KR100466390B1 - Apparatus for fringe field switching liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 관한 것으로, 하부기판과 상부기판 사이의 액정셀내에서 포물선 전계가 형성되도록 공통전극과 화소전극이 배치되는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 있어서, 상기 하부기판상의 화소영역에 절연막의 개재하에 공통전극과 화소전극이 상하 중첩하는 슬릿형으로 형성되어 있되, 상기 공통전극과 화소전극사이에 형성되는 전계의 극성배열이 인접 극성배열과는 반대되도록 공통전극과 화소전극이 교차하도록 형성되어 있으며, 화소에 인가되는 전계의 극성배열이 종래의 그것과 상이하며, 스트레스 요인이 되는 화소전극 하부의 절연막을 최소화하므로써 잔상특성 개선, 액정의 응답속도 향상, 뮤라현상을 방지할 수 있는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fringe field switching liquid crystal display device, wherein a common electrode and a pixel electrode are disposed to form a parabolic electric field in a liquid crystal cell between a lower substrate and an upper substrate. The common electrode and the pixel electrode are formed in a slit shape where the common electrode and the pixel electrode overlap each other in the region, and the common electrode and the pixel electrode are disposed so that the polarity arrangement of the electric field formed between the common electrode and the pixel electrode is opposite to the adjacent polarity arrangement. The polarization of the electric field applied to the pixel is different from the conventional one, and the afterimage property can be improved, the response speed of the liquid crystal can be prevented, and the mura phenomenon can be prevented by minimizing the insulating film under the pixel electrode which is a stress factor. It is.
Description
본 발명은 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공통전극과 화소전극의 구조 및 구동 차아지 플로우(charge flow)를 변경하여 차아지의 극성배열을 엇갈리게 하여 구동전압의 감소 및 잔상개선을 달성할 수 있고, 전극사이의 절연막을 제거하여 액정의 응답속도를 향상시킬 수 있는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fringe field switching liquid crystal display device, and more particularly, alters the structure and driving charge flow of a common electrode and a pixel electrode, thereby altering the polarity arrangement of the charges, thereby reducing driving voltage and remaining afterimage. The present invention relates to a fringe field switching liquid crystal display device capable of achieving an improvement and improving the response speed of the liquid crystal by removing the insulating film between the electrodes.
액정표시장치(Liquid Crystal Display: 이하, LCD)는 경량, 박형, 및 저소비전력등의 특성을 갖기 때문에 음극선관(CRT: Cathode Ray Tube)을 대신하여 각종 정보기기의 단말기 또는 비디오기기등에 사용되고 있다. 특히, 박막트랜지스(ThinFilm Transister: 이하, TFT)가 구비된 TFT-LCD는 응답특성이 우수하고 고화소수에 적합하기 때문에 고화질 및 대형표시장치를 실현할 수 있다.Liquid crystal displays (hereinafter, LCDs) are used for terminals or video devices of various information devices in place of cathode ray tubes (CRTs) because they have characteristics such as light weight, thinness, and low power consumption. In particular, a TFT-LCD equipped with a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) has excellent response characteristics and is suitable for high pixel numbers, thereby realizing high quality and large display devices.
한편, 상기 TFT-LCD는 트위스트네마틱(TN: Twisted Nematic)구동 모드를 채택하여 왔기 때문에 시야각이 협소하다는 단점이 있었지만, 최근 인플레인구동(In Plane Switching: 이하, IPS) 액정표시장치가 제안되어 상기 협소한 시야각 문제를 어느정도 해결하였다.On the other hand, since the TFT-LCD has adopted a twisted nematic (TN) driving mode, the TFT-LCD has a disadvantage in that the viewing angle is narrow. In recent years, an in-plane switching (IPS) liquid crystal display has been proposed. The narrow viewing angle problem was solved to some extent.
그러나, 상기 IPS-LCD는 광시야각을 실현했음에도 불구하고 카운터전극 및 화소전극이 불투명금속으로 이루어진 것에 기인하여 개구율 및 투과율이 낮은 단점을 가지고 있었다.However, the IPS-LCD has a low aperture ratio and a low transmittance due to the counter electrode and the pixel electrode being made of an opaque metal, despite the wide viewing angle.
