JP5788131B2 - アレイ基板及びこれを有する液晶表示装置 - Google Patents

アレイ基板及びこれを有する液晶表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、アレイ基板及びこれを有する液晶表示装置に関する。より詳細には、液晶表示パネルの１基板として使用されるアレイ基板及びこれを有する液晶表示装置に関する。
一般に、液晶表示装置は、現在一番広く使用されている平板表示装置のうち１つであって、画素電極と共通電極などで構成される電界生成電極が形成されている２枚の表示板と、その間に挿入されている液晶層とで構成される。電界生成電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、液晶層の液晶分子の配向を決定して入射光の偏光を制御することにより画像を表示する。
このような液晶表示装置のうち、電界が印加されない状態で液晶分子の長軸を上下表示板に対して垂直をなすように配列した垂直配向（ＶＡ）モード液晶表示装置は、コントラスト比が大きくことで脚光を浴びている。
しかし、このような垂直配向モード液晶表示装置では、広視野角を得ることが難しいという問題があり、広視野角を得るために、電界生成電極に切開部を形成したＰＶＡ（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ ａｌｉｇｎｅｄ）モードの液晶表示装置、ＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶表示装置及びＰＬＳ（ｐｌａｎｅ ｔｏ ｌｉｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、又はＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶表示装置が開発されている。
このような液晶表示装置は画素の開口率を極大化し、低電圧駆動が可能で、信号線と電界生成電極との間の寄生容量を極小化できることが好ましい。
本発明の技術的課題はこのような点を解決するためのもので、本発明は、信号歪曲を減少し、画質の向上が可能なアレイ基板を提供する。
また、本発明は前述したようなアレイ基板を有する液晶表示装置を提供する。
前述した本発明の技術的課題を解決するために、本発明の実施例によるアレイ基板は、基板、スイッチング素子、画素電極、及び共通電極を含む。
前記基板には、ゲート線及び前記ゲート線と電気的に絶縁状態で交差するように延長されたデータ線が形成されている。前記スイッチング素子は、前記ゲート線及び前記データ線に接続される。前記画素電極は、前記基板上に定義された画素領域に形成され、前記スイッチング素子の出力電極に接続される。前記共通電極は、前記画素領域及び前記画素領域の間に対応して前記データ線が形成された基板上に前記画素電極と電気的に絶縁されるように形成される。前記共通電極には、前記データ線の上部に対応する位置に１つ以上の第１スリットが形成されている。
一実施例において、前記第１スリットを、互いに隣り合う前記画素電極のエッジ間に形成し、複数の前記第１スリットを前記データ線の延長方向に配列することができる。
前記画素電極は、前記共通電極の上部に形成することができる。この場合、前記画素電極には、前記画素領域に配置された前記共通電極を部分的に露出させる複数の第２スリットを形成することができる。
前記アレイ基板は、第１絶縁層及び第２絶縁層を更に含むことができる。前記第１絶縁層は、前記データ線及び前記共通電極の間に形成され、前記第１絶縁層には前記画素電極と接続される前記出力電極の一部を露出させる第１コンタクトホールが形成されている。前記第２絶縁層を、前記共通電極と前記画素電極との間に形成し、前記第２絶縁層には前記第１コンタクトホールに接続される第２コンタクトホールを形成することができる。前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は無機物膜を含むように構成できる。
他の実施例において、前記共通電極は、前記画素電極の上部に配置することができる。前記画素領域に配置された前記共通電極には、前記画素電極を部分的に露出させる第２スリットを更に形成することができる。
前記アレイ基板は、第１絶縁層及び第２絶縁層を更に含むことができる。前記第１絶縁層は、前記データ線及び前記画素電極の間に形成され、前記第１絶縁層には前記画素電極と接続される前記出力電極の一部を露出させる第１コンタクトホールを形成することができる。前記第２絶縁層は、前記画素電極と前記共通電極との間に形成される。
