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KR20160087031A - 곡면 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

곡면 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20160087031A
KR20160087031A KR1020150004212A KR20150004212A KR20160087031A KR 20160087031 A KR20160087031 A KR 20160087031A KR 1020150004212 A KR1020150004212 A KR 1020150004212A KR 20150004212 A KR20150004212 A KR 20150004212A KR 20160087031 A KR20160087031 A KR 20160087031A
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KR
South Korea
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liquid crystal
patterns
electrode
crystal display
display device
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KR1020150004212A
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서오성
강현호
송영구
유승준
유하원
육기경
이상명
임태경
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

복수의 제1 패턴들을 포함하는 제1 표시판을 준비하는 단계, 복수의 제2 패턴들을 포함하는 제2 표시판을 준비하는 단계, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판을 합착하는 단계, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 액정을 충진하여 평면 액정 표시 장치를 준비하는 단계, 그리고 상기 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부리는 단계를 포함하고, 상기 평면 액정 표시 장치를 준비하는 단계에서 상기 제2 패턴들은 상기 제1 패턴들과 부정합되도록 배치되고, 상기 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부리는 단계에서 상기 제2 패턴들은 상기 제1 패턴들과 정합되는 곡면 액정 표시 장치의 제조 방법 및 그 액정 표시 장치에 관한 것이다.

Description

곡면 액정 표시 장치 및 그 제조 방법{CURVED LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
곡면 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 인가하고 이를 통하여 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치를 구성하는 두 장의 표시판은 박막 트랜지스터 표시판과 대향 표시판으로 이루어질 수 있다. 박막 트랜지스터 표시판에는 게이트 신호를 전송하는 게이트선과 데이터 신호를 전송하는 데이터선이 서로 교차하여 형성되고, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등이 형성될 수 있다. 대향 표시판에는 차광 부재, 색 필터, 공통 전극 등이 형성될 수 있다. 경우에 따라 차광 부재, 색 필터, 공통 전극이 박막 트랜지스터 표시판에 형성될 수도 있다.
근래 액정 표시 장치가 대형화되는 추세이고, 대형 액정 표시 장치에서 시청자의 몰입도를 높이기 위해 곡면 액정 표시 장치(curved LCD)가 개발되고 있다. 곡면 액정 표시 장치는 두 장의 표시판에 각각의 구성 요소들을 형성하고 이를 합착하여 평판 액정 표시 장치를 제조한 후 이를 구부리는 공정을 통해 구현될 수 있다. 그러나 곡면 액정 표시 장치는 평면 액정 표시 장치를 제조한 후 평면 액정 표시 장치를 구부리는 공정이 추가됨에 따라 표시판에 형성된 구성 요소들의 위치가 틀어져 구성 요소들 사이의 부정합(mismatching)이 발생할 수 있다.
일 실시예는 표시판에 형성된 구성 요소들의 부정합을 줄여 화질 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.
다른 실시예는 상기 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 복수의 제1 패턴들을 포함하는 제1 표시판을 준비하는 단계, 복수의 제2 패턴들을 포함하는 제2 표시판을 준비하는 단계, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판을 합착하는 단계, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 액정을 충진하여 평면 액정 표시 장치를 준비하는 단계, 그리고 상기 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부리는 단계를 포함하고, 상기 평면 액정 표시 장치를 준비하는 단계에서 상기 제2 패턴들은 상기 제1 패턴들과 부정합되도록 배치되고, 상기 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부리는 단계에서 상기 제2 패턴들은 상기 제1 패턴들과 정합되는 곡면 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 패턴들은 화소 전극일 수 있고, 상기 제2 패턴들은 절개부를 가지는 공통 전극일 수 있다.
상기 화소 전극은 부분 통판 전극 및 상기 부분 통판 전극으로부터 연장되어 있는 복수의 미세 가지 전극을 포함할 수 있고, 상기 제1 방향으로 구부러진 상태에서 상기 부분 통판 전극은 상기 공통 전극의 절개부와 중첩할 수 있다.
상기 제1 패턴들은 박막 트랜지스터일 수 있고, 상기 제2 패턴들은 차광 부재일 수 있다.
상기 제1 패턴들은 색 필터일 수 있고, 상기 제2 패턴들은 화소 전극 또는 공통 전극일 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 제1 방향을 따라 구부러지는 곡면 액정 표시 장치에서, 복수의 제1 패턴들을 포함하는 제1 표시판, 상기 복수의 제1 패턴들과 마주하는 복수의 제2 패턴들을 포함하는 제2 표시판, 그리고 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판이 구부러지지 않은 평평한 상태에서 상기 제1 패턴들과 상기 제2 패턴들을 부정합(mismatching)되도록 배치함으로써 상기 구부러진 상태에서 상기 제1 패턴들과 상기 제2 패턴들이 정합(matching)되는 곡면 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 제1 패턴들은 화소 전극일 수 있고, 상기 제2 패턴들은 절개부를 가지는 공통 전극일 수 있다.
