트 전극(GE), 제1 절연층(230), 반도체층(AL), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE) 및 제2 절연층(240)을 형성할 수 있다. 각각의 구성 요소들 중, 특정한 패턴이 요구되는 경우 마스크 공정을 사용하여 형성할 수 있으며, 이외에도 패턴을 형성할 수 있는 다른 방법도 사용될 수 있다. 또한, 특정한 패턴이 요구되지 않고 제1 절연 기판(210) 전체를 오버랩하도록 형성되는 경우 특정 물질의 증착 또는 도포에 의하여 형성될 수도 있다. 각각의 마스크 공정 등에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이 때, 드레인 전극(DE)은 돌출부를 포함하는 형상으로 패터닝되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 8에 대응되는 화소의 평면도인 도 13을 참조하면, 스위칭 소자가 배치되는 단자의 맞은편 단자는, 돌출부를 포함할 수 있다. 돌출부는, 후술할 제1 서브 화소 전극(SPE_a) 및 제2 서브 화소 전극(SPE_b)과 인접하여 배치되는데, 제1 및 제2 서브 화소 전극(SPE_a, SPE_b)과 접촉되는 경계를 길게 할 수 있으며, 이에 의하여 단선 등의 불량이 발생할 확률을 감소시킬 수 있다. 한편, 돌출부는 복수 개 포함될 수도 있으며, 그 외변이 모두 직선 형태일 필요는 없으며, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)과 접촉되는 경계를 길게 할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 제1 절연층(230)의 상부로 제1 서브 화소 전극(SPE_a)을 형성할 수 있다. 제1 서브 화소 전극(SPE_a)은 드레인 전극(DE)과 인접하여 배치될 수 있으며, 이의 패터닝에 하나의 마스크 공정이 요구될 수 있다.
또한, 도 9에 대응되는 화소의 평면도인 도 14을 참조하면, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)은 광이 투과되는 영역에서 줄기 및 가지들로 구성되는 임의의 패턴을 포함하는 형태로 형성될 수 있으며, 드레인 전극(DE)과 인접하여 형성될 수 있다. 이 때, 드레인 전극(DE)과 인접되는 영역에서는, 드레인 전극(DE)의 돌출부를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 제1 서브 화소 전극(SPE_a)의 상부로 제3 절연층(CF)을 형성할 수 있으며, 제3 절연층(CF)을 컬러 필터층(CF)으로 형성될 수 있다, 컬러 필터층(CF)은 전술한 바와 같이, 특정 파장대의 광을 투과시킬 수 있으며, 각각의 화소(PX)별로 서로 다른 파장대의 광을 투과시키는 컬러 필터층(CF)이 형성될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 컬러 필터층(CF)은 동일한 파장대의 광을 투과시키는 화소(PX)별로 형성될 수 있으며, 예시적으로 액정 표시 장치(1000)의 각 화소(PX)들이 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소로 구성되는 경우, 각각 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터가 형성될 수 있으며, 이들을 제조하는 데 3개의 마스크가 필요할 수 있다. 또한, 각각의 컬러 필터들의 경계는 데이터 배선(DL) 또는 게이트 배선(GL)과 오버랩될 수 있다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 컬러 필터층(CF)의 상부로 보호층(PL)이 형성될 수 있다. 보호층(PL)에 대한 구체적인 설명은 도 4에 대한 설명에서 전술한 바 있으므로, 이는 생략하기로 한다.
다음으로, 도 12를 참조하면, 드레인 전극(DE), 제1 서브 화소 전극(SPE_a)이 인접하는 영역에 드레인 전극(DE) 및 제1 서브 화소 전극(SPE_a)을 모두 노출시키는 컨택홀(CH)을 형성하고, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)을 형성할 수 있다. 컨택홀(CH)과 오버랩되는 영역의 제2 서브 화소 전극(SPE_b)에 의하여 드레인 전극(DE)과 제1 서브 화소 전극(SPE_a)이 연결될 수 있으며, 제2 서브 화소 전극(SPE_b)은 평면상에서 도 3에 도시된 것과 같은 패턴을 갖도록 형성될 수 있다.
