KR100232545B1 - A liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 액정표시소자는 유리로 이루어진 서로 평행하는 제1기판 및 제2기판과, 제1기판 안쪽에 매트릭스형상으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 제1주사선 및 신호선과, 화소영역내의 제1주사선과 신호선이 교차하는 지점에 형성된 비선형 스위칭소자인 박막트랜지스터와, 화소영역내에 형성된 화소전극과, 제1주사선과 신호선의 둘레를 따라 형성되어 제1주사선의 길이 방향을 따라 형성되어 제1주사선과 전기적으로 접속되는 제2주사선과, 제2기판 안쪽에 형성된 컬러필터층과, 컬러필터층위에 형성된 투명전극과, 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다. 제2주사선과 제2주사선은 컨택트홀을 통해 전기적으로 접속되며, 신호선을 따라 그 둘레에 형성된 제2주사선은 연결부를 통해 서로 전기적으로 접속된다.The liquid crystal display element of the present invention comprises a first substrate and a second substrate which are parallel to each other made of glass, a plurality of first scanning lines and signal lines formed in a matrix shape inside the first substrate to define pixel regions, A thin film transistor which is a nonlinear switching element formed at a point where one scanning line and a signal line cross each other, a pixel electrode formed in the pixel region, and a second scanning line formed along the length of the first scanning line and the signal line, A color filter layer formed inside the second substrate, a transparent electrode formed on the color filter layer, and a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate. The second scanning line and the second scanning line are electrically connected through a contact hole, and the second scanning lines formed around the signal line are electrically connected to each other through a connection portion.
Description
제1도는 종래 액정표시소자를 나타내는 도면으로,FIG. 1 is a view showing a conventional liquid crystal display element,
제1(a)도는 액정표시소자의 부분 평면도이고,1 (a) is a partial plan view of the liquid crystal display element,
제1(b)도는 제1(a)도의 A-A′선 단면도이며,1 (b) is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG. 1 (a)
제1(c)도는 제1(a)도의 B-B′선 단면도.1 (c) is a sectional view taken along the line B-B 'in Fig. 1 (a).
제2도는 본 발명의 실시예 1에 따른 액정표시소자를 나타내는 도면으로,FIG. 2 is a view showing a liquid crystal display element according to Embodiment 1 of the present invention,
제2(a)도는 액정표시소자의 부분평면도이고,2 (a) is a partial plan view of the liquid crystal display element,
제2(b)도는 제2(a)도의 C-C′선 단면도이며,FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line C-C 'of FIG. 2 (a)
제2(c)도는 제2(a)도의 D-D′선 단면도.Figure 2 (c) is a cross-sectional view taken along the line D-D 'in Figure 2 (a).
제3도는 본 발명의 실시예 2에 따른 액정표시소자를 나타내는 도면으로,FIG. 3 is a view showing a liquid crystal display element according to Embodiment 2 of the present invention,
제3(a)도는 액정표시소자의 부분 평면도이고,3 (a) is a partial plan view of the liquid crystal display element,
제3(b)도는 제3(a)도의 E-E′선 단면도.3 (b) is a sectional view taken along line E-E 'of FIG. 3 (a).
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
101,201 : 제1주사선 102,202 : 절연층101, 201: first scanning line 102, 202:
104,204 : 화소전극 105a,205a : 신호선104, 204: pixel electrodes 105a, 205a:
105b,205b : 소오스/드레인전극 106,206,122,222 : 보호층105b, and 205b: source / drain electrodes 106, 206, 122, and 222:
110,210 : 제2주사선 121,221 : 컬러필터층110, 210: second scanning line 121, 221: color filter layer
123,223 : 투명전극 130,230 : 컨택트홀123, 223: transparent electrode 130, 230: contact hole
131,231 : 연결부 150,250 : 제1기판131, 231: connection part 150, 250:
151,251 : 제2기판 160,260 : 액정층151, 251: second substrate 160, 260: liquid crystal layer
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 2중으로 형성된 주사선의 상층 주사선을 스토리지 커패시터용 전극으로 사용하여 캐패시턴스가 증가되고 개구율이 향상된 링타입 커패시터가 형성된 액정표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device in which a ring-shaped capacitor having increased capacitance and increased aperture ratio is formed by using an upper scan line of a doubly formed scan line as an electrode for a storage capacitor.
