KR101274958B1 - 수평전계방식 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 수평전계방식 액정표시장치는 2-ITO 구조의 수평전계방식 액정표시장치에서 개구영역 내의 상, 하단 영역의 공통전극 및 화소전극의 구조를 변경함으로써 전경선 발생을 최소화하여 휘도 및 잔상 특성을 개선하기 위한 것으로, 제 1 기판에 일 방향으로 형성되며, 불투명한 제 1 도전물질로 구성된 복수개의 게이트라인; 꺾임 구조를 가지며 상기 게이트라인과 교차하여 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자; 상기 화소영역 내에 교대로 배치되어 수평전계를 발생시키며, 투명한 제 2 도전물질로 이루어지는 복수개의 제 1 공통전극과 화소전극; 상기 데이터라인에 인접하여 형성되며, 상기 제 1 도전물질로 상기 게이트라인과 동일층에 형성된 제 2 공통전극; 상기 제 2 공통전극의 일측 및 다른 일측을 연결하는 제 1 공통라인 및 제 2 공통라인; 상기 제 2 공통라인 상부에 배열되며, 상기 복수개의 제 1 공통전극의 일측을 연결하는 공통전극 연결라인; 상기 각각의 화소전극의 일측에 형성되며, 상기 제 2 공통라인 상부로 연장되어 상기 제 2 공통라인과 중첩되는 연장부; 상기 제 2 공통전극과 제 1 공통라인을 연결하는 연결부; 및 상기 제 1 기판과 대향하여 합착되는 제 2 기판을 포함하며, 상기 복수개의 제 1 공통전극 중 상기 데이터라인에 인접한 제 1 공통전극은 그 일부가 하부의 상기 제 2 공통전극의 일부와 중첩하는 것을 특징으로 한다.
수평전계방식, 2-ITO, 개구영역, 공통전극, 화소전극

Description

수평전계방식 액정표시장치{IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 일반적인 수평전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 일반적인 수평전계방식 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평전계방식 액정표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 수평전계방식 액정표시장치에 있어서 시야각 보상원리를 개략적으로 설명하는 예시도.
도 6은 도 3에 도시된 제 1 실시예의 수평전계방식 액정표시장치에 있어서, 개구영역 내에 형성된 전기장을 개략적으로 나타내는 예시도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 8은 도 7에 도시된 제 2 실시예의 수평전계방식 액정표시장치에 있어서, 개구영역 내에 형성된 전기장을 개략적으로 나타내는 예시도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
8,108,108',208,208' : 공통전극
8l,108l,108l',208l,208l' : 공통라인
16,116,216 : 게이트라인 17,117,217 : 데이터라인
18,118,218 : 화소전극 21,121,221 : 게이트전극
22,122,222 : 소오스전극 23,123,223 : 드레인전극
108l",208l" : 공통전극 연결라인 118l,218l : 화소전극 연결라인
본 발명은 수평전계방식 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2-ITO 구조의 수평전계방식 액정표시장치에 있어서 개구영역 내의 전경선 발생을 최소화하여 휘도 및 잔상 특성을 개선시킨 수평전계방식 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표 현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
상기 액정표시장치는 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판과 제 2 기판인 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.
이때, 상기 컬러필터 기판은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.
또한, 상기 어레이 기판은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.
이때, 전술한 액정표시장치는 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직한 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식의 액정표시장치를 나타내며, 상기 방식의 액정표시장치는 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점을 가지 고 있다. 이것은 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 기인하는 것으로 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 액정표시패널에 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직방향으로 배향되기 때문이다.
이에 액정분자를 기판에 대해 수평한 방향으로 구동시켜 시야각을 170도 이상으로 향상시킨 수평전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시장치가 있으며, 이하 도면을 참조하여 상기 수평전계방식 액정표시장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 수평전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도로써, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 한 화소를 나타내고 있다.
또한, 도 2는 도 1에 도시된 어레이 기판의 I-I'선에 따른 단면을 나타내는 예시도로써, 도 1에 도시된 어레이 기판과 상기 어레이 기판에 대응하여 합착된 컬러필터 기판을 함께 나타내고 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 투명한 어레이 기판(10)에는 상기 어레이 기판(10) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
이때, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트라인(16)에 연결된 게이트전극(21), 상기 데이터라인(17)에 연결된 소오스전극(22) 및 화소전극라인(18l)을 통해 화소전극(18)과 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다. 또한, 상기 박막 트랜지 스터는 상기 게이트전극(21)과 소오스/드레인전극(22, 23)의 절연을 위한 제 1 절연막(15a) 및 상기 게이트전극(21)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(24)을 포함한다.
