KR100470759B1 - 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
인-플레인 스위칭 모드(in-plane switching mode ) 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 기판(11), 상기 제1의 기판에 대향 위치하는 제2의 기판(12), 및 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(13)을 포함한다. 상기 제1의 기판은 박막 트랜지스터, 구동될 화소에 각각 조합된 화소 전극(27), 기준 전압이 인가되는 공통 전극(26), 데이터선, 주사선, 및 공통 전극선을 포함한다. 액정의 분자축은 상기 제1의 기판의 평면과 거의 평행인 전계에 의해 상기 제1의 기판과 평행인 평면에서 회전되고 그에 따라 일정 이미지를 표시한다. 공통 전극(26)은 투명 재료로 구성되고 데이터선 보다 액정층에 더 근접하게 위치한 층상에 형성된다. 공통 전극(26)은 데이터선이 주사선의 주변에 위치되는 영역을 제외하고 데이터선(24)을 오버랩한다. 액정 표시 장치는 공통 전극이 데이터선을 완전히 오버랩하는 영역에 불투광층(17)을 포함한다. 상기 불투광층은 공통 전극의 폭 보다 더 작은 폭을 갖는 블랙 매트릭스층(17)으로 구성된다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 두가지 방식으로 분류되는데, 그 하나는 배열된 액정 분자의 분자축이 기판에 수직인 평면에서 회전하여 일정한 이미지를 표시하는 방식이고 다른 하나는 배열된 액정 분자의 분자축이 기판과 평행인 평면에서 회전하여 일정한 이미지를 표시하는 방식이다.
전자의 대표적인 방식이 트위스트 네마틱 모드(twisted nematic mode ; 이하, TN 모드라고 한다) 액정 표시 장치이고 후자는 인-플레인 스위칭 모드(in-plane switching mode ; 이하, IPS 모드라고 한다) 액정 표시 장치라고 불리워 진다.
관찰자는 액정 분자의 단축이 연장되는 방향만을 주시하므로 관찰자가 시점을 이동하더라도 IPS 모드 액정 표시 장치에서 액정 분자가 어떠한 상태에 있는가는 시야각과는 무관하고, 따라서 IPS 액정 표시 장치는 TN 모드 액정 표시 장치보다 시야각이 더 넓은 광 시야각을 나타낸다.
따라서, 요즘에는 TN 모드 액정 표시 장치보다 IPS 액정 표시 장치가 더 보급되는 실정이다.
예컨대, 일본국 특허공개공보 제07-036058호에는 IPS 액정 표시 장치의 하나의 실시예가 개시되어 있다. 예컨대, 일본국 특허공개공보 제11-119237호, 제10-186407호, 제9-236820호, 및 제6-202127호에서는 IPS 액정 표시 장치에서 개구율을 보다 높게 하려는 시도가 이루어졌다.
일본국 특허공개공보 제11-119237호에 개시된 IPS 액정 표시 장치는 구동 전극(본 발명의 화소 전극에 대응함)과 대향 전극(본 발명의 공통 전극에 대응함) 양쪽 모두가 신호선이 형성되는 층과 다른 층에 형성되어 액정층에 보다 더 근접하게 위치한다는 특징이 있다. 상기 구조로 인해 대향 전극은 신호선과 상기 신호선에 인접하고 개구의 단(end)에 형성된 대향 전극 사이의 전압차에 기인하여 생성된 전계에 의한 영향을 덜 받고 그에 따라 신호선에 보다 더 근접한 대향 전극을 위치 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 일본국 특허공개공보 제11-119237호는 구동 전극과 대향 전극이 ITO와 같은 투명 재료를 구성하는 것이 개시되어 있다. 그러나, 대향 전극이 신호선을 오버랩하는 것은 개시하고 있지 않다.
또한, 상기 일본국 특허공개공보 제11-119237호는 구동 전극과 대향 전극 둘 모두가 신호선이 형성되는 층의 상부에 위치한 층에 형성되고 대향 전극이 신호선을 오버랩하는 IPS 액정 표시 장치를 개시하고 있다. 상기 구조로 인해 구동 전극과 대향 전극은 신호선으로부터의 전계의 누설에 의한 영향을 덜 받게 되고 광은 신호선과 대향 전극 사이에서 형성된 슬릿으로부터 누출되지 않는 것이 보장된다.
그러나, 구동 전극과 대향 전극이 투명 전극으로서 형성되는 것이 개시되어 있지 않는데 그 이유는 대향 전극은 슬릿으로부터 광누출을 차단하기 위해 신호선을 오버랩하기 위해 형성되기 때문이다.
일본국 특허공개공보 제10-186407호에 개시된 IPS 액정 표시 장치에 있어서, 전기 절연층은 공통 전극이 형성되는 공통 전극층과 데이터선이 형성되는 데이터선층 사이에 형성되고, 상기 공통 전극층은 데이터선층 보다 더 액정층에 근접하게 위치한다. 공통 전극은 특정 영역에서 데이터선의 특정 영역을 오버랩한다. 공통 전극은 데이터선을 완전히 오버랩하여 전계의 누출을 방지하고 공통 전극은 데이터선을 부분적으로 오버랩하여 데이터선과 공통 전극 사이에 형성된 기생 용량이 감소된다.
그러나, 상기 일본국 특허공개공보 제10-186407호에는 투명 재료로 구성된 공통 전극을 개시 및 시사하고 있지 않다.
일본국 특허공개공보 제9-236820호에 개시된 IPS 액정 표시 장치에 있어서, 각각의 대향 전극은 화소 신호가 화소 전극까지 전송되는 소스 버스선(본 발명의 데이터선에 대응함)과 평행인 박형의 스트립 형상의 전극으로 구성된다. 상기 대향 전극과 소스 버스선은 그들 사이에 투명 절연층이 삽입되도록 적층된다. 대향 전극 및 소스 버스선은 광이 액정 표시 장치를 통과하는 방향에 대해 동일한 위치에 위치된다.
일본국 특허공개공보 제9-236820호는 대향 전극과 화소 전극이 투명 재료로 구성된다면 화소의 개구율을 올리는 것이 가능하다는 것을 개시하고 있다. 그러나, 상기 공보에서는 투명 재료는 저항이 높기 때문에 전압차가 발생되어 이미지를 표시하는 전극의 구동을 방해하고 또한 투명 전극은 가격이 높다는 점을 개시하고 있다.
일본국 특허공개공보 제6-202127호에 개시된 IPS 액정 표시 장치는 액티브 장치로 구성된 드라이버를 구비하도록 설계되어 있고 그 특징은 이미지 신호가 액티브 장치까지 송신되는 신호선은 전기적 절연체가 사이에 삽입되도록 액정층에 대면하는 영역에서 전도체로 피복된다.
그러나, 상기 공보는 신호선이 투명 전극으로 차폐된다는 점을 시사 및 개시하지 않고 있다.
일본국 특허공개공보 제10-307295호에 개시된 IPS 액정 표시 장치는 컬러 이미지를 보상하는 다수의 서브 영역에 그 특징에 있다. 예로서, 상기 공보는 이미지가 컬러화되는 것을 방지하는 방법을 개시하는 것으로서 제1 및 제2의 서브 영역에서 상이한 방향을 갖는 전계를 생성하여 제1 및 제2의 서브 영역에서 상이한 방향으로 액정 분자를 회전시키는 단계를 포함함으로써 관찰자가 액정 표시 장치를 비스듬히 보는 경우에 상기 제1 및 제2의 서브 영역의 광학 특성이 서로 보상되도록 한다.
상기 공보에 개시된 IPS 액정 표시 장치는 개구율 증가라는 목표가 있어 표시된 이미지의 휘도를 향상시킨다.
데이터선과 대향 전극 또는 공통 전극 사이에서 전압차가 발생하므로 전계는 전압차에 기인하여 생성된다. 화소 전극과 공통 전극 사이에 위치한 표시 영역이 전계에 의해 영향을 받을 정도의 영역까지 전계가 도달한다면 액정 분자의 배향이 교란된다. 예컨대, 화이트 윈도우가 블랙의 배경하의 스크린상에 표시되는 경우에 블랙을 표시해야 할 화소가 화이트를 표시하도록 화소를 구동하는 데이터선과 관련됨에 의한 수직의 누화(cross-talk)라는 문제점이 발생한다.
전술한 누화라는 문제점을 회피하기 위해서 데이터선과 관련된 전계를 차단하기 위해 데이터선의 대향 엣지에서 외측으로 연장하는 폭을 갖는 공통 전극으로 전계를 차단하거나 또는 이미지에 영향을 끼치지 않는 전압이 인가되는 공통 전극과 같은 전극으로 데이터선을 피복하는 것이 필요할 것이다.
개구율을 증가시키기 위해서, 후술하는 바와 같이 데이터선을 공통 전극으로 피복하면 양호할 것이다.
그러나, 전술한 공보에서 개시된 종래의 액정 표시 장치는 불투광성 재료로 구성된 공통 전극에 의해 야기된 불충분한 차단 및 광 사용 효율의 저하라 문제점을 수반한다.
전술한 공보에서 개시된 종래의 액정 표시 장치는 개구율을 높이는 것을 목적으로 하고 있으나 개구율을 보다 더 높여야 할 필요성이 있다.
종래의 액정 표시 장치의 전술한 문제점을 고려하여 본 발명의 목적은 수직 누화(cross-talk)의 문제를 해결하고 개구율을 높이는 것이 가능한 인-플레인 스위칭 모드(in-plane switching mode ; 이하, IPS 모드라고 한다) 액정 표시 장치를 제공함에 있다.
특히, 전술한 종래 액정 표시 장치에 비해, 본 발명의 제1의 목적은 개구율을 낮추지 않고도 수직의 누화의 발생을 방지할 수 있는 IPS 모드 액정 표시 장치를 제공함에 있다.
전술한 제1의 목적을 달성하기 위해, 데이터선은 본 발명에 따른 IPS 액정 표시 장치에서 데이터선으로부터의 전계의 누출을 차단하기 위한 투명 공통 전극에 의해 오버랩 되도록 설계된다. 그러나, 상기 구조는 투명 재료의 저항이 높아 전술한 일본국 특허공개공보 제9-236820호에서 지적된 바와 같이 이미지를 표시하기 위해 전극이 적절하게 구동되는 것을 방지하는 전압차가 발생한다는 문제점을 수반한다. 따라서, 본 발명의 제2의 목적은 투명 전극으로 구성된 공통 전극이 데이터선을 오버랩하고 공통 전극은 감소된 저항을 갖는 IPS 액정 표시 장치를 제공함에 있다.
제2의 목적을 달성하기 위해, 데이터선을 오버랩하는 투명 전극은 각 화소에서 콘택트 홀을 통해 공통 전극선에 전기적으로 접속된다.
전술한 목적이 달성되더라도. 개구율의 감소라는 문제점이 해결되지 않고 남는다. 따라서, 본 발명의 제3의 목적은 누출된 전계에 기인하여 발생하는 수직 누화가 표시된 이미지에 나타나는 것을 방지하기 위해 종래의 IPS 액정 표시 장치에 사용된 블랙 매트릭스막과 같은 불투광막을 협소화 할 수 있는 IPS 액정 표시 장치를 제공함에 있다.
전술한 제3의 목적을 달성하기 위해, 데이터선에 대면하는 불랙 매트릭스층은 데이터선을 오버랩하는 공통 전극의 폭 보다 더 작은 폭을 갖도록 설계되고 본 발명에 따른 IPS 액정 표시 장치에서 평면에서 보아 불투광막이 데이터선을 오버랩하는 공통 전극과 상기 공통 전극에 인접하여 위치하는 화소 전극 사이에 형성되지 않도록 설계된다.
전술한 일본국 공개특허공보 제9-236820호에서 지적한 바와 같이, 투명 전극은 비싸다는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 제4의 목적은 투명 전극이 저비용으로 제조될 수 있는 IPS 액정 표시 장치를 제공함에 있다.
상기 제4의 목적을 달성하기 위해, 투명 전극은 ITO로 구성되고 상기 투명 전극은 ITO 투명 전극을 ITO로 구성된 단자와 동시에 제조함으로써 제조 단계의 수를 증가시키지 않고 제조된다.
전술한 일본국 특허공개공보 제10-186407호에서 지적된 바와 같이, 공통 전극이 데이터선을 완전히 오버랩 하면 기생 용량이 데이터선과 공통 전극 사이에서 증가된다는 문제점이 해결되지 않고 남는다. 따라서, 본 발명의 제5의 목적은 데이터선과 공통 전극 사이의 기생 용량을 증가시키지 않고 공통 전극에 의해 데이터선이 완전히 겹쳐지는 IPS 액정 표시 장치를 제공함에 있다.
상기 제5의 목적을 달성하기 위해, 층간 절연막층이 사이에 삽입되도록 ITO로 구성된 공통 전극이 데이터선보다 액정층에 보다 더 근접한 층에 형성되고, 상기 층간 절연막은 유전 상수가 낮은 유기 재료로 구성된다.
전술한 공보에서는 지적되지 않았지만 데이터선을 차폐하는 공통 전극이 ITO 이외의 보통의 금속으로 구성되도록 설계되면 그 결과로 만들어진 액정 표시 장치의 신뢰성은 ITO로 구성된 공통 전극을 구비한 액정 표시 장치에 비해 그 신뢰성이 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명의 제6의 목적은 보다 더 신뢰할 수 있는 투명 재료로 데이터선이 차폐되는 IPS 액정 표시 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 하나의 특징에 따른 인-플레인 스위칭 모드(in-plane switching mode) 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, 제1의 기판(a)과, 상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와, 구동되는 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과, 기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과, 데이터선(a4)과, 주사선(a5)과, 공통 전극선(a6)을 포함하고, 상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고, 상기 액정층의 액정 분자축은 상기 제1의 기판의 평면과 거의 평행이며 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에서 인가되는 전계에 의해 상기 제1의 기판과 평행인 평면에서 회전하여 일정한 이미지를 표시하는 것으로서, 상기 공통 전극은 투명 재료로 구성되고 상기 데이터선 보다 상기 액정층에 더 근접하게 위치하는 층상에 형성되고, 상기 데이터선이 상기 주사선의 근방에 위치되는 영역을 제외하고 상기 공통 전극과 상기 데이터선 사이에 절연층이 삽입되도록 상기 공통 전극은 상기 데이터선을 완전히 오버랩하고, 상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 완전히 오버랩하는 영역에 불투광층을 더 포함하고, 상기 불투광층은 상기 불투광층 및 상기 액정층이 데이터선에 관해 동일한 측면에 위치하며 상기 불투광층이 데이터선을 대면하도록 상기 제2의 기판상 또는 상기 제1의 기판상에 형성되고, 상기 불투광층은 블랙 매트릭스층 또는 다층의 컬러층으로 구성되고, 상기 블랙 매트릭스층 또는 상기 다층의 컬러층은 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극의 폭보다 적은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 제공된다.
전술한 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 전술한 제1 내지 제3의 목적을 달성한다. 즉, (a) 개구율의 감소가 없이 수직 누화를 방지하고, (b) 데이터선이 공통 전극에 전기적으로 접속된 투명 전극에 의해 오버랩되고 공통 전극은 저항이 낮고, (c) 누출된 전계에 의해 생성된 수직 누화가 표시된 이미지에서 나타나지 않도록 종래의 IPS 액정 표시 장치에서 사용되었던 블랙 매트릭스막과 같은 불투광막을 협소화 할 수 있는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 제공된다.
이하, 전술한 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 어떻게 제1 내지 제3의 목적을 달성할 수 있는가에 대한 설명이 이루어질 것이다.
도 1은 전술한 종래의 액정 표시 장치(10A)의 부분 단면도이다. 도 1은 설명의 단순화를 위해 설명에 필요한 부분만을 도시한다.
액정 표시 장치(10A)는 액티브 장치 기판(11A), 대향 기판(12A), 및 상기 액티브 장치 기판(11A)과 상기 사이에 삽입된 액정층(13A)으로 구성된다.
대향 기판(12A)은 불필요한 광을 차단하는 불투광막으로서 사용되는 블랙 매트릭스층(17A), 상기 블랙 매트릭스층(17A)을 부분적으로 피복하는 컬러층(18A), 상기 블랙 매트릭스층(17A)과 상기 컬러층(18A)을 피복하도록 형성된 오버 코트층(19A), 및 상기 오버 코트층(19A)을 완전히 피복하도록 형성된 얼라인먼트막(20A)으로 구성된다.
액티브 장치 기판(11A)은 유리 기판(도시되지 않음)상에 형성된 공통 전극(26A), 상기 유리 기판상에 형성되고 상기 공통 전극(26A)을 피복하는 층간 절연막(25A), 상기 층간 절연막(25A)상에 형성된 데이터선(24A), 상기 층간 절연막(25A)상에 형성된 화소 전극(27A), 상기 층간 절연막(25A)상에 형성되고 데이터선(24A) 및 화소 전극(27A)을 피복하는 패시베이션막(37A), 및 상기 패시베이션막(37A)상에 형성된 얼라인먼트막(31A)으로 구성된다.
도 1에 도시된 액정 표시 장치(10A)에 있어서, 데이터선(24A)에 인접하게 형성된 공통 전극(26A)이 데이터선(24A)으로부터의 전계 누설을 그 내부로 흡수하기 위해서는 충분히 넓은 폭을 가져야 할 필요성이 있다. 공통 전극(26A)은 게이트선이 구성되는 불투명 재료로 구성되기 때문에 개구(OP)를 정의하는 영역이 공통 전극(26A)의 우측 엣지로부터 내부로 연장되는 것은 피할수 없다.
또한, 데이터선(24A)과 공통 전극(26A) 사이의 갭으로부터 광(S)이 누출되는 것을 방지하기 위해 블랙 매트릭스층(17A)은 데이터선(24A)의 폭을 완전히 피복하는 것 보다 더 큰 폭을 갖을 필요성이 있었다.
예컨대, 액정 표시 장치(10A)의 블랙 매트릭스층(17A)은 컬러 필터로서 사용되는 대향 기판(12A)과 액티브 장치 기판(11A) 사이의 불량 정합(misregistration)을 고려하여 데이터선(24A)과 공통 전극(26A) 사이의 갭을 넘어 8㎛ 이상 연장되도록 설계되었다.
종래의 액정 표시 장치(10A)에서 개구율을 증가시키는 것이 꽤 용이치 않았다고 설명된 바와 같이 액정 표시 장치(10A)는 단지 한정된 영역을 개구(OP)로서 구비하기 때문에 블랙 매트릭스층(17A)이 전술한 갭을 넘어 연장될 필요성이 있다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치(10)의 부분 단면도이다. 도 1과 유사하게, 도 2는 설명의 단순화를 위해 설명에 필요한 부분만을 도시한다.
액정 표시 장치(10)는 액티브 장치 기판(11), 대향 기판 기판(12), 및 상기 액티브 장치 기판(11)과 상기 대향 기판 기판(12) 사이에 삽입된 액정층(13)으로 구성된다.
대향 기판(12)은 블랙 매트릭스층(17), 상기 블랙 매트릭스층(17)을 부분 피복하는 컬러층(18), 상기 블랙 매트릭스층(17)과 상기 컬러층(18)을 피복하도록 형성된 오버 코트층(19), 및 상기 오버 코트층(19)상에 전면적으로 형성된 얼라인먼트막(20)으로 구성된다.
상기 액티브 장치 기판(11)은 제1의 층간 절연막(23), 상기 제1의 층간 절연막(23)상에 형성된 데이터선(24), 상기 제1의 층간 절연막(23)상에 형성되고 상기 데이터선(24)을 피복하는 제2의 층간 절연막(25), 상기 제2의 층간 절연막(25)상에 형성된 공통 전극(26), 상기 제2의 층간 절연막(25)상에 형성된 화소 전극(27), 및 상기 제2의 층간 절연막(25)상에 형성되고 상기 공통 전극(26) 및 상기 화소 전극(27)을 피복하는 얼라인먼트막(31)으로 구성된다.
상기 공통 전극(26)은 상기 데이터선(24)을 완전히 오버랩 하도록 설계되고 상기 블랙 매트릭스층(17)은 공통 전극(26)의 폭 보다 작은 폭을 갖도록 설계된다. 공통 전극(26)과 화소 전극(27) 양쪽 모두는 투명 재료의 하나로서 인듐-주석-산화물(ITO)로 구성된다.
액정 표시 장치(10)에 따르면, 데이터선(24)으로부터의 전계의 누설은 데이터선(24) 상부에 위치한 공통 전극(26)에 의해 완전히 차폐된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 공통 전극(26)의 우측 엣지로부터 내부로 연장되는 개구(OP)를 한정하는 영역을 구비하는 것이 가능하고 상기 개구(OP)는 도 1에 도시된 액정 표시 장치(10A)에서 획득된 개구(OP)보다 더 크다.
즉, 본 발명에 따른 액정 표시 장치(10)는 종래의 액정 표시 장치(10A)의 개구율보다 더 큰 개구율을 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치(10)에서 블랙 매트릭스층(17)에 인접하게 위치된 화소로부터의 광 누출이 방지되기만 한다면 광 누출은 효과적으로 방지될 수가 있다. 따라서, 액티브 장치 기판(11)과 대향 기판(12) 사이의 불량 정합이 고려되더라도 블랙 매트릭스층(17)이 데이터선(24)의 폭 보다 더 큰 폭을 갖을 필요성이 더이상 없다.
예컨대, 데이터선(24)이 블랙 매트릭스층(17)을 오버랩하기만 하고 블랙 매트릭스층(17)이 6㎛ 이상의 폭을 갖는다면 블랙 매트릭스층(17)이 충분히 광을 차단하는 것이 가능해 진다.
도 3은 데이터선(24)으로부터의 전계의 누출이 공통 전극(26)이 데이터선(24)을 완전히 오버랩 하는 액정 표시 장치에서 어떻게 차폐되는가를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 그래프이다.
상기 시뮬레이션에서, 유닛 셀내의 액정 표시 장치를 광이 통과하는 속도 및 전위의 프로파일은 화소들은 전부 블랙이고 0V의 전압이 화소 전극(27)과 공통 전극(26) 양쪽 모두에 인가되고 5V이 전압이 드레인에 인가된다는 가정하에 계산된 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 광이 액정 표시 장치를 통과하는 속도(Z)는 0에 유지된다. 상기는 데이터선(24)으로부터 누출되는 전계는 공통 전극(26)에 의해 완전히 차폐된다는 것을 의미한다.
블랙 매트릭스층(17)은 다층의 컬러층를 구비하는 불투광층으로 대체될 수 있고 상기 경우에 블랙 매트릭스층을 형성할 필요성이 더 이상 없고 그에 따라 액정 표시 장치의 제조 효율을 증가시키는 것이 가능해진다.
공통 전극이 각각의 화소내의 콘택트 홀을 통해 공통 전극선에 전기적으로 접속되면 양호하다.
공통 전극을 각각의 화소내의 콘택트 홀을 통해 공통 전극선에 전기적으로 접속함으로써 공통 전극의 저항을 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 투명 재료는 높은 저항을 갖고 있다는 문제점을 해결할 수 있다.
제1 및 제2의 기판 중의 하나가 일렬로 형성된 컬러층으로 또한 구성되면 양호하다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가, 모든 액정 분자가 동일한 방향으로 회전하는 서브 화소 영역에서 액정이 상기 동일한 방향과 반대인 방향으로 회전하는 것을 방지하기 위해 역회전 방지 구조를 더 포함하고, 상기 초기 정렬 배향이 예각으로 회전하면, 액정 분자의 초기 정렬 배향이 상기 서브 화소 영역에서의 모든 서브 영역의 상기 서브 화소 영역에서 발생된 전계의 방향을 오버랩하도록, 상기 역회전 방지 구조는 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극의 적어도 하나의 전압과 동등한 전압이 인가되는 보조 전극을 구비하면 양호하다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 데이터선을 오버랩하는 공통 전극 아래에 형성된 층간 절연막을 더 포함하면 양호하다. 상기 층간 절연막은 상부층과 하부층으로 구성되고 상기 상부층과 하부층은 데이터선을 오버랩하는 공통 전극의 일부의 아래에만 형성된다.
상기와 같은 절연막을 포함함으로써, 공통 전극과 데이터선 사이에서 너무 많은 면적을 차지하는 층간 절연막을 형성할 필요가 없어 공통 전극과 데이터선 사이에 형성될 기생 용량의 증가가 없이 공통 전극으로 데이터선을 완전히 오버랩하는 것이 가능하다.
공통 전극이 폭 방향으로 1.5㎛ 이상으로 대향단(opposite)에서 데이터선 보다 더 넓으면 양호하다.
공통 전극을 폭 방향으로 1.5㎛ 이상으로 대향단에서 데이터선보다 더 넓게 설계함으로써, 데이터선의 측에서 통과하는 허용 가능한 최대광이 화이트가 화소상에 표시되는 경우에 화소를 통과하는 광의 1/100 보다 더 작게 되도록 하면 양호하다.
블랙 매트릭스층이 데이터선의 폭보다 작은 폭을 갖고 그 전체 길이내에서 데이터선을 오버랩하면 양호하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 블랙 매트릭스층(17)이 데이터선(24)의 폭보다 작은 폭을 가지면 데이터선(24)을 오버랩하는 공통 전극(26)의 연장부를 통과하는 모든 광을 이용할 수 있어 광이 패널을 통과하는 비율의 향상을 도모할 수 있다.
블랙 매트릭스층이 제2의 기판상에 형성되고 데이터선에 대면하는 블랙 매트릭스층이 6㎛ 이상이면 양호하다.
블랙 매트릭스층이 6㎛ 보다 작은 폭을 가지면 데이터선(24)에서 많은 광이 반사하여 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 스크린은 밝은 환경에서 보기가 어려워지는 결과가 된다.
