KR100284712B1 - 액정표시장치 - Google Patents

액정표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100284712B1
KR100284712B1 KR1019990009021A KR19990009021A KR100284712B1 KR 100284712 B1 KR100284712 B1 KR 100284712B1 KR 1019990009021 A KR1019990009021 A KR 1019990009021A KR 19990009021 A KR19990009021 A KR 19990009021A KR 100284712 B1 KR100284712 B1 KR 100284712B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data line
electrode
liquid crystal
thin film
film transistor
Prior art date
Application number
KR1019990009021A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000060596A (ko
Inventor
박성일
정유호
박광섭
Original Assignee
구본준
엘지.필립스엘시디주식회사
론 위라하디락사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구본준, 엘지.필립스엘시디주식회사, 론 위라하디락사 filed Critical 구본준
Priority to KR1019990009021A priority Critical patent/KR100284712B1/ko
Priority to US09/510,300 priority patent/US7202924B1/en
Priority to FR0003247A priority patent/FR2791782B1/fr
Priority to DE10013219A priority patent/DE10013219B4/de
Priority to JP2000077054A priority patent/JP2000305114A/ja
Priority to GB0006532A priority patent/GB2348041B/en
Publication of KR20000060596A publication Critical patent/KR20000060596A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100284712B1 publication Critical patent/KR100284712B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Abstract

본 발명은 배향막 러빙(rubbing)방향에 따라, 데이터라인 주변에 빛이 투과되는 현상을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
제1 투명기판 상에 형성된 게이트라인과, 게이트 라인과 절연되어 교차하도록 배열된 데이터라인과, 게이트라인 및 데이터라인이 교차되는 부분에 형성되며, 게이트라인에서 분기되어 돌출된 게이트 전극과, 데이터라인과 연결된 소오스 전극과, 소오스 전극과 이격되어 대향하도록 형성된 드레인전극을 가지는 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)를 덮고 있으며, 드레인 전극의 일부를 노출시키기 위한 콘택홀을 가지고 있는 보호막과, 보호막 상에 형성되어 콘택홀을 통해서 드레인전극과 연결되며, 데이터라인과 일부 오버랩되도록 형성된 화소전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이기판과, 제2 투명기판 상에 블랙 매트릭스와, 칼라 필터와, 공통 전극을 포함하는 칼라필터기판과, 박막 트랜지스터 어레이기판과 칼라필터기판 사이에 주입되어 실링된 액정을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 본 발명은 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 양측의 화소전극이 비대칭적으로 오버랩된 것이 특징이다.
따라서, 상술한 특징을 갖는 본 발명의 액정표시장치에서는 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 양측의 화소전극을 비대칭적으로 오버랩되도록 설계함으로써, 데이터라인과 화소전극 간의 오버랩된 부분이 배향막 러빙방향에 따라 데이터라인 일측에 발생되는 빛샘영역을 막아주어 빛이 투과되지 못하도록 해준다. 그러므로, 본 발명에서는 빛샘현상을 효과적으로 차단 가능함에 따라, 화질 개선 및 제품의 신뢰성이 향상된 이점이 있다.

Description

액정표시장치{A liguid crystal display}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 배향막 러빙(rubbing)방향에 따라 데이터라인(data line) 주변에 발생되는 빛샘현상을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display)는 TFT와 화소전극이 배열되어 있는 박막 트랜지스터 어레이기판(TFT array plate)과, 색상을 나타내기 위한 컬러필터 및 공통전극으로 구성된 컬러필터기판(color filter plate)과, 그리고 이 두 기판 사이에 채워져 있는 액정(liquid crystal)으로 구성된다. 양 기판에는 배향막이 형성되어 있으며, 또한, 가시광선을 편광시키어 주는 편광판이 부착되어 있다.
상기 구성을 갖는 TFT-LCD는 CRT(Cathod Ray Tube)에 비해 소비전력이 작다는 장점을 가지고 있으며, 특히 휴대용 TFT-LCD의 경우 소비전력이 중요하다.
