KR100966452B1 - 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빛샘을 효과적으로 방지하고, 개구율 향상을 꾀할 수 있는 수평전계방식 액정표시소자에 관한 것으로, 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인; 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 형성된 스위칭소자; 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자가 형성된 상기 제1기판 위에 형성된 보호막; 상기 보호막 위에 형성되되, 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자와 대응하는 영역에 형성된 블랙매트릭스; 상기 보호막 위에 형성되되, 상기 화소영역에 형성된 컬러필터; 상기 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된 상기 제1기판 위에 형성된 평탄화막; 상기 평탄화막 위에 형성되며, 상기 화소영역 내에 수평전계를 발생시키는 적어도 한 쌍의 공통전극과 화소전극 및 상기 게이트라인과 데이터라인 상부에 형성되는 제1공통전극과 제2공통전극; 및 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 상기 게이트라인 상부에 형성된 제1공통전극은 상기 게이트라인을 모두 덮도록 형성되고, 상기 블랙매트릭스는 상기 제1공통전극과 화소전극 사이의 화소영역으로 연장, 형성되어 상기 게이트라인과 화소전극 사이에서 발생하는 빛샘을 방지하는 것을 특징으로 한다.
Description
도1 및 도2는 일반적인 수평전계방식 액정표시소자를 나타낸 것으로, 도1은 단위화소를 나타낸 평면도이고, 도2는 도1의 I-I'의 단면도.
도3은 본 발명에 의한 수평전계방식 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 평면도.
도4는 도3의 II-II'의 단면을 나타낸 단면도.
도5는 도3의 III-III'의 단면을 나타낸 단면도.
도6a ~ 도6c는 본 발명에 의한 수평전계방식 액정표시소자의 공정평면도.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
101,201: 게이트라인 103,203: 데이터라인
106,206: 공통전극 107,207: 화소전극
113: 평탄화막 121,221: 블랙매트릭스
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 개구율을 향상을 꾀하고, 빛샘 을 효율적으로 방지할 수 있도록 한 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 고화질, 저전력의 평판표시소자(flat panel display device)로서 주로 사용되는 트위스트 네마틱모드(twisted nematic mode) 액정표시소자(liquid crystal display device)는 시야각이 좁다는 단점이 있다. 이것은 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로, 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정패널(liquid crystal display panel)에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다.
따라서, 액정분자를 기판과 거의 수평한 방향으로 배향하여 시야각 문제를 해결하는 수평전계방식 액정표시소자(In Plane Switching mode LCD)가 최근에 활발하게 연구되고 있다.
도1 및 도2는 일반적인 수평전계방식 액정표시소자의 단위화소를 개략적으로 도시한 것으로, 도1은 평면도이고, 도2는 도1의 I-I'선의 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 투명한 제1기판(10) 상에 게이트라인(1) 및 데이터라인(3)이 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의한다. 실제의 액정표시소자에서는 n개의 게이트라인(1)과 m개의 데이터라인(3)이 교차하여 n×m개의 화소가 존재하지만, 도면에는 설명을 간단하게 하기 위해 단지 한 화소만을 나타내었다.
상기 화소영역 내에는 상기 게이트라인(1)과 데이터라인(3)의 교차점에는 게이트전극(1a), 반도체층(5) 및 소스/드레인전극(2a/2b)으로 구성된 박막트랜지스터(thin film transistor; 9)가 배치되어 있으며, 상기 게이트전극(1a) 및 소스/드레인전극(2a/2b)은 각각 게이트라인(1) 및 데이터라인(3)에 접속된다. 또한, 게이트 절연막(12)은 기판 전체에 걸쳐서 적층되어 있다.