일반적으로 액정표시소자(LCD)로서 주로 사용되는 액티브매트릭스 액정표시소자(Active Matrix LCD)는 각 화소에 비선형 스위칭소자인 박막트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 이 TFT는 금속으로 이루어진 주사선(gate bus line) 및 신호선(data bus line)을 통해 게이트구동회로(gate driving circuit) 및 데이타구동회로(data driving circuit)에 연결되어, 상기한 게이트구동회로에서 주사선에 전압이 인가되면, TFT가 턴온되어 데이타구동회로에서 신호선에 인가되는 신호가 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어진 화소전극에 인가되어, 액정패널에 주입된 액정분자가 작동하여 원하는 화상을 얻게 된다. 그런데, 상기한 바와 같은 AMLCD에서는 액정에 인가되는 전압이 불안정하게 되어 계조표시(grey level)가 균일하게 되지 않고 화면이 깜박거리는 현상이 발생하였다.In an active matrix liquid crystal display device (Active Matrix LCD), which is generally used as a liquid crystal display device (LCD), a thin film transistor (TFT) which is a nonlinear switching device is formed in each pixel. This TFT is connected to a gate driving circuit and a data driving circuit through a gate bus line and a data bus line made of metal and is connected to a scanning line in the gate driving circuit When a voltage is applied, a TFT is turned on and a signal applied to a signal line in a data driving circuit is applied to a pixel electrode made of ITO (Indium Tin Oxide), so that the liquid crystal molecules injected into the liquid crystal panel operate to obtain a desired image. However, in the AMLCD described above, the voltage applied to the liquid crystal becomes unstable, so that the gray level becomes uneven and the screen flickers.
이러한 문제를 해결하기 위해 여러가지 방법이 제공되고 있지만, 현재 가장 많이 이용되고 있는 방법이 액정패널의 각 화소에 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 형성하여 액정에 인가되는 전압을 안정화시키는 방법이다. 가장 일반적인 형태의 스토리지 커패시터방식이 스토리지 온 게이트(storage on gate)방식과 스토리지 온 컴온(storage on commone)방식이다. 스토리지 온 게이트방식에서는 스토리지 커패시터용 전극을 주사선에서 돌출된 불투명금속을 사용하는 것이고, 스토리지 온 컴온방식에서는 불투명금속으로 이루어진 스토리지 커패시터용 전극을 각 화소영역에 형성하여 공통전극과 접속하는 것이다. 그러나, 상기한 바와 같은 액정표시소자에서는 스토리지 커패시터용 전극이 화소영역내에 형성되기 때문에, 그 넓이에 비례하는 만큼 개구율이 저하되는 문제가 있었다.Various methods have been proposed to solve this problem. However, the most widely used method is a method of stabilizing the voltage applied to the liquid crystal by forming a storage capacitor in each pixel of the liquid crystal panel. The most common forms of storage capacitors are storage-on-gate and storage-on-commone. In the storage-on-gate method, an opaque metal protruding from a scanning line is used as an electrode for a storage capacitor. In the storage-on-on method, an electrode for a storage capacitor made of an opaque metal is formed in each pixel region to be connected to a common electrode. However, in the liquid crystal display device described above, since the electrode for the storage capacitor is formed in the pixel region, there is a problem that the aperture ratio is decreased as it is proportional to the width.
이러한 문제를 해결하기 위해 링타입 스토리지 커패시터가 형성된 액정표시소자가 한국특허 91-15530에 개시되어 있다. 제1도는 상기한 특허에 개시된 스토리지 커패시터가 형성된 액정표시소자를 나타내는 도면이다. 상기한 특허에 의하면, 스토리지 커패시터용 전극(10)은 제1(a)도에 나타낸 바와 같이 화소전극(4)을 둘러싼 형태로 형성되어 있다. 도면에는 비록 단일 화소영역만이 표현되어 있지만, 그 완전한 형태는 복수의 주사선(gate bus line; 1)과 복수의 신호선(data bus line; 5a)이 매트릭스형상으로 형성되어 서로 인접하는 두개의 주사선(1)과 신호선(5a)에 의해 화소영역이 특정지어진다. TFT는 화소영역의 주사선(1)과 신호선(5a)이 교차하는 지점에 형성되며, 게이트전극(G)은 주사선(1)에 접속되고 소오스/드레인전극(5b)은 신호선(5a)에 접속되며, 게이트전극(G)과 소오스/드레인전극(5b) 사이에는 활성층(3)이 형성되어 있다. 스토리지 커패시터용 전극(10)은 주사선(1) 및 신호선(5a)을 따라 그 양옆에 상기한 주사선(1) 및 신호선(5b)을 둘러싸도록 링(ring)형상으로 형성되며, 투명한 화소전극(4)은 각 화소영역내에 형성된다. 이 스토리지 커패시터용 전극(10)과 화소전극(4)이 서로 오버랩되어, 그 사이에 커패시턴스가 형성된다.To solve such a problem, a liquid crystal display element in which a ring-type storage capacitor is formed is disclosed in Korean Patent No. 91-15530. FIG. 1 is a view showing a liquid crystal display device having a storage capacitor disclosed in the above-mentioned patent. According to the above-mentioned patent, the electrode 10 for the storage capacitor is formed in the form of surrounding the pixel electrode 4 as shown in Fig. 1 (a). Although only a single pixel region is shown in the drawing, a complete form of the single pixel region includes a plurality of gate bus lines 1 and a plurality of data bus lines 5a formed in a matrix shape, 1) and the signal line 5a. The TFT is formed at the intersection of the scanning line 1 and the signal line 5a in the pixel region and the gate electrode G is connected to the scanning line 1 and the source and drain electrodes 5b are connected to the signal line 5a , And an active layer 3 is formed between the gate electrode G and the source / drain electrode 5b. The storage capacitor electrode 10 is formed in a ring shape so as to surround the scanning line 1 and the signal line 5b on both sides thereof along the scanning line 1 and the signal line 5a and the transparent pixel electrode 4 Is formed in each pixel region. The storage capacitor electrode 10 and the pixel electrode 4 overlap each other, and a capacitance is formed therebetween.