更に他の実施例において、前記第１スリットは互いに隣り合う前記画素電極のエッジ間に１つを形成することができる。前記第１スリットは、前記データ線の延長方向に周期的に形成することができる。各前記画素領域に形成された共通電極を互いに電気的に接続することができる。
前記した本発明の技術的課題を解決するために、本発明の実施例による液晶表示装置は、アレイ基板、対向基板、及び液晶層を含む。
前記アレイ基板は、下部基板、スイッチング素子、画素電極、及び共通電極を含む。
前記下部基板には、ゲート線及び前記ゲート線と電気的に絶縁状態で交差するように延長されるデータ線が形成されている。前記スイッチング素子は、前記ゲート線及び前記データ線に接続される。前記画素電極は、前記下部基板上に定義された画素領域に前記スイッチング素子の出力電極に接続されるように形成される。前記共通電極は、前記画素領域及び前記画素領域の間に対応して前記データ線が形成された基板上に形成される。前記共通電極には、前記データ線の上部で前記データ線の延長方向に配列される１つ以上の第１スリットが形成されている。
前記対向基板は前記アレイ基板と対向し、前記液晶層は前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在される。
前記データ線は、互いに隣り合う前記画素電極のエッジの間に配置され、前記第１スリットを前記エッジの間隔より小さい幅で形成することができる。
一実施例において、前記画素電極は前記共通電極の上部に形成され、前記画素電極には前記画素領域に配置された前記共通電極を部分的に露出させる複数の第２スリットを形成することができる。
前記アレイ基板は、第１絶縁層、第２絶縁層、及び第１配向膜を更に含むことができる。前記第１絶縁層は、前記データ線及び前記共通電極の間に形成される。前記第１絶縁層には、前記画素電極と接続される前記出力電極の一部を露出させる第１コンタクトホールを形成することができる。前記第２絶縁層は前記共通電極と前記画素電極との間に形成され、前記第２絶縁層には前記第１コンタクトホールに接続される第２コンタクトホールを形成することができる。前記第１配向膜は、前記画素電極及び前記第２絶縁層上に形成され前記液晶層を配向する。前記第１絶縁層及び第２絶縁層はそれぞれ無機物で２０００Å〜４０００Åの厚みで形成することができる。
前記対向基板は、上部基板、光遮断パターン、カラーフィルタ、及び第２配向膜を含むことができる。前記上部基板は、前記下部基板と向き合うように配置される。前記光遮断パターンは、前記スイッチング素子、ゲート線、及びデータ線に対応して前記上部基板に形成される。前記カラーフィルタは、前記光遮断パターンによって区画され前記画素領域に対応する上部基板に形成される。前記第２配向膜は、前記カラーフィルタ及び前記光遮断パターン上に形成される。
他の実施例において、前記共通電極は前記画素電極の上部に形成され、前記画素領域に配置された前記共通電極には前記画素電極を部分的に露出させる複数の第２スリットを更に形成することができる。
前記液晶表示装置は、駆動部を更に含むことができる。
前述したように、前記画素領域に対応する前記画素電極又は前記共通電極には複数の第２スリットを形成することができる。前記駆動部は、前記第２スリットを通じて前記画素電極と前記共通電極との間に形成された電場によってＦＦＳ方式で前記液晶層を制御することができる。
前記第２スリットは、前記共通電極及び前記画素電極のうち前記下部基板を基準としてより上部に配置して形成することができる。
この場合、前記第１絶縁層は、前記共通電極及び前記画素電極のうち下側に配置される、また前記データ線との間に形成される。前記第２絶縁層は、前記共通電極と前記画素電極との間に形成される。前記アレイ基板は、前記第２絶縁層上に形成され前記液晶層を配向する第１配向膜を更に含むことができる。
前記第１スリットは、前記データ線の延長方向に周期的に形成され、前記第２スリットは前記データ線と平行に形成することができる。
前記駆動部は、前記対向基板の外側の前記アレイ基板に配置することができる。前記駆動部は、外部から前記画素電圧の生成のためのデータ信号及び前記データ信号を制御する制御信号の基礎となるパネル駆動信号の印加を受けることができる。
前述したアレイ基板及びこれを有する液晶表示装置によると、データ線の上部に１つ以上の第１スリットを形成することにより、データ線と共通電極との間に生成される寄生容量を減少させることができる。従って、表示パネルのクロストークの発生を抑制し、消費電流を減少しつつ開口率が向上される。
