KR0144951B1

KR0144951B1 - Liquid crystal display elements

Info

Publication number: KR0144951B1
Application number: KR1019940016553A
Authority: KR
Inventors: 노부유끼 야마무라; 장인식
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-07-09
Filing date: 1994-07-09
Publication date: 1998-07-15

Abstract

시야각을 개선시킬 수 있는 전극 구조를 갖는 액정 표시 소자가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 부가 용량 방식 액정 표시 소자에는 그물 구조 또는 사다리 구조의 화소 용량부를 갖는 주사 전극이 형성되어 있으며, 축적 용량 방식의 액정 표시 소자에는 트랜지스터의 게이트들과 결합되어 주사 신호가 전달되는 주사 전극외에 그물 구조 또는 사다리 구조의 화소 용량부를 갖는 축적 용량 전극이 형성되어 있다. 이와 같은 화소 용량부는 액정의 산란 효과를 증대시키게 되어 시야각의 범위를 증대시키는 효과를 나타낸다.A liquid crystal display device having an electrode structure capable of improving the viewing angle is disclosed. In the additional capacitance type liquid crystal display device according to the present invention, a scan electrode having a pixel capacitor part having a mesh structure or a ladder structure is formed, and in the storage capacitor type liquid crystal display device, a scan electrode coupled with gates of a transistor to transmit a scan signal In addition, a storage capacitor electrode having a pixel capacitor portion having a mesh structure or a ladder structure is formed. Such a pixel capacitor portion increases the scattering effect of the liquid crystal, thereby increasing the range of the viewing angle.

Description

Liquid crystal display element

제1도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조의 제1예를 나타낸다.1 shows a first example of the scan electrode structure employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조의 제2예를 나타낸다.2 shows a second example of the scan electrode structure employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조의 제3예를 나타낸다.3 shows a third example of the scan electrode structure employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조의 제1예를 나타낸다.4 shows a first example of the structure of the scan electrode and the storage capacitor electrode employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제5도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조의 제2예를 나타낸다.5 shows a second example of the structure of the scan electrode and the storage capacitor electrode employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제6도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조의 제3예를 나타낸다.6 shows a third example of the structure of the scan electrode and the storage capacitor electrode employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제7도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극의 제4예를 나타낸다.7 shows a fourth example of the scan electrode employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제8도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 소자의 평면도이다.8 is a plan view of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로, 특히 TFT LCD(Thin Film Transistor Lipuid Crystal Display)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to liquid crystal display devices, and more particularly to TFT LCD (Thin Film Transistor Lipuid Crystal Display).

액정 표시 소자는 비발광성 매트릭스 표시 소자의 하나로서, 각 화소를 구동하기 위하여 다수의 전극들이 매트릭스로 배열되어 있으며, 각 화소는 해당 트랜지스터의 온/오프 동작에 의하여 영상 데이타를 표시하게 된다. 그런데, 액정 표시 소자에서, 주사 전극들(또는, 게이트 전극이라 불리운다), 데이타 전극들 및 트랜지스터들이 형성된 부위들은 빛의 경로를 차단하기 때문에, 개구율이 매우 낮아(대략 35%∼55%), 원하고자 하는 휘도를 얻기 위해서는 소비 전력이 증가되는 문제점이 있다. 또한, 액정 패널을 통과한 빛의 경로가 소정 범위로 제한되기 때문에, 시야각의 범위가 제한되는 문제점이 있다.The liquid crystal display device is one of non-emission matrix display devices, and a plurality of electrodes are arranged in a matrix to drive each pixel, and each pixel displays image data by an on / off operation of a corresponding transistor. By the way, in the liquid crystal display device, the scan electrodes (or gate electrodes), the data electrodes and the regions where the transistors are formed block the light path, so that the aperture ratio is very low (approximately 35% to 55%). In order to obtain the desired luminance, power consumption is increased. In addition, since the path of light passing through the liquid crystal panel is limited to a predetermined range, there is a problem that the range of the viewing angle is limited.

