JP2014191348A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透過率を向上させながら、駆動電圧を減少させることが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１絶縁基板１００と、第１絶縁基板１１０上に配置されたゲートラインと、第１絶縁基板１１０上に配置されて駆動電圧が印加される第１電極ＰＥと、該ゲートラインと交差するデータラインＤｊ、Ｄｊ＋１と、データラインＤｊ、Ｄｊ＋１の上部にデータラインＤｊ、Ｄｊ＋１に沿って形成されたバンプ１４０と、バンプ１４０をキャッピングするシールド電極部Ｐ１及び第１電極ＰＥの中央に位置する共通電極Ｐ２を含み、基準電圧が印加される第２電極ＣＥと、を含む第１基板１００と、第１絶縁基板１１０と対向する第２絶縁基板２１０と、第２絶縁基板２１０上に配置された複数の色画素を含むカラーフィルター層２３０と、を含む第２基板２００と、第１基板１００と第２基板２００との間に介在された液晶層２５０と、を含む、液晶表示装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、液晶層を利用して映像を表示する平板表示装置である。液晶表示装置は、液晶層を駆動する方法によって水平電界モード又は垂直電界モードに区分され得る。水平電界モードの液晶表示装置は、２つの電極の間に水平電界を形成して液晶層を駆動して映像を表示し、垂直電界モードの液晶表示装置は、２つの電極の間に垂直電界を形成して液晶層を駆動して映像を表示する。

垂直電界モードの液晶表示装置における２つの電極は、液晶表示パネルを形成する２つの基板の各々に提供されるが、水平電界モードの液晶表示装置における２つの電極は、２つの基板のうちのいずれか一方の基板に提供される。

米国特許第８１３４６７４号公報

しかし、水平電界モードにおいては、２つの電極が提供された基板側に隣接する液晶層の液晶分子の制御は容易であるが、２つの電極が提供されない他の基板側に隣接する液晶層の液晶分子の制御は容易でない。したがって、水平電界モードの液晶表示装置において透過率が減少し、液晶分子の制御のために駆動電圧を増加させなければならないという問題があった。

そこで、本発明は、透過率を向上させながら、駆動電圧を減少させることが可能な、新規かつ改良された液晶表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１絶縁基板と、前記第１絶縁基板上に配置されたゲートラインと、前記第１絶縁基板上に配置されて駆動電圧が印加される第１電極と、前記ゲートラインと交差するデータラインと、前記データラインの上部に前記データラインに沿って形成されたバンプと、前記バンプをキャッピングするシールド電極部及び前記第１電極の中央に位置する共通電極部を含み、基準電圧が印加される第２電極と、を含む第１基板と、前記第１絶縁基板と対向する第２絶縁基板と、前記第２絶縁基板上に配置された複数の色画素を含むカラーフィルター層と、を含む第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層と、を含む、液晶表示装置が提供される。

互いに隣接する２つの前記色画素は、前記バンプの上部で互いの一部がオーバーラップされて前記第１基板側に突出された突出部を提供し、前記バンプと前記突出部とによって前記液晶層のセルギャップが決定されてもよい。

前記突出部は、前記第２基板を平面で見た場合に、楕円形状又は円形状を有し、ドット形態に配置されてもよい。

前記シールド電極部のエッジは、前記第１電極の一部がオーバーラップしてもよい。

前記バンプの幅は、前記データラインの幅の１．５倍〜２倍であってもよい。

前記バンプは、有機絶縁物質で構成され、前記有機絶縁物質の誘電率は３．２以下であってもよい。

前記共通電極部は、前記データラインと平行であってもよい。

前記第２電極の前記シールド電極部と前記共通電極部との間にはスリットが形成され、前記スリットの幅は、前記共通電極部の幅より大きくてもよい。

前記第１基板は、前記ゲートライン及び前記第１電極をカバーするゲート絶縁膜と、前記データラインをカバーする保護膜と、をさらに含み、前記データラインは、前記ゲート絶縁膜上に配置され、前記バンプは、前記保護膜上に配置されてもよい。

前記スリットに対応して、前記ゲート絶縁膜及び前記保護膜には前記第１電極を露出させるオープン部が提供されてもよい。

以上説明したように本発明によれば、透過率を向上させながら、駆動電圧を減少させることが可能な、新規かつ改良された液晶表示装置が提供される。

本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。 図１に図示された画素に対する等価回路図である。 本発明の一実施形態による液晶表示パネルの平面図である。 図３に図示された切断線Ｉ−Ｉ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図である。 図３に図示された切断線ＩＩ−ＩＩ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図である。 駆動電圧と透過率との関係を示したグラフである。 図４に図示された第２基板の平面図である。 図７に図示された切断線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿って切断された第２基板の断面図である。 本発明の他の実施形態による第１基板の断面図である。 本発明の他の実施形態による液晶表示パネルの平面図である。 図１０に図示された切断線ＩＶ−ＩＶ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図である。 駆動電圧と透過率との関係を示したグラフである。 図１０に図示されたＶ−Ｖ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図である。 本発明の他の実施形態による第１基板の平面図である。 図１４に図示された切断線ＶＩ−ＶＩ’に沿って切断された第１基板の断面図である。 本発明の他の実施形態による第１基板の断面図である。 図３に図示された第１基板の製造過程を示した平面図である。 図３に図示された第１基板の製造過程を示した平面図である。 図３に図示された第１基板の製造過程を示した平面図である。 図３に図示された第１基板の製造過程を示した平面図である。 図３に図示された第１基板の製造過程を示した平面図である。 本発明の一実施形態による光配向膜の配向方向を示した平面図である。 本発明の他の実施形態による光配向膜の配向方向を示した平面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

