KR101225272B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정표시장치는 게이트배선과 데이터배선으로 구획되어 정의되는 화소영역과; 상기 화소영역에 마련되는 플레이트 형상의 제1영역과 빗살형상의 제2영역의 공통전극과; 상기 제2영역의 상기 공통전극과 교대로 마련되며, 상기 화소영역에 빗살형상의 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은 게이트배선과 데이터배선을 교차하도록 마련하여 화소영역을 형성하는 단계와; 상기 화소영역에 플레이트 형상의 제1영역과 빗살형상의 제2영역의 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 제2영역의 공통전극과 교대로 마련되며, 상기 화소영역에 빗살형상의 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시장치는 제1영역과 화소전극을 오버랩시킴으로써 미충전으로 인한 전압손실을 최소화하게 되고, 제2영역과 화소전극을 오버랩되지 않도록함으로써 토탈 캐패시던스에 의한 신호지연을 최소화하여 하이프레임주파수를 사용하는 대형사이즈의 액정표시장치에서 개선된 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{Liquid Crystal Display device and making the same}
도 1a는 종래의 프린지필드 스위칭모드 액정표시장치의 평면도.
도 1b는 I-I'에 따른 단면도.
도 2a는 종래의 프린지필드모드의 액정표시장치의 충전특성을 도시한 도면.
도 2b는 종래의 프린지필드모드의 액정표시장치의 딜레이 타임을 도시한 도면.
도 3a는 종래의 횡전계모드 액정표시장치의 평면도.
도 3b는 도 3a의 III-III'에 따른 단면도.
도 4a는 종래의 횡전계모드 액정표시장치의 충전특성을 도시한 도면.
도 4b는 종래의 횡전계모드 액정표시장치의 딜레이타임 특성을 도시한 도면.
도 5는 종래의 대면적 액정표시장치의 전력손실을 도시한 도면.
도 6는 본 발명에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도.
도 7은 도 6의 VII-VII'에 따른 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 딜레이타임과 충전특성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
1 : 액정표시장치 5 : 화소영역
10 : 하부기판 20a : 제1영역
20b : 제2영역 30 : 절연층
40 : 화소전극 50 : 액정층
60 : 게이트배선 70 : 데이터배선
90 : 상부기판
본 발명은 액정표시장치에서 관한 것으로, 공통전극의 형상을 변경하여 충전특성과 화질을 개선하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화상 정보를 화면에 나타내는 디스플레이 장치들 중에서 브라운관표시장치(혹은 CRT:Cathode Ray Tube)가 지금까지 가장 많이 사용되어 왔는데, 이것은 표시 면적에 비해 부피가 크고 무겁기 때문에 사용하는데 많은 불편함이 있었다.
그리고, 오늘날에는 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레 이 장치의 중요성이 커지고 있다.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 그 중 하나로 최근에 액정표시장치가 주목을 받고 있다.
상기 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display)는 표시해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.
일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다.
상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
상기 액정표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러 필터 기판과 화소 전극이 형성된 어레이 기판과, 두 기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 현재 주로 사용되고 있는 능동행렬 액정표시장치 중 하나로 트위스트 네마틱(TN : twisted nematic) 방식의 액정표시장치를 들 수 있다.
상기 트위스트 네마틱 방식은 두 기판에 각각 전극을 설치하고 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 다음 전극에 전압을 가하여 액정 방향자를 구동하는 방식이다.
그러나, 상기 TN방식(twisted nematic mode)의 액정표시장치는 시야각이 좁다는 큰 단점이 있다.
그래서, 최근에 상기 협소한 시야각 문제를 해결하기 위하여 여러 가지 새로운 방식을 채용한 액정 표시 장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 상기 방식으로 횡전계를 이용한 횡전계 모드(IPS;In-Plane Switching mode) 및 프린지필드 스위칭모드(FFS;Fringe Field Switching mode)가 개발되었다. 상기 모드의 액정표시장치는 넓은 시야갹과 함께 투과율 특성을 가지는 장점이 있다.
프린지필드 스위칭모드는 기존의 수직전계방식이 아닌 수평전계방식의 셀(Cell)구조로 상·하 기판의 셀 간격과 전극간의 간격을 최소화시키고 프린지필드구조에 최적화된 액정개발을 통해 초광시야각과 고투과율을 실현했다.
