KR100484948B1 - 횡전계 방식의 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 횡전계 방식의 액정표시장치는, 어레이 기판 및 컬러필터 기판과; 상기 어레이 기판 상에 형성된 다수의 게이트 라인, 공통 라인, 데이터 라인에 의해 둘러싸여 정의되고, 개구영역 및 비 개구영역으로 구성되는 다수의 서브 픽셀과; 상기 컬러필터 기판 상에 형성되며, 상기 어레이 기판 서브 픽셀 내의 비 개구영역에 포함되는 크기를 갖는 블랙매트릭스와; 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층이 포함되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 블랙매트릭스 형성시 스티치 불량에 의해 액정표시장치의 각 픽셀에 발생되는 얼룩 관련 화질 불량을 최소화하며, 대면적의 액정표시장치를 생산함에 있어 새로운 공정 추가 없이 상기 스티치 얼룩 불량을 극복할 수 있는 장점이 있다.

Description

횡전계 방식의 액정표시장치{In-Plane Switching mode Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 컬러필터 기판 상의 블랙매트릭스 형성 영역을 어레이 기판 상의 비 개구영역에 포함되도록 하는 횡전계 방식의 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.

이에 따라, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다. 이러한 상기 액정은 전기적인 특성 분류에 따라 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정과 음(-)인 네거티브 액정으로 구분될 수 있으며, 유전율 이방성이 양인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자의 장축이 평행하게 배열하고, 유전율 이방성이 음인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향과 액정분자의 장축이 수직하게 배열한다.

현재는 박막트랜지스터(Thin-Film-Transistor : TFT)와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 매트릭스 방식으로 배열된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목 받고 있다.

도 1은 일반적인 액정패널을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정 패널의 구조를 설명하면 다음과 같다.

액정표시장치는 블랙매트릭스(6)(Black Matrix : BM)와 서브 컬러필터(8)(적, 녹, 청)를 포함한 컬러필터(7)와 컬러필터 상에 투명한 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 화소영역 상에 형성된 화소전극(17)과 스위칭 소자(T)로서의 박막트랜지스터를 포함한 어레이 배선이 형성된 하부기판(22)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 액정(14)이 충진 되어 있다.

상기 하부기판(22)은 어레이 기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)이 형성된다.

상기 화소영역(P)은 상기 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P)상에 형성되는 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin- Oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 사용한다.

이러한 상기 액정패널의 동작을 설명하면, 상기 상부기판(5)에 형성된 공통전극(18)과, 상기 하부기판(22)에 형성된 화소전극(17) 사이에 전압을 인가하여, 상기 두 기판 사이에 충진되는 액정(14)의 배열상태에 따른 빛의 투과량을 달리함으로써 화상을 표시하는 것이다.

이와 같이 상기 공통전극(18)이 상기 화소전극(17)과 수직으로 형성된 구조의 액정표시장치는 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상부기판의 공통전극이 접지 역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정 셀의 파괴를 방지할 수 있다.

그러나, 상기 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있으며, 이에 따라 상기의 단점을 극복하기 위한 새로운 기술이 제안되고 있는데, 이하에서 설명되는 횡전계 방식의 액정표시장치에 의하면 이러한 시야각 특성의 단점을 극복할 수 있다.

도 2는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 종래의 횡전계 방식 액정표시장치는 하부기판(22) 상에 화소전극(17)과 공통전극(18)이 형성되어 있다. 즉, 액정(14)은 상기 동일 기판(22) 상에 상기 화소전극(17)과 공통전극(18)의 수평 전계에 의해 작동된다.

또한, 상기 액정층(14)의 상부에는 컬러필터 기판(5) 즉, 상부기판이 형성되어 있으며, 이와 같이 횡전계 방식 액정표시장치는 동일 평면상에 화소전극(17)과 공통전극(18)이 모두 존재하기 때문에 횡전계(35)를 이용한다는 특징이 있다.

상기 상부기판(5)에는 각각의 서브 컬러필터(8)를 보호하는 오버코트층(44)이 형성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22)의 합착을 위한 실런트(40)가 상기 상부기판(5)과 하부기판(22)의 가장자리를 따라 형성된다.