상기 화소 전극은 부분 통판 전극 및 상기 부분 통판 전극으로부터 연장되어 있는 복수의 미세 가지 전극을 포함할 수 있고, 상기 제1 방향으로 구부러진 상태에서 상기 부분 통판 전극은 상기 공통 전극의 절개부와 중첩할 수 있다.
상기 제1 패턴들은 박막 트랜지스터일 수 있고 상기 제2 패턴들은 차광 부재일 수 있다.
상기 제1 패턴들은 색 필터일 수 있고 상기 제2 패턴들은 화소 전극 또는 공통 전극일 수 있다.
상기 제1 패턴들과 상기 제2 패턴들의 부정합은 상기 제1 방향을 따라 대칭을 이룰 수 있다.
표시판에 형성된 구성 요소들의 부정합을 줄여 화질 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치의 사시도이고,
도 2는 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 3은 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 배치도이고,
도 4는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판과 도 3의 공통 전극 표시판이 합착된 곡면 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 5는 도 4의 곡면 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 6, 도 8 및 도 10은 평면 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판이 부정합되도록 배치된 구성을 보여주는 단면도이고,
도 7, 도 9 및 도 11은 도 6, 도 8 및 도 10의 평면 액정 표시 장치를 구부린 후에 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판이 정합된 구성을 보여주는 단면도이고,
도 12는 다른 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치의 하나의 화소의 평면도이고,
도 13은 도 12의 곡면 액정 표시 장치의 하나의 화소를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
이하에서 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.
이하 도면을 참고하여 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치(1000)는 일정한 곡률을 가지고 구부러진 형태로 이루어진다. 곡면 액정 표시 장치(1000)는 제1 방향(D1)을 따라 구부러진다. 일 실시예에 의한 곡면 액정 표시 장치(1000)는 예컨대 평면 액정 표시 장치로 제조된 후 소정 방향으로 힘을 가해 평면 액정 표시 장치를 구부림으로써 곡면을 형성할 수 있다.
평면 액정 표시 장치의 경우 관찰자의 눈으로부터 표시 장치의 복수의 화소까지의 거리가 각각 상이하다. 예컨대, 관찰자의 눈으로부터 평면 표시 장치의 중앙에 위치한 화소까지의 거리보다 관찰자의 눈으로부터 좌우 양측 가장자리에 위치한 화소까지의 거리가 더 멀 수 있다. 반면에, 곡면 액정 표시 장치(1000)의 경우 곡면을 연장하여 형성되는 원의 중심이 관찰자의 눈의 위치일 때, 관찰자의 눈으로부터 복수의 화소까지의 거리는 거의 일정할 수 있다. 이에 따라 곡면 액정 표시 장치(1000)는 평면 액정 표시 장치에 비해 시청 각도가 넓어 더 많은 양의 정보가 시세포를 자극하여 시신경을 통해 뇌에 더 많은 시각 정보를 전달할 수 있다. 이로 인해 현실감, 몰입감을 더 높일 수 있다.
이하 도 2 내지 도 5를 참고하여 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치를 설명한다. 도 2 내지 도 4에서는 평면 액정 표시 장치와 같이 도시하였지만 도 1과 같이 제1 방향(D1)을 따라 구부러진 곡면 액정 표시 장치이다.
도 2는 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 배치도이고, 도 4는 도 2의 박막 트랜지스터 표시판과 도 3의 공통 전극 표시판이 합착된 곡면 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 5는 도 4의 곡면 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗은 줄기선과 이로부터 갈라진 복수의 제1, 제2, 제3 및 제4 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d) 집합 및 복수의 연결부(connection)(133e)를 포함한다.
제1 및 제2 유지 전극(133a, 133b)은 세로 방향으로 뻗으며 서로 마주한다. 제1 유지 전극(133a)은 줄기선에 연결된 고정단과 그 반대쪽의 자유단을 가지며, 자유단은 돌출부를 포함한다. 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)은 대략 제1 유지 전극(133a)의 중앙에서 제2 유지 전극(133b)의 하단 및 상단까지 비스듬하게 뻗어 있다. 연결부(133e)는 인접한 유지 전극(133a-133d) 집합 사이에 연결되어 있다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있으며, 액정 축전 용량만으로 충분한 경우 유지 전극선(131)은 생략될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나온 복수의 돌출부(154)를 포함한다.
반도체(151) 위에는 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드로 만들어질 수 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175) 및 복수의 고립된 금속편(isolated metal piece)(178)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121), 유지 전극선(131)의 줄기선 및 연결부(133e)와 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(173)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 넓은 끝 부분(179)을 포함한다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다. 각 드레인 전극(175)은 넓은 한쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝부분을 가지고 있으며, 막대형 끝 부분은 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
고립 금속편(178)은 제1 유지 전극(133a) 부근의 게이트선(121) 위에 위치한다. 저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 아래의 반도체(151)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
데이터선(171), 드레인 전극(175), 고립된 금속편(178) 및 노출된 반도체(151) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(191), 복수의 연결 다리(overpass)(83) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가 받는 공통 전극 표시판(200)의 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 편광이 달라진다.
