KR100488925B1 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구율이 개선된 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 액정 표시 장치는, 일정 등간격으로 각각 배치되고, 서로 수직으로 교차 배열되어, 단위 화소 공간을 한정하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 게이트 라인으로부터 상기 데이터 라인의 장방향과 동일한 방향으로, 다음단의 게이트 라인을 향하여 연장되며, 상기 데이터 라인과 일측이 오버랩되는 돌출부와, 상기 게이트 라인 상에 형성되는 스토리지 전극 패턴과, 상기 돌출부의 타측과 오버랩되는 드레인 전극과, 상기 단위 화소 공간에 형성되고, 상기 드레인 전극과 해당 단위 화소 공간을 선택하는 게이트 라인의 다음단에 형성된 스토리지 전극 패턴과 콘택되며, 상기 콘택되어진 스토리지 전극 패턴과 오버랩되도록 배치되는 화소 전극을 포함하며,상기 단위 화소 공간은, 상기 단위 화소 공간을 선택 및 구동시키는 해당 게이트 라인과 데이터 라인, 그리고 그와 인접한 게이트 라인 및 데이터 라인으로 이루어 지고, 상기 게이트 라인과 데이터 라인 사이, 상기 게이트 라인과 스토리지 전극 패턴 사이에는 게이트 절연막이 개재되어 있고, 상기 화소 전극과 데이터 라인 및 드레인 전극 사이, 상기 화소 전극과 스토리지 전극 패턴 사이에는 유기 절연막이 개재되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a liquid crystal display device having an improved aperture ratio. The disclosed liquid crystal display device includes a gate line and a data line, each disposed at a constant equal interval and vertically intersecting with each other to define a unit pixel space, and the same direction as the long direction of the data line from the gate line. A protruding portion extending toward a next gate line and overlapping one side of the data line, a storage electrode pattern formed on the gate line, a drain electrode overlapping the other side of the protruding portion, and the unit pixel space A pixel electrode formed in the contact region, the pixel electrode contacting with the storage electrode pattern formed at a next stage of the gate line for selecting the drain electrode and the corresponding unit pixel space, and disposed to overlap the contacted storage electrode pattern; Is a corresponding gay that selects and drives the unit pixel space. And a gate line and a data line adjacent thereto, a gate insulating film is interposed between the gate line and the data line, between the gate line and the storage electrode pattern, and the pixel electrode and the data line; An organic insulating layer is interposed between the drain electrode and the pixel electrode and the storage electrode pattern.
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 개구율이 개선된 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having an improved aperture ratio.
일반적으로 액정 표시 장치는 다수개의 화소 전극이 매트릭스상으로 배열된 하부 기판과, 컬러 필터가 화소 전극의 배열상태로 대응 배치된 상부 기판, 상하부 기판 사이에 개재된 액정을 포함한다.Generally, a liquid crystal display includes a lower substrate having a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix, and a liquid crystal interposed between an upper substrate and an upper and lower substrates having color filters correspondingly arranged in an arrangement state of pixel electrodes.
여기서, 하부 기판 상에는 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(2)과 데이터 라인(3)이 교차 배열되어, 단위 화소 공간을 한정한다. 게이트 라인(2)과 데이터 라인(3)의 교차점 부근에는 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(2) 상의 소정 부분에 배치된 채널층(4)과, 채널층(4)의 일측과 오버랩되며 데이터 라인(3)으로부터 연장된 소오스 전극(S)과, 채널층(4)의 타측과 오버랩되는 드레인 전극(D)를 포함한다. Here, as illustrated in FIG. 1, the
그리고, 단위 화소 공간 각각에는 투명 전도 물질로, 화소 전극(5)이 배치된다. 이때, 화소 전극(5)은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(D)과 콘택된다. In each of the unit pixel spaces, the pixel electrode 5 is disposed of a transparent conductive material. In this case, the pixel electrode 5 is in contact with the drain electrode D of the thin film transistor TFT.
화소 전극(5)의 하부에는 보조 용량을 형성하기 위하여, 스토리지 전극(6)이 배치된다. The storage electrode 6 is disposed under the pixel electrode 5 to form a storage capacitor.