上述した本発明が解決しようとする課題、課題解決手段、及び効果は、添付された図面に関連する実施形態を通じて容易に理解され得る。各図面は、説明のために一部が簡略され得る。また、本発明の説明において、関連する公知な構成又は機能に対する詳細な説明は省略され得る。

図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は図１に図示された画素についての等価回路図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による液晶表示装置１０００は、映像を表示する映像表示部３００、前記映像表示部３００を駆動するゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、および前記ゲート駆動部４００と前記データ駆動部５００との駆動を制御するタイミングコントローラ６００を含む。

前記映像表示部３００は、複数のゲートラインＧ１〜Ｇｎ、複数のデータラインＤ１〜Ｄｍ及び複数の画素ＰＸを含む。図２に示したように、前記映像表示部３００は、第１基板１００、前記第１基板１００と対向する第２基板２００、及び前記第１基板１００と第２基板２００との間に介在された液晶層２５０からなされた液晶表示パネルを包含し得る。

前記複数のゲートラインＧ１〜Ｇｎおよび前記複数のデータラインＤ１〜Ｄｍは、前記第１基板１００上に配置される。前記多数のゲートラインＧ１〜Ｇｎは、行方向に延長され、互いに平行に列方向に配列される。前記複数のデータラインＤ１〜Ｄｍは、列方向に延長され、互いに平行に行方向に配列される。

前記複数の画素の各々、例えばｉ番目（ｉは１以上の整数）のゲートラインＧｉとｊ番目（ｊは１以上の整数）のデータラインＤｊに連結された画素は、薄膜トランジスターＴｒ及び液晶キャパシターＣｌｃを含む。

前記薄膜トランジスターＴｒは、前記ｉ番目のゲートラインＧｉに連結されたゲート電極、前記ｊ番目のデータラインＤｊに連結されたソース電極、及び前記液晶キャパシターＣｌｃに連結されたドレーン電極を具備する。

前記液晶キャパシターＣｌｃは、前記第１基板１００に配置された第１電極ＰＥおよび第２電極ＣＥの各々を端子とし、前記液晶層２５０は、誘電体の役割を果たす。前記第１電極ＰＥは、前記薄膜トランジスターＴｒのドレーン電極と電気的に連結され、前記第２電極ＣＥは、基準電圧Ｖｃｏｍが印加される。

一方、前記画素ＰＸの各々は、前記第１電極ＰＥに対応する前記第２基板２００の領域に配置されて基本色の中の１つを示すカラーフィルター２３０を含む。

再び、図１を参考すれば、前記タイミングコントローラ６００は、前記液晶表示装置１０００の外部から複数の映像信号ＲＧＢ及び複数の制御信号ＣＳを受信する。前記タイミングコントローラ６００は、前記データ駆動部５００とのインターフェイス仕様に合うように前記映像信号ＲＧＢのデータフォーマットを変換し、変換された映像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’を前記データ駆動部５００へ提供する。また、前記タイミングコントローラ６００は、前記複数の制御信号ＣＳに基づいてデータ制御信号Ｄ−ＣＳ、例えば、出力開示信号または水平開示信号等、及びゲート制御信号Ｇ−ＣＳ、例えば、垂直開示信号、垂直クロック信号または垂直クロックバー信号を生成する。前記データ制御信号Ｄ−ＣＳは、前記データ駆動部５００へ提供され、前記ゲート制御信号Ｇ−ＣＳは、前記ゲート駆動部４００へ提供される。

前記ゲート駆動部４００は、前記タイミングコントローラ６００から提供される前記ゲート制御信号Ｇ−ＣＳに応答してゲート信号を順次出力する。したがって、前記多数の画素ＰＸは、前記ゲート信号によって行単位に順次スキャニングされ得る。

前記データ駆動部５００は、前記タイミングコントローラ６００から提供される前記データ制御信号Ｄ−ＣＳに応答して前記映像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’をデータ電圧に変換して出力する。前記出力されたデータ電圧は、前記映像表示部３００へ印加される。

したがって、画素ＰＸの各々は、前記ゲート信号によってターンオンされ、ターンオンされた前記画素ＰＸは、前記データ駆動部５００から対応するデータ電圧が印加されて望む階調の映像を表示する。

図３は、本発明の一実施形態による液晶表示パネルの平面図であり、図４は、図３に図示された切断線Ｉ−Ｉ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図であり、図５は、図３に図示された切断線ＩＩ−ＩＩ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図である。

図３〜図５を参照すれば、前記映像表示部３００に含まれる前記液晶表示パネルは、前記第１基板１００、前記第１基板１００と対向する第２基板２００、及び前記第１基板１００と前記第２基板２００との間に介在された液晶層２５０を含む。

前記第１基板１００は、透明なガラス又はプラスチック等で作られた第１絶縁基板１１０、前記第１絶縁基板１１０上に配置された第１ゲートラインＧｉ−１、第２ゲートラインＧｉ、第１データラインＤｊ及び第２データラインＤｊ＋１を含む。