実施例１による表示装置の構成を模式的に示す平面図である。 図１に図示された画素の構成の一例を示す部分拡大平面図である。 図２に図示された表示装置をＩ−Ｉ’に沿って切断した断面図である。 図１〜図３に図示されたアレイ基板の製造方法を示す工程図である。 図１〜図３に図示されたアレイ基板の製造方法を示す工程図である。 図１〜図３に図示されたアレイ基板の製造方法を示す工程図である。 図２に図示された共通電極の第１スリットを示す部分拡大平面図である。 図７に図示された表示装置をＩＩ−ＩＩ’に沿って切断した断面図である。 共通電極にスリットを形成しない表示装置の側面の光漏れをシミュレーションした視野角−輝度グラフである。 実施例１による表示装置の側面の光漏れをシミュレーションした視野角−輝度グラフである。 実施例２による表示装置のスイッチング素子の構造の一例を示す断面図である。 図１１に図示された表示装置のデータ線の上部の共通電極に形成されたスリットを示す断面図である。 実施例３による表示装置の部分拡大平面図である。
以下に添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明は多様に変更することができ、多様な形態を有することができること、特定の実施形態を図面に例示して本文に詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に限定するのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物、乃至代替物を含むものであると理解すべきである。
各図面を説明しながら類似の参照符号を類似の構成要素に対して付与した。図面において、構造物の寸法は本発明の明確性のために実際より拡大して示した。
第１、第２等の用語は、多様な構成要素を説明するために使用するものであって、この用語によって構成要素を限定するものではない。各用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別することを目的として使用するものである。例えば、本発明の権利範囲から逸脱することなしに、第１構成要素と第２構成要素とを置き換えて表現することも可能である。単数の表現は、文脈上、明白に相違が示されない限り、複数の表現を含む。
本出願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在することを意図するものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性を予め排除しないことを理解しなければならない。
なお、異なるものとして定義しない限り、技術的であるか科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有している。一般的に用いられる辞典に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有することと解釈すべきであり、明細書中で明確に定義していない場合には、一般的でない特殊な意味や過度に形式的な意味を表すものではない。
実施例１
図１は、実施例１による液晶表示装置１００の構成を模式的に示す平面図である。
図１に示すように、本実施例による液晶表示装置１００は、表示パネル５及び駆動部１０を含む。
表示パネル５は、アレイ基板１０１、対向基板２０１、及び液晶層を含む。互いに対向するアレイ基板１０１及び対向基板２０１がフレーム形状の密封材１０２によって接合されており、アレイ基板１０１、対向基板２０１、及び密封材１０２の内側に液晶が封入され液晶層が形成される。
図１において、地面から前方（観察者側）に前記対向基板２０１が配置されており、地面に入る方向に前記アレイ基板１０１が配置されている。
対向基板２０１は、Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板とすることができる。アレイ基板１０１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）を用いたアクティブマトリックス駆動方式で駆動される素子基板である。
また、液晶表示装置１００は、画素電極及び共通電極が全部アレイ基板１０１に形成され、アレイ基板１０１の主面にほぼ平行な方向及びほぼ垂直な方向（観察者側）にフリンジフィールドＥを発生させて液晶分子の配向を制御する、いわゆるＦＦＳ（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置である。従って、液晶表示装置１００は広帯域の視野角を有する。