따라서, 본 발명의 목적은 개구율을 증가시킴과 동시에 시야각의 범위를 증가시킬 수 있는 액정 표시 소자를 제공한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of increasing the aperture ratio and increasing the range of the viewing angle.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 한 유형에 따른 액정 표시 소자는 각각 투명한 도전 물질로 구성되고 주사 라인 방향으로 연장되어 있으며, 화소 용량부들 및 연결부들을 포함하는 것으로, 화소 용량부는 각 화소마다 그물 구조로 형성되어 있고, 연결부는 인접된 2개의 화소 용량부를 결합시키는데 적어도 2개의 신호 경로를 제공하게 되는 다수의 주사 전극들을 구비하며, 상기 화소 용량부가 인접 주사 라인에 대한 부가 용량 전극으로 사용되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to one type of the present invention is composed of a transparent conductive material and extends in the scanning line direction, and includes pixel capacitor parts and connection parts, and the pixel capacitor part has a mesh structure for each pixel. And a connection portion having a plurality of scan electrodes which provide at least two signal paths for coupling two adjacent pixel capacitors, wherein the pixel capacitor portion is used as an additional capacitance electrode for an adjacent scan line. It is done.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 유형에 따른 액정 표시 소자는 각각 투명한 도전 물질로 구성되고 주사 라인 방향으로 연장되어 있으며, 화소 용량부들 및 연결부들을 포함하는 것으로, 화소 용량부는 각 화소마다 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 형성되어 있고, 연결부는 인접된 2개의 화소 용량부를 결합시키는데 적어도 2개의 신호 경로를 제공하게 되는 다수의 제1 주사 전극들; 각각 상기 제1 주사 전극의 구성 물질보다 내열성이 강하고 저항이 낮은 물질로 구성되며 상기 제1 주사 전극들상에 선택적으로 형성되는 것으로, 제1 주사 전극의 연결부들 및 그에 인접된 화소 용량부들의 일부에 위치하는 다수의 제2 주사 전극들; 각각 소정 절연층을 개재하여 상기 제1 및 제2 주사 전극들의 상부에 형성되어 있고, 상기 제1 주사 전극의 진행 방향에 수직인 방향으로 연장되어 있는 다수의 데이타 전극들; 각각 상기 제1 주사 전극의 화소 용량부의 상부에 소정 절연층을 개재하여 형성되어 있는 다수의 화소 전극들; 및 각각 소오스가 해당 화소 전극에 결합되고 드레인이 해당 데이타 전극에 결합되며. 상기 제1 및 제2 주사 전극으로 구성되는 게이트를 갖는 다수의 트랜지스터들을 구비하며, 상기 제1 주사 전극의 화소 용량부가 부가 용량 전극으로 사용되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to another type of the present invention is each composed of a transparent conductive material and extend in the scanning line direction, and includes pixel capacitors and connecting portions, the pixel capacitors being net for each pixel. A plurality of first scan electrodes formed of any one of a structure and a ladder structure, wherein the connection portion provides at least two signal paths for coupling two adjacent pixel capacitors; Each of the first scan electrodes is formed of a material having a higher heat resistance and a lower resistance than the material of the first scan electrode, and is selectively formed on the first scan electrodes. A plurality of second scan electrodes positioned at; A plurality of data electrodes formed on the first and second scan electrodes, respectively, via a predetermined insulating layer and extending in a direction perpendicular to a traveling direction of the first scan electrode; A plurality of pixel electrodes formed on the pixel capacitor of the first scan electrode with a predetermined insulating layer interposed therebetween; And each source is coupled to a corresponding pixel electrode and a drain is coupled to a corresponding data electrode. And a plurality of transistors having gates formed of the first and second scan electrodes, wherein the pixel capacitor portion of the first scan electrode is used as an additional capacitance electrode.

실시예에 있어서, 상기 제1 주사 전극은 인디움 틴 옥사이드 (ITO;Indium Tim Oxide)로 구성되고, 상기 제2 주사 전극은 고융점 금속으로 구성된다.In example embodiments, the first scan electrode may be made of indium timing oxide (ITO), and the second scan electrode may be made of a high melting point metal.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 유형에 따른 액정 표시 소자는 각각 주사 라인 방향으로 연장되어 있는 다수의 주사전극들; 및 각각 주사 라인 방향으로 연장되어 있고, 상기 주사 전극과 전기적으로 절연되어 있으며 투명한 도전 물질로 형성되고 화소마다 형성되어 있는 다수의 화소 용량부를 포함하는 것으로, 화소 용량부는 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 형성되는 다수의 축적용량 전극들을 구비한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to another type of the present invention comprises a plurality of scan electrodes each extending in the scan line direction; And a plurality of pixel capacitors each extending in a scan line direction, electrically insulated from the scan electrode, and formed of a transparent conductive material and formed for each pixel, wherein the pixel capacitors are selected from a mesh structure and a ladder structure. A plurality of storage capacitor electrodes are formed as one.

