KR100989165B1 - In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구율을 높이고 커플링 현상에 의한 크로스 토크를 방지하기 위한 횡전계 방식 액정표시장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치는, 하부기판 상에 제1 방향으로 형성되는 게이트 라인; 상기 하부기판 상에, 상기 제1 방향으로 상기 게이트 라인과 절연되어 형성되는 공통 라인; 상기 하부기판 상에 상기 공통 라인에서 연장되어 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 형성되는 공통 전극; 상기 게이트 라인, 공통 라인 및 공통 전극을 포함한 상기 하부기판의 전면에 형성된 게이트 절연막 상에, 인접한 상기 공통 전극과 적어도 일부가 오버랩되고, 화소 영역이 정의되도록 상기 제2 방향으로 상기 게이트 라인에 교차되어 형성되는 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 부분에 형성되며, 게이트 전극, 반도체층, 소오스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막트랜지스터; 상기 각 화소 영역에 대응되어, 상기 게이트 절연막 상에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극에 연결되고, 상기 공통 전극과 교번하여 상기 공통 전극에 평행하게 형성되는 화소 전극; 및 상기 게이트 라인과 상기 제2 방향으로 인접한 상기 공통 전극 또는 상기 공통 라인에 각각 형성된 콘택홀에 접촉하는 투명 도전성 금속으로 형성되어, 상기 게이트 라인과 상기 제2 방향으로 인접한 상기 공통 전극 또는 상기 공통 라인을 서로 전기적으로 연결하는 공통 라인 연결부를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device and a manufacturing method for increasing the aperture ratio and preventing crosstalk due to the coupling phenomenon, the transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention is formed in the first direction on the lower substrate A gate line; A common line formed on the lower substrate and insulated from the gate line in the first direction; A common electrode extending from the common line on the lower substrate and formed in a second direction perpendicular to the first direction; At least a portion of the adjacent common electrode overlaps the gate insulating film formed on the front surface of the lower substrate including the gate line, the common line, and the common electrode, and crosses the gate line in the second direction to define a pixel region. A data line formed; A thin film transistor formed at a portion where the gate line and the data line cross each other and formed of a gate electrode, a semiconductor layer, a source and a drain electrode; A pixel electrode corresponding to each of the pixel regions, the pixel electrode being connected to the drain electrode of the thin film transistor on the gate insulating layer, and alternately formed to be parallel to the common electrode; And a transparent conductive metal contacting the common electrode adjacent to the gate line in the second direction or the contact hole formed in the common line, and the common electrode or the common line adjacent to the gate line in the second direction. It is configured to include a common line connection electrically connecting each other.
공통 라인(Common line), 공통라인 연결부, 공통전극 Common line, common line connection, common electrode
Description
도 1은 일반적인 TN 액정 패널을 개략적으로 도시한 사시도1 is a perspective view schematically showing a typical TN liquid crystal panel
도 2a 및 도 2b는 TN 액정패널의 전압인가 시 액정분자의 모양을 도시한 개략적인 사시도2A and 2B are schematic perspective views showing shapes of liquid crystal molecules when voltage is applied to a TN liquid crystal panel;
도 3은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치를 개괄적으로 도시한 단면도3 is a cross-sectional view schematically showing a general transverse electric field type liquid crystal display device
도 4a 및 도 4b는 횡전계 방식 액정표시장치에서 전압 온/오프(On/Off)시 액정분자 배열의 변화를 나타내는 도면 4A and 4B are views illustrating a change in arrangement of liquid crystal molecules upon voltage on / off in a transverse electric field type liquid crystal display device.
도 5a 및 도 5b는 횡전계 방식 액정표시장치에서 공통 전극과 화소 전극의 전계 인가에 따른 액정분자의 상태를 개략적으로 도시한 평면도5A and 5B are plan views schematically illustrating liquid crystal molecules according to electric field applied to a common electrode and a pixel electrode in a transverse electric field type liquid crystal display device;
도 6은 종래 기술에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 평면도6 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the prior art;
도 7은 도 6의 I-I'선상의 단면도FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 6;
도 8은 종래 기술의 횡전계 방식 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도8 is a plan view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal display device of the related art
도 9는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 평면도9 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention;
도 10은 도 9의 Ⅱ~Ⅱ'선상의 단면도10 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG.
