KR100801152B1 - In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는, 기판과; 상기 기판 상에 제 1 방향으로 형성된 다수 개의 게이트 배선과; 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 다수 개의 데이터 배선과; 상기 게이트 및 데이터 배선이 교차되는 지점에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 게이트 배선과 일정간격 이격된 위치에서 상기 제 1 방향으로 형성된 공통 배선과; 상기 공통 배선과 연결되어 상기 제 2 방향으로 위치하는 다수의 공통 전극과; 상기 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 다수의 공통 전극과 서로 엇갈리게 배치된 다수 개의 화소 전극과; 상기 다수 개의 화소 전극을 서로 연결시키며, 상기 제 2 방향으로 상기 게이트 배선을 완전히 덮으며 형성된 화소 전극 연결부를 포함하는 횡전계형 액정표시장치용 기판을 제공하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the substrate; A plurality of gate lines formed on the substrate in a first direction; A plurality of data lines formed in a second direction crossing the first direction; A thin film transistor formed at a point where the gate and the data line cross each other; A common wiring formed in the first direction at a position spaced apart from the gate wiring by a predetermined distance; A plurality of common electrodes connected to the common wire and positioned in the second direction; A plurality of pixel electrodes connected to the thin film transistors and alternately disposed with the plurality of common electrodes; A substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device including a plurality of pixel electrodes connected to each other and a pixel electrode connection part formed to completely cover the gate wiring in the second direction is provided.
Description
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 오프(off), 온(on) 상태에서의 동작특성을 나타낸 단면도. 2A and 2B are cross-sectional views showing operation characteristics in off and on states of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 3은 종래의 횡전계형 액정표시장치에 대한 평면도. 3 is a plan view of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.
도 4는 상기 도 3의 절단선 IV-IV에 따라 절단된 단면을 도시한 단면도. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치용 하부 기판의 평면도. 5 is a plan view of a lower substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 상기 도 5의 절단선 VI-VI에 따라 절단된 단면을 도시한 단면도. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치용 하부 기판의 평면도. 7 is a plan view of a lower substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 상기 도 7의 "VIII"영역에 대한 확대도. FIG. 8 is an enlarged view of region “VIII” of FIG. 7;
도 9는 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치에 대한 단면도.
9 is a cross-sectional view of a transverse electric field type 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>
202 : 게이트 배선 206 : 공통 배선202: gate wiring 206: common wiring
208 : 제 1 공통 전극 210 : 제 2 공통 전극208: first common electrode 210: second common electrode
220 : 데이터 배선 222 : 제 3 공통 전극220: data wiring 222: third common electrode
230 : 화소 전극
230: pixel electrode
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것이며, 특히 횡전계형(IPS ; In-Plane Switching mode) 액정표시장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다. In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 광학적 이방성에 의하여 액정의 분자배열을 조정하면, 이에 따라 빛이 굴절하여 화상 정보를 표현할 수 있다. Accordingly, when the molecular arrangement of the liquid crystal is adjusted by the optical anisotropy of the liquid crystal, light may be refracted to express image information.
현재에는, 각 화소를 개폐하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)가 화소마다 위치하여 이 박막트랜지스터와 연결되는 제 1 전극은 화소 단위로 온/오프되는 화소 전극으로, 또 하나의 전극인 제 2 전극은 공통 전극으로 이용하는 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD ; Active Matrix Liquid Crystal Display)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다. Currently, a thin film transistor (TFT), which is a switching element that opens and closes each pixel, is positioned for each pixel, and the first electrode connected to the thin film transistor is a pixel electrode that is turned on and off in units of pixels. In the second electrode, an active matrix liquid crystal display (AM-LCD) used as a common electrode has been attracting the most attention because of its excellent resolution and ability to implement video.