도 1a는 종래의 프린지필드 스위칭모드 액정표시장치의 평면도이고, 도 1b는 I-I'에 따른 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 프린지필드모드 액정표시장치(502)는 공통전극(520)과 화소전극(540)을 투명 전도체로 형성하면서, 공통전극(520)과 화소전극(540)과의 간격을 상하 기판(510, 590) 사이의 간격보다 좁게 형성하여, 공통전극(520)과 화소 전극(540) 상부에 프린지 필드(fringe filed)가 형성되도록 함으로 써, 상기 전극(520, 540)들 상부에 존재하는 액정층(550)의 액정분자들이 모두 동작되도록 한다.
여기서 하부기판(510) 상에는 게이트배선(560) 및 데이터배선(570)이 교차 배열되어 화소영역(505)을 정의하고, 상기 게이트배선(560)과 데이터배선(570)의 교차점 영역에는 박막트랜지스터(TFT)가 배치된다.
그리고, 공통전극(520)은 투명한 도전성 전극물질로 이루어지며, 화소영역(505) 전면에 공통전극(520)이 형성된다. 상기 공통전극(520)은 공통신호선과 콘택되어, 지속적으로 공통신호를 인가받는다.
상기 공통전극(520) 상에는 추후에 마련되는 다수의 전극과 배선과 박막트랜지스터(TFT)를 절연하는 절연층(530)이 형성된다.
상기 절연층(530) 상에는 화소전극(540)이 마련된다. 상기 화소전극(540)은 화소영역(505)에 마련되고, 사선형상으로 대칭되도록 등간격으로 다수개 형성함으로써 이중 도메인을 형성하였다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 공통전극(520)은 화소영역(505) 전면에 마련되고, 화소전극(540)은 상기 공통전극(520)과 절연층(530)을 사이에 두고 오버랩되도록 상기 화소영역(505)에 형성된다.
한편, 하부기판(510)과 대향하는 상부기판(590)은 상기 화소전극(540)과 공통전극(520)에 대향되고, 그 사이에는 액정층(550)이 개재된다.
여기서 공통전극(520)과 화소전극(540)에 전압이 인가되면 프린지필드전계가 형성되어 액정층(550)의 액정을 횡으로 운동시켜 시야각이 넓은 화면을 형성하게 된다.
도 2a는 종래의 프린지필드모드의 액정표시장치의 충전특성을 도시한 도면이고, 도 2b는 종래의 프린지필드모드의 액정표시장치의 딜레이 타임을 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 프린지필드모드의 액정표시장치(502)는 화소전극(540)은 공통전극(520)에 오버랩되어 마련되기 때문에 공통전극(520)과 화소전극(540) 사이에는 캐패시던스가 발생하게 된다.
이와 같이, 그래서 총 충전용량(Total capacidance)는 상당히 증가하게 된다. 따라서 충전용량이 크기때문에 충전시간이 단시간에 이루어진다. 그러나 상기 큰 충전용량으로 인해 신호지연이 발생하게 된다.
그래서 토탈 캐패시던스(Total capacidance)는 상당히 증가하게 된다. 이로 인하여 시정수(
Figure 112005078649801-pat00001
)이 증가하게 된다. 캐패시던스가 형성된 금속에서는 미세의 저항성이 포함되어 있다. 이런 이유로 상기 금속의 충전과 방전특성은 항상 관련된 저항을 고려해야만 한다. 저항은 상기 금속의 충전과 방전에서 시간의 요소를 제공한다.
상기 캐패시던스가 발생한 금속은 일정한 값까지 충전 또는 방전하는데는 시간이 필요하다. 이 때 시간 τ를 시정수라 한다.
여기서 시정수는 τ=RC이다. 전하를 이동하는 데 일정한 시간이 요구되기 때문에 커패시터 양단에 걸리는 전압은 일순간에 변화할 수 없다. 상기 금속이 충전 또는 방전되는 비율은 회로의 시정수에 의해 결정된다.
시정수는 τ=RC이다. 여기서 τ는 시정수이고, R은 저항이고, C는 캐패시던스이다.
따라서 C가 크기 때문에 충전특성이 우수한 반면 상기 딜레이타임(τ)은 패널의 사이즈가 증가할 수록 증가하게 된다.