이어서, 첨부한 도면들을 이용하여 본 발명에 관하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.Next, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제1도 내지 제7도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극 구조 또는 축적 용량 전극 구조의 실시예들을 나타내는 것으로, 제1도 내지 제3도 및 제7도는 특히 부가 용량 방식에 따른 주사 전극의 구조를 나타내고 있으며, 제4도 내지 제6도는 축적 용량 방식에 따른 주사 전극 및 축적 용량 전극 구조를 나타내고 있다.1 to 7 illustrate embodiments of the scan electrode structure or the storage capacitor electrode structure employed in the liquid crystal display device according to the present invention, and FIGS. 1 to 3 and 7 illustrate the scanning according to the additional capacitance method. The structure of the electrode is shown, and FIGS. 4 to 6 show the structure of the scan electrode and the storage capacitor according to the storage capacitor method.

먼저, 제1도를 참조하면, 주사 전극은 다수의 화소 용량부들(101) 및 다수의 연결부들(102, 103)을 포함하여 구성되어 있다. 화소용량부(101)는 프리틸트(pretilt)를 제어하기 위하여 그물 구조를 가지며, 해당 화소 전반에 걸쳐 형성되어 있으며, ITO(Indium Tim Oxide)와 같은 투명한 도전 물질로 구성되어 있다. 연결부(102, 103)는 인접한 2개의 화소 용량부(101)들을 연결하는 것으로서, 적어도 2개 이상의 신호 경로를 제공한다. 즉, 화소 용량부(101)들 사이에는 적으도 2개 이상의 연결부들(102, 103)이 존재한다.First, referring to FIG. 1, the scan electrode includes a plurality of pixel capacitor parts 101 and a plurality of connection parts 102 and 103. The pixel capacitor 101 has a net structure for controlling pretilt, is formed over the corresponding pixel, and is made of a transparent conductive material such as indium timing oxide (ITO). The connecting units 102 and 103 connect two adjacent pixel capacitors 101 and provide at least two signal paths. That is, at least two connection parts 102 and 103 exist between the pixel capacitor parts 101.

제2도에 도시된 주사 전극에 있어서, 화소 용량부(104)는 제1도에서와는 달리, 사다리 구조를 갖고 있다. 제3도에 도시된 주사전극에 있어서, 화소 용량부는 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 구성되어 있다.In the scan electrode shown in FIG. 2, the pixel capacitor 104 has a ladder structure, unlike in FIG. In the scanning electrode shown in FIG. 3, the pixel capacitor portion is composed of any one selected from a mesh structure and a ladder structure.

제4도에 있어서, 트랜지스터들의 게이트들로 작용하게 되는 주사전극(100)은 주사 라인 방향으로 연장되어 있으며, 축적 용량 전극은 그물 구조를 갖는 화소 용량부(201)와 연결부(202)를 포함하여 구성되어 있다. 축적 용량 전극은 개구율을 증가시키기 위하여 ITO와 같은 투명한 도전 물질로 형성된다. 제5도에 있어서, 축적 용량 전극의 화소 용량부(203)는 사다리 구조를 가지며, 제6도에 도시된 축적 용량 전극의 화소 용량부는 그물 구조와 사다리 구조중 미리 정해진 규칙에 따라 선택된 어느 하나로 구성된다.In FIG. 4, the scan electrode 100 serving as the gates of the transistors extends in the scan line direction, and the storage capacitor electrode includes a pixel capacitor 201 and a connection 202 having a mesh structure. Consists of. The storage capacitor electrode is formed of a transparent conductive material such as ITO to increase the aperture ratio. In FIG. 5, the pixel capacitor portion 203 of the storage capacitor electrode has a ladder structure, and the pixel capacitor portion of the storage capacitor electrode shown in FIG. 6 is composed of any one selected from a mesh structure and a ladder structure according to a predetermined rule. do.