アレイ基板１０１はほぼ長方形形状を有しており、図１における横方向をｘ方向、図１における縦方向をｙ方向と定義する。
図２は、図１に図示された画素の構成の一例を示す部分拡大平面図である。図３は、図２に図示された液晶表示装置１００をＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
図１〜図３に示すように、本実施例によるアレイ基板１０１は、下部基板１１０、スイッチング素子１２０、共通電極１３０、及び画素電極１５０を含む。
下部基板１１０には、複数のゲート線１１１及びゲート線１１１と電気絶縁状態で交差するように延長された複数のデータ線１１５が形成されている。
対向基板２０１によってカバーされない下部基板１１０の周辺領域５１には、図１に示すように、駆動部１０がドライバーＩＣの形態に実装されている。以下、ドライバーＩＣ１０に駆動部１０と同じ参照番号を使用する。周辺領域５１のエッジにはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３０が電気的に接続されている。
ドライバーＩＣ１０の入力側端子は、外部接続用配線３５によってＦＰＣ３０と接続されている。
図４〜図６は、図１〜図３に図示されたアレイ基板１０１の製造方法を示す工程図である。
図１〜図６に示すように、アレイ基板１０１の製造のために、まず、ガラスまたはプラスティックからなる下部基板１１０上に、導電膜をスパッタリング等の方法で蒸着した後、マスクを用いた写真エッチング工程でパターニングして、図４に示すように、ｘ方向に延長された複数のゲート線１１１、ゲート電極１２１、ゲートパッド１１２、及び共通信号線１３７を形成する。
各ゲート線１１１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びチタン（Ｔｉ）からなる３層構造を有し、一側端部がドライバーＩＣ１０の出力側端子に電気的に接続されている。ゲート電極１２１は、ゲート線１１１から線幅方向に突出して形成される。
ゲート線１１１は、画像が表示される表示領域ＤＡの外側からｙ方向に延長される第１配線１１３と第１配線１１３からｘ方向に延長され表示領域ＤＡに配置される第２配線１１４を含むように構成できる。
表示領域ＤＡは画像が表示される領域であって、液晶層１０５を制御する単位セルである画像領域ＰＡを含み、対向基板２０１より小さい面積で構成される。画素領域ＰＡは、後述する画素電極１５０が配置される領域であって、液晶層１０５が独立して制御される個別領域単位として定義される。
アレイ基板１０１は、ゲート絶縁膜１４１、第１絶縁層１４３、第２絶縁層１４５、及び第１配向膜１７０を更に含む。
ゲート線１１１を形成した後、約１５００Å〜５０００Å厚みのゲート絶縁膜１４１、約５００Å〜２０００Å厚みの真性非晶質珪素層（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）及び約３００Å〜６００Å厚みの不純物非晶質珪素層（ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）の三層膜を連続して積層するように形成する。
ゲート絶縁膜１４１は、窒化珪素又は酸化珪素などの絶縁物で構成することができる。ゲート絶縁膜１４１は、ゲート線１１１が形成された下部基板１１０の表示領域ＤＡに形成され、ゲート線１１１と後述するデータ線１１５を電気的に絶縁させる。
不純物非晶質珪素層及び真性非晶質珪素層を写真エッチング工程によってパターニングして、図５に示すように、ゲート絶縁膜１４１上に島形態にパターニングされた不純物非晶質珪素層及び真性非晶質珪素層を有するチャンネル層１２２を形成する。
次に、ゲート絶縁膜１４１上に導電膜をスパッタリングなどの方法で約１５００Å〜５０００Å厚みに蒸着した後、ドライまたはウェットエッチング工程でパターニングして、図６に示すように、ｙ方向に延長された複数のデータ線１１５、ソース電極１２３、ドレイン電極１２５、及びデータパッド１１６を形成する。
各データ線１１５はゲート線１１１と電気的に絶縁されており、ｙ方向に延長されてゲート線１１１の第２配線１１４と交差する。各データ線１１５はｘ方向に適切な間隔で離間している。データ線１１５の一側端部は、ドライバーＩＣ１０の出力側端子に電気的に接続されている。
ソース電極１２３は、データ線１１５からほぼｘ方向に突出されチャンネル層１２２上に配置される。ドレイン電極１２５は、データ線１１５及びソース電極１２３の形成時に共にゲート絶縁膜１４１上に形成され、一側端部がチャンネル層１２２上にソース電極１２３と向き合うように配置される。