주사선(1), 신호선(5a), TFT, 스토리지 커패시터용 전극(10)은 제1(b)도에 나타낸 바와 같이, 투명한 유리로 만들어진 제1기판(50) 안쪽에 형성된다. 블랙매트릭스(20)는 일반적인 포토에칭(photoetching)에 의해 주사선(1) 및 신호선(5a)을 덮도록 제2기판(51)에 형성되어 화소영역의 일정한 개구면을 한정한다.The scanning line 1, the signal line 5a, the TFT, and the electrode 10 for the storage capacitor are formed inside the first substrate 50 made of transparent glass as shown in FIG. 1 (b). The black matrix 20 is formed on the second substrate 51 so as to cover the scanning line 1 and the signal line 5a by normal photoetching to define a constant opening surface of the pixel region.
제1기판(50)에는 불투명금속을 일반적인 포토에칭에 의해 패터닝된 스토리지 커패시터용 전극(10)이 형성되며, 이어서 절연층(2) 및 신호선(5a)이 형성된다. 신호선(5a) 역시 일반적인 식각공정에 의해 형성되어, 스토리지 커패시터용 전극(10)이 상기한 신호선(5a)을 따라 그 양옆에 형성되는 형상으로 되어 있다. 상기한 절연층(2) 위에는 스토리지 커패시터용 전극(10)과 일부 겹치도록 화소전극(4)이 형성되어 커패시턴스가 형성되며, 그 위에 보호층(6)이 형성된다.The first substrate 50 is formed with an electrode 10 for a storage capacitor patterned by a general photoetching of an opaque metal and then an insulating layer 2 and a signal line 5a are formed. The signal line 5a is also formed by a general etching process so that the electrode 10 for the storage capacitor is formed on both sides of the signal line 5a. On the insulating layer 2, a pixel electrode 4 is formed to partially overlap the electrode 10 for storage capacitor to form a capacitance, and a protective layer 6 is formed thereon.
제2기판(51)에는 신호선(5a)의 둘레를 따라 형성되어 있는 스토리지 커패시터보다 넓은 폭의 블랙매트릭스(20)가 형성되어 상기한 신호선(5a) 및 스토리지를 완전히 덮고 있으며, 그 위에 컬러필터층(21)이 형성된다. 또한, 상기한 블랙매트릭스(20)는 화소영역까지 침범하여 화소전극의 일부를 덮고 있기 때문에, 결국 화소영역의 개구면은 상기한 블랙매트릭스에 의해 정의된다. 이어서, 상기한 컬러필터층(21) 위에 보호층(22) 및 투명전극(23)이 차례로 형성되며, 상기한 제1기판(50)과 제2기판(51) 사이에 액정이 주입되어 액정층이 형성된다.The black matrix 20 is formed on the second substrate 51 with a width larger than that of the storage capacitor formed along the periphery of the signal line 5a to completely cover the signal line 5a and the color filter layer 21 are formed. In addition, since the black matrix 20 described above covers a part of the pixel electrode by penetrating to the pixel region, the opening surface of the pixel region is finally defined by the black matrix described above. A protective layer 22 and a transparent electrode 23 are sequentially formed on the color filter layer 21. The liquid crystal is injected between the first substrate 50 and the second substrate 51, .
상기한 구조의 액정표시소자에서는 스토리지 커패시터용 전극(10)이 주사선(1) 및 신호선(5a)을 따라 링타입으로 형성되어 화소전극의 일부분을 덮고 있기 때문에, 화소영역에 스토리지가 형성되던 스토리지 온 컴온 방식이나 스토리지 온 게이트 방식에 비해 개구율이 향상된다. 더우기, 주사선과 신호선 둘레에 형성되는 스토리지 커패시터용 전극이 부가적인 블랙매트릭스 역할을 하므로 종래의 액정표시소자에 비해서 콘트라스트비(contrast ratio)가 향상되는 장점도 있었다.In the liquid crystal display device having the above structure, since the storage capacitor electrode 10 is formed in a ring shape along the scanning line 1 and the signal line 5a to cover a part of the pixel electrode, The aperture ratio is improved as compared with the combination method or the storage-on-gate method. In addition, since the electrode for the storage capacitor formed around the scanning line and the signal line serves as an additional black matrix, the contrast ratio is improved as compared with the conventional liquid crystal display device.