도 11은 본 발명의 횡전계 방식 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도11 is a plan view schematically showing a transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 Explanation of symbols for main parts of the drawings
50 : 하부 기판 51 : 게이트 라인50: lower substrate 51: gate line
52 : 데이터 라인 53 : 화소 전극52: data line 53: pixel electrode
54 : 공통 라인 55 : 공통 전극54
55a : 콘택 홀 56 : 공통라인 연결부 55a: contact hole 56: common line connection
58 : 게이트 절연막 59 : 보호막58 gate
63a,63b : 제 1, 제 2 배향막 64 : 블랙매트릭스층63a, 63b: first and second alignment layers 64: black matrix layer
65 : 칼라필터층 66 : 액정층 65
본 발명은 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 공통전극을 데이터 라인에 오버랩하는 공통전극을 포함하여 개구율을 높이고, 게이트 라인에 인접한 공통전극 또는 공통라인을 데이터 라인에 평행한 방향으로 연결하는 공통라인 연결부를 포함하여 커플링 현상을 줄일 수 있는 횡전계 방식 액정표시장치 및 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 정보통신 분야의 급속한 발전으로 말미암아, 원하는 정보를 표시해 주는 디스플레이 산업의 중요성이 날로 증가하고 있으며, 현재까지 정보 디스플레이 장치 중 CRT(Cathode Ray Tube)는 다양한 색을 표시할 수 있고, 화면의 밝기도 우수하다는 장점 때문에 지금까지 꾸준한 인기를 누려왔다.Recently, due to the rapid development of the information and communication field, the importance of the display industry for displaying desired information is increasing day by day. To date, the CRT (Cathode Ray Tube) among the information display devices can display various colors, and the brightness of the screen is increased. It has also enjoyed steady popularity so far because of its superiority.
하지만, 대형, 휴대용, 고해상도 디스플레이에 대한 욕구 때문에 무게와 부피가 큰 CRT 대신에 평판 디스플레이(Flat panel display) 개발이 절실히 요구되고 있다. 이러한 평판 디스플레이는 컴퓨터 모니터에서 항공기 및 우주선 등에 사용되는 디스플레이에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.However, due to the desire for large, portable and high resolution displays, development of flat panel displays is urgently needed instead of CRTs, which are bulky and bulky. These flat panel displays have a wide range of applications from computer monitors to displays used in aircraft and spacecraft.
현재 생산 혹은 개발된 평판 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 발광 디스플레이(Electro Luminescent Display : ELD), 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel : PDP) 등이 있으며, 이상적인 평판 디스플레이가 되기 위해서는 경중량, 고휘도, 고효율, 고해상도, 고속응답특성, 저구동전압, 저소비전력, 저코스트(Cost) 및 천연색 디스플레이 특성 등이 요구된다. 이와 같은 평판 디스플레이 중 상기 LCD는 상기 욕구뿐만 아니라 내구성 및 휴대가 간편하기 때문에 각광을 받고 있다. Currently produced or developed flat panel displays include Liquid Crystal Display (LCD), Electro Luminescent Display (ELD), Field Emission Display (FED), Plasma Display Panel (PDP), etc. In order to achieve an ideal flat panel display, light weight, high brightness, high efficiency, high resolution, high speed response characteristics, low driving voltage, low power consumption, low cost, and color display characteristics are required. Among such flat panel displays, the LCD is in the spotlight because of its desire, durability, and portability.
한편, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방특성을 이용한 화상표시 장치로서, 전압의 인가상태에 따라 분극특성을 보이는 액정에 빛을 조사하게 되면 상기 전압인가에 따른 액정의 배향 상태에 따라 통과되는 빛의 양을 조절하여 이미지를 표현할 수 있게된다.On the other hand, the liquid crystal display device is an image display device using the optical anisotropy characteristics of the liquid crystal, and when the light is irradiated to the liquid crystal exhibiting polarization characteristics according to the voltage applied state of the liquid crystal display device according to the alignment state of the liquid crystal You can adjust the amount to express the image.
상기 액정표시장치를 구성하기 위해서는, 상기 액정층을 포함하는 액정패널과, 상기 액정패널의 주변에 구비되어 상기 액정패널에 신호를 인가하고 이러한 신호를 제어하는 회로를 더 필요로 한다.In order to configure the liquid crystal display device, a liquid crystal panel including the liquid crystal layer and a circuit disposed around the liquid crystal panel to apply a signal to the liquid crystal panel and control the signal are further required.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 개략적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a schematic configuration of a general liquid crystal display device will be described with reference to the drawings.