화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 액정 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 화소 전극(191)은 유지 전극(133a-133d)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하여 유지 축전기를 형성하며 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.
각 화소 전극(191)은 게이트선(121) 또는 데이터선(171)과 거의 평행한 네 개의 주 변을 가지며 네 모퉁이가 모따기되어 있는(chamfered) 대략 사각형 모양이다. 화소 전극(191)의 모딴 빗변은 게이트선(121)에 대하여 약 45도의 각도를 이룬다. 화소 전극(191)에는 중앙 절개부(91), 하부 절개부(92a) 및 상부 절개부(92b)가 형성되어 있으며, 화소 전극(191)은 이들 절개부(91-92b)에 의하여 복수의 영역(partition)으로 분할된다. 절개부(91-92b)는 화소 전극(191)을 이등분하는 가상의 가로 중심선에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.
하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 대략 화소 전극(191)의 오른쪽 변에서부터 왼쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)과 각각 중첩한다. 하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 화소 전극(191)의 가로 중심선에 대하여 하반부와 상반부에 각각 위치하고 있다. 하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 게이트선(121)에 대하여 약 45도의 각도를 이루며 서로 수직으로 뻗어 있다.
중앙 절개부(91)는 화소 전극(191)의 가로 중심선을 따라 뻗으며 오른쪽 변 쪽에 입구를 가진다. 중앙 절개부(91)의 입구는 하부 절개부(92a)와 상부 절개부(92b)에 각각 거의 평행한 한 쌍의 빗변을 가진다. 중앙 절개부(91)는 가로부 및 이와 연결된 한 쌍의 사선부를 포함한다. 가로부는 화소 전극(191)의 가로 중심선을 따라 짧게 뻗어 있으며, 한 쌍의 사선부는 가로부에서 화소 전극(191)의 오른쪽 변을 향하여 하부 절개부(92a) 및 상부 절개부(92b)와 각각 거의 나란하게 뻗어 있다.
따라서, 화소 전극(191)의 하반부는 하부 절개부(92a)에 의하여 두 개의 영역으로 나뉘고, 상반부 또한 상부 절개부(92b)에 의하여 두 개의 영역으로 분할된다. 이때, 영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소 전극(191)의 크기, 화소 전극(191)의 가로 변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라질 수 있다.
연결 다리(83)는 게이트선(121)을 가로지르며, 게이트선(121)을 사이에 두고 반대쪽에 위치하는 접촉 구멍(183a, 183b)을 통하여 유지 전극선(131)의 노출된 부분과 제1 유지 전극(133a) 자유단의 노출된 끝 부분에 연결되어 있다. 유지 전극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)은 연결 다리(83)와 함께 게이트선(121)이나 데이터선(171) 또는 박막 트랜지스터의 결함을 수리하는데 사용할 수 있다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
다음, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막는다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주하며 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부(225)를 가지고 있다. 그러나 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수 있다.
기판(210) 위에는 또한 복수의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 색 필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 색 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등의 삼원색(three primary colors) 중 하나를 표시할 수 있다.
색 필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 (유기) 절연물로 만들어질 수 있으며, 색 필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.
덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어지며, 공통 전극(270)에는 복수의 절개부(71, 72a, 72b) 집합이 형성되어 있다.
하나의 절개부(71-72b) 집합은 하나의 화소 전극(191)과 마주하며 중앙 절개부(71), 하부 절개부(72a) 및 상부 절개부(72b)를 포함한다. 절개부(71-72b) 각각은 화소 전극(191)의 인접 절개부(91-92b) 사이 또는 절개부(92a, 92b)와 화소 전극(191)의 모딴 빗변 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(71-72b)는 화소 전극(191)의 하부 절개부(92a) 또는 상부 절개부(92b)와 거의 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선부를 포함한다. 절개부(71-72b)는 화소 전극(191)의 가로 중심선에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.
하부 및 상부 절개부(72a, 72b)는 각각 사선부와 가로부 및 세로부를 포함한다. 사선부는 대략 화소 전극(191)의 위쪽 또는 아래쪽 변에서 왼쪽 변으로 뻗는다. 가로부 및 세로부는 사선부의 각 끝에서부터 화소 전극(191)의 변을 따라 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이룬다.
중앙 절개부(71)는 중앙 가로부, 한 쌍의 사선부 및 한 쌍의 종단 세로부를 포함한다. 중앙 가로부는 대략 화소 전극(191)의 왼쪽 변에서부터 화소 전극(191)의 가로 중심선을 따라 오른쪽으로 뻗는다. 한 쌍의 사선부는, 중앙 가로부의 끝에서부터 화소 전극(191)의 오른쪽 변을 향하여 중앙 가로부와 둔각을 이루면서, 각각 하부 및 상부 절개부(72a, 72b)와 거의 나란하게 뻗는다. 종단 세로부는 해당 사선부의 끝에서부터 화소 전극(191)의 오른쪽 변을 따라 오른쪽 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이룬다.