그러나, 상기한 액정표시소자에서는, 제1(c)도에 나타낸 바와 같이 주사선(1) 및 게이트전극(G)과 스토리지 커패시터용 전극(10)이 동일한 평면상에 형성되기 때문에, 주사선(1)과 스토리지 커패시터용 전극(10)이 서로 단락되는 문제가 있었다. 더우기, 스토리지 커패시터용 전극(10)과 화소전극(4)이 오버랩되어 커패시턴스가 증가하기 때문에, 신호의 지연을 방지하기 위해 주사선의 단면을 대면적으로 할 경우, 상기한 주사선(1)의 높이가 높아지게 된다. 따라서, 상기한 주사선(1) 위에 형성되는 절연층(2)도 높아짐으로써 단차가 역시 높아지게 되어 신호선(5a)이 단선되는 문제가 있었다.However, in the liquid crystal display device described above, since the scanning line 1 and the gate electrode G and the electrode 10 for the storage capacitor are formed on the same plane as shown in FIG. 1 (c) And the electrode 10 for the storage capacitor are short-circuited. Furthermore, since the storage capacitor electrode 10 and the pixel electrode 4 overlap with each other and the capacitance increases, when the cross section of the scanning line is made large in order to prevent the signal delay, the height of the scanning line 1 . Therefore, the height of the insulating layer 2 formed on the scanning line 1 also increases, so that the signal line 5a is disconnected.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 스토리지 커패시터 및 블랙매트릭스의 역할을 하는 제2주사선을 제1주사선과 신호선의 둘레를 따라 형성함으로써, 개구율 및 콘트라스트비가 향상된 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display element having an aperture ratio and a contrast ratio improved by forming a second scanning line serving as a storage capacitor and a black matrix along the first scanning line and a signal line .
본 발명의 다른 목적은 제1주사선과 제2주사선을 컨택트홀을 통해 서로 전기적으로 접속하여 상기한 제1주사선의 높이를 낮추므로써, 단차를 방지하여 신호선의 단선을 방지할 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of preventing the breakage of a signal line by lowering the height of the first scan line by electrically connecting the first scan line and the second scan line to each other through the contact hole, .
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자는 유리로 이루어진 서로 평행하는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판 안쪽에 매트릭스형상으로 형성되어 화소영역을 정의하는 복수의 제1주사선 및 신호선과, 상기한 화소영역내의 제1주사선과 신호선이 교차하는 지점에 형성된 비선형 스위칭소자인 박막 트랜지스터와, 상기한 화소영역내에 형성된 화소전극과, 상기한 제1주사선과 신호선의 둘레를 따라 형성되어 상기한 제1주사선의 길이방향을 따라 형성된 적어도 하나의 컨택트홀에 의해 제1주사선과 전기적으로 접속하는 제2주사선과, 상기한 제2기판 안쪽에 형성된 컬러필터층과, 상기한 컬러필터층위에 형성된 투명전극과, 상기한 제2기판 및 제1기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate and a second substrate which are parallel to each other made of glass, and a plurality of A thin film transistor which is a nonlinear switching element formed at a point where a first scanning line and a signal line cross each other in the pixel region, a pixel electrode formed in the pixel region, and a second scanning line, A second scan line electrically connected to the first scan line by at least one contact hole formed along the longitudinal direction of the first scan line, a color filter layer formed inside the second substrate, A transparent electrode formed on the filter layer, and a liquid crystal layer formed between the second substrate and the first substrate.
제2주사선은 보호층을 사이에 두고 제1주사선 및 신호선의 둘레를 따라 형성되는데, 제1주사선 위에 형성된 제2주사선의 일부는 상기한 제1주사선을 덮고 있다. 제1주사선과 제2주사선은 제2주사선에 형성된 컨택트홀을 통해 전기적으로 접속되며, 신호선의 양옆에 형성된 제2주사선은 연결부를 통해 서로 전기적으로 접속된다. 제2주사선은 화소영역의 화소전극의 일부영역과 오버랩되어 화소의 개구면을 한정한다.A second scan line is formed around the first scan line and the signal line with a protective layer interposed therebetween. A part of the second scan line formed on the first scan line covers the first scan line. The first scanning line and the second scanning line are electrically connected through a contact hole formed in the second scanning line and the second scanning lines formed on both sides of the signal line are electrically connected to each other through a connection portion. The second scanning line overlaps with a part of the pixel electrode of the pixel region to define the opening surface of the pixel.
