KR100701068B1 - Pixel structure of fringe field switching mode liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구율에 영향을 주지않도록 하면서, 데이터 신호 전압에 의한 빛샘 현상을 막기 위한 차단층(Shield layer) 위치에 캐패시턴스를 형성하고 공통전극에서 상기 차단층의 모양을 변화시켜서 GCS(Gate Common Short)를 감소시킬 수 있도록 된 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조에 관한 것으로, 게이트 라인, 공통라인과 제 1 및 제 2 ITO 전극을 포함하는 에프에프에스 모드 또는 평면 스위칭(InPlane Switching)모드 액정표시소자의 픽셀구조에 있어서, 픽셀 전극의 가운데 위치에 설치되며 상부 ITO 전극의 폭보다 작게 형성된 공통전극과, 소스/드레인 층으로 게이트와 가깝게 형성된 차단층과, 상기 공통 전극과 상기 픽셀 전극이 서로 돌출되게 형성하여 오버랩 면적을 증가시키고, 동시에 상기 차단층이 있는 좌우 양쪽으로 스토리지캐패시터(Storage Capacitor)를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하여 TFT LCD의 평면 스위칭(InPlane Switching), FFS 구조에서 공통 전극이 픽셀 가운데 위치하는 경우 스토리지캐패시터를 형성하기 위해 초래되는 개구율의 감소가 줄어들어 휘도의 저하가 줄어드는 효과가 있다.The present invention forms a capacitance at a shield layer position to prevent light leakage due to data signal voltage while changing the shape of the barrier layer at a common electrode while preventing the aperture ratio from affecting the gate common short (GCS). The present invention relates to a pixel structure of an FPS mode liquid crystal display device capable of reducing the number of pixels, and includes a gate line, a common line, and first and second ITO electrodes. In the pixel structure, a common electrode formed at a center position of the pixel electrode and smaller than the width of the upper ITO electrode, a blocking layer formed close to the gate as a source / drain layer, and the common electrode and the pixel electrode protrude from each other. To increase the overlap area, and at the same time storage capacitors (Storage Ca) pacitor, which is formed by forming a pacitor. In the case of flat panel switching (InPlane Switching) of a TFT LCD, when the common electrode is located in the center of the pixel in the FFS structure, the decrease in the aperture ratio caused to form the storage capacitor is reduced, thereby reducing the decrease in luminance. There is.
Description
도 1 은 종래 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing a pixel structure of a conventional fs mode liquid crystal display device.
도 2 는 에프에프에스 모드 액정표시소자의 TFT 및 픽셀영역을 나타낸 단면도.Fig. 2 is a cross-sectional view showing a TFT and a pixel region of a fs mode liquid crystal display device.
도 3 은 본 발명에 따른 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조를 나타낸 평면도이다.3 is a plan view showing a pixel structure of a F-S mode liquid crystal display device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 게이트 라인 12 : 데이터 라인10
50 : 홀 126 : 차단층50: hole 126: blocking layer
140 : 공통라인 142 : 공통전극140: common line 142: common electrode
본 발명은 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개구율에 영향을 주지않는 차단층 위치에 캐패시턴스를 형성하고 공통전극에서 차단층의 모양을 변화시켜서 GCS(Gate Common Short)를 감소시킬 수 있도록 된 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a pixel structure of a F-S mode liquid crystal display device, and more particularly, to form a capacitance at a location of a blocking layer that does not affect the aperture ratio, and to change the shape of the blocking layer at a common electrode to obtain a gate common short (GCS). The present invention relates to a pixel structure of a fs mode liquid crystal display device which can be reduced.
본 발명은 LCD(Liquid Crystal Display) 분야에 적용될 수 있는 것으로 FFS(Fringe Field Switch)구조에서 GCS(Gate Common Short)를 줄이고자 공통 전극을 픽셀 가운데 위치하는 방법은 휘도 저하가 유발되는 문제점이 있었다.The present invention can be applied to the field of LCD (Liquid Crystal Display), the method of positioning the common electrode in the center of the pixel to reduce the gate common short (GCS) in the FFS (Fringe Field Switch) structure has a problem that the luminance is caused.