화소영역 내에는 상기 게이트라인(1)과 평행하게 공통라인(3)이 배열되고, 액정분자를 스위칭 시키는 적어도 한 쌍의 전극 즉, 공통전극(6)과 화소전극(7)이 서로 평행하게 배열되어 있다. 상기 공통전극(6)은 게이트전극(1a) 형성시 함께 형성된 공통라인(4)에 접속되며, 화소전극(7)은 소스/드레인전극(2a/2b) 형성시 함께 형성된 박막트랜지스터(9)의 드레인전극(2b)과 접속된다. 그리고, 상기 소스/드레인전극(2a/2b)을 포함하는 기판 전체에 걸쳐서 보호막(11) 및 제1배향막(12a)이 도포되어 있다. 또한, 상기 공통전극(6)은 화소영역 외곽에 형성된 화소전극(7)과 데이터라인(3) 사이에 발생하는 수평전계를 차폐시키기 위하여 화소영역의 외곽에 형성한다. 또한, 상기 공통라인(4)과 중첩되어 형성된 화소전극라인(14)은 그 사이에 개재된 절연막(8)을 사이에 두고 축적용량(Cst)이 형성된다.
제2기판(20)에는 화소간의 빛샘을 방지하기 위하여 박막트랜지스터(9)와, 게이트라인(1) 및 데이터라인(3)에 블랙매트릭스(21)가 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(21) 상에는 각각의 화소에 대응하는 컬러필터(23) 및 오버코트막(25)이 형성되어 있으며, 상기 오버코트막(25) 위에는 제2배향막(12b)이 도포되어 있다. 또한, 상기 제1 및 제2기판(10,20) 사이에는 액정층(13)이 형성된다.
상기와 같은 구조를 가지는 수평전계방식 액정표시소자에서 전압이 인가되지 않는 경우에는 액정층(13) 내에 액정분자가 제1배향막(12a) 및 제2배향막(12b)의 배향 방향에 따라 배향 되지만, 공통전극(6)과 화소전극(7) 사이에 전압이 인가되 면 기판과 평행하게 스위칭되어, 상기 공통전극(6) 및 데이터라인(3)의 연장방향과 수직 방향으로 배향된다. 상기한 바와 같이, 액정층(13)내의 액정 분자가 항상 동일한 평면(plane) 상에서 스위칭되기 때문에, 상하방향 및 좌우방향의 시야각 방향에서 계조 표시(grey level)의 반전이 일어나지 않는다.
상기한 바와 같이 구성된 종래 수평전계방식 액정표시소자는 화소영역 내에 불투명금속으로 이루어진 공통전극(6) 및 화소전극(7)이 형성되어 있기 때문에, 개구율이 감소하는 문제가 있었다.
더욱이, 종래 수평전계방식 액정표시소자는 블랙매트릭스(21)가 상기 제1기판의 박막트랜지스터(9) 및 게이트라인(1)과 데이터라인(3)에 대응하는 위치에 배치될 수 있도록 제1기판과 제2기판을 구성해야 한다. 그러나, 상기 두 기판을 합착하는 공정에서 두 기판의 오정렬(misalign)로 인해 빛샘이 발생하게 된다. 따라서, 이들의 얼라인 마진(align margin)을 고려하여 블랙매트릭스의 형성면적을 실제 박막트랜지스터(9) 및 게이트라인(1)과 데이터라인(3)에 대응하는 영역보다 넓게 설계해야 한다. 이와 같이, 오정렬에 의한 빛샘방지를 위해 블랙매트릭스의 형성면적이 증가함에 따라, 개구율이 감소하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 제1기판 및 제2기판의 오정렬로 인한 개구율 감소를 방지할 수 있는 수평전계방식 액정표시소자를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 블랙매트릭스의 일부를 화소영역의 빛샘영역에 연장시켜 형성함으로써, 빛샘을 방지하고, 화질을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공한다.