続いて、データ線１１５及びドレイン電極１２５で覆われずに露出した不純物非晶質珪素層の一部を除去して、その下の真性非晶質珪素層を露出させる。露出された真性非晶質珪素層の表面を安定化させるために酸素プラズマ工程を連続して実施することが好ましい。
前述した工程によってスイッチング素子１２０が形成される。スイッチング素子１２０は、ゲート電極１２１、チャンネル層１２２、ソース電極１２３、及びドレイン電極１２５を含むように構成できる。従って、スイッチング素子１２０は、ゲート線１１１とデータ線１１５が交差する領域の近傍に形成されている。
ゲート線１１１を通じてゲート電極１２１にゲート制御信号が印加されると、データ線１１５を通じてソース電極１２３に印加されたデータ信号がドレイン電極１２５に印加される。
この後、図２及び図３に示すように、データ線１１５が形成された表示領域ＤＡの全面に第１絶縁層１４３を蒸着する。第１絶縁層１４３は、ゲート絶縁膜１４１のように無機物からなり、約２０００Å〜４０００Åの厚さで形成することができる。第１絶縁層１４３には、ドレイン電極１２５の一部を露出させるコンタクトホール１４４が形成されている。
この際、ゲートパッド１１２上の第１絶縁層１４３及びゲート絶縁膜１４１にコンタクトホールを共に形成し、データパッド１１６上の第１絶縁層１４３にコンタクトホールを共に形成する。
図７は、図２に図示された共通電極１３０の第１スリット１３１を示す部分拡大平面図である。図８は、図７に図示された液晶表示装置１００をＩＩ−ＩＩ’線に沿って切断した断面図である。
以後、図６及び図７に示すように、第１絶縁層１４３上にＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明な導電物質を蒸着して、マスクを用いた写真エッチング工程でエッチングして共通電極１３０を形成する。共通電極１３０は、データ線１１５が形成された下部基板１１０上の表示領域ＤＡに全面的に形成することができる。
共通電極１３０のデータ線１１５の上部に対応する位置には、複数の第１スリット１３１を形成することができ、共通電極１３０のゲート線１１１の上部に対応する位置にもスリットが形成することができる。
データ線１１５は、その線幅を約４．５μｍ〜６．０μｍとすることができ、第１スリット１３１は、図８に示すように、データ線１１５の線幅より若干大きく形成することができ、またはほぼ同一の幅で構成することもでき、若干小さく幅で形成することも可能である。複数の第１スリット１３１はデータ線１５の延長方向に配列することができる。
第１スリット１３１を形成するための写真−エッチング工程で使用されるマスクは、第１スリット１３１に対応する位置に光透過部又は光遮断部を有するものを用いることができる。これと異なり、マスクを用いた工程より解像度がより高い工程、例えば、レーザー露光法等を使用することもできる。
共通電極１３０は、共通信号線１３７の端部の上部に形成されたコンタクトホールを通じて延長され共通信号１３７に電気的に接続される。共通信号線１３７は、ドライバーＩＣ１０のＣＯＭ端子と電気的に接続されている。データ線１１５は、データパッド１６に形成されたコンタクトホールを通じてデータパッド１１６に接続される。
データ線１１５とデータ線１１５の上部に配置された共通電極１３０とによって寄生容量が構成される場合、データ線１１５に印加されるデータ信号がこのような寄生容量によって歪曲され、ドライバーＩＣ１０の消費電力を増加させる。
本発明のよる液晶表示装置１００では、データ線１１５の上部の共通電極１３０には、前述したように、複数の第１スリット１３１が形成されている。従って、本発明では、導電性を有する共通電極１３０がデータ線１１５の上部に位置して除去されており、前述したような寄生容量を大幅に減少させることができる。
第１スリット１３１は、図２に示すように、ｙ方向に周期的に形成され、第１スリット１３１の間の共通電極１３０は、画素領域ＰＡに配置された共通電極１３０を接続する連結橋１３２となる。
連結橋１３２は、後述する画素電極１５０とデータ線１１５との間に電気力線が形成されることを遮断し、データ信号が歪曲することを抑制する。
第１スリット１３１の個数及びデータ線１１５の延長方向への長さを調節して、データ線１１５の上部における共通電極１３０の開口程度を選択できる。
以後、図３及び図８に示すように、共通電極１３０が形成された下部基板１１０上に第１絶縁層１４３と同じ材料で第２絶縁層１４５を形成し、第２絶縁層１４５及び第１絶縁層１４３にドレイン電極１２５の一部を露出させるコンタクトホール１４４を形成する。第２絶縁層１４５は、共通電極１３０が形成された表示領域ＤＡに全面的に形成することができる。