절개부(71-72b)의 수효 또한 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(71-72b)와 중첩하여 절개부(71-72b) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다.
공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전기장이 생성된다. 액정 분자들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 한다.
전기장 생성 전극(191, 270)의 절개부(71-72b, 91-92b)와 화소 전극(191)의 변은 전기장을 왜곡하여 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전기장의 수평 성분은 절개부(71-72b, 91-92b)의 변과 화소 전극(191)의 변에 거의 수직이다.
도 3을 참고하면, 하나의 절개부 집합(71-72b, 91-92b)은 화소 전극(191)을 복수의 부영역(sub-area)으로 나누며, 각 부영역은 화소 전극(191)의 주 변과 빗각을 이루는 두 개의 주 변(primary edge)을 가진다. 각 부영역의 주 변은 편광자(12,22)의 편광축과 약 45°를 이루며, 이는 광 효율을 최대로 하기 위해서이다.
각 부영역 위의 액정 분자들은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.
절개부(71-72b, 91-92b)의 모양 및 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
적어도 하나의 절개부(71-72b, 91-92b)는 돌기(protrusion)(도시하지 않음)나 함몰부(depression)(도시하지 않음)로 대체할 수 있다. 돌기는 유기물 또는 무기물로 만들어질 수 있고 전기장 생성 전극(191, 270)의 위 또는 아래에 배치될 수 있다.
표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(11, 21)이 도포되어 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정층(3)의 지연을 보상하기 위한 위상 지연막(retardation film)(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
액정층(3)은 복수의 액정 분자(310)를 포함하고 액정 분자(310)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 거의 수직을 이루도록 배향되어 있다. 따라서 입사광은 직교 편광자(12, 22)를 통과하지 못하고 차단된다.
이하 도 2 내지 도 5에 따른 곡면 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)을 준비한다.
절연 기판(110) 위에 금속층을 적층하고 사진 식각하여 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 포함하는 게이트선(121)과 유지 전극(133)을 포함하는 유지 전극선(131)을 형성한다.
이어서, 게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 절연 기판(110) 위에 게이트 절연막(140), 진성 비정질 규소층 및 불순물 비정질 규소층의 삼층막을 연속하여 적층하고, 불순물 비정질 규소층과 진성 비정질 규소층을 사진 식각하여 복수의 불순물 반도체(164)와 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151)를 형성한다.
이어서, 게이트 절연막(140) 및 불순물 반도체(164) 위에 금속층을 적층하고 사진 식각하여 소스 전극(173) 및 끝 부분(179)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 형성한다.
이어서, 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에 플라스마를 이용한 화학 기상 증착법(PECVD)으로 질화규소 또는 산화규소를 증착하여 보호막(180)을 적층한다.
이어서, 보호막(180) 위에 ITO 또는 IZO 따위로 만들어진 투명 전극을 적층하고 패터닝하여 복수의 화소 전극(191), 복수의 연결 다리(83) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)를 형성한다. 화소 전극(191)은 전술한 바와 같이 중앙 절개부(91), 하부 절개부(92a) 및 상부 절개부(92b)를 포함하고 절개부(91-92b)에 의하여 화소 전극(191)은 복수의 영역으로 분할될 수 있다.
이어서 화소 전극(191) 위에 배향막을 도포하여 박막 트랜지스터 표시판(100)을 완성한다.
다음 공통 전극 표시판(200)을 준비한다.
절연 기판(210) 위에 소정 간격으로 분리되어 있는 복수의 차광 부재(220)와 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역에 색 필터(230)를 차례로 형성한다. 다음, 차광 부재(220)와 색 필터(230) 위에 ITO 또는 IZO 따위로 만들어진 공통 전극(270)을 형성하고, 그 위에 배향막(21)을 형성한다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부(225)를 가지도록 패터닝될 수 있고 색 필터(230)는 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗게 형성될 수 있다. 공통 전극(270)은 전술한 바와 같이 복수의 절개부(71, 72a, 72b)를 가지도록 패터닝될 수 있다.
이어서 제조된 박막 트랜지스터 표시판(100)과 제조된 공통 전극 표시판(200)을 합착(assembly)하고 그 사이에 액정을 주입하여 평면 액정 표시 장치를 준비한다. 상기 평면 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들이 서로 부정합되도록 배치될 수 있다.
도 6, 도 8 및 도 10은 평면 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판이 부정합되도록 배치된 구성을 보여주는 단면도이고, 도 7, 도 9 및 도 11은 도 6, 도 8 및 도 10의 평면 액정 표시 장치를 구부린 후에 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판이 정합된 구성을 보여주는 단면도이다.
일 예로, 도 6에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)의 절개부(91, 92a)가 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)의 중심부에 어긋나도록 배치될 수 있고 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)의 절개부(71, 72a)가 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)의 중심부에 어긋나도록 배치될 수 있다. 즉 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)과 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극이 부정합될 수 있다.