도 1은 일반적인 TN 액정 패널을 개략적으로 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view schematically showing a typical TN liquid crystal panel.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 TN 액정표시장치는 상부 기판(4) 및 하부 기판(8)과 상기 상하부 기판(4, 8) 사이에 형성된 액정(9)을 구비하여 구성된다. As shown in FIG. 1, a general TN liquid crystal display device includes a
상기 상부 기판(4)에는 화소 영역(5) 이 외의 부분에서 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층(1)과, 각 화소 영역에 형성되어 색상(R.G.B)을 구현하기 위한 컬러필터층(2)과, 상기 컬러필터(2) 상에 형성되어 공통전압을 인가하기 위한 공통 전극(3)을 구비한다.The
상기 하부 기판(8)은 화소 영역(5)을 정의하기 위해 서로 수직한 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인 (10) 및 데이터 라인(11)과, 각 화소 영역(Pixel)(5)에 형성되는 화소 전극(6)들과, 상기 게이트 라인(10)의 구동신호에 의해 상기 데이터 라인의 화상 신호를 상기 각 화소 전극(6)들에 인가하는 복수개의 박막트랜지스터(7)를 구비한다.The
도시하지는 않았지만, 상기 게이트라인(10)과 데이터라인(11)은 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 교차하도록 형성되어 있으며, 상기 공통 전극(3)과 화소 전극(6)은 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO)와 같이 투명 도전 금속으로 형성된다.Although not shown, the
전술한 바와 같이 구성되는 TN 액정표시장치는 상기 화소 전극(6)과 공통 전극(3)에 인가된 전압에 따라 수직 전계가 발생하고 상기 수직 전계에 의해 액정층(9)이 배향되고, 상기 액정층(9)의 배향 정도에 따라 상기 액정층(9)을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다. 이와 같은 TN 액정표시 장치는 투과율과 개구율등의 특성이 우수하며, 상부 기판(4)의 공통 전극(3)이 접지 역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정셀의 파괴를 방지할 수 있다. In the TN liquid crystal display device configured as described above, a vertical electric field is generated according to the voltage applied to the
도 2a 및 도 2b는 TN 액정패널의 전압인가 시 액정분자의 모양을 도시한 개략적인 사시도이다.2A and 2B are schematic perspective views illustrating shapes of liquid crystal molecules when voltage is applied to the TN liquid crystal panel.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, TN 액정패널은 전압 무인가 시 액정분자(9a)가 수평으로 배열되어 하부 기판(8)에서부터 상부 기판(4)에 이르기까지 상,하 액정분자(9a)들의 방위각이 90도로 꼬여(Twist) 있다. 이때, 상기 액정 분자(9a)는 유전이방성이 양(+)이고, 액정분자(9a)들의 꼬임을 만들기 위해 카이랄 도펀트(Chiral dopant)를 이용한다.First, as shown in FIG. 2A, when no voltage is applied, the TN
반면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 상/하부 기판(4,8)의 화소 전극(6) 및 공통 전극(3)에 전압(V)을 인가하면, 액정분자(9a)는 전기장의 방향으로 재배열하게 되어 액정분자(9a)의 극각(Polar angle)이 90도로 상기 두 기판(4,8) 사이에서 수직하게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the voltage V is applied to the
따라서, 상기 TN 액정표시장치는 시야각에 따른 C/R(contrast ratio)과 휘도의 변화가 심하게 되어 광시야각을 구현할 수 없는 문제점이 있다.Accordingly, the TN liquid crystal display device has a problem in that the wide viewing angle cannot be realized because the C / R (contrast ratio) and the brightness are severely changed according to the viewing angle.
이러한 수직 전기장에 의한 시야각 문제를 해결하기 위해 횡전계 방식 액정표시장치가 제안된 바 있다.In order to solve the viewing angle problem caused by the vertical electric field, a transverse electric field type liquid crystal display device has been proposed.
도 3은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치를 개괄적으로 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically illustrating a general transverse electric field type liquid crystal display device.
횡전계 방식의 액정표시장치는, 하부 기판(20) 상에 화소 전극(21)과 공통 전극(22)이 일정한 거리를 두고 형성되어 있다. 따라서, 상기 화소 전극(21)과 공통 전극(22)에 전압을 인가하면 횡 전계가 발생하고, 액정 분자(23a)는 상기 화소 전극(21)과 공통 전극(22)간에 형성되는 횡 전계(24)에 의해 작동한다.In the transverse electric field type liquid crystal display device, the
이와 같은 횡전계 방식 액정표시장치의 구동에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.The driving of the transverse electric field type liquid crystal display will be described in detail as follows.
도 4a 및 도 4b는 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치에서 전압 온/오프(On/Off)시 액정분자 배열의 변화를 나타내는 도면이다.4A and 4B illustrate a change in arrangement of liquid crystal molecules when voltage is turned on and off in a typical transverse electric field type liquid crystal display device.