블랙 매트릭스층이 신호선 및 상기 신호선 주위의 영역, 및 주선 및 화소 전극과 그 주위의 영역 사이에 삽입된 에어리어(area)를 오랩하면 양호하다.
상기로 인해 주선, 상기 영역 및 상기 에어리어는 블랙 매트릭스층에 의해 광으로부터 차단된다.
화소 전극이 투명 재료로 구성되면 양호하다.
투명 재료로 구성된 화소 전극은 또한 개구율을 향상시킬 것이다.
공통 전극 및 화소 전극은 공통층에 형성된다.
따라서, 단일 단계에서 공통 및 화소 전극을 형성하는 것이 가능하여 제조 수율을 향상시키고 본 발명에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제조 단계를 증가하지 않고도 제조될 수 있다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 공통 전극 직하에 위치한 층에 형성된 층간 절연층, 및 상기 층간 절연층 아래에 형성된 단일 또는 다수의 층으로 구성된 공통 보조 전극을 더 포함하고, 공통 보조 전극은 소스 전극에 전기적으로 접속되어 화소 전극의 전압과 동일한 전압에 유지된다. 공통 보조 전극이 불투명 금속으로 구성되면 양호하다.
불투명 금속으로 구성된 화소 보조 전극은 투과성이 약각 떨어질 것이지만 화소 보조 전극을 통해 서로 화소 전극을 전기적으로 접속함으로써 화소 상하에 스토리지 용량을 형성하는 것이 가능하다.
화소 보조 전극이 공통 전극이 형성되는 층에 형성된 공통 전극 아래에 적어도 일부 형성되고 다수의 빗살을 가지면 양호하다.
전계는 투명 화소 전극 직상에 인가되므로 액정은 수직한 상태가 되고 그 결과 빗살형 전극 사이의 에어리어에서 얻어진 광투과성에 비해 광 투과성이 떨어진다. 따라서, 불투명 재료로 구성된 화소 보조 전극을 화소 보조 전극의 투과성 보다 약간 더 낮은 화소 전극의 직하에 불투명 재료로 구성된 화소 보조 전극을 위치시킴으로써 화소의 대향측에 위치한 화소 보조 전극을 광 사용 효율을 떨어뜨리지 않고서 서로 접속하는 것이 가능하다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 공통 전극 직하에 위치한 층에 형성된 층간 절연층과, 상기 층간 절연층 아래에 형성된 다수의 층 또는 단일한 층으로 구성된 화소 보조 전극을 더 포함하고, 상기 화소 보조 전극은 상기 소스 전극에 전기적으로 접속되고 상기 화소 전극의 전압에 동등한 전압에 유지되고, 상기 화소 보조 전극은 불투명 금속으로 구성되면 양호하다.
화소 보조 전극과 유사하게 공통 전극을 서로 전기적을 접속함으로써 화소 상하에 스토리지 용량을 형성하는 것이 가능하여 높은 스토리지 용량 및 표시 높은 표시 용량을 보장한다.
화소 보조 전극이 다수의 빗살을 갖는 공통 전극의 하부에 형성되면 양호하다.
불투명 재료로 구성된 화소 보조 전극을 화소 보조 전극의 투과성 보다 약간 더 낮은 화소 전극의 직하에 불투명 재료로 구성된 화소 보조 전극을 위치시킴으로써 화소의 대향측에 위치한 화소 보조 전극을 광 사용 효율을 떨어뜨리지 않고서 서로 접속하는 것이 가능하다. 그러나, 화소 보조 전극이 공통 전극의 하부에 배치되면 전계는 공통 전극과 화소 보조 전극 사이에서 발생한 결과 원하는 수평 전계는 액정에 인가되지 않는다. 따라서, 화소 보조 전극이 화소 전극의 직하에 배치되고 공통 보조 전극이 공통 전극의 직하에 배치되면 양호하다.
주사선 단자, 데이터선 단자, 및 공통 전극선 단자는 투명 전극으로 구성된 상기 공통 전극이 구성되는 재료로 구성되거나 피복되면 양호하다.
상기 구성으로 인해, 액정 표시 장치의 단자와 함께 공통 전극을 형성할 수 있다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 표시 장치가 모든 액정 분자가 동일한 방향으로 회전하는 서브 화소 영역에서 액정 분자가 상기 동일한 방향과 반대인 방향으로 회전하는 것을 방지하기 위한 역회전 방지 구조를 더 포함하고, 액정 분자의 초기 정렬 배향이 예각으로 회전하면, 상기 액정 분자의 초기 정렬 배향이 모든 서브 영역의 상기 서브 화소 영역에서 발생된 전계의 방향을 상기 서브 화소 영역에서 오버랩하도록 상기 화소 보조 전극 및 상기 공통 전극선의 엣지의 적어도 일부가 비스듬히 형성되면 양호하다.
액정 분자가 역회전하지 못하도록 함으로써 액정 표시 장치가 표시 품질 및 신뢰성이 개선될 수 있다.
인-플레인 스위칭 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 공통 전극을 피복하는 패시베이션막을 더 포함하면 양호하다.
인-플레인 스위칭 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 화소 전극을 피복하는 패시베이션막을 더 포함하는 것을 특징으로 하면 양호하다.
화소 또는 공통 전극을 피복하는 패시베이션막은 화소 또는 공통 전극의 엣지에서 생성된 강한 전계를 완화하여 액정 분자의 배향 및 표시 이미지의 불량을 방지한다.
상기 제1의 기판은 상기 화소 전극을 상기 소스 전극에 전기적으로 접속하는 제1의 콘택트 홀, 상기 공통 전극을 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하는 제2의 콘택트 홀 중의 하나로 형성되고, 상기 제1 및 제2의 콘택트 홀은 형상이 직사각형 또는 정사각형이고, 6㎛ 이상의 길이를 갖는 측면(side)을 구비하면 양호하다.
6㎛ 이상의 길이를 갖는 측면을 갖는 제1 및 제2의 콘택트 홀은 전기적인 접촉을 보장해 준다.
상기 제1의 기판은 상기 화소 전극을 상기 소스 전극에 전기적으로 접속하는 제1의 콘택트 홀, 상기 공통 전극을 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하는 제2의 콘택트 홀 중의 하나에 의해 형성되고, 상기 제1 및 제2의 콘택트 홀은 금속막으로 그 내부 표면에서 피복되면 양호하다.
제1 및 제2의 콘택트 홀을 금속막으로 그 내부 표면에서 피복함에 의해 투명 재료로 구성된 공통 전극과 공통 전극선 사이의 저항을 줄여 표시 이미지의 균일성을 향상시킨다.
예컨대, 화소 전극은 데이터선이 형성되는 제2의 금속층으로 형성될 수 있다.
화소 및 공통 전극은 서로 상이한 재료로 구성되므로 화소 및 공통 전극은 서로 더이상 단라되지 않아 제조 수율이 향상된다.
상기 화소 전극은 이미지가 표시되는 영역에서 상기 드레인 전극이 형성되는 제2의 금속층으로 형성되고, 투명 금속으로 구성되고 상기 데이터선을 오버랩하는 일부를 제외한 상기 공통 전극의 일부는 상기 게이트 전극이 형성되는 제1의 금속층으로 형성되면 양호하다.
화소 및 공통 전극이 서로 상이하 재료로 구성되므로 화소 및 공통 전극은 더이상 서로 단락되지 않고 제조 수율의 향상이 보장된다. 또한, 제1의 층으로 구성된 부유 전극은 공통 전극이 구성되는 층으로 구성되므로 부유 전극은 공통 전극을 전기적을 접속함으로써 고정된 전극이 된다.
상 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 상기 공통 전극 아래에만 형성되면 양호하다.
상기 구성으로 인해, 공통 전극과 데이터선 사이의 층간 절연막을 필요 이상으로 넓은 영역에 형성할 필요가 없어져서 데이터선은 공통 전극과 데이터선 사이의 기생 용량의 증가가 없이도 공통 전극으로 거의 완전히 피복될 수 있다.
상기 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성되면 양호하다.
무기 재로로 층간 절연막을 구성함으로써 층간 절연막은 투과성이 향상될 것이다. 또한, 박막 트랜지스터의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.
상기 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 유기막으로 구성되면 양호하다.
유기막은 무기막보다 유전율이 낮기 때문에 유기막으로 구성된 층간 절연막은 무기막으로 구성된 층간 절연물에 비해 유전율이 낮을 것이다. 또한, 유기막으로 된 층간 절연막을 구성하는 공정은 유기막으로 된 층간 절연막을 구성하는 공정보다 단순할 것이다.
상기 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성된 제1의 막 및 유기막으로 구성된 제2의 막으로 구성되고 상기 제1의 막을 피복하면 양호하다.
무기막으로만 구성된 층간 절연막에 비해, 상기와 같은 다층 구조로 된 층간 절연막은 유전율이 낮다. 또한, 무기막으로 구성된 제1의 막이 박막 트랜지스터의 반도체와 접하도록 설계함으로써 또한 제1의 막상에 제2의 막을 형성함으로써 제1의 막과 제2의 막 사이의 안정적인 계면을 형성하여 박막 트랜지스터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
예컨대, 상기 무기막은 실리콘 질화막, 무기 폴리실라잔막, 실리콘 산화막, 및 상기들 중 2 이상을 포함하는 다층 구조의 하나로 구성될 수 있다.
상기 무기막은 박막 트랜지스터의 신뢰성을 향상시킨다.
상기 유기막은 감광성 아크릴 수지막, 감광성 폴리이미드(polyimide)막, 벤조사이클로 부텐(BCB)막, 유기 폴리실라잔(polysilazane)막, 및 실록산(siloxane)막 중의 하나로 구성되면 양호하다.
상기 유기막은 용이하게 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 제1의 막은 실리콘 질화막으로 구성되고 상기 제2의 막은 감광성 아크릴 수지막 및 감광성 폴리이미드막 중의 하나로 구성될 수 있다..
전술한 제1 및 제2의 막을 포함하는 다층의 구조는 층간 절연막의 유전율을 감소시켜 박막 트랜지스터의 신뢰성을 향상시킬 것이다.
투명 금속으로 구성되며 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극은 상기 주사선과 상기 공통 전극선 사이의 영역을 더 오버랩하면 양호하다.
상기 구조를 갖는 공통 전극은 주사선으로부터 누출하는 전계을 차단하여 화소 전극과 공통 전극 사이에서 생성된 전계에 의해 제어 가능한 표시 면적를 증가할 수 있어 개구율의 향상을 도모한다.
투명 금속으로 구성되며 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극은 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역을 더 오버랩하면 양호하다.
상기 구조를 갖는 공통 전극은 전계가 외부로부터 박막 트랜지스터에 칩입하는 것을 방지하여 표시 이미지의 신뢰성 및 박막 트랜지스터의 특성의 안정성을 향상시킨다.
스토리지 용량은 상기 게이트 전극이 형성되는 제1의 금속층으로 구성된 상기 공통 전극과 상기 드레인 전극이 형성되는 제2의 금속층으로 구성된 화소 보조 전극 사이에 형성되면 양호하다.
제1의 금속층으로 구성된 공통 전극 및 제2의 금속층으로 구성된 화소 보조 전극을 형성함으로써 화소의 상하에 스토리지 용량을 형성하여 스토리지 용량의 증가를 도모하고 이미지가 안정적으로 표시될 수 있게 한다.
상기 공통 전극선은 화소 각각의 평면에서 보아 상기 주사선을 따라 상기 주사선의 양쪽 측면 상이나 대향측상에 형성되면 양호하다.
전술한 바와 같이, 공통 전극을 형성함으로써 투명한 영역이 공통 전극에 의해 점유된 영역에 의해 증가되는 데 그 이유는 공통 전극은 투명 재료로 구성되었기 때문이다. 상기로 인해 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 개구율이 향상된다. 주사선의 대향측상에 형성된 공통 전극선은 주사선의 양측상에 형성된 공통 전극선보다 더 큰 스토리지 용량을 제공할 수 있어 이미지는 안정성이 향상되게 표시될 수 있다.
상기 공통 전극에 전기적으로 접속되고 상기 데이터선이 상기 블랙 매트릭스층과 상기 다층의 컬러층 양쪽 모두에 의해 오버랩되지 않는 영역의 상기 데이터선 아래에 형성되고 상기 공통 전극은 상기 데이터선을 오버랩하지 않으면 양호하다.
불투광층은 광의 누출을 방지하여 이미지를 표시할 때의 교란을 방지한다.
상기 게이트 전극은 제1의 금속층으로 구성되고 상기 드레인 전극은 제2의 금속층으로 구성되고 상기 제1 및 제2의 금속층은 크롬층, 알루미늄층, 티타늄층, 몰리브덴층, 텅스텐층, 및 상기 층 중에서 하나 이상의 층을 포함하는 다층막의 하나로 구성되면 양호하다.
상기 금속막은 저항을 줄여 신뢰성을 향상시킨다.
제2의 금속층으로 형성된 상기 화소 전극 또는 상기 소스 전극 및 상기 화소 전극은 위에서 보아 상부 및 하부측의 한쪽에서 화소 각각의 제1의 콘택트 홀을 통해 서로 전기적으로 접속되고, 제1의 금속층으로 형성된 상기 공통 전극 및 상기 공통 전극선은 위에서 보아 상부 및 하부측의 다른쪽에서 화소 각각의 제2의 콘택트 홀을 통해 전기적으로 접속되면 양호하다.
전술한 바와 같이 공통 전극을 화소 각각의 콘택트 홀을 통해 전기적으로 접속함으로써 공통 전극의 저항을 줄이는 것이 가능하다.
상기 투명 전극은 인듐-주석-산화물(ITO)로 구성되면 양호하다.
인듐-주석-산화물(ITO)은 전기 화학 반응에 꽤 안정적이다. 따라서, ITO로 구성된 공통 및 화소 전극 모두는 얼라인먼트막과 직접 접하도록 설계되어 ITO 이외의 금속으로 구성된 화소 전극 및 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치에 비해 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
스토리지 용량은 상기 게이트 전극이 형성되는 제1의 금속층으로 구성된 상기 공통 전극선과 상기 드레인 전극이 형성되는 제2의 금속층으로 구성된 화소 전극 사이에서 형성되면 양호하다.
상기 지그재그 형상의 공통 및 화소 전극은 액정 분자가 화소에서 2방향으로 회전하는 서브 화소 영역을 정의하고, 상기 2개의 서브 화소 영역 사이에서 상기 액정 분자의 회전을 안정화시키기 위해 상기 공통 및 화소 전극의 적어도 하나의 몇몇은 상기 지그재그 형상의 공통 전극 각각의 굴곡부로부터 액정 분자가 상이한 방향으로 회전하는 2개의 서브 화소 영역 사이의 경계를 따라 상기 굴곡부가 돌출하는 방향으로 돌출하는 돌출부를 구비하면 양호하다.
공통 또는 화소 전극이 상기와 같은 돌출부를 구비하도록 설계함으로써 이미지를 안정적으로 표시할 수 있다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 데이터선과 상기 공통 전극 사이에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성된 제1의 막과 상기 제1의 막을 피복하고 유기막으로 구성된 제2의 막으로 구성되면 양호하다.
핀홀이 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 공통 전극 사이의 제2의 막에서 발생하더라도 무기막으로 구성되고 두께가 0.25㎛인 제1의 막은 충분히 높은 항복 전압을 가지므로 패널이 제조되거나 이미지가 표시되는 동안에 층간 절연막의 유전 파괴에 기인하여 데이터선과 공통 전극선이 서로 단락되는 것을 방지할 수 있다. 상기로 인해 데이터선의 불량이 방지된다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 제1의 기판상에 형성된 컬러층을 더 포함하면 양호하다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 제1의 기판상에 형성된 블랙 매트릭스층을 더 포함하면 양호하다.
제1의 기판이 블랙 매트릭스층 및/또는 컬러층을 가지도록 설계함으로써 정확성이 증가되게 데이터선을 오버랩하도록 설계될 수 있고 따라서, 블랙 매트릭스층 및 컬러층의 폭을 작게 하여 개구율을 향상시킬 수 있다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 데이터선과 상기 공통 전극 사이에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 적어도 하나의 유기막을 포함하고, 상기 블랙 매트릭스층 또는 컬러층은 상기 유기막으로 피복되면 양호하다.
층간 절연막이 구성되는 유기막은 컬러층 및/또는 블랙 매트릭스층에 포함된 불순물이 액정층속으로 용리되는 것을 방지할 수 있다. 상기로 인해 액정 표시 장치의 신뢰성이 향상된다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 데이터선과 상기 공통 전극 사이에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성된 제1의 막과 상기 제1의 막을 피복하고 유기막으로 구성된 제2의 막으로 구성되고, 상기 컬러 또는 블랙 매트릭스층은 상기 제1의 막 및 상기 제2의 막 사이에 삽입되면 양호하다.
층간 절연막이 구성되는 유기막은 컬러층 및/또는 블랙 매트릭스층에 포함된 불순물이 액정층에 용리되는 것을 방지하고 또한 제1의 기판이 컬러층의 전하 및/또는 이온의 움직임에 의해 영향을 받지 못하게 한다. 상기로 인해 액정 표시 장치의 신뢰성이 향상된다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 데이터선과 공통 전극 사이에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막이 무기막으로 구성된 제1의 막과 제1의 막을 피복하고 유기막으로 구성되고, 컬러 또는 블랙 매트릭스층이 제1의 막과 제2의 막 사이에 형성되면 양호하다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, 제1의 기판(a)과, 상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와, 구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과, 기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과, 데이터선(a4)과, 주사선(a5)과, 공통 전극선(a6)을 포함하고, 상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고, 상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고, 상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서, 상기 공통 전극은 투명 재료로 구성되고 상기 데이터선 보다 상기 액정층에 더 근접하게 위치하는 층상에 형성되고, 상기 데이터선이 상기 주사선의 근방에 위치하는 영역을 제외하고 상기 공통 전극은 절연층이 삽입되는 상태로 상기 데이터선을 완전히 오버랩하고, 상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 완전히 오버랩하는 영역에 불투광층을 더 포함하고, 상기 불투광층은 상기 불투광층 및 상기 액정층이 데이터선에 관해 동일한 측면에 위치하며 상기 불투광층이 데이터선을 대면하도록 상기 제2의 기판상 또는 상기 제1의 기판상에 형성되고, 상기 불투광층은 블랙 매트릭스층 또는 다층의 컬러층으로 구성되고, 상기 블랙매트릭스층 또는 상기 다층의 컬러층은 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극의 폭 보다 작은 폭을 갖고, 상기 데이터선은 상기 화소 전극을 따라 지즈재그 형상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 제공되면 양호하다.
전술한 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 전술한 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 소위 멀티-도메인(multi-domain) 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 적용함으로써 획득된다. 전술한 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 멀티-도메인 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에서 또한 전술한 제1 내지 제3의 목적을 달성하게 한다.
예컨대, 데이터 선, 공통 전극 및 화소 전극은 화소 각각에서 하나씩 굽어진다.
데이터선, 공통 전극 및 화소 전극에서 굴곡부를 1로 설정함으로써 개구율을 최소화 할 수 있다.
예컨대, 데이터선, 공통 전극 및 화소 전극은 화소 각각에서 3 이상의 홀수개씩 굽어진다.
굴곡부를 홀수로 설정함으로써, 액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 영역과 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 영역을 면적 및 갯수에 있어서 동일하게 하여 시야각의 대칭성을 확보한다.
상기 데이터선, 상기 공통 전극, 및 상기 화소 전극은 화소 각각에서 N씩 굽어지고, 상기 N은 하기의 식(A);
30[㎛] ≤L/(N+1)[㎛] ≤40[㎛] (A)
에 의해 정의되는 것(여기서 L은 개구의 길이를 나타냄)을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 제공되면 양호하다.
데이터선, 공통 전극 및 화소 전극의 굴곡부의 수가 적을수록 개구율은 커지게 된다. 그러나, 굽어진 패턴은 굴곡부의 수가 작으면 보일 수 있다. 데이터선, 공통 전극 및 화소 전극이 작은 갯수로 굴곡되면 블랙 매트릭스층은 데이터선, 공통 전극 및 화소 전극을 후속하여 굴곡하여 형성된다. 이에 비해, 데이터선, 공통 전극, 및 화소 전극은 매수 많은 갯수로 굴곡되므로 굴곡된 패턴은 선처럼 보이고 그로 인해 블랙 매트릭스는 보다 선형으로 그리고 보다 얇게 형성된다. 그러나, 굴곡부의 수가 많을 수록 개구율은 낮아진다. 상기 사실을 고려하여 전술한 식(A)은 데이터선, 공통 전극 및 화소 전극의 굴곡부의 최적의 갯수를 제공한다.
상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층이 일렬로 형성되면 양호하다.
블랙 매트릭스층을 선형으로 형성하는 것이 가장 용이할 것이다.
또한, 상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 지그재그로 형성되고 상기 경우에 상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 상기 데이터선과 함께 라인 형상으로 굽어지면 양호하다.
블랙 매트릭스층을 데이터선의 지그재그 형상과 함께 지그재그 형상의 매트릭스층을 형성하면 양호하다.
상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층의 단(end)의 하나와 상기 블랙 매트릭스층의 단의 상기 하나에 대향하게 위치하는 상기 데이터선의 단 사이의 기판을 따른 거리는 상기 데이터선이 연장되는 방향에 수직인 평면을 따른 단면에서 4㎛ 이상이면 양호하다.
전술한 거리를 4㎛ 이상으로 설정함으로써 블랙 매트릭스층의 단(end)으로부터 비스듬히 나오는 누출광이 데이터선에 들어가는 것을 막을 수 있다.
상기 블랙 매트릭스층은 상기 제2의 기판상에 형성되고, 상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 위에서 보아 상기 데이터선을 어느곳에서나 4㎛ 이상 오버랩하면 양호하다.
상기 블랙 매트릭스층이 위에서 보아 상기 데이터선을 어느곳에서나 4㎛ 이상 오버랩하도록 설계하면 블랙 매트릭스층의 단(end)으로부터 비스듬히 나오는 누출광이 데이터선에 들어가는 것을 막을 수 있다.
상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판의 하나는 일렬로 형성된 컬러층으로 더 구성되면 양호하다.
상기 컬러층은 선형으로 가장 용이하게 형성딜 수 있다.
상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판의 하나가 지그재그로 형성된 컬러층으로 더 구성되면 양호하다.
선형 보다는 지그재그 형상으로 컬러층을 형성하는 것이 약간 어렵지만 지그재그 형상의 컬러층은 상기 제1의 기판상에 형성된 지그재그 형상의 데이터선과 형상이 정합되어 광 사용 효율이 향상된다.
상기 컬러층은 상기 데이터선과 함께 라인 형상으로 굽어지면 양호하다.
상기 컬러층을 상기 데이터선과 함께 라인 형상으로 굽어지도록 형성함으로써 개구율이 증가한다.
모든 액정 분자가 동일한 방향으로 회전하는 서브 화소 영역에서 액정 분자가 상기 동일한 방향과 반대인 방향으로 회전하는 것을 방지하기 위한 역회전 방지 구조를 더 포함하고, 상기 초기 정렬 배향이 예각으로 회전하면, 액정 분자의 초기 정렬 배향이 모든 서브 영역의 상기 서브 화소 영역에서 발생된 전계의 방향을 상기 서브 화소 영역에서 오버랩하도록, 상기 역회전 방지 구조는 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극의 적어도 하나의 전압과 동등한 전압이 인가되는 보조 전극을 구비하면 양호하다.
액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 서브 화소 영역과 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 서브 화소 영역 사이에 화소 보조 전극과 공통 보조 전극을 형성함으로써 액정 분자의 배향을 안정화 시키는 것이 가능하고 표시되는 이미지가 선명해진다. 화소 보조 전극 및 공통 보조 전극은 서브 화소 영역의 경계를 안정화시킨다.
상기 게이트 전극 및 상기 드레인 전극 양쪽 모두가 구성되는 층으로 구성된 분리된 부유 전극을 더 포함하고, 상기 분리된 부유 전극은 상기 절연층이 삽입되도록 상기 지그재그 형상의 공통 또는 화소 전극의 굴곡부에서 상기 공통 또는 화소 전극을 오버랩하고, 상기 굴곡부가 상기 제1의 서브 화소 영역과 상기 제2의 서브 화소 영역 사이의 경계를 따라 돌출하는 방향으로 연장되는 연장부를 구비하면 양호하다.
전술한 보조 전극이 형성되기 어려운 영역에 분리된 부유 절연막의 형성은 도메인(domain)을 안정적을 제어할 수 있게 한다. 보통, 표시 스크린이 눌려지면 도메인의 이동에 기인한 흔적이 남는다. 표시 스크린이 눌려지더라도 상기 분리된 부유 전극의 형성은 상기와 같은 흔적을 남지기 않게 하여 표시의 안정성을 향상시킨다.
지그재그 형상의 데이터선이 데이터선이 연장되는 방향으로부터 좌우를 향하여 경사지는 선형부를 구비하면 양호하다.
상기 블랙 매트릭스층은 상기 제2의 기판상에 형성되고, 상기 데이터선에 대면하고 일렬로 형성된 상기 블랙 매트릭스층은 이하의 식;
Dmin = D + LS ×tanθ- (D-8) ×2[㎛],
에 의해 정의되는 최소폭(Dmin) 보다 그 어느곳에서나 큰 폭을 가지는 것(여기서, D는 상기 데이터선의 폭이고, LS는 상기 선형부가 상기 데이터선이 연장되는 상기 방향을 향해 돌출하는 경우에 구해진 길이이고, θ는 상기 데이터선이 연장되고 방향과 상기 선형부 사이에 형성된 각을 나타낸다)을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 제공되면 양호하다.