제2 서브 화소 전극(SPE_b)이 형성된 이후에는, 도 3에 도시된 각 구성 요소들이 추가적으로 형성될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000: 액정 표시 장치
110: 데이터 구동부
120: 게이트 구동부
130: 신호 제어부
SPE_a: 제1 서브 화소 전극(SPE_a)
SPE_b: 제2 서브 화소 전극(SPE_b)
LCL: 액정층(LCL)
LC: 액정 분자(LC)
AR1: 제1 영역
AR2: 제2 영역
dt1: 제1 거리
dt2: 제2 거리
dt3: 제3 거리
dt4: 제4 거리
210: 제1 절연 기판(210)
220: 제2 절연 기판(220)
CF: 제3 절연층, 컬러 필터층

Claims (20)

  1. 제1 절연 기판;
    상기 제1 절연 기판 상에 배치되는 제1 서브 화소 전극;
    상기 제1 절연 기판과 상기 제1 서브 화소 전극 사이에 배치되는 스위칭 소자;상기 제1 서브 화소 전극 상에 배치되고 컨택홀이 정의된 절연층;
    상기 절연층 상에 배치되는 제2 서브 화소 전극;
    상기 제2 서브 화소 전극 상에 배치되는 액정층;
    상기 액정층 상에 배치되는 공통 전극;
    상기 공통 전극 상에 배치되는 제2 절연 기판을 포함하되,
    상기 제2 서브 화소 전극이 배치되는 영역인 제2 영역에서, 상기 제2 서브 화소 전극과 상기 공통 전극은 제2 거리만큼 이격되고,
    상기 제1 서브 화소 전극이 배치되는 영역 중 상기 제2 영역을 제외한 제1 영역에서, 상기 제1 서브 화소 전극과 상기 공통 전극은 제1 거리만큼 이격되며,
    상기 제1 및 제2 거리는 서로 다르고,
    상기 스위칭 소자의 출력 단자의 일부분과 상기 제1 서브 화소 전극의 일부분은 서로 인접하고,
    상기 컨택홀을 통해 서로 인접한 상기 스위칭 소자의 출력 단자의 일부분과 상기 제1 서브 화소 전극의 일부분은 노출되고,
    상기 제2 서브 화소 전극의 일부분은 상기 컨택홀 내에 위치하고,
    상기 컨택홀 내에 위치하는 상기 제2 서브 화소 전극의 일부분은, 상기 컨택홀을 통해 노출된 상기 스위칭 소자의 출력 단자의 일부분 및 상기 제1 서브 화소 전극의 일부분과 직접 접촉하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 거리는, 상기 제2 거리보다 긴 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 화소 전극에 동일한 전압이 제공되는 경우,
    상기 제1 영역과 오버랩되는 상기 액정층에 형성되는 전계의 세기는, 상기 제2 영역과 오버랩되는 상기 액정층에 형성되는 전계의 세기보다 약한 액정 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 액정층은, 복수의 액정 분자를 포함하되,
    상기 제1 영역과 오버랩되는 상기 액정 분자들의 장축과 상기 제1 절연 기판과 수직한 축과의 사이각은, 상기 제2 영역과 오버랩되는 상기 액정 분자들의 장축과 상기 제1 절연 기판과 수직한 축과의 사이각보다 작은 액정 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 영역은, 상기 제2 영역보다 어두운 밝기를 표시하는 액정 표시 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 화소 전극에는, 동일한 전압이 제공되는 액정 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 절연층은, 일부 파장 대역의 광만을 투과시키는 컬러 필터로 형성되는 액정 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 절연층과 상기 제2 서브 화소 전극 사이에, 보호층이 더 배치되는 액정 표시 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 절연층의 두께와, 상기 액정층의 두께의 비율은 1:1인 액정 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 화소 전극은, 상기 컨택홀이 배치되는 영역을 제외한 나머지 영역에서 서로 오버랩되지 않도록 배치되는 액정 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자의 제어 단자는, 제1 방향으로 연장되는 게이트 배선과 전기적으로 연결되고,
    상기 스위칭 소자의 입력 단자는, 제2 방향으로 연장되는 데이터 배선과 전기적으로 연결되고,
    상기 스위칭 소자의 상기 출력 단자는, 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극 과 전기적으로 연결되는 액정 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 화소 전극 각각은, 중심 영역에 배치되는 줄기 및 상기 줄기로부터 서로 다른 네 방향으로 연장되는 복수의 가지를 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제1 절연 기판을 준비하는 단계;
    상기 제1 절연 기판 상에 스위칭 소자를 형성하는 단계;
    상기 스위칭 소자 상에 제1 서브 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 서브 화소 전극 상에 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층을 관통하는 컨택홀을 형성하여 서로 인접한 상기 스위칭 소자의 출력 단자의 일부분 및 상기 제1 서브 화소 전극의 일부분을 노출하는 단계;
    상기 절연층 상에 제2 서브 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 서브 화소 전극은, 서로 다른 층에 형성하고,
    상기 제2 서브 화소 전극의 일부분은 상기 컨택홀 내에 위치하고,
    상기 컨택홀 내에 위치하는 상기 제2 서브 화소 전극의 일부분은, 상기 컨택홀을 통해 노출된 상기 스위칭 소자의 출력 단자의 일부분 및 상기 제1 서브 화소 전극의 일부분과 직접 접촉하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 절연층을 형성하는 단계는, 상기 절연층을 일부 파장 대역의 광만을 투과시키는 컬러 필터로 형성하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 절연층을 형성하는 단계와 상기 제2 서브 화소 전극을 형성하는 단계 사이에,
    보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 삭제
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 서브 화소 전극을 형성하는 단계 이전에,
    제1 방향으로 연장되는 게이트 배선을 형성하는 단계; 및
    제2 방향으로 연장되는 데이터 배선을 형성하는 단계; 를 더 포함하고
    상기 스위칭 소자의 입력 단자는 상기 데이터 배선과 연결되고, 상기 스위칭 소자의 제어 단자는 상기 게이트 배선과 연결되는
    액정 표시 장치의 제조 방법.
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