도 3a는 종래의 횡전계모드 액정표시장치의 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 III-III'에 따른 단면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 횡전계모드 액정표시장치(503)는 게이트배선(560)과 데이터배선(570)이 교차하는 영역에 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다. 그리고 상기 게이트배선(560)과 데이터배선(570)으로 구획되는 화소영역(505)에는 공통전극(520)이 마련되고, 상기 공통전극(520) 상에 절연층(530)이 마련된다. 여기서 상기 공통전극(520)은 빗살형상으로 마련된다.
상기 절연층(530) 상에는 화소전극(540)이 마련된다. 여기서 상기 화소전극(540)은 공통전극(520)과 오버랩되지 않도록 공통전극(520)과 교대로 마련된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 횡전계모드 액정표시장치(503)는 하부기판(510)과 대향하는 상부기판(590)은 상기 화소전극(540)과 공통전극(520)에 대향되고, 그 사이에는 액정층(550)이 개재된다.
여기서 상기 화소전극(540)과 공통전극(520)이 오버랩되는 영역이 없기 때문에 캐패시던스가 작게 형성되어 횡전계모드 액정표시장치(503)는 토탈 캐패시던스가 작게 형성된다. 그런데 상기 토탈 캐패시던스가 작기 때문에 미충전되는 경우가 발생하게 된다.
도 4a는 종래의 횡전계모드 액정표시장치의 충전특성을 도시한 도면이고, 도 4b는 종래의 횡전계모드 액정표시장치의 딜레이타임 특성을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 횡전계모드 액정표시장치(503)는 프린지필드 액정표시장치(502)에 비해 토탈 캐패시던스가 작기 때문에 딜레이 타임이 작기 때문에 신호지연이 발생하지 않는다.
그러나 횡전계모드 액정표시장치(503)의 토탈 캐패시던스가 작아짐에 따라 미충전되는 경우가 발생한다.
따라서 상기 횡전계모드 액정표시장치(503)는 미충전되는 경우에 대응하기 위해 스토리지 캐패시터를 마련해야 된다.
그러나 스토리지 캐패시터 면적의 증가는 개구율을 감소시켜 횡전계모드 액정표시장치(503)의 휘도가 감소하는 문제점이 있다.
도 5는 종래의 대면적 액정표시장치의 전력손실을 도시한 도면이다.
화면이 점차 대형화되어 가면서 신호지연과 충전특성이 최적화된 화소를 필요로 함에 따라 미충전과 신호지연을 해소할 수 있는 액정표시장치를 필요로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 해상도를 높이기 위해 하이프레임 주파수를 입력시에 상기 미충전 때문에 인가전압 손실이 발생하게 된다.
최근에 화면의 사이즈가 대형화, 고정세화 되면서 화면의 해상도를 높이기 위해 하이프레임 주파수를 사용하게 된다.
a)는 중소형 사이즈의 액정표시장치의 전압파형을 도시한 도면이고, b)는 대 형 사이즈의 액정표시장치의 전압파형을 도시한 도면이다.
전압파형의 빗금영역은 τ=RC에 영향을 받아 전력손실이 발생한다.
여기서 횡전계모드 액정표시장치(503)의 경우는 토탈 캐패시던스가 작기 때문에 충전이 되지 않아 전력이 손실이 발생한다.
그리고 프린지필드모드 액정표시장치(502)의 경우는 공통전극(520)과 화소전극(540)이 오버랩되어 토탈 캐패시던스가 크게 형성된다. 그래서 상기 C에 영향을 받아 전력손실이 적은 반면 토탈 캐패시던스 때문에 신호지연이 발생하게 된다.
도 5b)에 도시된 바와 같이, 상기 전력손실은 하이프레임 주파수를 사용하게 되면 프레임마다 전력 손실이 발생하기 때문에 총 전력손실은 기하학적으로 증가하게 된다.
따라서, 최근에 화면의 사이즈가 대형화됨에 따른 높은 해상도를 위한 하이프레임 주파수 입력시 전압손실과 신호지연으로 인한 표시소자의 품위를 저해하는 문제점이 있다.