本実施例において、第１絶縁層１４３及び第２絶縁層１４５は、ほぼ２０００Å〜４０００Å程度の厚みを有する無機物膜であって、ほぼ３μｍ〜４μｍ程度の厚みを有する有機膜に対して厚みが小さく、別途に有機膜を形成する必要がなくて、製造工程がより簡単である。
次に、図３及び図８に示すように、第２絶縁層１４５上に共通電極１３０と同様に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明な導電物質を蒸着して、マスクを用いた写真エッチング工程でエッチングして、画素領域ＰＡに画素電極１５０を形成する。画素電極１５０は、第１絶縁層１４３及び第２絶縁層１４５に形成されたコンタクトホール１４４を通じてドレイン電極１２５に接続される。
共通電極１３０は、図２、図７、及び図８に示すように、データ線１１５及びゲート線１１１とオーバーラップされないように形成されている。
画素電極１５０には、図２、図３、及び図８に示すように、複数の第２スリット１５１が形成されている。第２スリット１５１は、データ線１１５の延長方向と実質的に平行に延長されている。第２スリット１５１は、ゲート線１１１及びデータ線１１５と交差する方向に延長することもできる。
第２スリット１５１によって、画素電極１５０と共通電極１３０との間にフリンジフィールドＥと呼ばれる電場が図３に示すような形態に形成される。即ち、画素電極１５０と共通電極１３０に互いに異なる極性の電圧が印加されると、第２スリット１５１を通じて画素電極１５０から共通電極１３０に電気力線が形成される。電気力線は、アレイ基板１０１と実質的に平行な水平成分及びアレイ基板１０１に実質的に垂直な垂直成分を有する。
この後、画素電極１５０が形成された基板上に、図３及び図８に示すように、ポリイミドなどからなる第１配向膜１７０を形成する。第１配向膜１７０は、画素電極１５０が形成された表示領域ＤＡに全面的に形成される。第１配向膜１７０は、液晶層１０５を初期配向させる。
対向基板２０１は、上部基板２１０、光遮断パターン２３０、カラーフィルタ２５０、オーバーコーティング層２６０、及び第２配向膜２７０を含む構成とすることができる。
上部基板２１０は下部基板１１０と対向し、下部基板１１０と同じ材質、例えば、ガラスまたはプラスティックで形成することができる。
光遮断パターン２３０は、スイッチング素子１２０、ゲート線１１１、及びデータ線１１５に対応するように上部基板２１０に形成される。光遮断パターン２３０は有機物またはクロムを含む金属性物質で構成することができる。
カラーフィルタ２５０は、光遮断パターン２３０によって区画され画素領域ＰＡに対応する上部基板２１０に配置される。カラーフィルタ２５０は、前述したように、赤色Ｒ、緑色Ｇ、及び青色Ｂカラーフィルタ２５０のうちいずれか１つとすることができる。
オーバーコーティング層２６０は、カラーフィルタ２５０及び光遮断パターン２３０を覆って平坦化する。
第２配向膜２７０は、オーバーコーティング層２６０上に形成される。
本発明は、ＦＦＳモードのアレイ基板１０１において、共通電極１３０にデータ線１１５の上部に第１スリット１３１が形成されたことを１つの技術的特徴として有する。従って、本発明でアレイ基板１０１の製造方法を中心として前述のように説明し、その他の部分については省略する。
一般的に画素領域ＰＡの開口率が増加されることが好ましい。開口率は、液晶に対する制御が可能な領域が増加するほど増加する。画素領域ＰＡの開口率を増加するためには、画素領域ＰＡのエッジでも画素電極１５０と共通電極１３０との間に正常なフリンジフィールドが形成されることが好ましい。従って、開口率を向上させるためには、データ線１１５の上部にも共通電極１３０を形成することが好ましい。
しかし、前述したように、データ線１１５の上部の共通電極１３０は、寄生容量を増加させてクロストーク及び消費電流が増加する要因となる。
本発明では、データ線１１５の上部の共通電極１３０に複数の第１スリット１３１を形成している。従って、データ線１１５の上部の共通電極１３０が完全に開口されておらず、また完全にオーバーラップされた状態でもない中間状態を形成する。これにより、データ線１１５と共通電極１３０との間に発生する寄生容量を減少させてクロストークの発生を抑制し、消費電流を減少させながらも開口率を向上させるという効果がある。
第１スリット１３１の個数及び線幅を調節して、開口率向上と寄生容量の減少という目標間にトレードオフ関係で適切な妥協点を探すことができる。