이에, IPS-LCD가 갖고있는 낮은 개구율 및 투과율을 개선하기 위하여 프린지 필드 스위칭(Fringe Field Switching: 이하, FFS) 액정표시장치가 제안되었다.Accordingly, in order to improve the low aperture ratio and transmittance of the IPS-LCD, Fringe Field Switching (FFS) liquid crystal display has been proposed.
도 1은 종래기술에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 하부 어레이기판을 개략적으로 도시한 평면도이다.1 is a plan view schematically illustrating a lower array substrate of a fringe field switching liquid crystal display according to the related art.
도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 버스라인(13)과 데이타 버스라인(12)이 교차배열되어 단위화소가 한정되고, 상기 교차부에는 스위칭소자인 박막트랜지스터(100)가 배치된다.As shown in FIG. 1, the gate bus line 13 and the data bus line 12 are arranged in a cross-section to define a unit pixel, and a thin film transistor 100, which is a switching element, is disposed at the intersection.
투명전도체로 이루어진 공통전극(15)이 단위화소내에 배치되고 화소전극(21)이 상기 공통전극(15)과 중첩되게 단위화소내에 배치된다. 상기 화소전극(21)은 상기 공통전극(15)과 전기적으로 절연된다.The common electrode 15 made of a transparent conductor is disposed in the unit pixel, and the pixel electrode 21 is disposed in the unit pixel so as to overlap the common electrode 15. The pixel electrode 21 is electrically insulated from the common electrode 15.
상기 화소전극(21)은 상기 데이타 버스라인(12)과 평행하면서 등간격으로 이격배치되는 빗살 형태로 되어있고 그 일단이 TFT(100)의 소오스전극(부호 표시안됨)과 연결되어 있다.The pixel electrode 21 is in the form of a comb tooth parallel to the data bus line 12 and spaced at equal intervals, and one end thereof is connected to a source electrode (not shown) of the TFT 100.
도 2는 종래기술에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 하부 어레이기판을 개략적으로 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically illustrating a lower array substrate of a fringe field switching liquid crystal display device according to the related art.
도 2에 도시된 바와 같이, 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에는 투명성 절연기판, 예를 들어, 유리기판(11)상에 공통전극(13a)과 콘택되는 공통전극(15)이 있고 빗살형태의 화소전극(21)이 게이트절연막(17) 및 보호막(19)을 사이에 두고 상기 공통전극(15)과 중첩되게 배치되어 있다. 또한, 스위칭소자로서 소오스 및 드레인 전극(부호표시 되지않음)을 포함한 TFT(100)가 배치되어 있다.As shown in FIG. 2, the fringe field switching liquid crystal display has a common electrode 15 contacting the common electrode 13a on a transparent insulating substrate, for example, a glass substrate 11, and has a comb-tooth shaped pixel electrode. 21 is disposed so as to overlap the common electrode 15 with the gate insulating film 17 and the passivation film 19 interposed therebetween. In addition, a TFT 100 including a source and a drain electrode (not shown) is disposed as the switching element.
여기서, 하부 유리기판(11)과 상부 유리기판(23)은 액정층(도시되지 않음)의 개재하에 소정의 거리를 두고 대향배치되어 있다. 이때, 상기 하부 유리기판(11)과 상부 유리기판(23)의 간격을 셀갭(cell gap)이라고 한다. 이는 상기 공통전극(15)과 화소전극(21)간의 간격보다 커서 상기 양 전극간에 포물선 형태의 프린지 필드(2개의 곡선형 점선으로 도시)가 형성된다.Here, the lower glass substrate 11 and the upper glass substrate 23 are arranged to face each other at a predetermined distance under the interposition of the liquid crystal layer (not shown). In this case, the gap between the lower glass substrate 11 and the upper glass substrate 23 is referred to as a cell gap. This is larger than the distance between the common electrode 15 and the pixel electrode 21, so that a parabolic fringe field (shown by two curved dotted lines) is formed between the electrodes.