즉, 상기 액정표시장치는 액정층이 개재되며 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판(상부 기판) 및 화소 전극이 형성된 어레이 기판(하부 기판)으로 이루어지며, 이러한 액정표시장치에서는 서로 대향되게 배치된 공통 전극과 화소 전극간에 걸리는 수직 전기장에 의해 액정을 구동시킴에 따라 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다. 그러나, 수직 전기장에 의해 액정을 구동시키게 되면 기판과 액정의 장축이 수직을 이루게 되어 시야각 범위가 좁은 단점이 있다. That is, the liquid crystal display includes a color filter substrate (upper substrate) having a liquid crystal layer interposed therebetween and an array substrate (lower substrate) having pixel electrodes formed thereon, and in the liquid crystal display device, common electrodes disposed to face each other. As the liquid crystal is driven by the vertical electric field applied between the and the pixel electrodes, the characteristics such as transmittance and aperture ratio are excellent. However, when the liquid crystal is driven by the vertical electric field, the long axis of the substrate and the liquid crystal are perpendicular to each other, so that the viewing angle range is narrow.
최근에는 액정표시장치의 시야각 특성을 개선하기 위하여, 횡전계형(수평 전계 방식) 액정표시장치가 제안되었다. Recently, in order to improve the viewing angle characteristic of a liquid crystal display, a horizontal electric field type (horizontal electric field type) liquid crystal display has been proposed.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 단면도이고, 도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 전압 오프(off), 온(on) 상태에서의 동작특성을 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a general transverse electric field type liquid crystal display device, and FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing operation characteristics in voltage off and on states of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 1에서와 같이, 횡전계형 액정표시장치는 컬러필터 기판인 상부 기판(10)과 어레이 기판인 하부 기판(20)이 서로 대향되게 배치되어 있고, 이 상부 및 하부 기판(10, 20) 사이에는 액정층(30)이 개재된 구조에 있어서, 상기 하부 기판(20) 상에 공통 전극(22)과 화소 전극(24)이 모두 구비되어 있어, 공통 전극(22)과 화소 전극(24) 간에 생성되는 수평 전계(26)에 의해 액정층(30)이 수평방향으로 구동되는 것을 특징으로 한다. As shown in FIG. 1, in a transverse electric field type liquid crystal display device, an
도 2a, 2b는 전압 오프(off)/온(on) 상태에서의 액정 분자(32)의 동작 특성을 각각 나타낸 것으로, 도 2a에서와 같이 전압 오프(off)시에는 액정 분자(32)의 상변이가 발생되지 않는다. 그리고, 도 2b에서는, 전압이 인가됨에 따라 공통 전극(22) 및 화소 전극(24)과 각각 대응된 위치의 액정 분자(32a)의 상변이는 없으나, 공통 전극(22)과 화소 전극(24) 사이 구간에 위치하는 액정 분자(32b)는 공통 전극(22)과 화소 전극(24) 간에 생성되는 수평 전계(26)에 의하여 기판과 평행하게 배열되는 동작특성을 가지게 된다. 2A and 2B show the operating characteristics of the
즉, 이와 같이 횡전계형 액정표시장치에서는 액정이 수평전계에 의해 이동하므로, 표시 화면을 정면에서 보았을 때 상/하/좌/우 방향으로 약 80°~ 85°방향까지 가시할 수 있게 되어, 기존의 수직전계 방식 액정표시장치보다 시야각 범위를 넓힐 수 있게 된다. That is, in the transverse electric field type liquid crystal display device, the liquid crystal moves by the horizontal electric field, so that when the display screen is viewed from the front, it can be seen from about 80 ° to 85 ° in the up / down / left / right directions. It is possible to widen the viewing angle range than the vertical field type liquid crystal display device.
이하, 종래의 횡전계형 액정표시장치에 대해서 도 3을 참조하여 좀 더 상세히 설명하며, 액정표시장치용 하부 기판 구조를 중심으로 도시하였다. Hereinafter, the conventional transverse electric field type liquid crystal display device will be described in more detail with reference to FIG. 3, and the center of the lower substrate structure for the liquid crystal display device is illustrated.