前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉは、第１方向Ａ１に延長され、前記第１方向Ａ１と直交する第２方向Ａ２に所定の間隔に離隔されて配置される。前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１は、前記第２方向Ａ２に延長され、前記第１方向Ａ１に所定の間隔に離隔して配置される。

前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉは、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１とゲート絶縁膜１２０とによって電気的に絶縁され得る。また、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１は、保護膜１３０によってカバーされ得る。

図３に示したように、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１の各々は、前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉの間の離隔距離の中心地点を貫通する中心線（図示せず）を基準に対称となるように折曲された形状を有する。

前記第１絶縁基板１１０の上には、第１電極ＰＥ、薄膜トランジスターＴｒ、及び第２電極ＣＥが、さらに配置される。具体的には、前記薄膜トランジスターＴｒは、前記第２ゲートラインＧｉの一部の領域に対応するゲート電極ＧＥ、前記第１データラインＤｊから分岐されたソース電極ＳＥ、及び前記ゲート電極ＧＥの上に前記ソース電極ＳＥと所定の間隔で離隔して配置されるドレーン電極ＤＥを含む。

図５に示したように、前記ゲート電極ＧＥは、２つの電極層が積層された二重膜構造を有する。前記ゲート電極ＧＥの下部膜Ｍ１は、透明な導電性物質（例えば、インジウムスズ酸化物又はインジウムジンク酸化物）から構成され、上部膜Ｍ２はアルミニウム、銅又はモリブデンのような金属膜から構成される。

前記第１電極ＰＥは、前記ゲート電極ＧＥの下部膜Ｍ１と同一な物質から構成される。本発明の一例として、前記第１電極ＰＥは、前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉ、ならびに第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１によって定義された画素領域内に配置され、各画素領域内で１つの筒電極形態に具備される。

前記ゲート電極ＧＥおよび前記第１電極ＰＥは、ゲート絶縁膜１２０によってカバーされる。前記ゲート絶縁膜１２０の上にはアクティブ層ＡＬが形成され、前記アクティブ層ＡＬの上には互いに所定の間隔に離隔された第１及び第２オーミックコンタクト層ＯＣ１、ＯＣ２が形成される。前記第１オーミックコンタクト層ＯＣ１の上には前記ソース電極ＳＥが配置され、前記第２オーミックコンタクト層ＯＣ２の上には前記ドレーン電極ＤＥが配置される。

前記ソース及びドレーン電極ＳＥ、ＤＥは、前記保護膜１３０によってカバーされる。前記保護膜１３０には前記ドレーン電極ＤＥを部分的に露出させる第１コンタクトホールＣＨ１が形成され、前記第１コンタクトホールＣＨ１に隣接して、前記保護膜１３０及び前記ゲート絶縁膜１２０が除去されて前記第１電極ＰＥが部分的に露出さされた第２コンタクトホールＣＨ２が形成される。

前記保護膜１３０の上には前記第１及び第２コンタクトホールＣＨ１、ＣＨ２を通じて前記ドレーン電極ＤＥと前記第１電極ＰＥとを電気的に連結させるブリッジ電極ＢＥが配置される。

図３及び図４を参照すれば、前記ゲート絶縁膜１２０の上には前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１が前記第２方向Ａ２に長く形成される。前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１の各々は、２つの第１及び第２電極層Ｌ１、Ｌ２が積層された二重膜構造を有する。前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１は、前記保護膜１３０によってカバーされる。

前記保護膜１３０の上には、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１に沿って形成されたバンプ１４０が提供される。本発明の一例として、前記バンプ１４０は、画素単位に分離され得、また、前記バンプ１４０は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１のようにライン形状に形成され得る。

また、前記バンプ１４０が前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１の延長方向と直交する前記第１方向Ａ１に切断された場合、前記バンプ１４０の断面は台形形状であり得る。前記バンプ１４０の高さを“ｈ１”と称する場合、本発明の一例として、ｈ１は２μｍ〜４μｍの範囲であり得る。

一方、前記第２電極ＣＥは、前記バンプ１４０をキャッピングするシールド電極部Ｐ１及び前記第１電極ＰＥの中央に位置する共通電極部Ｐ２を含む。前記シールド電極部Ｐ１及び前記共通電極部Ｐ２は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１に沿って平行に延長され得る。また、前記シールド電極部Ｐ１と前記共通電極部Ｐ２とは電気的に連結されて基準電圧（Ｖｃｏｍ、図２に図示される）が印加され得る。

前記第２電極ＣＥの前記シールド電極部Ｐ１と前記共通電極部Ｐ２との間にはスリットＳＬが形成される。前記共通電極部Ｐ２の幅を“Ｗ１”と称し、前記スリットＳＬの幅を“Ｗ２”とする場合、前記Ｗ１は前記Ｗ２より小さい。前記Ｗ１は１．５μｍ〜３μｍの範囲内であり、前記Ｗ２は２．０μｍ〜４μｍの範囲内であり得る。本発明の一例として、前記Ｗ１が３μｍである場合、前記Ｗ２は３．５μｍであり得る。

前記シールド電極部Ｐ１は、前記バンプ１４０の上面と側面とをキャッピングする構造を有し、前記シールド電極部Ｐ１のエッジは、前記第１電極ＰＥとオーバーラップされるように前記保護膜１３０の上に延長される。したがって、前記シールド電極部Ｐ１は、前記第１電極ＰＥと部分的にオーバーラップし得る。例えば、前記シールド電極部Ｐ１と前記第１電極ＰＥとがオーバーラップされる幅は、例えば、１．５μｍであり得る。