기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수평전계방식 액정표시소자는 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인; 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 형성된 스위칭소자; 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자가 형성된 상기 제1기판 위에 형성된 보호막; 상기 보호막 위에 형성되되, 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자와 대응하는 영역에 형성된 블랙매트릭스; 상기 보호막 위에 형성되되, 상기 화소영역에 형성된 컬러필터; 상기 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된 상기 제1기판 위에 형성된 평탄화막; 상기 평탄화막 위에 형성되며, 상기 화소영역 내에 수평전계를 발생시키는 적어도 한 쌍의 공통전극과 화소전극 및 상기 게이트라인과 데이터라인 상부에 형성되는 제1공통전극과 제2공통전극; 및 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 상기 게이트라인 상부에 형성된 제1공통전극은 상기 게이트라인을 모두 덮도록 형성되고, 상기 블랙매트릭스는 상기 제1공통전극과 화소전극 사이의 화소영역으로 연장, 형성되어 상기 게이트라인과 화소전극 사이에서 발생하는 빛샘을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1공통전극, 제2공통전극, 공통전극 및 화소전극은 ITO, IZO와 같은 투명한 전도성물질로 형성된다.
삭제
한편, 상기 게이트라인의 상부에 형성된 제1공통전극과 상기 제1공통전극과 인접하는 화소전극 사이의 이격거리는 7 ~ 9 ㎛ 범위에 있다. 그리고, 상기 공통전극과 화소전극은 동일한 평면, 즉 상기 평탄화막 상에 형성되어 수평전계를 발생시킨다.
또한, 상기 데이터라인과 인접하는 영역에 형성된 데이터신호 차단라인을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 데이터신호 차단라인은 상기 공통전극과 전기적으로 접속되어 형성된다. 그리고, 상기 데이터라인과 대응하는 위치에 형성된 블랙매트릭스는 상기 데이터신호 차단라인의 일부와 중첩한다.
또한, 본 발명의 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법은 제1기판 및 제2기판을 준비하는 단계; 상기 제1기판 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인을 형성하는 단계; 상기 게이트라인과 수직으로 교차하여 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터라인을 형성하는 단계; 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 스위칭소자를 형성하는 단계; 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자가 형성된 상기 제1기판 위에 보호막을 형성하는 단계; 상기 보호막 위에 형성하되, 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자와 대응하는 영역에 블랙매트릭스를 형성하는 단계; 상기 보호막 위에 형성하되, 상기 화소영역에 컬러필터를 형성하는 단계; 상기 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된 상기 제1기판 위에 평탄화막을 형성하는 단계; 및 상기 평탄화막 위에 형성하되, 상기 화소영역 내에 수평전계를 발생시키는 적어도 한 쌍의 공통전극과 화소전극 및 상기 게이트라인과 데이터라인 상부를 모두 덮는 제1공통전극과 제2공통전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 블랙매트릭스는 상기 게이트라인 상부에 형성된 제1공통전극과 화소전극 사이의 화소영역으로 연장, 형성되어 상기 게이트라인과 화소전극 사이에서 발생하는 빛샘을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 데이터라인의 인접영역에 데이터신호 차단라인을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 공통전극 및 화소전극을 투명전극으로 형성하고, 컬러필터 및 블랙매트릭스를 하부기판 즉, 박막트랜지스터 어레이기판에 함께 형성함으로써, 개구율을 더욱 향상시킨다. 블랙매트릭스를 하부기판에 형성되는 경우, 두 기판(상부기판 및 하부기판)을 합착공정에서 얼라인 마진을 고려하지 않기 때문에, 블랙매트릭스를 형성할 수 있다. 종래에는 미스얼라인 방지를 위해 블랙매트릭스의 형성면적이 증가하였으나, 본 발명은 하부기판에 꼭 필요한 영역에만 블랙매트릭스를 형성하기 때문에 종래에 비해 블랙매트릭스의 형성면적을 줄일 수 있어 개구율이 향상되는 것이다.
아울러, 본 발명은 블랙매트릭스의 일부가 화소영역까지 연장되도록 형성함으로써, 게이트라인과 화소전극 사이에 발생하는 빛샘을 효과적으로 방지한다. 일반적으로, 게이트라인에는 오프(off)시에도 약 -5V의 전압이 인가되는데, 상기 게이트라인에 인가되는 오프전압에 의해 화소전극과 게이트라인 사이에 전계가 형성된다. 따라서, 이 영역에 분포된 액정분자들이 상기 게이트라인과 화소전극 사이에 발생된 전계에 의해 구동하게 되고, 상기 액정분자의 구동에 의해 빛샘이 발생하게 되는데, 본 발명은 상기 게이트라인과 화소전극 사이에도 블랙매트릭스를 형성하여, 이 영역에서 발생되는 빛샘을 효과적으로 방지한다.