도시한 바와 같이, 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터(T)를 온(on)시키는 게이트 배선(40)과, 게이트 배선(40)과 교차되는 데이터 배선(52)과, 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소 전극(56)과, 공통 전압이 인가되는 공통 전극(42)이 형성됨에 있어서, 상기 게이트 및 데이터 배선(40, 52)이 교차되는 영역은 화소 영역(P)으로 정의된다. As shown, the thin film transistor T, the gate wiring 40 for turning on the thin film transistor T, the
그리고, 하나의 화소 영역(P)별로 공통 전극(42)에서는 데이터 배선(52)과 근접하게 배치되는 패턴을 포함하여 세개의 패턴으로 구성되는 공통 배선(44)이 분기되어 있고, 상기 공통 전극(42)과 중첩되어 캐패시터 전극(54)이 형성되어 있으며, 캐패시터 전극(54)에서는 상기 공통 배선(44)과 서로 엇갈리게 배치되는 화소 전극(56)이 일체로 연결되어 있다. In the
이때, 상기 공통 전극(42) 및 게이트 배선(40)은 동일 공정에서 동일 물질로 이루어지며, 바람직하기로는 비저항값이 낮은 불투명 금속물질로 이루어지고, 상기 화소 전극(56)은 투명 도전성 물질로 이루어진다. In this case, the
상기 공통 전극(42) 및 캐패시터 전극(54)이 중첩된 영역은 절연체가 개재된 상태에서 스토리지 캐패시터(CST)를 이룬다. The region where the
상기 횡전계형 액정표시장치에서는, 데이터 배선(52)과 화소 전극(56) 사이에 공통 배선(44)이 위치하는 것이 화질 특성상 중요하다. 왜냐하면, 데이터 배선(52)과 화소 전극(56)이 인접구성되면, 데이터 배선(52)으로부터 발생되는 전계가 화소 전극(56)에 영향을 줌에 따라 화질 저하 현상인 크로스 토크(cross talk)가 발생되기 때문이다. In the transverse electric field type liquid crystal display device, it is important for the image quality characteristic that the
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(40) 상에 위치하는 "i"형 반도체층(46)과, 반도체층(46) 상에 위치하며 화소 전극(56)과 연결되는 드레인 전극(50)과, 드레인 전극(50)과 일정간격 이격되며, 상기 데이터 배선(52)에서 분기된 소스 전극(48)을 포함한다. 이때, 상기 반도체층(46)으로 빛이 조사되는 것을 방지하기 위하여 게이트 배선(40)의 내부에 형성되어 있다. 또한, 상기 횡전계형 액정표시장치에서는 상, 하로 인접한 화소 간에 박막트랜지스터(T)가 이어져 구성됨에 따라, 상기 데이터 배선(52)에서 인출되는 소스 전극(48)이 상, 하 방향으로 인출되어 있다.
The thin film transistor T may include an “i”
그리고, 화소 영역(P)별 교차부에 형성된 반도체 패턴(47)은 게이트 배선(40)과 데이터 배선(52) 그리고, 공통 배선(44)과 데이터 배선(52)간의 단락을 방지하는 목적을 가진다. The
도 4는 상기 도 3의 절단선 IV-IV에 따라 절단된 단면을 도시한 것으로, 상부 및 하부 기판의 적층 구조에 대해서 나타내었다. 4 is a cross-sectional view taken along the cutting line IV-IV of FIG. 3, and illustrates a laminated structure of upper and lower substrates.