本発明の一例として、前記バンプ１４０の前記第１方向Ａ１の幅を“Ｗ３”と称し、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１の幅を“Ｗ４”と称する場合、前記Ｗ３は、Ｗ４の１．５倍〜２倍の大きさであり得る。例えば、前記Ｗ３が４μｍである場合、前記Ｗ４は２μｍであり得る。

また、前記バンプ１４０は、前記シールド電極部Ｐ１と前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１との間のキャパシタンスを低くするために、低誘電率（例えば、３．２以下の誘電率）を有する有機絶縁物質からなり得る。また、上述したように前記バンプ１４０が前記シールド電極部Ｐ１でキャッピングされることによって、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１による電界を遮蔽することができ、その結果、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１の付近で液晶分子の誤動作が発生することを防止することが可能となる。

また、前記シールド電極部Ｐ１は、前記バンプ１４０の上面及び側面に沿って形成されて前記第２基板２００側に突出された構造を有する。このため、前記バンプ１４０の側面上に位置する前記シールド電極部Ｐ１と前記第１電極ＰＥとの間に形成される電界によって、前記第２基板２００側に隣接する液晶分子の制御が容易になる。したがって、前記液晶表示パネルの透過率が上昇し、前記液晶分子を駆動するための駆動電圧が増加されることを防止することが可能となる。

図６は、駆動電圧と透過率との関係を示したグラフである。なお、図６の第１グラフＧ１は、従来パネル構造における駆動電圧による透過率の変化を示し、第２グラフＧ２は、図３に図示されたパネル構造における駆動電圧による透過率の変化を示す。

図６に示したように、同一駆動電圧での透過率を比較した場合、前記バンプ１４０の上面及び側面に前記シールド電極部Ｐ１を形成して液晶分子を制御する図３のパネル構造は、従来のパネル構造に比べて透過率が高い。したがって、図３のパネル構造は、従来パネル構造に比べて低い駆動電圧を用いて、所望の透過率を得ることが可能である。その結果、透過率を向上させ得、消費電力を低減することが可能となる。

再び図４を参照すれば、前記第２基板２００は、透明なガラス又はプラスチック等で作られた第２絶縁基板２１０、前記第２絶縁基板２１０上に配置された複数のカラーフィルター２３０、及び互いに隣接するカラーフィルター２３０の間の領域に配置されたブラックマトリックス２２０を含む。互いに隣接する２つのカラーフィルター２３０は、前記ブラックマトリックス２２０上部で所定の間隔に離隔される。離隔された部分による段差を除去するために、前記第２基板２００は、前記カラーフィルター２３０及び前記ブラックマトリックス２２０をカバーするオーバーコーティング層２４０をさらに含む。

前記第２基板２００は、前記第１基板１００と対向して結合し、前記第１及び第２基板１００、２００の間には、液晶層２５０が介在される。前記映像表示部３００のセルギャップを“ｄ１”と称し、前記バンプ１４０の高さを“ｈ１”と称する場合、前記ｄ１はｈ１より大きい。本発明の一例として、前記ｄ１が４μｍである場合、前記ｈ１は３μｍであり得る。

前記画素ＰＸへ前記第２ゲートラインＧｉを通じて前記ゲート信号が印加されると、前記ゲート信号に応答して前記薄膜トランジスターＴｒがターンオンされる。前記第１データラインＤｊへ印加されたデータ電圧は、前記ターンオンされた薄膜トランジスターＴｒの前記ドレーン電極ＤＥへ出力されて前記第１電極ＰＥへ印加される。前記データ電圧は、前記液晶層２５０の液晶分子を制御する駆動電圧である。

前記データ電圧が印加された前記第１電極ＰＥは、前記基準電圧Ｖｃｏｍが印加される前記第２電極ＣＥと共に電界を生成することによって、前記第１電極ＰＥと前記第２電極ＣＥとの上に位置する前記液晶層２５０の液晶分子の方向を決定する。このように決定された液晶分子の方向に沿って液晶層２５０を通過する光が偏光され得る。

前記第１電極ＰＥおよび前記第２電極ＣＥは、前記液晶層２５０を誘電体として液晶キャパシターＣｌｃ（図１に図示される）を構成して、前記薄膜トランジスターＴｒがターンオフされた後にも印加された電圧を維持する。

以下、図７及び図８を参照して、前記映像表示部３００のセルギャップの維持構造について説明する。

図７は、図４に図示された第２基板の平面図であり、図８は、図７に図示された切断線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に沿って切断された第２基板の断面図である。

図７及び図８を参照すれば、前記第２絶縁基板２１０の上にはブラックマトリックス２２０が提供される。前記ブラックマトリックス２２０には、前記第１絶縁基板１１０の複数の画素領域に各々に対応して開口された複数の開口部２２１が形成される。

前記複数の開口部２２１に対応して、前記第２絶縁基板２１０の上にはレッド、グリーン、及びブルーの色画素Ｒ、Ｇ、Ｂが提供される。前記レッド、グリーン、及びブルーの色画素Ｒ、Ｇ、Ｂは、前記第１方向Ａ１に順次配置される。隣接する２つの色画素は、一部領域を除いて、前記第１方向Ａ１に所定の間隔で離隔されて配置される。