먼저, 도 4a와 같이, 화소 전극(21) 및 공통 전극(22)에 전압이 인가되지 않을 경우, 액정분자(23a)들이 상기 화소 전극(21)과 공통 전극(22)에 나란하게 배향 되어 있음을 알 수 있다. First, as shown in FIG. 4A, when no voltage is applied to the
또한, 도 4b와 같이, 화소 전극(21) 및 공통 전극(22)에 전압이 인가될 경우, 상기 화소 전극(21)과 공통 전극(22) 사이에 횡 전계가 형성되고, 상기 횡전계를 따라 액정분자(23a)들이 수평방향으로 배향됨을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 4B, when a voltage is applied to the
이때, 상부 기판(25) 및 하부 기판(20) 상에 인접하는 액정분자(23a)는 상기 두 기판(20,25) 상에 형성된 배향막(도시하지 않음)에 의해 구속되어 있기 때문에 상기 횡전계 방향으로 배향 되기 어렵다.At this time, since the
즉, 이와 같은 횡전계 방식 액정표시장치를 평면적으로 살펴보면 다음과 같다.That is, the above-described transverse electric field type liquid crystal display device will be described as follows.
도 5a 및 도 5b는 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치에서 공통 전극과 화소 전극의 전계 인가에 따른 액정분자의 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다. 5A and 5B are plan views schematically illustrating states of liquid crystal molecules according to an electric field applied to a common electrode and a pixel electrode in a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 5a에 도시한 바와 같이, 공통 전극(22)과 화소 전극(21)에 전압이 인가되지 않았을 경우에 액정분자(23a)는 두 기판(도 4a의 20과 25) 상의 배향막(도시하지 않음)에 의해 초기 배향된 방향과 동일한 방향으로 상기 공통 전극(22)과 화소 전극(21)에 평행하도록 배향된다.As shown in FIG. 5A, when no voltage is applied to the
반면, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 화소 전극(21)과 공통 전극(22)에 전압이 인가될 때 액정분자(23a)는 상기 화소 전극(21) 및 공통 전극(22)사이에 형성되는 횡전계와 같은 방향으로 배향됨을 알 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when voltage is applied to the
이와 같이, 상기 횡전계 방식 액정표시장치 장점은 전압인가 시 각 액정의 극각의 변화가 작으므로 광시야각이 가능하다는 것이다. 즉, 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 70도까지 가시 할 수 있다.As described above, an advantage of the transverse electric field type liquid crystal display device is that a wide viewing angle is possible because the change in the polar angle of each liquid crystal is small when a voltage is applied. That is, when the liquid crystal display device is viewed from the front, it may be visible up to about 70 degrees in the up / down / left / right directions.
도 6은 종래 기술에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 평면도이다.6 is a plan view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the related art.
도 6에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 횡전계 방식 액정표시장치는 화소 영역(도시하지 않음)을 정의하기 위해 서로 수직한 방향으로 복수개의 게이트 라인(31)과 데이터 라인(32)이 배열되고, 상기 게이트 라인(31)과 평행하도록 공통 라인(33)이 배열되어 있고, 상기 공통 라인(33)에 연결되어 상기 데이터 라인(32)에 평행하도록 복수개의 공통 전극(34)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 6, in the conventional transverse electric field type liquid crystal display, a plurality of
또한, 상기 게이트 라인(31) 및 데이터 라인(32)이 교차하는 부위에 게이트 전극(35), 게이트 절연막(도시하지 않음), 반도체층(36), 소오스/드레인 전극(37a,37b)으로 구성되는 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 각 화소 영역에는 상기 드레인 전극(37b)에 연결되고 상기 공통 전극(34) 사이에 화소 전극(38)이 배열되어 있다. In addition, the gate electrode 35, the gate insulating film (not shown), the
이때, 상기 화소 영역 내에서 화소 전극(38)과 공통 전극(34)이 데이터 라인(32)과 평행하게 형성되어 있으며, 상기 화소 전극(38)은 축적 용량을 형성하기 위해 공통 라인(33)과 오버랩(Overlap)되는 영역을 갖는다. In this case, the
따라서, 종래 기술의 횡전계 방식 액정표시장치는 상기 박막트랜지스터(T)를 통하여 데이터 전압이 인가되면 상기 공통전극(34)과 화소 전극(38) 사이에 횡전계가 형성된다.Accordingly, in the conventional transverse electric field type liquid crystal display device, when a data voltage is applied through the thin film transistor T, a transverse electric field is formed between the
이 때 공통 전극과 데이터 라인의 관계를 설명하면 다음과 같다.In this case, the relationship between the common electrode and the data line will be described.
도 7은 도 6의 I ~ I' 선상의 단면도이고, 도 8은 종래 기술의 횡전계방식 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 6, and FIG. 8 is a plan view schematically illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device according to the related art.