도 1 은 종래 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조를 나타낸 평면도로서, 이에 도시한 바와 같이, FFS(Fringe Field Switching)구조는 기존의 같은 층으로 게이트와 공통 전극이 인접한 경우는 공정 불량에 의한 GCS(Gate Common Short)가 많이 발생하므로 이를 개선하기 위해 공통 전극(14)을 픽셀 가운데 위치시킨 기술을 나타낸다.FIG. 1 is a plan view showing a pixel structure of a conventional FPS mode liquid crystal display device. As shown in FIG. 1, a FFS (Fringe Field Switching) structure has a conventional same layer and a GCS due to a process defect when a gate and a common electrode are adjacent to each other. Since a lot (Gate Common Short) occurs, the
그러나, 이 기술에서는 스토리지캐패시터(Storage Capacitor)를 형성하기 위해서 공통전극(14)과 픽셀 전극(24)이 오버랩(overlap)되는 면적이 필요하므로 픽셀 가운데 금속 전극과 픽셀 전극간이 중복되어 빛이 투과되지 못하는 영역이 존재하여 휘도의 감소가 불가피하게 되는 문제점 있었다. 또한 데이터 신호 전압에 의해 빛샘 현상을 막기 위한 차단층(shield bar)(26)이 기존의 FFS구조에서와 마찬가지로 게이트 전극과 가깝기 때문에 게이트 남김(remain)으로 인한 GCS가 발생될 확률이 매우 높은 단점을 가지고 있다.However, in this technology, since the
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 액정표시장치에서의 문제점을 개선하기 위해 안출한 것으로, 개구율에 영향을 주지않는 차단층 위치에 캐패시턴스를 형성하고 공통전극에서 차단층의 모양을 변화시켜서 GCS(Gate Common Short)를 감소시킬 수 있도록 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the problems in the conventional liquid crystal display device as described above, by forming a capacitance at the position of the blocking layer does not affect the opening ratio and by changing the shape of the blocking layer in the common electrode GCS (Gate) In order to reduce the common short), the present invention provides a pixel structure of a F-S mode liquid crystal display device.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 게이트 라인, 공통라인과 제 1 및 제 2 ITO 전극을 포함하는 에프에프에스 모드 또는 평면 스위칭(InPlane Switching)모드 액정표시소자의 픽셀구조에 있어서,According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, the FPS mode or InPlane Switching mode of the liquid crystal display device including a gate line, a common line and the first and second ITO electrode In the pixel structure,
픽셀 전극의 가운데 위치에 설치되며 상부 ITO 전극의 폭보다 작게 형성된 공통전극과, 소스/드레인 층으로 게이트와 가깝게 형성된 차단층과, 상기 공통 전극과 상기 픽셀 전극이 서로 돌출되게 형성하여 오버랩 면적을 증가시키고, 동시에 상기 차단층이 있는 좌우 양쪽으로 형성한 스토리지캐패시터를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀구조가 제공된다.A common electrode formed at a center position of the pixel electrode and smaller than the width of the upper ITO electrode, a blocking layer formed close to the gate as a source / drain layer, and the common electrode and the pixel electrode are formed to protrude from each other to increase an overlap area; And a storage capacitor formed at both the left and right sides of the blocking layer at the same time, thereby providing a pixel structure of an FSF mode liquid crystal display device.
또한 본 발명에 있어서, 상기 공통 전극은 상기 게이트와 떨어져있고, 상기 차단층의 모양은 ㅁ,ㅇ,ㅍ자 등으로 넓은 패턴으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the common electrode is separated from the gate, the blocking layer is characterized in that formed in a wide pattern, e.
또한 본 발명에 있어서, 절연막 사이에 공통 전극과 데이터 라인과의 오버랩 되어 형성된 캐패시턴스 값을 줄이기 위해 상기 공통 전극의 모양이 가운데가 박스 모양으로 홀이 형성되어 면적을 감소시킨 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, in order to reduce the capacitance value formed by overlapping the common electrode and the data line between the insulating film, the shape of the common electrode has a structure in which a hole is formed in the center of the box to reduce the area. .
본 발명에 따른 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조의 특징을 열거하면, 첫째로, 스토리지캐패시터 형성 위치를 변화시켜 공통 전극이 픽셀 가운데 위치한 경우 개구율이 감소되어 이로 인한 휘도 저하를 줄이고자 개구율에 영향을 주지 않는 게이트 실드 바 위치에 캐패시턴스를 형성하였다.The characteristics of the pixel structure of the FSF mode liquid crystal display device according to the present invention are enumerated. First, when the common capacitor is positioned in the pixel by changing the storage capacitor formation position, the aperture ratio is reduced, thereby affecting the aperture ratio in order to reduce the luminance decrease. Capacitance was formed at the gate shield bar positions that do not apply.
둘째로, 공통 전극에서 차단층의 모양을 변화시켜서 GCS를 줄였다.Second, the GCS was reduced by changing the shape of the blocking layer in the common electrode.