또한, 상기한 제2주사선의 일부 영역과 보호층 위에는 신호선을 덮도록 블랙매트릭스가 형성되어 액정표시소자의 콘트라스트비가 향상된다.In addition, a black matrix is formed on a part of the second scanning line and the protective layer so as to cover the signal line, thereby improving the contrast ratio of the liquid crystal display element.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 가장 큰 특징은 주사선을 제1주사선 및 제2주사선의 2중의 배선으로 형성하여, 제2주사선이 스토리지 커패시터 및 블랙매트릭스의 역할을 하도록 하여 개구율을 향상시킨 것이다.The most significant feature of the present invention is that the scanning lines are formed by the two wirings of the first scanning line and the second scanning line, and the second scanning line serves as the storage capacitor and the black matrix, thereby improving the aperture ratio.
제2도는 본 발명의 실시예 1를 나타내는 도면으로, 제2(a)도는 액정표시소자의 평면도를, 재2(b)도는 제2(a)도의 C-C′선 단면도를, 제2(c)도는 제2(a)도의 D-D′선 단면도를 나타낸다. 일반적으로 AMLCD에는 대단히 많은 화소가 매트릭스 형상으로 형성되어 있지만, 본 실시예에서는 설명의 간편함을 위해 단일 화소영역만을 나타낸다.2 (a) and 2 (c) show a plan view of a liquid crystal display element according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) 2 shows a cross-sectional view taken along line DD 'of FIG. 2 (a). In general, in the AMLCD, a very large number of pixels are formed in a matrix shape, but in this embodiment, only a single pixel region is shown for simplicity of explanation.
제2(a)도 및 제2(b)도에 나타낸 바와 같이, 유리기판(150) 위에는 종횡으로 복수의 제1주사선(11) 및 신호선(105a)이 매트릭스형상으로 형성되어 화소영역을 한정하고 있다. 화소영역내의 제1주사선(101) 및 신호선(105a)이 교차하는 지점에는 TFT가 형성되어, 게이트전극(G)은 제1주사선(101)에 접속되고 소오스/드레인 전극(105b)은 신호선(105a)에 접속된다. 게이트전극(G)과 소스/드레인전극(5b)사이에는 활성층(103)이 형성되어 있으며, 상기한 활성층(103)과 게이트전극(101)사이에 절연층(102)이 형성되어 있다.As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), on the glass substrate 150, a plurality of first scanning lines 11 and a plurality of signal lines 105a are formed in a matrix form to define a pixel region have. A TFT is formed at a point where the first scanning line 101 and the signal line 105a intersect in the pixel region and the gate electrode G is connected to the first scanning line 101 and the source and drain electrodes 105b are connected to the signal line 105a . An active layer 103 is formed between the gate electrode G and the source / drain electrode 5b and an insulating layer 102 is formed between the active layer 103 and the gate electrode 101. [
이어서, ITO(Induim Tin Oxide)로 이루어진 화소전극(104)이 화소영역에 형성되며, 상기한 신호선(105a) 및 화소전극(104) 위에 보호층(106)이 형성된다. 화소전극(104)은 소오스/드레인전극(105b)과 오버랩되어 전기적으로 접속되어, 신호선(105a)을 따라 TFT에 인가된 신호가 화소전극(104)에 전달된다.A pixel electrode 104 made of indium tin oxide (ITO) is formed in the pixel region, and a passivation layer 106 is formed on the signal line 105a and the pixel electrode 104. The pixel electrode 104 overlaps the source / drain electrode 105b and is electrically connected to the pixel electrode 104. A signal applied to the TFT along the signal line 105a is transmitted to the pixel electrode 104. [
보호층(106)위에는 불투명금속으로 이루어진 제2주사선(110)이 형성된다. 제1주사선(101) 영역에서는 제2(c)도에 나타낸 바와 같이 상기한 제1주사선(101)의 둘레를 따라 양옆에 형성되는데, 한쪽의 제2주사선(110)은 상기한 제1주사선(101)을 덮도록 형성된다. 신호선(105b) 영역도 신호선(105b)의 둘레를 따라 그 양옆에 형성된다. 이 제2주사선(110)은 종래 액정표시소자에서의 스토리지 커패시터와 블랙매트릭스의 역할을 하는 것으로, 제1주사선(101) 및 신호선(105b) 영역에서 화소영역에 형성된 화소전극(104)과 오버랩되기 때문에, 화소의 개구면이 링형상의 제2주사선(110)에 의해 한정된다. 또한, 제1주사선(101) 위의 제2주사선(110)은 제1주사선(101)의 길이방향을 따라 형성된 적어도 하나의 컨택트홀(130)에 의해 상기한 제1주사선(101)과 전기적으로 접속되며, 신호선(105a)의 둘레를 따라 형성된 제2주사선(110)은 연결부(131)에 의해 서로 전기적으로 접속된다. 이 연결부(131)는 상기한 제2주사선(110)을 형성할 때, 동시에 패터닝하여 상기한 제2주사선(110)과 일체로 형성한다. 따라서, 제2주사선(110)을 제1주사선(101) 보다 저항이 적은 금속을 사용함으로써, 제1주사선(101)에서 신호의 지연이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.On the protective layer 106, a second scan line 110 made of opaque metal is formed. As shown in FIG. 2 (c), the first scanning line 101 is formed on both sides of the first scanning line 101. One of the second scanning lines 110 is connected to the first scanning line 101). A region of the signal line 105b is also formed on both sides of the signal line 105b. The second scanning line 110 serves as a storage capacitor and a black matrix in the conventional liquid crystal display device and overlaps with the pixel electrode 104 formed in the pixel region in the region of the first scanning line 101 and the signal line 105b Therefore, the opening surface of the pixel is defined by the ring-shaped second scanning line 110. The second scan line 110 on the first scan line 101 is electrically connected to the first scan line 101 by at least one contact hole 130 formed along the length direction of the first scan line 101 And the second scanning lines 110 formed along the periphery of the signal line 105a are electrically connected to each other by a connection part 131. [ The connection part 131 is patterned at the same time when the second scan line 110 is formed, and is integrally formed with the second scan line 110. Accordingly, by using a metal having a resistance lower than that of the first scanning line 101, the second scanning line 110 can be prevented from generating a signal delay in the first scanning line 101.