종래 기술의 횡전계 방식 액정표시장치는, 도 7에 도시한 바와 같이, 하부 기판(20) 상에 상기 게이트 라인(도 6의 31), 게이트 전극(도 6의 35), 공통 라인(도 6의 33) 및 공통 전극(34)과, 상기 게이트 라인 및 공통 라인을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(39)이 형성되고, 상기 게이트 전극(35)의 상측의 게이트 절연막위에 반도체층(도 6의 36)이 형성된다. 그리고, 상기 게이트 라인(31)에 수직하도록 상기 게이트 절연막(39)위에 데이터 라인(32)과 소오스/드레인 전극(도 6의 37a,37b) 및 화소 전극(38)이 형성되고, 상기 화소 전극(38)을 포함한 기판 전면에 보호막(40)과 제 1 배향(42a)막이 차례로 형성된다.In the transverse electric field type liquid crystal display device according to the related art, as shown in FIG. 33) and a
상기 하부 기판(20)에 대향하는 상부 기판(25)상의 화소 영역을 제외한 부분에 블랙매트릭스층(43)이 형성되고 각 화소 영역에는 칼라필터층(41)이 형성된다. 그리고, 상기 칼라필터층(41)을 포함하는 상기 상부 기판 전면에 제 2 배향막(42b)이 형성된다. 이와 같은 상하부 기판(20, 25) 사이에 액정층(23)이 형성된다.The
따라서, 상기 화소 전극(38)에 데이터 전압이 인가될 경우 상기 화소 전극(38) 및 공통 전극(34)의 전압차에 의해 횡전계가 형성되고, 상기 횡전계에 의해 액정을 배향시킬 수 있다.Therefore, when a data voltage is applied to the
이때, 상기 공통 전극(도 7의 34)을 연결하는 상기 공통라인(33)은, 도 8과 같이, 상기 게이트 라인(31)과 평행하도록 형성되어 액티브 영역(30) 가장자리에서 서로 연결되어 있다. In this case, as shown in FIG. 8, the common line 33 connecting the
때문에, 상기 공통라인(33)의 저항성을 고려하여 상기 데이터 라인(32)에 데이터 전압이 인가될 경우 상기 공통전극(34)에 커플링 현상을 줄이기 위해 상기 공통 전극(34)과 상기 데이터 라인(32)을 일정간격 이격하도록 형성되어 있다.Therefore, when a data voltage is applied to the
따라서, 상부 기판(25) 상에는 상기 데이터 라인(32) 및 공통 전극(34) 가장자리로의 빛샘 현상을 막기 위해 블랙매트릭스(43)가 상기 데이터 라인뿐만 아니라, 상기 데이터 라인(32)에 인접하는 공통전극(34)의 상부에 대응하도록 넓게 형성되어 있다.Accordingly, the
즉, 상기 데이터 라인(32)과 상기 공통전극(34) 사이로 누설되는 빛을 차단하기 위해 상기 데이터 라인(32)에 인접하는 공통전극(34)의 중심부까지 대응하도록 상기 블랙매트릭스층(43)이 넓게 형성되어야 했다.That is, the
그러나, 이와 같은 종래 기술의 횡전계 방식 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있었다. However, the conventional transverse electric field type liquid crystal display device has the following problems.
첫째, 종래 기술의 횡전계 방식 액정표시장치는 데이터 배선 가장자리의 공통전극 부분에 대응하도록 블랙매트릭스층을 형성해야 하기 때문에 개구율이 떨어지는 단점이 있었다.First, the transverse electric field type liquid crystal display of the prior art has a disadvantage in that the aperture ratio is lowered because the black matrix layer must be formed to correspond to the common electrode portion of the edge of the data line.
둘째, 종래 기술의 횡전계 방식 액정표시장치는 데이터 배선과 오버랩하는 공통전극 또는 공통라인에 커플링 현상이 발생하여 화면불량을 유발할 수 있다.Second, in the transverse electric field type liquid crystal display device of the related art, a coupling phenomenon may occur on the common electrode or the common line overlapping the data line, thereby causing a screen defect.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 데이터 라인에 인접하는 공통전극을 상기 데이터 라인에 오버랩시켜 개구율을 향상시키고, 더불어 이웃하는 공통 라인을 서로 연결하여 공통 라인의 저항을 감소시켜 데이터 라인과 공통 라인간의 오버랩으로 인한 커플링 현상을 줄일 수 있는 횡전계 방식 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and improves the aperture ratio by overlapping a common electrode adjacent to a data line with the data line. It is an object of the present invention to provide a transverse electric field type liquid crystal display device which can reduce the coupling phenomenon due to overlap between the data line and the common line.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치는, 하부기판 상에 제1 방향으로 형성되는 게이트 라인; 상기 하부기판 상에, 상기 제1 방향으로 상기 게이트 라인과 절연되어 형성되는 공통 라인; 상기 하부기판 상에 상기 공통 라인에서 연장되어 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 형성되는 공통 전극; 상기 게이트 라인, 공통 라인 및 공통 전극을 포함한 상기 하부기판의 전면에 형성된 게이트 절연막 상에, 인접한 상기 공통 전극과 적어도 일부가 오버랩되고, 화소 영역이 정의되도록 상기 제2 방향으로 상기 게이트 라인에 교차되어 형성되는 데이터 라인; 상기 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 부분에 형성되며, 게이트 전극, 반도체층, 소오스 및 드레인 전극으로 이루어진 박막트랜지스터; 상기 각 화소 영역에 대응되어, 상기 게이트 절연막 상에 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극에 연결되고, 상기 공통 전극과 교번하여 상기 공통 전극에 평행하게 형성되는 화소 전극; 및 상기 게이트 라인과 상기 제2 방향으로 인접한 상기 공통 전극 또는 상기 공통 라인에 각각 형성된 콘택홀에 접촉하는 투명 도전성 금속으로 형성되어, 상기 게이트 라인과 상기 제2 방향으로 인접한 상기 공통 전극 또는 상기 공통 라인을 서로 전기적으로 연결하는 공통 라인 