KR100670053B1 - Liquid crystal displays - Google Patents
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Abstract
액정 표시 장치의 색 필터 기판, 기판 위에 색 필터가 형성되어 있고, 색 필터 위에 오버코트막이 형성되어 있다. 오버코트막 위에 개구부를 가지는 투명한 공통 전극이 형성되어 있고, 공통 전극 위에는 불투명한 도전 물질로 이루어진 블랙 매트릭스가 형성되어 있다. 이렇게 하면, 공통 전극의 면저항을 감소시켜 공통 전극 신호의 왜곡을 감소시킬 수 있다. 또한 공통 전극을 비정질 ITO나 IZO 등으로 형성할 수 있어서 오버코트막과의 접착성을 높일 수 있고, 이를 통해 개구부의 모양을 정밀하게 조절할 수 있다.The color filter is formed on the color filter board | substrate and board | substrate of a liquid crystal display device, and the overcoat film is formed on the color filter. A transparent common electrode having an opening is formed on the overcoat film, and a black matrix made of an opaque conductive material is formed on the common electrode. In this way, the sheet resistance of the common electrode can be reduced to reduce the distortion of the common electrode signal. In addition, since the common electrode may be formed of amorphous ITO, IZO, or the like, adhesion to the overcoat layer may be enhanced, and thus the shape of the opening may be precisely controlled.
색필터, 블랙매트릭스, 공통전극, 면저항, 액정표시장치Color filter, black matrix, common electrode, sheet resistance, liquid crystal display
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 색 필터 기판의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a color filter substrate according to the prior art,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고,2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고,3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 4 is a layout view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ'선에 대한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV ′ of FIG. 4.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 액정 표시 장치용 색 필터 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a color filter substrate for a liquid crystal display device.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between an upper substrate on which a common electrode, a color filter, and the like are formed, and a lower substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed. By applying a different potential to form an electric field to change the arrangement of the liquid crystal molecules, and through this to control the light transmittance is a device that represents the image.
그러면 도면을 참고로 하여 종래의 기술에 따른 색 필터 기판의 구조에 대하 여 설명한다. Next, the structure of the color filter substrate according to the related art will be described with reference to the drawings.
도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a color filter substrate for a liquid crystal display device according to the related art.
기판(1) 위에 블랙 매트릭스(5)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(5)에 의하여 정의되는 화소 영역에 적색, 녹색, 청색의 색 필터(2)가 각각 형성되어 있다. 색 필터(2)의 위에는 오버코트막(4)이 형성되어 있고, 오버코트막(4)의 위에는 공통 전극(4)이 형성되어 있다.The
이러한 구조의 색 필터 기판은 다음과 같은 공정을 통하여 제조한다.The color filter substrate of this structure is manufactured through the following process.
먼저, 불투명 물질을 기판(1) 위에 증착하고 패터닝하여 블랙 매트릭스(5)를 형성한다. 다음, 3색 색 필터(2)를 블랙 매트릭스(5) 사이에 주변부가 블랙 매트릭스(5)와 중첩하도록 형성한다. 색 필터(2)에 의하여 나타나는 단차를 보상하기 위하여 오버코트막(4)을 적층한다. 마지막으로 투명한 도전 물질을 증착하여 공통 전극(4)을 오버코트막(4) 위에 형성한다.First, an opaque material is deposited on the
액정 표시 장치에 있어서 색 필터 기판(1)에 형성되어 있는 공통 전극(4)에는 공통 전극(4)의 주변부에 있는 연결점을 통하여 공통 전위가 인가되어야 한다. 그런데 액정 표시 장치가 대형화되면서 공통 전극(4)의 면저항이 증가하여 문제점으로 부각되고 있다. 공통 전극(4)의 면저항이 커지면 신호의 왜곡이 심해지기 때문이다. 특히, 광시야각을 확보하기 위한 수단으로 공통 전극에 개구부를 형성하는 경우에는 개구부가 형성된 면적만큼 공통 전극의 도전 통로가 줄어드는 것이 되어 이러한 문제는 더욱 심각해진다.In the liquid crystal display device, a common potential must be applied to the
또한 공통 전극(4)의 면저항을 조금이라도 감소시키기 위하여 공통 전극(4) 을 다결정 ITO(indium tin oxide)로 형성하는데 다결정 ITO는 오버코트막(3)과의 접착성이 좋지 않다. 따라서 공통 전극(4)에 개구부를 형성하는 공정에서 개구부 패턴이 정밀하게 조절되지 못한다. 그런데 개구부 패턴의 모양은 화질에 큰 영향을 미친다.In addition, the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공통 전극의 면저항을 감소시키는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the sheet resistance of the common electrode.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 공통 전극의 개구부를 정밀하게 형성할 수 있도록 하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to enable the opening of the common electrode to be precisely formed.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 블랙 매트릭스를 도전성 물질로 형성하고 공통 전극과 접촉시켜 형성한다.In order to solve this problem, in the present invention, the black matrix is formed of a conductive material and formed in contact with the common electrode.