전술한 식은 블랙 매트릭스층의 최소폭을 이론적으로 정의하는 것을 가능하게 한다.
상기 지그재그 형상의 데이터선은 상기 데이터선이 연장되는 방향과 평행하게 연장되는 제1의 선형부와, 상기 데이터선이 연장되는 상기 방향으로부터 좌우를 향해 기울어지는 제2의 선형부를 포함하면 양호하다.
상기 데이터선이 연장되는 방향과 평행하게 연장되는 제1의 선형부는 블랙 매트릭스층이 제2의 기판상에 형성되는 경우에 문제가 되었던 광이 비스듬히 누출하는 것을 방지하기 위해 필요한 블랙 매트릭스층의 폭을 줄여준다.
상기 지그재그 형상의 데이터선의 굴곡부에 형성된 오목부에 정합되는 커버를 더 포함하면 양호하다.
상기 커버는 블랙 매트릭스층이 제2의 기판상에 형성되는 경우에 문제가 되었던 광이 비스듬히 누출하는 것을 방지하기 위해 필요한 블랙 매트릭스층의 폭을 줄여준다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 불투명 금속으로 구성된 부유 불투광막을 더 포함하고, 상기 부유 불투광막은 상기 데이터선의 굴곡부의 오목부에서 상기 데이터선을 오버랩하면 양호하다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 상기 지그재그 형상의 데이터선을 오버랩하는 상기 지그재그 형상의 공통 전극 각각의 굴곡부로부터 돌출하는 돌출부를 더 구비하면 양호하다.
액정 분자가 데이터선을 오버랩하는 공통 전극과 상기 공통 전극에 인접 위치하는 화소 전극 사이에서 생성된 전계에 의해 2방향으로 회전하는 경우에, 전술한 돌출부는 액정 분자가 2방향으로 회전하는 영역들 사이의 경계에서 도메인(domain)을 안정화 시킨다.]
스토리지 용량이 드레인 전극이 형성되는 제2의 층으로 구성된 호소 전극과 게이트 전극이 형성도는 제1의 층으로 구성된 공통 전극 사이에서 형성되면 양호하다.
상기 구조는 액정층의 스토리지 용량을 증가하여 이미지가 안정적으로 표시되게 한다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, 제1의 기판(a)과, 상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와, 구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과, 기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과, 데이터선(a4)과, 주사선(a5)과, 공통 전극선(a6)을 포함하고, 상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고, 상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고, 상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서, 상기 제1의 기판의 개구는 상기 데이터선이 연장되는 방향에 수직인 방향으로 연장되고, 상기 공통 전극은 투명 재료로 구성되고 상기 데이터선 보다 상기 액정층에 더 근접하게 위치하는 층상에 형성되고, 상기 데이터선이 상기 주사선의 근방에 위치되는 영역을 제외하고 상기 공통 전극은 절연층이 삽입되는 상태로 상기 데이터선을 완전히 오버랩하고, 상기 공통 전극은 화소 각각의 콘택트 홀을 통해 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속되고, 상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 완전히 오버랩하는 영역에 불투광층을 더 포함하고, 상기 불투광층은 상기 불투광층과 상기 액정층이 데이터선에 관해 동일한 측면에 위치하고 상기 불투광층이 데이터선을 대면하도록 상기 제2의 기판상 또는 상기 제1의 기판상에 형성되고, 상기 불투광층은 블랙 매트릭스층 또는 다층의 컬러층으로 구성되고, 상기 블랙매트릭스층 또는 상기 다층의 컬러층은 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극의 폭 보다 작은 폭을 갖고, 상기 데이터선은 일렬로 연장되고, 상기 게이트 전극을 구성하는 게이트선은 지그재그로 연장되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 제공되면 양호하다.
제1의 기판의 개구가 데이터선이 연장되는 방향으로 연장되는 액정 표시 장치에 있어서, 데이터선이 연장되는 방향으로 제1 및 제2의 기판 사이에 형성된 공간에 부어 넣는것이 양호하다. 이에 비해, 제1의 기판의 개구가 데이터선이 연장되는 방향에 수직인 방향으로 연장되는 액정 표시 장치에 있어서, 상기와 같은 액정 표시 장치에서 데이터선이 연장되는 방향에 수직인 방향으로 제1 및 제2의 기판 사이에 형성된 공간속으로 액정을 부어 넣으면 양호하다. 따라서, 액정이 공간속으로 부어 넣어지는 방향을 액정 표시 장치의 개구가 연장되는 방향에 따라 선택하는 것이 가능해 진다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, 제1의 기판(a)과, 상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와, 구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과, 기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과, 데이터선(a4)과, 주사선(a5)과, 공통 전극선(a6)을 포함하고, 상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고, 상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고, 상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서, 상기 드레인 전극 또는 상기 게이트 전극이 형성되는 층으로 형성된 분리된 부유 전극은, 절연막이 삽입되는 상태로 상기 지그재그 형상의 공통 또는 화소 전극의 굴곡부에서 상기 공통 전극 또는 상기 화소 전극을 오버랩하고, 상기 공통 및 화소 전극의 적어도 하나는 상기 지그재그 형상의 공통 및 화소 전극의 굴곡부로부터 상기 굴곡부가 상기 제1의 서브 화소 영역과 상기 제2의 서브 화소 영역 사이의 경계를 따라 돌출하는 방향으로 돌출하는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치가 제공되면 양호하다.
전술한 보조 전극이 형성되기 어려운 영역에서, 부유 전극을 형성함으로써 액정층에 액정 분자의 배향을 안정화 시키는 것이 가능해 진다.
본 발명의 다른 특징에 있어서, 전술한 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 포함하는 전자 장치가 제공된다.
액정 패널이 전술한 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 하나를 포함하도록 설계함으로써 액정 표시 패널은 표시 영역의 개구율이 증가하고 표시 영역의 휘도의 향상을 도모한다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1의 기판(a)과, 상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와, 구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과, 기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과, 데이터선(a4)과, 주사선(a5)과, 공통 전극선(a6)과, 데이터선 단자(a7)와, 주사선 단자(a8)와, 공통 전극선 단자(a9)를 포함하고, 상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고, 상기 액정층의 액정의 분자축은 상기 제1의 기판의 평면과 거의 평행이며 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에서 인가되는 전계에 의해 상기 제1의 기판과 평행인 평면에서 회전하여 일정한 이미지를 표시하는 것으로서, 상기 방법은; 상기 박막 트랜지스터, 상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선을 형성한 후 그 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계(a)와, 상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선에 도달하는 콘택트 홀을 형성하기 위해 상기 층간 절연막을 에칭하는 단계(b)와, 상기 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하기 위해 상기 단계(b)로부터 제조된 제품의 전면상에 투명 금속을 적층하고 그에 따라 상기 데이터선 단자, 상기 주사선 단자, 및 상기 공통 전극선 단자를 형성하는 단계(c)와, 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 오버랩하도록 상기 투명 금속을 에칭하여 상기 공통 전극을 형성하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공되면 양호하다.
상기 투명 금속은 상기 화소 전극을 더 형성하기 위해 상기 단계(d)에서 에칭되면 양호하다.
상기 단계(b)는 상기 박막 트랜지스터의 상기 소스 전극에 도달하는 제2의 콘택트 홀을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단계(c)는 상기 제2의 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하는 단계를 포함하면 양호하다.
상기 단계(b)는 상기 공통 전극에 도달하는 제3의 콘택트 홀을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단계(c)는 상기 제3의 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하는 단계를 포함하고, 상기 단계(d)는 상기 공통 전극을 상기 제3의 콘택트 홀에 전기적으로 접속하기 위해 상기 투명 금속을 에칭하는 단계를 포함하면 양호하다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1의 기판(a)과, 상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과, 상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은, 게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와, 구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과, 기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과, 데이터선(a4)과, 주사선(a5)과, 공통 전극선(a6)을 포함하고, 상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고, 상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고, 상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고, 상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전 방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서, 상기 방법은; 상기 박막 트랜지스터, 상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선을 형성한 후 그 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계(a)와, 상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선에 도달하는 콘택트 홀을 형성하기 위해 상기 층간 절연막을 에칭하는 단계(b)와, 상기 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하기 위해 상기 단계(b)로부터 제조된 제품의 전면상에 투명 금속을 적층하고 그에 따라 상기 데이터선 단자, 상기 주사선 단자, 및 상기 공통 전극선 단자를 형성하는 단계(c)와, 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 오버랩하도록 상기 투명 금속을 에칭하여 상기 공통 전극을 형성하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법이 제공되면 양호하다.
[제1의 실시예]
도 4, 5, 및 6은 본 발명의 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드(in-plane switching mode ; 이하, IPS 모드라고 한다) 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 도시한다. 도 4는 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)의 평면도이고, 도 5는 도 4의 V-V선을 따른 단면도이고, 도 6은 유닛 셀의 회로도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(10)는 능동 장치 기판(11), 대향 기판(12), 및 상기 능동 장치 기판(11)과 상기 대향 기판(12) 사이에 삽입된 액정층(13)으로 구성된다.
대향 기판(12)은 전기적인 절연성 투명 기판(16), 상기 전기적인 절연성 투명 기판(16)의 제1의 표면상에 불투광막으로서 형성된 블랙 매트릭스층(17), 상기 블랙 매트릭스층(17)을 부분적으로 오버랩하도록 전기적인 절연성 투명 기판(16)의 상기 제1의 표면상에 형성된 컬러층(18), 및 블랙 매트릭스층(17)과 컬러층(18)을 피복하는 투명 오버 코트층(19)을 포함한다.
상기 컬러층(18)은 적(R), 녹(G), 및 청(B)의 색소를 함유하는 수지막으로 구성된다.
상기 대향 기판(12)은 액정 패널의 다른 재료와의 접촉에 의해 야기된 전하가 액정층(13)에 전기적인 영향을 끼치지 못하도록 전기적인 절연성 투명 기판(16)의 제2의 표면상에 전도성 투명층(15)을 더 포함한다.
상기 능동 매트릭스 기판(11)은 전기적인 절연성 투명 기판(22), 상기 전기적인 절연성 투명 기판(22)상에 형성되고 주사선(28)(도 4를 참조) 및 게이트 전극(30c)(도 6을 참조) 정의하는 제1의 금속층, 상기 전기적인 절연성 투명 기판(22)상에 형성된 제1의 층간 절연막(23), 상기 제1의 층간 절연막(23)상에 형성된 아일랜드 형상의 비정질 실리콘막, 데이터선(24)을 정의하는 제2의 금속층, 박막 트랜지스터(30)의 소스 전극(30b) 및 드레인 전극(30a), 상기 제1의 층간 절연막(23)상에 형성된 제1의 막(25a), 상기 제1의 막(25a)상에 형성된 제2의 막(25b), 및 상기 제2의 막(25b)상에 투명 전극으로서 형성된 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)을 포함한다.
제1 및 제2의 막(25a, 25b)은 제2의 층간 절연막(25)을 구성한다.
능동 매트릭스 기판(11)은 데이터선(24)(도 8을 참조)과 함께 제1의 층간 절연막(23)상에 형성된 화소 보조 전극(35)을 더 포함한다. 데이터선(24) 및 화소 보조 전극(35)은 제2의 금속층으로 구성된다.
명세서에서 "상부(upper)"층의 의미는 액정층(13)에 보다 근접하게 위치하는 층을 의미하고 "하부(lower)"층의 의미는 능동 장치 기판(11)과 대향 기판(12) 양쪽 모두에서 액정층(13)으로부터 멀리 떨어져 배치된 층을 의미한다.
능동 매트릭스 기판(11)과 대향 기판(12)은 얼라인먼트막(31, 32)을 각각 포함하고 그 둘 모두는 액정층(13)과 접한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 얼라인먼트막(31, 32)은 액정층(13)이 화소 전극(27) 및 공통 전극(26)이 연장되는 방향으로부터 10 내지 30도의 범위내의 각도로 경사진 방향으로 동질적으로 정렬 되도록 러빙(rubbing)되고 그 후 능동 장치 기판(11) 및 대향 기판(12)에 각각 점착되어 서로 대면한다. 전술한 각도는 액정 분자의 초기 정렬 배향이라고 한다.
도시되지 않았지만, 스페이서는 능동 장치 기판(11)과 대향 기판(12)사이에 삽입되어 액정층(13)의 두께를 확보해 주고 액정 분자의 누설을 피하기 위해 실(seal)이 능동 장치 기판(11)과 대향 기판(12) 사이의 액정층(13)의 주위에 형성된다.
상기 능동 장치 기판(11)은 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 하부 표면상에 형성된 편광 플레이트(21)를 더 포함하고 유사하게 대향 기판(12)은 전도성 투명층(15)상에 형성된 편광 플레이트(14)를 포함한다. 능동 장치 기판(11)의 편광 플레이트(21)는 액정 초기 정렬 방향에 수직으로 연장하는 편광축을 구비하고 대향 기판(12)의 편광 플레이트(14)는 액정 초기 정렬 방향에 평행으로 연장되는 편광축을 구비한다. 상기 편광축은 서로 수직으로 연장된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 능동 장치 기판(11)은 데이터 신호가 전송되는 데이터선(24), 기준 전압이 인가되는 공통 전극선(26a, 26b), 기준 전압이 인가되는 공통 전극(26), 이미지가 표시될 화소와 관련된 화소 전극(27), 주사선 신호가 인가되는 주사선(28), 및 박막 트랜지스터(TFT : 30)를 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(30)는 게이트 전극(30c)(도 8을 참조), 드레인 전극(30a), 및 소스 전극(30b)을 포함한다. 박막 트랜지스터(30)는 화소와 관련하여 데이터선(24)과 주사선(28)의 교차점의 근방에 위치한다. 게이트 전극(30c)은 주사선(28)에 전기적으로 접속되고 드레인 전극(30a)은 데이터선(24)에 전기적으로 접속되고 소스 전극(30b)은 화소 전극(27)에 전기적으로 접속된다.
공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 양쪽 모두는 빗살(comb-teeth) 형상으로 설계되고 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)에서의 상기 빗살은 데이터선(24)과 평행하게 연장된다. 공통 전극(26)의 빗살 및 화소 전극(27)의 빗살은 서로 맞물리며 또한 서로 공간을 두도록 배열된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 투명 전극으로서 형성된 공통 전극(26)은 콘택트 홀(39a)을 통해 공통 전극선(26b)에 전기적으로 접속된다.
도 7은 도 4에 도시된 액정 표시 장치(10)내의 층 중에서 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)이 구성되는 투명 전극을 정의하는 층(B), 및 전술한 층(B)을 제외한 층(A)을 별도로 도시하고 있다. 도 7에서, 데이터선(24)을 오버랩하는 공통 전극(26)과 상기 공통 전극(26)에 인접하게 위치하는 화소 전극(27) 사이에는 불투광막이 존재하지 않는다는 것을 평면상에서 보아 알수 있을 것이다.
도 8 및 도 9는 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 TFT 장치부, 유닛 화소부, 및 상기 유닛 화소부의 콘택트 홀부를 도시한다. 상기 TFT 장치부, 유닛 화소부, 및 상기 유닛 화소부의 콘택트 홀부는 도 10의 A-A선, B-B선, 및 C-C선에 따른 단면도로서 도시되어 있다.
도 8에 있어서, 제2의 층간 절연막(25)은 제1의 막(25a) 및 제2의 막(25b)의 다층 구조를 갖도록 설계되고 도 9에서의 제2의 층간 절연막(25)은 제1의 막(25a)의 단층 구조를 갖도록 설계된다. 이하, 도 8과 관련하여 설명이 이루어질 것이다. 제2의 층간 절연막(25)이 단층 구조인 경우에 제1의 막(25a)은 제2의 층간 절연막의 하부층으로 여겨질 것이고 제2의 막(25b)은 제2의 층간 절연막의 상부층으로 여겨질 것이다.
도 8 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공통 전극선(26a, 26b)은 제1의 금속층으로 구성되어 주사선(28)과 평행으로 연장되고 그 주변에서 공통 전극(26)의 전압이 인가된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 투명 전극으로 구성된 화소 전극(27)은 콘택트 홀(39b)을 통해 화소 보조 전극(35)에 전기적으로 접속된다. 화소 보조 전극(35)은 제2의 금속층으로 구성되어 박막 트랜지스터(30)의 소스 전극(30b)과 일체로 형성된다.
제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(10)에 있어서, 주사선(28)을 통해 전송된 주사 신호에 따라 선택되고 데이터선(24)을 통해 전송된 데이터 신호선이 기록되는 화소에서 전계는 공통 전극(26)과 화소 전극(27) 사이의 투명 기판(16, 22)과 평행하게 발생되고 액정층(13)에서의 액정 분자의 정렬 배향은 투명 기판(16, 22)과 평행인 평면에서의 전계에 따라 회전되고 그에 따라 액정 표시 장치(10)의 표시 스크린상에 이미지를 표시한다. 도 4에 있어서, 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)에 의해 둘러싸인 수직으로 긴 영역은 칼럼(column)이라고 부른다. 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(10)에 있어서, 공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 양쪽 모두는 투명 전극인 인듐-주석-산화물(ITO)로 구성된다.
도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(10)는 제2의 층간 절연막(25) 아래에 화소 보조 전극(35)을 포함하도록 설계될 수 있다. 화소 보조 전극(35)은 제1의 층간 절연막(23)상에 형성된 제2의 금속층으로 형성된 박막 트랜지스터(30)의 소스 전극(30b)과 일체로 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 화소 보조 전극(35)은 제1의 금속층으로 형성된 공통 전극선(26b)을 오버랩하고 공통 전극선(26b)과 함께 스토리지 용량을 정의하는 제1의 부분(35a)과, 제1의 금속층으로 형성된 공통 전극선(26a)을 오버랩하고 공통 전극선(26a)과 함께 스토리지 용량을 정의하는 제2의 부분(35b)과, 데이터선(24)과 평행으로 연장되고, 제2의 층간 절연막(25)상에 형성된 화소 전극(27) 하부에 형성되고, 제1 및 제2의 부분(35a, 35b)를 서로 접속하는 제3의 부(35c)로 구성된다. 상기 화소 보조 전극(35)은 "I"의 형상을 하고 있다.
화소 보조 전극(35)의 제1 내지 제3의 부(35a, 35b, 35c)는 제1의 층간 절연막(23)상에 불투명한 제2의 금속층으로 형성된다. 도 8로부터 이해되는 바와 같이 박막 트랜지스터(30)의 드레인 전극(30a) 및 소스 전극(30b) 또한 불투명한 제2의 금속층으로 형성된다. 소스 전극(30b)은 화소 보조 전극(35)에 전기적으로 접속된다.
광 투과성은 화소 보조 전극(35)이 불투명한 금속으로 구성되면 약간 떨어지지만 상기 제1 내지 제3의 부(35a, 35b, 35c)를 전기적으로 서로 접속함으로써 화소의 평면에서 보아 상부측 및 하부측 모두에 스토리지 용량을 형성하여 스토리지 용량의 증가 및 이미지 표시의 안정성을 향상시키는 것이 가능하다.
주목할 점은 화소 보조 전극(35)의 형상은 도 7에 도시된 "I"의 형상에 한정되는 것은 아니다. 화소 보조 전극(35)은 화소 전극(27) 아래에 위치하지 않는다면 어떠한 형태라도 무방하다.
도 7에는 도시 되어 있지 않지만, 공통 보조 전극이 제1의 층간 절연막(23)상에 제2의 금속층으로 형성되고 제1의 금속층으로 둘다 형성되는 공통 전극선(26a, 26b), 및 공통 전극(26)에 전기적으로 접속될 수 있다.
도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 박막 트랜지스터(30)의 게이트 전극(30c)은 제1의 금속층으로 형성된다.
공통 전극(26)을 서로 전기적으로 접속함으로써 화소의 평면에서 보아 상부측 및 하부측 양쪽 모두에 스트리지 용량을 형성하여 스토리지 용량을 증가시키고 이미지 표시의 안정성을 향상시키는 것이 가능해 진다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 공통 전극(26)은 데이터선(24) 보다 더 상부에 위치한 층상에 형성되어 데이터선(24)이 주사선(28)과 교차하는 영역과 상기 영역 주위의 영역 양쪽 모두를 제외하고 데이터선(24)을 완전히 오버랩한다.
특히, 도 11에 도시된 바와 같이 L(D)는 데이터선(24)의 폭을 나타내고 L(COM)은 공통 전극(26)의 폭을 나타낸다고 하면 L(COM)은 L(D) 보다 더 크고 또한 데이터선(24)의 폭 L(D)은 공통 전극(26)의 폭 L(COM)에 의해 완전히 피복된다.
L(COM) > L(D)
도 4에 있어서, 데이터선(24)이 주사선(28)과 교차하는 영역 및 상기 영역 주위의 영역에 상단(high step)이 형성되므로 공통 전극(26)은 단락을 회피하기 위해 상기 영역과 상기 주위의 영역에서 데이터선(24)을 오버랩하지 않는다.
전술한 바와 같이, 데이터선(24)의 상부에 형성된 블랙 매트릭스층(17)은 공통 전극(26)의 폭 보다 더 작은 폭을 갖고 데이터선(24)을 오버랩하는 공통 전극(26)과 상기 공통 전극(26)에 인접하여 형성된 화소 전극(27) 사이에는 상면에서 보아 불투광막이 존재하지 않도록 설계된다. 또한, 블랙 매트릭스층(17)은 데이터선(24)의 폭 보다 더 작은 폭을 갖고 완전히 데이터선(24)을 오버랩하도록 설계된다.
즉, 도 12에 도시된 바와 같이, L(D)는 데이터선(24)의 폭을 나타내고 L(BM)은 블랙 매트릭스층(17)의 폭을 나타낸다고 하면 L(D)는 L(BM) 보다 더 크고 또한 L(BM)은 L(D)에 의해 완전히 피복된다.
L(D) > L(BM)
블랙 매트릭스층(17)이 데이터선(24)의 폭 보다 더 작도록 설계함으로써, 데이터선(24)을 넘어 연장하는 공통 전극(26)의 연장부를 통과하는 광을 이용하여 패널을 통과하는 광의 투과성을 향상시키는 것이 가능해 진다.
제1의 실시예에서의 블랙 매트릭스층(17)은 6㎛의 폭을 갖도록 설계된다. 그러나, 주목해야 할 점은 블랙 매트릭스층(17)의 폭은 6㎛에 한정되지 않는 다는 것이다. 블랙 매트릭스층(17)은 폭이 6㎛ 뿐만 아니라 6㎛ 이상이 되도록 설계될 수 있다. 블랙 매트릭스층(17)이 6㎛ 보다 더 작은 폭을 갖는다면 많은 광은 데이터선(24)에서 반사되어 그 결과 액정 표시 장치(10)의 스크린상에 표시된 이미지는 밝은 환경에서 보기가 꽤 용이하지 않게 될 것이다.
공통 전극(26)은 액정 표시 장치(10)의 단자를 피복하는 층이 구성되는 재료와 동일한 재료로 구성될 것이다. 특히, 공통 전극선 단자는 도 8에 도시돈 콘택트 홀(39a)과 같이 공통 전극(26)이 구성되는 ITO층으로 구성될 것이다. 유사하게, 주사선 단자 및 데이터선 단자는 공통 전극(26)이 구성되는 ITO층으로 구성될 것이다.
그 결과, 공통 전극(26)은 액정 표시 장치(10)의 단말과 동시에 형성될 수 있고 단말이 구성되는 재료로 구성될 수 있다. 상기로 인해 공통 전극(26)을 형성하는 단계의 수가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
액정 표시 장치(10)에 있어서, 공통 전극(26)이 데이터선(24)을 완전히 오버랩하지 않으면 공통 전극(26)은 데이터선(24)과 관련된 전계를 차폐하지 못할 것이다. 그 결과, 공통 전극(26)과 화소 전극(27) 사이에서 전계가 생성되어 액정 분자의 오작동을 유발할 것이다. 특히, 액정 분자는 공통 전극(26)과 화소 전극(27) 사이의 전압차에 따라 행동하지 않아 수직의 누화를 야기한다.
대향 기판(12)이 블랙 매트릭스층(17)을 구비하도록 설계되고 블랙 매트릭스층(17)이 폭이 매우 큰 경우에 액정 분자의 오작동이 발생할 영역은 관찰자로부터 차폐될 것이다. 이와 대비되게 블랙 매트릭스층(17)은 데이터선(24)을 오버렙하지 않아 액정 분자의 오작동이 발생되는 영역은 데이터선(24) 아래에 공통 전극(26)에 전기적으로 접속된 불투광층을 형성함으로써 관찰자로부터 차폐될 수 있고 그에 따라 백라이트 장치로부터 방출된 광을 차폐한다. 불투광층이 공통 전극(26)에 전기적으로 접속되지 않는다면 불투광층은 불안정한 전압을 갖게 되어 그 결과 DC 전계가 공통 전극(26)과 화소 전극(27) 사이에서 생성되거나 또는 누화와 같은 오동작이 발생한다.
특히, 전술한 바와 같은 상기 불투광층은 주사선(28)이 구성되는 제1의 금속층으로 구성되고 공통 전극선(26a)에 전기적으로 접속된다. 공통 전극선(26a, 26b)이 콘택트 홀(39a)을 통해 공통 전극(26)에 전기적으로 접속되므로 공통 전극선(26a, 26b)은 불투광층으로서 사용될 것이다.
전술한 불투광층은 크롬, 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐 또는 알루미늄으로 구성된 단일층으로 형성될 수 있고 또는 상기 금속들로 구성된 다층의 구조를 갖도록 설계될 수 있다. 다층의 구조로 된 불투광층은 감소된 저항을 갖는다.