前記隣接する２つの色画素は、前記一部領域で互いにオーバーラップされ得る。本発明の一例として、前記２つの色画素がオーバーラップされた領域は、前記ブラックマトリックス２２０が形成された領域内に位置し得る。前記第２基板２００で前記２つの色画素がオーバーラップされて突出された部分を重畳部ＯＬＰと定義する場合、前記カラーフィルター層２３０をカバーする前記オーバーコーティング層２４０は、前記重畳部ＯＬＰに沿って突出された形状を有する。

したがって、前記第２基板２００には、前記重畳部ＯＬＰと前記オーバーコーティング層２４０とで構成され前記第１基板１００側に突出した突出部ＰＰが提供される。前記突出部ＰＰは、前記ブラックマトリックス２２０と前記第１基板１００の前記バンプ１４０との間に介在され、前記バンプ１４０の上面上に位置する層と接触する。したがって、前記映像表示部３００のセルギャップは、前記突出部ＰＰ及び前記バンプ１４０によって決定され得る。

なお、前記映像表示部３００のセルギャップを“ｄ１”と称し、前記バンプ１４０の高さを“ｈ１”と称し、前記突出部ＰＰの高さを“ｈ２”と称し、前記シールド電極部Ｐ１の厚さを“ｔ１”と称する場合、前記ｄ１はｈ１、ｈ２、及びｔ１の合計であると定義され得る。

図示していないが、前記第１及び第２基板１００、２００に各々に配向膜が提供される場合、前記セルギャップｄ１は、ｈ１、ｈ２、及びｔ１の合計に前記配向膜の厚さを加算した値として定義され得る。

図７に示したように、前記第２基板２００の正面で見る時、前記突出部ＰＰは、楕円形又は円形のドット形態で提供され得る。しかし、前記突出部ＰＰの形態は、上の形状に限定されず、多様に変形され得る。

このように、セルギャップが前記バンプ１４０と突出部ＰＰによって決定されると、セルギャップを維持するための別途のスペーサーが不要になり、前記映像表示部３００を製造する過程でスペーサーを形成する工程が省略されるので、製造工程を単純化することが可能となる。

図９は、本発明の他の実施形態による第１基板の断面図である。なお、図９に図示された構成要素の中で図４に図示された構成要素と実質的に同一である構成要素に対しては、同一の符号を付し、それに対する具体的な説明は省略する。

図９を参照すれば、第２電極ＣＥのシールド電極部Ｐ１と共通電極部Ｐ２との間には、スリットＳＬ（図４に図示される）が提供される。前記スリットＳＬに対応して、前記ゲート絶縁膜１２０及び前記保護膜１３０には、前記第１電極ＰＥを部分的に露出させるためのオープン部ＯＰが提供される。前記オープン部ＯＰの深さｄｐ１は、前記ゲート絶縁膜１２０及び前記保護膜１３０の各々の厚さによって決定され、本発明の一例として、前記オープン部ＯＰの深さｄｐ１は、例えば、０．６μｍであり得る。

このように、前記スリットＳＬに対応して前記オープン部ＯＰが提供されると、前記スリットＳＬに対応する前記第１電極ＰＥの一部分が露出される。したがって、前記第２電極ＣＥ上に配向膜（図示せず）が形成される場合、前記配向膜は、前記オープン部ＯＰを通じて露出された前記第１電極ＰＥと直接的に接触し得る。したがって、前記配向膜の表面に不純物イオン等の電荷蓄積を防止することが可能となり、その結果、殘像が発生することを防止することが可能となる。

図１０は、本発明の他の実施形態による液晶表示パネルの平面図であり、図１１は、図１０に図示された切断線ＩＶ−ＩＶ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図である。なお、図１０及び図１１に図示された構成要素の中で図３乃至図７に図示された構成要素と実質的に同一である構成要素に対しては、同一の符号を付し、それに対する具体的な説明は省略する。

図１０及び図１１を参照すれば、前記共通電極部Ｐ２の直下部には、前記第２基板２００側に突出された突出バー１５０が配置される。前記突出バー１５０は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１に沿って、延長されたバー形状で形成される。前記突出バー１５０は、図１０に示したように１つの画素単位に分離され得、他の実施形態では、前記突出バー１５０は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１と同様にライン形状に形成され得る。

また、前記突出バー１５０は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１と直交する前記第１方向Ａ１に切断された場合、前記突出バー１５０の切断面は、半楕円、又は半円の形状であり得る。

前記共通電極部Ｐ２の前記第１方向Ａ１の幅を“Ｗ１”と称し、前記突出バー１５０の前記第１方向Ａ１の幅を“Ｗ６”と称する場合、前記Ｗ１は前記Ｗ６より大きい。本発明の一例として、前記Ｗ１が３μｍである場合、前記Ｗ６は２μｍであり得る。

また、前記バンプ１４０の高さを“ｈ１”と称し、前記突出バー１５０の高さを“ｈ３”と称する場合、前記ｈ３は前記ｈ１より小さい。本発明の一例として、前記ｈ１は３μｍであり、前記ｈ３は１μｍであり得る。

水平電界モード液晶表示パネルでは、前記第１及び第２電極ＰＥ、ＣＥが全て前記第１基板１００側に位置するため、前記第２基板２００側に隣接する液晶分子の制御が難しく、これを解決するために駆動電圧を増加させると、消費電力が上昇するという問題が発生し得る。