백라이트(back light)의 이용효율은 편광판 및 칼라필터를 통과하는 동안 매우 감소하게 된다. 예를 들면, 현재 상용화된 편광판은 38%정도의 빛만 투과시키고, 칼라필터의 경우에도 40%정도도 못미치는 투과율을 갖는다. 만일 편광판과 칼라필터의 빛투과율을 높이면 콘트라스트(contrast) 및 색재현성이 떨어지게 되므로, 빛투과율을 높이는 대신 유닛셀에서 실제 빛이 투과할 수 있는 면적비인 개구율을 증가시키는 것이 가장 효과적이다.
도 1은 일반적인 TFT-LCD의 단위 화소 평면도이다. 도 2는 역스테거 TFT 구조를 예로 하여 종래의 액정표시장치를 설명하기 위한 것으로, 도 1의 Ⅰ-Ⅰ`선을 따라 절단한 단면도이다. 그리고, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`선을 따라 절단한 단면구조를 이용하여 종래 기술에 따른 액정표시장치의 제조공정도를 보인 것이다.
종래의 액정표시장치에 있어서, 도 1 및 도 2 및 도 3과 같이, TFT와 화소전극이 배열되는 박막 트랜지스터 어레이기판인 투명기판(1)상에는 게이트라인(gate line)(10)이 수평방향으로 길게 형성되어 있으며, 이 게이트라인(10)과 절연되면서 교차되도록 데이터라인(data line)(20)이 수직방향으로 길게 배열되어 있다.
데이터라인(20)이 배열된 방향으로는 게이트라인(10)에서 분기되어 돌출되도록 게이트전극(14)이 형성되어져 있다.
게이트전극(14)상에는 도 3과 같이, 게이트절연막(22)이 개재된 활성층(12)이 형성되어져 있으며, 이 활성층(12)은 게이트전극(14)과 대응된 부분에는 채널영역(미도시)이 정의되고, 채널영역 양측에는 소오스/드레인영역(미도시)이 정의되어져 있다.
게이트라인(10)이 배열된 방향으로는 데이터라인(20)에서 분기되되, 활성층의 소오스영역과 연결되는 소오스전극(16) 및 활성층의 드레인영역과 연결되는 드레인전극(18)이 각각 형성되어져 있다.
상기 구조 전면에는, 도 2 및 도 3에 도시되어 있듯이, 보호막(24)이 덮여져 있으며, 이 보호막(24)에는 드레인전극(18)을 노출시키는 콘택홀이 형성되어져 있다.
보호막(24) 상에는 콘택홀을 덮어 드레인전극(18)과 연결되는 화소전극(30)이 형성되어져 있다.
이 화소전극(30)은 개구율을 증대시키기 위해 낮은 유전율을 갖는 절연막인 보호막(24)을 개재시키어 데이터라인(20) 일측과 일부 오버랩된(도면에서 A로 표시된 부분으로, 통상 1.5 ㎛ 이하) 구조를 갖기도 한다. 도면번호 32 는 실제 빛이 투과되는 부분인, 도 5b에 도시되어 있는 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ)의 블랙 매트릭스(BM:Black Matrix)(29)의 개구부이다.
상기 구조를 갖는 종래의 액정표시장치의 제조공정을 알아본다.
도 1 및 도 2 및 도 4a와 같이, 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ)인 투명기판(1) 상에 알루미늄 또는 몰리브덴 등의 금속을 스퍼터링하여 금속막을 형성한 후, 패턴식각함으로써 게이트라인(10)을 형성한다. 게이트라인(10) 형성 시에는 이 게이트라인으로 부터 분기되어 돌출되도록 게이트전극(14)을 함께 패터닝한다.
그리고, 게이트전극(14)을 덮도록 게이트절연막(22)과 비정질실리콘막과 인이 포함되어 오믹콘택층(미도시) 역할을 하는 불순물 첨가 실리콘막을 연속으로 증착한 후, 비정질실리콘막과 불순물 첨가 실리콘막을 패턴 식각함으로써 활성층(12)을 형성한다.
상기 구조에 금속막을 형성한 후, 패턴식각함으로써 데이터라인(20)을 형성한다. 이 때, 데이터라인(20)형성 시에는 게이트라인(10)에 교차되도록 형성한 후, 패턴식각함 배열되면서 활성층(12)의 소오스/드레인영역에 연결되는 각각의 소오스/드레인전극(16)(18)이 함께 패터닝된다.