상기와 같은 종래의 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 공통전극(15)과 화소전극(21)사이에 프린지 필드가 형성되도록 하여 상부 및 하부 유리기판(11)(23)사이에 개재하는 음의 유전율 이방성특성을 갖는 액정분자(미도시)들이 모두 동작되도록 하여 편광판(미도시)을 통과하여 온 빛이 진행하게끔 하여 고휘도 및 광시야각을 실현하도록 만든 구조이다.In the conventional fringe field switching liquid crystal display device as described above, a fringe field is formed between the common electrode 15 and the pixel electrode 21 so as to form a fringe field between the upper and lower glass substrates 11 and 23. The liquid crystal molecules (not shown) having negative dielectric anisotropy intervening are all operated so that the whole light passes through the polarizer (not shown) to realize high brightness and wide viewing angle.
그러나, 상기 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는 TN 및 IPS구동 TFT-LCD에 비하여 시야각이 우수하지만 상기 공통전극과 화소전극과의 중첩면적 및 절연막에 의해서 장시간 동일형상 구현시 잔상이 심하게 남는등의 문제점이 있다.However, the fringe field switching liquid crystal display device has a better viewing angle than TN and IPS driving TFT-LCDs, but there is a problem that afterimages remain severe when the same shape is formed for a long time due to the overlapping area between the common electrode and the pixel electrode and the insulating film. have.
이에 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공통전극과 화소전극의 구조 및 구동 차아지 플로우(charge flow)를 변경하여 차아지(charge)의 극성배열을 엇갈리게 하여 구동전압의 감소 및 잔상개선을 달성할 수 있는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The fringe field switching liquid crystal display device according to the present invention is designed to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to change the structure of the common electrode and the pixel electrode and the driving charge flow. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fringe field switching liquid crystal display device capable of staggering the polarity arrangement of charges) to achieve a reduction in driving voltage and to improve image retention.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 전극사이의 절연막을 제거하여 액정의 응답속도를 향상시킬 수 있는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a fringe field switching liquid crystal display device capable of improving the response speed of the liquid crystal by removing the insulating film between the electrodes.
도 1은 종래 기술에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 도시한 평면도.1 is a plan view showing a fringe field switching liquid crystal display according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 도시한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing a fringe field switching liquid crystal display device according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 화소부를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view of a pixel portion of a fringe field switching liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법을 도시한 평면도.4A and 4B are plan views illustrating a method of manufacturing a fringe field switching liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing a fringe field switching liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 6는 본 발명의 실시예 1에 따른 차아지 플로우의 방향을 도시한 도면.6 is a view showing the direction of the charge flow according to the first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 화소부를 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view of a pixel portion of a fringe field switching liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 8a 및 8b는 본 발명의 실시예 2에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법을 도시한 평면도.8A and 8B are plan views illustrating a method of manufacturing a fringe field switching liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
111; 기판 112; 데이타 라인111; Substrate 112; Data line
112a; 소오스 112b; 드레인112a; Source 112b; drain
113; 게이트 115; 공통전극113; Gate 115; Common electrode
115a; 하부 공통전극 115b; 상부 공통전극115a; Lower common electrode 115b; Upper common electrode
117; 게이트 절연막 118; 액티브층117; A gate insulating film 118; Active layer
119; 보호막 120; 절연막119; Protective film 120; Insulating film
121; 화소전극 121a; 하부 화소전극121; The pixel electrode 121a; Lower pixel electrode
121b; 상부 화소전극 130; 액정121b; An upper pixel electrode 130; LCD
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는, 하부기판과 상부기판 사이의 액정셀내에서 포물선 전계가 형성되도록 공통전극과 화소전극이 배치되는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 있어서, 상기 하부기판상의 화소영역에 절연막의 개재하에 공통전극과 화소전극이 상하 중첩하는 슬릿형으로 형성되어 있되, 상기 공통전극과 화소전극사이에 형성되는 전계의 극성배열이 인접 극성배열과는 반대되도록 공통전극과 화소전극이 교차 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In the fringe field switching liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention for achieving the object of the present invention, a fringe field in which a common electrode and a pixel electrode are arranged such that a parabolic electric field is formed in the liquid crystal cell between the lower substrate and the upper substrate. In a switching liquid crystal display device, a common electrode and a pixel electrode are formed in a slit shape in which the common electrode and the pixel electrode overlap vertically in the pixel region on the lower substrate, and the polarity array of the electric field formed between the common electrode and the pixel electrode is adjacent to each other. The common electrode and the pixel electrode cross each other so as to be opposite to the polarity arrangement.