게이트전극(G)과 제1주사선(101)은 스퍼터링(sputtering)방법으로 적층한 금속막을 포토에칭(photoetching)하여 형성한다. SiNx와 반도체층을 플라즈마 VCD(plasma Chemical Vapor Deposition)방법으로 연속 적층하고 포토에칭하여 TFT를 형성한 후, 스퍼터링방법으로 적층한 금속막을 다시 포토에칭하여 신호선(105a)과 소오스/드레인전극(105b)을 형성한다. 이어서, 플라즈마 CVD방법으로 SiNx를 성막하여 보호층(106)을 형성한 후, 스퍼터링방법으로 금속막을 적층하고 포토에칭하여 제2주사선(110)을 형성하며, 이것을 단자처리하여 TFT, 제1주사선(101), 제2주사선(110), 신호선(105a)등을 완성한다.The gate electrode G and the first scanning line 101 are formed by photoetching a metal film deposited by a sputtering method. SiNx and the semiconductor layer are successively laminated by a plasma VCD (plasma chemical vapor deposition) method and photoetched to form a TFT. The metal film deposited by the sputtering method is then photoetched to form a signal line 105a and a source / drain electrode 105b. . Subsequently, a SiNx film is formed by a plasma CVD method to form a protective layer 106, a metal film is stacked by a sputtering method, photoetching is performed to form a second scan line 110, and this is subjected to terminal processing to form a TFT, 101, the second scanning line 110, the signal line 105a, and the like.
제2기판(151)에는 컬러필터층(121) 및 보호층(122)이 차례로 형성되어 있으며, 그 위에 ITO로 이루어진 투명전극(123)이 형성되어 있다. 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는 종래의 액정표시소자와는 달리 제2주사선(110)이 블랙매트릭스의 역활을 하기 때문에, 제2기판(151)에 블랙매트릭스가 형성될 필요가 없게 되므로, 구조가 간단하게 된다.A color filter layer 121 and a protective layer 122 are sequentially formed on the second substrate 151 and a transparent electrode 123 made of ITO is formed thereon. As shown in the figure, in this embodiment, since the second scanning line 110 plays a role of a black matrix unlike the conventional liquid crystal display device, the black matrix does not need to be formed on the second substrate 151, The structure becomes simple.
그리고, 상기한 제2기판(151) 및 제1기판(150)이 일정한 간격을 유지하도록 도면에 표시하지 않은 스페이서(spacer)를 산포한 후, 액정을 진공상태에서 주입하고 밀봉하여 액정층(160)을 형성한다.A spacer not shown in the figure is dispersed so that the second substrate 151 and the first substrate 150 are spaced apart from each other. The liquid crystal is injected in a vacuum state and sealed to form a liquid crystal layer 160 ).