참고로, 도면부호 25는 상기 액티브패턴(24)의 소오스/드레인영역과 상기 소오스/드레인전극(22, 23) 사이를 오믹-콘택(ohmic contact)시키는 오믹-콘택층을 나타낸다.
이때, 상기 화소영역 내에는 상기 게이트라인(16)에 대해 평행한 방향으로 공통라인(8l)과 스토리지전극(18s)이 배열되고, 상기 화소영역 내에 수평전계(90)를 발생시켜 액정분자(30)를 스위칭(switching)하는 복수개의 공통전극(8)과 화소전극(18)이 상기 데이터라인(17)과 실질적으로 동일한 방향으로 배열되어 있다.
상기 복수개의 공통전극(8)은 상기 게이트라인(16)과 동일한 도전물질로 형성되어 상기 공통라인(8l)에 연결되며, 상기 복수개의 화소전극(18)은 상기 데이터라인(17)과 동일한 도전물질로 형성되어 상기 화소전극라인(18l)과 스토리지전극(18s)에 연결된다.
이때, 상기 화소전극라인(18l)과 연결된 상기 화소전극(18)은 상기 화소전극라인(18l)을 통해 상기 박막 트랜지스터(T)의 드레인전극(23)에 전기적으로 접속되게 된다.
또한, 상기 스토리지전극(18s)은 상기 제 1 절연막(15a)을 사이에 두고 그 하부의 공통라인(8l)의 일부와 중첩되어 스토리지 커패시터(storage capacitor)(Cst)를 형성한다.
그리고, 투명한 컬러필터 기판(5)에는 상기 박막 트랜지스터(T)와 게이트라인(16) 및 데이터라인(17)으로 빛이 새는 것을 방지하는 블랙매트릭스(6)와 적, 녹 및 청색의 컬러를 구현하기 위한 컬러필터(7)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(5)의 대향(對向)면에는 상기 액정분자(30)의 초기 배향방향을 결정짓는 배향막(미도시)이 각각 도포되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 일반적인 수평전계방식 액정표시장치는 공통전극(8)과 화소전극(18)이 동일한 어레이 기판(10) 상에 배치되어 수평전계를 발생시키기 때문에 시야각을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
반면에, 화면이 표시되는 화소영역 내에 불투명한 도전물질로 이루어진 상기 공통전극(8)과 화소전극(18)이 배치되어 있기 때문에 개구율(aperture ratio)이 저하되어 휘도가 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 화소영역 내의 공통전극과 화소전극을 투명한 도전물질로 형성함으로써 개구율을 향상시킨 수평전계방식 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 2-ITO 구조의 수평전계방식 액정표시장치에 있어서 개구영역 내의 상, 하단 영역의 공통전극 및 화소전극의 구조를 변경함으로써 전경선 발생을 최소화한 수평전계방식 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 수평전계방식 액정표시장치는 제 1 기판에 일 방향으로 형성되며, 불투명한 제 1 도전물질로 구성된 복수개의 게이트라인; 꺾임 구조를 가지며 상기 게이트라인과 교차하여 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 데이터라인; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자; 상기 화소영역 내에 교대로 배치되어 수평전계를 발생시키며, 투명한 제 2 도전물질로 이루어지는 복수개의 제 1 공통전극과 화소전극; 상기 데이터라인에 인접하여 형성되며, 상기 제 1 도전물질로 상기 게이트라인과 동일층에 형성된 제 2 공통전극; 상기 제 2 공통전극의 일측 및 다른 일측을 연결하는 제 1 공통라인 및 제 2 공통라인; 상기 제 2 공통라인 상부에 배열되며, 상기 복수개의 제 1 공통전극의 일측을 연결하는 공통전극 연결라인; 상기 각각의 화소전극의 일측에 형성되며, 상기 제 2 공통라인 상부로 연장되어 상기 제 2 공통라인과 중첩되는 연장부; 상기 제 2 공통전극과 제 1 공통라인을 연결하는 연결부; 및 상기 제 1 기판과 대향하여 합착되는 제 2 기판을 포함하며, 상기 복수개의 제 1 공통전극 중 상기 데이터라인에 인접한 제 1 공통전극은 그 일부가 하부의 상기 제 2 공통전극의 일부와 중첩하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수평전계방식 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수평전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
이때, 실제의 어레이 기판에는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차 하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 하나의 화소를 나타내고 있다.
