KR20020042922A - 잔상개선을 위한 액정 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잔상개선을 위한 액정 표시장치에 관한 것으로, 화소전극과 상대전극을 동일한 레이어에 형성시킴으로써 그 화소전극의 수평방향으로 등전위가 형성되어 방전 방해요인이 해제되어 잔류 DC를 효과적으로 방전시킬 수 있도록 한 잔상개선을 위한 액정 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 화소전극과 상대전극이 투명전극인 ITO로 이루어져 있으며, 상대전극이 화소전극과 함께 어레이 기판에만 형성되고, 상기 상대전극과 화소전극이 빗살무늬 모양으로 동일면에 형성됨으로써 전장인가시 프린지 필드(Fringe Field)와 액정의 유전율 특성에 의해 고휘도 광시야각이 가능하도록 된 것을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 종래의 FFS(Fringe Field Switching)에서 간단한 제조공정상의 전극구조의 변경을 통해 잔상효과를 개선함으로 인해 화면의 고품위를 실현시킬 수 있게 하고, 그로이해 고부가가치의 액정 표시장치를 제조할 수 있게 된다.
Description
본 발명은 잔상개선을 위한 액정 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 고투과 광시야각 모드인 FFS 모드의 제조공정상 전극구조의 개선을 통해 잔상을 제거할 수 있도록 한 잔상개선을 위한 액정 표시장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 종래의 박막 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display)는 휴대형 단말기기의 정보 표시창, 노트북 PC의 화면표시기, 랩탑 컴퓨터의 모니터 등의 정보표시장치로 사용되고 있다. 특히 액정 디스플레이는 기존의 브라운관형 모니터(CRT)를 대체할 수 있는 디스플레이장치로 산업상 그 활용도는 매우 높다.
종래의 액정 디스플레이는 이전 고정 화상패턴이 일정시간 지속적으로 유지되는 잔상(Imagesticking)이 나타나게 되는 바, 그러한 잔상은 액정에 고정 화상패턴(Pattern)을 일정시간 인가시킨 후 그 화상패턴을 제거하게 되어도 약하게 화상패턴이 일정시간동안 남아있게 되는 것이다.
종래의 TN 모드의 경우에 비하여 광시야각을 구현하기 위하여 사용되는 IPS(InPlane Switching)이나 FFS(Fringe Field Switching)과 같은 모드의 경우 그 잔상이 오래도록 유지되게 된다.
잔상의 원인은 액정을 구동할 때 인가되는 DC전압 성분에 의하여 이온의 상태에 따라서 한쪽으로 이동하게 되는 바, 그로 인하여 신호전압이 왜곡되어 잔상이 발생하게 된다. 이러한 잔상은 상하 기판에 전극을 형성하여 구동하는 TN 모드의 LCD에 비하여 동일 기판에 전극을 형성하여 액정을 구동하는 인 플레인 스위칭(Inplane Switching) 모드의 경우가 잔상에 대하여 구조적으로 더욱 취약하다.
종래의 FFS(Fringe Field Switching) 모드는 넓은 시야각의 구현과 높은 투과도를 보이고 있는 우수한 모드이나, 그 FFS 모드는 공통전극과 픽셀(Pixel)전극이 절연막층(Passivation Layer)를 사이에 두고 이격되어 있는 설계구조로서 잔류 DC의 방전(Discharging)에 어려움이 있어서 잔상이 발생되고 그 소멸시간이 길어지는 구조로 되어 있다.
보다 상세하게, 도 1을 참고하여 종래의 잔상이 존재하는 전극구조에 대하여 기술한다. 도 1은 종래의 실시예에 따른 잔상이 존재하는 전극구조를 나타내는 단면도이다.
이를 참조하면, 상기 1st ITO 전극(4)과 2nd ITO 전극(8) 사이에 전압이 인가되어 각 이온들이 배향막층(10)에 붙어 있게 되고 다른 그레이(Gray)로 전환된 후, 1st ITO 전극층(4)위에 붙은 이온(+)은 2nd ITO 전극(8)의 위층 배향막(10)에 붙은 이온(-)과 1st ITO 전극(4)에 형성된 전압에 의하여 힘을 받게 된다.
즉, 1st ITO 전극(4)의 위층 배향막(10)에 붙은 이온(-)은 2nd ITO 전극(8)에 형성된 전압(상대적으로 +로 형성된)과 반대의 극성을 갖고 양변 1st ITO 전극(4)상에 붙은 (+)이온과도 반대의 극성을 갖게 된다.