또한, 상기 상부기판(5) 상에는 블랙매트릭스(6)가 형성되어 있으며, 상기 횡전계 방식 액정표시장치는 횡전계로 액정을 구동하기 때문에, 상기 전계의 왜곡을 방지하기 위해 상기 블랙매트릭스(6)는 금속이 아닌 유기물질(수지)을 사용한다.

여기서, 상기 블랙매트릭스(6)는 상기 서브 컬러필터(8) 사이의 구분 및 광차단 역할을 하며, 이와 같은 상기 블랙매트릭스(6)에 의해 상기 액정패널의 개구영역이 정의되는 것이다.

이와 같이 구성되는 상기 기판은 각각 증착 공정, 포토리소그래피(photolithography : 이하 '포토') 공정 및 식각 공정 등에 의해 형성된다.

여기서, 상기 포토 공정은 포토레지스트(photo resist : 이하 PR )가 빛을 받으면 화학반응을 일으켜서 성질이 변화하는 원리를 이용하여, 얻고자 하는 패턴(pattern)의 마스크(mask)를 사용하여 빛을 선택적으로 PR에 조사함으로써 마스크의 패턴과 동일한 패턴을 형성시키는 공정을 말하며, 이러한 포토 공정은 일반 사진의 필름(film)에 해당하는 포토레지스트를 도포하는 PR 도포 공정, 마스크를 이용하여 선택적으로 빛을 조사하는 노광 공정, 다음에 현상액을 이용하여 빛을 받은 부분의 PR을 제거하여 패턴을 형성시키는 현상 공정으로 구성된다.

최근 들어 대면적의 액정표시장치가 양산됨에 따라 상기 기판의 크기가 대형화되고 있다.

이에 따라 상기 컬러필터 기판(5) 상의 블랙매트릭스(6)를 형성함에 있어서도 하나의 노광마스크로는 불가능하게 되었다. 즉, 상기 컬러필터 기판(6)의 화면 사이즈가 포토 공정에서 사용되는 노광 마스크보다 크게 됨에 의해 노광 시에 컬러필터 기판의 화면을 여러 쇼트(shot)로 분할하고, 반복하여 노광하게 되는 스텝(step) 노광 방식을 이용하게 되었다.

그러나, 이와 같이 스텝 노광에 의해 상기 블랙매트릭스(6)를 형성할 경우 노광 장비의 정밀도에 한계가 있어서 상기 쇼트의 경계면 상에 발생되는 오 정렬(miss align)에 의한 스티치(stitch) 불량 즉, 상기 경계면의 CD(Critical Division) 변화에 따른 스티치 얼룩이 발생하게 되는 단점이 있다.

이와 같은 스티치 얼룩 불량이 발생하는 것은 앞서 설명한 바와 같이 상기 블랙매트릭스(6)에 의해 상기 액정패널의 각각 픽셀에 대한 개구영역이 정의되므로, 상기 블랙매트릭스(6)가 정확히 일치하지 않고 조금씩 틀어지게 형성되면 상기 개구영역이 각 서브 픽셀(10)마다 동일하게 형성되지 못하게 되어 각 서브 픽셀(10)마다 휘도가 다르게 되며, 결국 상기와 같은 스티치 얼룩 불량이 발생되는 것이다.

즉, 상기 블랙매트릭스(6)의 형태에 따라 광이 투과되는 양이 각 서브 픽셀(10)마다 달라지게 되는데, 상기 스티치 불량으로 각 서브 픽셀(10)의 개구영역을 결정하는 상기 블랙매트릭스(8)의 형태가 조금씩 상이하게 되며 결국 이는 화면상에 얼룩으로 표현된다.