또한, 상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예 2에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는, 하부기판과 상부기판 사이의 액정셀내에서 포물선 전계가 형성되도록 공통전극과 화소전극이 배치되는 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 있어서, 상기 하부기판상의 화소영역에 절연막의 개재하에 공통전극과 화소전극이 상하 중첩하는 슬릿형으로 형성되어 있고, 절연막 부재하에 화소전극이 슬릿형으로 형성되어 있되, 상기 공통전극과 화소전극사이에 형성되는 전계의 극성배열이 인접 극성배열과는 반대되도록 공통전극과 화소전극이 교차 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, in the fringe field switching liquid crystal display according to Embodiment 2 of the present invention, a common electrode and a pixel electrode are disposed to form a parabolic electric field in a liquid crystal cell between a lower substrate and an upper substrate. In the fringe field switching liquid crystal display device, a common electrode and a pixel electrode are formed in a slit shape in which the common electrode and the pixel electrode overlap vertically in the pixel region on the lower substrate, and the pixel electrode is formed in a slit shape under the insulating film member. The common electrode and the pixel electrode are intersected so that the polarity arrangement of the electric field formed between the common electrode and the pixel electrode is opposite to the adjacent polarity arrangement.
이하, 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a fringe field switching liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 화소부를 도시한 단면도이고, 도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법을 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치를 도시한 단면도이고, 도 6는 본 발명의 실시예 1에 따른 차아지 플로우의 방향을 도시한 것이다.3 is a cross-sectional view illustrating a pixel portion of a fringe field switching liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B illustrate a method of manufacturing a fringe field switching liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view illustrating a fringe field switching liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 illustrates a direction of a charge flow according to the first embodiment of the present invention.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 화소부를 도시한 단면도이고, 도 8a 및 8b는 본 발명의 실시예 2에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치의 제조방법을 도시한 평면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a pixel portion of a fringe field switching liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8A and 8B illustrate a method of manufacturing a fringe field switching liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. It is a top view shown.
본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 있어서 본 발명의 특징적인 요소인 화소부내 전극구조는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(111)상에 게이트 절연막(117) 및 보호막(119)으로 구성된 절연막(120)의 개재하에 하부 공통전극(115a)과 상부 화소전극(121b)이 상하 중첩되어 형성되어 있고, 절연막(120)이 제거된 부분을 사이에 두고 하부 화소전극(121a)과 상부 공통전극(115b)이 절연막(120)의 개재하에 상하 중첩되어 형성되어 있어서, 전체적으로 공통전극(115a)(115b)과 화소전극(121a)(121b)이 교차 형성되어 있는 형상이다.In the fringe field switching liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, the electrode structure in the pixel portion, which is a characteristic element of the present invention, has a gate insulating film 117 and a protective film on the substrate 111 as shown in FIG. The lower common electrode 115a and the upper pixel electrode 121b are formed to overlap each other under the interlayer of the insulating layer 120 formed of (119), and the lower pixel electrode 121a is disposed with the portion where the insulating layer 120 is removed therebetween. ) And the upper common electrode 115b are formed to overlap each other under the insulating film 120, so that the common electrodes 115a and 115b and the pixel electrodes 121a and 121b intersect with each other.
아울러, 액정(130)은 상기 상부 전극(121b)(115b)상 뿐만 아니라 절연막(120)이 제거된 부분에까지 존재하므로써 액정의 수평 유전율과 수직 유전율의 미스매치(mismatch)가 개선된다.In addition, since the liquid crystal 130 exists not only on the upper electrodes 121b and 115b but also at a portion where the insulating layer 120 is removed, mismatch between horizontal and vertical dielectric constants of the liquid crystal is improved.
한편, 상기와 같이 상하 중첩하고 교차하는 공통전극과 화소전극의 형성단계는 하기와 같다.Meanwhile, the forming of the common electrode and the pixel electrode which overlap and intersect with each other as described above is as follows.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 게이트(113)가 형성된 단위 화소내에 하부 공통전극(115a)을 형성하고 이와 병행하여 하부 화소전극(121a)을 형성한다. 이때, 상기 하부 공통전극(115a)과 하부 화소전극(121a)은 이격되게 형성하여 상하 중첩되지 않게 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, the lower common electrode 115a is formed in a unit pixel in which the gate 113 is formed, and in parallel thereto, the lower pixel electrode 121a is formed. In this case, the lower common electrode 115a and the lower pixel electrode 121a are formed to be spaced apart from each other so as not to overlap each other.