상기한 구성의 액정표시소자에서, 저항이 작은 금속으로 이루어진 링형상의 제2주사선(110)이 제1주사선(101)과 컨택트홀(130)을 통해 전기적으로 접속되어 있으므로, 항상 등전위가 유지된다. 따라서, 제1주사선(101)과 제2주사선(110) 사이에는 커패시턴스가 형성되지 않으며, 보호층(106)을 사이에 두고 오버랩된 제2주사선(110)과 화소전극(104) 사이에만 커패시턴스가 형성된다. 그러므로, 신호의 지연이 발생하는 경우에 제1주사선(101)의 높이를 높일 필요없이 보호층(106)위에 형성되어 있는 제2주사선(110)의 높이를 조절함으로써, 신호지연의 문제를 해결할 수 있게 된다. 더우기, 제2주사선(110)이 저저항 금속으로 이루어져 있기 때문에, 신호지연의 문제를 더욱 용이하게 해결할 수 있게 된다. 또한, 상기한 바와 같이 제2주사선(110)을 형성함으로써, 제1주사선(101)의 높이를 대폭 낮출 수 있기 때문에, 절연층(102)의 단차를 없앨 수 있고, 결국 단차에 의한 신호선(105a)의 단선을 방지할 수 있게 된다.In the liquid crystal display element having the above configuration, since the ring-shaped second scanning line 110 made of a metal having a small resistance is electrically connected through the first scanning line 101 and the contact hole 130, the equal potential is always maintained . A capacitance is not formed between the first scanning line 101 and the second scanning line 110 and only a capacitance between the second scanning line 110 and the pixel electrode 104 overlapping the protective layer 106 . Therefore, it is possible to solve the problem of signal delay by adjusting the height of the second scanning line 110 formed on the protective layer 106 without increasing the height of the first scanning line 101 when signal delay occurs . Moreover, since the second scanning line 110 is made of a low-resistance metal, the problem of signal delay can be more easily solved. Since the height of the first scanning line 101 can be largely lowered by forming the second scanning line 110 as described above, it is possible to eliminate the step of the insulating layer 102, and eventually the signal line 105a Can be prevented from being disconnected.
그리고, 제2주사선이 제1주사선영역과 신호선영역에서 화소전극의 일부와 오버랩되기 때문에, 제1주사선과 화소전극, 신호선과 화소전극 사이의 틈으로 누설되는 빛이 차단되어 종래 액정표시소자의 블랙매트릭스 역할을 하게 된다. 그러므로, 스토리지 커패시터의 폭보다 넓은 폭의 블랙매트릭스가 형성된 액정표시소자에 비해, 블랙매트릭스의 폭과 스토리지 커패시터의 폭의 차이만큼 개구율이 향상된다.Since the second scanning line overlaps with a part of the pixel electrode in the first scanning line region and the signal line region, light leaked into the gap between the first scanning line and the pixel electrode and the signal line and the pixel electrode is cut off, And serves as a matrix. Therefore, the aperture ratio is improved by the difference between the width of the black matrix and the width of the storage capacitor, as compared with the liquid crystal display element in which the black matrix having the width larger than the width of the storage capacitor is formed.
본 실시예에서는 비록 화소전극(104)이 절연층(106)위에 형성되는 탑 ITO(Top ITO)구조이지만, 화소전극(104)이 제1주사선(101)과 동일한 평면 위에 형성되고 절연층(106)에 형성된 컨택트홀에 의해 TFT의 소오스/드레인전극(105b)과 전기적으로 접속되는 바텀 ITO(Bottom ITO)구조도 물론 적용가능하다.The pixel electrode 104 is formed on the same plane as the first scanning line 101 and the pixel electrode 104 is formed on the insulating layer 106 (Bottom ITO) structure electrically connected to the source / drain electrode 105b of the TFT by the contact hole formed in the pixel electrode (not shown).
제3도는 본 발명의 실시예 2를 나타내는 도면으로, 이 실시예의 구조는 블랙매트릭스 온 어레이(black matrix on array)구조이다. 도면에서, 제1기판(250)의 안쪽에는 매트릭스형상의 복수의 신호선(205a) 및 제1주사선(201)이 형성되어 화소영역을 형성하며, 화소영역에는 ITO와 같은 화소전극(204)이 형성되어 있다. 화소영역내의 제1주사선(201)과 신호선(205a)이 교차하는 지점에는 TFT가 형성되어 소오스/드레인전극(205b)이 화소전극(204)에 접속된다. 화소영역과 신호선(205a) 위에는 보호층(206)이 형성되어 있으며, 그위에는 실시예 1과 마찬가지로 제2주사선(210)이 제1주사선(201) 및 신호선(205a)의 둘레를 따라 형성되어 있다. 신호선영역 및 제1주사선영역에는 제3(b)도에 나타낸 바와 같이, 신호선(205a) 및 제1주사선(201) 양옆에 형성되어 있는 제2주사선의 일부와 오버랩되도록 검은색 수지등으로 이루어진 블랙매트릭스(220)가 형성된다. 제3(a)도에서 중간의 화소영역에만 블랙매트릭스(220)를 표시하였지만, 실제로는 모든 화소영역에 블랙매트릭스(220)가 형성된다.FIG. 3 is a view showing Embodiment 2 of the present invention. The structure of this embodiment is a black matrix on array structure. In the drawing, a plurality of signal lines 205a and a first scanning line 201 in the form of a matrix are formed inside the first substrate 250 to form pixel regions, and pixel electrodes 204 such as ITO are formed in the pixel regions . A TFT is formed at the intersection of the first scanning line 201 and the signal line 205a in the pixel region and the source / drain electrode 205b is connected to the pixel electrode 204. [ A protective layer 206 is formed on the pixel region and the signal line 205a and a second scan line 210 is formed thereon along the first scan line 201 and the signal line 205a as in the first embodiment . As shown in FIG. 3 (b), in the signal line region and the first scanning line region, a signal line 205a and a black line made of black resin or the like are formed so as to overlap with a part of the second scanning line formed on both sides of the first scanning line 201 A matrix 220 is formed. Although the black matrix 220 is displayed only in the middle pixel region in FIG. 3 (a), a black matrix 220 is actually formed in all the pixel regions.