본 발명은 컬러필터 기판 상의 블랙매트릭스 형성 영역을 어레이 기판 상의 비 개구영역에 포함되도록 형성함으로써, 블랙매트리스 형성시 쇼트 경계면 상의 오 정렬에 따른 스티치 얼룩을 보상할 수 있는 횡전계 방식의 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 횡전계 방식의 액정표시장치는, 어레이 기판 및 컬러필터 기판과; 상기 어레이 기판 상에 형성된 다수의 게이트 라인, 공통 라인, 데이터 라인에 의해 둘러싸여 정의되고, 개구영역 및 비 개구영역으로 구성되는 다수의 서브 픽셀과; 상기 컬러필터 기판 상에 형성되며, 상기 어레이 기판 서브 픽셀 내의 비 개구영역에 포함되는 크기를 갖는 블랙매트릭스와; 상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층이 포함되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다수의 게이트 라인 및 공통라인은 가로방향으로 서로 평행을 이루며 형성되어 있고, 상기 다수의 데이터 라인은 세로방향으로 상기 게이트 라인 및 공통 라인과 교차하여 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 서브 픽셀은 박막트랜지스터와, 상기 공통 라인에서 분기된 다수의 공통전극과, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 인출배선에서 분기된 다수의 화소전극으로 구성되며, 상기 다수의 공통전극과 상기 화소전극은 서로 엇갈리게 구성되어 있음을 특징으로 한다.

또한, 상기 개구영역은 상기 엇갈리게 구성된 인접한 공통전극과 화소전극 각각 사이의 영역이며, 상기 비 개구영역은 상기 개구영역을 제외한 상기 서브 픽셀 내의 영역임을 특징으로 한다.

또한, 상기 블랙매트릭스는 상기 컬러필터 기판의 크기가 노광 마스크보다 커 노광시 상기 컬러필터 기판의 화면을 여러 쇼트로 분할하고, 반복하여 노광함에 의해 형성된 것임을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 블랙매트릭스 형성시 스티치 불량에 의해 액정표시장치의 각 픽셀에 발생되는 얼룩 관련 화질 불량을 최소화하며, 대면적의 액정표시장치를 생산함에 있어 새로운 공정 추가 없이 상기 스티치 얼룩 불량을 극복할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 구조를 살펴보도록 한다.

도 3은 종래의 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 도시한 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 서브픽셀에 대응되는 컬러필터 기판의 블랙매트릭스가 형성되는 영역을 나타내는 평면도이고, 도 5는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 상기 어레이 기판은 가로방향으로 다수의 게이트 라인(13)과 공통 라인(54)이 평행을 이루며 형성되어 있고, 세로방향으로 다수의 데이터 라인(15)이 상기 게이트 라인(13) 및 공통 라인(54)과 수직을 이루며 형성되어 있다.

이와 같이 상기 게이트 라인(13)과 공통 라인(54) 및 데이터 라인(15, 15')에 의해 둘러싸인 부분으로써 상기 어레이 기판 내의 서브 픽셀(10)이 정의된다.

또한, 상기 게이트 라인(13)의 일 측에는 게이트 전극(31)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극(31) 부근의 상기 데이터 라인(15)에는 소스 전극(33)이 상기 게이트 전극(31)과 소정 면적 겹쳐져 형성되어 있고, 상기 소스전극(33)과 갭(gap)을 두고 대응되는 위치에 드레인 전극(35)이 형성되어 상기 서브 픽셀(10) 내에 박막트랜지스터 영역(T)을 형성한다.

또한, 상기 공통 라인(54)은 상기 공통 라인(54)에서 분기된 다수개의 공통전극(54a)이 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극(35)에는 인출배선(37)이 연결되어 있고, 상기 인출배선(37)에서 분기된 다수개의 화소전극(37a)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 공통전극(54a)과 상기 화소전극(37a)은 서로 엇갈리게 구성되어 있으며, 상기 엇갈리게 구성된 다수의 공통전극(54a) 및 화소전극(37a)에 의해 상기 서브 픽셀(10)의 화상표시 영역이 형성되는 것이다.

또한, 상기 공통 라인(54)과 상기 공통 라인(54)과 일부 중첩되도록 형성된 상기 다수의 화소전극(37a)이 연결되는 부분에 의해 스토리지 캐패시터(50)가 형성된다.

이와 같은 상기 서브 픽셀(10) 내에 구성된 공통전극(54a)은 공통 라인(54)에서 입력받은 공통전압이 항상 인가되는 상태이며, 또한 상기 화소전극(37a)에는 상기 게이트 전극(31)에 인가된 게이트 전압의 레벨에 따라, 상기 데이터 라인(15)을 통해 다양한 레벨의 화상신호가 인가된다.