이어, 도 4a에는 도시되지는 않았지만, 상기 전극(115a)(121a)을 포함하여 기판상에 절연막, 즉 게이트 절연막 및 보호막을 형성한 다음, 상기 전극(115a)(121a) 사이의 절연막을 제거한다.Next, although not shown in FIG. 4A, an insulating film, that is, a gate insulating film and a protective film is formed on the substrate including the electrodes 115a and 121a, and then the insulating film between the electrodes 115a and 121a is removed. .
그런 다음, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 하부 공통전극(115a)상에는 상부 화소전극(121b)을 형성하고, 이와 병행하여 상기 하부 화소전극(121a)상에는 상부 공통전극(115b)을 형성한다. 즉, 공통전극(115)과 화소전극(121)을 상하 중첩하고 교차되는 슬릿형상으로 구성한다.Next, as shown in FIG. 4B, an upper pixel electrode 121b is formed on the lower common electrode 115a, and an upper common electrode 115b is formed on the lower pixel electrode 121a. That is, the common electrode 115 and the pixel electrode 121 are configured to have a slit shape that overlaps and intersects.
이때, 상기 하부 공통전극(115a)과 상부 공통전극(115b)은 도면부호 h3 에 의해 콘택되어 있으며, 상기 하부 화소전극(121a)과 상부 화소전극(121b)은 도면부호 h2에 의해 콘택되고 상기 상부 화소전극(121b)은 데이타 라인(112)과 도면부호 h1에 의해 콘택되어 있다.In this case, the lower common electrode 115a and the upper common electrode 115b are contacted by the reference numeral h3, and the lower pixel electrode 121a and the upper pixel electrode 121b are contacted by the reference numeral h2 and the upper common electrode 115b is contacted. The pixel electrode 121b is contacted by the data line 112 and reference numeral h1.
여기서, 상기 상부 전극(115a)(121a)의 폭은 이와 상하 중첩되어 형성되어 있는 하부 전극(115b)(121b)의 폭보다 크지 않게끔 형성하여, 액정주입시 액정의 흐름 및 배향을 그렇지 않은 경우보다 더욱 원활하게 하도록 한다.In this case, the width of the upper electrodes 115a and 121a is formed so as not to be larger than the width of the lower electrodes 115b and 121b overlapping with each other, so that the flow and orientation of the liquid crystal when the liquid crystal is not injected. Make it even smoother.
상기 상하 중첩하고 교차 형성된 공통전극과 화소전극을 구비한 프린지 필드 액정표시장치의 단면은 도 5에 도시된 바와 같다.5 is a cross-sectional view of a fringe field liquid crystal display including the common electrode and the pixel electrode which are overlapped and overlapped with each other.
편의상 박막트랜지스터부, 화소부 및 데이타 라인부의 단면을 하나의 도면에 도시하였다.For convenience, cross sections of the thin film transistor unit, the pixel unit, and the data line unit are shown in one drawing.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 박막트랜지스터부는 기판(111)상에 게이트(113), 게이트 절연막(117), 액티브층(118), 소오스/드레인(112a)(112b), 보호막(119) 및 화소전극(121)으로 구성되어 있으며, 데이타 라인부는 기판(111)상에 게이트 절연막(117), 액티브층(118), 데이타 라인(112) 및 보호막(119)으로 구성되어 있다.As illustrated in FIG. 5, the thin film transistor unit may include a gate 113, a gate insulating layer 117, an active layer 118, a source / drain 112a and 112b, a passivation layer 119, and the like on the substrate 111. The pixel electrode 121 is formed, and the data line portion is formed of a gate insulating film 117, an active layer 118, a data line 112, and a protective film 119 on the substrate 111.