이하, 참조한 도면을 통하여 본 발명에 따른 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3은 본 발명에 의한 액정표시소자를 나타낸 것으로, 특히 이웃하는 두개의 단위화소를 나타낸 평면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 수평전계방식 액정표시소자는 투명한 기판(110) 상에 제1방향을 갖는 게이트라인(101)이 배치되어 있으며, 상기 게이트라인(101)과 수직으로 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터라인(103)이 배치되어 있다.
그리고, 상기 게이트라인(101)과 데이터라인(103)의 교차부에는 각 화소를 스위칭하는 스위칭소자(109)가 배치되어 있으며, 상기 스위칭소자(109)는 게이트라인(101)의 일부로 이루어진 게이트전극과 상기 게이트전극 상에 형성된 반도체층(105)과 상기 반도체층(105) 상에 형성된 소스/드레인전극(102a,102b)으로 구성된다.
상기 화소영역에는 수평전계를 발생시키는 공통전극(106)과 화소전극(107)이 형성되어 있으며, 상기 화소전극(107)은 드레인콘택홀(131)을 통해 드레인전극(102b)과 전기적으로 연결된다. 그리고, 상기 공통전극(106)은 게이트라인(101) 및 데이터라인(103) 상부에도 형성되어 있다. 이때, 상기 공통전극(106) 및 화소전극(107)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같이 투명한 전도성물질로 이루어져 있으며, 지그재그 구조로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 데이터라인(103)과 인접하는 화소영역의 외곽에는 데이터신호 차 단라인(104)이 형성되어 있으며, 상기 데이터신호 차단라인(104)은 데이터신호가 상기 공통전극(106)과 화소전극(107) 사이의 신호를 왜곡시켜 발생되는 액정구동불량을 방지하기 위해 형성된 것이다.
아울러, 도3에는 도시하지 않았지만, 상기 화소영역에 컬러필터가 형성되어 있다. 그리고, 상기 게이트라인(101) 및 데이터라인(103)과 대응하는 영역에 블랙매트릭스(121)가 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 컬러필터 및 블랙매트릭스가 박막트랜지스터 어레이기판(하부기판)에 함께 형성되어 있기 때문에 종래에 비해 블랙매트릭스의 형성면적을 줄일 수 있는 이점이 있다. 즉, 종래에는 컬러필터 및 블랙매트릭스가 상부기판에 형성되기 때문에, 블랙매트릭스가 형성된 상부기판과 게이트라인 및 데이터라인이 형성된 하부기판의 정확한 얼라인이 이루어져야 하며, 미스얼라인을 고려하여 얼라인마진에 따른 블랙매트릭스의 형성면적을 실제 필요한 영역보다 더 크게 형성해야 했다. 그러나, 본 발명은 컬러필터와 블랙매트릭스가 모두 게이트라인 및 데이터라인과 동일한 기판에 형성되기 때문에 블랙매트릭스를 필요한 영역에만 형성할 수 있으며, 이에 따라 개구율 향상을 꾀할 수가 있다.
한편, 상기 게이트라인(101)과 상기 게이트라인(101)과 인접하는 화소전극(107) 사이의 이격공간에 빛샘이 발생하게 되는데, 본 발명은 특히 이러한 문제점을 해결하기 위해서 상기 게이트라인(101)과 화소전극(107) 사이의 이격영역에도 블랙매트릭스(121)를 연장하여 형성한다.