본 발명은 액정표시장치의 공통전극과 화소전극을 일부영역 오버랩시킴으로써 딜레이 타임으로 인한 신호지연과 미충전을 인한 전압손실을 최소화하여 개선된 화소구조를 갖는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 본 발명의 액정표시장치는 게이트배선과 데이터배선으로 구획되어 정의되는 화소영역과; 상기 화소영역에 마련되는 플레이트 형상의 제1영역과 빗살형상의 제2영역의 공통전극과; 상기 제2영역의 상기 공통전극과 교대로 마련되며, 상기 화소영역에 빗살형상의 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제1영역은 상기 화소전극과 오버랩되게 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법은 게이트배선과 데이터배선을 교차하도록 마련하여 화소영역을 형성하는 단계와; 상기 화소영역에 플레이트 형상의 제1영역과 빗살형상의 제2영역의 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 제2영역의 공통전극과 교대로 마련되며, 상기 화소영역에 빗살형상의 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일한 재료로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 6는 본 발명에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII'에 따른 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(1)는 제1기판(10) 상에 게이트배선(60) 및 데이터배선(70)이 교차 배열되어 화소영역(5)을 정의하고, 상기 게이트배 선(60)과 데이터배선(70)의 교차영역에는 스위칭소자(TFT)가 마련된다.
그리고 상기 화소영역(5)의 소정영역에는 플레이트 형상으로 투명한 도전성 전극 물질로 구성된 제1영역(20b)과 빗살형상의 제2영역(20a)이 마련된다. 여기서 상기 제1영역(20b)과 제2영역(20a)은 공통전극(20)이며 상기 공통배선과 콘택되어 지속적으로 공통신호를 인가한다. 상기 플레이트 형상의 제1영역은 게이트 배선과 인접한 양측 모서리 영역에서 형성될 수 있으며, 상기 빗살형상의 제2영역은 상기 제1영역 사이에 형성될 수 있다.
여기서 상기 제1영역(20b)과 제2영역(20a)이 마련된 화소영역(5) 상에 절연층(30)이 마련된다.
그리고 상기 절연층(30) 상에는 투명한 도전성 전극물질로 화소전극(40)을 마련한다. 상기 화소전극(40)은 화소영역(5)에 빗살형상으로 마련된다.
여기서 상기 화소전극(40)의 빗살형상과 제2영역(20a)의 빗살형상은 교대로 마련되어 상기 화소전극(40)과 제2영역(20a)은 오버랩되는 영역이 없게 된다. 그리고 상기 화소전극(40)과 플레이트 형상의 상기 제1영역(20b)은 오버랩되게 마련되어 액정표시장치(1)의 토탈 캐패시던스를 높여 충전특성을 향상시킨다.
도 7에 도시된 바와 같이, 화소영역(5)의 상기 화소전극(40)은 빗살형상으로 형성하며, 빗살형상의 제2영역(20a)과 교대로 마련된다. 여기서 상기 화소전극(40)은 빗살형상의 상기 제2영역(20a)과 오버랩되지 않도록 마련된다.
따라서 화소영역(5)에 미충전을 방지하기 위한 스토리지를 마련할 필요가 없기 때문에 개구율을 손실을 줄일 수 있게 된다. 또한 상기 제2영역(20a)과 화소전극(40)을 일부영역 오버랩되지 않도록 함으로써 과충전으로 인한 신호지연을 해소할 수 있게 된다.
한편, 상기 화소전극(40)은 플레이트 형상의 상기 제1영역(20b)과 오버랩되도록 마련된다. 따라서 상기 화소영역(5)의 소정영역에 제1영역(20b)과 화소전극(40)을 오버랩시켜 미충전으로 인한 전압손실을 해소할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 액정표시장치(1)는 충전특성을 향상시켜 과충전으로 인한 신호지연과 미충전으로 인한 전압손실을 최소화시켜 최적화된 화소구조를 구비하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 딜레이타임과 충전특성을 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(40)과 빗살형상의 제2영역(20a)을 교대로 마련하여 상기 화소전극(40)과 상기 제2영역(20a)은 오버랩되지 않도록 마련한다. 그리고 상기 화소전극(40)은 플레이 형상의 상기 제1영역(20b)과 오버랩되도록 마련한다.
이와 같이, 화소영역(5)의 소정영역에 제1영역(20b)과 화소전극(40)을 오버랩시켜 미충전을 해소할 수 있게 된다.