도시한 바와 같이, 액정층(90)이 개재되어 있으며, 화소 영역(P) 및 화소 영역(P)내 실질적으로 화면을 구현하는 영역으로 정의할 수 있는 개구부(PP)가 정의된 상부 및 하부 기판(70, 60)이 대향되게 배치된 구조에서, 하부 기판(60)의 투명 기판(1) 상부에는 화소 영역(P)별로 서로 일정간격 이격된 다수 개의 공통 전극(44)이 형성되어 있고, 공통 전극(44) 상부에는 게이트 절연막(45)이 형성되어 있고, 좌측부의 두 개의 공통 전극(44) 사이에는 데이터 배선(52)이 위치하고, 화소 영역(P) 내에는 공통 전극(44)과 화소 전극(56)이 번갈아가며 배치되어 있으며, 공통 배선(44), 데이터 배선(52), 화소 전극(56) 및 게이트 절연막(45) 상에는 보호층(57)이 형성되어 있다. As illustrated, the upper and lower substrates having the
그리고, 상기 상부 기판(70)의 투명 기판(1) 하부에는 데이터 배선(52) 및 데이터 배선(52)과 인접구성된 공통 전극(44)과 대응되는 위치에 블랙매트릭스(72)가 형성되어 있고, 블랙매트릭스(72)와 연결되어 화소 영역(P)별로 컬러별 컬러필터(74)가 반복적으로 형성되어 있고, 컬러필터(74) 하부에는 오버코트층(76 ; overcoat layer)이 형성되어 있다. The
이 오버코트층(76)은 컬러필터(74)를 이루는 염료 또는 안료 성분이 액정층(90)으로 침투되는 것을 방지하는 목적과, 평탄화를 위해 형성된다. 그리고, 오버코트층(76)과 액정층(90) 사이의 접촉면과, 상기 하부 기판(60)의 보호층(57)과 액정층(90) 사이의 접촉면에는 액정층(90)의 배향을 용이하게 유도하기 위한 상부 및 하부 배향막(77, 58)이 각각 형성되어 있다. 그리고, 상부 및 하부 기판(70, 60)의 각 외부면에는 전압 오프상태에서 완벽한 블랙 또는 화이트 화질을 구현하기 위하여 상부 및 하부 편광판(78, 59)이 각각 부착되어 있다. The
그러나, 이러한 종래의 횡전계형 액정표시장치는, 화소 영역의 중앙부에 위치하는 공통 전극이 불투명 금속으로 이루어지고, 스토리지 캐패시터를 공통 배선과 화소 전극의 중첩 면적에 의존한다는 점 등에 의해 개구율 및 스토리지 캐패시터 용량이 낮은 단점이 있다. However, such a conventional transverse field type liquid crystal display device has an aperture ratio and a storage capacitor capacitance due to the fact that the common electrode positioned at the center of the pixel region is made of an opaque metal, and the storage capacitor depends on the overlapping area between the common wiring and the pixel electrode. This has a low disadvantage.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 개구율 및 스토리지 캐패시터 향상구조 횡전계형 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a transverse electric field type liquid crystal display device having an aperture ratio and a storage capacitor enhancement structure.
이하, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제안하는 실시예들에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, embodiments proposed by the present invention will be described with reference to the drawings to achieve the above object.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 횡전계형 액정표시장치용 하부 기판에 대한 평면도로서, 하나의 화소부를 기준으로 도시하였다. FIG. 5 is a plan view of a lower substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 게이트 배선(102)이 형성되어 있고, 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 데이터 배선(120)이 형성되어 있고, 게이트 및 데 이터 배선(102, 120)이 교차되는 지점에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있다. As shown, the
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(102)에서 분기된 게이트 전극(104)과, 게이트 전극(104) 및 데이터 배선(120)과 중첩되게 형성된 반도체층(112)과, 반도체층(112) 상에서 서로 일정간격 이격되게 위치하는 소스 전극(114) 및 드레인 전극(116)을 포함한다. The thin film transistor T may include a
본 발명에서는 상기 반도체층(112)을 데이터 배선(120)과 대응되는 패턴으로 연장형성하고, 박막트랜지스터(T)를 온(on)시키는 게이트 물질을 게이트 전극(104)으로 한다. In the present invention, the