연결부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.In accordance with one aspect of the present invention, a transverse electric field type liquid crystal display device includes: a gate line formed in a first direction on a lower substrate; A common line formed on the lower substrate and insulated from the gate line in the first direction; A common electrode extending from the common line on the lower substrate and formed in a second direction perpendicular to the first direction; At least a portion of the adjacent common electrode overlaps the gate insulating film formed on the front surface of the lower substrate including the gate line, the common line, and the common electrode, and crosses the gate line in the second direction to define a pixel region. A data line formed; A thin film transistor formed at a portion where the gate line and the data line cross each other and formed of a gate electrode, a semiconductor layer, a source and a drain electrode; A pixel electrode corresponding to each of the pixel regions, the pixel electrode being connected to the drain electrode of the thin film transistor on the gate insulating layer, and alternately formed to be parallel to the common electrode; And a transparent conductive metal contacting the common electrode adjacent to the gate line in the second direction or the contact hole formed in the common line, and the common electrode or the common line adjacent to the gate line in the second direction. It is characterized in that it comprises a common line connection to electrically connect to each other.
여기서, 상기 공통 라인 연결부는 상기 게이트 절연막에 형성됨에 특징이 있다.The common line connection part may be formed on the gate insulating layer.
상기 공통 라인 연결부는 상기 제2 방향으로 형성됨에 특징이 있다.The common line connection part may be formed in the second direction.
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상기 공통라인 및 공통 라인 연결부는 그물 모양으로 형성됨에 특징이 있다.The common line and the common line connection is characterized in that it is formed in a net shape.
이와 같은 본 발명의 횡전계방식 액정표시장치는 데이터 라인을 공통전극에 오버랩되도록 형성함으로써 블랙매트릭스를 상기 데이터 라인에 대응하도록 형성하여 개구율을 높일 수 있고, 게이트 라인에 인접한 공통 전극 또는 공통 라인을 서로 전기적으로 연결하는 공통라인 연결부를 형성함으로써 상기 공통전극과 공통전극을 모두 전기적으로 연결하여 상기 공통전극 및 데이터 라인에 발생되는 커플링 현상을 줄일 수 있다.Such a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention can increase the aperture ratio by forming a black matrix to correspond to the data line by forming the data line to overlap the common electrode, and the common electrode or the common line adjacent to the gate line are mutually increased. By forming a common line connecting unit electrically connecting the common electrode and the common electrode, the coupling phenomenon generated in the common electrode and the data line can be reduced.
이하, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention having the above characteristics will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 9는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅱ-Ⅱ' 선상의 구조 단면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 평명도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치는, 하부 기판(도시하지 않음)상에 제1 방향으로 형성되는 복수개의 게이트 라인(51), 화소 영역이 정의되도록 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 상기 각 게이트 라인(51)에 교차되어 형성되는 복수개의 데이터 라인(52), 상기 각 게이트 라인(51)과 각 데이터 라인(52)이 교차하는 부분에 형성되는 박막트랜지스터(T), 상기 제1 방향으로 상기 게이트 라인과 절연되어 형성되는 복수개의 공통 라인(54), 상기 각 화소 영역에 대응되어 상기 공통 라인(54)에서 연장되어 상기 제2 방향으로 형성되는 공통 전극(55), 상기 각 화소 영역에 대응되어 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극(62b)과 전기적으로 연결되고 상기 공통 전극(55)과 교번하여 상기 제2 방향으로 형성되는 화소 전극(53) 및 상기 게이트 라인(51)에 인접한 공통 전극(55) 또는 공통 라인(54)에 각각 형성된 콘택 홀(55a)에 접촉하는 투명 도전성 금속으로 형성되어, 상기 각 게이트 라인(51)에 인접한 공통 전극(55) 또는 공통 라인(54)를 서로 전기적으로 연결하는 공통 라인 연결부(56)을 포함하여 이루어진다. 이때, 투명 도전선 금속으로는 ITO(Indium-Tin Oxide, 인-주석 산화물) 등이 있다.