一方、第１スリット１３１によって形成された共通電極１３０のエッジとデータ線１１５との間に、フリンジフィールドが形成されるが、これによる側面の光漏れの増加及び透過率の減少は殆どないことがわかる。具体的に、以下、図９及び図１０を参照して光漏れの増加及び透過率減少が殆どないことを説明する。
図９は、共通電極１３０にスリットを形成しない液晶表示装置の側面の光漏れをシミュレーションした視野角−輝度グラフである。図１０は、実施例１による液晶表示装置１００の側面の光漏れをシミュレーションした視野角−輝度グラフである。
図９及び図１０において、円形のグラフで円周に沿って表示パネルの観察方向が角度で表示されている。円の中心から半径方向に沿って離れるほど、表示パネルの法線方向となす視野角が増加するように表示されている。また、図９及び図１０で等高線は同じ輝度を有する位置を連結した線であり、円の中心から離れるほど輝度が減少するように示している。
表示パネルをブラック状態に維持し、視野角を増加させ、表示パネルのブラック状態をシミュレーションし、図９及び図１０のシミュレーション結果を得ることができる。
ＦＦＳ方式で駆動される表示パネルにおいて、図９に示すように、データ線１１５の上部の共通電極１３０にスリットを形成しない場合と、図１０に図示されたようにデータ線１１５の上部の共通電極１３０にスリットを形成した場合を比較すると、視野角が増加するほどブラック状態の輝度が増加するが、２つの場合の視野角特性が殆ど類似なことがわかる。
また、同じ位置で輝度特性が殆ど同じであることがわかる。
即ち、本発明のように共通電極１３０に第１スリット１３１を形成しても、光漏れが増加するか、透過率が減少されないことがわかる。
実施例２
図１１は、実施例２による液晶表示装置４００のスイッチング素子４２０の構造の一例を示す断面図である、図１２は、図１１に図示された液晶表示装置４００のデータ線４１５の上部の共通電極４３０に形成されたスリットを示す断面図である。
図１１及び図１２に示すように、本実施例によるアレイ基板４０１は、共通電極４３０が画素電極４５０の上部に配置されており、第１実施例において画素電極に形成されていた第２スリットが省略され、共通電極４３０に第２スリット４３５が形成されたことを除いては、図１〜図７で説明されたアレイ基板１０１と実質的に同じである。従って、対応する要素については対応する参照符号を付与し、重複する説明は省略する。
また、本実施例によるアレイ基板の製造方法は、画素電極４５０が共通電極４３０より先に形成されることを除いては、図４〜図６で説明したアレイ基板の製造方法と実質的に同じである。従って、重複する説明は省略する。
本実施例によるアレイ基板及びその製造方法において、スイッチング素子４２０のドレイン電極４２５の一部を露出させるコンタクトホールが形成された第１絶縁層４４３を形成した後、第１絶縁層４４３上の画素領域ＰＡに透明な導電物質を蒸着し、写真−エッチング工程を通じて画素電極４５０を形成する。画素電極４５０は、コンタクトホールを通じてドレイン電極４２５に接続される。画素電極４５０にはスリットが形成されず、面形態に形成される。
この後、画素電極４５０上に無機物材料で第２絶縁層４４５を形成する。
第２絶縁層４４５上に表示領域ＤＡに対応して画素電極４５０と同じ材料で共通電極４３０を形成する。
共通電極４３０にはデータ線の上部に位置して第１スリット４３１が形成される。第１スリット４３１は、データ線の延長方向に複数個を周期的に形成することができる。第１スリット４３１は、互いに隣り合う画素電極４５０のエッジ間に形成される。画素領域ＰＡに配置された共通電極４３０には、データ線と平行な方向に複数の第２スリット４３５が形成されている。第２スリット４３５の形状は、実施例１で説明された第２スリット１５１と実質的に同じである。従って、これ以上の説明は省略する。
共通電極４３０上に第１配向膜４７０が形成される。
本実施例による液晶表示装置４００は、表示パネル及び駆動部を含む。
液晶表示装置４００は、図１１及び図１２で説明されたアレイ基板４０１を含むことを除いては、図１〜図７で説明された液晶表示装置１００と実質的に同じである。従って、対応する要素に対しては対応する参照番号を付与し、重複された説明は省略する。
本実施例によると、共通電極４３０とデータ線４１５との間隔が実施例１より増加する。従って、共通電極４３０とデータ線４１５との間の垂直方向の寄生容量がより減少することができる。
実施例３
図１３は、実施例３によるアレイ基板７０１の平面図である。