그로인해, (+)이온들은 2nd ITO 전극(8)에 의해 수평방향 및 1st ITO 전극(4)에 의해 수직방향으로의 힘을 받아 어느 한쪽의 (-)이온과의 결합에 의한 방전(Discharging)이 어려워진다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 화소전극과 상대전극을 동일한 레이어에 형성시킴으로써 그 화소전극의 수평방향으로 등전위가 형성되어 방전 방해요인이 해제되어 잔류 DC를 효과적으로 방전시킬 수 있도록 한 잔상개선을 위한 액정 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 잔상이 존재하는 전극구조를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 잔상개선을 위한 전극구조를 도시한 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
2:유리기판, 4,4':제 1전극,
6:절연막층, 8,8':제 2전극,
10:배향막층, 12:절연막층.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 화소전극과 상대전극이 투명전극인 ITO로 이루어져 있으며, 상대전극이 화소전극과 함께 어레이 기판에만 형성되고, 상기 상대전극과 화소전극이 빗살무늬 모양으로 동일면에 형성됨으로써 전장인가시 프린지 필드(Fringe Field)와 액정의 유전율 특성에 의해 고휘도 광시야각이 가능하도록 된 잔상개선을 위한 액정 표시장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 상대전극과 화소전극을 빗살무늬 모양으로 형성시키기 위하여 1st ITO층의 빗살무늬 패턴사이에 다시 에칭공정을 통해 홈이 형성되게 한 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게, 1st ITO와 2nd ITO로 이루어진 빗살모양의 슬릿형 화소전극의 폭이 5㎛이하로 되게 한 것을 특징으로 하는 잔상개선을 위한 액정 표시장치가 제공된다.
또한, 상기 상대전극과 화소전극의 형성시 그 상대전극과 화소전극의 빗살모양으로 형성된 슬릿형 전극간의 간격이 10㎛이하로 패터닝된 것을 특징으로 하는 잔상개선을 위한 액정 표시장치를 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 먼저 기술한 상기 잔류 DC를 줄이는 공정설계인 바, 2nd ITO 전극(화소전극)을 1st ITO 전극과 동일하게 유리기판층의 상면에 형성시킴으로써 2nd ITO 전극층의 수평방향으로의 등전위를 형성시키고, 그 등전위의 형성으로 인해 방전(Discharging) 방해요인을 해제시켜 잔류 DC를 효과적으로방전(Discharging)시켜 잔상문제를 해결키 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 잔상개선을 위한 전극구조를 도시한 단면도이다.
이를 참조하면, 2nd ITO 전극층(8')과 1st ITO 전극층(4')을 동일하게 유리기판(2)상에 위치시키고 1st ITO 전극(4')과 공통전극(2st ITO; 8')간의 간격(I)은 10㎛이하로, 전극의 면적(W)은 5㎛이하로 구성되도록 하여 FF(Fringe Field)를 이용한 구동이 이루어지도록 함으로써 광시야각과 높은 투과도를 얻도록 한다.
이하, 상기한 잔상개선이 이루어진 전극구조에 대한 공정을 기술하면, 첫째로 투명금속인 ITO(Indum Tin Oxide; 4')를 Ar이나 산소가스, ITO 타겟 등을 이용하여 증착한 후 마스크 공정 및 HCl, HNO3, H2O 등의 케미컬을 사용하여 WET 에치를 이용하여 빗살모양으로 상대전극(8')을 형성한다. 이 때 빗살모양의 슬릿구조에서는 ITO의 폭(W)이 5㎛이하로 하나, 보다 이상적으로는 3.5㎛로 패터닝한다.
둘째로는, SiH4, O2, N2 가스와 APCVD 장비를 사용하여 이산화규소(SiO2) 절연막층(12)을 증착시킨 후 그 상면에 MoW나 Al-Nd 합금 혹은 Mo/Al 적층구조로 이루어진 불투명 금속을 Kr이나 Ar 가스 및 MoW Target이나 Al-Nd 타겟, 혹은 Mo 타겟, Al 타겟을 이용하여 증착시킨 후 마스크 공정과 Al-Nd 합금이나 Mo/Al 적층구조의 경우 H3PO4, CH3COOH, HNO3, H2O로 이루어진 에천트(Etchant)를 이용하여 습식 에칭한다. 또한, MoW의 경우 SF6나, CF4, O2 등의 가스를 이용한 건식 에칭공정을 이용하여 게이트 라인과 Cst(상대전극) 버스라인을 형성한다.
셋째로, 각종 가스를 이용하여 SiON/SiN/a-Si/n+a-Si층 PECVD 장비를 통해연속 증착시킨 후 SF6, He, HCl 등의 가스를 사용하여 건식 에칭을 행하여 Si 계열의 3 레이어층인 n+a-Si/a-Si/SiN 층을 패터닝하여 액티브를 형성한다.