제4도는 내지 제6도에 있어서, 주사 전극(100)은 게이트 지연에 따른 화질의 저하를 방지하기 위하여, ITO/고융점 금속의 다층 구조를 갖도록 할 수 있다. 이 경우에, 주사 전극(100)의 ITO층은 축적 용량 전극과 동일한 공정 단계에서 형성하도록 한 후, 그 상부에 Cr, W, Ta와 같은 고융점 금속층을 증착한 후 이를 패터닝한다.4 to 6, the scan electrode 100 may have a multilayer structure of ITO / high melting point metal in order to prevent deterioration of image quality due to gate delay. In this case, the ITO layer of the scan electrode 100 is formed in the same process step as the storage capacitor electrode, and then a high melting metal layer such as Cr, W, Ta is deposited on the patterned electrode.

제7도는 본 발명에 따른 액정 표시 소자에 채용되는 주사 전극의 제4예를 나타낸 것이다.7 shows a fourth example of a scan electrode employed in the liquid crystal display element according to the present invention.

제7도에서, 주사 전극은 화소 용량부들 및 연결부들을 포함하여 구성되는 것으로서, 화소 용량부는 그물 구조 및 사다리 구조중 선택된 어느 하나로 구성되어 있다. 또한 화소 용량부 및 연결부들중에는 게이티 지연에 의한 화질의 저하를 방지하기 위하여, 즉 저항을 낮추기 위하여, 고융점 금속(301)이 선택적으로 형성되어 있다. 여기서, 고융점 금속은 일반적으로 불투명하기 때문에 개구율을 낮아지지 않도록 화소 용량부의 가장자리 및 연결부들의 상부에만 형성하는 것이 바람직하다.In FIG. 7, the scan electrode includes pixel capacitors and connecting portions, and the pixel capacitor includes one of a mesh structure and a ladder structure. In addition, a high melting point metal 301 is selectively formed in the pixel capacitor and the connection to prevent deterioration of image quality due to a gate delay, that is, to lower resistance. Here, since the high melting point metal is generally opaque, it is preferable to form only the edges of the pixel capacitors and the upper portions of the connection portions so as not to lower the aperture ratio.

이와 마찬가지로, 제1도 및 제2도에 도시되어 있는 투명한 주사 전극의 상부에 선택적으로 고융점 금속층을 형성하도록 하는 것이 가능하다.Similarly, it is possible to selectively form a high melting point metal layer on top of the transparent scan electrodes shown in FIGS. 1 and 2.

제8도에 있어서, 주사 전극으로서 500Å∼2000Å 두께의 ITO를 증착한 후 패터닝하여 그물 구조 및 사다리 구조를 갖는 화소 용량부 및 연결부를 형성한다. 여기서, 그물 구조 및 사다리 구조의 ITO전극은 그 형상에 기인한 단차에 의하여 프리틸트가 제어되는 것으로, 액정에 의한 산란 효과가 개선되어 시야각의 범위가 증대된다.In Fig. 8, ITO having a thickness of 500 mV to 2000 mV is deposited as a scan electrode and then patterned to form a pixel capacitor portion and a connecting portion having a mesh structure and a ladder structure. Here, the pre-tilt is controlled by the step due to the shape of the mesh structure and the ladder structure, and the scattering effect by the liquid crystal is improved, and the range of the viewing angle is increased.

그런다음, Cr, W, Ta와 같은 고융점 금속을 증착하고 패터닝하되, 패터닝된 고융점 금속이 화소 용량부의 가장자리 및 연결부의 상부에 위치하도록 한다. 그런 다음, 절연층으로서 전면상에 실리콘 나이트라이드(SiNx)층을 형성한다. 이어서, 아모포스 실리콘층 및 n+ 실리콘층을 순차적으로 형성한 후 패터닝하여, 트랜지스터 형성을 위한 액티브 영역(402) 및 절연부(401)를 형성한다. 액티브 영역(402)은 트랜지스터의 소오스/드레인 영역 및 채널이 형성되는 부위가 되며, 절연부(401)는 주사 전극과 데이타 전극 사이의 절연성을 증가시키는 작용을 하는 것으로, 주사 전극중 연결부(102, 103)의 상부에 위치하게 된다.Then, a high melting point metal such as Cr, W, Ta is deposited and patterned, so that the patterned high melting point metal is positioned on the edge of the pixel capacitor and the top of the connection. Then, a silicon nitride (SiNx) layer is formed on the entire surface as the insulating layer. Subsequently, an amorphous silicon layer and an n + silicon layer are sequentially formed and then patterned to form an active region 402 and an insulating portion 401 for forming a transistor. The active region 402 becomes a region where the source / drain regions and the channel of the transistor are formed, and the insulating portion 401 serves to increase the insulation between the scan electrode and the data electrode. It is located at the top of 103.