구체적으로는, 제1 기판 위에 색 필터가 형성되어 있고, 색 필터 위에 오버코트막이 형성되어 있으며, 오버코트막 위에 개구 패턴을 가지는 공통 전극이 형성되어 있다. 불투명한 도전 물질로 이루어진 블랙 매트릭스가 공통 전극 위에 접촉하여 형성되어 있다. 제2 기판이 제1 기판과 대향하고 있고, 주사 신호를 전달하는 게이트 배선이 제2 기판 위에 형성되어 있으며, 화상 신호를 전달하는 데이터 배선이 게이트 배선과 절연되어 제2 기판 위에 형성되어 있다. 개구부를 가지는 화소 전극이 제2 기판 위의 색 필터와 대응하는 영역에 형성되어 있으며, 데이터선을 통하여 전달되는 화상 신호를 게이트선을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 화 소 전극에 전달 또는 차단하는 박막 트랜지스터가 제2 기판에 형성되어 있다.Specifically, a color filter is formed on the first substrate, an overcoat film is formed on the color filter, and a common electrode having an opening pattern is formed on the overcoat film. A black matrix made of an opaque conductive material is formed in contact with the common electrode. The second substrate is opposed to the first substrate, a gate wiring for transmitting a scan signal is formed on the second substrate, and a data wiring for transferring an image signal is insulated from the gate wiring and formed on the second substrate. A pixel electrode having an opening is formed in a region corresponding to the color filter on the second substrate, and the thin film transfers or blocks the image signal transmitted through the data line to the pixel electrode according to the scan signal transmitted through the gate line. The transistor is formed on the second substrate.
이 때, 블랙 매트릭스는 오버코트막과 공통 전극 사이에 형성될 수도 있다. 또, 게이트 배선은 두 줄의 본선과 두 본선을 연결하는 연결부를 포함하며, 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때 블랙 매트릭스에 의하여 정의되는 화소 영역의 주변부를 따라 게이트 배선이 노출되어 있도록 하는 것이 바람직하다. 공통 전극은 비정질 ITO나 IZO로 형성할 수 있다.At this time, the black matrix may be formed between the overcoat film and the common electrode. In addition, the gate wiring includes two lines connecting the main line and the two main lines, and when the liquid crystal display is viewed from the front, the gate wiring is preferably exposed along the periphery of the pixel region defined by the black matrix. Do. The common electrode may be formed of amorphous ITO or IZO.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 설명한다.Next, a structure of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
하부 기판(10) 위에 박막 트랜지스터(11)와 화소 전극(70)이 형성되어 있다. 좀 더 상세하게는 기판(10) 위에 가로 방향으로 형성되어 있는 게이트선(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 게이트선과 절연되어 교차하고 있으며 세로 방향으로 형성되어 있는 데이터선(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 화소 전극(70)에는 개구부를 형성해 둠으로써 광시야각을 확보하고 있다.The
게이트선은 주사 신호를 박막 트랜지스터(11)의 게이트 전극(도시하지 않음)에 전달하며, 데이터선은 화상 신호를 박막 트랜지스터(11)의 소스 전극(도시하지 않음)에 전달한다. 주사 신호는 박막 트랜지스터(11)의 반도체층(도시하지 않음)에 채널을 형성하거나 또는 차단하여 소스 전극으로부터 드레인 전극(도시하지 않음)으로 화상 신호를 전달하거나 차단하는 기능을 한다. 드레인 전극은 화소 전극(70)에 연결되어 있어서 화상 신호는 드레인 전극을 통하여 화소 전극(70)에 전달된다.The gate line transfers a scan signal to a gate electrode (not shown) of the
투명한 상부 기판(120)에는 적색, 녹색, 청색의 색 필터(121)가 형성되어 있고, 색 필터(121) 위에는 오버코트막(122)이 형성되어 있다. 오버코트막(122) 위에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(123)이 형성되어 있고, 공통 전극(123)의 위에는 Al 또는 Cr 등이 불투명한 도전 물질로 이루어진 블랙 매트릭스(124)가 형성되어 있다. 이 때, 공통 전극(123)에는 화소 전극(70)의 개구부와 함께 프린지 필드(fringe field)를 형성하여 광시야각을 확보하기 위한 개구부가 형성되어 있다.Red, green, and