따라서, 각각 서로 인접한 상기 화소전극(37a) 및 공통전극(54a)에 인가된 전압에 의해 횡전계가 분포하게 되고, 이러한 전계의 세기에 따라 액정의 배열정도가 달라짐으로써 화상을 표시하게 되는 것이다.

이렇게 상기 화소전극(37a) 및 공통전극(54a)에 의해 횡전계가 분포되어 화상을 표시하게 되는 영역을 블록(39)이라 하며, 상기 블록(39)은 상기 서브 픽셀(10) 내에 다수가 형성되고, 일반적으로 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 서브 픽셀(10)에 4개의 블록(39)이 존재하는 4블록 형태가 많이 사용되고 있다.

이러한 상기 서브 픽셀(10)은 어레이 기판 상에 매트릭스 형태로 분포되어 있으며, 배면광(back light)이 상기 각 서브 픽셀(10) 내의 다수의 블록(39)을 통과함으로써 화상을 표시하게 되는데, 이 때 상기 광을 통과 시키는 다수의 블록 영역이 개구영역(41)이 되는 것이며, 이에 반해 상기 다수의 블록(39)을 제외한 상기 서브 픽셀(10) 영역은 화상이 표시되지 않는 비 개구영역(42)이 된다.

그러나, 종래의 경우 상기 다수의 블록에 의해 형성되는 개구영역은 컬러필터 상에 구비된 블랙매트릭스에 의해 그 범위가 결정되게 된다. 이는 도 4를 통해 좀 더 상세히 설명하도록 한다.

도 4를 참조하면, 배면광에 의해 상기 서브픽셀(10)의 다수의 블록(39)을 투과한 빛은 컬러필터 기판(5) 상에 형성된 다수의 서브 컬러필터(적, 녹, 청)(8)를 투과함으로써 정지화상이나 동화상을 포함시킨 각종 화상을 표시하며, 상기 영역을 제외한 영역에서는 빛샘 현상을 차단하기 위해 블랙매트릭스(6)가 형성되어 있다.

이 때, 상기 블랙매트릭스(6)는 종래의 경우 하부기판의 박막트랜지스터 영역(T)과 데이터/ 게이트 라인(13, 15) 뿐 아니라 상기 개구영역 즉 블록(39) 영역의 일부를 포함하여 형성된다. 이는 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판의 합착 마진 등을 고려하여 상기 블록(39) 영역과 일부 중첩되게 형성시키는 것이다.

이에 따라 종래의 액정표시장치는 상기 블랙매트릭스(6)에 의해 그 개구율이 결정되는 것이며, 결국 상기 어레이 기판 상에 형성된 개구영역을 통과하는 빛이 모두 디스플레이 되지 못하게 된다.

또한, 도 5를 참조하면, 종래의 횡전계 방식의 액정패널은 블랙매트릭스(6)(Black Matrix : BM)와 서브 컬러필터(8)(R, G, B)를 포함하여 형성된 컬러필터 기판(5)과, 도 3에 도시된 서브 픽셀(10)이 매트릭스 형태로 배열된 어레이 기판(22)으로 구성되며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(22) 사이에는 액정(미도시)이 충진 되어 있다.

여기서, 상기 어레이 기판(22)상의 각 서브 픽셀(10)에 형성된 다수의 블록(39)을 통해 디스플레이되는 화상은 상기 컬러필터 기판(5)에 형성된 블랙매트릭스(6)에 의해 그 영역이 결정된다.

즉, 상기 블랙매트릭스(6)는 상기 어레이 기판(22)의 비 개구영역(42)에 해당하는 영역에 형성될 뿐 아니라, 상기 비 개구영역(42)을 포함하여 상기 개구영역(41)의 외곽부에 까지 형성되어 있으며, 이에 따라 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 디스플레이되는 영역은 상기 블랙매트릭스(6)에 의해 정의되는 것이다.