한편, 상부 기판(도시되지 않음)상에는 화소 전극(5)와 상하 대응되도록 컬러 필터(도시되지 않음)가 배열된다. 컬러 필터(도시되지 않음)의 가장자리에는 컬러 필터간을 분할하며, 백라이트로부터 유기되는 리크 전류(leak current)를 차단하는 블랙 매트릭스(도시되지 않음)가 구비된다. 이때, 블랙 매트릭스는 게이트 라인(2) 및 데이터 라인(3) 상부, 광누설이 심하게 발생되는 데이터 라인(3)과 화소 전극(5) 사이의 공간, 게이트 라인(2)과 화소 전극(5) 사이의 공간에도 배치된다. 도면에서 a로 나타낸 점선 부분(점선을 경계로 화소 전극 외측에 해당함)이 블랙 매트릭스의 경계면에 해당한다. On the other hand, a color filter (not shown) is arranged on the upper substrate (not shown) so as to vertically correspond to the pixel electrode 5. The edge of the color filter (not shown) is provided with a black matrix (not shown) that divides between the color filters and blocks leakage currents induced from the backlight. In this case, the black matrix includes a space between the
컬러 필터 및 블랙 매트릭스 상부 전면에는 화소 전극과 함께 액정을 구동시키는 공통 전극(도시되지 않음)이 구비된다. A common electrode (not shown) for driving a liquid crystal is provided on the front surface of the color filter and the black matrix together with the pixel electrode.
이와같은 액정 표시 장치는, 게이트 라인(2) 중 어느 하나가 선택되고, 데이터 라인(3)에 신호가 실리게 되면, 그것들의 교차점에 배치된 박막 트랜지스터(TFT)가 턴온된다. 이어, 데이터 라인(3)의 신호는 박막 트랜지스터(TFT)를 통과하여, 화소 전극(5)에 전달된다. 그러면, 화소 전극(5)과 공통 전극(도시되지 않음) 사이에 소정의 전계가 형성되어, 액정들이 구동된다.In such a liquid crystal display, when any one of the
그러나, 상기와 같은 액정 표시 장치는, 리크 전류를 차단하기 위한 블랙 매트릭스가 화소 전극(5)의 가장자리 부분을 일부 점유하게 되므로써, 액정 표시 장치의 개구 면적이 감소된다. However, in the above liquid crystal display device, since the black matrix for blocking the leakage current occupies a part of the edge of the pixel electrode 5, the opening area of the liquid crystal display device is reduced.
또한, 블랙 매트릭스를 형성하는 공정시, 약간의 오정렬이 발생되면, 액정 표시 장치의 개구율에 치명적인 영향을 주므로, 정확한 정렬이 요구된다.In addition, in the process of forming the black matrix, if a slight misalignment occurs, the alignment ratio of the liquid crystal display device is critically affected, and therefore, accurate alignment is required.
또한, 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 식각 공정시, 블랙 매트릭스의 식각 잔재물이 빛의 개구부분에 잔존하게 되어, 개구율을 저하시키게 된다.In addition, during the etching process for forming the black matrix, the etching residue of the black matrix remains in the opening portion of the light, thereby reducing the opening ratio.
더구나, 화소 전극(5)의 개구 면적에 스토리지 전극(6)이 배치되므로, 개구율을 한층 더 저하시키게 된다. Moreover, since the storage electrode 6 is arranged in the opening area of the pixel electrode 5, the opening ratio is further lowered.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 블랙 매트릭스를 형성하지 않고도, 광 누설을 최소화하면서 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can improve the aperture ratio while minimizing light leakage without forming a black matrix.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하부 기판상에 수직으로 교차 배열되어, 단위 화소를 한정하는 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인, 여기서, 상기 게이트 라인은 데이터 라인의 일측과 오버랩되도록 데이터 라인의 장방향과 같은 방향으로 연장된 제 1 돌출부를 갖으며, 상기 게이트 라인은 다음단에 오는 게이트 라인 측으로, 게이트 라인과 평행한 형태의 제 2 돌출부를 포함한다.; 상기 게이트 라인의 돌출부의 타측과 오버랩되며, 상기 데이터 라인과 평행한 방향으로 연장된 드레인 전극; 상기 단위 화소 공간에 배치되며, 상기 드레인의 일측과 콘택됨과 아울러, 게이트 라인의 제 2 돌출부와 오버랩되는 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention, a plurality of gate lines and data lines arranged vertically on the lower substrate to define a unit pixel, wherein the gate line overlaps one side of the data line Preferably having a first protrusion extending in the same direction as the long direction of the data line, the gate line comprising a second protrusion having a shape parallel to the gate line toward the next gate line; A drain electrode overlapping the other side of the protrusion of the gate line and extending in a direction parallel to the data line; And a pixel electrode disposed in the unit pixel space and in contact with one side of the drain and overlapping the second protrusion of the gate line.