도면에는 도시되어 있지 않지만, 활성층(12)과 각각의 소오스/드레인전극(16)(18) 사이에 개재된 불순물 첨가 실리콘막을 소오스전극(16)과 드레인전극(18)으로 분리시키기 위해 소오스/드레인전극 형성용 패턴을 사용하여 불순물 첨가 실리콘막을 에칭해 준다. 이 때, 활성층(12)과 소오스전극과 드레인전극 사이에 잔류된 불순물 첨가 실리콘막이 오믹콘택층이 된다.
도 2 및 도 4b와 같이, 상기 구조 상에 낮은 유전율을 가지는 질화실리콘 등의 절연막 등을 화학기상증착(CVD:Chemical Vapor Deposition)하여 보호막(24)을 형성한다.
도 2 및 도 4c와 같이, 보호막(24) 상에 드레인전극(18)을 노출시키도록 콘택홀을 형성한다.
그리고, 보호막(24) 상에 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착한 후, 콘택홀을 통하여 드레인전극(18)과 연결되도록 패턴식각하여 화소전극(30)을 형성한다. 이 화소전극(30)은 상기에서 언급하였듯이, 데이터라인(20) 일측과 약 1.5㎛ 이하(도면에서 A라 표기된 부분)의 오버랩된 구조를 갖는다.
이로써 종래 기술에 따른 박막 트랜지스터 어레이기판을 제조한다.
도 5b와 같이, 상기의 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ)과 칼라필터(R 또는 G로 표시된 부분) 및 블랙매트릭스(29), 공통전극이 제조된 컬러필터기판(m)사이에 액정(미도시)을 주입한 후, 실링(sealing)하여 종래의 액정표시장치를 제조 완료한다. 컬러필터기판(m)과 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ)에는 배향막(미도시)이 형성되어져 있다.
이 후, 천 등을 이용하여 배향막을 문질러 주는 러빙공정을 진행시키어 컬러필터기판(m)과 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ) 사이에 채워진 액정(28)들이 균일하게 배향되도록 한다.
상기 구조를 갖는 종래의 액정표시장치는 데이터라인(20)과 화소전극(30)이 일부 오버랩된 구조를 갖고 있기 때문에 빛샘의 문제가 발생하지 않는 것으로 알려져 있었으나, 실제로 컬러필터기판(m)과 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ)사이에 전압을 인가하였을 때, 도 5a 및 도 5b에서와 같이, 데이터라인(20)과 화소전극(30) 간의 오버랩의 범위가 1.5㎛ 이하일 경우에는 빛샘의 문제가 발생함을 알 수 있다.
도 5a는 종래 기술에 따른 액정표시장치에 있어서, 컬러필터기판과 박막 트랜지스터 어레이기판 사이에 전압인가 시, 양 기판 사이에 등전위선을 도시한 그래프로, 양 기판 사이에 액정이 작용하여 빛을 차단시키면서 데이터라인 위에서 전위차 발생 및 빛샘영역(B)이 생기는 것을 보인 도면이다. 도 5b는 종래 기술에 따른 빛샘영역이 발생된 액정표시장치의 단면도이다.
도 5a와 5b를 참조하여 종래의 액정표시장치 구조에서 빛샘이 발생되는 현상을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a는 종래 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ) 상의 데이터라인과 화소전극이 1.5㎛ 정도 오버랩된 구조에 있어서, 컬러필터기판(m)과 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ) 사이에 전압을 인가하였을 때 액정이 작용하여 빛을 차단하고 있는 모양(노르말리 화이트모드 일 경우)을 도시한 것이다. 양 기판(m)(ℓ) 사이에 그려진 곡선들은 등전위를 이은 선이며, 액정은 대체적으로 등전위선에 대해 수직으로 작용하여 있으나, 데이터라인 위에서는 전위차가 발생되어 비스듬한 방향으로 흐트러져 있다. 그리고 가운데 피크를 나타내며 그려져 있는 곡선은 기판 면에서 빛의 투과도를 나타낸 것이다.
도 5a에서 보아 알 수 있듯이, 양 기판(m)(ℓ)사이에 전압을 인가하였을 때, 등전위선은 데이터라인의 전압이 액정에 인가되는 전압에 영향을 주게 됨으로써 데이터라인 위에서 심하게 왜곡되는 것을 알 수 있다. 이 영향으로 액정의 작용 방향이 비스듬한 방향으로 흐트러지게 되고, 화소전극 상의 1-2㎛ 부근(데이터라인과 화소전극의 오버랩된 부분 및 B부분)에서 빛의 투과도가 급증하는 영역이 나타나게 된다.