셋째로, 게이트 바가 짧기 때문에 차단층 역할을 충분히 하지 못하므로 이를 보안하기 위해서 플로팅된 소스/드레인 금속을 사용하여 빛샘 방지용 차단층을 형성하였다.Third, because the gate bar is short, the barrier layer may not function as a blocking layer, and thus, a floating layer / drain metal is used to form a blocking layer for preventing light leakage.
넷째로, 공통전극과 데이터 라인과의 오버랩을 감소시켜서 데이터 라인에 발생되는 캐패시턴스 값을 줄였다.Fourth, the capacitance value generated in the data line was reduced by reducing the overlap between the common electrode and the data line.
도 2 는 에프에프에스 모드 액정표시소자의 TFT 및 픽셀영역을 나타낸 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 유리기판(1)상에 형성된 게이트 금속(2)과 제1 절연층인 SiONx층(3)과, 제 2 절연층인 SiNx층(4)과, a-Si층(5) 및 n+a-Si층(6)이 있고, 소스/드레인 전극층(7)이 형성되어 있다. 참고부호 8은 패시베이션층으로서 이와 같이 하여 박막 트랜지스터 부분이 형성된다. 또한 공통 데이터 라인 부분은 유리 기판(1)상에 형성된 제 1 ITO(Indium Tin Oxide)(22)과, 공통 게이트 라인(14)이 형성되고 그 상부에 SiONx층(3)이 형성되고, 이후 차단층(26)이 형성되고, 제 2 ITO층(24)가 형성되어 있다. 이 공통 데이터 라인부분이 본 발명과 관련된 부분이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating TFTs and pixel regions of the FSF mode liquid crystal display device. As shown therein, a gate metal 2 formed on the glass substrate 1 and a SiONx layer 3 serving as a first insulating layer are shown. And a
도 3 은 본 발명에 따른 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀 구조를 나타낸 평면도로서, 도 1 과 유사한 도면이다.FIG. 3 is a plan view illustrating a pixel structure of a F-S mode liquid crystal display device according to the present invention, and is similar to FIG. 1.
첫째로 본 발명에서는 공통전극은 데이터 전압의 레퍼런스(reference) 역할을 하므로 DC 바이어스가 인가되어 저항값에 크게 영향을 받지 않기 때문에 공통 전극(142)의 폭을 줄일 수 있다. 반면에 면적이 작아 충전 용량이 부족하게 된다. 이를 보안하여 충분히 큰 스토리지캐패시터 용량을 얻기 위해서 일반적으로 빛샘을 막기 위해 사용되는 데이터 라인(12) 옆에 있는 차단층(126) 위치에 픽셀 전극(24)과 공통 전극 라인(140) 사이에 오버랩되는 면적을 증가시켜 스토리지캐패시터를 형성하여 개구율의 감소를 보안할 수 있도록 하였다.First, in the present invention, since the common electrode serves as a reference of the data voltage, the width of the
두 번째로 게이트 박막 형성시 형성하는 금속 차단층은 일반적으로 데이터 전압에 의해 인접한 픽셀 전극에 존재하는 액정이 구동되어 생기는 빛샘현상을 막기 위해서 H모양으로 형성한다. 그러나 가능한 빛샘 현상을 줄이기 위해 기존의 기술과 같이 차단층을 게이트와 가깝도록 형성하면 공통 전극을 픽셀 가운데 위치시키더라도 GCS가 발생할 확률이 증가하게 된다. 따라서 본 발명에서는 공통 메탈 차단층(126)을 짧게 설계 하였고, 가는 패턴을 가진 H자 모양 대신 패턴 불량에 유리한 ㅁ자 모양을 형성하여 포토리소그래피나 식각 불량으로 발생될 수 있는 GCS를 줄였다. 또한 공통 전극 대신에 소스/드레인 금속을 사용하여 게이트와 가깝게 차단층(126)을 형성하여 효과적으로 빛샘 현상을 줄일 수 있다.Secondly, the metal blocking layer formed during the formation of the gate thin film is generally formed in an H shape to prevent light leakage caused by driving liquid crystal present in adjacent pixel electrodes by data voltage. However, if the blocking layer is formed to be close to the gate as in the conventional technique, to reduce the possible light leakage, the probability of generating GCS increases even if the common electrode is placed in the center of the pixel. Therefore, in the present invention, the common
세 번째로 공통 금속과 데이터 라인과의 오버랩 면적이 크면 캐패시턴스 값이 커져 이로 인한 신호의 RC 딜레이가 커지기 때문에 바람직하지 않다. 또한 데이터 수리(repair) 영역이 줄어들고 데이터 구동 전압이 증가되는 단점이 초래된다. 이러한 점을 개선하기 위해 데이터 라인과 겹치는 공통 라인 전극에서 가운데를 박스 모양으로 구멍(50)을 뚫어서 공통 전극(140)과 데이터 신호(12)선과의 오버랩을 효과적으로 줄여 원치 않는 캐패시턴스 성분을 줄였다.Thirdly, a large overlap area between the common metal and the data line is not desirable because the capacitance value increases, resulting in a large RC delay of the signal. In addition, there is a disadvantage in that the data repair area is reduced and the data driving voltage is increased. In order to improve this, the hole 50 is formed in the center of the common line electrode overlapping the data line, thereby effectively reducing the overlap between the