그러나, 앞서 설명한 바와 같이 최근 들어 상기 어레이 기판(22) 및 컬러필터 기판(5)의 크기가 대형화됨에 따라 상기 컬러필터 기판(5) 상의 블랙매트릭스(6)를 형성함에 있어서도 하나의 노광마스크를 이용해서는 그 형성이 불가능하게 되었다. 즉, 상기 컬러필터 기판(5)의 화면 사이즈가 포토 공정에서 사용되는 노광 마스크보다 크게 됨에 의해 노광 시에 컬러필터 기판(5)의 화면을 여러 쇼트(shot)로 분할하고, 반복하여 노광하게 되는 스텝(step) 노광 방식을 이용하게 되었다.

그러나, 이와 같이 스텝 노광에 의해 상기 블랙매트릭스(6)를 형성할 경우 노광 장비의 정밀도에 한계가 있어서 상기 쇼트의 경계면 상에 발생되는 오 정렬(miss align)에 의한 스티치(stitch) 불량 즉, 상기 블랙매트릭스(6)가 정확히 일치하지 않고 조금씩 틀어지게 형성되어 상기 화상이 표시되는 영역 즉, 광이 투과되는 영역이 도 4에 도시된 바와 같이 각 서브 픽셀(10)마다 동일하게 형성되지 못하게 됨으로써, 각 서브 픽셀(10)마다 그 휘도가 다르게 되고, 이에 액정표시장치의 화상에 스티치 얼룩 불량이 발생되는 것이다.

본 발명은 이와 같은 단점을 극복하기 위한 것으로, 상기 블랙매트릭스가 형성되는 영역을 상기 어레이 기판 상의 비 개구영역에 포함되도록 하는 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명에 의한 서브픽셀에 대응되는 컬러필터 기판의 블랙매트릭스가 형성되는 영역을 나타내는 평면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 의할 경우 도 4에 도시된 것과는 달리 블랙매트릭스가 형성되는 위치가 개구영역인 블록과 중첩되지 않는다.

즉, 배면광에 의해 상기 서브픽셀(10)의 다수의 블록(39)을 투과한 빛은 컬러필터 기판(5) 상에 형성된 다수의 서브 컬러필터(적, 녹, 청)(8)를 투과함으로써 정지화상이나 동화상을 포함시킨 각종 화상을 표시하며, 상기 영역을 제외한 영역에서는 빛샘 현상을 차단하기 위해 블랙매트릭스(6')가 형성되어 있다.

이 때, 상기 블랙매트릭스(6')는 하부기판의 박막트랜지스터 영역(T)과 데이터/ 게이트 라인(13, 15) 만을 가릴 뿐이며, 상기 개구영역 즉 블록(39) 영역의 일부와는 중첩되지 않도록 형성된다.

도 7은 본 발명에 의한 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 의한 횡전계 방식의 액정패널은 블랙매트릭스(6)(Black Matrix : BM)와 서브 컬러필터(8)(R, G, B)를 포함하여 형성된 컬러필터 기판(5)과, 도 3에 도시된 서브 픽셀(10)이 매트릭스 형태로 배열된 어레이 기판(22)으로 구성되며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(22) 사이에는 액정(미도시)이 충진 되어 있다.

이 때 상기 블랙매트릭스(6')가 형성되는 영역은 상기 어레이 기판(22) 상의 비 개구영역(42) 즉, 도 3을 통해 설명한 바와 같이 각각의 서브 픽셀(10) 내 다수의 블록 외(39)의 영역에 포함되도록 형성된다.

이에 따라 상기 어레이 기판(22) 상의 각 서브 픽셀(10)에 형성된 다수의 블록을 통해 디스플레이되는 화상은 그 범위가 상기 컬러필터 기판에 형성된 블랙매트릭스(6')에 의해 그 영역이 결정되는 것이 아니라, 상기 어레이 기판(22) 상에 형성된 다수의 블록(39)에 의해 정의된 개구영역(41)에 의해 결정된다.

상기와 같이 블랙매트릭스(6')의 형성 영역을 정의함으로써 상기 블랙매트릭스(6')가 정확히 일치하지 않고 조금씩 틀어지게 형성됨에 의해 발생되는 액정표시장치의 디스플레이 화상의 스티치 얼룩 불량을 제거할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 최근 들어 상기 어레이 기판(22) 및 컬러필터 기판(5)의 크기가 대형화됨에 따라 상기 컬러필터 기판(5)의 화면 사이즈가 포토 공정에서 사용되는 노광 마스크보다 크게 됨에 의해 상기 블랙매트릭스(6') 형성시 노광 공정에 있어서 컬러필터 기판(5)의 화면을 여러 쇼트(shot)로 분할하고, 반복하여 노광하게 되는 스텝(step) 노광 방식을 이용하게 되었다.