그러나, 빛이 투과되는 상기 영역(도 5a에서 가운데 피크를 보이는 부분 참조)이 모두 화질에 영향을 주는 것은 아니다. 즉, 데이터라인과 화소전극이 오버랩된 영역(1.5㎛ 정도)에서는 빛이 투과되지 못하고 가려지므로 화질에 직접적으로 영향을 주지 못하고, 데이터라인과 화소전극이 오버랩되지 않는 영역(B부분)에서는 실제적으로 빛이 투과되어 화질에 직접적으로 영향을 주게 된다.
상기 빛샘영역(B부분)은 데이터라인 좌우의 화소전극에 인가되는 전압의 극성과는 아무런 관계가 없고, 다만 배향막 러빙 방향에 따라 데이터라인 좌측 또는 우측에 발생될 수 있다.
따라서, 화소전극은 배향막 러빙방향에 따라, 빛샘영역(B부분)이 발생되는 부분 즉, 데이터라인 좌측 또는 경우에 따라서는 우측 등 어느 한 측과 오버랩된 구조를 갖는다.
상술한 바와 같이, 종래의 기술에서는 컬러필터기판(m)과 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ) 사이에 전압 인가 시, 데이터라인과 화소전극 간의 오버랩된 1.5㎛ 범위를 벗어난 부분(B부분)에서는 액정들이 전위차에 의해 비스듬한 방향으로 흐트러지면서 이 부분으로 빛이 투과되어 빛샘영역이 발생하게 됨으로써 제품품질의 저하를 초래하였다.
상기의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 배향막 러빙방향에 따라 데이터라인 주변에 발생되는 빛샘영역을 차단 가능한 액정표시장치를 제공하려는 것이다.
상기 목적을 달성하고자, 제1 투명기판 상에 형성된 게이트라인과, 게이트 라인과 절연되어 교차하도록 배열된 데이터라인과, 게이트라인 및 데이터라인이 교차되는 부분에 형성되며, 게이트라인에서 분기되어 돌출된 게이트 전극과, 데이터라인과 연결된 소오스 전극 및 소오스 전극과 이격되어 대향하도록 형성된 드레인전극을 가지는 박막 트랜지스터(TFT)와, 박막 트랜지스터(TFT)를 덮고 있으며, 드레인 전극의 일부를 노출시키기 위한 콘택홀을 가지고 있는 보호막과, 보호막 상에 형성되어 콘택홀을 통해서 드레인전극과 연결되며, 데이터라인과 일부 오버랩되도록 형성된 화소전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이기판과, 제2 투명기판 상에 블랙 매트릭스와, 칼라 필터와, 공통 전극을 포함하는 칼라필터기판과, 박막 트랜지스터 어레이기판과 칼라필터기판 사이에 주입되어 실링된 액정을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 본 발명은 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 양측의 화소전극이 비대칭적으로 오버랩된 것이 특징이다.
도 1은 일반적인 TFT-LCD의 단위 화소 평면도이고,
도 2는 역스테거 TFT 구조를 예로 하여 종래의 액정표시장치를 설명하기 위한 것으로, 도 1의 Ⅰ-Ⅰ`선을 따라 절단한 단면도이고,
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`선을 따라 절단한 단면도이고,
도 4a 내지 도 4c는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ`선을 따라 절단한 단면구조를 이용하여 종래 기술에 따른 액정표시장치의 제조공정도를 보인 것이고,
도 5a는 종래 기술에 따른 액정표시장치에 있어서, 컬러필터기판과 박막 트랜지스터 어레이기판 사이에 전압인가 시, 양 기판 사이에 등전위선을 도시한 그래프로, 양 기판 사이에 액정이 작용하여 빛을 차단시키면서 데이터라인 위에서 전위차 발생 및 빛샘영역(B)이 생기는 것을 보인 도면이다. 도 5b는 종래 기술에 따른 빛샘영역이 발생된 액정표시장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 TFT-LCD의 단위 화소 평면도이고,
도 7은 역스테거 TFT 구조를 예로 하여 본 발명의 액정표시장치를 설명하기 위한 것으로, 도 6의 Ⅲ-Ⅲ`선을 따라 절단한 단면도이고,
도 8은 도 6의 Ⅳ-Ⅳ`선을 따라 절단한 단면도이고,
도 9a는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 컬러필터기판과 박막 트랜지스터 어레이기판 사이에 전압인가 시에 양 기판 사이에 그려지는 등전위선을 도시한 그래프이고,
도 9b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 10은 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 화소전극 간의 오버랩되는 폭에 따른 빛샘 폭을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정표시장치를 상세히 설명하겠다.