한편,본 발명의 특징적인 요소인 화소부는 기판(111)상에 공통전극(115)과 화소전극(121)이 게이트 절연막(117)과 보호막(119)으로 구성된 절연막(120)의 개재하에 상호 중첩하고 교차하여 형성되어 있고, 상기 상하 중첩하여 형성된 전극사이에는 절연막(120)이 제거된 부분이 존재한다.Meanwhile, the pixel portion, which is a characteristic element of the present invention, overlaps each other on the substrate 111 with the common electrode 115 and the pixel electrode 121 interposed between the insulating film 120 including the gate insulating film 117 and the protective film 119. And the insulating layer 120 is removed between the electrodes formed to overlap each other.
상기 절연막이 제거된 부분의 깊이는 3,000 내지 20,000 옹스트롱(Å)이고, 적어도 5,000 내지 10,000 옹스트롱(Å)이다. 상기 제거된 절연막(120)의 두께만큼 액정이 평행하게 존재할 수 있게 된다. 또한, 상기 절연막이 제거됨으로써 액정셀의 갭을 감소시켜 최대 6,000 옹스트롱(Å) 이하로 실현시킬 수 있게 된다.The depth of the portion where the insulating film is removed is 3,000 to 20,000 angstroms, and is at least 5,000 to 10,000 angstroms. Liquid crystals may exist in parallel with the thickness of the removed insulating layer 120. In addition, since the insulating layer is removed, the gap of the liquid crystal cell can be reduced to realize a maximum of 6,000 angstroms or less.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예 1에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 있어서, 박막트랜지스터의 온/오프(On/Off)시 화소부에 형성되는 차아지(charge)의 극성배열은 상기 공통전극(115)과 화소전극(121)이 상하 교차하여 형성되어 있으므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 인접 극성배열과는 반대가 되도록 형성된다.In the fringe field switching liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention having the above configuration, the polarity arrangement of the charges formed in the pixel portion when the thin film transistor is turned on / off is described above. Since the common electrode 115 and the pixel electrode 121 cross each other in the vertical direction, as shown in FIG. 6, the common electrode 115 and the pixel electrode 121 are formed to be opposite to the adjacent polarity array.
한편, 상기 공통전극(115)과 화소전극(121)의 간격 및 각 전극의 가지수를 조정하여 휘도를 조절할 수 있다.Meanwhile, luminance may be adjusted by adjusting the distance between the common electrode 115 and the pixel electrode 121 and the number of branches of each electrode.
본 발명의 실시예 2에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치에 있어서 본 발명의 특징적인 요소인 화소부내 전극구조는, 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(211)상에 게이트 절연막(217) 및 보호막(219)으로 구성된 절연막(220)의 개재하에 공통전극(215)과 상부 화소전극(221b)이 상하 중첩되어 형성되어 있고, 절연막(220)이 제거된 부분에는 하부 화소전극(221a)이 형성되어 있다.In the fringe field switching liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, the electrode structure in the pixel portion, which is a characteristic element of the present invention, has a gate insulating film 217 and a protective film on the substrate 211 as shown in FIG. The common electrode 215 and the upper pixel electrode 221b are formed to overlap each other under the insulating film 220 formed of 219, and the lower pixel electrode 221a is formed at the portion where the insulating film 220 is removed. have.
또한, 액정(230)은 상기 전극(221b)의 상부 뿐만 아니라 절연막(220)이 제거된 부분에까지 존재하므로써 액정의 수평 유전율과 수직 유전율의 미스매치(mismatch)가 개선된다.In addition, since the liquid crystal 230 is present not only on the upper portion of the electrode 221b but also at a portion where the insulating layer 220 is removed, mismatch between the horizontal and vertical dielectric constants of the liquid crystal is improved.
한편, 상기 화소부내 공통전극(215)과 화소전극(221)의 형성단계는 하기와 같다.Meanwhile, the forming steps of the common electrode 215 and the pixel electrode 221 in the pixel portion are as follows.
먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 게이트(213)가 형성된 단위 화소내에 공통전극(215)을 형성하고 이와 병행하여 하부 화소전극(221a)을 형성한다. 이때, 상기 공통전극(115)과 하부 화소전극(221a)은 이격되게 형성하여 상하 중첩되지 않게 형성한다.First, as shown in FIG. 8A, the common electrode 215 is formed in the unit pixel in which the gate 213 is formed, and in parallel thereto, the lower pixel electrode 221a is formed. In this case, the common electrode 115 and the lower pixel electrode 221a are formed to be spaced apart from each other so as not to overlap each other.