이어서, ITO를 증착하고 패터닝하여 화소 전극(406)을 형성한다. 그런 다음, Cr, Ti, Al/Cr, Al/Ti와 같은 금속을 증착시키고 패터닝하여 소오스 전극(403) 및 데이타 전극(405)을 형성한다. 여기서, 데이타 전극은 주사 전극의 진행 방향과 수직인 방향으로 연정되며, 드레인 전극(404) 형성을 위한 돌출 부위를 포함하고 있으며, 소오스 전극(403)은 화소 전극(406)에 결합된다.Subsequently, ITO is deposited and patterned to form the pixel electrode 406. Then, metals such as Cr, Ti, Al / Cr, and Al / Ti are deposited and patterned to form the source electrode 403 and the data electrode 405. Here, the data electrode is aligned in a direction perpendicular to the traveling direction of the scan electrode, and includes a protruding portion for forming the drain electrode 404, and the source electrode 403 is coupled to the pixel electrode 406.

소오스/드레인 전극 및 데이타 전극의 형성이 완료되면, 이를 마스크로 사용하여, 트랜지스터 채널의 상부에 존재하는 n+ 실리콘을 건식 식각한다. 이어서, 전면상에 보호층으로서 SiNx 를 증착시키게 된다.When formation of the source / drain electrodes and the data electrodes is completed, this is used as a mask to dry etch the n + silicon present on top of the transistor channel. Subsequently, SiNx is deposited as a protective layer on the entire surface.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 부가 용량 방식의 액정 표시 소자에서는 주사 전극에 그물 구조 또는 사다리 구조를 갖는 화소 용량부가 포함되며, 축적 용량 방식의 액정 표시 소자에서는 축적 용량 전극에 그물 구조 또는 사다리 구조를 갖는 화소 용량부가 포함된다. 이러한 화소 용량부는 액정에 의한 산란 효과를 증대시킴으로써 시야각의 범위를 증대시키게 되는 잇점이 있다.As described above, in the liquid crystal display device of the additional capacitance type according to the present invention, a pixel capacitor having a net structure or a ladder structure is included in the scan electrode, and in the storage capacitor type liquid crystal display device, a net structure or a ladder structure is included in the storage capacitor electrode. A pixel capacitor portion having is included. Such a pixel capacitor portion has an advantage of increasing the range of the viewing angle by increasing the scattering effect by the liquid crystal.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 국한되지 아니하고, 특허 청구 범위에 기재된 범위내에서 당업자에 의하여 그 개량이나 변형이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated to the specific Example, this invention is not limited to the said Example, The improvement and the deformation | transformation are possible for those skilled in the art within the range described in a claim.

Claims

First scan electrodes each including a pixel capacitor formed in one selected from a mesh structure and a ladder structure, and a connection unit providing at least two signal paths to couple two adjacent pixel capacitors to each other; A plurality of second scan electrodes formed on the connection parts of the first scan electrode and a part of the pixel capacitor parts adjacent to the first scan electrode, each of which is made of a high melting point metal to reduce resistance of the first scan electrodes; Data electrodes formed on the first and second scan electrodes via a predetermined insulating layer and extending in a direction perpendicular to a traveling direction of the first scan electrode; A plurality of pixel electrodes formed on the pixel capacitor of the first scan electrode via a predetermined insulating layer; And a plurality of transistors whose sources and drains are respectively coupled to the corresponding pixel electrode and the data electrode, the plurality of transistors arranged in a matrix form with a gate formed of the first and second scan electrodes, wherein the pixels of the first scan electrode are provided. A liquid crystal display device characterized in that the capacitor portion is used as an additional capacitance electrode.