図１３に示すように、本実施例によるアレイ基板７０１及びその製造方法は、共通電極７３０に形成された第１スリット７３１が、１つの画素領域に対応してデータ線７１５の線幅とほぼ同一の幅で１つを形成していることを除いては、図１〜図７で説明したアレイ基板１０１及び図４〜図６で説明したアレイ基板の製造方法と実質的に同じである。従って、対応する要素に対しては対応する参照番号を付与し、重複する説明は省略する。
本実施例のアレイ基板７０１及びその製造方法において、共通電極７３０には、データ線７１５の上部に対応する位置に第１スリット７３１が形成される。第１スリット７３１はデータ線７１５の長手方向に延長され、周期的に形成されている。第１スリット７３１は、画素領域に対応するデータ線７１５の上部に１つが形成されており、データ線７１５の線幅とほぼ同一であるか、または若干大きいか小さい線幅で形成することができる。
本実施例による液晶表示装置は、表示パネル及び駆動部を含む。
この実施例の液晶表示装置は、図１３で説明されたアレイ基板７０１を有することを除いては図１〜図７で説明された液晶表示装置１００と実質的に同じである。従って、対応する要素については対応する参照番号を付与して、重複する説明は省略する。
本実施例によると、共通電極７３０がデータ線７１５と近接するように配置されているが、データ線７１５の上部に位置する共通電極７３０を完全に開口させて垂直方向寄生容量を実施例１より減少させることができる。
本発明の実施例によるアレイ基板及びこれを有する液晶表示装置によると、クロストークのような画質不良を減少させ、消費電力を減少させ、開口率減少を防止することができる。従って、本発明は、液晶表示装置の画質を向上させる技術分野に適用することができる。
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、特徴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。
１０ ドライブＩＣ
３０ ＦＰＣ
１００ 表示装置
１０１ アレイ基板
１０５ 液晶層
１１０ 下部基板
１１１ ゲート線
１１５ データ線
１２０ スイッチング素子
１２１ ゲート電極
１２３ ソース電極
１２５ ドレイン電極
１３０ 共通電極
１３１ 第１スリット
１４１ ゲート絶縁膜
１４３ 第１絶縁層
１４４ コンタクトホール
１４５ 第２絶縁層
１５０ 画素電極
１５１ 第２スリット
１７０ 第１配向膜
２０１ 対向基板
２１０ 上部基板
２３０ 光遮断パターン
２５０ カラーフィルタ
２６０ オーバーコーティング層
２７０ 第２配向膜
ＰＡ 画素領域

Claims (4)

  1. ゲート線と、前記ゲート線と電気的に絶縁状態で交差するように延長されたデータ線とが形成された基板と、
    前記ゲート線及び前記データ線に接続されたスイッチング素子と、
    前記基板上に定義された画素領域に形成され、前記スイッチング素子の出力電極に接続された画素電極と、
    前記データ線が形成された基板上に前記画素電極と絶縁されるように形成され、前記データ線の上部に対応する位置に前記データ線の延長方向に前記画素領域１つについて複数個配列された第１スリットと、異なる前記画素領域同士を接続する連結橋とが形成された共通電極と、
    を含み、
    前記画素電極は、前記共通電極の上部に形成され、複数の第２スリットを含み、前記共通電極は、前記第２スリットとオーバーラップされるように前記画素領域を覆い、
    前記第１スリットが寄生容量を減少させ、前記連結橋が開口率を向上させることによって、開口率向上と寄生容量の減少とはトレードオフ関係であるにも関わらず、寄生容量を減少させてクロストークの発生を抑制し、消費電流を減少させながら開口率を向上させることを特徴とするアレイ基板。
  2. 前記第１スリットは、互いに隣り合う前記画素電極のエッジ間に形成されることを特徴とする請求項１記載のアレイ基板。
  3. 前記データ線及び前記共通電極の間に形成され、前記画素電極と接続される前記出力電極の一部を露出させる第１コンタクトホールが形成された第１絶縁層と、
    前記共通電極と前記画素電極との間に形成され、前記第１コンタクトホールに接続される第２コンタクトホールが形成された第２絶縁層と、
    を更に含むことを特徴とする請求項２記載のアレイ基板。
  4. 前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層は、無機物膜を含むことを特徴とする請求項３記載のアレイ基板。
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