그리고 상기 화소영역(5)의 소정영역에 제1영역(20b)과 화소전극(40)을 오버랩시켜 미충전으로 인한 전압손실을 해소할 수 있게 되고, 미충전을 방지하기 위한 스토리지를 마련할 필요가 없기 때문에 개구율을 손실을 줄일 수 있게 된다.
따라서 상기 제2영역(20a)과 화소전극(40)을 일부영역 오버랩되지 않도록 함으로써 과충전으로 인한 신호지연을 해소할 수 있게 된다.
게다가 화면이 대형화되어 가면서 해상도를 높이기 위한 하이프레임 주파수를 사용하고 있다. 즉, 화면이 사이즈가 점차 증가함에 따른 상기 화면전체에 신호 전달 하기 위한 시간이 길어지게 된다. 그래서 상기 신호지연 시간을 최소화하기 위해서 하이프레임 주파수를 사용하게 된다.
그런데 종래의 하이프레임 주파수를 사용하기 때문에 액정표시장치의 미충전과 과충전으로 인한 전압손실이 크게 발생하였다. 미충전이 되면 화소의 충전을 위해 스토리지를 마련하게 된다. 그런데 상기 스토리지는 화소영역의 크기를 줄여 개구율을 저하시키게 된다. 따라서 개구율 저하로 인하여 화면표시특성이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고 과충전이 되면 시정수의 공식(τ=RC)과 같이 캐패시던스가 커지게 되어 신호지연의 문제점이 발생하게 되었다. 게다가 점차 화면이 대형화되면서 신호가 전달되는 시간이 길어져 상기의 문제점은 더욱 심각하게 표시되었다.
따라서 화소영역(5)에 미충전의 문제점을 해결하기 위해 화소전극(40)과 제1영역(20b)을 오버랩되게 마련한다. 그래서 미충전으로 인한 전압손실을 최소화시켰다.
그리고 캐패시던스를 줄여 과충전의 문제점은 화소영역(5)의 일부영역에 화소전극(40)과 제2영역(20a)을 오버랩되지 않도록 마련하여 과충전으로 인한 신호지연을 최소화시켰다.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 게이트배선(60)과 데이터 배선(70)이 교차하여 화소영역(5)을 정의한다. 상기 화소영역(5)에는 화소전극(40)이 마련되어 화상을 표시할 수 있게 된다.
여기서 상기 게이트배선(60)과 상기 데이터배선(70)이 교차하는 영역에는 스위칭소자(S)가 마련된다.
상기 화소영역(5)에는 제1영역(20b)과 제2영역(20a)이 마련된다.
여기서 플레이트 형상의 상기 제1영역(20b)은 화소영역(5)의 중앙영역에 마련되어 스토리지 역할을 하게 된다.
상기 제2영역(20a)은 빗살형상으로 마련된다. 그리고 상기 제2영역(20a)은 화소전극(40)과 오버랩되지 않게 화소영역(5)의 가장자리에 마련된다. 이와 같이, 화소전극(40)과 제2영역(20a)이 오버랩되지 않도록 하여 토탈 캐패시던스를 줄일 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 액정표시장치(1)는 제2영역(20a)을 이용하여 토탈 캐패시던스를 줄여 신호지연을 최소화하고, 제1영역(20b)을 이용하여 미충전을 방지하여 충전특성을 향상시킨다. 또한, 충전특성이 향상되어 스토리지를 마련할 필요가 없기 때문에 개구율을 높일 수 있게 된다.
이에 따라 액정표시장치(1)의 토탈 캐패시던스가 최적화되어 충전시간과 신호지연이 개선되어 대형화면에서 밝은 영상을 볼 수 있게 된다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 하부기판(10) 상에 게이트배선(60)과 데이터배선(70)이 교차하도록 마련한다. 상기 게이트배선(60)과 데이터배선(70)이 교차하는 영역에 스위칭소자(TFT)를 형성한다.