しかし、前記共通電極部Ｐ２の下部に前記突出バー１５０が形成されることにより、前記共通電極部Ｐ２は、前記第２基板２００側に突出された構造を有し得る。このように、前記共通電極部Ｐ２が前記第２基板２００側に突出されると、前記第２基板２００側に隣接する液晶分子の制御が容易になり、それによって、駆動電圧の増加を防止して消費電力を低減することが可能となる。

上記の理由によって、前記突出バー１５０の高さｈ３が高いほど、前記第２基板２００側液晶分子の制御が容易になるが、前記突出バー１５０の幅Ｗ６が制限されるため、前記突出バー１５０の高さｈ３を前記バンプ１４０の高さｈ１以上に増加させることは難しい。したがって、前記突出バー１５０の高さｈ３は前記バンプ１４０の高さｈ１より小さい。

本発明の一例として、前記突出バー１５０は、前記保護膜１３０上に配置され、前記バンプ１４０と実質的に同一な物質で、実質的に同一の工程を通じて形成され得る。

図１２は、駆動電圧と透過率との関係を示したグラフである。なお、図１２の第１グラフＧ１は、従来パネル構造における駆動電圧による透過率の変化を示し、第２グラフＧ２は、図３に図示されたパネル構造における駆動電圧による透過率の変化を示し、第３グラフＧ３は、図１０に図示されたパネル構造における駆動電圧による透過率の変化を示す。

図１２に示したように、同一駆動電圧での透過率を比較した場合、前記バンプ１４０の上面及び側面に前記シールド電極部Ｐ１が形成されて液晶分子を制御する図３のパネル構造は、従来のパネル構造に比べて透過率が高い。そして、前記共通電極部Ｐ２の直下部に前記突出バー１５０が形成されて液晶分子を制御する構造は、従来のパネル構造及び図３のパネル構造に比べて透過率が高い。

したがって、図１０に図示されたパネル構造は、従来パネル構造に比べて低い駆動電圧を用いて所望の透過率を得ることが可能である。その結果、透過率を向上させ得、消費電力を低減することが可能となる。

図１３は、図１０に図示されたＶ−Ｖ’に沿って切断された液晶表示パネルの断面図である。図１３を参照すれば、互いに隣接する２つの色画素は、前記一部領域で互いにオーバーラップされ得る。本発明の一例として、前記２つの色画素がオーバーラップされた領域は、前記ブラックマトリックス２２０が形成された領域内に位置し得る。前記第２基板２００で前記２つの色画素がオーバーラップされて突出された部分を重畳部ＯＬＰと定義する場合、前記カラーフィルター層２３０上に形成される前記オーバーコーティング層２４０は、前記重畳部ＯＬＰに沿って突出された形状であり得る。

したがって、前記第２基板２００には、前記重畳部ＯＬＰと前記オーバーコーティング層２４０とから構成されて前記第１基板１００側に突出された突出部ＰＰが提供される。前記突出部ＰＰは、前記ブラックマトリックス２１０と前記第１基板１００の前記バンプ１４０との間に介在され、前記バンプ１４０の上面上に位置する層と接触する。したがって、前記映像表示部３００のセルギャップは、前記突出部ＰＰ及び前記バンプ１４０によって決定され得る。

このように、セルギャップが前記バンプ１４０と突出部ＰＰによって決定されると、セルギャップを維持するための別途のスペーサーが不要になり、前記映像表示部３００を製造する過程でスペーサーを形成する工程が省略されるので、製造工程を単純化することが可能となる。

図１４は、本発明の他の実施形態による第１基板の平面図であり、図１５は、図１４に図示された切断線ＶＩ−ＶＩ’に沿って切断された第１基板の断面図である。

図１４及び図１５を参照すれば、前記第１電極ＰＥの直下部には、前記第２基板２００側に突出された第１及び第２突出バー１６１、１６２が、前記第１方向Ａ１に互いに所定の間隔に離隔されて配置される。本発明の一例として、前記第１及び第２突出バー１６１、１６２の各々は、前記第２電極ＣＥに形成されるスリット部ＳＬに対応して提供され得る。前記スリットＳＬの前記第１方向Ａ１の幅を“Ｗ２”と称し、前記第１及び第２突出バー１６１、１６２の各々の前記第１方向Ａ１の幅を“Ｗ７”と称する場合、前記Ｗ２は前記Ｗ７より大きい。本発明の一例として、前記Ｗ２が３．５μｍである場合、前記Ｗ７は２μｍであり得る。

また、前記第１及び第２突出バー１６１、１６２は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１に沿って、延長されたバー形状に形成される。前記第１及び第２突出バー１６１、１６２は、図１２に示したように、１つの画素単位に分離され得、他の実施形態では、前記第１及び第２突出バー１６１、１６２は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１と同様にライン形状に形成され得る。

前記第１及び第２突出バー１６１、１６２は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１と直交する前記第１方向Ａ１に切断された場合、前記第１及び第２突出バー１６１、１６２の切断面は、半楕円又は半円の形状であり得る。本発明の一例として、前記第１及び第２突出バー１６１、１６２は、前記第１絶縁基板１１０上に配置され得、有機絶縁物質から構成され得る。

前記第１電極ＰＥ下部に前記第１及び第２突出バー１６１、１６２が形成されると、前記第１電極ＰＥは、前記第２基板２００側に突出された構造を有し得る。このように、前記第１電極ＰＥが前記第２基板２００側に突出されると、前記第２基板２００側に隣接する液晶分子の制御が容易になり、それによって駆動電圧の増加を防止して消費電力を低減することが可能となる。