일 예로, 도 8에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 박막 트랜지스터 부분과 공통 전극 표시판(200)의 차광 부재(220) 부분이 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 즉 박막 트랜지스터 표시판(100)의 박막 트랜지스터 부분과 공통 전극 표시판(200)의 차광 부재(220)가 부정합될 수 있다.
일 예로, 도 10에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)과 공통 전극 표시판(200)의 색 필터(230)가 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 즉 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)과 공통 전극 표시판(200)의 색 필터(230)가 부정합될 수 있다.
이어서 상기 평면 액정 표시 장치를 도 1의 제1 방향을 따라 구부림으로써 곡면 액정 표시 장치로 제조될 수 있다. 상기 곡면 액정 표시 장치는 제1 방향을 따라 구부림으로써 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들이 서로 정합될 수 있다.
일 예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 도 6의 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부린 후에, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)의 절개부(91, 92a)가 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)의 실질적인 중심부에 위치되도록 정합될 수 있고 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)의 절개부(71, 72a)가 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)의 실질적인 중심부에 위치되도록 정합될 수 있다.
일 예로, 도 9에 도시된 바와 같이, 도 8의 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부린 후에, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 박막 트랜지스터 부분과 공통 전극 표시판(200)의 차광 부재 부분이 서로 마주하여 정합될 수 있다.
일 예로, 도 11에 도시된 바와 같이, 도 10의 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부린 후에, 박막 트랜지스터 표시판(100)의 화소 전극(191)과 공통 전극 표시판(200)의 색 필터(230)가 서로 마주하여 정합될 수 있다.
이와 같이 제1 방향으로 구부린 후에 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들의 위치가 틀어지는 것을 미리 고려하여 제1 방향으로 구부리기 전 단계인 평면 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들을 부정합되도록 배치할 수 있다.
이에 따라 제1 방향으로 구부린 후에 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들이 서로 정합될 수 있고 이에 따라 곡면 액정 표시 장치에서 패턴들의 위치가 틀어져 화질 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이 때 평면 액정 표시 장치에서 각 패턴들이 부정합되는 정도는 곡면 액정 표시 장치의 곡률, 표시판의 크기, 패턴의 위치 및/또는 기판의 두께 등 다양한 요인에 따라 결정될 수 있다. 또한 상기 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들의 부정합은 제1 방향을 따라 대칭을 이룰 수 있다.
이하 다른 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 12는 다른 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치의 하나의 화소의 평면도이고, 도 13은 도 12의 곡면 액정 표시 장치의 하나의 화소를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 일 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3), 그리고 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(도시하지 않음)를 포함한다.
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121), 복수의 감압 게이트선(123) 및 복수의 유지 전극선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 게이트선(121)은 위아래로 돌출한 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)을 포함하고, 감압 게이트선(123)은 위로 돌출한 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룰 수 있다.
유지 전극선(131)도 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)의 가장자리를 따라 형성되어 있는 유지 전극(133)을 포함하고, 아래로 확장된 용량 전극(134)을 포함한다.
게이트 도전체(121, 123, 131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어질 수 있는 복수의 반도체(154a, 154b, 154c)가 형성되어 있다. 반도체(154a, 154b, 154c)는 제1 게이트 전극(124a) 위에 위치하는 제1 반도체(154a), 제2 게이트 전극(124b) 위에 위치하는 제2 반도체(154b), 제3 게이트 전극(124c) 위에 위치하는 제3 반도체(154c)를 포함한다. 제1 반도체(154a)는 데이터선(171) 아래에도 위치할 수 있고, 제3 반도체(154c)는 용량 전극(134) 위에도 위치할 수 있다.
반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 복수의 저항성 접촉 부재 (도시하지 않음)가 더 형성될 수 있다. 제1 반도체(154a) 위에는 제1 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c) 위에도 각각 제2 저항성 접촉 부재(도시하지 않음) 및 제3 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 복수의 데이터선(171), 복수의 제1 드레인 전극(175a), 복수의 제2 드레인 전극(175b), 그리고 복수의 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)을 향하여 뻗어 있으며, 서로 연결되어 있는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함한다.
제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b) 및 제3 드레인 전극(175c)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)의 막대형 끝 부분은 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)으로 일부 둘러싸여 있다. 제2 드레인 전극(175b)의 넓은 한 쪽 끝 부분은 다시 연장되어 'U'자 형태로 굽은 제3 소스 전극(173c)을 이룬다. 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 끝 부분(177c)은 용량 전극(134)과 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 이루며, 막대형 끝 부분은 제3 소스 전극(173c)으로 일부 둘러싸여 있다.
제1/제2/제3 게이트 전극(124a/124b/124c), 제1/제2/제3 소스 전극(173a/173b/173c) 및 제1/제2/제3 드레인 전극(175a/175b/175c)은 제1/제2/제3 반도체(154a/154b/154c)와 함께 각각 하나의 제1/제2/제3 박막 트랜지스터(TFT)(Qa/Qb/Qc)를 이룬다. 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 각 소스 전극(173a/173b/173c)과 각 드레인 전극(175a/175b/175c) 사이의 각 반도체(154a/154b/154c)에 형성된다.