이때, 상기 데이터 배선(120)과 대응되게 위치하는 반도체층(112) 영역은 데이터 배선(120)의 버퍼층 역할을 한다. 그리고, 종래와 달리 박막트랜지스터(T)를 게이트 전극(104)부에 구성함에 따라, 박막트랜지스터(T)를 이루는 반도체층(112)으로 빛이 유입되는 것은 미도시한 블랙매트릭스로 차단할 수 있다. In this case, an area of the
그리고, 상기 게이트 배선(102)과 일정간격 이격된 위치에서 평행한 방향으로 공통 전압을 인가받는 공통 배선(106)이 형성되어 있고, 이 공통 배선(106)에서는 데이터 배선(120)과 평행한 방향으로 제 1, 2 공통 전극(108, 110)이 분기되어 있다. In addition, a
상기 게이트 배선(102)은 비저항값이 낮은 불투명 금속으로 이루어지고, 바람직하기로는 몰리브덴(Mo), 알루미늄 네오디뮴(AlNd)를 각각 상, 하부층으로 하는 이중층 금속으로 구성되는 것이 바람직하다. The
그리고, 제 1, 2 공통 전극(108, 110) 사이 구간에는 제 1, 2 공통 전극(108, 110)과 평행한 방향으로 투명 도전성 물질(바람직하기로는, ITO(indium tin oxide))로 이루어진 제 3 공통 전극(122)이 형성된다. 여기서, 제 1, 2 공통 전극(108, 110)은 각각 제 1a, 1b 공통 전극(108a, 108b) 및 제 2a, 2b 공통 전극(110a, 110b)으로 이루어지고, 이때 제 1a, 2a 공통 전극(108a, 110a)은 게이트 배선(102)과 동일 물질로 이루어지며, 제 1b, 2b 공통 전극(108b, 110b)은 제 3 공통 전극(122)과 동일 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 특히, 제 2b 공통 전극(110b)과 제 3 공통 전극(122)은 공통 배선(106)과 대응되는 위치의 공통 전극 연결부(124)를 통해 일체형으로 연결되어 있으며, 제 1a, 1b 공통 전극(108a, 108b)과 제 2a, 2b 공통 전극(110a, 110b)은 각각 공통 전극 콘택홀(111)을 통해 서로 연결되어 있다. In addition, a section made of a transparent conductive material (preferably indium tin oxide (ITO)) in a direction parallel to the first and second
그리고, 상기 박막트랜지스터(T)와 연결된 화소 전극 제 1 연결부(126) 및 게이트 배선(102)과 중첩되는 화소 전극 제 2 연결부(128)가 서로 마주보는 구간에서 제 2 방향으로 화소 전극(130)이 다수 개 분기되어 있으며, 이 화소 전극(130)은 상기 제 1 공통 전극(108)과 제 3 공통 전극(122) 사이 구간 및 제 3 공통 전극(122)과 제 2 공통 전극(110) 사이 구간에 각각 위치한다. 상기 화소 전극 제 1 연결부(126) 및 화소 전극 제 2 연결부(128) 그리고 화소 전극(130)을 이루는 재질은 제 3 공통 전극(122)과 동일한 물질에서 선택된다. The
더욱이, 상기 횡전계형 액정표시장치에서는 드레인 전극(116)에서 연장형성되어 상기 공통 배선(106)과 대응되는 패턴으로 형성된 캐패시터 전극(118)이 형성되어 있고, 캐패시터 전극(118)과 공통 배선(106)이 중첩되는 영역은 절연체가 개재된 상태에서 공통 방식의 제 1 스토리지 캐패시터(CST1)를 이루고, 게이트 배선(102)과 중첩되는 화소 전극 제 2 연결부(128) 영역은 절연체가 개재된 상태에서 전단 게이트 방식의 제 2 스토리지 캐패시터(CST2)를 이룬다. Further, in the transverse electric field type liquid crystal display device, a
특히, 제 1 스토리지 캐패시터(CST1)는 공통 배선(106)과 캐패시터 전극(118)이 중첩된 영역에서의 스토리지 캐패시터 및 공통 배선(106)과 캐패시터 전극(118) 그리고 화소 전극(130) 또는 공통 배선(106)과 캐패시터 전극(118) 그리고 공통 전극 연결부(124)가 삼중으로 중첩된 영역에서는 직렬방식의 스토리지 캐패시터의 합으로 이루어진다. In particular, the first storage capacitor C ST1 includes the storage capacitor and the
이와 같이, 본 실시예에 의하면 별도의 공정 추가없이 중앙부에 위치하는 제 3 공통 전극(122)을 투명 도전성 물질로 구성함에 따라 개구율 향상을 꾀할 수 있으며, 전단 게이트 방식과 공통 방식을 채용하여 스토리지 캐패시터(CST)의 용량을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present exemplary embodiment, the aperture ratio may be improved by forming the third
그러나, 이와 같은 구조의 횡전계형 액정표시장치에서는 상기 게이트 배선(102) 단차부와 대응되는 위치의 화소 전극(130)이 단선되는 불량이 발생되기 쉽다. 좀 더 상세히 설명하기 위하여, 게이트 배선(102) 단차부에 대한 단면도를 하기와 같이 제시한다. However, in the transverse electric field type liquid crystal display device having such a structure, a defect in which the
도 6은 상기 도 5의 절단선 VI-VI에 따라 절단된 단면에 관한 것이다. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5.