図１６は、本発明の他の実施形態による第１基板の断面図である。図１６を参照すれば、前記第１電極ＰＥの直下部には、前記第２基板２００側に突出された第１乃至第３突出バー１６１、１６２、１６３が、前記第１方向Ａ１に互いに所定の間隔に離隔されて配置される。本発明の一例として、前記第１及び第２突出バー１６１、１６２の各々は、前記第２電極ＣＥに形成されるスリットＳＬに対応して提供され、前記第３突出バー１６３は、前記共通電極部Ｐ２に対応して提供され得る。

前記第１及び第２突出バー１６１、１６２の各々の前記第１方向の幅を“Ｗ７”と称し、前記第３突出バー１６３の前記第１方向の幅を“Ｗ８”と定義する場合、Ｗ７はＷ８より大きい。本発明の一例として、前記Ｗ７は２μｍであり、前記Ｗ８は１．５μｍであり得る。

前記第１〜第３突出バー１６１、１６２、１６３は、前記第１絶縁基板１１０と前記第１電極ＰＥとの間に介在される。前記第１及び第２突出バー１６１、１６２によって、前記第１電極ＰＥは前記第２基板２００側に突出され、前記第３突出バー１６３によって。前記共通電極部Ｐ２は前記第２基板２００側に突出される。したがって、前記第２基板２００側に隣接する液晶分子の制御が容易になり、それによって駆動電圧の増加を防止して消費電力を低減することが可能となる。

図１７Ａ〜図１７Ｅは、図３及び図４に図示された第１基板の製造過程を示した平面図である。図１７Ａを参照すれば、前記第１絶縁基板１１０上に第１及び第２金属膜が順次形成され、第１マスクを通じて前記第１及び第２金属膜がパターニングされて前記第１絶縁基板１１０上に第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉ、第１電極ＰＥが形成される。前記第１及び第２金属膜のうちの一方はインジウムスズ酸化物のような透明性導電物質から構成され、他方はアルミニウムＡＬもしくはアルミニウム合金等アルミニウム系列金属、銀Ａｇもしくは銀合金等銀系列金属、銅Ｃｕもしくは銅合金等銅系列金属、モリブデンＭｏもしくはモリブデン合金等モリブデン系列金属、クロムＣｒ、タンタルＴａ及びチタニウムＴｉ等から構成され得る。

前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉは、前記第１及び第２金属膜が順次積層された二重膜構造を有する反面、前記第１電極ＰＥは、前記第１及び第２金属膜の中で透明性を有する膜で構成された単一膜構造を有する。

図示していないが、前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉ及び前記第１電極ＰＥは、ゲート絶縁膜１２０によってカバーされる。前記ゲート絶縁膜１２０は、シリコン窒化物ＳｉＮｘ又はシリコン酸化物ＳｉＯｘで構成され得る。

図１７Ｂを参照すれば、前記ゲート絶縁膜１２０の上には、第３及び第４金属膜が順次形成され、第２マスクを利用して前記第３及び第４金属膜がパターニングされてソース電極ＳＥ、ドレーン電極ＤＥ、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１が形成される。前記第３金属膜は、モリブデン、クロム、タンタル、及びチタニウム等から構成され得、前記第４金属膜は、銅等から構成され得る。

前記ソース電極ＳＥ及び前記ドレーン電極ＤＥと対向する前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１．Ｇｉの各々の一部領域が、ゲート電極ＧＥであると定義され得る。

また、図示していないが、水素化非晶質シリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉｌｉｃｏｎ）又は酸化物半導体等から構成された半導体層ＡＬ（図４に図示される）及び第１及び第２オーミックコンタクト層ＯＣ１、ＯＣ２（図４に図示される）が、ゲート電極ＧＥとソース電極ＳＥとの間、前記ゲート電極ＧＥとドレーン電極ＤＥとの間に形成され得る。

なお、前記半導体層ＡＬと前記第１及び第２オーミックコンタクト層ＯＣ１、ＯＣ２とは、前記第２マスクを通じて前記第３金属膜がパターニングされる過程で形成され得る。これにより、前記薄膜トランジスターＴｒが完成する。

図示していないが、前記ソース電極ＳＥ、前記ドレーン電極ＤＥ、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１は、保護膜１３０によってカバーされる。

図１７Ｃを参照すれば、前記保護膜１３０の上に低い誘電率（例えば、３．０以下の誘電率）を有する有機絶縁物質が形成される。その後、第３マスクを利用して前記有機絶縁物質がパターニングされると、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１に沿って、バンプ１４０が形成される。本発明の一例として、前記バンプ１４０は、画素単位に分離され得、また、前記バンプ１４０は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１のようにライン形状に形成され得る。

図１７Ｄを参照すれば、第４マスクを利用して前記保護膜１３０がパターニングされると、前記保護膜１３０には、前記ドレーン電極ＤＥを露出させるための第１コンタクトホールＣＨ１及び前記第１電極ＰＥを露出させるための第２コンタクトホールＣＨ２が形成される。その後、前記保護膜１３０及び前記バンプ１４０上に、透明な導電物質が形成され、第５マスクを利用して前記導電物質がパターニングされると、第２電極ＣＥ及びブリッジ電極ＢＥが形成される。