본 발명에 의하면, 게이트 라인, 데이터 라인과 화소 전극간의 간격을 없애어, 하부 기판 저면으로 부터의 빛의 누설 공간을 최소화한다. 따라서, 상부 기판에 별도의 블랙 매트릭스를 설치할 필요가 없다. According to the present invention, the gap between the gate line, the data line and the pixel electrode is eliminated, thereby minimizing the leakage space of light from the bottom surface of the lower substrate. Therefore, it is not necessary to provide a separate black matrix on the upper substrate.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도면 도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ′선으로 절단하여 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ′선으로 절단하여 나타낸 단면도이다.2 is a plan view of the liquid crystal display according to the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is a line taken along line IV-IV ′ of FIG. 2. It is a cross section.
본 발명에서는 화소 전극의 가장자리 부분을 점유하여 개구율을 저하시키는 블랙 매트릭스를 형성하지 않고, 광이 누설되는 공간을 게이트 라인, 데이터 라인 및 드레인 전극등으로 차단한다. 더욱이 스토리지 캐패시터를 형성하기 위한 전극으로, 다음단에 오는 게이트 라인을 이용하므로써, 개구 영역을 더욱 넓힌다.In the present invention, a space in which light leaks is blocked by a gate line, a data line, a drain electrode, and the like, without forming a black matrix that reduces the aperture ratio by occupying the edge portion of the pixel electrode. Further, as the electrode for forming the storage capacitor, the opening area is further widened by using the gate line that comes next.
즉, 도 2를 참조하여, 하부 기판(10) 상에 다수개의 게이트 라인(11-1,11-2)이 일정 등간격으로 배치되고, 게이트 라인(11-1,11-2) 상에 데이터 라인(12-1, 12-2)이 수직으로 교차되도록 배열되어, 단위 화소 공간을 한정한다. 이때, 단위 화소공간에는 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성되는 공간이다. 여기서, 게이트 라인(11-1,11-2)은 데이터 라인(12-1,12-2)의 일측과 오버랩될 수 있도록 데이터 라인의 장방향과 같은 방향으로 돌출부(11a)가 구비된다. 이때, 돌출부(11a)는 게이트 라인(11-1,11-2)과 동일 폭을 갖을 수 있으며, 게이트 라인(11-1,11-2)간의 이격된 거리보다는 미소하게 적은 길이를 갖는다. 이와같이, 돌출부(11a)와 다음단의 게이트 라인(11-2) 사이를 미소한 간격만큼 이격시키는 것은, 게이트 라인(11-1,11-2)들간의 쇼트를 방지함과 아울러, 광의 누설 공간을 최소화하기 위함이다. 돌출부(11a)는 게이트 전극 역할을 하는 부분으로서, 각 단위 화소마다 하나씩 배치된다. That is, referring to FIG. 2, a plurality of gate lines 11-1 and 11-2 are disposed on the
그리고, 게이트 라인(11-1,11-2)의 돌출부(11a) 상부에는 돌출부(11a)를 포함하도록 채널층(도시되지 않음)이 형성된다. 따라서, 돌출부(11a)와 데이터 라인(12-1,12-1)이 오버랩되는 부분 사이에는 채널층이 개재되는 것이다. A channel layer (not shown) is formed on the
돌출부(11a)의 타측 가장자리에는 드레인 전극(13)이 배치된다. 이때도 마찬가지로, 돌출부(11a)와 드레인 전극(13) 사이에는 채널층이 배치되어 있으므로, 돌출부(11a), 채널층, 데이터 라인(소오스 전극:12-1,12-2), 드레인 전극(13)으로 된 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. The