도시한 바와 같이, 게이트 배선(102)이 형성된 기판(101) 상에, 게이트 배선(102) 및 기판 전면을 덮는 게이트 절연막(107)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(107) 상부에는 화소 전극 제 2 연결부(128)와 화소 전극(130)이 일체로 형성되어 있다. As shown, a
상기 게이트 절연막(107)을 이루는 물질은 저온 공정이 가능하며, 접착 특성이 우수한 일종의 무기절연물질인 실리콘 질화막(SiNX) 또는 실리콘 산화막(SiOX)이 주로 이용된다. The material constituting the
그러나, 이러한 무기절연물질은 실리콘 원자간의 결합력이 약하기 때문에, 기판과 게이트 배선(102)이 이루는 단차부위에 대한 성막 정도를 나타내는 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 떨어져, 이러한 게이트 절연막(107)의 단차부와 대응되는 영역(Ⅶ)에서의 화소 전극(130)은 공정 중 게이트 배선(102)과 단락되거나 또는 단선되기 쉬워 패턴 불량이 발생된다. However, since the inorganic insulating material has a weak bonding force between the silicon atoms, the step coverage characteristic indicating the film formation degree on the stepped portion formed by the substrate and the
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 게이트 배선과 중첩되는 화소 전극 구조를 변경하여 공정 마진(margin)을 확보하고, 생산수율이 향상된 횡전계형 액정표시장치를 제공하고자 한다.
In order to improve this problem, another embodiment of the present invention is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device to secure the process margin (margin) by changing the pixel electrode structure overlapping the gate wiring, and improved production yield.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에서는 기판과; 상기 기판 상에 제 1 방향으로 형성된 다수 개의 게이트 배선과; 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성된 다수 개의 데이터 배선과; 상기 게이트 및 데이터 배선이 교차되는 지점에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 게이트 배선과 일정간격 이격된 위치에서 상기 제 1 방향으로 형성된 공통 배선과; 상기 공통 배선과 연결되어 상기 제 2 방향으로 위치하는 다수의 공통 전극과; 상기 박막트랜지스터와 연결되며, 상기 다수의 공통 전극과 서로 엇갈리게 배치된 다수 개의 화소 전극과; 상기 다수 개의 화소 전극을 서로 연결시키며, 상기 제 2 방향으로 상기 게이트 배선을 완전히 덮으며 형성된 화소 전극 연결부를 포함하는 횡전계형 액정표시장치용 기판을 제공한다. In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention; A plurality of gate lines formed on the substrate in a first direction; A plurality of data lines formed in a second direction crossing the first direction; A thin film transistor formed at a point where the gate and the data line cross each other; A common wiring formed in the first direction at a position spaced apart from the gate wiring by a predetermined distance; A plurality of common electrodes connected to the common wire and positioned in the second direction; A plurality of pixel electrodes connected to the thin film transistors and alternately disposed with the plurality of common electrodes; A substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device including a plurality of pixel electrodes connected to each other and a pixel electrode connection part formed to completely cover the gate wiring in the second direction.
상기 다수의 공통 전극은 상기 데이터 배선과 인접 구성된 제 1, 2 공통 전극과, 상기 제 1, 2 공통 전극 사이 구간에 위치하는 투명 도전성 물질로 이루어진 제 3 공통 전극을 포함하며, 상기 제 1, 2 공통 전극은 게이트 배선과 동일 물질로 이루어진 하부층과, 상기 제 3 공통 전극과 동일 물질로 이루어진 상부층으로 이루어진 두 층으로 구성되고, 상기 제 1, 2 공통 전극 중 어느 한 공통 전극과 제 3 공통 전극은 공통 전극 연결부를 통하여 일체로 구성되는 것을 특징으로 한다. The plurality of common electrodes includes first and second common electrodes configured to be adjacent to the data line, and a third common electrode made of a transparent conductive material positioned in a section between the first and second common electrodes. The common electrode is composed of two layers including a lower layer made of the same material as the gate wiring and an upper layer made of the same material as the third common electrode, and one of the first and second common electrodes and the third common electrode Characterized in that it is integrally configured through the common electrode connection.