그리고 상기 게이트배선(60)과 데이터배선(70)에 구획되는 영역에 화소영역 (5)을 형성한다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 상기 화소영역(5)에 제1영역(20b)과 제2영역(20a)을 형성한다. 여기서 공통전극인 상기 제1영역(20b)과 제2영역(20a)은 하나의 마스크를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1영역(20b)은 플레이트형상의 전극이다. 상기 제1영역(20b)은 추후에 마련되는 화소전극(40)과 오버랩하게 된다. 여기서 제1영역(20b)과 화소전극(40) 간에는 캐패시던스가 발생하여 액정표시장치(1)의 충전용량을 증가시키게 된다. 따라서 액정표시장치(1)의 충전용량을 증가시켜 전압손실을 줄이게 된다.
도 10b 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 화소영역(5)에 절연층(30)을 형성하고, 상기 절연층(30) 상에 화소전극(40)을 형성한다. 여기서 상기 화소전극(40)은 빗살형상으로 마련되어 제2영역(20a)과 오버랩되지 않게 형성된다. 반면, 제1영역(20b)은 화소전극(40)과 오버랩되게 형성된다. 상기 화소전극(40) 및 공통전극(20)이 형성된 하부기판(10)과 상부기판(90)은 액정층(50)을 사이에 두고 합착된다.
이에 따라 하이프레임 주파수 구동을 하는 대형사이즈에서 필요로 하는 신호지연과 충전특성을 최적화시키는 액정표시장치(1)의 토탈 캐패시던스를 공통전극의 형상을 변경하여 해결할 수 있게 된다.
즉, 제1영역(20b)과 화소전극(40)을 오버랩시켜 충전율을 증가시켜 미충전으로 인해서 발생하는 전압손실을 최소화할 수 있게 되고, 제2영역(20a)과 화소전극(40)을 오버랩되지 않도록하여 토탈 캐패시던스를 낮추어 과충전으로 인한 신호지연을 개선할 수 있게 된다.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하 였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 액정표시장치는 소정의 영역에 제1영역과 화소전극을 오버랩시킴으로써 미충전으로 인한 전압손실을 최소화하게 되고, 제2영역과 화소전극을 오버랩되지 않도록함으로써 토탈 캐패시던스에 의한 신호지연을 최소화하여 하이프레임주파수를 사용하는 대형사이즈의 액정표시장치에서 개선된 영상을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 게이트배선과 데이터배선으로 구획되어 정의되는 화소영역과;
    상기 화소영역에 마련되는 플레이트 형상의 제1영역과 빗살형상의 제2영역의 공통전극과;
    상기 화소영역에서 상기 제1영역의 공통전극과 절연층을 사이에 두고 오버랩되고, 상기 제2영역의 공통전극과 절연층을 사이에 두고 교대로 마련되는 빗살형상의 화소전극을 포함하고,
    상기 제1영역의 공통전극은 상기 화소영역에서 상기 게이트배선과 인접한 양측면에 형성되고, 제2영역의 공통전극은 상기 제1영역 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1영역의 공통전극과 상기 제2영역의 공통전극은 동일한 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 게이트배선과 상기 데이터배선의 교차점에는 스위칭소자가 마련되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 게이트배선과 데이터배선을 교차하도록 마련하여 화소영역을 형성하는 단계와;
    상기 화소영역에 플레이트 형상의 제1영역과 빗살형상의 제2영역의 공통전극을 형성하는 단계와;
    상기 화소영역에서 상기 제1영역의 공통전극과 절연층을 사이에 두고 오버랩되고, 상기 제2영역의 공통전극과 절연층을 사이에 두고 교대로 마련되는 빗살형상의 화소전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1영역의 공통전극은 상기 화소영역에서 상기 게이트배선과 인접한 양측면에 형성되고, 제2영역의 공통전극은 상기 제1영역 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1영역의 공통전극과 상기 제2영역의 공통전극은 동일한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 게이트배선과 상기 데이터배선의 교차점에는 스위칭소자를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020056295A (ko) * 2000-12-29 2002-07-10 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 잔상 개선구조를 갖는 액정 디스플레이 패널
KR20020080860A (ko) * 2001-04-18 2002-10-26 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 프린지 필드 구동 액정표시장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002182230A (ja) 2000-10-10 2002-06-26 Hyundai Display Technology Inc フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置
KR20020056295A (ko) * 2000-12-29 2002-07-10 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 잔상 개선구조를 갖는 액정 디스플레이 패널
KR20020080860A (ko) * 2001-04-18 2002-10-26 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 프린지 필드 구동 액정표시장치

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