그러나, 이와 같이 스텝 노광에 의해 상기 블랙매트릭스(6')를 형성할 경우 노광 장비의 정밀도에 한계가 있어서 상기 쇼트의 경계면 상에 발생되는 오 정렬(miss align)에 의한 스티치(stitch) 불량 즉, 상기 블랙매트릭스(6')가 정확히 일치하지 않고 조금씩 틀어지게 형성되는데, 본 발명의 경우 상기 블랙매트릭스(6')가 형성되는 영역이 상기 어레이 기판(22)의 비 개구영역(42)에 한정되어 있기 때문에 이러한 불량이 발생한다 할지라도 실제적인 화상이 디스플레이되는 영역에는 영향을 미치지 않게 되는 것이다.

결국 본 발명에 의한 액정표시장치에 의할 경우 상기 블랙매트릭스(6')를 스텝 노광에 의해 형성함에 의해 발생되는 스티치 불량 부분을 상기 액정표시장치의 디스플레이되는 영역에 영향이 없도록 상기 블랙매트릭스(6')를 설계함으로써 상기 스텝 노광에 의해 발생되는 스티치 얼룩 불량을 해결하는 것이다.

도 8a 내지 도 8b는 도 6의 특정부분(A-A', B-B')에 대한 단면도이다.

즉, 이는 본 발명에 의한 어레이 기판 상의 소정 서브 픽셀 및 상기 소정 서브 픽셀 상부에 형성된 컬러필터 기판을 도시한 것이다.

상기 어레이 기판은 가로방향으로 다수의 게이트 라인(도 3의 13)과 공통 라인(도 3의 54)이 평행을 이루며 형성되어 있고, 세로방향으로 다수의 데이터 라인(15)이 상기 게이트 라인 및 공통 라인과 수직을 이루며 형성되어 있으며, 이러한 상기 게이트 라인과 공통 라인 및 데이터 라인에 의해 둘러싸인 부분으로써 상기 서브 픽셀(10)이 정의된다.

상기 서브 픽셀(10)의 내부는 게이트 전극, 소스/ 드레인 전극으로 이루어진 박막트랜지스터와, 상기 공통 라인에서 분기되어 형성된 다수개의 공통전극(54a)과, 상기 드레인 전극과 연결된 인출배선과 상기 인출배선에서 분기된 다수개의 화소전극(37a)이 형성되어 있다.

도 8a는 상기 서브 픽셀(10)의 가로 중앙부의 단면(A-A')을 도시한 것으로 이 때, 상기 다수의 공통전극(54a)과 상기 화소전극(37a)은 서로 엇갈리게 구성되어 있으며, 이렇게 인접한 상기 화소전극(37a) 및 공통전극(54a)에 의해 횡전계가 분포되어 화상을 표시하게 되는 다수의 블록(39) 영역을 형성한다.

상기 화소전극(37a)과 공통전극(54a)은 상기 게이트 전극 이나 소스/ 드레인 전극과 동일층에 형성할 수 있고, 게이트 절연막이나 보호막을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성하는 것도 가능하며, 상기 구조에 상관없이 어떠한 구조에도 적용 가능하다.

일반적으로 하나의 서브 픽셀(10)에는 4개의 블록이 존재하는 4블록 형태가 많이 사용되고 있다.

이러한 상기 서브 픽셀(10)은 어레이 기판 상에 매트릭스 형태로 분포되어 있으며, 배면광(back light)이 상기 각 서브 픽셀 내의 다수의 블록(39)을 통과함으로써 화상을 표시하게 되는데, 이 때 상기 광을 통과 시키는 다수의 블록 영역이 개구영역(41)이 되는 것이며, 이에 반해 상기 블록을 제외한 상기 서브 픽셀의 영역은 화상 표시영역이 되지 않는 비 개구영역(42)이 된다.

또한, 상기 컬러필터 기판은 블랙매트릭스(6')와 서브 컬러필터(8)를 포함하여 형성된다.