상기 복수개의 게이트 라인(51), 복수개의 공통 라인(54) 및 공통 전극(55)은 상기 하부 기판(도시하지 않음) 상에 동시에 형성되며, 복수개의 게이트 라인(51)과 복수개의 공통 라인(54)은 서로 절연되고, 복수개의 공통 라인(54)과 공통 전극(55)은 연결된다. 그리고, 상기 복수개의 데이터 라인(52)과 화소 전극(53)은, 상기 복수개의 게이트 라인(51), 복수개의 공통 라인(54) 및 공통 전극(55)을 포함한 상기 하부 기판(도시하지 않음) 전면에 형성되어 있는 게이트 절연막(도시하지 않음) 상에 동시에 형성된다.
상기 각 데이터 라인(52)은 인접한 상기 공통 전극(55)에 오버랩되도록 형성되어, 상기 데이터 라인(52)의 주변에서의 빛샘 현상을 줄임으로써 개구율을 높일 수 있다.9 is a plan view of a transverse electric field liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 10 is a structural cross-sectional view along the line II-II 'of FIG. 9, and FIG. It is flatness.
As shown in FIG. 9, the transverse electric field liquid crystal display according to the present invention includes a plurality of
The plurality of
Each of the data lines 52 is formed to overlap the adjacent
그리고, 상기 공통라인 연결부(56)는 상기 데이터 라인(52)과 동일한 상기 제2 방향으로 형성된다. 따라서, 상기 데이터 라인(52)에 데이터 전압이 인가될 경우 상기 공통전극(55)에 유도되는 커플링 전하를 줄일 수 있다.The
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이와 같은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 10에 도시된 바와 같이, 하부 기판(50)상에, 일정한 간격으로 이격되는 복수개의 게이트 라인(도 9의 51)과 복수개의 공통 라인(도 9의 54)가 서로 평행하게 형성된다. 이와 동시에, 상기 게이트 라인(도 9의 51)과 후술할 데이터 라인(52)가 교차배치되어 정의되는 화소 영역 각각에 대응되어, 상기 게이트 라인(51)에서 연장되어 돌출되는 게이트 전극(도 9의 51a)이 형성된다. 또한, 상기 화소 영역 각각에 대응되어, 상기 하부 기판(50) 상에 상기 복수개의 공통 라인(도 9의 54)에 수직한 방향으로 상기 복수개의 공통 라인(도 9의 54) 각각에서 연장되는 복수개의 공통 전극(55)이 형성된다.
상기 복수개의 게이트 라인(도 9의 51), 복수개의 공통 라인(도 9의 54) 및 복수개의 공통 전극(55)을 포함한 상기 하부 기판(50)의 전면에 게이트 절연막(58)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(58) 상에 반도체층(도 9의 51b, 도 10에는 도시되지 않음)이 형성된다.
그리고, 상기 게이트 절연막(58) 상에, 상기 화소 영역이 정의되도록 상기 복수개의 게이트 라인(51)과 수직한 방향으로 상기 복수개의 게이트 라인(51)에 교차되고, 인접한 상기 공통 전극(55)과 오버랩되는 데이터 라인(52)이 형성된다. 이와 동시에, 상기 화소 영역에 대응되어 상기 게이트 절연막(58) 상에 상기 공통 전극(55)와 교번되는 화소 전극(53)이 형성된다. 이 때, 상기 데이터 라인(51)에는 상기 반도체층 방향으로 돌출되도록 소오스 전극(도 9의 52a)이 형성되고 상기 화소 전극(53)은 상기 소오스 전극(도 9의 52a)에 대향되는 상기 반도체층 일측에 드레인 전극이 돌출되도록 형성된다.
상기 데이터 라인(52) 및 화소 전극(53)을 포함하는 상기 하부 기판(50)의 전면에 보호막(59)이 형성된다.
다음, 상기 게이트 라인(51)에 인접한 화소 영역에 형성된 공통 전극(55) 또는 공통 라인(54)에 콘택홀(55a)이 형성된다. 그리고, 상기 보호막(59) 상에, 상기 게이트 라인(51)에 인접한 공통 라인(54) 또는 공통 전극(55) 각각에 형성된 상기 콘택홀(55a)에 모두 접촉하여, 상기 게이트 라인(51)에 인접한 공통 전극(55) 또는 공통 라인(54)을 서로 전기적으로 연결하는 공통라인 연결부(56)가 형성된다. 이때, 상기 공통 라인 연결부(56)는 상기 데이터 라인(52)에 평행한 방향으로 형성된다. 또한, 상기 공통 라인 연결부(56)는 ITO 등과 같은 투명 도전성 금속으로 형성한다.