반도체(154a, 154b, 154c)는 소스 전극(173a, 173b, 173c)과 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 사이의 채널 영역을 제외하고는 데이터 도전체(171, 175a, 175b, 175c)와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가진다. 즉, 반도체(154a, 154b, 154c)에는 소스 전극(173a, 173b, 173c)과 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 사이에서 데이터 도전체(171, 175a, 175b, 175c)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터 도전체(171, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 하부 보호막(180p)이 형성되어 있다. 하부 보호막(180p)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
하부 보호막(180p) 위에는 색 필터(230)가 위치한다. 색 필터(230)는 이웃하는 데이터선(171) 사이를 따라서 세로 방향으로 길게 뻗어 형성되어 있다. 각 색 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있으며, 각 색 필터(230)는 데이터선(171)의 위에서 서로 중첩되어 있을 수 있다. 본 실시예에서는 색 필터(230)가 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성되어 있는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 색 필터(230)는 공통 전극 표시판(200)에 형성될 수도 있다.
색 필터(230) 위에는 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다. 상부 보호막(180q)은 색 필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색 필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 방지하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지할 수 있으며, 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물 또는 유기 물질로 만들어질 수 있다. 상부 보호막(180q)은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
하부 보호막(180p), 색 필터(230) 및 상부 보호막(180q)에는 제1 드레인 전극(175a)의 넓은 끝 부분과 제2 드레인 전극(175b)의 넓은 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 제1 접촉 구멍(185a) 및 복수의 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다.
상부 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 두 게이트선(121, 123)을 사이에 두고 서로 분리되어, 화소 영역의 위와 아래에 배치되어 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다. 제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 각각 부분 통판 전극(192a, 192b)과 부분 통판 전극(192a, 192b)으로부터 연장되어 있는 복수의 미세 가지 전극(193a, 193b)을 포함한다.
제1 부화소 전극(191a)은 제1 부분 통판 전극(192a)과 제1 부분 통판 전극(192a)으로부터 연장되어 있는 제1 미세 가지 전극(193a)을 포함한다. 제1 부분 통판 전극(192a)은 마름모 형상으로 이루어진다. 마름모 형상의 가로 대각선은 곡면 액정 표시 장치(1000)의 곡률 방향인 제1 방향(D1)과 나란하다. 마름모 형상의 세로 대각선은 곡면 액정 표시 장치(1000)의 곡률 방향인 제1 방향(D1)과 직교한다. 즉, 마름모 형상의 세로 대각선은 제1 방향(D1)에 대해 수직인 제2 방향(D2)과 나란하다. 제1 미세 가지 전극(193a)은 마름모 형상의 각 변에 대해 약 90도 내외의 각을 이루며 연장되어 있다.
제2 부화소 전극(191b)은 제2 부분 통판 전극(192b)과 제2 부분 통판 전극(192b)으로부터 연장되어 있는 제2 미세 가지 전극(193b)을 포함한다. 제2 부분 통판 전극(192b)은 마름모 형상으로 이루어진다. 마름모 형상의 가로 대각선은 곡면 액정 표시 장치(1000)의 곡률 방향인 제1 방향(D1)과 나란하다. 마름모 형상의 세로 대각선은 곡면 액정 표시 장치(1000)의 곡률 방향인 제1 방향(D1)과 직교한다. 즉, 마름모 형상의 세로 대각선은 제1 방향(D1)에 대해 수직인 제2 방향(D2)과 나란하다. 제1 미세 가지 전극(193a)은 마름모 형상의 각 변에 대해 약 90도 내외의 각을 이루며 연장되어 있다.
도 12에서 제1 부화소 전극(191a)은 하나의 제1 부분 통판 전극(192a)과 이로부터 연장되어 있는 제1 미세 가지 전극(193a)으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 부화소 전극(191a)은 하나 이상의 제1 부분 통판 전극(192a)과 이들로부터 연장되어 있는 제1 미세 가지 전극(193a)들로 이루어질 수 있다.
또한, 제2 부화소 전극(191b)은 두 개의 제2 부분 통판 전극(192b)과 이들로부터 연장되어 있는 제2 미세 가지 전극(193b)으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 부화소 전극(191b)은 하나의 제2 부분 통판 전극(192b)과 이로부터 연장되어 있는 제2 미세 가지 전극(193b)으로 이루어질 수도 있다. 또한, 제2 부화소 전극(191b)은 세 개 이상의 제2 부분 통판 전극(192b)과 이들로부터 연장되어 있는 제2 미세 가지 전극(193b)들로 이루어질 수 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 공통 전극 표시판(200)의 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)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기(Clca)를 이루고, 제2 부화소 전극(191b)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기(Clcb)를 이루어 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 유지 전극(133)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하여 제1 및 제2 유지 축전기(Csta, Cstb)를 이루며, 제1 및 제2 유지 축전기(Csta, Cstb)는 각각 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)의 전압 유지 능력을 강화한다.
용량 전극(134)과 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 끝 부분(177c)는 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 서로 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 이룬다.