상부 기판(120)과 하부 기판(10)의 사이에는 액정 물질이 주입되어 있다. The liquid crystal material is injected between the
이와 같이 블랙 매트릭스(124)를 도전성 물질로 형성하고 공통 전극(123)과 접촉하도록 형성하면, 블랙 매트릭스(124)도 공통 전극(123) 신호를 전달하는 도전 통로로 기능하게 됨으로써 공통 전극(123)의 면저항을 감소시킬 수 있다. As such, when the
또한, 공통 전극(123)의 면저항이 감소되므로 공통 전극(123)을 비정질 ITO나 IZO로 형성할 수 있다. 비정질 ITO나 IZO는 다결정 ITO 등에 비해 저항은 다소 높으나 오버코트막(122)과의 접착성이 좋다. 따라서 개구부를 정밀하게 형성할 수 있다.In addition, since the sheet resistance of the
도 3은 본 발명의 제2 실시예에따른 액정 표시 장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치와 공통 전극(123)과 블랙 매트릭스(124) 위치가 뒤바뀐 점을 제외하고 동일하다. 즉, 오버코트막(122) 위에 불투명한 도전 물질로 이루어진 블랙 매트릭스(124)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(124) 위에 투명한 공통 전극(123)이 형성되어 블랙 매트릭스(124)를 덮고 있다.The liquid crystal display according to the second embodiment is the same except that the positions of the liquid crystal display according to the first embodiment, the
이러한 구조를 통해서도 공통 전극(123)의 면저항을 감소시킬 수 있다.Through such a structure, the sheet resistance of the
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ'선에 대한 단면도이다.4 is a layout view of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV ′ of FIG. 4.
먼저, 하부 기판(10) 위에 게이트 본선(21, 22)이 두 개가 가로 방향으로 뻗어 있고, 이들 두 게이트 본선(21, 22)을 연결하는 연결부(23, 24)가 형성되어 있다. 게이트 배선(21, 22, 23, 24)의 위에는 게이트 절연막(30)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(30) 위의 게이트 전극(26) 상부에는 반도체층(40)이 형성되어 있으며, 반도체층(40)의 위에는 접촉층(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 또, 게이트 절연막(30) 위에는 세로 방향으로 데이터선(60)이 형성되어 있고, 데이터선(60)에는 가지의 형태로 소스 전극(65)이 형성되어 있다. 소스 전극(65)은 접촉층 위에까지 연장되어 있으며 소스 전극(65)과 인접하여 드레인 전극(66)이 형성되어 있다. 드레인 전극(66)도 소스 전극(65)과 대향하는 부분은 접촉층 위에 위치한다. 데이터 배선(60, 65, 66)의 위에는 보호막(80)이 적층되어 있다. 보호막(80)에는 드레인 전극(66)을 노출시키는 접촉구(81)가 형성되어 있다. 보호막(80) 위에는 화소 전극(70)이 형성되어서 접촉구(81)를 통하여 드레인 전극(66)과 연결되어 있다. 이 때 화소 전극(70)은 모서리가 곡선화된 사각형 수 개가 연결되어 있는 형태를 가진다.First, two gate
상부 기판(120)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 기판 과 동일한 구조로 형성되어 있다. 즉, 기판(120) 위에 색 필터(121), 오버코트막(122), 공통 전극(123) 및 블랙 매트릭스(124)가 차례로 형성되어 있다. 이 때, 블랙 매트릭스(124)에 의하여 정의되는 화소 영역의 주변부를 따라 하부 기판(10)의 게이트 배선(21, 22, 23, 24)의 일부가 노출되도록 블랙 매트릭스(124)와 게이트 배선(21, 22, 23, 24)의 배치를 조절한다. 노출되는 게이트 배선(21, 22, 23, 24)의 폭은 상하 기판의 정렬 오차보다 크게 되도록 한다.The
이렇게 하면, 블랙 매트릭스(124)와 게이트 배선(21, 22, 23, 24)이 함께 광 차단 패턴으로 작용함으로써 상하 기판 사이에 정렬 오차가 발생하더라도 빛샘은 발생하지 않는다 In this case, since the
이상과 같은 구조로 액정 표시 장치를 제조하면 공통 전극의 면저항을 감소시켜 공통 전극 신호의 왜곡을 감소시킬 수 있다. 또한 공통 전극을 비정질 ITO나 IZO 등으로 형성할 수 있어서 오버코트막과의 접착성을 높일 수 있고, 이를 통해 개구부의 모양을 정밀하게 조절할 수 있다.When the liquid crystal display device is manufactured as described above, distortion of the common electrode signal may be reduced by reducing the sheet resistance of the common electrode. In addition, since the common electrode may be formed of amorphous ITO, IZO, or the like, adhesion to the overcoat layer may be enhanced, and thus the shape of the opening may be precisely controlled.
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