도 6은 본 발명에 따른 TFT-LCD의 단위 화소 평면도이고, 도 7은 역스테거 TFT 구조를 예로 하여 본 발명의 액정표시장치를 설명하기 위한 것으로, 도 6의 Ⅲ-Ⅲ`선을 따라 절단한 단면도이고, 도 8은 도 6의 Ⅳ-Ⅳ`선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9a는 본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 컬러필터기판과 박막 트랜지스터 어레이기판 사이에 전압인가 시에 양 기판 사이에 그려지는 등전위선을 도시한 그래프이고, 도 9b는 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 도 6 및 도 7 및 도 8과 같이, TFT와 화소전극이 배열되는 박막 트랜지스터 어레이기판인 투명기판(1`)상에는 게이트라인(gate line)(100)이 수평방향으로 길게 형성되어 있으며, 이 게이트라인(100)으로 부터 게이트전극(140)이 분기되어 돌출되도록 형성되어져 있다.
게이트전극(140) 상에는 게이트절연막(114)(도 8에 도시)을 개재시킨 활성층(120)이 형성되어져 있으며, 이 활성층(120)에는 소오스/드레인영역 및 채널이 정의되어져 있다.
게이트라인(100)에 절연되면서 교차되도록 배열되며, 활성층(120)의 소오스/드레인영역을 덮는 각각의 소오스/드레인전극(160)(180)이 구비된 데이터라인(200)이 형성되어져 있다.
상기 구조 전면을 덮도록 유기절연막(240)이 형성되며, 이 유기절연막(240)에는 드레인전극(200)을 노출시키는 콘택홀(미도시)이 패터닝되어져 있다.
유기절연막(240)상에는 이 콘택홀을 덮어 드레인전극(200)과 연결되고, 데이터라인(200) 양측과 비대칭적으로 오버랩되는 화소전극(300)이 형성되어져 있다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터라인과 이 데이터라인(200) 일측의 화소전극(300`) 간의 오버랩되는 폭은 a로 표시되는 데, 폭 a는 2-4 ㎛ 범위를 가지고, 데이터라인(200)과 이 데이터라인 타측의 화소전극(300) 간의 오버랩되는 폭은 b로 표시되는 데, 폭 b는 2㎛ 이하인 범위를 가진다.
상기에서 상술한 바와 같이, 배향막 러빙방향에 따라, 데이터라인 좌측 또는 우측 등에 빛샘영역이 형성하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 빛샘영역이 발생된 부분에서는 데이터라인(200)과 화소전극(300 또는 300`) 간의 오버랩되는 폭이 적어도 2㎛ 이상으로 설계된다.
컬러필터기판(m`)에는 블랙매트릭스(290) 및 각각의 R(Red), G(Green), B(Blue)패턴인 컬러필터(R, G라 표시된 부분)가 형성되어져 있다.
본 발명의 액정표시장치에서는 상기의 구조를 갖는 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ`)과 칼라필터기판(m`) 사이에 액정(280)이 채워져 실링된 구조를 갖는다. 그리고, 이 양 기판에는 배향막(미도시)이 형성되어져 있다.
천 등을 이용하여 상기 양 기판의 배향막을 문질러 주게 되면, 양 기판 사이에 채워진 액정(280)들이 균일하게 배향된다. 양 기판 사이에 채워진 액정(280)은 전압을 인가시키면 빛의 투과 특성을 변화시키는 물질이다.
상기에서 언급한 데이터라인 양측에 비대칭적으로 화소전극이 오버랩된 구조를 갖는 본 발명의 액정표시장치는 도 9a 와 도 9b 에서 알 수 있듯이, 빛샘이 발생되지 않음을 알 수 있다.
도 9a와 도 9b를 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치 구조에서 빛샘이 차단되는 현상을 설명하면 다음과 같다.