화소 전극(191), 노출된 상부 보호막(180q) 위에는 하부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 하부 배향막은 수직 배향막일 수 있고, 광반응 물질을 포함하는 배향막일 수 있다.
다음 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.
유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스라고도 하며 빛샘을 막을 수 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)을 따라 뻗어 위아래로 확장되어 있으며, 제1 박막 트랜지스터(Qa), 제2 박막 트랜지스터(Qb) 및 제3 박막 트랜지스터(Qc) 등이 위치하는 영역을 덮을 뿐만 아니라 데이터선(171)을 따라 뻗어 있으며, 데이터선(171)의 주변을 덮고 있다. 차광 부재(220)가 덮지 않는 영역은 외부로 빛을 방출시켜 화상을 표시하는 영역이 된다.
차광 부재(220) 위에는 유기 물질로 형성되어 평탄화된 표면을 제공하는 평탄화층(250)이 형성되어 있다. 도 4에서는 차광 부재(220)가 공통 전극 표시판(200)에 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 차광 부재(220)가 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성될 수도 있다.
평탄화층(250) 위에는 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)에는 액정 제어 수단으로 절개부(275)가 형성되어 있다. 절개부(275)는 십자 모양일 수 있으며, 상하 방향 및 좌우 방향으로 연장되어 있다.
공통 전극(270)의 절개부(275)는 화소 전극(191)과 중첩한다. 절개부(275)는 화소 전극(191)의 부분 통판 전극(192a, 192b)과 중첩한다. 절개부(275)는 화소 전극(191)의 부분 통판 전극(192a, 192b)의 중심부와 중첩한다. 부분 통판 전극(192a, 192b)은 마름모 형상으로 이루어지고, 절개부(275)는 마름모 형상의 가로 및 세로 대각선과 중첩한다.
공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 상부 배향막은 수직 배향막일 수 있고, 광중합 물질을 이용하여 광배향된 배향막일 수 있다.
두 표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 투과축은 직교하며 이중 한 투과축은 게이트선(121)에 대하여 나란할 수 있다. 다만, 편광자는 두 표시판(100, 200) 중 어느 하나의 바깥쪽 면에만 배치될 수도 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가질 수 있고, 액정층(3)의 액정 분자들은 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향될 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써, 전기장이 없는 상태에서 두 전극(191, 270)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있던 액정층(3)의 액정 분자가 두 전극(191, 270)의 표면에 대하여 수평한 방향을 향해 눕게 되고, 액정 분자의 눕는 정도에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
이하 도 12 및 도 13에 따른 곡면 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)을 준비한다.
절연 기판(110) 위에 금속층을 적층하고 사진 식각하여 게이트선(121), 갑압 게이트선(123) 및 유지 전극선(131)을 형성한다.
이어서, 게이트선(121), 갑압 게이트선(123), 유지 전극선(131) 및 절연 기판(110) 위에 게이트 절연막(140), 진성 비정질 규소층 및 불순물 비정질 규소층의 삼층막을 연속하여 적층하고, 불순물 비정질 규소층과 진성 비정질 규소층을 사진 식각하여 복수의 저항성 접촉 부재와 반도체(154a, 154b, 154c)를 형성한다.
이어서, 게이트 절연막(140) 및 저항성 접촉 부재 위에 금속층을 적층하고 사진 식각하여 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 그리고 제3 드레인 전극(175c)을 형성한다.
이어서, 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 드레인 전극(175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에 하부 보호막(180p), 색 필터(230) 및 상부 보호막(180q)을 차례로 적층한다.
이어서, 상부 보호막(180q) 위에 ITO 또는 IZO 따위로 만들어진 투명 전극을 적층하고 패터닝하여 복수의 화소 전극(191)을 형성한다. 화소 전극(191)은 전술한 바와 같이 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함하고, 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 각각 부분 통판 전극(192a, 192b)과 부분 통판 전극(192a, 192b)으로부터 연장되어 있는 복수의 미세 가지 전극(193a, 193b)을 포함한다.
이어서 화소 전극(191) 위에 배향막을 도포하여 박막 트랜지스터 표시판(100)을 완성한다.
다음 공통 전극 표시판(200)을 준비한다.
절연 기판(210) 위에 소정 간격으로 분리되어 있는 복수의 차광 부재(220)와 평탄화층(250)을 차례로 형성한다. 다음, 평탄화층(250) 위에 ITO 또는 IZO 따위로 만들어진 공통 전극(270)을 형성하고, 그 위에 배향막(21)을 형성한다. 공통 전극(270)은 전술한 바와 같이 복수의 절개부(275)를 가지도록 패터닝될 수 있다. 전술한 바와 같이 공통 전극(270)의 절개부(275)는 화소 전극(191)의 부분 통판 전극(192a, 192b)과 중첩한다. 부분 통판 전극(192a, 192b)은 마름모 형상으로 이루어지고, 절개부(275)는 마름모 형상의 가로 및 세로 대각선과 중첩한다.