도 4에 있어서, 공통 전극(26)은 데이터선(24)과 주사선(28)과 그 주위의 영역의 교점에서 데이터선(24)을 오버랩하지 않는다. 따라서, 공통 전극(26)은 데이터선(24)과 주사선(28)의 교점에서 데이터선(24)으로부터 나온 전계을 차폐할 수 없다. 그 결과, 상기 교점과 그 주변의 영역에서의 전계가 발생되고 액정층(13)에서의 액정 분자는 부적당하게 움직일 것이다. 또한, 액정 분자는 주사선(28)으로부터 나온 전계에 기인하여 부적당헤게 움직일 것이다.
그러나, 공통 전극선(26a, 26b)은 주사선이 또한 구성되는 제1의 금속층으로 구성되기 때문에 공통 전극(26a, 26b)이 액정 분자가 부적절히 움직이는 전술한 교점 및 그 주위의 영역을 차페하는 것은 불가능할 것이다.
따라서, 상기 교점과 영역이 블랙 매트릭스층(17)으로 차폐되면 양호할 것이다.
도 13은 블랙 매트릭스층(17)이 상기 교점과 영역을 차폐하는 하나의 예를 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 두꺼운 실선에 의해 둘러싸인 영역내에 형성된 블랙 매트릭스층(17)은 주사선(28), 그 주위위 영역, 주사선(28)과 화소 전극(27) 사이의 공간, 및 그 주위의 영역을 피복하여 광으로부터 그들을 차폐한다.
제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)에서의 공통 전극(26)은 투명 재료의 하나인 ITO로 구성된다. 상기로 인해 액정 표시 장치(10)에서 투명 영역이 증가하게 되고 개구율이 액정 표시 장치(10)에서 증가하는 결과가 된다.
ITO막은 시트 저항이 단위 면적당 약 100오옴으로 꽤 높지만 완전히 공통 전극(26)의 저항을 낮추고 ITO막을 공통 전극선(26a) 또는 공통 전극선(26b)에 전기적으로 접속하고 ITO막으로 구성된 공통 전극(26)을 서로 전기적으로 접속함으로써 공통 전극(26)에 용장성(redundancy)을 부여하는 것이 가능하게 된다.
도 5에서 이해되는 바와 같이, 제2의 층간 절연막(25)은 공통 전극(26)과 데이터선(24) 사이에 삽입된다. 제2의 층간 절연막(25)이 높은 비율의 d/ε(여기서, d는 제2의 층간 절연막(25)의 두께이고 ε는 유전 상수이다)를 가지도록 설계함으로써 데이터선(24)과 공통 전극(26) 사이에 형성될 기생 용량을 줄이는 것이 가능하다.
또한, 전술한 누화의 문제가 해결되므로 데이터선(24)으로부터의 전계의 누출에 기인하여 이미지를 표시할 때의 계조의 악화를 방지하기 위해 블랙 매트릭스층(17)을 형성할 필요가 더이상 없어진다. 따라서, 블랙 매트릭스층(17)은 콘트라스트의 향상만을 위해 형성될 수 있어 블랙 매트릭스층(17)은 폭이 감소될 수 있는 것이 보장된다. 블랙 매트릭스층(17)의 폭의 감소는 액정 표시 장치(10)에서 개구율의 증가를 보장할 것이다.
액정 표시 장치(10)에서, 공통 전극(26)과 화소 전극(27) 양쪽 모두는 제2의 층간 절연막(25)상에 형성된다. 공통 전극(26)과 화소 전극(27) 양쪽 모두를 공통층에 형성함으로써 공통 전극(26)과 화소 전극(27)을 동일한 단계에서 동일한 재료로 구성하여 제조 수율을 향상시키는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 데이터선(24)을 차폐하는 공통 전극(26)은 액정 표시 장치(10)에서 ITO로 구성된다. ITO로 공통 전극(26)을 구성함으로써 공통 전극(26)이 ITO를 제외한 금속으로 구성되는 경우에 비해 액정 표시 장치(10)의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다. 그 이유는 이하에서 기술될 것이다.
도 14에 도시된 바와 같이, ITO 이외의 금속으로 구성된 공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 양쪽 모두는 제2의 층간 절연막(25)상에 형성되고, 두께가 500 내지 1000 옹그스트롬 이내의 범위에 있는 얼라인먼트막(31)이 제2의 층간 절연막(25)상에 형성되어 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)을 피복한다.
얼라인먼트막(31)이 핀-홀(32)을 구비하면 액정층(13)이 구성되는 액정 재료 및 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)이 구성되는 재료는 전기 화학적으로 서로 반응하여 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)이 구성되는 금속은 금속 이온(33)과 같이 액정층(13)속으로 용리(elution)된다. 상기와 같은 금속 이온(33)의 액정층(13)속으로의 용리는 표시 이미지의 불균일을 야기할 것이다.
특히, 액정층(13)이 극성이 강한 액정 재료로 구성되는 경우 금속 이온(33)은 더욱 공세적으로 액정층(13)속으로 용리될 것이다. 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 유전율 이방성(Δε)이 높은 재료로 된 액정층(13)을 형성하는 것이 필요하기 때문에 금속 이온(33)은 액정층(13)속으로 공세적으로 용리될 것이다.
따라서, 얼라인먼트막(31)과 접하는 공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 양쪽 모두가 전기 화학적으로 액정 재료와 반응하지 않는 재료, 즉 액정 재료와의 반응성이 약한 재료로 구성되면 양호할 것이다.
TN(Twisted Nematic) 또는 STN(Super Twisted Nematic)형 액정 표시 장치의 투명 전극은 ITO로 구성된다는 사실에서 명백하듯이, ITO는 전술한 바와 같이 전기 화학 반응에 대해 꽤 안정적이다.
따라서, ITO로 구성된 공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 양쪽 모두는 얼라인먼트막(31)과 직접 접촉하며 형성되어 ITO을 제외한 금속으로 구성된 공통 전극 및 화소 전극 양쪽 모두를 포함하는 액정 표시 장치에 비해 액정 표시 장치(10)의 신뢰성의 향상을 보장할 수 있다.
이하, 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)에 대해 보다 상세한 기술이 이루어질 것이다. 또한, 액정 표시 장치(10)의 변형예가 이하에서 기술될 것이다.
액정 표시 장치(10)에 있어서, 공통 전극(26)은 액정 표시 장치(10)의 거의 모든 영역에서 데이터선(24)에 의해 완전히 오버랩된다. 공통 전극(26)이 데이터선(24)을 1.5㎛ 이상 그 반대측에서 폭 방향으로 넘어 연장하는 연장부를 구비하면 양호하다.
본 발명자는 폭 방향으로 데이터선(24)의 엣지를 넘어 연장되는 공통 전극(26)의 연장부의 길이 Le[㎛]와 제2의 층간 절연막(25)의 두께 "d"와 데이터선(24)의 측면에서 통과하는 광 경로 사이의 관계를 찾기 위한 실험을 실시하였다.
도 15는 본 발명자가 실험을 실시한 액정 표시 장치의 단면도이다. 실험 조건은 다음과 같다.
액정의 유전율 이방성 Δε= 8
액정의 굴절율 = 0.067
일삼층의 두께 = 4.5㎛
공통 전극(26)의 광 투과율 = 100%(투명함)
데이터선(24)의 광 투과율 = 24%(불투명함)
공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 사이의 거리 = 10㎛
제2의 층간 절연막(25)의 유전율 : ε= 3
제2의 층간 절연막(25)이 두께 "d" = 0.5, 1.0 및 2.0㎛
전술한 조건하에서, 화이트 윈도우가 블랙을 배경으로 하여 표시되는 화면이 블랙으로 표시되는 실험을 실시하였다. 도 16은 주위에서의 화이트 표시에 기인한 데이터선(24)으로부터의 전계의 누출에 의해 야기된 실험상의 광로를 도시한다. 도 16의 광로는 광 투과율을 도 15에 도시된 바와 같이 광 투과율에 대한 화소와 관련된 폭의 적분에 의해 계산된다.
블랙-표시에서의 광 투과율은 0.0이고 그 것은 데이터선(24)으로부터의 전계의 누출에 기인하여 일정한 값을 갖는다. 도 16에 도시된 바와 같이 연장부의 길이 Le[㎛]가 크면 클수록 광로는 작아지게 된다. 상기는 제2의 층간 절연막(25)이 두께 "d"에 종속적이지 않는다.
반면에, 화이트 표시의 광로는 화이트 표시의 광 투과율에 대한 화소와 관련된 폭의 적분에 의해 계산된다. 특히 화이트 표시의 광로는 12에 동등한 값으로 계산된다. 데이터선(24)의 측면에서 통과하는 최대 허용 가능한 광로가 화이트가 스크린에 표시되는 경우에 얻어진 화소에서의 광로의 1/100 이하가 될 필요가 있다. 따라서, 광로는 도 16에 도시된 바와 같이 0.12 이하가 되어야 한다.
도 16에 있어서, 광로가 0.12인 경우에 공통 전극(26)의 연장부의 길이 Le[㎛]는 약 1.5㎛로서 판독될 수 있다. 따라서, 공통 전극(26)의 연장부의 길이 Le[㎛]를 1.5㎛로 결정함으로써 데이터선(24)의 측면에서의 최대 허용 가능한 광로를 낮추는 것이 가능하다.
제1의 실시예에서, 액정 표시 장치(10)는 컬러층(18)층과는 별도로 블랙 매트릭스층(17)을 포함하도록 설계된다. 그러나, 주목할 점은 블랙 매트릭스층(17)은 다수의 컬러층(18)의 다층 구조로 대체될 수 있다는 점이다.
도 17에 있어서, 적색층(18a), 녹색층(18b), 및 청색층(18c)층이 서로 일부분이 오버랩 되도록 설계된다. 컬러층(18a 내지 18c)이 서로 부분적으로 오버랩하는 컬러층(18a 내지 18c)의 일부는 블랙 매트릭스층(17)의 기능과 동일한 기능을 갖는다.
서로 부분적으로 오버랩하는 컬러층(18a 내지 18c)을 설계함으로써 블랙 매트릭스층(17)을 형성할 필요성은 더이상 없게 된다. 적, 녹, 및 청색층(18a 내지 18c)은 컬러층(18a 내지 18c)의 패턴을 변경함으로써 그들이 서로 오버랩하도록 형성될 수 있다. 컬러층(18a 내지 18c)의 패턴을 변경하기 위한 작업 용량은 블랙 매트릭스층(17)을 형성하기 위한 작업 용량 보다 더 적으므로 컬러층(18a 내지 18c)의 다층 구조는 액정 표시 장치(10)의 제조 수율을 향상시킬 것이다.
전술한 바와 같은 3층의 컬러층을 적층하는 대신에 적, 녹, 및 청색층 중의 2층의 컬러층은 블랙 매트릭스층(17)에 대한 대체층으로서 서로 적층될 수 있다.
액정 표시 장치(10)에 있어서, 액정 정렬 방향이 일정한 예각으로 시계방향으로 도 18에 도시된 화소 전극(27) 및 공통 전극(26)에 의해 둘러싸인 표시 영역에서 완전히 회전한다면, 데이터선(24)이 연장되는 방향으로 칼럼 각각에서 상부 및 하부단(end)을 정의하는 화소 보조 전극(35), 공통 전극선(26a) 및 공통 전극선(26b)은 화소 전극(27) (및 상기 화소 전극(27)의 전압과 동일한 전압이 인가되는 화소 보조 전극(35))과 공통 전극(26) (및 공통 전극(26)의 전압과 동일한 전압이 인가되는 공통 전극선(26a, 26b))을 가로질러 인가된 전계의 방향 및 러빙(rubbing)에 의해 정의된 액정 정렬 방향 또는 러빙 방향 사이의 관계가 액정 정렬 방향이 전계의 방향을 오버랩하도록 도 18에 도시된 바와 같은 비스듬한 엣지를 구비하게 설계될 수 있다.
일정 예각으로 반시계 방향으로 액정의 정렬을 회전시킴으로써 액정 배향이 전계의 방향을 오버랩하는 영역(area)이 존재하면, 전계가 화소 전극(27)과 공통 전극(26)을 가로질러 인가되는 경우에 상기 영역(area)은 소요의 방향에 반대되는 방향에서 액정이 회전하는 화소의 단(edn)에서의 영역(domain)을 생성할 것이다.
전술한 영역(domain)이 존재하고 액정 분자가 소요의 방향으로 회전하는 전술한 영역(domain)과 액정 분자가 소요의 방향에 반대되는 방향으로 회전하는 영역(domain) 사이의 경계에서 아래 방향으로의 경사(declination)가 장기간 발생하면, 표시 품질은 떨어질 것이고 초기 조건과 동일한 조건이 획득되지 않고 그 결과 액정 표시 장치의 신뢰성의 저하로 이어진다.
액정 분자의 전술한 역회전은 도 18에 도시된 바와 같이 화소 보조 전극(35) 및 공통 전극선(26a, 26b)이 비스듬한 엣지를 갖도록 설계함으로써 방지될 수 있다. 여기 명세서에서, 화소 보조 전극(35) 및 공통 전극선(26a, 26b)이 비스듬한 엣지를 갖도록 설계함으로서 단일 방향으로만 액정 분자를 뒤틀리게 하는 구조는 역회전 방지 구조라고 불리운다.
이하, 액정 표시 장치(10)의 역회전 방지 구조체(36)의 층 구성이 설명될 것이다.
도 19a에 있어서, 제1의 금속층은 공간이 협소한 비스듬히 연장되는 선으로 도시되고, 제2의 금속층은 공간이 넓은 비스듬히 연장되는 선으로 도시된다. 주사선(28) 및 공통 전극선(26a, 26b)은 제1의 금속층으로 구성되고 데이터선(24) 및 화소 보조 전극(35)은 제2의 금속층으로 구성된다.
도 19b는 ITO로 구성된 층을 도시하고 있다. 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)은 ITO로 구성된다. 도 18에 도시된 역회전 방지 구조체(36)는 도 19a에 도시된 층상에 도 19b에 도시된 층을 적층하고 절연층이 상기 층들 사이에 삽입되는 구성으로 되어 있다.
액정 분자의 분자축의 역회전을 방지함으로써 액정 표시 장치(10)는 표시 품질 및 신뢰성이 향상된다. 예컨대, 액정 표시 장치(10)가 적용되는 PC와 같은 전자 장치는 역회전 방지 구조체(36)에 의해 표시 품질의 악화를 방지할 수 있다.
예컨대, 일본국 특허 제2973934호(일본국 특허공개공보 제10-26767호)는 역회전 방지 구조체를 시사하고 있다.
도 20에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(10)는 제2의 층간 절연막(25)상에 형성된 패시베이션막(37)을 포함하고 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)을 피복하도록 설계된다. 얼라인먼트막(31)은 패시베이션막(37)상에 형성된다.
도 21에 도시된 바와 같이, 강력한 전계가 장기간에 걸쳐 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)을 가로질러 인가된다면 액정의 불량한 배향이 엣지가 서로 대면하는 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)의 엣지에서 발생하여 표시 결함을 야기한다.
도 20에 도시된 패시베이션막(37)은 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)의 엣지에서 발생된 강한 전계를 약화시키고 그에 따라 액정 분자의 불량한 배향 및 그에 따른 표시 결함을 방지한다.
액정 표시 장치(10)의 콘택트 홀(39)(도 22를 참조)은 측변이 6㎛의 길이인 정방형의 단면을 갖는다. 그러나, 상기 변의 길이는 6㎛에 한정되지 않고 그보다 더 길어질 수 있다.
또한, 콘택트 홀(39)이 직사각형으로 설계될 수 있고 상기 경우에는 콘택트 홀(39)은 6㎛ 이상의 단변을 필히 갖는다.
본 발명자에 의해 실시된 실험에 따르면, 콘택트 홀(39)이 6㎛ 보다 더 작은 단변 또는 변을 갖는다면 콘택트 홀(39)을 통한 상부층과 하부층 사이의 적절한 전기적인 접속이 보장되었다.
도 22에 도시된 바와 같이, 콘택트 홀(39)은 금속막(29)으로 피복될 수 있다. 콘택트 홀(39)은 테이퍼 형상의 내벽을 구비하도록 설계될 수 있고 상기 경우에 콘택트 홀(39)의 크기는 그 상부에서 6㎛ ×6㎛이다. 콘택트 홀(39)은 공통 전극선(26a, 26b)에 도달한다. 도 22에 도시된 콘택트 홀과 도 8에 도시된 콘택트 홀(39a, 39b)은 금속막(29)으로 그 내벽에서 피복되고 금속막(29)은 공통 전극(26)에 전기적으로 접속된 ITO막(46)(도 8을 참조)에 의해 피복된다.
금속막(29)으로 그 내벽에서 콘택트 홀(39)을 피복함으로써 투명 전극으로서 형성된 공통 전극(26)과 공통 전극선(26a, 26b) 사이의 저항을 줄이고 표시 이미지의 균일화를 향상시킬 수 있다.
액정 표시 장치(10)의 제2의 층간 절연막(25)의 두께는 예컨대 1㎛부터 2㎛까지의 범위내에 있을 수 있다.
제1의 실시예에서의 제2의 층간 절연막(25)은 전술한 바와 같이 제1의 막(25a)과 제2의 막(25b)으로 구성된다. 또한 도 9에 도시된 바와 같이 제2의 층간 절연막(25)은 무기 또는 유기 재료로 구성된 단일층으로 구성될 수 있다. 도 9에 도시된 제2의 층간 절연막(25)은 무기 재료로 구성된 제1의 막만으로 구성될 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 제2의 층간 절연막(25)은 무기 재료로 구성된 제1의 막과 유기 재료로 구성되고 상기 제1의 막을 피복하는 제2의 막으르 구성될 수 있다.
유기막은 유전율이 무기막 보다 낮으므로 제1 및 제2의 막을 포함하는 전술한 다층 구조체는 무기막으로 단일하게 구성된 층간 절연막에 비해 층간 절연막의 유전율을 낮출 수 있다.
층간 절연막이 유기막으로 단일하게 구성되면 TFT의 반도체층과 상기 반도체 층을 피복하는 유기막 사이의 계면은 불안정하므로 상기 경우에 만일 TFT가 고온에서 동작하면 TFT로부터의 누설되는 전류는 증가하고 그 결과 표시 품질이 일정하지 않게 된다. TFT의 반도체층과 접촉하는 제1의 막이 실리콘 질화막과 같은 무기막으로 구성되도록 설계하고 상기 제1의 막상에 유기층을 형성함으로써 유기막과 반도체층 사이의 계면을 안정화시키는 것이 가능하여 전술한 문제점이 해결될 수 있다.
무기막 또는 유기막의 예는 표 1에 도시된다.
표 1
여기서, P1 = 마스크로서 사용되는 포토레지스트에 의한 드라이 에칭
P2 = 노광, 현상, 및 베이킹에 의한 감광성 아크릴 수지의 패터닝. SiNx의 드라이 에칭.
P3 = 노광, 현상, 및 베이킹에 의한 감광성 폴리이미드 수지의 패터닝. SiNx의 드라이 에칭.
P4 = 마스크로 사용되는 포토레지스트에 의한 드라이 에칭.
표 1에 도시된 바와 같이, 제2의 층간 절연막(25)이 무기막의 단일막으로 구성되는 경우에 무기막은 실리콘 질화(SiNx)막, 무기 폴리실라잔막, 실리콘 질화막과 실리콘 산화막의 다층 구조체, 및 실리콘 질화막과 무기 폴리실라잔막의 다층 구조체에서 선택될 수 있다.
제2의 층간 절연막(25)이 유기막으로 단일하게 구성되는 경우에 유기막은 벤조사이클로부텐(BCB)막, 유기 폴리실라잔막 또는 실록산막에서 선택될 수 있다.
제2의 층간 절연막(25)이 제1 및 제2의 막으로 된 다층 구조체를 갖도록 설계되는 경우에 상기 제1의 막은 실리콘 질화막으로 구성되고 상기 제2의 막은 감광성 아크릴 수지막 또는 감광성 폴리이미드 수지막에서 선택될 수 있다.
다층 구조체의 무기막이 표 1에서 0.15㎛의 두께로서 표시되어 있지만 다층 구조체의 무기막의 두께는 상기 0.15㎛에 한정되지 않는다. 다층 구조체에서의 유기막은 0.1㎛부터 1㎛까지의 범위내에 있는 두께를 가지로독 설계될 수 있다.
유기막으로 구성된 제2의 막이 데이터선(24)과 상기 데이터선(24)을 오버랩하는 투명 전극으로 구성된 공통 전극(26) 사이의 핀홀을 구비하는 경우에도 제1의 막으로서의 무기막은 무기막이 0.25㎛ 이상의 두께를 갖도록 설계함으로써 충분히 높은 항복 전압을 갖고, 그에 따라 데이터선(24)과 상기 데이터선(24)을 오버랩하는 공통 전극(26)이 패널이 제조되거나 이미지가 표시되는 동안에 층간 절연막의 유전 파괴에 기인하여 서로 단락되는 것을 방지하고 또한 데이터선(24)과 공통 전극(26) 사이의 전술한 단락에 의해 야기되는 데이터선(24)의 불량을 상당히 감소시킬 수 있다.
여기서 주목할 점은 표 1에 도시된 막의 두께는 단지 예시로서 도시되어 있고 그에 한정되는 것이 아니라는 점이다.
제1의 실시예의 액정 표시 장치(10)에 있어서, 제2의 층간 절연막(25)상에 형성될 공통 전극(26)은 도 23에 도시된 바와 같이 주사선(28), 및 상기 주사선(28)과 공통 전극선(26a, 26b) 사이에서 형성된 공간을 오버랩 하도록 설계될 수 있다. 상기 구조를 갖는 공통 전극(26)은 주사선(28)으로부터 누출하는 전계를 차단할 수 있고 화소 전극(27)과 공통 전극(26)을 가로질러 인가된 전계에 의해 제어 가능한 유효 장치 영역이 증가되는 것을 보장하고 액정 표시 장치(10)의 개구율의 향상을 보장할 수 있다.
유사하게, 공통 전극(26)은 TFT(30)의 채널 영역을 오버랩하도록 설계될 수 있다. 상기 구조를 갖는 공통 전극(26)은 외부 전계가 TFT(30)에 침입하는 것을 방지할 수 있고 TFT 특성의 안정성과 표시 이미지에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 24에 도시된 바와 같이, 공통 전극선(26a)은 화소의 평면을 통해 보아 화소 각각의 하부 엣지의 주변에 형성될 수 있다. 즉, 공통 전극선(26a)은 주사선(28)의 바로 위에 위치할 수 있다.
공통 전극(26)은 투명 재료로 구성되기 때문에 투명 영역은 공통 전극(26)에 의해 점유된 영역에 의해 증가되고 액정 표시 장치(10)의 개구율의 향상을 보장해 준다.
또한, 도 25에 도시된 바와 같이 공통 전극선(26a)은 화소 각각의 하부 엣지의 주변에 형성될 수 있고 공통 전극선(26b)은 화소의 평면을 통해 보아 화소 각각의 상부 엣지의 주변에 형성될 수 있다. 공통 전극선(26a, 26b)을 화소 각각의 상부 및 하부 엣지의 주변에 각각 형성함으로써 화소 각각의 상부 엣지 또는 하부 엣지의 주변에 형성된 공통 전극선(26a, 26b)의 하나에 비해 스토리지 용량을 증가시키는 것이 가능하다.
제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)와 같이 TFT(30)가 화소의 평면을 통해 보아 화소 각각의 하부 절반내에 위치하는 액정 표시 장치에 있어서, 도 26에 도시된 바와 같이 예컨대 화소 전극(27) 및 드레인 전극(30a)을 정의하는 드레인층은 화소 각각의 하부 엣지의 주변에서 콘택트 홀(39b)을 통해 서로 전기적으로 접속하고 공통 전극(26) 및 공통 전극선(26b)은 화소 각각의 하부 엣지의 주변에서 콘택트 홀(39a)을 통해 서로 전기적으로 접속된다.
상기 액정 표시 장치(10)와 반대되게 TFT(30)가 화소의 평면을 통해 보아 화소 각각의 상부 절반내에 위치하는 액정 표시 장치에 있어서, 도 27에 도시된 바와 같이 예컨대 화소 전극(27)과 드레인 전극(30a)을 정의하는 드레인층은 화소 각각의 상부 엣지의 주변에서 콘택트 홀(39b)을 통해 서로 전기적으로 접속하고 공통 전극(26) 및 공통 전극선(26b)은 화소의 평면을 통해 보아 화소 각각의 하부 엣지의 주변에서 콘택트 홀(39a)을 통해 서로 전기적으로 접속된다.
전술한 바와 같이 화소 각각의 콘택트 홀(39a, 39b)을 통해 공통 전극(26)을 공통 전극선(26a, 26b)에 전기적으로 접속함으로써 공통 전극(26)의 총 저항을 낮출수가 있다.
제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)의 제조 방법으로서, 제1 내지 제3의 예가 먼저 설명될 것이다.
액정 표시 장치(10)를 제조하는 제1의 예에 있어서, 도 28a 내지 도 28k에 도시된 바와 같이 제2의 층간 절연막(25)은 무기막 및 유기막을 포함하는 다층 구조체를 갖도록 설계된다. 액정 표시 장치(10)를 제조하는 제2의 예에 있어서, 제2의 층간 절연막(25)은 도 29a 내지 도 29i에 도시된 바와 같이 유기막으로 단일하게 구성되도록 설계된다. 액정 표시 장치(10)를 제조하는 제3의 예에 있어서, 제2의 층간 절연막(25)은 도 30a 내지 도 30i에 도시된 바와 같이 무기막으로 단일하게 구성되도록 설계된다.