도 9a와 도 9b는 박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ`)과 칼라필터기판(m`) 사이에 전압을 인가하였을 때 액정이 작용(280)하여 빛을 차단하고 있는 모양(노르말리 화이트모드 일 경우)을 도시한 것으로 양 기판 사이에 그려진 곡선들은 등전위를 이은 선이며, 액정은 이 등전위선에 대해 수직으로 작용하여 있다. 가운데 피크를 나타내며 그려져 있는 곡선은 기판 면에서 빛의 투과도를 나타내는 곡선이다. 도 9a와 도 9b에서 보아 알 수 있듯이, 데이터라인의 전압이 액정에 인가되는 전압에 영향을 주어 데이터라인 위에서 심하게 왜곡된다. 이 영향으로 액정의 작용 방향이 흐트러지게 되고 화소 전극상의 1-2㎛ 부근에서 빛의 투과도가 급증하는 영역이 나타난다. 그러나, 이 영역은 모두 데이터 라인 및 인접한 화소 전극들 간의 오버랩 부분에 의해 실제적으로 빛이 투과되지 못한다.
특히, 빛샘영역인 B`부분에서는 액정이 소정각도 왜곡되면서 전위차를 가지게 되나, 실제적으로는 상기의 데이터 라인 및 인접한 화소 전극들 간의 오버랩 부분에 의해 빛이 가려지게 되어 화질에 영향을 주지 못한다.
박막 트랜지스터 어레이기판(ℓ`)과 칼라필터기판(m`)에 각각의 배향막의 러빙방향에 따라 액정(280) 방향은 달라지게 된다. 이 액정 방향에 따라, 빛샘 영역(B`)의 위치가 데이터 라인의 좌측 또는 우측으로 달라질 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 일측의 화소전극 간의 오버랩되는 폭(a)은 2-4 ㎛ 범위를 가지고, 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 타측의 화소전극 간의 오버랩되는 폭(b)은 2㎛ 이하인 범위를 가진다.
도 10은 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 화소전극 간의 오버랩되는 폭에 따른 빛샘 폭을 도시한 것이다. 도 10에서도 알 수 있듯이, 실제적으로, 빛샘영역이 발생되는 부분에는 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 화소전극 간의 오버랩되는 폭이 적어도 2㎛ 이상이어야 하고, 2.5㎛ 이면 빛샘폭이 제로가 되어 빛샘이 없으면서 최대의 개구율을 가지게 된다. 오버랩되는 폭이 4㎛ 이상인 경우에는 개구율이 크게 줄며, 2㎛ 이하가 되는 경우는 효과적으로 빛샘을 막아 주기 어렵다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치에서는 데이터라인과 이 데이터라인과 인접한 화소전극들을 비대칭적으로 오버랩되도록 설계함으로써, 이 데이터라인과 화소전극 간의 오버랩된 부분이 배향막 러빙방향에 따라 데이터라인 일측에 발생되는 빛샘영역을 막아주게 되어 결과적으로 빛이 투과되지 못하도록 해준다. 따라서, 본 발명에서는 빛샘현상을 효과적으로 차단 가능함에 따라, 화질 개선 및 제품의 신뢰성이 향상된 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 제1 투명기판 상에 형성된 게이트라인과, 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하도록 배열된 데이터라인과, 상기 게이트라인 및 데이터라인이 교차되는 부분에 형성되며, 상기 게이트라인에서 분기되어 돌출된 게이트 전극과, 상기 데이터라인과 연결된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극과 이격되어 대향하도록 형성된 드레인전극을 가지는 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 덮고 있으며, 드레인 전극의 일부를 노출시키기 위한 콘택홀을 가지고 있는 보호막과, 상기 보호막 상에 형성되어 콘택홀을 통해서 드레인전극과 연결되며, 상기 데이터라인에 일부 오버랩되도록 형성된 화소전극을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이기판과,
    제2 투명기판 상에 블랙 매트릭스와, 칼라 필터와, 공통 전극을 포함하는 칼라필터기판과,
    상기 박막 트랜지스터 어레이기판과 상기 칼라필터기판 사이에 주입되어 실링된 액정을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 데이터라인과 상기 데이터라인과 인접한 양측의 화소전극이 비대칭적으로 각각 오버랩된 것이 특징인 액정표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터라인과 상기 데이터라인 일측의 화소전극 간의 오버랩되는 폭이 2-4 ㎛이고, 상기 데이터라인과 상기 데이터라인 타측의 화소전극 간의 오버랩되는 폭이 2㎛ 이하인 것이 특징인 액정표시장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 데이터라인과 상기 화소전극 간의 오버랩되는 정도는 배향막 러빙방향에 따라 달라진 것이 특징인 액정표시장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호막은 유기절연막인 것이 특징인 액정표시장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 유기절연막은 아크릴인 것이 특징인 액정표시장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 유기절연막은 BCB인 것이 특징인 액정표시장치.