그리고, 상기 공통라인 연결부(56)를 포함하는 상기 하부 기판(50) 상에 제 1 배향막(63a)이 형성된다. The transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail as follows.
As shown in FIG. 10, on the
A
A semiconductor layer (51b in FIG. 9, not shown in FIG. 10) is formed on the
In addition, the
A
Next, a
In addition, a
또한, 상부 기판(57)에는 상기 화소 영역을 제외한 상기 게이트 라인(51) 및 데이터 라인(52)에 대응되는 부분에 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층(64)이 형성되고, 상기 각 화소 영역에 대응되는 부분에 색상을 구현하기 위한 R, G, B 칼라필터층(65)이 형성된다. 그리고, 상기 칼라필터층(65)을 포함한 상기 상부 기판 전면에 제 2 배향막(63b)이 형성된다. In addition, a
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여기서, 상기 하부기판(50)에 형성된 상기 데이터 라인(52)과 데이터 라인(52)에 인접한 공통전극(55)이 오버랩되도록 형성되어 있으므로 상기 데이터 라인(52)의 주변을 통하여 유출되는 빛의 양이 작기 때문에 상기 데이터 라인(52)에 대응되는 상기 블랙매트릭스(64)의 폭은 종래에 비해 감소되도록 블랙매트릭스층의 폭을 줄일 수 있다.Herein, since the
이와 같이 형성된 상부 기판(57) 및 하부 기판(50)이 일정 공간을 갖고 서로 마주보도록 합착되고 상기 상부 기판(57) 및 하부 기판(50) 사이에 액정층(66)이 형성된다.The
상기 도 10에서, 상기 공통 라인 연결부(56)는 보호막(59)을 형성한 후 상기 보호막(59) 상에 형성함을 설명하였으나, 이와 달리, 데이터 라인(52)이 형성되는 게이트절연막(58) 상에 형성될 수 있다. 즉, 데이터 라인 형성용 금속층을 상기 게이트 절연막위에 증착하고 노광 및 현상 공정으로 상기 데이터 라인(52) 및 화소 전극(53)과 상기 공통 라인 연결부(56)를 정의한 후, 상기 금속층을 선택적으로 제거하여 데이터 라인(52) 및 화소 전극(53)을 형성함과 동시에 공통 라인 연결부(56)을 형성한다. 이와 같은 경우에 상기 보호막(59)은 형성하지 않아도 무방하다. In FIG. 10, the
따라서, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치는 상기 공통전극(55)을 상기 데이터 라인(52)에 오버랩하도록 형성하여 개구율을 높일 수 있다. 또한, 상기 게이트 라인(51)에 인접한 양측 공통 전극 또는 공통 라인을 서로 전기적으로 연결하여 공통 라인을 메쉬(mesh) 형태로 만들어 공통 라인의 저항을 감소시키므로 공통 라인과 데이터 라인 사이의 커플링에 의한 크로스토크(crosstalk)을 방지할 수 있다.Accordingly, in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention, the
도 11은, 상기 공통라인(54) 및 공통라인 연결부(56)가 그물(mesh)모양으로 형성되어 상기 액티브 영역(67)의 가장자리로 접지됨을 도시하였다.FIG. 11 illustrates that the
따라서, 공통라인 연결부(56)를 이용하여 복수개의 공통라인(54)들을 서로 연결함으로써 데이터 라인(52)에 인가되는 데이터 전압에 의해 상기 공통전극(55)에 유도되는 커플링 전하를 줄일 수 있다.Therefore, by connecting the plurality of
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.In the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention as described above has the following advantages.
첫째, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치는 데이터 라인에 인접한 공통전극을 상기 데이터 라인에 오버랩되도록 형성하고 상대적으로 블랙매트릭스층의 폭을 줄일 수 있으므로 액정표시장치의 개구율을 높일 수 있다.First, the transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention may form a common electrode adjacent to the data line to overlap the data line and relatively reduce the width of the black matrix layer, thereby increasing the aperture ratio of the liquid crystal display device.
둘째, 게이트 라인 양측의 공통 라인 또는 공통 전극을 서로 연결하여 공통 라인을 그물모양으로 형성하므로 공통 라인의 저항을 감소시킬 수 있다. 따라서 상기 공통 라인 또는 공통 전극과 데이터 라인이 오버랩되더라도 공통 전압의 변동에 의한 크로스토크 증가를 방지할 수 있다.Second, since common lines or common electrodes on both sides of the gate line are connected to each other to form a common line in a net shape, resistance of the common line can be reduced. Therefore, even if the common line or the common electrode and the data line overlap, crosstalk increase due to the change of the common voltage can be prevented.
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