도 28a 내지 도 28k, 도 29a 내지 도 29i 및 도 30a 내지 도 30i에 있어서, TFT가 제조될 영역(이하, TFT 영역이라고 한다), 화소가 제조될 영역(이하, 화소 영역이라고 한다), 및 공통 전극(26)으로 사용될 콘택트 홀이 제조될 영역(이하, 콘택트 홀 영역이라고 한다)은 도면에서 모두 도시되어 있다(상기 도면들의 처음 단계에만 상기 영역들이 표시되어 있고 그 이후의 단계는 상기 영역들에 대한 표시가 생략된다). 상기 TFT 영역, 화소 영역, 및 콘택트 홀 영역은 도 10의 A-A선, B-B선, 및 C-C선에 따라 단면도로 각각 도시되어 있다.
도 28a 내지 도 28k는 액정 표시 장치(10)의 단면도로서 무기막 및 유기막의 다층 구조체를 구비하는 제2의 층간 절연막(25)을 포함하는 액정 표시 장치(10)의 제조 방법의 제1의 예의 각각의 단계를 도시하고 있다.
먼저, 도 28a에 도시된 바와 같이, 제1의 층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)으로서의 유리 기판상에 형성되고, 그 후 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 게이트 전극(30c) 및 공통 전극선(26a, 26b)으로 패터닝된다. 도 28a 내지 도 30i에서는 단지 공통 전극선(26b)만이 도시되어 있지만 공통 전극선(26b)과 함께 공통 전극선(26a)이 이하에서 설명될 것인데 그 이유는 공통 전극선(26a)은 공통 전극선(26b)과 함께 형성되기 때문이다.
그 후, 도 28b에 도시된 바와 같이, 제1의 층간 절연막(23)이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성되어 게이트 전극(30c) 및 공통 전극선(26a, 26b)을 피복한다. 제1의 층간 절연막(23)은 실리콘 산화물(SiO2)막 및 실리콘 질화물(SiNx)막의 다층 구조체를 갖는다.
그 후, 도 28c에 도시된 바와 같이, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)으로 구성된 비정질 실리콘막이 제1의 층간 절연막(23)상에 완전히 형성된다.
그 후, 도 28d에 도시된 바와 같이, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)은 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 아일랜드 형상의 반도체 층으로 패터닝된다.
그 후, 제2의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성된다. 그 후, 도 28e에 도시된 바와 같이 크롬층은 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 드레인 전극(30e), 소스 전극(30b), 데이터선(24), 및 화소 보조 전극(35)으로 패터닝된다.
그 후 도 28f에 도시된 바와 같이, n+ a-Si막(33) 및 a-Si막(32)은 에칭되는데 소스 전극(30b) 및 드레인 전극(30a)이 마스크로 사용되도록 드레인 전극(30a) 및 소스 전극(30b) 사이에 형성된 개구에서 a-Si막(32)은 일정한 깊이가 될 때까지 에칭되고 n+ a-Si막(33)은 전체 두께가 완전히 에칭되고 그에 따라 TFT(30)의 채널을 형성한다.
그 후, 도 28g에 도시된 바와 같이, 무기막으로서의 실리콘 질화막으로 구성되고 제2의 막(25b)과 함께 제2의 층간 절연막(25)을 정의하는 제1의 막(25a)이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성된다.
그 후, 도 28h에 도시된 바와 같이, 유기막으로서의 감광성 아크릴 수지막으로 구성된 제2의 막(25b)이 제1의 막(25a)상에 형성된다.
그 후, 도 28i에 도시된 바와 같이, 제2의 층간 절연막(25)으로 된 제2의 막(25b)이 노광, 현상 및 그 후 베이킹되어 소스 전극(30b) 상부의 제1의 층간 절연막(23)의 실리콘 질화막에 도달하는 콘택트 홀(39b)과, 공통 전극선(26b)의 상부의 제1의 층간 절연막(23)의 실리콘 질화막에 도달하는 콘택트 홀(39a)을 형성한다.
그 후, 도 28j에 도시된 바와 같이, 제1의 막(25a)은 콘택트 홀(39b)을 통해 에칭되고, 노출된 제1의 막(25a) 및 실리콘 이산화물막 및 실리콘 질화막으로 된 다층 구조체를 구비하는 제1의 층간 절연막(23)이 콘택트 홀(39a)을 통해 에칭되고 그에 따라 콘택트 홀(39a, 39b)이 소스 전극(30b) 및 공통 전극선(26a) 또는 공통 전극선(26b) 각각에 도달한다.
그 후, ITO막(46)은 콘택트 홀(39a, 39b)이 ITO막(46)에 의해 그 내벽에서 피복되도록 상기 결과물의 전면상에 형성된다. 그 후, 도 28k에 도시된 바와 같이, ITO막(46)은 포토리소그라피 및 에칭에 의해 에칭되고 그에 따라 ITO막(46)으로 구성된 공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 둘 모두를 유닛 화소가 형성될 영역 각각에 형성한다.
(제2의 실시예)
도 29a 내지 29i는 액정 표시 장치(10)의 단면도로서 유기막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)을 포함하는 액정 표시 장치(10)를 제조하는 방법의 제2의 예의 각각의 단계를 도시한다.
먼저, 도 29a에 도시된 바와 같이, 제1의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)으로서의 유리 기판상에 형성되고, 그 후, 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 게이트 전극(30c) 및 공통 전극선(26a, 26b)으로 패터닝된다.
그 후, 도 29b에 도시된 바와 같이, 제1의 층간 절연막(23)이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성되어 게이트 전극(30c) 및 공통 전극선(26a, 26b)을 피복한다. 제1의 층간 절연막(23)은 실리콘 이산화물(SiO2)막 및 실리콘 질화물(SiNx)막의 다층 구조체를 구비한다.
그 후, 도 29c에 도시된 바와 같이, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)으로 구성된 비정질 실콘막이 제1의 층간 절연막(23)상에 완전히 형성된다.
그 후, 도 29d에 도시된 바와 같이, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)은 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 아일랜드 형상의 반도체층으로 패터닝된다.
그 후, 도 29e에 도시된 바와 같이, 제2의 금속층으로서의 크롬층이 상기 결과물상에 형성된다. 그 후, 크롬층은 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 드레인 전극(30a), 소스 전극(30b), 데이터선(24), 및 화소 보조 전극(35)으로 패터닝된다.
그 후 도 29f에 도시된 바와 같이, n+ a-Si막(33) 및 a-Si막(32)은 에칭되는데 소스 전극(30b) 및 드레인 전극(30a)이 마스크로 사용되도록 드레인 전극(30a) 및 소스 전극(30b) 사이에 형성된 개구에서 a-Si막(32)은 일정한 깊이가 될 때까지 에칭되고 n+ a-Si막(33)은 전체 두께가 완전히 에칭되고 그에 따라 TFT(30)의 채널을 형성한다.
그 후, 도 29g에 도시된 바와 같이, 유기막으로서의 감광성 아크릴 수지막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)이 상기 결과물의 전면상에 형성된다.
그 후, 도 29h에 도시된 바와 같이, 감광성 아크릴 수지막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)이 노광되고 현상되어 소스 전극(30b)에 도달하는 콘택트 홀(39b)과, 공통 전극(26a 또는 26b)의 상부의 제1의 층간 절연막(23)에 도달하는 콘택트 홀(39a)을 형성한다.
그 후, 노광된 제1의 층간 절연막(23)은 콘택트 홀(39a)을 통해 에칭되어 콘택트 홀(39a)을 공통 전극(26a 또는 26b)까지 연장한다.
그 후, 도 29i에 도시된 바와 같이, ITO막(46)은 콘택트 홀(39a, 39b)이 ITO막(46)에 의해 그 내벽에서 피복되도록 상기 결과물의 전면상에 형성된다. 그 후, ITO막(46)은 포토리소그라피 및 에칭에 의해 에칭되고 그에 따라 ITO막(46)으로 구성된 공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 둘 모두를 형성한다.
(제3의 실시예)
도 30a 내지 도 30i는 액정 표시 장치(10)의 단면도로서 무기막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)을 포함하는 액정 표시 장치(10)를 제조하는 방법의 제3의 예의 각각의 단계를 도시하고 있다.
먼저, 도 30a에 도시된 바와 같이, 제1의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)으로서의 유리 기판상에 형성되고 그 후, 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 게이트 전극(30c) 및 공통 전극선(26a, 26b)으로 패터닝된다.
그 후, 도 30b에 도시된 바와 같이, 제1의 층간 절연막(23)이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성되어 게이트 전극(30c) 및 공통 전극선(26a, 26b)을 피복한다. 제1의 층간 절연막(23)은 실리콘 이산화물(SiO2)막 및 실리콘 질화물(SiNx)막의 다층 구조체를 구비한다.
그 후, 도 30c에 도시된 바와 같이, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)으로 구성된 비정질 실콘막이 제1의 층간 절연막(23)상에 완전히 형성된다.
그 후, 도 30d에 도시된 바와 같이, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)은 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 아일랜드 형상의 반도체층으로 패터닝된다.
그 후, 도 30e에 도시된 바와 같이, 제2의 금속층으로서의 크롬층이 상기 결과물상에 형성된다. 그 후, 크롬층은 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 드레인 전극(30a), 소스 전극(30b), 데이터선(24), 및 화소 보조 전극(35)으로 패터닝된다.
그 후 도 30f에 도시된 바와 같이, n+ a-Si막(33) 및 a-Si막(32)은 에칭되는데 소스 전극(30b) 및 드레인 전극(30a)이 마스크로 사용되도록 드레인 전극(30a) 및 소스 전극(30b) 사이에 형성된 개구에서 a-Si막(32)은 일정한 깊이가 될 때까지 에칭되고 n+ a-Si막(33)은 전체 두께가 완전히 에칭되고 그에 따라 TFT(30)의 채널을 형성한다.
그 후, 도 30g에 도시된 바와 같이, 무기막으로서의 실리콘 질화막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)이 상기 결과물의 전면상에 형성된다.
그 후, 도 30h에 도시된 바와 같이, 실리콘 질화막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)이 포토리소그라피에 의해 에칭되어 콘택트 홀(39a, 39b)을 형성한다. 그 후, 제1의 층간 절연막(23)은 콘택트 홀(39a)을 통해 에칭된다. 따라서, 콘택트 홀(39b)은 소스 전극(30b)에 도달하고 콘택트 홀(39a)은 공통 전극선(26a, 26b)에 도달한다.
그 후, 도 30i에 도시된 바와 같이, ITO막(46)은 콘택트 홀(39a, 39b)이 ITO막(46)에 의해 그 내벽에서 피복되도록 상기 결과물의 전면상에 형성된다. 그 후, ITO막(46)은 포토리소그라피 및 에칭에 의해 에칭되고 그에 따라 ITO막(46)으로 구성된 공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 둘 모두를 형성한다.
액정 표시 장치(10)를 제조하는 전술한 제1, 제2, 및 제3의 실시예를 실행함으로써, 주사선 단자, 데어터선 단자, 및 공통 전극선 단자가 TFT 영역, 화소 영역, 및 콘택트 홀 영역의 주위에 형성된다. 이하, 상기 영역을 형성하는 단계에 대한 설명이 이루어질 것이다.
도 31은 액정 표시 장치(10)에서 주사선(28), 데이터선(24), 및 공통 전극선(26a, 26b)의 구성을 도시하고 있고, 도 32는 액정 표시 장치(10)에서
주사선 단자(41c), 데이터선 단자(41d), 및 공통 전극선 단자(41e) 사이의 위치상의 관계를 도시한다. 도 32는 공통 전극선(26a, 26b)이 도 25에 도시된 바와 같이 화소 각각의 상부 및 하부 엣지의 주변에 형성되는 구성을 도시한다.
도 31에 있어서, 주사선(28)은 화소 각각의 하부 엣지의 주변에서 수평으로 연장되고, 공통 전극선(26a)은 주사선(28)의 바로 상부에서 주사선(28)과 평행하게 연장되고, 공통 전극선(26b)은 화소 각각의 상부 엣지의 주변에서 수평으로 연장된다. 주사선(28) 및 공통 전극선(26a, 26b)은 제1의 금속층으로 구성된다. 도 31에 있어서, 데이터선(24)은 화소 사이의 경계의 주변에서 공통 전극선(26a, 26b) 및 주사선(28)에 수직으로 연장된다. 데이터선(24)은 제2의 금속층으로 형성된다. 공통 전극선(26a, 26b)은 다수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되는 화소 영역의 외측에서 서로 전기적으로 접속된다.
도 32에 있어서, 공통 전극선 단자(41e) 및 주사선 단자(41c)는 화소 영역의 좌측 및 외부에 위치하고, 데이터선 단자(41d)는 화소 영역의 상부 및 외부에 위치한다. 공통 전극선 단자(41e), 주사선 단자(41c) 및 데이터선 단자(41d)는 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)와 각각 접하게 형성된다. 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)은 ITO 커버(38e, 38c, 38d)에 의해 각각 피복된다.
이하, 액정 표시 장치(10)를 제조하는 방법에 관한 3개의 실시예가 설명될 것이다.
제1의 실시예에서, 제2의 층간 절연막(25)은 도 33a 내지 도 33j에 도시된 바와 같이 유기막 및 무기막을 포함하는 다층 구조를 갖도록 설계된다. 제2의 실시예에서는 제2의 층간 절연막(25)은 도 34a 내지 도 34i에 도시된 바와 같이 유기막으로 단일하게 구성되도록 설계된다. 제3의 실시예에서는 제2의 층간 절연막(25)은 도 35a 내지 도 35h에 도시된 바와 같이 무기막으로 단일하게 구성되도록 설계된다.
도 33a 내지 도 33j, 도 34a 내지 도 34i, 및 도 35a 내지 도 35h에 있어서, 공통 전극선 단자(41e), 주사선 단자(41c), 및 데이터선 단자(41d)는 단일 도면에서 모두 도시된다. 공통 전극선 단자(41e) 및 주사선 단자(41c)는 도 32의 D-D선을 따른 단면도로서 도시되고 데이터선 단자(41d)는 도 32이 E-E선을 따른 단면도로서 도시된다.
(제1의 예)
도 33a 내지 도 33j는 무기막 및 유기막으로 된 다층의 구조를 갖는 제2의 층간 절연막(25)을 포함하는 액정 표시 장치(10)를 제조하는 방법의 제1의 예의 각각의 단계를 도시한다.
먼저, 도 33a에 도시된 바와 같이, 제1의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)으로서의 유리 기판상에 형성되고, 그 후 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 공통 전극선 단자(41e) 및 주사선 단자(41c) 양쪽에서 공통 전극선(26a, 26b) 및 주사선(28)으로 패터닝된다.
단지 공통 전극선(26b)만이 도 33a 내지 도 35h에 도시되어 있지만 공통 전극선(26b)과 함께 공통 전극선(26a)이 이하에서 설명될 것인데 그 이유는 공통 전극선(26a)은 공통 전극선(26b)과 함께 형성되기 때문이다.
그 후, 도 33b에 도시된 바와 같이, 제1의 층간 절연막(23)이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성되어 공통 전극선(26a, 26b) 및 주사선(28)을 피복한다. 제1의 층간 절연막(23)은 실리콘 이산화물(SiO2)막 및 실리콘 질화물(SiNx)막의 다층 구조체를 갖는다.
그 후, 도 33c에 도시된 바와 같이, a-Si막(32)은 제1의 층간 절연막(23)상에 완전히 형성된다.
그 후, 도 33d에 도시된 바와 같이, n+ a-Si막(33)은 a-Si막(32)상에 완전히 형성된다.
그 후, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)은 아일랜드로 패터닝된다(예시적인 것으로서, 도 28d를 참조) 그 후, 제2의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성되어 아일랜드 형상의 a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)을 피복한다.
그 후, 도 33e에 도시된 바와 같이 크롬층은 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 데이터선 단자(41d)에서 데이터선(24)으로 패터닝된다.
그 후, 도 33f에 도시된 바와 같이, 무기막으로서의 실리콘 질화막으로 구성되고 제2의 막(25b)과 함께 제2의 층간 절연막(25)을 정의하는 제1의 막(25a)이 제1의 층간 절연막(23)의 전면상에 형성되어 데이터선(24)을 피복한다.
그 후, 도 33g에 도시된 바와 같이, 유기막으로서의 감광성 아크릴 수지막으로 구성된 제2의 막(25b)이 제1의 막(25a)상에 형성된다.
그 후, 도 33h에 도시된 바와 같이, 제2의 층간 절연막(25)으로 된 제2의 막(25b)이 에칭되어 그에 따라 공통 전극선 단자(41e)와 주사선 단자(41c) 양쪽에서 주사선(28) 및 공통 전극선(26a, 26b)의 상부의 제1의 막(25a)에 도달하는 콘택트 홀(39e, 39c)을 형성한다.
그 후, 도 33i에 도시된 바와 같이, 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)을 통해 노출되는 제1의 막(25a) 및 제1의 층간 절연막(23)은 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)을 통해 에칭되고 그에 따라 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)이 공통 전극선(26b), 주사선(28), 및 데이터선(24) 각각에 도달하게 된다.
그 후, ITO막(46)은 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)이 ITO막(46)에 의해 그 내벽에서 피복되도록 상기 결과물의 전면상에 형성된다. 그 후, 도 33j에 도시된 바와 같이, ITO막(46)은 ITO막(46)이 콘택트 홀(39e, 39c, 39d) 각각의 바닥에서 공통 전극선(26b), 주사선(28), 및 데이터선(24)과 전기적인 접속을 하도록 포토리소그라피 및 에칭에 의해 패터닝된다.
(제2의 예)
도 34a 내지 34i는 액정 표시 장치(10)의 단면도로서 유기막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)을 포함하는 액정 표시 장치(10)를 제조하는 방법의 제2의 예의 각각의 단계를 도시한다.
먼저, 도 34a에 도시된 바와 같이, 제1의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)으로서의 유리 기판상에 형성되고, 그 후, 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 공통 전극선 단자(41e) 및 주사선 단자(41c) 양쪽 모두에서 공통 전극선(26a, 26b) 및 주사선(28)으로 패터닝된다.
그 후, 도 34b에 도시된 바와 같이, 제1의 층간 절연막(23)이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성되어 공통 전극선(26a, 26b) 및 주사선(28)을 피복한다. 제1의 층간 절연막(23)은 실리콘 이산화물(SiO2)막 및 실리콘 질화물(SiNx)막의 다층 구조체를 구비한다.
그 후, 도 34c에 도시된 바와 같이, a-Si막(32)이 제1의 층간 절연막(23)상에 완전히 형성된다.
그 후, 도 34d에 도시된 바와 같이, n+ a-Si막(33)이 a-Si막(32)상에 완전히 형성된다.
그 후, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)이 아일랜드(이것은 예시적인 것으로서, 도 28d를 참조)로 패터닝된다. 그 후, 제2의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)상에 형성되어 아일랜드 형상의 a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)을 형성한다.
그 후, 도 34e에 도시된 바와 같이, 크롬층은 데이터선 단자(41d)에서의 데이터선(24)으로 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 패터닝된다.
그 후, 도 34f에 도시된 바와 같이, 유기막으로서의 감광성 아크릴 수지막으로 구성된 제2의 층간 절연막(25)은 제1의 층간 절연막(23)의 전면상에 형성되어 데이터선(24)을 피복한다.
그 후, 도 34g에 도시된 바와 같이, 제2의 층간 절연막(25)이 에칭되고 그에 따라 공통 전극선 단자(41e) 및 주사선 단자(41c) 양쪽에서 주사선(28) 및 공통 전극선(26a, 26b) 상부의 제1의 층간 절연막(23)에 도달하는 콘택트 홀(39e, 39c)을 형성하고 데이터선(24)에 도달하는 콘택트 홀(39d)을 데이터선 단자(41d)에 형성한다.
그 후, 도 34h에 도시된 바와 같이, 콘택트 홀(39e, 39c)을 통해 노출된 제1의 층간 절연막(23)은 콘택트 홀(39e, 39c)을 통해 에칭되고 그에 따라 콘택트 홀(39e)이 공통 전극선(26a, 26b)에 도달하게 하고 또한 콘택트 홀(39c)이 주사선(28)에 도달하게 한다.
그 후, ITO막(46)은 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)이 ITO막(46)에 의해 그 내벽에서 피복되도록 상기 결과물의 전면상에 형성된다. 그 후, 도 34i에 도시된 바와 같이 ITO막(46)은 포토리소그라피 및 에칭에 의해 콘택트 홀(39e, 39c, 39d) 각각의 바닥에서 ITO막(46)이 공통 전극선(26a, 26b), 주사선(28), 및 데이터선(24)과 전기적인 접촉을 하도록 패터닝된다.
(제3의 예)
도 35a 내지 35h는 액정 표시 장치(10)의 단면도로서 무기막으로 단일하게 구성된 제2의 층간 절연막(25)을 포함하는 액정 표시 장치(10)를 제조하는 방법의 제3의 예의 각각의 단계를 도시한다.
먼저, 도 35a에 도시된 바와 같이, 제1의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)으로서의 유리 기판상에 형성되고, 그 후, 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 공통 전극선 단자(41e) 및 주사선 단자(41c) 양쪽 모두에서 공통 전극선(26a, 26b) 및 주사선(28)으로 패터닝된다.
그 후, 도 35b에 도시된 바와 같이, 제1의 층간 절연막(23)이 전기적인 절연성 투명 기판(22)의 전면상에 형성되어 공통 전극선(26a, 26b) 및 주사선(28)을 피복한다. 제1의 층간 절연막(23)은 실리콘 이산화물(SiO2)막 및 실리콘 질화물(SiNx)막의 다층 구조체를 구비한다.
그 후, 도 35c에 도시된 바와 같이, a-Si막(32)이 제1의 층간 절연막(23)상에 완전히 형성된다.
그 후, 도 35d에 도시된 바와 같이, n+ a-Si막(33)이 a-Si막(32)상에 완전히 형성된다.
그 후, a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)이 아일랜드(이것은 예시적인 것으로서, 도 28d를 참조)로 패터닝된다. 그 후, 제2의 금속층으로서의 크롬층이 전기적인 절연성 투명 기판(22)상에 형성되어 아일랜드 형상의 a-Si막(32) 및 n+ a-Si막(33)을 형성한다.
그 후, 도 35e에 도시된 바와 같이, 크롬층은 데이터선 단자(41d)에서의 데이터선(24)으로 포토리소그라피 및 드라이 에칭에 의해 패터닝된다.
그 후, 도 35f에 도시된 바와 같이, 무기막으로서의 실리콘 질화막으로 구성된 제2의 층간 절연막(25)은 제1의 층간 절연막(23)의 전면상에 형성되어 데이터선(24)을 피복한다.
그 후, 도 35g에 도시된 바와 같이, 제2의 층간 절연막(25)이 에칭되고 그에 따라 공통 전극선 단자(41e) 및 주사선 단자(41c) 양쪽에서 주사선(28) 및 공통 전극선(26a, 26b) 상부의 제1의 층간 절연막(23)에 도달하는 콘택트 홀(39e, 39c) 둘 모두를 형성하고 데이터선(24)에 도달하는 콘택트 홀(39d)을 데이터선 단자(41d)에 형성한다.
그 후, 콘택트 홀(39e, 39c)을 통해 노출된 제1의 층간 절연막(23)은 콘택트 홀(39e, 39c)을 통해 에칭되고 그에 따라 콘택트 홀(39e)은 공통 전극선(26a, 26b)에 도달하게 되고 또한 콘택트 홀(39c)은 주사선(28)에 도달하게 된다.
그 후, 도 35h에 도시된 바와 같이, ITO막(46)은 콘택트 홀(39e, 39c, 39d)이 ITO막(46)에 의해 그 내벽에서 피복되도록 상기 결과물의 전면상에 형성된다. 그 후, ITO막(46)은 포토리소그라피 및 에칭에 의해 콘택트 홀(39e, 39c, 39d) 각각의 바닥에서 ITO막(46)이 공통 전극선(26a, 26b), 주사선(28), 및 데이터선(24)과 전기적인 접촉을 하도록 패터닝된다.
[제2의 실시예]
도 36 및 도 37은 본 발명의 제2의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(80)를 도시한다. 도 36은 액정 표시 장치(80)의 평면도이고 도 37은 도 36의 XXXVII-XXXVII선에 따른 단면도이다.
제2의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(80)는 화소 전극(27)이 제2의 층간 절연막(25)의 제2의 막(25b)상에 형성되지 않고 제1의 층간 절연막(23)상에 형성된다는 점에서 그리고 화소 전극(27)은 제2의 금속층으로 구성된다는 점에서 도 4 및 도 5에 도시된 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)와 구조적으로 상이하다.
화소 전극(27)은 제2의 금속층(27)으로 구성되므로 액정 표시 장치(80)는 액정 표시 장치(10)보다 개구율이 더 작다. 그러나, 화소 전극(27)은 공통 전극(26)이 형성되는 층과는 다른 층으로 구성되기 때문에 제2의 실시예에서 화소 전극(27) 및 공통 전극(26)은 서로 단락되지 않고 제조 수율의 향상을 보장한다.
[제3의 실시예]
도 38 및 도 39는 본 발명의 제3의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(85)를 도시한다. 도 38은 팔오액정 표시 장치의 평면도이고 도 39는 도 38의 XXXVIX-XXXVIX선에 따른 단면도이다.
도 39에서 도시된 바와 같이, 제3의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(85)는 제2의 막(25b)과 함께 제2의 층간 절연막(25)을 구성하는 제1의 막(25a)이 화소 영역의 전면상에 형성되지만 제2의 막(25b)은 공통 전극(26)의 하부에만 형성된다.
화소의 표시 영역에서, 공통 전극(26)은 게이트 전극이 구성되는 제1의 금속층으로 구성되고 공통 전극(26)이 투명 재료로 구성되는 영역 이외의 영역에서 데이터선(24)을 오버랩한다.