즉, 상기 게이트라인(101)이 구동되지 않는 상태에서도 약 -5V의 오프전압이 인가되며, 상기 게이트라인(101)의 오프전압으로 인해, 상기 게이트라인(101)과 상기 게이트라인(101)과 인접하는 화소전극(107) 사이의 이격영역에 전압차가 발생하여 전계가 형성된다. 이때, 게이트라인과(101)과 화소전극(107) 사이에 형성된 전계는 블랙모드에서 이영역의 액정분자를 구동시켜 빛샘을 발생시키는 요인이 된다. 따라서, 본 발명은 상기 게이트라인(101) 상부를 커버하는 블랙매트릭스(121)를 화소전극(107)과 인접하는 영역까지 연장하여 형성함으로써, 게이트라인의 오프전압에 의한 빛샘을 막아준다.
아울러, 상기 게이트라인(101) 상부에 형성된 공통전극(106a)은 상기 게이트라인(101)을 모두 커버하도록 형성되는데, 화소내부로 연장된 공통전극(106a)과 화소전극(107) 사이의 이격거리는 약 7 ~ 9 ㎛ 이다. 이때, 상기 화소영역 내부로 연장된 블랙매트릭스(121)는 상기 공통전극(106a)과 화소전극(107) 사이의 이격영역에 형성되며, 상기 화소전극(107)과는 중첩하지 않는다.
상기 게이트라인의 오프전압의 영향을 차단하여 빛샘발생을 막기위한 방법으로 상기 게이트라인(101)과 중첩하는 공통전극(106a)의 폭을 넓히거나, 게이트라인(101)과 화소전극(107) 사이의 이격거리를 증가시킬 수 있으나, 이러한 방법은 개구율을 저하를 초래하기 때문에, 본 발명은 게이트라인(101)과 화소전극(107) 사이의 간격을 증가시키지 않고, 블랙매트릭스(121)의 연장을 통해 개구율 감소를 방지한다.
아울러, 상기 블랙매트릭스(121)는 데이터라인(103)과 데이터신호 차단라인(104) 사이의 빛샘을 효과적으로 방지하기 위해 상기 데이터라인(103) 상부에 형성 된 블랙매트릭스의 일부(121)가 상기 데이터신호 차단라인(104)과 중첩되어 형성된다.
또한, 상기 블랙매트릭스(121)는 상기 데이터라인(103)과 공통전극(106) 사이에 개재되어 형성되는데, 그 구체적인 단면구성은 도4 및 도5에 도시된 단면을 통해 상세하게 설명하도록 한다.
도4는 도3의 II-II'의 단면을 나타낸 것이고, 도5는 도3의 III-III'의 단면을 나타낸 것이다.
도면에 도시된 바와 같이, 투명한 제1기판(110) 상에 게이트라인(101) 및 데이터신호 차단라인(104)이 형성되고, 그 상부에는 게이트절연막(108)이 형성되어 있다. 그리고, 데이터라인(103)은 게이트절연막(108) 상에 형성되어 있으며, 상기 데이터라인(103)을 포함하는 기판 전면에는 보호막(111)이 형성되어 있다.
상기 보호막(111) 상부에는 블랙매트릭스(121) 및 컬러필터(123)가 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(121) 및 컬러필터(123) 상부에는 평탄화를 위한 평탄화막(113)이 형성되어 있다. 한편, 상기 평탄화막(113) 상부에는 공통전극(106) 및 화소전극(107)이 형성되는데, 상기 공통전극(106)은 게이트라인(101)과 데이터라인(103)의 상부 및 화소 내부에 각각 형성되어 있다.
한편, 제1기판과 대향하는 제2기판(미도시)이 마련되어 있으며, 상기 제1기판과 제2기판 사이에는 액정층이 형성되어 있다. 그리고, 각 대향면에는 액정의 초기배향방향을 결정하는 배향막(미도시)이 도포되어 있으며, 상기 액정층은 공통전극(106) 및 화소전극(107)에 인가되는 전압에 따라 빛의 투과율을 조절한다.