이 때, 상기 서브 컬러필터(8)는 상기 어레이 기판에 있어서 다수의 블록 영역에 의해 형성되는 개구 영역(41)을 통과하는 빛을 모두 투과시키며, 상기 블랙매트릭스(6')는 상기 어레이 기판(22)의 비 개구영역(42)에 해당하는 영역을 넘지 않도록 형성된다.

또한, 도 8b는 상기 서브 픽셀(10)의 세로 중앙부의 단면(B-B')을 도시한 것으로 이 경우에도 마찬가지로 상기 서브 컬러필터(8)는 상기 어레이 기판에 있어서 다수의 블록 영역에 의해 형성되는 개구 영역(41)을 통과하는 빛을 모두 투과시키며, 상기 블랙매트릭스(6')는 상기 어레이 기판(22)의 비 개구영역(42)에 해당하는 영역을 넘지 않도록 형성된다.

즉, 이와 같이 상기 블랙매트릭스(6')가 형성되는 영역이 상기 어레이 기판의 비 개구영역(42)에 한정되어 있기 때문에 스텝 노광 방식에 의해 상기 블랙매트릭스(6')를 형성하여 각 쇼트 경계면에서 스티치 불량이 발생한다 할지라도 실제적인 화상이 디스플레이되는 영역에는 영향을 미치지 않게 되는 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 횡전계 방식의 액정표시장치에 의하면, 블랙매트릭스 형성시 스티치 불량에 의해 액정표시장치의 각 픽셀에 발생되는 얼룩 관련 화질 불량을 최소화하는 장점이 있다.

또한, 대면적의 액정표시장치를 생산함에 있어 새로운 공정 추가 없이 상기 스티치 얼룩 불량을 극복할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 액정패널을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도.

도 3은 종래의 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 도시한 평면도.

도 4는 도 3에 도시된 서브픽셀에 대응되는 컬러필터 기판의 블랙매트릭스가 형성되는 영역을 나타내는 평면도.

도 5는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명에 의한 서브픽셀에 대응되는 컬러필터 기판의 블랙매트릭스가 형성되는 영역을 나타내는 평면도.

도 7은 본 발명에 의한 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도

도 8a 내지 도 8b는 도 6의 특정부분(A-A', B-B')에 대한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

5 : 컬러필터 기판 6, 6' : 블랙매트릭스

8 : 서브 컬러필터 10 : 서브 픽셀

22 : 어레이 기판 37a : 화소전극

54a : 공통전극 39 : 블록

41 : 개구영역 42 : 비 개구영역

Claims (5)

1. 어레이 기판 및 컬러필터 기판과;

   상기 어레이 기판 상에 형성된 다수의 게이트 라인, 공통 라인, 데이터 라인에 의해 둘러싸여 정의되고, 개구영역 및 비 개구영역으로 구성되는 다수의 서브 픽셀과,

   상기 컬러필터 기판 상에 형성되며, 상기 어레이 기판 서브 픽셀 내의 비 개구영역에 포함되는 크기를 갖는 블랙매트릭스와,

   상기 어레이 기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층이 포함되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 다수의 게이트 라인 및 공통라인은 가로방향으로 서로 평행을 이루며 형성되어 있고, 상기 다수의 데이터 라인은 세로방향으로 상기 게이트 라인 및 공통 라인과 교차하여 형성됨을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 서브 픽셀은 박막트랜지스터와, 상기 공통 라인에서 분기된 다수의 공통전극과, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 인출배선에서 분기된 다수의 화소전극으로 구성되며, 상기 다수의 공통전극과 상기 화소전극은 서로 엇갈리게 구성되어 있음을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정표시장치.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 개구영역은 상기 엇갈리게 구성된 인접한 공통전극과 화소전극 각각 사이의 영역이며, 상기 비 개구영역은 상기 개구영역을 제외한 상기 서브 픽셀 내의 영역임을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정표시장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 블랙매트릭스는 상기 컬러필터 기판의 크기가 노광 마스크보다 커 노광시 상기 컬러필터 기판의 화면을 여러 쇼트로 분할하고, 반복하여 노광함에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 횡전계 방식의 액정표시장치.