제3의 실시예에 따르면, 필요한 것보다 더 큰 영역에 제2의 막(25b)을 형성할 필요가 더 이상 없고, 그에 따라 공통 전극(26)과 데이터선 사이의 기생 용량의 증가를 방지할 수 있다.
화소 전극(27)은 데이터선(24)과 함께 제1의 층간 절연막(23)상에 형성될 수 있다.
공통 전극(26)은 공통 전극(26)이 제2의 막(25b)상에 형성된 투명 금속막으로 구성되는 영역을 제외한 영역에서 제1의 금속층으로 구성되므로, 제3의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(85)는 제1의 실시예에서의 액정 표시 장치(10)이 개구율보다 작은 개구율을 갖는다.
그러나, 공통 전극(26)은 화소 전극(27)이 형성되는 층과는 상이한 층으로 구성되므로 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)은 서로 단락되지 않고 제조 수율의 향상을 보장할 수 있다.
[제4의 실시예]
도 40 및 도 41은 본 발명의 제4의 실시예에 따른
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(100)를 도시한다. 도 40은 액정 표시 장치(100)의 평면도이고 도 41은 도 40의 XXXVI-XXXVI선에 따른 단면도이다. 도 64에 있어서, TFT 영역, 화소 영역,및 콘택트 홀의 영역은 도 40의 A-A선, XXXI-XXXI선, 및 C-C선에 각각 따른 단면도로서 도시되어 있다.
도 41에서 도시된 바와 같이, 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 능동 장치 기판(111), 대향 기판(112), 및 상기 능동 장치 기판(111)과 상기 대향 기판(112) 사이에 삽입된 액정층(113)으로 구성된다. 대향 기판(112)은 전기적인 절연성 투명 기판(116), 상기 전기적인 절연성 투명 기판(116)의 제1의 표면상에 불투광층으로서 형성된 블랙 매트릭스층(117), 컬러층(118)이 블랙 매트릭스층(117)을 부분적으로 오버랩하도록 전기적인 절연성 투명 기판(116)의 제1의 표면상에 형성된 컬러층(118), 및 블랙 매트릭스층(117) 및 컬러층(118)을 피복하는 컬러 오버 코트층(118)을 포함한다.
컬러층(118)은 적(R), 녹(G), 및 청(B)의 색소를 포함한다.
대향 기판(112)은 액정 표시 패널과 다른 재료와의 접촉에 의해 야기된 전하가 액정층(113)에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 전기적인 절연성 투명 기판(116)의 제2의 표면상에 전도성 투명층(115)을 더 포함한다.
능동 매트릭스 기판(111)은 전기적인 절연성 투명 기판(122), 상기 전기적인 절연성 투명 기판(122)상에 형성되고 주사선(128) 및 게이트 전극(130c)을 정의하는 제1의 금속층, 전기적인 절연성 투명 기판(122)상에 형성된 제1의 층간 절연막(123), 제1의 층간 절연막(123)상에 형성된 아일랜드 형상의 비정질 실리콘막, 데이터선(124) 및 박막 트랜지스터(TFT ;130)의 소스 전극(130b) 및 드레인 전극(130a)을 정의하는 제2의 금속층, 제1의 층간 절연막(123)상에 형성된 제1의 막(125a), 제1의 막(125a)상에 형성된 제2의 막(125b), 및 제2의 막(125b)상에 투명 전극으로서 형성된 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)을 포함한다.
상기 아일랜드 형상의 비정질 실리콘막은 a-Si막(132)과 상기 a-Si막(132)상에 형성된 n+ a-Si막(133)으로 구성된 다층 구조를 갖는다.
제1 및 제2의 막(125a, 125b)은 제2의 절연막(125)을 구성한다.
능동 매트릭스 기판(111)은 데이터선(124)과 함께 제1의 층간 절연막(123)상에 형성된 화소 보조 전극(135)을 더 포함한다. 데이터선(124) 및 화소 보조 전극(135)은 제2의 금속층으로 구성된다.
능동 장치 기판(111) 및 대향 기판(112)은 얼라인먼트막(131, 132)을 각각 포함하고 상기 둘은 액정층(113)에 접촉한다. 도 40에 표시된 방향으로 러빙된 이후에 능동 장치 기판(111) 및 대향 기판(112)은 서로 결합된다.
비록 도시되지 않았지만, 스페이서는 능동 장치 기판(111)과 대향 기판(112) 사이에 삽입되어 액정층(113)의 두께를 보장하고 실(seal)은 액정 분자의 누설을 막기 위해 능동 장치 기판(111)과 대향 기판(112) 사이의 액정층(113) 주위에 형성된다.
능동 장치 기판(111)은 전기적인 절연성 투명 기판(122)의 하부 표면상에 형성된 편광 플레이트(121)를 더 포함하고, 유사하게 대향 기판(112)은 전도성 투명층(115)상에 형성된 편광 플레이트(114)를 포함한다. 능동 장치 기판(111)의 편광 플레이트(121)는 액정의 초기 정렬 방향에 수직으로 연장하는 극성축을 갖고 대향 기판(112)의 편광 플레이트(114)는 액정의 초기 정렬 방향에 평행으로 연장되는 극성축을 갖는다. 상기 극성축은 서로 수직으로 연장된다.
도 40에 도시된 바와 같이, 능동 장치 기판(111)은 데이터 신호가 전송되는 데이터선(24), 기준 전압이 인가되는 공통 전극(26), 이미지가 표시될 화소와 관련된 화소 전극(27), 주사 신호가 인가되는 주사선(28), 및 박막 트랜지스터(TFT ; 130)를 포함한다.
박막 트랜지스터(130)는 게이트 전극(130c), 드레인 전극(130a), 및 소스 전극(130b)을 포함한다. 박막 트랜지스터(130)는 화소와 관련된 데이터선(124)과 주사선(128)의 교점의 주변에 위치한다.
게이트 전극(130c)은 주사선(128)에 전기적으로 접속되고 드레인 전극(130a)은 데이터선(124)에 전기적으로 접속하고 소스 전극(130b)은 화소 전극(127)에 전기적으로 접속된다.
공통 전극(126) 및 화소 전극(127)은 빗살 형상을 갖도로 설계되고 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)내의 빗살은 데이터선(124)과 평행하게 연장된다. 즉, 도 42a에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(100)는 능동 장치 기판(111)의 개구(111a)가 데이터선(124)이 역시 연장되는 방향으로 연장된다.
제4의 실시예의 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)내의 빗살은 제1의 실시예의 공통 전극(26) 및 화소 전극(27)의 빗살 형상과는 유사하지 않은 지그재그 형태로 설계된다. 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)의 빗살은 서로 맞물리고 또한 서로 공간을 두고 배치된다.
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(100)에 있어서, 전계는 주사선(128)을 통해 전송된 주사 신호에 의해 선택되고 데이터선(124)을 통해 전송된 데이터 신호가 기록되는 화소 내의 전기적인 절연성 투명 기판(116, 122)과 평행인 공통 전극(126) 및 화소 전극(127) 사이에서 생성된다. 상기와 같이 생성된 전계는 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)이 굴곡되는 방향에 종속하는 방향을 갖는다.
도 40에 도시된 바와 같이, 화소에 의해 점유된 영역은 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)이 굽어지는 방향, 즉 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)을 가로질러 인가된 전계의 방향에 무관한 제1의 화소 서브 영여과 제2의 화소 서브 영역으로 나누어진다. 제1 및 제2의 화소 서브 영역에서, 액정 분자의 디렉터(director)는 능동 장치 기판(111)의 표면과 평행인 평면의 인가된 전계에 따른 반대 방향으로 회전하고 그에 따라 이미지를 표시한다. 즉, 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 소위 멀티 도메인형(multi-domain type)이다.
공통 전극(126) 및 화소 전극(127)을 가로질러 인가된 전계의 방향은 그들 사이의 영역에 따라 변화된다. 엄밀히 말하면, 화소에 의해 점유된 영역은 액정 분자의 디렉터가 시계 방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과 액정 분자의 디렉터가 반시계 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역으로 나누어 진다. 화소 서브 영역은 도메인(domain)이라고 불리워진다.
액정 분자의 디렉터가 제1 및 제2의 화소 서브 영역에서 서로 반대 방향으로 회전하도록 설계함으로써, 제1 및 제2의 화소 서브 영역은 광학적으로 서로 보상된다. 따라서, 비스듬히 볼때 이미지가 컬러화되는 것을 방지할 수 있고 블랙-표시와 꽤 어두운 중간 톤(tone) 사이에서 발생하는 계조의 반전을 방지할 수 있다.
액정 표시 장치(100)에 있어서, 공통 전극(126) 및 화소 전극(127) 양쪽 모두는 투명 재료의 하나인 ITO 막으로 구성된다.
도 41에 도시된 바와 같이, 공통 전극(126)은 데이터선(124)이 형성되는 층을 제외한 층의 상부에 형성되고 또한 공통 전극(126)은 제1의 실시예와 유사하게 데이터선(124)을 완전히 오버랩한다.
도 40에 도시된 바와 같이, 공통 전극(126)은 콘택트 홀(139a)을 통해 공통 전극선(126a 또는 126b)에 전기적으로 접속되고(도 61을 참조), 화소 전극(127)은 콘택트 홀(139b)을 통해 소스 전극(130b)에 전기적으로 접속된다(도 61을 참조).
데이터선(124)을 오버랩하는 블랙 매트릭스층(117)은 공통 전극(126)의 폭보다 작은 폭을 갖도록 설계된다.
불투광막은 데이터선(124)과 일부 오버랩하는 공통 전극(126)과 상기 일부분에 보다 근접 배치된 화소 전극(127) 사이에는 존재하지 않는다.
제1의 실시예와 유사하게, 데이터선(124)의 상부에 형성된 블랙 매트릭스층(117)은 그 전체의 길이내에서 데이터선(124)을 오버랩한다.
또한, 도 40에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(100)의 데이터선(124)은 지그재그 형상을 갖도록 설계된다.
즉, 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 액정 표시 장치(100)가 멀티-도메인 형이라는 점, 및 공통 전극(126), 화소 전극(127), 및 데이터선(124)이 지그재그 형상이라는 점을 제외하고는 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)의 구조와 동일하다.
제4의 실시예에서의 "지그재그"라는 용어의 의미는 도 43a에 도시된 바와 같이 길이 방향(Z)에 관하여 모두 경사진 선형부를 갖는 형상만을 의미하는 것이 아니라 도 43b에 도시된 바와 같이 길이 방향(Z)에 관하여 경사진 제1의 선형부 및 길이 방향(Z)에 관하여 경사진 제2의 선형부 양쪽 모두를 구비하는 형상을 의미하고 여기서 상기 제1 및 제2의 선형부는 서로 교대로 접속된다. 즉, "지그재그"라는 용어는 길이 방향으로 연장되는 것을 제외하고 길이 방향에 관하여 좌우로 교대로 경사지는 것이 반복되는 모든 형상을 포함하는 의미이다. "지그재그"라는 용어가 길이 방향(Z)과 평행으로 연장되는 선형부를 포함하고 있는가는 문제가 되지 않는다. 제2의 선형부가 길이 방향(Z)에 관하여 연장되는 각도는 특정 각도에 한정되지 않고 또한 제2의 선형부가 길이 방향(Z)에 관하여 항상 일정하게 경사져야 할 필요성은 없다.
제4의 실시예의 액정 표시 장치(100)는 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)에 의해 얻어진 동일한 효과가 있다.
지그재그 형상의 데이터선(124)은 선형 데이터선을 갖는 액정 표시 장치에 비해 액정 표시 장치(100)이 개구율을 향상시킬 것이다. 그 이유는 후술할 것이다.
도 44는 선형 데이터선, 선형 공통 전극, 및 선형 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치(201)이 평면도이고 도 45는 도 44의 XXXXV-XXXXV선을 따른 단면도이다.
도 44에 도시된 액정 표시 장치(201)를 구성하는 전극 및 다른 부품은 이하의 치수를 갖는다. 이하에서 표시된 치수는 달리 표시되지 않으면 마이크로미터(㎛) 단위로 표시된다.
데이터선(124)의 폭 = 10
데이터선(24)의 직상에 위치한 공통 전극(26)의 폭 = 19
데이터선(24)의 직상에 위치한 공통 전극(26)이 상부에 형성되는 층상에 형성된 공통 전극(26)의 폭 = 3.5
화소 전극(27)의 폭 = 3.5
공통 전극(26) 및 화소 전극(27) 사이의 거리 = 9.5
따라서, 도 44에 도시된 액정 표시 장치(201)의 개구의 총면적(A1)은 이하와 같이 계산된다.
A1 = (9.5 ×6) = 57L
여기서, L은 개구이 길이 방향의 길이를 나타낸다.
도 46은 선형 데이터선, 지그재그 형상의 공통 전극, 및 지그재그 형상의 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치(202)의 평면도이고, 도 47은 도 46의 XXXVII-XXXVII선에 따른 단면도이다.
도 46에 도시된 액정 표시 장치(202)를 구성하는 전극 및 다른 부품의 치수는 이하와 같다.
데이터선(124)의 폭 = 10
데이터선(124)의 직상에 위치한 공통 전극(126)의 폭 = 26.5
데이터선(124)의 직상에 위치한 공통 전극(126)이 상부에 형성되는 층의 상부에 형성된 다른 공통 전극(126)의 폭 = 3.5
화소 전극(127)의 폭 = 3.5
공통 전극(126)과 화소 전극(127) 사이의 거리 = 8.2
따라서, 도 46에 도시된 액정 표시 장치(202)의 개구의 총면적(A2)은 이하와 같이 계산된다.
A2 = (8.2 ×6) = 49.2L
도 48은 지그재그 형상의 데이터선, 지그재그 형상의 공통 전극, 및 지그재그 형상의 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치(203)의 평면도, 즉 제1의 실시예에 따른 평면도이고 도 49는 도 48의 XXXXIX-XXXIX선에 따른 단면도이다.
도 48에 도시된 액정 표시 장치(203)를 구성하는 전극 및 다른 부품의 치수는 이하와 같다.
데이터선(124)의 폭 = 10
데이터선(124)의 직상에 위치한 공통 전극(126)의 폭 = 19
데이터선(124)의 직상에 위치한 공통 전극(126)이 상부에 형성되는 층의 상부에 형성된 다른 공통 전극(126)의 폭 = 19
화소 전극(127)의 폭 = 3.5
공통 전극(126)과 화소 전극(127) 사이의 거리 = 9.5
따라서, 도 48에 도시된 액정 표시 장치(203)의 개구의 총면적(A3)은 이하와 같이 계산된다.
A3 = (9.5 ×6) = 57L
전술한 면적 A1, A2, 및 A3의 비교에서 자명하듯이, 선형 데이터선, 지그재그 형상의 공통 전극, 및 지그재그 형상의 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치(202)는 선형 데이터선, 선형 공통 전극 및 선형 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치(201)의 면적 A1보다 작은 반면에 지그재그 형상의 데이터선, 지그재그 형상의 공통 전극, 및 지그재그 형상의 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치(203)의 면적 A3은 상기 면적 A1과 동일하다.
상기가 의미하는 것은 선형 데이터선을 포함하는 액정 표시 장치와 비교하여 데이터선(124)을 지그재그 형상으로 설계함으로써 개구율을 증가시킬 수 있다는 점이다. 그 이유는 선형 데이터선, 지그재그 형상의 공통 전극, 및 지그재그 형상의 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치(202)에 있어서 좌우에 위치한 데이터선(124)과 상기 데이터선(124)에 인접 배치된 화소 전극(127) 사이에서 도 46의 XXXXVII-XXXXVII선에 따른 거리는 7.5㎛로서 도 48에서와 동일하고 그에 따라 공통 전극(126)과 화소 전극(127) 사이의 거리는 7.5㎛/X 감소(여기서 X는 개구의 갯수)하여 개구의 면적이 감소된다.
제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)를 제조하는 방법과 동일한 방법에 따라 제조될 수 있다. 특히, 액정 표시 장치(100)의 데이터선(124), 공통 전극(126), 및 화소 전극(127)은 지그재그 형상으로 형성되므로 그들을 형성하기 위한 패턴은 지그재그 형상의 데이터선(124), 지그재그 형상의 공통 전극(126), 및 지그재그 형상의 화소 전극(127)을 정의하기 위해 변경된다. 액정 표시 장치(100)를 제조하는 단계는 데이터선(124), 공통 전극(126), 및 화소 전극(127)을 패터닝하는 단계를 제외하고는 변함이 없다.
이하, 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)를 구성하는 부품 및 그 변형품에 대한 설명이 이루어질 것이다.
화소당 데이터선(124), 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)의 굴곡부의 갯수는 홀수이기만 하면 된다. 상기로 인해 액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 영역은 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 영역에 대한 갯수 및 면적 양쪽 모두에 동일하다는 것을 보장해 준다. 상기로 인해 시야각의 대칭성이 향상된다. 따라서, 굴곡부의 갯수는 1, 3, 또는 5와 같은 홀수에 한정된다. 굴곡부의 갯수가 홀수 이기만 하면 1 또는 3 이상인 어떠한 수라도 데이터선(124), 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)의 굴곡부의 갯수로서 선택될 수 있다.
굴곡부의 갯수가 작을 수록 개구율은 높아지지만 굴곡부의 갯수가 작을 수록 굽은 패턴은 보다 용이하게 보일 수 있다. 또한, 데이터선(124), 공통 전극(126), 및 화소 전극(127)의 굴곡부의 갯수가 적으면 블랙 매트릭스층(117)은 데이터선(124), 공통 전극(126), 및 화소 전극(127)의 굴곡을 따르도록 설계되므로 블랙 매트릭스층(117)을 패터닝하는 것은 보다 어렵게 될 것이다
이와 반대로, 굴곡부의 갯수가 많을 수록 굽은 패턴은 보다 선 처럼 보일것이고 블랙 매트릭스층은 보다 얇은 선의 형태로 제조될 수 있을 것이다. 그러나, 굴곡부의 갯수가 클수록 개구율은 적어지게 된다.
전술한 사정을 감안하여 본 발명자는 데이터선(124), 공통 전극(126), 및 화소 전극(127)의 최적의 굴곡부의 갯수(N)에 대한 실험을 실행하였다. 상기 최적의 갯수(N)는 이하의 식(A)으로 정해진다.
30 ≤L/(N + 1) ≤40 (A)
여기서, L은 단위가 ㎛인 개구의 길이이다. 도 42a를 참조하라.
블랙 매트릭스층(117)은 선형 또는 지그재그형으로 설계될 수 있다. 특히, 블랙 매트릭스층(117)이 지그재그 형상으로 형성되는 경우에 블랙 매트릭스층(117)이 데이터선(124)의 지그재그 형상에 따라 설계된 지그재그 형상을 갖는다면 양호하다. 비록 선형 블랙 매트릭스층이 지그재그 형상이 블랙 매트릭스층보다 용이하게 제조되지만 지그재그 형상의 블랙 매트릭스층(117)은 액정 표시 장치(100)의 개구율을 향상시킬 것이다.
도 50에 도시된 바와 같이, 평면에서 보아 블랙 매트릭스층(117)의 좌단과 데이터선(124)의 우단 사이의 거리와 블랙 매트릭스층(117)의 우단과 데이터선(124)의 좌단 사이의 거리 양쪽 전부가 항상 4㎛ 이상이면 양호하다.
그 이유는 후술될 것이다.
액정층(113)에 대면하는 블랙 매트릭스층(117)의 표면과 액정층(113)에 대면하는 데이터선(124) 사이의 거리는 보통 3 내지 4㎛ 범위내에 있다. 도 50에 있어서, 블랙 매트릭스층(117)의 좌단을 데이터선(124)의 우단에 접속하는 선과 기판의 표면 사이에 형성된 각도를 "α"라고 표시하면, 블랙 매트릭스층의 한 측면으로부터 들어오는 입사광이 모두 굴절되는 각도 α는 약 45도이다. 따라서, 액정층(113)에 대면하는 블랙 매트릭스층(117)의 표면과 액정층(113)에 대면하는 데이터선(124)의 표면 사이의 전술한 거리는 최대, 즉 4㎛이고 블랙 매트릭스층(117)의 좌단과 데이터선(124)의 우단이 4㎛ 보다 더 크면 데이터선(124)의 단의 하나의 주변에서 비스듬히 들어오는 광이 블랙 매트릭스층(117)을 넘어 통과하여 색도가 감소된 결과 표시된 이미지에 컬러 혼합을 유발시키는 문제점을 해결하는 것이 가능하다.
블랙 매트릭스층(117)의 좌단과 데이터선(124)의 우단 사이의 거리, 및 블랙 매트릭스층(117)의 우단과 데이터선(124)의 좌단 사이의 거리가 항상 4㎛ 이상이 되도록 하기 위해, 블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)은 어디에서나 4㎛ 이상 서로 오버랩해야 한다. 능동 매트릭스 기판(111) 및 대향 기판(112)은 항상 4㎛의 허용 가능한 제조 공정상의 마진이 상기 블랙 매트릭스층(117)과 상기 데이터선(124) 사이에서의 불량 정합을 흡수하도록 설계되어야만 하기 때문에 4㎛의 공정 마진을 고려허면 블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)은 8㎛ 이상의 폭을 갖을 필요성이 있다.
도 51 및 도 52는 제4의 실시예의 액정 표시 장치(100)의 블랙 매트릭스층(117)의 구성예를 도시한다.
도 51에 도시된 구성에 있어서, 데이터선(124)은 10㎛의 폭을 갖도록 설계되고 공통 전극(126)은 19㎛의 폭을 갖도록 설계되고 다수의 빗살을 갖는 공통 전극(126)은 7개의 굴곡부를 갖도록 설계되고 블랙 매트릭스층(117)은 13.5㎛의 폭을 갖도록 설계된다.
블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)이 서로 오버랩하는 폭은 공통 전극(126)또는 데이터선(124)이 굽어지는 곳에서 ,즉 X-X상에서 최소가 된다. 도 51에 도시된 구성에 있어서, 블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)이 서로 오버랩하는 최소의 폭은 8㎛이다.
도 52에 도시된 구성에 있어서, 데이터선(124)은 10㎛이 폭을 갖도록 설계되고 공통 전극(126)은 19㎛의 폭을 갖도록 설계되고 다수의 빗살을 갖는 공통 전극(126)은 5개의 굴곡부를 갖도록 설계되고 블랙 매트릭스층(117)은 16㎛의 폭을 갖도록 설계된다.
블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)이 서로 오버랩하는 폭은 공통 전극(126)또는 데이터선(124)이 굽어지는 곳에서, 즉, X-X선상에서 최소가 된다. 도 52에 도시된 구성에 있어서, 블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)이 서로 오버랩하는 최소의 폭은 8㎛이다.
제4의 실시예에서의 액정 표시 장치(100)의 블랙 매트릭스층(117)의 최소폭은 도 51 및 도 52에 도시된 구성에서의 전술한 바와 같은 폭과 같이 이하와 같이 결정된다.
도 53은 블랙 매트릭스층(117), 데이터선(124), 및 공통 전극(126)사이의 위치 관계를 도시한다. 도 53에 있어서 블랙 매트릭스층(117)의 최소폭을 결정하는 식은 이하와 같이 결정된다.
데이터선(124)의 폭을 "D"라고 하고 데이터선(124)이 연장되는 방향으로 돌출되는 경우의 경사진 선의 길이를 "LS"라고 하고 데이터선(124)이 연장되는 방향과 경사진 선 사이에 형성된 각도를 "θ"라고 하면, 비스듬한 광이 데이터선(124)에 입사하지 못하게 하는 블랙 매트릭스층(117)의 최소폭(Dmin)은 이하의 식(B)으로 표현된다.
Dmin = D + LS ×tanθ- (D-8) ×2[㎛] (B)
도 54 및 도 55에 도시된 예에서 데이터선(124)은 10㎛의 폭을 갖도록 설계되고 도 43에 도시된 바와 같이 데이터선(124)의 길이 방향(Z)으로 연장하는 선형부를 포함한 지그재그 형상으로 또한 설계된다. 도 54 및 도 55에 도시된 예의 데이터선(124)은 도 52에 도시된 데이터선(124)의 굴곡부의 오목부의 바닥 각각으로부터 3㎛ 넘어 위치하는 엣지를 갖는다. 공통 전극(126)은 도 52에 도시된 엣지에 비해 4.5㎛정도 데이터선(124)을 넘어 돌출하는 오목부에 의해 정의된 엣지, 및 도 52에 도시된 공통 전극의 엣지의 돌출부의 일부와 동일한 위치에 위치하는 돌출부를 구비한다. 다수의 빗살을 구비한 공통 전극(126)은 5개의 굴곡부를 갖는 지그재그 형상을 갖도록 설계된다. 전술한 조건하에서 블랙 매트릭스층(117)은 10㎛의 폭을 갖는다.
블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)이 서로 오버랩하는 폭은 공통 전극(126)또는 데이터선(124)이 굽어지는 곳, 즉 X-X선상에서 최소가 된다. 도 54 및 도 55에 도시된 예에서, 블랙 매트릭스층(117) 및 데이터선(124)이 서로 오버랩하는 최소 폭은 8㎛이다.
도 52에 도시된 예와 비교하면 블랙 매트릭스층(117)은 6㎛ 정도 폭이 감소 되므로 개구율의 증가를 보장할 수 있다.
도 54 및 도 55에 도시된 공통 전극(126)은 화소 전극(127) 및 데이터선(124)을 오버랩하는 부분을 제외한 부분에서 도 43a에 도시된 바와 같이 지그재그 패턴과 같이 굽어진다.
데이터선(124)을 오버랩하는 공통 전극(126)은 4.5㎛ 정도 데이터선(124)을 넘어 돌출하는 엣지를 구비한다. 상기 엣지는 표시 영역에 충분한 전압을 공급하도록 그 정점에서 V자 형상이 되도록 설계된다.