図１７Ｅを参照すれば、前記第２電極ＣＥは、前記バンプ１４０をキャッピングするシールド電極部Ｐ１及び前記第１電極ＰＥの中央に位置する共通電極部Ｐ２を含む。前記シールド電極部Ｐ１及び前記共通電極部Ｐ２は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１に沿って平行に延長され得る。

前記第２電極ＣＥの前記シールド電極部Ｐ１と前記共通電極部Ｐ２との間には、スリットＳＬが形成される。前記シールド電極部Ｐ１は、前記バンプ１４０の上面及び側面をキャッピングする構造を有し、前記シールド電極部Ｐ１のエッジは、前記第１電極ＰＥとオーバーラップされる。

前記ブリッジ電極ＢＥは、前記第１コンタクトホールＣＨ１を通じて前記ドレーン電極ＤＥと直接的に接触し、前記第２コンタクトホールＣＨ２を通じて前記第１電極ＰＥと直接的に接触する。したがって、前記ドレーン電極ＤＥと前記第１電極ＰＥとは、前記ブリッジ電極ＢＥを通じて互いに電気的に連結され得る。

図１８は、本発明の一実施形態による光配向膜の配向方向を示した平面図であり、図１９は、本発明の他の実施形態による光配向膜の配向方向を示した平面図である。

図１８及び図１９を参照すれば、前記第２電極ＣＥの上には配向膜が提供される。前記配向膜は、光（例えば、ＵＶ又はレーザー）の照射によって分解（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）、二量体化反応（ｄｉｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）または異性化反応（ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）のうちの１つの反応が起こる高分子物質を包含し得る。また、前記配向膜は、オリゴマーシンナマートおよび高分子系シンナマートの混合（ｂｌｅｎｄ）で構成され得る。

前記配向膜は、ラビング工程を通じて配向されず、光によって配向される。光配向プロセスでは、前記配向膜の下部膜構造を平坦化させる工程が不要である。したがって、前記バンプ１４０によって前記第１基板１００が平坦化されなくとも配向不良が発生しない。

図１８に示したように、前記液晶分子２５１がポジティブ形液晶分子である場合、前記配向膜は、前記第１及び第２データラインＤｊ、Ｄｊ＋１が延長された第２方向Ａ２に光配向処理される。

図１９に示したように、前記液晶分子２５１がネガティブ形液晶分子である場合、前記配向膜は、前記第１及び第２ゲートラインＧｉ−１、Ｇｉが延長された前記第１方向Ａ１に光配向処理される。

このように、本発明によれば、データラインにしたがってバンプが形成され、その上にシールド電極部がキャッピングされることによって、液晶分子の制御が容易となり、その結果、透過率が向上され、消費電力を低減することが可能となる。また、色画素によって提供される第２基板側突出部と第１基板のバンプとによってセルギャップが決定されるので、セルギャップを維持するための別途のスペーサーが不要になり、スペーサーを形成する工程を省略できるので、製造工程の単純化が可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ 第１基板
１１０ 第１絶縁基板
１２０ ゲート絶縁膜
１３０ 保護膜
１４０ バンプ
１５０ 突出バー
１６１ 第１突出バー
１６２ 第２突出バー
１６３ 第３突出バー
２００ 第２基板
２１０ 第２絶縁基板
２２０ ブラックマトリックス
２３０ カラーフィルター層
２４０ オーバーコーティング層
２５０ 液晶層
３００ 映像表示部
４００ ゲート駆動部
５００ データ駆動部
６００ タイミングコントローラ
１０００ 表示装置

Claims (10)

1. 第１絶縁基板と、
   前記第１絶縁基板上に配置されたゲートラインと、
   前記第１絶縁基板上に配置されて駆動電圧が印加される第１電極と、
   前記ゲートラインと交差するデータラインと、
   前記データラインの上部に前記データラインに沿って形成されたバンプと、
   前記バンプをキャッピングするシールド電極部及び前記第１電極の中央に位置する共通電極部を含み、基準電圧が印加される第２電極と、
   を含む第１基板と、
   前記第１絶縁基板と対向する第２絶縁基板と、
   前記第２絶縁基板上に配置された複数の色画素を含むカラーフィルター層と、
   を含む第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に介在された液晶層と、
   を含む、液晶表示装置。
2. 互いに隣接する２つの前記色画素は、前記バンプの上部で互いの一部がオーバーラップされて前記第１基板側に突出された突出部を提供し、
   前記バンプと前記突出部とによって前記液晶層のセルギャップが決定される、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記突出部は、前記第２基板を平面で見た場合に、楕円形状又は円形状を有し、ドット形態に配置される、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記シールド電極部のエッジは、前記第１電極の一部がオーバーラップする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記バンプの幅は、前記データラインの幅の１．５倍〜２倍である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記バンプは、有機絶縁物質で構成され、前記有機絶縁物質の誘電率は３．２以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記共通電極部は、前記データラインと平行である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 前記第２電極の前記シールド電極部と前記共通電極部との間にはスリットが形成され、前記スリットの幅は、前記共通電極部の幅より大きい、請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１基板は、
   前記ゲートライン及び前記第１電極をカバーするゲート絶縁膜と、
   前記データラインをカバーする保護膜と、をさらに含み、
   前記データラインは、前記ゲート絶縁膜上に配置され、
   前記バンプは、前記保護膜上に配置される、請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記スリットに対応して、前記ゲート絶縁膜及び前記保護膜には前記第１電極を露出させるオープン部が提供される、請求項９に記載の液晶表示装置。
    

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