상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 배선에서 분기된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극을 덮는 반도체층과, 상기 반도체층 상에서 서로 일정간격 이격되는 데이터 배선에서 분기된 소스 전극 및 화소 전극과 연결되는 드레인 전극으로 이루어지고, 상기 드레인 전극에서 연장형성되어 상기 공통 배선과 대응되는 영역에는 캐패시터 전극이 위치하며, 상기 캐패시터 전극과 공통 배선이 대응되는 영역은 절연체가 개재된 상태에서 제 1 스토리지 캐패시터를 이루고, 상기 게이트 배선과 중첩되는 화소 전극 연결부는 절연체가 개재된 상태에서 제 2 스토리지 캐패시터를 이루며, 상기 화소 전극 연결부는 중첩되는 게이트 배선의 단차부를 덮는 면적을 가지는 것을 특징으로 한다. The thin film transistor includes a gate electrode branched from the gate line, a semiconductor layer covering the gate electrode, a drain electrode connected to a source electrode and a pixel electrode branched from a data line spaced apart from each other on the semiconductor layer by a predetermined distance. And a capacitor electrode in a region extending from the drain electrode to correspond to the common wiring, and a region in which the capacitor electrode and the common wiring correspond to form a first storage capacitor with an insulator interposed therebetween. The overlapping pixel electrode connectors form a second storage capacitor with an insulator interposed therebetween, and the pixel electrode connectors have an area covering a stepped portion of the overlapping gate line.
본 발명의 또 다른 특징에서는, 상기 횡전계형 액정표시장치용 기판을 포함 하는 횡전계형 액정표시장치를 제공한다. In still another aspect of the present invention, there is provided a transverse electric field liquid crystal display device including the substrate for the transverse electric field liquid crystal display device.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치용 하부 기판에 대한 평면도로서, 상기 도 6과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. FIG. 7 is a plan view of a lower substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and descriptions of parts overlapping with those of FIG. 6 will be omitted.
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 게이트 배선(202)이 형성되어 있고, 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 데이터 배선(220)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(202)과 평행한 방향으로 일정간격 이격되게 위치하며, 데이터 배선(220)과 평행한 방향으로 서로 일정간격 이격된 다수 개의 제 1, 2, 3 공통 전극(208, 210, 222)을 포함하는 공통 배선(206)이 형성되어 있으며, 게이트 및 데이터 배선(202, 220)이 교차되는 지점에는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터(T)와 화소 전극(230)을 연결하는 화소 전극 제 1 연결부(226)와, 게이트 배선(202)과 중첩되어 화소 전극 제 2 연결부(228)가 형성되어 있고, 이 두 연결부 사이에는 데이터 배선(220)과 평행한 방향으로 상기 제 1, 2, 3 공통 전극(208, 210, 222)과 서로 엇갈리게 위치하는 다수 개의 화소 전극(230)이 형성되어 있다. As shown, the
특히, 상기 도 7의 "Ⅷ"영역에 대한 확대도인 도 8에서와 같이, 본 실시예에서는 게이트 배선(202)과 중첩되는 화소 전극 제 2 연결부(228)의 면적을 넓혀, 기존의 게이트 배선(202)과 화소 전극(230)간의 중첩부에서 화소 전극(230)이 단선되는 문제를 해결하고, 게이트 배선(202)과 화소 전극 제 2 연결부(228)가 대응되는 영역에서의 제 2 스토리지 캐패시터(CST2)의 용량을 증가시키는 것을 특징으로 한 다. In particular, as shown in FIG. 8, which is an enlarged view of the region “Ⅷ” of FIG. 7, in this embodiment, the area of the pixel electrode second connecting
본 실시예에서는 게이트 배선(202)의 단차부와 중첩되는 부분을 화소 전극 제 2 연결부(228)로 하여, 게이트 배선(202)과 화소 전극 제 2 연결부(228)의 중첩폭(IX)을 증가시켰다. 한 예로, 기존에는 상기 "IX"에 해당하는 중첩폭이 화소 전극(230) 선폭에 해당하는 대략 4㎛으로 하였으나, 본 실시예에서는 대략 25㎛까지 연장형성함에 따라 화소 전극(230)의 단선 불량 발생율을 현저하게 줄일 수 있다. In the present embodiment, the overlapping width IX of the
그러나, 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치에서는 화소 영역 내 위치하는 공통 전극 및 화소 전극의 갯수를 다양하게 변경할 수 있으며, 상기 반도체층 패턴을 형성함에 있어서, 박막트랜지스터에 아일랜드(island)형태로 구성하는 예를 적용할 수 있다. However, in the transverse field type liquid crystal display device according to the present invention, the number of common electrodes and pixel electrodes positioned in the pixel region may be variously changed, and in forming the semiconductor layer pattern, the thin film transistor may have an island shape. The example can be applied.