전술한 바와 같이 비스듬한 광이 데이터선(124)에 입사하지 못하게 하는 블랙 매트릭스층(117)의 최소폭(Dmin)은 이하의 식으로 표현된다.
Dmin = D + LS ×tanθ- (D-8) ×2[㎛] (B)
도 55에 도시된 블랙 매트릭스층(117)의 예에서, 데이터선(124)의 길이 방향으로 연장하는 선형부를 형성하기 위해 데이터선(124)은 도 52에 도시된 데이터선(124)의 굴곡부의 오목부의 바닥으로부터 3㎛ 정도 데이터선(124)의 외부를 향해 배치된 엣지를 구비하도록 설계되고, 동시에 데이터선(124)의 굴곡부의 돌출부의 정점은 데이터선(124)의 내부를 향해 3㎛ 정도 배치된다.
또한, 도 54에 도시된 바와 같이, 도 52에 도시된 데이터선(124)의 굴곡부의 오목부의 바닥부만이 데이터선(124)의 굴곡부의 오목부의 바닥이 배치되지 않도록 3㎛ 정도 데이터선(124)의 외부를 향해 배치될 수 있다.
전술한 바와 같은 구성에서, 블랙 매트릭스층(117)은 10㎛의 폭을 구비하도록 설계되어 도 54 및 도 55에 도시된 예와 유사하게 개구율을 증가를 향상시킬 수 있다.
도 56에 도시된 바와 같이, 데이터선(124)은 도 52에 도시된 데이터선과 동일한 패턴으로 형성되고 부유 전극(181)은 데이터선(124)의 굴곡부의 오목부의 바닥의 주변에서 형성될 수 있다. 부유 전극(181)은 공통 전극선(126)이 구성되는 제1의 금속층으로 구성된다. 상기와 같은 부유 전극(181)은 도 53에 도시된 영역으로부터 광을 차단하는데 사용될 수 있고 상기 경우에 블랙 매트릭스층(117)은 10㎛의 폭을 갖도록 설계될 수 있으고 도 54 및 도 55에 도시된 예와 유사하게 개구율의 증가를 보장할 수 있다.
또한, 도 57에 도시된 바와 같이, 공통 전극(126)은 데이터선(124)을 오버랩하는 공통 전극(126)의 굴곡부의 정상으로부터 돌출하는 돌출부(182)를 더 포함하도록 설계될 수 있다.
도 58은 돌출부(182)를 갖는 전술한 공통 전극(126)을 포함하는 화소를 도시한다. 도시된 화소에 있어서, 돌출부(182)는 돌출부(182)의 정점을 포함하는 도메인 경계에서 발생하는 아래로의 경사의 위치를 고정하여 표시 스크린이 손에 의해 밀리는 경우에도 이미지를 안정적으로 표시하게 한다.
제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)에 있어서, 대향 기판(112)을 구성하는 컬러층(118)은 데이터선(124), 공통 전극(126), 및 화소 전극(127) 뿐만 아니라 지그재그 형상으로 설계될 수 있다. 특히 컬러층(118)이 지그재그 형상으로 형성되는 경우에 컬러층(118)은 데이터선(124)의 지그재그 형상에 따라 지그재그 형상을 갖는다.
제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역과 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역 사이의 안정화 전극을 화소 각각의 컬럼에 더 포함한다. 상기 안정화 전극은 화소 서브 영역들 사이이 안정한 경계를 보장함으르써 액정 분자의 정렬을 안정화 시킨다. 따라서, 표시 스크린이 손으로 문질러 지는 경우에 표시 스크린상에 손자국이 남지 않아 표시된 이미지의 선명도가 증가된다.
비록 본 출원의 양도인에 의해 출원되고 아직 공개되지 않은 일본국 특허출원 제2000-326814호는 본 발명의 장점을 강조하기 위해 이하에서 설명되지만, 여기서 이루어진 설명은 출원인이 일본국 특허출원 제2000-326814호를 본 발명에 대한 선행 기술로 인정한다는 것을 의미하지 않는다. 일본국 특허출원 제2000-316814호는 이하에서 본 발명의 더 나은 이해를 돕기 위해서만 설명된다.
일본국 특허출원 제2000-316814호는 V자 형상의 공통 전극과 V자 형상의 화소 전극의 정점으로부터 외부를 향해 각각 연장되는 공통 보조 전극과 화소 보조 전극를 구비한 V자 형상의 공통 전극과 V자 형상의 화소 전극을 시사하고 있다. 공통 보조 전극과 화소 보조 전극의 말단은 화소 및 공통 전극을 오버랩한다.
그러나, 전술한 V자 형상의 공통 및 화소 전극은 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)에 적용될 수 없는데 그 이유는 화소 및 공통 전극(127, 126)은 액정 표시 장치(100)의 공통층상에 형성되지 때문이다. 또한, V자 형상의 공통 및 화소 전극을 액정 표시 장치(100)에 적용하기 위한 제조 단계의 수의 증가를 방지할 필요성이 있다.
여기서, 도 59에 도시된 바와 같이 액정 표시 장치(100)가 화소 서브 영역 사이의 안정적인 경계를 보장하는 안정화 전극을 포함하기 위해서 안정화 전극(140)은 하부에 형성되고 화소 전극(127)의 굴곡부의 정점을 오버랩한다. 각각의 안정화 전극(140)은 제2의 금속층으로 구성되고 그에 따라 화소 전극(127)에 전기적으로 접속되지 않는다. 각각의 안정화 전극(140)은 화소 전극(127)을 충분히 오버랩하고 화소 서브 영역들 사이의 경계를 향해 연장된다.
유사하게,안정화 전극(141)이 하부에 형성되어 공통 전극(126)의 굴곡부의 정점을 오버랩한다. 각각의안정화 전극(141)은 제1의 금속층으로 구성된다. 각각의안정화 전극(141)은 공통 전극(126)을 충분히 오버랩하고 화소 서브 영역들 사이의 경계를 향해 연장된다.
전술한 안정화 전극(140, 141)은 화소 서브 영역의 각각의 전계가 액정 분자가 뒤틀리는 방향으로 향하도록 하고 상기로 인해 화소 서브 영역의 안정적인 분할이 보장된다.
도 60은 도 59에 도시된 안정화 전극(140, 141)이 적용되는 액정 표시 장치(100)를 도시한다.
도 61은 단일한 도면의 액정 표시 장치(100)의 TFT 영역, 화소 영역, 및 콘택트 홀 영역을 도시한다. 상기 TFT 영역, 화소 영역, 및 콘택트 홀 영역은 도 60의 A-A선, B-B선, 및 C-C선에 따른 단면도로서 도시된다.
도 61에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(100)는 제2의 층간 절연막(25)의 제1의 막(25a)의 하부에서 화소 보조 전극(135)을 포함하도록 설계될 수 있다. 화소 보조 전극(135)은 제2의 금속층으로 구성되고 TFT(130)의 소스 전극(130b)과 일체로 형성된다.
도 62b는 도 60에 도시된 액정 표시 장치에 형성된 ITO층의 평면도이고 도 62a는 도 60에 도시된 액정 표시 장치에 형성된 상기 ITO층을 제외한 층의 평면도이다. 도 62a 및 도 62b에 도시된 바와 같이 화소 보조 전극(135)은 공통 전극선(126a, 126b)을 오버랩하는 제1의 부분(135a)과 제2의 부분(135b)으로 구성되고 그에 따라 제1 및 제2의 부분(135a, 135b), 공통 전극선(126a, 126b), 및 화소 전극(127) 하부에 형성된 제3의 부분(35c) 사이의 스토리지 용량을 정의한다. 제3의 부분(35c)은 지그재그 형상을 갖고 제1의 부분(135a)과 제2의 부분(135b)을 서로 접속한다. 제1의 부분(135a), 제2의 부분(135b), 및 제3의 부분(35c)은 "I"의 형태로 배치된다.
제1의 실시예와 유사하게, 액정 정렬 방향이 액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역에 인접하게 위치하는 전극에서 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)에 의해 둘러싸인 표시 영역에서 완전히 일정한 예각을 갖고 시계 방향으로 회전하면, 액정 표시 장치(100)의 화소 보조 전극(135a, 135b)은 러빙 방향 또는 러빙에 의해 정의된 액정 정렬 방향 및 화소 전극(127) (및 상기 화소 전극(127)의 전압과 동일한 전압이 인가되는 화소 보조 전극(135)) 및 공통 전극(126)(및 상기 공통 전극(126)의 전압과 동일한 전압이 인가되는 공통 전극선(126a, 126b))을 가로질러 인가된 전극의 방향들 사이의 관계가 액정 배향 방향이 전계의 방향을 오버랩하는 것을 보장하게 위해 결정되고, 또는 액정 배향 방향이 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역에 인접하게 배치된 전극에서 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)에 의해 둘러싸인 표시 영역에서 완전히 일정한 예각을 갖고 역회전 방향으로 회전하면, 전술한 관계가 액정 배향 방향은 전계의 방향을 오버랩하는 것을 보장하게 결정되도록 컬럼 각각의 비스듬한 엣지를 가지도록 설계될 수 있다. 상기 구조는 제1의 실시예에서 설명된 역회전 방지 구조체(36)에 대응한다.
도 62a에 있어서, 제2의 금속층으로 구성된 화소 보조 전극(135c)의 굴절부의 정점에 접속된 전극 역시 제2의 금속층으로 구성되어 부유 전극이 아니다. 상기 전극은 안정화 전극(142)이라고 불리운다.
안정화 전극(142)은 서브 화소 영역 각각의 전계가 액정 분자가 뒤틀리는 방향으로 안정적으로 향하게 하고 그에 따라 화소 서브 영역의 안정적인 분할을 보장한다.
도 60에 도시된 액정 표시 장치에 있어서, 제2의 금속층으로 구성된 화소 보조 전극(135)은 액정 분자가 반대 방향으로 회전하는 2개의 화소 서브 영역 사이의 경계를 따라 화소 보조 전극(135)의 굴절부의 정점으로부터 외부로 연장하는 안정화 전극(142)을 포함하도록 설계될 수 있다. 상기 안정화 전극(142)은 제2의 금속층으로 구성되어 화소 서브 영역 각각의 액정 분자의 안정적인 회전을 보장한다.
제2의 금속층으로 구성된 공통 보조 전극 역시 화소 서브 영역 각각에서의 액정 분자의 안정적인 회전을 보장한다.
제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 도 42b에 도시된 액정 표시 장치, 즉 능동 장치 기판이 데이터선(124)이 연장되는 방향에 수직인 방향으로 연장되는 액정 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 42a에 도시된 바와 같은 액정 표시 장치, 즉 능동 장치 기판의 개구가 데이터선(124)이 연장되는 방향과 동일한 방향으로 연장되는 액정 표시 장치에 있어서, 액정은 수직으로 부어지는 반면에 도 42b에 도시된 바와 같은 액정 표시 장치, 즉 능동 장치 기판의 개구가 데이터선(124)이 연장되는 방향에 수직인 방향으로 연장되는 액정 표시 장치에 있어서는 액정은 수평으로 부어진다. 후자의 경우에 있어서, 데이터선(124)은 선형으로 형성되고 게이트 전극을 정의하는 게이트선은 지그재그 형상으로 형성된다.
[제4의 실시예]
도 63a는 본 발명의 제5의 실시예에 따른 일인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(80)의 단면도로서 제3의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)의 단면도인 도 41에 대응한다.
제3의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)에 있어서, 공통 전극(126)뿐만 아니라 화소 전극(127)은 제2의 층간 절연막(125)의 제2의 막(125b)상에 형성된다.
제5의 실시예에 따른 액정 표시 장치(180)에 있어서, 화소 전극(127)은 제2의 실시예에 따른 액정 표시 장치(80)와 유사하게 제1의 층간 절연막(123)상의 제2의 금속층으로 형성된다. 화소 전극(127)이 제2의 금속층으로 형성되기 때문에 제5의 실시예에 따른 액정 표시 장치(180)는 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)에서의 개구율보다 더 작은 개구율을 갖는다. 그러나, 화소 전극(127)은 공통 전극(126)이 형성되는 층과는 다른 층으로 구성되기 때문에 화소 전극(127) 및 공통 전극(126)은 서로 단락되지 않을 것이고 그로 인해 제조 수율이 향상될 것이다.
또한, 제2의 금속층으로 구성된 화소 전극(127)과 제1의 금속층으로 구성된 공통 전극선(126a, 126b) 사이의 스토리지 용량을 형성하는 것이 가능하다. 상기로 인해 액정층(113)의 총 스토리지 용량 및 이미지를 표시할 때의 안정성이 향상된다.
전술한 바와 같이, 공통 전극(126)은 액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역과 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역 사이의 경계를 따라 공통 전극(126)의 굴절부의 정점으로부터 외부로 연장되는 안정화 전극을 포함할 수 있고 상기 경우에 안정화 전극은 공통 전극(126)이 구성되는 ITO층으로 구성될 수 없다. 유사하게 화소 전극(127)은 액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역과 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역 사이의 경계를 따라 화소 전극(127)의 굴절부의 정점으로부터 외부로 연장되는 안정화 전극을 포함할 수 있고 상기 경우에 안정화 전극은 화소 전극(127)이 구성되는 ITO층으로 구성될 수 있다. 상기 안정화 전극은 화소 서브 영역의 경계에서 액정 분자의 회전의 안정화를 보장해 준다.
[제6의 실시예]
도 63b는 본 발명의 제6의 실시예에 따른
인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(185)의 평면도로서 제3의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)의 단면도인 도 41에 대응한다.
제3의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)에서, 제2의 막(125b)과 함께 제2의 층간 절연막(125)을 구성하는 제1의 막(125a)은 화소 영역의 전면상에 형성된다. 이에 비해 제2의 막(125b)은 데이터선(124)을 오버랩하는 공통 전극(126)의 하부에만 형성될 수 있다.
화소의 표시 영역에서, 공통 전극(126)은 게이트 전극이 형성되는 제1의 금속층으로 공통 전극(126)이 투명성 금속으로 구성되는 영역을 제외한 영역에 구성되어 데이터선(124)을 오버랩한다.
제6의 실시예에 있어서, 필요 이상의 많은 영역에 제2의 막(125b)을 형성하는 것이 더이상 필요하지 않고 그에 따라 공통 전극(126)과 데이터선(124) 사이의 기생 용량의 증가를 방지하는 것이 가능하다.
화소 전극(127)은 데이터선(124)과 함께 제1의 층간 절연막(123)상에 형성될 수 있다.
공통 전극(126)은 공통 전극(126)이 제2의 막(125b)상에 형성된 투명 금속막으로 구성되는 영역을 제외한 영역에서 제1의 층간 절연막(123)상의 제1의 금속층으로 구성되기 때문에, 제6의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(185)는 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)의 개구율보다 낮은 개구율을 갖는다. 그러나, 공통 전극(126)은 화소 전극(127)이 형성되는 층과는 상이한 층으로 구성되므로 공통 전극(126) 및 화소 전극(127)은 서로 단란되지 않을 것이고 제조 수율이 향상될 것이다.
화소 전극(127)은 공통 전극(126)이 상부에 형성되는 층과는 상이한 층상에 형성되므로 액정 분자가 시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역과 액정 분자가 반시계 방향으로 뒤틀리는 화소 서브 영역 사이에 형성될 안정화 전극은 제5의 실시예와 유사하게 화소 전극(127) 및 공통 전극(126)이 굴곡부의 정점으로부터 외부로 향하게 연장되도록 설계될 수 있다.
제6의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치(185)는 제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)와 유사하게 개구율을 증가시킬 수 있다.
[제7의 실시예]
제7의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제7의 실시예에 따른 액정 표시 장치가 대향 기판의 일부로서 형성될 컬러층를 포함하지 않도록 설계된다는 점을 제외하고는 제1 내지 제6의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 어느 하나와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 제7의 실시예는 이미지를 블랙 및 화이트로 표시하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 나타낸다.
전술한 구성으로 된 제7의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 광사용 효율이 높아 저소비 전력으로 높은 휘도를 보장할 수 있다.
[제8의 실시예]
전술한 제7의 실시예에서, 컬러층 및 블랙 매트릭스층은 대향 기판의 일부로서 형성된다. 제8의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서, 컬러층, 블랙 매트릭스층, 또는 컬러층 및 블랙 매트릭스층 양쪽 모두는 대향 기판의 일부로서 형성되지 않고 능동 장치 기판의 일부로서 형성된다.
컬러층, 블랙 매트릭스층, 또는 컬러층 및 블랙 매트릭스층 양쪽 모두를 능동 장치 기판의 일부로서 형성함으로써 상기 층들과 능동 장치 기판에 이미 형성된 즉 데이터선과 같은 부품 사이의 위치 정합의 정확성을 향상시키는 것이 가능하여 블랙 매트릭스층과 다른 층의 폭이 감소하여 개구율이 향상될 수 있다.
제1, 제2, 제4 또는 제5의 실시예에 있어서, 능동 장치 기판의 일부로서 형성된 컬러층 및/또는 블랙 매트릭스층은 제2의 층간 절연막을 구성하는 유기막으로 피복될 수 있다. 상기 유기막은 능동 장치 기판의 일부로서 형성된 컬러층 및/또는 블랙 매트릭스층에 포함된 불순물이 액정층속으로 용리되는 것을 방지할 수 있어 신뢰성의 향상을 보장할 수 있다.
제1, 제2, 제4, 또는 제5의 실시예에 있어서, 제2의 층간 절연막이 유기막으로 구성된 제2의 막 및 무기막으로 구성된 제1의 막으로 구성되는 경우에, 컬러층 및/또는 블랙 매트릭스층은 제1의 막과 제2의 막 사이에 삽입된다. 유기막은 능동 장치 기판에 형성된 컬러층 및/또는 블랙 매트릭스층에 포함된 불순물이 액정층속으로 용리되는 것을 방지하고 또한 컬러층에서의 전하 및/또는 이온의 이동에 의한 영향을 능동 장치 기판이 받지 않도록 하여 신뢰성을 향상시킨다.
도 64 및 도 65는 제8의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 도시하는 것으로서 상기는 도 40 및 도 41에 도시된 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)에 대응하는 것으로서 제2의 층간 절연막(125)은 무기막으로 구성된 제1의 막(125a)과 유기막으로 구성된 제2의 막(125b)으로 구성되고 컬러층(118) 및 블랙 매트릭스층(117)은 제1의 막(125a)과 제2의 막(125b) 사이에 삽입된다. 도 64는 제8의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이이고 도 65는 도 64에서 XXXXXXV-XXXXXXV선에 따른 단면도이다.
[제9의 실시예]
제1의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10), 제2의 실시예에 따른 액정 표시 장치(80), 제3의 실시예에 따른 액정 장치(85), 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치(100), 제5의 실시예에 따른 액정 표시 장치(180), 제6의 실시예에 따른 액정 표시 장치(185), 제7의 실시예에 따른 액정 표시 장치 또는 제8의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전자 장치에 적용될 수 있다. 이하, 몇몇 예가 설명된다.
도 66은 액정 표시 장치(10, 80, 85, 100, 180, 185)의 하나가 적용되는 휴대용 휴대용 통신 장치(250)의 블록도이다. 휴대용 통신 장치(250)에서, 액정 표시 장치(10, 80, 85, 100, 180, 185) 및 제7의 실시예에 따른 액정 표시 장치 또는 제8의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 후술하는 액정 패널(265)의 일부로서 사용된다.
휴대용 통신 단말(250)은 액정 패널(265), 백라이트 방출기(266), 및 이미지 신호 프로세서(267)를 포함하는 표시 유닛(268), 휴대용 통신 단말(250)을 구성하는 부품의 동작을 제어하는 제어기(269), 제어기(269)에 의해 실행될 프로그램 및 여러 데이터를 저장하는 메모리(271), 데이터 통신을 하는 통신 유닛(272), 키보드 또는 포인터로 구성된 입력 장치(273), 휴대용 통신 단말(250)을 구성하는 전술한 부품에 전원을 공급하는 전원(274)으로 구성된다.
전술한 실시예의 하나에 따른 액정 표시 장치를 포함하는 액정 패널(265)은 표시 유닛(268)의 개구율을 향상시키고 또한 표시 유닛(268)의 휘도를 향상시킨다.
액정 표시 장치(10, 80, 85, 100, 180, 185)를 포함하는 액정 패널(265)은 휴대용 PC, 노트북, 또는 테스크 탑 컴퓨터의 모니터에 적용될 수 있다.
도 67은 액정 표시 장치(10, 80, 85, 100, 180, 185)의 하나가 적용되는 셀룰러 폰(275)의 블록 다이어그램이다.
셀룰러 폰(275)은 액정 패널(265), 백라이트 방출기(266), 및 이미지 신호 프로세서(267)를 포함하는 표시 유닛(276), 셀룰러 폰(275)을 구성하는 부품의 동작을 제어하는 제어기(277), 제어기(277)에 의해 실행될 프로그램 및 여러 데이터를 저장하는 메모리(278), 무선 신호 수신기(279), 무선 신호 전송기(281), 키보드 또는 포인터로 구성된 입력 장치(282), 및 셀룰러 폰(275)을 구성하는 전술한 부품에 전원을 공급하는 전원(283)으로 구성된다.
전술한 실시예의 하나에 따른 액정 표시 장치를 포함하는 액정 패널(265)은 표시 유닛(276)이 개구율을 향상시키고 또한 표시 유닛(276)의 휘도를 향상시킨다.
전술한 제1 내지 제9의 실시예에서, 본 발명이 특징으로 하는 부품이 주로 설명되었고 당업자에게 공지된 부품은 상세히 설명되지 않았다. 그러나, 주목할 점은 공지된 부품은 상세한 설명이 없이도 당업자에게는 용이하게 이해될 것이다.
전술한 본 발명에 의해 얻어진 효과는 이하와 같다.
전술한 본 발명에 따르면 본 발명의 이하의 목적이 달성될 것이다.
(a) 개구율의 저하가 없이 수직 누화의 발생을 방지할 수 있는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 제공하고,
(b) 데이터선이 투명 재료로 구성된 공통 전극으로 피복되는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 공통 전극의 저항을 줄이고,
(c) 전계의 누설에 의해 야기된 수직 누화가 이미지가 표시 스크린에 표시되는 동안에 표시 스트린에 나타나는 것을 방지하기 위해 종래의 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 사용된 블랙 매트릭스층과 같은 불투광막을 줄이고,
(d) 투명 전극이 저비용으로 제조될 수 있는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 제공하고,
(e) 데이터선과 공통 전극 사이에 형성될 기생 용량의 증가가 없이 데이터선이 공통 전극으로 거의 완전히 피복되는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 제공하고,
(f) 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치내에서 데이터선을 차폐하는데 사용되는 신뢰가능한 투명 재료를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 사항과 관련된 여러 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명자에 의해 실시된 실험의 결과로부터 전술한 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 예컨대 도 1에 도시된 종래의 액정 표시 장치에 비해 개구율을 30 내지 40% 증가시킬 수 있다.
도 1은 전술한 종래의 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 3은 전계의 누출이 본 발명에 따른 인엑치에서 어떻게 차폐되는가를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 그래프.
도 4는 본의 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 평면도.
도 5는 도 4의 V-V선에 따른 단면도.
도 6은 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 유닛 화소의 회로도.
도 7은 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 변형예의 부분 평면도.
도 8은 제2의 층간 절연막이 다층 구조로 된 도 10의 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 A-A, B-B, 및 C-C선에 따른 단면도.
도 9는 제2의 층간 절연막이 단층 구조로 된 도 10의 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 A-A, B-B, 및 C-C선에 따른 단면도.
도 10은 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위해 사용된 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 평면도.
도 11은 데이터선의 폭과 공통 전극의 폭 사이의 관계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 12는 데이터선의 폭과 블랙 매트릭스층의 폭 사이의 관계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 13은 블랙 매트릭스층이 도 4에 도시된 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 제2의 기판상에 형성될 영역을 도시하는 평면도.
도 14는 ITO로 구성된 공통 전극의 이점을 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 15는 공통 전극 및 데이터선의 연장된 폭 사이의 관계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 16은 데이터선의 측변에서 누출하는 광에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 그래프.
도 17 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 변형예의 부분 단면도.
도 18은 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 다른 변형예의 부분 단면도.
도 19의 a는 도 18에 도시된 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치에서 제2의 금속층만을 도시하는 평면도이고, 도 19의 b는 도 18에 도시된 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치에서 ITO로 구성된 층만을 도시하는 평면도.
도 20은 공통 전극상에 패시베이션막을 형성함으로써 얻은 이점을 설명하기 위해 사용된 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 21은 패시베이션막이 공통 전극상에 형성되지 않은 경우에 발생한 문제점을 설명하기 위해 사용된 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 22는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 또 다른 변형예의 부분 단면도.
도 23은 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 또 다른 변형예의 부분 단면도.
도 24는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 다른 변형예의 부분 평면도.
도 25는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 다른 변형예의 부분 평면도.
도 26은 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 다른 변형예의 부분 평면도.
도 27은 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 다른 변혀예의 부분 단면도.
도 28a 내지 도 28k는 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제조하는 제1의 예에서의 각각의 단계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 29a 내지 도 29i는 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제조하는 제2의 예에서의 각각의 단계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 30a 내지 도 30i는 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제조하는 제3의 예에서의 각각의 단계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 31은 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 주사선, 데이터선 및 공통 전극선의 구성을 도시하는 평면도.
도 32는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 주사선 단자, 데이터선 단자, 공통 전극선 단자의 구성을 도시하는 평면도.