여기서, 게이트 라인(11-1,11-2)상에는 스토리지 전극 패턴(14)이 형성된다. 스토리지 전극 패턴(14)은 게이트 라인(11-1,11-2)에 있어서, 이전단의 게이트 라인(11-1,11-2)측으로 치우쳐 배치됨이 바람직하다.Here, the
그리고, 단위 화소 공간 각각에는 화소 전극(15)이 배치된다. 화소 전극(15)은 드레인 전극(13)과 콘택되고, 도면에서와 같이 해당 셀을 선택하는 게이트 라인(11-1,11-2)의 단부와 일치하거나, 또는 소정 부분 오버랩될 수 있으며, 데이터 라인(12-2)와도 단부가 일치하거나 또는 소정 부분 오버랩될 수 있다. 이때, 화소 전극(15)은 해당 게이트 라인(11-1,11-2)의 다음에 오는 게이트 라인(11-2)상에 구비된 스토리지 전극 패턴(14)과는 반드시 오버랩되도록 배치된다. 화소 전극(15)은 스토리지 전극 패턴(14)과 콘택되어, 다음단의 게이트 라인(11-1,11-2)과 스토리지 캐패시터를 형성한다. 이때, 게이트 라인(11-1,11-2)과 화소 전극(15)사이, 데이터 라인(12-1,12-2)과 화소 전극(15) 사이에는 유전 상수가 매우 낮은(ε= 2∼4) 정도인 유기 절연막(도시되지 않음)이 개재되어 있어, 화소 전극(15)과 게이트 라인(11-1,11-2) 또는 데이터 라인(12-1,12-2)과 오버랩되는 부분에서는 기생 캐패시터가 형성되지 않는다. 그러나, 스토리지 전극 패턴(14)을 사이에 두고 오버랩된 게이트 라인(11-1,11-2)과 화소 전극(15)사이에는, 화소 전극(15)으로부터 신호를 인가받은 스토리지 전극 패턴(14)이 캐패시터 전극으로 사용되어, 게이트 라인(11-1,11-2) 사이에서 스토리지 캐패시터가 형성된다. In addition, the
도 2의 Ⅲ-Ⅲ′선으로 절단하여 나타낸 단면도로서, 하부 기판(10) 상에는 게이트 라인의 돌출부(11a)가 형성되고, 돌출부(11a)를 포함하는 부분 상부에 게이트 절연막(16)이 형성된다. 이때, 돌출부(11a)는 도면에는 도시되지 않았지만 게이트 라인(11-1,11-2: 도 2 참조)과 동시에 형성된다. 이어서, 돌출부(11a)를 포함하도록 채널층(17)이 형성되고, 채널층(17)의 중앙을 기준으로 양측 상부 각각에는 오믹층(18)이 형성된다. 그리고, 일측 오믹층(18) 상에는 소오스 전극 역할을 하는 데이터 라인(12-1)이 형성되고, 이와 동시에 타측 오믹층(18) 상에는 드레인 전극(13)이 형성된다. 그리고나서, 결과물 상부에는 유기 절연막(19)이 약 1 내지 3㎛ 정도로 피복된다. 유기 절연막(19)내에는 드레인 전극(13)이 노출되도록 콘택홀이 구비되어 있으며, 화소 전극(15)은 콘택홀과 콘택되면서 유기 절연막(19) 상부에형성된다. 이때, 유기 절연막(19)을 비교적 두껍게 피복하여 사용하는 것은 공지된 바와 같이, 유기 절연막(19) 상부에 있는 화소 전극(15)과, 이 화소 전극(15)과 유기 절연막(19)을 사이에 두고 오버랩되는 전극들간의 기생 캐패시터를 줄이기 위함이다. A cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG. 2, wherein the
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ′선으로 절단하여 나타낸 단면도로서, 하부 기판(10) 상에 게이트 라인(11)이 형성되고, 게이트 라인(11)을 포함하는 하부 기판(10)상에 게이트 절연막(16)이 형성된다. 게이트 라인(11)을 포함하는 게이트 절연막(16) 상부에는 스토리지 전극 패턴(14)이 형성된다. 이때, 스토리지 전극 패턴(14)은 데이터 라인(12-1,12-2: 도 2 참조), 드레인 전극(13: 도 2 참조)과 동시에 형성된다. 스토리지 전극 패턴(14)이 형성된 하부 기판(11)상에는 유기 절연막(19)이 형성된다. 이 유기 절연막(19)에는 스토리지 전극 패턴(14)을 소정 부분 노출시키는 콘택홀이 구비된다. 그리고, 화소 전극(15)은 유기 절연막(19) 상부에, 콘택홀을 통하여 스토리지 전극 패턴(14)과 콘택되도록 형성된다. 이때, 타측 셀의 화소 전극(15')은 게이트 라인(11)의 경계 부분과 일치하거나, 또는 게이트 라인(11)과 소정 부분 오버랩될 수도 있다.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ of FIG. 2, wherein a