도 9는 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치에 대한 단면도로서, 상부 및 하부 기판의 적층구조를 하나의 화소 영역을 중심으로 도시하며, 상기 도 4와 중복되는 부분에 대한 설명은 간략히 한다. FIG. 9 is a cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention. The stacked structure of the upper and lower substrates is shown centering on one pixel area, and a description of the overlapping part with FIG. 4 will be briefly described.
도시한 바와 같이, 액정층(350)이 개재되며 화소 영역(P) 및 화소 영역(P)내 개구부(PP)가 정의된 상부 및 하부 기판(330, 310)이 대향된 구조에서, 상기 상부 기판(330)의 하부에는 개구부(PP)이외의 영역에 위치하는 블랙매트릭스(332) 및 블랙매트릭스(332)와 일부 중첩되어 화소 영역(P)별로 형성된 컬러필터(334) 그리고, 컬러필터(334) 하부의 오버코트층(336)이 위치한다. As shown, the upper substrate has a structure in which the
그리고, 상기 하부 기판(310) 상의 화소 영역(P)에는 공통 전극(316)과 화소 전극(318)이 서로 엇갈리게 차례대로 배치되어 있고, 화소 영역(P)의 일측에 위치하는 제 1 공통 전극(312)과 인접한 위치에는 데이터 배선(320)이 배치되어 있다. In addition, the
상기 제 1 공통 전극(312)은 비저항값이 낮은 불투명 금속물질로 이루어지며, 하부층을 이루는 제 1a 공통 전극(312a)와, 제 1a 공통 전극(312a) 상부에 위치하며, 화소 전극(318)과 같이 투명 도전성 물질로 이루어진 제 1b 공통 전극(312b)이 공통 전극 콘택홀(311)로 연결된 구조로 이루어진다. 그리고, 개구부(PP)내 위치하는 제 2 공통 전극(314)은 제 1b 공통 전극(312b) 및 화소 전극(318)과 같이 투명 도전성 물질로 이루어짐에 따라, 기존의 횡전계 액정표시장치보다 개구부(PP)에서의 빛의 투과영역을 넓혀 개구율이 향상된 횡전계형 액정표시장치를 제공할 수 있다. The first
그외에, 상부 및 하부 기판(330, 310)의 액정층(350)과 접하는 내부면에는 각각 상부 및 하부 배향막(338, 322)이 형성되어 있으며, 상부 및 하부 기판(330, 310)의 각각 바깥면에 위치하는 상부 및 하부 편광판(354, 352)을 더욱 포함한다. In addition, upper and
그러나, 본 발명의 상기 실시예로 한정되지 않으며, 본 발명의 취지에 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. However, it is not limited to the said embodiment of this invention, It can implement in various changes within the range which does not deviate from the meaning of this invention.
이상과 같이, 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치에 의하면 개구율 및 스토리지 캐패시터를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 게이트 배선과 중첩되는 화소 전극 형성면적을 넓힘에 따라, 공정 마진을 충분히 확보하면서 화소 전극의 단선 불량을 효과적으로 줄임에 따라 생산수율이 향상된 횡전계형 액정표시장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, not only can the aperture ratio and the storage capacitor be improved, but also the pixel electrode formation area overlapping with the gate wiring can be increased, so that the process margin is sufficiently secured. According to the present invention, it is possible to provide a transverse electric field type liquid crystal display device having improved production yield by effectively reducing disconnection defects.
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