이어, 도 8a에는 도시되지는 않았지만, 상기 전극(215)(221a)을 포함하여 기판상에 절연막, 즉 게이트 절연막 및 보호막을 형성한 다음, 상기 전극(215)(221a) 사이의 절연막을 제거한다.Next, although not shown in FIG. 8A, an insulating film, that is, a gate insulating film and a protective film, is formed on the substrate including the electrodes 215 and 221a, and then the insulating film between the electrodes 215 and 221a is removed. .
그런 다음, 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 공통전극(215)상에만 상부 화소전극(121b)을 형성하여, 절연막(2200이 제거된 부분에는 하부 화소전극(221a)만이 형성되어 있고, 절연막(220)이 형성되어 있는 부분은 상기 절연막(220)의 개재하에 상기 공통전극(215)과 상부 화소전극(221b)이 상하 중첩하도록 구성한다Then, as shown in FIG. 8B, the upper pixel electrode 121b is formed only on the common electrode 215, and only the lower pixel electrode 221a is formed in the portion where the insulating film 2200 is removed, and the insulating film ( The portion where the 220 is formed is configured such that the common electrode 215 and the upper pixel electrode 221b vertically overlap with each other through the insulating layer 220.
이때, 상기 하부 화소전극(221a)과 상부 화소전극(221b)은 도면부호 h5에 의해 콘택되고 상기 상부 화소전극(221b)은 데이타 라인(212)과 도면부호 h4에 의해 콘택되어 있다.In this case, the lower pixel electrode 221a and the upper pixel electrode 221b are contacted by the reference numeral h5, and the upper pixel electrode 221b is contacted by the data line 212 and the reference numeral h4.
상기와 같은 본 발명의 실시예 2는 전술한 본 발명의 실시예 1과 비교하여, 절연막(220)이 제거된 부분에 하부 화소전극(221a)만이 형성되어 있는 점만을 제외하고는 나머지는 동일하다.As described above, the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment of the present invention except that only the lower pixel electrode 221a is formed at the portion where the insulating film 220 is removed, and the rest is the same. .
본원에 개시된 실시예는 본 발명인 기술적 사상을 구체적으로 표현하기 위하것이며 본 발명을 이에 한정하려는 의도는 아니다. 기타, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.The embodiments disclosed herein are intended to express the technical spirit of the present invention in detail and are not intended to limit the present invention thereto. In addition, it can implement in various changes within the range which does not deviate from the summary of this invention.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 액정표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the fringe field switching liquid crystal display according to the present invention has the following effects.
본 발명에 있어서는 화소에 인가되는 전계의 극성배열을 종래의 그것과 달리하고 스트레스 요인이 되는 화소전극 하부의 절연막을 최소화하므로써 잔상특성을 개선시킬 수 있다.In the present invention, the afterimage characteristic can be improved by minimizing the insulating layer under the pixel electrode, which is a stress factor, unlike the conventional arrangement of the polarity of the electric field applied to the pixel.
또한, 전극에 인가되는 전계의 방향이 상호 상쇄되고 전극간 및 절연막이 제거된 하부에까지 액정이 위치하므로써 액정의 응답속도를 향상시킬 수 있다.In addition, the response speed of the liquid crystal can be improved by canceling the directions of the electric fields applied to the electrodes and placing the liquid crystals between the electrodes and the lower portion where the insulating film is removed.
한편, 절연막이 일부 제거되므로써 절연막의 두께만큼 액정이 평행하게 존재하므로써 액정의 수평 및 수직 유전율 미스매치(mismatch)를 개선하여 잔상을 개선시킬 수 있으며, 또한 액정셀 갭을 감소시키므로써 셀 갭의 분균일에 기인하는 뮤라(mura)현상을 방지할 수 있다.On the other hand, since the liquid crystals are parallel to the thickness of the insulating film by partially removing the insulating film, the afterimage can be improved by improving the horizontal and vertical dielectric constant mismatch of the liquid crystal, and also reducing the cell gap by reducing the liquid crystal cell gap. The mura phenomenon caused by uniformity can be prevented.
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