제1주사선(201)과 제2주사선(210)은 컨택트홀(230)을 통해 전기적으로 접속되어 있으며, 신호선(205a)을 따라 그 양옆에 형성되어 있는 제2주사선(210)은 연결부(231)을 통해 서로 전기적으로 접속된다.The first scanning line 201 and the second scanning line 210 are electrically connected through the contact hole 230. The second scanning line 210 formed on both sides of the signal line 205a is connected to the connection portion 231, Respectively.
제2기판(251)에는 실시예 1와 마찬가지로 컬러필터층(221), 보호층(222), 투명전극(223)이 차례로 형성되어 있으며, 제2기판(251)과 제1기판(250) 사이에 액정이 주입되어 액정층(260)이 형성되어 있다.A color filter layer 221, a protective layer 222 and a transparent electrode 223 are formed in order on the second substrate 251 in the same manner as in the first embodiment and the color filter layer 221 is formed between the second substrate 251 and the first substrate 250 Liquid crystal is injected to form a liquid crystal layer 260.
액정이 제2기판(251) 및 제1기판(251) 사이에 액정이 주입되기 전에, 각 기판(250,251)에는 배향방향을 결정해주기 위해서 러빙(rubbing)이 실시되는데, 블랙매트릭스가 제1기판에 형성되는 블랙매트릭스 온 어레이구조에서는 러빙시 상기한 블랙매트릭스의 높이에 의해 배향방향이 형성되지 않은 영역이 생기게 되어, 이영역에서 전경(disclination)이 발생하게 된다. 따라서, 본 실시예에서와 같이 제2주사선(210) 위에 블랙매트릭스(220)을 형성하게 되면, 블랙매트릭스(220)의 높이(H)에 의한 전경의 발생부분을 제2주사선(210)이 막아줌으로써, 빛이 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.Rubbing is performed on each of the substrates 250 and 251 to determine the alignment direction of the liquid crystal before the liquid crystal is injected between the second substrate 251 and the first substrate 251, On the other hand, in the black matrix-on-array structure in which the black matrix is formed, a region in which no alignment direction is formed due to the height of the black matrix at the time of rubbing occurs, and disclination occurs in this region. Therefore, when the black matrix 220 is formed on the second scan line 210 as in the present embodiment, the portion of the foreground caused by the height H of the black matrix 220 is blocked by the second scan line 210 It is possible to prevent light from leaking.
본 실시예에서는 제2주사선의 일부 영역과 오버랩되도록 블랙매트릭스를 형성하였으므로, 전경의 발생에 의한 빛의 누설을 막게 되어 콘트라스트비(contrast ratio)가 향상된다. 더우기, 화소영역의 개구면은 실시예 1과 마찬가지로 제2주사선에 의해 한정되므로 종래의 액정표시소자에 비해 개구율이 대폭 향상된다.In this embodiment, since the black matrix is formed so as to overlap with a partial area of the second scanning line, leakage of light due to the generation of the foreground is prevented, and the contrast ratio is improved. Furthermore, since the opening area of the pixel region is limited by the second scanning line as in the first embodiment, the aperture ratio is significantly improved as compared with the conventional liquid crystal display element.
본 발명은 상기한 바와 같이 제2주사선이 제1주사선영역 및 신호선영역에 형성되어 블랙매트릭스 및 스토리지 커패시터의 역할을 하고 있으므로, 개구율 및 콘트라스트비가 향상된다. 또한, 제2주사선을 제1주사선 보다 저항이 낮은 금속을 사용하며 적어도 하나의 컨택트홀을 통해 제1주사선 및 제2주사선을 전기적으로 접속시켰으므로, 신호의 지연이 방지될 뿐만 아니라 제1주사선의 높이를 높게 함으로써 생기는 단차를 없애어 신호선이 단선되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, since the second scan line is formed in the first scan line region and the signal line region to serve as the black matrix and the storage capacitor, the aperture ratio and the contrast ratio are improved. In addition, since the second scan line is made of a metal having a resistance lower than that of the first scan line and the first scan line and the second scan line are electrically connected through at least one contact hole, not only the delay of the signal is prevented, It is possible to prevent the signal line from being disconnected by eliminating the step caused by increasing the height.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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| GRNT | Written decision to grant | ||
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| FPAY | Annual fee payment |
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| FPAY | Annual fee payment |
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