넷째로, 2nd ITO 전극(8')층을 1st ITO전극(4')층과 동일면에 형성하기 위하여 1ST ITO층(4')의 빗살무늬 사이에 다시 에칭공정을 통해 홈을 새겨둔다.
다섯째, 1st 레이어와 마찬가지로 Ar이나 산소가스, ITO 타겟 등을 이용하여 투명금속인 ITO를 증착시킨 후 마스크 공정 및 HCl, HNO3, H2O 등의 케미컬을 이용하여 습식 에칭을 행하는 바, 그 습식에칭으로 1st 레이어의 상대전극(8')과 대응되게 빗살모양으로 대응되는 화소전극(4')을 1st ITO (4')층의 사이 빗살무늬 사이에 동일한 빗살무늬 형태로 형성한다. 여기서 2nd ITO(8')로 이루어진 빗살모양의 슬릿형 화소전극(4')폭이 5㎛이하되게 하며, 더욱 이상적으로는 3.5㎛로 패터닝한다. 이때, 상대전극(8')과 화소전극(4')간의 간격은 10㎛이하로 패터닝한다.
여섯째, Mo/Al/Mo적층이나 MoW 등의 불투명 금속을 Kr이나 Ar 가스 및 MoW 타겟이나 Mo 타겟 혹은, Al 타겟을 이용하여 증착시킨 후, 마스크 공정을 행하며, Mo/Al/Mo의 경우에는 H3PO4, CH3COOH, HNO3, H2O로 이루어진 에천트(Etchant)를 이용하여 습식 에칭한다. 또한, MoW의 경우 SF6나, CF4, O2 등의 가스를 이용한 건식 에칭공정을 통하여 S/D(Source/Drain) 전극과 데이터 버스라인을 형성한다.
일곱째, SiH4, NH3, N2, H2 등의 가스를 이용하여 PECVD장비로 SiN층으로 이루어진 2000Å 이상으로 페시베이션(Passivation)층을 형성한 후 모듈에서 OLB(Out Lead Bonding)작업시 접촉을 위해 게이트 패드부와 데이터 패드부의 페시베이션(Passivation)층을 SF6, O2 등의 가스를 이용하여 건식 에칭을 통해 개방시킨다.
상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 잔상개선을 위한 액정 표시장치의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
상기한 구조로 형성된 잔상개선을 위한 액정 표시장치는 2nd ITO 전극(상대전극; 8')을 1st ITO 전극(4')과 같이 유리기판(2)층의 상면에 형성시킴으로써 2nd ITO 전극(8')층의 수평방향으로의 등전위를 형성시키고, 그 등전위의 형성으로 인해 방전(Discharging) 방해요인을 해제시켜 잔류 DC를 효과적으로 방전(Discharging)시켜 잔상문제를 해결시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 잔상개선을 위한 액정 표시장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 잔상개선을 위한 액정 표시장치는 종래의 FFS(Fringe Field Switching)에서 간단한 제조공정상의 전극구조의 변경을 통해 잔상효과를 개선함으로 인해 화면의 고품위를 실현시킬 수 있게 하고, 그로인해 고부가가치의 액정 표시장치를 제조할 수 있게 된다.
Claims (4)
- 화소전극과 상대전극이 투명전극인 ITO로 이루어져 있으며, 상대전극이 화소전극과 함께 어레이 기판에만 형성되고, 상기 상대전극과 화소전극이 빗살무늬 모양으로 동일면에 형성됨으로써 전장인가시 프린지 필드(Fringe Field)와 액정의 유전율 특성에 의해 고휘도 광시야각이 가능하도록 된 잔상개선을 위한 액정 표시장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 상대전극과 화소전극을 빗살무늬 모양으로 형성시키기 위하여 1st ITO층의 빗살무늬 패턴사이에 다시 에칭공정을 통해 홈이 형성되게 한 것을 특징으로 하는 잔상개선을 위한 액정 표시장치.
- 제 1항에 있어서, 1st ITO와 2nd ITO로 이루어진 빗살모양의 슬릿형 화소전극의 폭이 5㎛이하로 되게 한 것을 특징으로 하는 잔상개선을 위한 액정 표시장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 상대전극과 화소전극의 형성시 그 상대전극과 화소전극의 빗살모양으로 형성된 슬릿형 전극간의 간격이 10㎛이하로 패터닝된 것을 특징으로 하는 잔상개선을 위한 액정 표시장치.
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