이와 같이 본 발명은 공통전극(106) 및 화소전극(107)이 동일한 평면(평탄화막) 상에 형성되어 있다. 상기 두전극(106,107)이 동일한 평면상에 형성된다는 것은, 두 전극 사이로 전압이 인가될 때 기판의 표면과 완전한 수평전계의 발생을 의미한다. 따라서, 시야각이 더욱 향상된다. 더욱이, 종래와 비교해볼 때, 상기 두 전극 사이의 전계가 보호막을 거치지 않고 직접 액정층에 인가되어 더욱 강한 전계가 생성된다. 이러한 강한 전계에 의해 액정층 내의 액정 분자가 더욱 빠른 속도로 스위칭되기 때문에, 동화상 구현이 가능해진다.
도6a ~ 도6c는 본 발명에 의한 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법을 나타낸 것으로, 특히 공정 평면도를 간략하게 나타낸 것이다.
우선, 도6a에 도시된 바와 같이, 투명한 제1기판(210)을 준비한 다음, 그 위에 게이트라인(201) 및 데이터신호 차단라인(204)을 각각 형성한 후, 그 상부에 게이트절연막(미도시)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트라인(201) 상에 반도체층(205)을 형성한 후, 상기 게이트절연막(미도시) 상부에 상기 게이트라인(201)과 수직으로 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터라인(203)과, 상기 반도체층(205) 상에 소정거리 이격하는 소스 및 드레인전극(202a,202b)을 각각 형성하여 스위칭소자(209)를 완성한다. 이때, 상기 게이트라인(201)으로부터 인출된 게이트전극을 별도로 형성할 수 있으며, 채널구조는 일자 또는 U자 구조로 형성할 수도 있다.
이후에, 상기 데이터라인(203) 및 스위칭소자(209) 상부에 보호막을 형성한 다음, 도6b에 도시된 바와 같이, 상기 화소영역과 대응하는 영역에 컬러필터(미도시)를 형성하고, 게이트라인(201) 및 데이터라인(203)에 대응하는 보호막 상부에는 블랙매트릭스(221)를 형성한다. 이때, 상기 블랙매트릭스(221)는 화소영역 내부로 연장되어 형성된다.
이어서, 상기 컬러필터 및 블랙매트릭스(221)의 평탄화를 위해 그 상부에 평탄화막(미도시)을 형성한 후, 6c에 도시된 바와 같이, 상기 평탄화막 상에 화소영역 내에서 수평전계를 발생시키는 공통전극(206) 및 화소전극(207)을 형성한다. 이때, 상기 공통전극(206) 및 화소전극(207)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 전도성물질로 형성한다. 이때, 멀티도메인 구현을 위해 상기 공통전극(206) 및 화소전극(207)은 지그재그 구조로 형성할 수도 있으며, 상기 데이터라인(203)도 공통전극(206) 및 화소전극(207)의 구조와 동일하게 지그재그 구조로 형성할 수 있다.
그리고, 상기 공통전극(206)은 게이트라인(201) 및 데이터라인(203) 상부를 모두 커버하도록 형성하며, 상기 게이트라인(201) 상에 형성되는 공통전극의 일부가 화소영역으로 연장되되, 상기 블랙매트릭스(221)가 화소영역으로 연장되는 영역보다 좁게 형성한다. 특히, 상기 공통전극(206)과 화소전극(207)은 동일한 평면상에 형성되기 때문에 이들간의 쇼트(short)불량을 방지할 수 있을 만큼의 이격거리를 확보해야 한다. 따라서, 본 발명은 상기 게이트라인 상부에 형성된 공통전극(206)과 화소전극(207) 간의 이격거리를 7 ~ 9 ㎛ 정도 확보하며, 화소영역으로 연장되는 블랙매트릭스(221)의 끝단은 상기 공통전극(206)과 화소전극(207)의 이격영역 내에 위치하도록 형성한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 블랙매트릭스와 컬러필터가 박막트랜지스터 어레이기판 상에 형성된 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공한다. 특히, 본 발명에서는 게이트라인 및 데이터라인 상부에도 공통전극을 형성하고, 상기 블랙매트릭스가 게이트라인 상부에 커버된 공통전극과 화소전극 사이에 위치하도록 형성함으로써, 상기 게이트라인과 화소전극 사이의 빛샘을 효과적으로 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 컬러필터를 박막트랜지스터와 동일한 평면상에 형성함으로써, 상부기판과 하부기판의 오정렬을 방지하고 개구율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 게이트라인과 화소전극 사이에도 블랙매트릭스를 형성하여 이 영역에서의 빛샘을 효과적으로 방지하여 화질을 더욱 향상시킬 수가 있다.