상기한 구성에 의하면, 화소 전극(15)이 게이트 라인(11-1,11-2)과 이격되는 공간이 없어지게 되고, 일측의 데이터 라인(12-1)과 화소 전극(15) 사이에는 셀의 장폭 만큼의 길이를 갖는 게이트 라인 돌출부(11a)와 드레인 전극(13)이 구비되어 광 누설 공간을 차단한다. 또한, 타측의 데이터 라인(12-2)과 화소 전극(15)은 서로 단부가 일치하든지 또는 화소 전극(15)이 데이터 라인(12-2)과 일부 오버랩되도록 형성된다. 여기서, 박막 트랜지스터의 폭(w)이 게이트 라인(11-1,11-2) 사이의 간격만큼의 길이를 가지므로, 전자들의 이동 공간이 증대되어, 이동도 특성이 개선된다. 상기 돌출부(11a)와 게이트 라인(11-1) 사이의 이격된 공간은 그 크기가 매우 미소하여 무시될 수 있다,따라서, 하부 기판(10) 저면의 백라이트(도시되지 않음)로부터, 광누설이 발생될 공간이 존재하지 않게 되어, 상부 기판에 별도의 블랙 매트릭스를 설치할 필요가 없게된다.According to the above configuration, a space in which the
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 게이트 라인, 데이터 라인과 화소 전극간의 간격을 없애어, 하부 기판 저면으로 부터의 빛의 누설 공간을 최소화한다. 따라서, 상부 기판에 별도의 블랙 매트릭스를 설치할 필요가 없다. As described in detail above, according to the present invention, the gap between the gate line, the data line, and the pixel electrode is eliminated, thereby minimizing the leakage space of light from the bottom surface of the lower substrate. Therefore, it is not necessary to provide a separate black matrix on the upper substrate.
이에따라, 블랙 매트릭스가 구비되지 않으므로, 화소 전극의 개구 면적이 증대되고, 제조 원가를 절감할 수 있다.Accordingly, since the black matrix is not provided, the opening area of the pixel electrode can be increased, and manufacturing cost can be reduced.
더욱이, 스토리지 캐패시터가 개구 면적에 형성되지 않고, 다음단의 게이트 라인과 오버랩되는 부분에서 발생되므로, 개구율이 한층 더 개선된다.Furthermore, since the storage capacitor is not formed in the opening area and is generated at the portion overlapping with the gate line of the next stage, the opening ratio is further improved.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.
도 1은 종래의 액정 표시 장치의 하부 기판 평면도.1 is a plan view of a lower substrate of a conventional liquid crystal display.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 하부 기판 평면도.2 is a plan view of a lower substrate of a liquid crystal display according to the present invention;
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ′선으로 절단하여 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ′선으로 절단하여 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'of FIG.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10 : 하부 기판 11-1, 11-2: 게이트 라인10: lower substrate 11-1, 11-2: gate line
12-1,12-2: 데이터 라인 13 : 드레인 전극 12-1, 12-2: Data line 13: Drain electrode
14 : 스토리지 전극 패턴 15 : 화소 전극14
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