이어서 공통 전극(270) 위에 배향막(21)을 도포하여 공통 전극 표시판(200)을 완성한다.
이어서 제조된 박막 트랜지스터 표시판(100)과 제조된 공통 전극 표시판(200)을 합착하고 그 사이에 액정을 주입하여 평면 액정 표시 장치를 준비한다. 상기 평면 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들이 서로 부정합되도록 배치될 수 있다.
이어서 상기 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부림으로써 곡면 액정 표시 장치로 제조될 수 있다. 상기 곡면 액정 표시 장치는 제1 방향을 따라 구부림으로써 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들이 서로 정합될 수 있다.
이와 같이 제1 방향으로 구부린 후에 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들의 위치가 틀어지는 것을 미리 고려하여 제1 방향으로 구부리기 전 단계인 평면 액정 표시 장치에서 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들을 부정합되도록 배치할 수 있다.
이에 따라 제1 방향으로 구부린 후에 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들이 서로 정합될 수 있고 이에 따라 곡면 액정 표시 장치에서 패턴들의 위치가 틀어져 화질 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이 때 평면 액정 표시 장치에서 각 패턴들이 부정합되는 정도는 곡면 액정 표시 장치의 곡률, 표시판의 크기, 패턴의 위치 및/또는 기판의 두께 등 다양한 요인에 따라 결정될 수 있다. 또한 상기 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성된 패턴들과 공통 전극 표시판(200)에 형성된 패턴들의 부정합은 제1 방향을 따라 대칭을 이룰 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.
100: 박막 트랜지스터 표시판
110: 제1 기판
121: 게이트선 123: 감압 게이트선
131: 유지 전극선 133: 유지 전극
134: 용량 전극 171: 데이터선
191: 화소 전극
192a, 192b: 부분 통판 전극
193a, 193b: 미세 가지 전극
200: 공통전극 표시판 220: 차광 부재
230: 색 필터 250: 평탄화층
270: 공통 전극 275: 절개부
277: 제1 금속 패턴 279: 제2 금속 패턴
D1: 제1 방향 D2: 제2 방향

Claims (11)

  1. 복수의 제1 패턴들을 포함하는 제1 표시판을 준비하는 단계,
    복수의 제2 패턴들을 포함하는 제2 표시판을 준비하는 단계,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판을 합착하는 단계,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 액정을 충진하여 평면 액정 표시 장치를 준비하는 단계, 그리고
    상기 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부리는 단계
    를 포함하고,
    상기 평면 액정 표시 장치를 준비하는 단계에서 상기 제2 패턴들은 상기 제1 패턴들과 부정합되도록 배치되고,
    상기 평면 액정 표시 장치를 제1 방향을 따라 구부리는 단계에서 상기 제2 패턴들은 상기 제1 패턴들과 정합되는 곡면 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 패턴들은 화소 전극이고,
    상기 제2 패턴들은 절개부를 가지는 공통 전극인
    곡면 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 화소 전극은 부분 통판 전극 및 상기 부분 통판 전극으로부터 연장되어 있는 복수의 미세 가지 전극을 포함하고,
    상기 제1 방향으로 구부러진 상태에서 상기 부분 통판 전극은 상기 공통 전극의 절개부와 중첩하는 곡면 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 패턴들은 박막 트랜지스터이고,
    상기 제2 패턴들은 차광 부재인
    곡면 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 패턴들은 색 필터이고,
    상기 제2 패턴들은 화소 전극 또는 공통 전극인
    곡면 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제1 방향을 따라 구부러지는 곡면 액정 표시 장치에서,
    복수의 제1 패턴들을 포함하는 제1 표시판,
    상기 복수의 제1 패턴들과 마주하는 복수의 제2 패턴들을 포함하는 제2 표시판, 그리고
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 위치하는 액정층
    을 포함하고,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판이 구부러지지 않은 평평한 상태에서 상기 제1 패턴들과 상기 제2 패턴들을 부정합(mismatching)되도록 배치함으로써 상기 구부러진 상태에서 상기 제1 패턴들과 상기 제2 패턴들이 정합(matching)되는 곡면 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 패턴들은 화소 전극이고,
    상기 제2 패턴들은 절개부를 가지는 공통 전극인
    곡면 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 화소 전극은 부분 통판 전극 및 상기 부분 통판 전극으로부터 연장되어 있는 복수의 미세 가지 전극을 포함하고,
    상기 제1 방향으로 구부러진 상태에서 상기 부분 통판 전극은 상기 공통 전극의 절개부와 중첩하는 곡면 액정 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 제1 패턴들은 박막 트랜지스터이고,
    상기 제2 패턴들은 차광 부재인
    곡면 액정 표시 장치.
  10. 제6항에서,
    상기 제1 패턴들은 색 필터이고,
    상기 제2 패턴들은 화소 전극 또는 공통 전극인
    곡면 액정 표시 장치.
  11. 제6항에서,
    상기 제1 패턴들과 상기 제2 패턴들의 부정합은 상기 제1 방향을 따라 대칭을 이루는 곡면 액정 표시 장치.
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