Claims (16)
- 제1기판 및 제2기판;상기 제1기판에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인;상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 형성된 스위칭소자;상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자가 형성된 상기 제1기판 위에 형성된 보호막;상기 보호막 위에 형성되되, 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자와 대응하는 영역에 형성된 블랙매트릭스;상기 보호막 위에 형성되되, 상기 화소영역에 형성된 컬러필터;상기 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된 상기 제1기판 위에 형성된 평탄화막;상기 평탄화막 위에 형성되며, 상기 화소영역 내에 수평전계를 발생시키는 적어도 한 쌍의 공통전극과 화소전극 및 상기 게이트라인과 데이터라인 상부에 형성되는 제1공통전극과 제2공통전극; 및상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하며, 상기 게이트라인 상부에 형성된 제1공통전극은 상기 게이트라인을 모두 덮도록 형성되고, 상기 블랙매트릭스는 상기 제1공통전극과 화소전극 사이의 화소영역으로 연장, 형성되어 상기 게이트라인과 화소전극 사이에서 발생하는 빛샘을 방지하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1공통전극, 제2공통전극, 공통전극 및 화소전극은 투명한 전도성물질로 형성된 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
- 제2항에 있어서,상기 투명한 전도성물질은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 중의 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
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- 제1항에 있어서, 상기 게이트라인의 상부에 형성된 제1공통전극과 상기 제1공통전극과 인접하는 화소전극 사이의 이격거리는 7 ~ 9 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
- 제1항에 있어서, 상기 공통전극과 화소전극은 동일한 평면, 즉 상기 평탄화막 상에 형성되어 수평전계를 발생시키는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
- 제1항에 있어서,상기 데이터라인과 인접하는 영역에 형성된 데이터신호 차단라인을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
- 제11항에 있어서,상기 데이터라인과 대응하는 위치에 형성된 블랙매트릭스는 상기 데이터신호 차단라인의 일부와 중첩하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
- 제11항에 있어서,상기 데이터신호 차단라인은 공통전극과 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자.
- 제1기판 및 제2기판을 준비하는 단계;상기 제1기판 상에 제1방향으로 배열된 복수의 게이트라인을 형성하는 단계;상기 게이트라인과 수직으로 교차하여 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터라인을 형성하는 단계;상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차부에 스위칭소자를 형성하는 단계;상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자가 형성된 상기 제1기판 위에 보호막을 형성하는 단계;상기 보호막 위에 형성하되, 상기 게이트라인, 데이터라인 및 스위칭소자와 대응하는 영역에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;상기 보호막 위에 형성하되, 상기 화소영역에 컬러필터를 형성하는 단계;상기 블랙매트릭스와 컬러필터가 형성된 상기 제1기판 위에 평탄화막을 형성하는 단계; 및상기 평탄화막 위에 형성하되, 상기 화소영역 내에 수평전계를 발생시키는 적어도 한 쌍의 공통전극과 화소전극 및 상기 게이트라인과 데이터라인 상부를 모두 덮는 제1공통전극과 제2공통전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 블랙매트릭스는 상기 게이트라인 상부에 형성된 제1공통전극과 화소전극 사이의 화소영역으로 연장, 형성되어 상기 게이트라인과 화소전극 사이에서 발생하는 빛샘을 방지하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법.
- 제14항에 있어서,상기 데이터라인의 인접영역에 데이터신호 차단라인을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시소자의 제조방법.
- 삭제
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