상기 도 3에서 스토리지캐패시터를 형성하기 위한 공통 전극의 면적이 픽셀전극의 면적 보다 넓고 또한 데이터 라인(12)의 폭이 공통라인과 겹치는 영역에서 점선처럼 중간부위를 줄였다(12-1).In FIG. 3, the area of the common electrode for forming the storage capacitor is larger than that of the pixel electrode and the width of the
따라서, 상기한 본 발명에 따른 에프에프에스 모드 액정표시소자의 픽셀구조에 의하면, TFT LCD의 평면 스위칭(InPlane Switching), FFS 구조에서 공통 전극이 픽셀 가운데 위치하는 경우 스토리지캐패시터를 형성하기 위해 초래되는 개구율의 감소가 줄어들어 휘도의 저하가 줄어드는 효과가 있다.Therefore, according to the pixel structure of the FPS mode liquid crystal display device according to the present invention, the aperture ratio caused to form the storage capacitor when the common electrode is located in the center of the pixel in the InPlane Switching, FFS structure of the TFT LCD There is an effect of reducing the decrease in the luminance decreases.
또한, 스토리지캐패시터를 픽셀 전극 가운데가 아닌 데이터 신호선 옆에 차단층이 있는 자리에 형성하여 큰 용량을 갖는 스토리지캐패시터를 형성할 수 있는 효과가 있다.In addition, the storage capacitor may be formed in a position where the blocking layer is next to the data signal line rather than in the center of the pixel electrode, thereby forming a storage capacitor having a large capacity.
또한 게이트와 같은 게이트를 차단층이 붙어서 형성되는 GCS를 줄일 수 있어 층간 절연이나 특별한 공정 추가 없이도 수율 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.In addition, the GCS formed by attaching a blocking layer to a gate, such as a gate, can be reduced, so that an improvement in yield can be expected without the need for interlayer insulation or a special process.
또한 빛샘 현상을 줄이기 위해 소스/드레인 공정시 데이터라인과 마찬가지로 플로팅된 금속을 형성하여 차단층 역할을 하게 한다. 이로 인해 소스/드레인 차단층이 게이트 라인에 구애받지 않고 가깝게 형성할 수 있어 빛샘 현상을 효과적으로 줄일 수 있다.In addition, to reduce light leakage, the floating metal is formed like a data line in a source / drain process to serve as a blocking layer. As a result, the source / drain blocking layer can be formed closely regardless of the gate line, thereby effectively reducing light leakage.
또한 기존 H모양을 갖는 게이트 차단층 대신 넓은 면을 가진 ㅁ, ㅇ, ㅍ자 모양을 형성하여, 가는 패턴 끝에서 포토리소그래피 및 식각 불량으로 발생될 수 있는 패턴 불량을 감소시킬 수 있고 따라서 GCS를 효과적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, by forming a ㅁ, ㅇ, ㅍ with a large surface instead of the conventional H-shaped gate blocking layer, it can reduce the pattern defects that can be caused by photolithography and etching defects at the end of the thin pattern, thereby effectively reducing the GCS It can be effective.
또한 공통 전극과 데이터라인 사이에 오버랩 되는 면적을 줄여서 데이터 라인에 기생하는 캐패시턴스 값을 줄여 RC 딜레이를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by reducing the overlapping area between the common electrode and the data line, the parasitic capacitance value of the data line can be reduced to reduce the RC delay.
아울러 상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications, modifications and the like are within the scope of the claims It should be seen as belonging.
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KR970062778A (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-12 | 순페이 야마자키 | Electro-optical device and its manufacturing method |
KR19990031268A (en) * | 1997-10-10 | 1999-05-06 | 윤종용 | LCD Display |
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2000
- 2000-12-29 KR KR1020000086103A patent/KR100701068B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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