도 33a 내지 도 33j는 단자와 함께 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제조하는 방법의 제1의 예의 각각의 단계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 34a 내지 도 34i는 단자와 함께 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제조하는 방법의 제2의 예의 각각의 단계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 35a 내지 도 35h는 단자와 함께 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치를 제조하는 방법의 제3의 예의 각각의 단계를 도시하는 제1의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 36은 본 발명의 제2의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 평면도.
도 37은 도 36의 XXXVII-XXXVII선에 따른 단면도.
도 38은 본 발명의 제3의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 평면도.
도 39는 도 38의 XXXIX-XXXIX선에 따른 단면도.
도 40은 본 발명의 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 평면도.
도 41은 도 40의 XXXI-XXXI선에 따른 단면도.
도 42a는 개구가 연장되는 방향을 도시하는 도면.
도 42b는 개구가 연장되는 다른 방향을 도시하는 도면.
도 43a는 지그재그선의 제1의 예를 도시하는 평면도.
도 43b는 지그재그선의 제2의 예를 도시하는 평면도.
도 44는 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 개구율의 증가를 설명하기 위해 사용되는 종래의 액정 표시 장치의 평면도.
도 45는 XXXXV-XXXV선에 따른 단면도.
도 46은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 개구율의 증가를 설명하기 위해 사용되는 종래의 액정 표시 장치의 평면도.
도 47은 도 46의 XXXXVI-XXXVI선을 따른 단면도.
도 48은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 개구율의 증가를 도시하는 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 평면도.
도 49는 도 48의 XXXXIX-XXXIX선에 따른 단면도.
도 50은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 변형예을 도시하는 부분 단면도.
도 51은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스층의 제1의 예의 평면도.
도 52는 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스층의 제2의 예의 평면도.
도 53은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스층의 최소폭에 관한 평면도.
도 54는 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스층의 제3의 예의 평면도.
도 55는 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스층의 제4의 예의 평면도.
도 56은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스층의 제5의 예의 평면도.
도 57은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스층의 제6의 예의 평면도.
도 58은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 다른 변형예의 부분 평면도.
도 59는 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 또 다른 변형예의 부분 평면도.
도 60은 도 59에 도시된 부유 전극이 적용되는 제4의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 다른 변형예의 부분 평면도.
도 61은 제4의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 유닛 화소에서 TFT부, 유닛 화소부 및 콘택트 홀부를 도시하는 도 60의 A-A, B-B, 및 C-C선을 따른 단면도.
도 62a는 도 60에 도시된 투명 전극의 평면도.
도 62b는 도 60에 도시된 투명 전극을 제외한 전극의 평면도.
도 63a는 제5의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 63b는 제6의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 단면도.
도 64는 본 발명의 제8의 실시예에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치의 부분 평면도.
도 65는 도 64의 XXXXXXV-XXXXXXV선에 따른 단면도.
도 66은 제1 내지 제6의 실시예의 하나에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치가 적용되는 전자 장치의 제1의 예를 도시하는 블럭도.
도 67은 제1 내지 제6의 실시예의 하나에 따른 인-플레인 스위칭 모드 액정 표시 장치가 적용되는 전자 장치의 제2의 예를 도시하는 블럭도.
Claims (74)
- 인-플레인 스위칭 모드(in-plane switching mode) 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서,제1의 기판(a)과,상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은,게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와,구동되는 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과,기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과,데이터선(a4)과,주사선(a5)과,공통 전극선(a6)을 포함하고,상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고,상기 액정층의 액정 분자축은 상기 제1의 기판의 평면과 거의 평행이며 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에서 인가된 전계에 의해 상기 제1의 기판과 평행인 평면에서 회전하여 일정한 이미지를 표시하는 것으로서,상기 공통 전극은 투명 재료로 구성되고 상기 데이터선 보다 상기 액정층에 더 근접하게 위치하는 층상에 형성되고,상기 데이터선이 상기 주사선의 근방에 위치하는 영역을 제외하고 상기 공통 전극은 절연층이 사이에 삽입되는 상태로 상기 데이터선을 완전히 오버랩하고,상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 완전히 오버랩하는 영역에 불투광층을 더 포함하고,상기 불투광층은 상기 불투광층 및 상기 액정층이 상기 데이터선에 관해 동일한 측면에 위치하고 상기 불투광층이 상기 데이터선을 대면하도록 상기 제2의 기판상 또는 상기 제1의 기판상에 형성되고,상기 불투광층은 블랙 매트릭스층 또는 다층의 컬러층으로 구성되고,상기 블랙 매트릭스층 또는 상기 다층의 컬러층은 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극의 폭보다 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 공통 전극은 화소 각각의 콘택트 홀을 통해 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서,제1의 기판(a)과,상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은,게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와,구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과,기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과,데이터선(a4)과,주사선(a5)과,공통 전극선(a6)을 포함하고,상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고,상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고,상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서,상기 공통 전극은 투명 재료로 구성되고 상기 데이터선 보다 상기 액정층에 더 근접하게 위치하는 층상에 형성되고,상기 데이터선이 상기 주사선의 근방에 위치하는 영역을 제외하고 상기 공통 전극은 절연층이 삽입되는 상태로 상기 데이터선을 완전히 오버랩하고,상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 완전히 오버랩하는 영역에 불투광층을 더 포함하고,상기 불투광층은 상기 불투광층 및 상기 액정층이 상기 데이터선에 관해 동일한 측면에 위치하고 상기 불투광층이 상기 데이터선을 대면하도록 상기 제2의 기판상 또는 상기 제1의 기판상에 형성되고,상기 불투광층은 블랙 매트릭스층 또는 다층의 컬러층으로 구성되고,상기 블랙매트릭스층 또는 상기 다층의 컬러층은 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극의 폭 보다 작은 폭을 갖고,상기 데이터선은 상기 화소 전극을 따라 지즈재그 형상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서,제1의 기판(a)과,상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은,게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와,구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과,기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과,데이터선(a4)과,주사선(a5)과,공통 전극선(a6)을 포함하고,상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고,상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고,상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서,상기 제1의 기판의 개구는 상기 데이터선이 연장되는 방향에 수직인 방향으로 연장되고,상기 공통 전극은 투명 재료로 구성되고 상기 데이터선 보다 상기 액정층에 더 근접하게 위치하는 층상에 형성되고,상기 데이터선이 상기 주사선의 근방에 위치되는 영역을 제외하고 상기 공통 전극은 절연층이 삽입되는 상태로 상기 데이터선을 완전히 오버랩하고,상기 공통 전극은 화소 각각의 콘택트 홀을 통해 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속되고,상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 상기 공통 전극이 상기 데이터선을 완전히 오버랩하는 영역에 불투광층을 더 포함하고,상기 불투광층은 상기 불투광층 및 상기 액정층이 상기 데이터선에 관해 동일한 측면에 위치하고 상기 불투광층이 상기 데이터선을 대면하도록 상기 제2의 기판상 또는 상기 제1의 기판상에 형성되고,상기 불투광층은 블랙 매트릭스층 또는 다층의 컬러층으로 구성되고,상기 블랙매트릭스층 또는 상기 다층의 컬러층은 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극의 폭 보다 작은 폭을 갖고,상기 데이터선은 일렬로 연장되고,상기 게이트 전극을 구성하는 게이트선은 지그재그로 연장되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치에 있어서,제1의 기판(a)과,상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은,게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와,구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과,기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과,데이터선(a4)과,주사선(a5)과,공통 전극선(a6)을 포함하고,상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고,상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고,상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서,상기 드레인 전극 또는 상기 게이트 전극이 형성되는 층으로 형성된 분리된 부유 전극은, 절연막이 삽입되는 상태로 상기 지그재그 형상의 공통 또는 화소 전극의 굴곡부에서 상기 공통 전극 또는 상기 화소 전극을 오버랩하고,상기 공통 및 화소 전극의 적어도 하나는 상기 지그재그 형상의 공통 및 화소 전극의 굴곡부로부터 상기 굴곡부가 상기 제1의 서브 화소 영역과 상기 제2의 서브 화소 영역 사이의 경계를 따라 돌출하는 방향으로 돌출하는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항에 있어서,상기 공통 전극은 화소 각각의 콘택트 홀을 통해 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 데이터선, 상기 공통 전극, 및 상기 화소 전극은 화소 각각에서 하나씩 굽어지는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 데이터선, 상기 공통 전극, 및 상기 화소 전극은 화소 각각에서 3 이상의 홀수씩 굽어지는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 데이터선, 상기 공통 전극, 및 상기 화소 전극은 화소 각각에서 N씩 굽어지고, 상기 N은 하기의 식(A);30[㎛] ≤L/(N+1)[㎛] ≤40[㎛] (A)에 의해 정의되는 것(여기서 L은 개구의 길이를 나타냄)을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 일렬로 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 6항에 있어서,상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 지그재그로 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제11항에 있어서,상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 상기 데이터선과 함께 라인 형상으로 굽어지는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층의 단(end)의 하나와 상기 블랙 매트릭스층의 단의 상기 하나에 대향하게 위치하는 상기 데이터선의 단 사이의 기판을 따른 거리는 상기 데이터선이 연장되는 방향에 수직인 평면을 따른 단면에서 4㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 블랙 매트릭스층은 상기 제2의 기판상에 형성되고, 상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 위에서 보아 상기 데이터선을 어느곳에서나 4㎛ 이상 오버랩하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판의 하나는 일렬로 형성된 컬러층으로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판의 하나는 지그재그로 형성된 컬러층으로 더 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제16항에 있어서,상기 컬러층은 상기 데이터선과 함께 라인 형상으로 굽어지는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,모든 액정 분자가 동일한 방향으로 회전하는 서브 화소 영역에서 액정 분자가 상기 동일한 방향과 반대인 방향으로 회전하는 것을 방지하기 위한 역회전 방지 구조를 더 포함하고,상기 초기 정렬 배향이 예각으로 회전하면, 액정 분자의 초기 정렬 배향이 모든 서브 영역의 상기 서브 화소 영역에서 발생된 전계의 방향을 상기 서브 화소 영역에서 오버랩하도록, 상기 역회전 방지 구조는 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극의 적어도 하나의 전압과 동등한 전압이 인가되는 보조 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 게이트 전극 및 상기 드레인 전극 양쪽 모두가 구성되는 층으로 구성된 분리된 부유 전극을 더 포함하고,상기 분리된 부유 전극은 상기 절연층이 삽입되도록 상기 지그재그 형상의 공통 또는 화소 전극의 굴곡부에서 상기 공통 또는 화소 전극을 오버랩하고, 상기 굴곡부가 상기 제1의 서브 화소 영역과 상기 제2의 서브 화소 영역 사이의 경계를 따라 돌출하는 방향으로 연장되는 연장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 아래에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 상부층과 하부층으로 구성되고, 상기 상부층은 일부분이 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극의 일부분의 아래에 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 지그재그 형상의 데이터선은 상기 데이터선이 연장되는 방향으로부터 좌우를 향해 기울어지는 선형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제21항에 있어서,상기 블랙 매트릭스층은 상기 제2의 기판상에 형성되고, 상기 데이터선에 대면하고 일렬로 형성된 상기 블랙 매트릭스층은 이하의 식;Dmin = D + LS ×tanθ- (D-8) ×2[㎛],에 의해 정의되는 최소폭(Dmin) 보다 그 어느곳에서나 큰 폭을 가지는 것(여기서, D는 상기 데이터선의 폭이고, LS는 상기 선형부가 상기 데이터선이 연장되는 상기 방향을 향해 돌출하는 경우에 구해진 길이이고, θ는 상기 데이터선이 연장되고 방향과 상기 선형부 사이에 형성된 각을 나타낸다)을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 지그재그 형상의 데이터선은 상기 데이터선이 연장되는 방향과 평행하게 연장되는 제1의 선형부와, 상기 데이터선이 연장되는 상기 방향으로부터 좌우를 향해 기울어지는 제2의 선형부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제23항에 있어서,상기 블랙 매트릭스층은 상기 제2의 기판상에 형성되고, 상기 데이터선에 대면하고 일렬로 형성된 상기 블랙 매트릭스층은 이하의 식;Dmin = D + LS ×tanθ- (D-8) ×2[㎛],에 의해 정의되는 최소폭(Dmin) 보다 그 어느곳에서나 큰 폭을 갖는 것(여기서, D는 상기 데이터선의 폭이고, LS는 상기 제2의 선형부가 상기 데이터선이 연장되는 상기 방향을 향해 돌출하는 경우에 구해진 길이이고, θ는 상기 데이터선이 연장되는 방향과 상기 선형부 사이에 형성된 각을 나타낸다)을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제21항에 있어서,상기 지그재그 형상의 데이터선의 굴곡부에 형성된 오목부에 정합되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제21항에 있어서,불투명 금속으로 구성된 부유 불투광막을 더 포함하고, 상기 부유 불투광막은 상기 데이터선의 굴곡부의 오목부에서 상기 데이터선을 오버랩하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 지그재그 형상의 데이터선을 오버랩하는 상기 지그재그 형상의 공통 전극 각각의 굴곡부로부터 돌출하는 돌출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서,상기 공통 전극은 대향단(opposite end)에서 폭 방향으로 1.5㎛ 이상 상기 데이터선 보다 넓은 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 블랙 매트릭스층은 상기 데이터선의 폭 보다 작은 폭을 갖고 그 전체 길이내에서 상기 데이터선을 오버랩하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 블랙 매트릭스층은 상기 제2의 기판상에 형성되고, 상기 데이터선에 대면하는 상기 블랙 매트릭스층은 6㎛ 이상의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 블랙 매트릭스층은 상기 주사선과 그 주위의 영역(region), 및 상기 주사선과 상기 화소 전극 사이의 영역(area)과 그 주위의 영역(region)을 오버랩하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 화소 전극은 투명 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 공통 전극 및 상기 화소 전극은 공통층에 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 공통 전극 직하에 위치한 층에 형성된 층간 절연층과, 상기 층간 절연층 아래에 형성된 다수의 층 또는 단일한 층으로 구성된 화소 보조 전극을 더 포함하고,상기 화소 보조 전극은 상기 소스 전극에 전기적으로 접속되고 상기 화소 전극의 전압에 동등한 전압에 유지되고,상기 화소 보조 전극은 불투명 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제34항에 있어서,상기 화소 보조 전극은 상기 공통 전극이 형성되는 층에 형성된 상기 화소 전극 아래에 적어도 일부 형성되고 다수의 빗살을 갖는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 공통 전극 직하에 위치한 층에 형성된 층간 절연층과, 상기 층간 절연층 아래에 형성된 다수의 층 또는 단일한 층으로 구성된 공통 보조 전극을 더 포함하고,상기 공통 보조 전극은 상기 공통 전극에 전기적으로 접속되고 상기 공통 전극의 전압에 동등한 전압으로 유지되고,상기 공통 보조 전극은 불투명 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제36항에 있어서,상기 공통 보조 전극은 다수의 빗살을 갖는 상기 공통 전극의 아래에 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,주사선 단자, 데이터선 단자, 및 공통 전극선 단자는 투명 전극으로 구성된 상기 공통 전극이 구성되는 재료로 구성되거나 피복되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,모든 액정 분자가 동일한 방향으로 회전하는 서브 화소 영역에서 액정 분자가 상기 동일한 방향과 반대인 방향으로 회전하는 것을 방지하기 위한 역회전 방지 구조를 더 포함하고,액정 분자의 초기 정렬 배향이 예각으로 회전하면, 상기 액정 분자의 초기 정렬 배향이 모든 서브 영역의 상기 서브 화소 영역에서 발생된 전계의 방향을 상기 서브 화소 영역에서 오버랩하도록 상기 화소 보조 전극 및 상기 공통 전극선의 엣지의 적어도 일부가 비스듬히 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 지그재그 형상의 공통 전극과 화소 전극은 액정 분자가 화소에서 2방향으로 회전하는 서브 화소 영역을 정의하고,상기 화소 보조 전극의 몇몇은 상기 지그재그 형상의 화소 전극 각각의 굴곡부로부터 액정 분자가 상이한 방향으로 회전하는 2개의 서브 화소 영역 사이의 경계를 따라 상기 굴곡부가 돌출하는 방향으로 돌출하는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제3항 또는 제6항에 있어서,상기 지그재그 형상의 공통 전극과 화소 전극은 액정 분자가 화소에서 2방향으로 회전하는 서브 화소 영역을 정의하고,상기 공통 보조 전극의 몇몇은 상기 2개의 서브 화소 영역 사이에서의 상기 액정 분자의 회전을 안정화 시키기 위해 상기 지그재그 형상의 공통 전극 각각의 굴곡부로부터 액정 분자가 상이한 방향으로 회전하는 2개의 서브 화소 영역 사이의 경계를 따라 상기 굴곡부가 돌출하는 방향으로 돌출하는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 공통 전극을 피복하는 패시베이션막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제42항에 있어서,상기 화소 전극을 피복하는 패시베이션막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1의 기판은 상기 화소 전극을 상기 소스 전극에 전기적으로 접속하는 제1의 콘택트 홀, 상기 공통 전극을 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하는 제2의 콘택트 홀 중의 하나로 형성되고,상기 제1 및 제2의 콘택트 홀은 형상이 직사각형 또는 정사각형이고, 6㎛ 이상의 길이를 갖는 측면(side)을 구비하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1의 기판은 상기 화소 전극을 상기 소스 전극에 전기적으로 접속하는 제1의 콘택트 홀, 상기 공통 전극을 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하는 제2의 콘택트 홀 중의 하나에 의해 형성되고,상기 제1 및 제2의 콘택트 홀은 금속막으로 그 내부 표면에서 피복되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 화소 전극은 상기 데이터선이 형성되는 제2의 금속층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 화소 전극은 이미지가 표시되는 영역에서 상기 드레인 전극이 형성되는 제2의 금속층으로 형성되고, 투명 금속으로 구성되고 상기 데이터선을 오버랩하는 일부를 제외한 상기 공통 전극의 일부는 상기 게이트 전극이 형성되는 제1의 금속층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제47항에 있어서,상기 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 상기 공통 전극 아래에만 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 유기막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터선과 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극 사이에 삽입되고 투명 금속으로 구성되는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성된 제1의 막 및 유기막으로 구성된 제2의 막으로 구성되고 상기 제1의 막을 피복하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 무기막은 실리콘 질화막, 무기 폴리실라잔막, 실리콘 산화막, 및 상기들 중 2 이상을 포함하는 다층 구조의 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 유기막은 감광성 아크릴 수지막, 감광성 폴리이미드(polyimide)막, 벤조사이클로 부텐(BCB)막, 유기 폴리실라잔(polysilazane)막, 및 실록산(siloxane)막 중의 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1의 막은 실리콘 질화막으로 구성되고 상기 제2의 막은 감광성 아크릴 수지막 및 감광성 폴리이미드막 중의 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,투명 금속으로 구성되며 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극은 상기 주사선과 상기 공통 전극선 사이의 영역을 더 오버랩하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,투명 금속으로 구성되며 상기 데이터선을 오버랩하는 상기 공통 전극은 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역을 더 오버랩하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,스토리지 용량은 상기 게이트 전극이 형성되는 제1의 금속층으로 구성된 상기 공통 전극과 상기 드레인 전극이 형성되는 제2의 금속층으로 구성된 화소 보조 전극 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항에 있어서,상기 공통 전극선은 화소 각각의 평면에서 보아 상기 주사선을 따라 상기 주사선의 양쪽 측면 상이나 대향측상에 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 공통 전극에 전기적으로 접속되고 상기 데이터선이 상기 블랙 매트릭스층과 상기 다층의 컬러층 양쪽 모두에 의해 오버랩되지 않는 영역의 상기 데이터선 아래에 형성되고 상기 공통 전극은 상기 데이터선을 오버랩하지 않는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 게이트 전극은 제1의 금속층으로 구성되고 상기 드레인 전극은 제2의 금속층으로 구성되고 상기 제1 및 제2의 금속층은 크롬층, 알루미늄층, 티타늄층, 몰리브덴층, 텅스텐층, 및 상기 층 중에서 하나 이상의 층을 포함하는 다층막의 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,제2의 금속층으로 형성된 상기 화소 전극 또는 상기 소스 전극 및 상기 화소 전극은 위에서 보아 상부 및 하부측의 한쪽에서 화소 각각의 제1의 콘택트 홀을 통해 서로 전기적으로 접속되고, 제1의 금속층으로 형성된 상기 공통 전극 및 상기 공통 전극선은 위에서 보아 상부 및 하부측의 다른쪽에서 화소 각각의 제2의 콘택트 홀을 통해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 투명 전극은 인듐-주석-산화물(ITO)로 구성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,스토리지 용량은 상기 게이트 전극이 형성되는 제1의 금속층으로 구성된 상기 공통 전극선과 상기 드레인 전극이 형성되는 제2의 금속층으로 구성된 화소 전극 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 데이터선과 상기 공통 전극 사이에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성된 제1의 막과 상기 제1의 막을 피복하고 유기막으로 구성된 제2의 막으로 구성되고, 상기 제1의 막은 0.25㎛ 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1의 기판상에 형성된 컬러층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1의 기판상에 형성된 블랙 매트릭스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제66항에 있어서,상기 데이터선과 상기 공통 전극 사이에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 적어도 하나의 유기막을 포함하고, 상기 블랙 매트릭스층 또는 컬러층은 상기 유기막으로 피복되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제66항에 있어서,상기 데이터선과 상기 공통 전극 사이에 형성된 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 층간 절연막은 무기막으로 구성된 제1의 막과 상기 제1의 막을 피복하고 유기막으로 구성된 제2의 막으로 구성되고, 상기 컬러 또는 블랙 매트릭스층은 상기 제1의 막 및 상기 제2의 막 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치.
- 제1항 내지 제 68항의 어느 한 항의 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치를 포함하는 전자 장치.
- 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,제1의 기판(a)과,상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은,게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와,구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과,기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과,데이터선(a4)과,주사선(a5)과,공통 전극선(a6)과,데이터선 단자(a7)와,주사선 단자(a8)와,공통 전극선 단자(a9)를 포함하고,상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고,상기 액정층의 액정의 분자축은 상기 제1의 기판의 평면과 거의 평행이며 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에서 인가되는 전계에 의해 상기 제1의 기판과 평행인 평면에서 회전하여 일정한 이미지를 표시하는 것으로서,상기 방법은;상기 박막 트랜지스터, 상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선을 형성한 후 그 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계(a)와,상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선에 도달하는 콘택트 홀을 형성하기 위해 상기 층간 절연막을 에칭하는 단계(b)와,상기 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하기 위해 상기 단계(b)로부터 제조된 제품의 전면상에 투명 금속을 적층하고 그에 따라 상기 데이터선 단자, 상기 주사선 단자, 및 상기 공통 전극선 단자를 형성하는 단계(c)와,상기 공통 전극이 상기 데이터선을 오버랩하도록 상기 투명 금속을 에칭하여 상기 공통 전극을 형성하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서,제1의 기판(a)과,상기 제1의 기판에 대향하여 위치하는 제2의 기판(b)과,상기 제1의 기판과 상기 제2의 기판 사이에 삽입된 액정층(c)을 포함하고, 상기 제1의 기판은,게이트 전극, 드레인 전극, 및 소스 전극을 구비하는 박막 트랜지스터(a1)와,구동될 화소에 각각 관련된 화소 전극(a2)과,기준 전압이 인가되는 공통 전극(a3)과,데이터선(a4)과,주사선(a5)과,공통 전극선(a6)을 포함하고,상기 게이트 전극은 상기 주사선에 전기적으로 접속되고, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 전극은 상기 화소 전극에 전기적으로 접속되고, 상기 공통 전극은 상기 공통 전극선에 전기적으로 접속하고,상기 화소 전극은 지그재그 형상이고 인접한 화소 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 공통 전극은 지그재그 형상이고 인접한 공통 전극으로부터 거의 동일한 공간을 두고 배치되고,상기 제1의 기판의 표면과 거의 평행인 2방향 전계가 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 가로질러 인가되고,상기 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치는 제1의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 액정층의 액정 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 제1의 회전 방향으로 회전하는 제1의 서브 화소 영역과, 제2의 방향을 갖는 전계가 인가되고 상기 분자축이 상기 제1의 기판의 표면과 평행인 표면에서 상기 제1의 회전 방향과 상이한 제2의 회전 방향으로 회전하는 제2의 서브 화소 영역을 포함하는 것으로서,상기 방법은;상기 박막 트랜지스터, 상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선을 형성한 후 그 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계(a)와,상기 데이터선, 상기 주사선, 및 상기 공통 전극선에 도달하는 콘택트 홀을 형성하기 위해 상기 층간 절연막을 에칭하는 단계(b)와,상기 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하기 위해 상기 단계(b)로부터 제조된 제품의 전면상에 투명 금속을 적층하고 그에 따라 상기 데이터선 단자, 상기 주사선 단자, 및 상기 공통 전극선 단자를 형성하는 단계(c)와,상기 공통 전극이 상기 데이터선을 오버랩하도록 상기 투명 금속을 에칭하여 상기 공통 전극을 형성하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제70항 또는 제71항에 있어서,상기 투명 금속은 상기 화소 전극을 더 형성하기 위해 상기 단계(d)에서 에칭되는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제70항 또는 제71항에 있어서,상기 단계(b)는 상기 박막 트랜지스터의 상기 소스 전극에 도달하는 제2의 콘택트 홀을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단계(c)는 상기 제2의 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법.
- 제70항 또는 제71항에 있어서,상기 단계(b)는 상기 공통 전극에 도달하는 제3의 콘택트 홀을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 단계(c)는 상기 제3의 콘택트 홀의 내부 표면을 상기 투명 금속으로 피복하는 단계를 포함하고, 상기 단계(d)는 상기 공통 전극을 상기 제3의 콘택트 홀에 전기적으로 접속하기 위해 상기 투명 금속을 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인-플레인 스위칭 모드 액티브 매트릭스형 액정 표시 장치의 제조 방법.
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