KR1019990009021A 1999-03-17 1999-03-17 액정표시장치 KR100284712B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990009021A KR100284712B1 (ko) 1999-03-17 1999-03-17 액정표시장치
US09/510,300 US7202924B1 (en) 1999-03-17 2000-02-22 Liquid crystal display and a fabricating method thereof
FR0003247A FR2791782B1 (fr) 1999-03-17 2000-03-14 Ecran a cristaux liquides et procede de fabrication associe
DE10013219A DE10013219B4 (de) 1999-03-17 2000-03-17 Flüssigkristallanzeige-Vorrichtung
JP2000077054A JP2000305114A (ja) 1999-03-17 2000-03-17 液晶表示装置及びその製造方法
GB0006532A GB2348041B (en) 1999-03-17 2000-03-17 A liquid crystal display and a fabricating method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990009021A KR100284712B1 (ko) 1999-03-17 1999-03-17 액정표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000060596A KR20000060596A (ko) 2000-10-16
KR100284712B1 true KR100284712B1 (ko) 2001-03-15

Family

ID=19576838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990009021A KR100284712B1 (ko) 1999-03-17 1999-03-17 액정표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100284712B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100487432B1 (ko) * 2001-12-28 2005-05-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697375B1 (ko) * 2000-12-29 2007-03-20 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치의 제조방법
KR100828456B1 (ko) * 2001-12-19 2008-05-13 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그의 제조 방법
KR100737702B1 (ko) * 2002-10-16 2007-07-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치
KR100905015B1 (ko) * 2002-12-26 2009-06-30 엘지디스플레이 주식회사 끝선이 밝게 빛나는 현상을 제거한 액정표시장치
KR100959367B1 (ko) * 2003-10-13 2010-05-25 엘지디스플레이 주식회사 횡전계형 액정표시장치
KR100929684B1 (ko) * 2008-12-19 2009-12-03 삼성전자주식회사 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100487432B1 (ko) * 2001-12-28 2005-05-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000060596A (ko) 2000-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100674556B1 (ko) 액정 표시 장치
KR100422567B1 (ko) 액정표시장치
US6914641B2 (en) Liquid crystal display devices and manufacturing method thereof
US7916258B2 (en) In-plane switching LCD panel
KR100291228B1 (ko) 액정패널
US20130093988A1 (en) Lateral electric field type active-matrix addressing liquid crystal display device
US6970223B2 (en) In-plane switching mode LCD device and method for fabricating the same
KR20030078795A (ko) 횡전계방식 액정표시장치
KR20020091683A (ko) 프린지 필드 스위칭 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100876403B1 (ko) 횡전계방식 액정 표시 장치 및 그 제조방법
US6833897B2 (en) IPS-LCD device with a color filter formed on an array substrate
KR100284712B1 (ko) 액정표시장치
KR100284711B1 (ko) 액정표시장치
US7202924B1 (en) Liquid crystal display and a fabricating method thereof
EP0827010B1 (en) In-plane type liquid crystal display apparatus with increased numerical aperture
KR20080056813A (ko) 표시 기판 및 이를 구비하는 액정 표시 장치
KR100284710B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR101539953B1 (ko) 액정표시장치
KR101232166B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR100983579B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR100969622B1 (ko) 수평 전계 인가형 액정 표시 패널 및 그 제조방법
KR100731025B1 (ko) 액정 디스플레이 패널 및 그 제조 방법
JP2003029285A (ja) 表示装置用電極基板及び液晶表示装置
KR101009662B1 (ko) 액정표시장치의 마스크
KR20050017033A (ko) 박막 트랜지스터 표시판

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120928

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141124

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161118

Year of fee payment: 17

LAPS Lapse due to unpaid annual fee