또한, 도 4는 도 3에 도시된 어레이 기판의 III-III'선에 따른 단면을 나타내는 예시도로써, 도 3에 도시된 어레이 기판과 상기 어레이 기판에 대응하여 합착된 컬러필터 기판을 함께 나타내고 있다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 공통전극 및 화소전극이 꺾임 구조를 가지는 경우에는 액정분자가 2방향으로 배열되어 2-도메인(domain)을 형성함으로써 모노-도메인에 비해 시야각이 더욱 향상된다. 다만, 본 발명이 상기 2-도메인 구조의 수평전계방식 액정표시장치에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 2-도메인 이상의 멀티-도메인(multi-domain) 구조의 수평전계방식 액정표시장치에 적용 가능하다. 이와 같이 2-도메인 이상의 멀티-도메인을 형성하는 IPS 구조를 S-IPS(Super-IPS) 구조라 한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예의 어레이 기판(110)에는 상기 어레이 기판(110) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트라인(116)의 일부를 구성하는 게이트전극(121), 상기 데이터라인(117)에 연결된 한 쌍의 소오스전극(122) 및 화소전극(118)에 연결된 드레인전극(123)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123)의 절연을 위한 제 1 절연막(115a) 및 상기 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(미도시)을 포함한다.
그리고, 상기 화소영역 내에는 수평전계를 발생시키기 위한 공통전극(108, 108')과 화소전극(118)이 교대로 형성되어 있으며, 상기 공통전극(108, 108')은 상기 화소전극(118)과 동일한 도전물질로 상기 화소전극(118)과 동일층에 형성된 제 1 공통전극(108)과 상기 게이트라인(116)과 동일한 도전물질로 상기 게이트라인(116)과 동일층에 형성된 제 2 공통전극(108')으로 구성된다.
또한, 상기 데이터라인(117)을 포함하는 어레이 기판(110) 전면에는 제 2 절연막(115b)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 공통전극(108)과 화소전극(118)은 상기 제 2 절연막(115b) 위에 형성된다. 이때, 상기 제 1 공통전극(108)과 화소전극(118)은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투명한 도전물질로 형성된다.
이와 같이 상기 본 발명의 제 1 공통전극(108)과 화소전극(118)은 투명한 도전물질로 형성함에 따라 개구율을 향상시킬 수 있는 이점을 가지고 있다.
이때, 상기 공통전극(108, 108')과 화소전극(118)은 상기 데이터라인(117)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 배열되어 있다.
여기서, 상기 화소전극(118)은 화소전극 연결라인(118l)에 연결되어 상기 제 2 절연막(115b)에 형성된 제 1 콘택홀(140a)을 통해 상기 드레인전극(123)과 전기적으로 접속하게 된다. 또한, 상기 제 2 공통전극(108')의 양쪽 끝단에는 상기 게 이트라인(116)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 배치되며, 상기 제 2 공통전극(108')의 일측을 연결하는 제 1 공통라인(108l)과 상기 제 1 절연막(115a)과 제 2 절연막(115b)에 형성된 제 2 콘택홀(140b)을 통해 상기 제 2 공통전극(108')의 다른 일측과 상기 제 1 공통전극(108)을 전기적으로 접속시키는 제 2 공통라인(108l')이 형성되어 있다.
상기 화소전극(118)의 일측 끝단에는 상기 화소전극(118)의 일측을 연결하고, 상기 제 1 공통라인(108l)과 중첩하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하는 화소전극 연결라인(118l)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 공통전극(108)의 일측 끝단에는 상기 제 1 공통전극(108)의 일측을 연결하는 공통전극 연결라인(108l")이 형성되어 있다.
상기 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터에 인가된 전압을 다음 신호가 들어올 때까지 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 이러한 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 신호 유지 이외에도 계조(gray scale) 표시의 안정과 플리커(flicker) 및 잔상(afterimage) 감소 등의 효과를 가진다.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(110)과 대향하여 합착되는 투명한 컬러필터 기판(105)에는 상기 박막 트랜지스터(T)와 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)으로 빛이 새는 것을 방지하는 블랙매트릭스(106)와 적, 녹 및 청색의 컬러를 구현하기 위한 컬러필터(107)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)의 대향(對向)면에는 상기 액정분자의 초기 배향방향을 결정짓는 제 1 배향막(109)과 제 2 배향막(119)이 도포되어 있으며, 상기 제 1 배향막(109)과 제 2 배향막(119) 사이에는 액정층(130)이 형성되어 있다.
본 발명은 상기 공통전극(108, 108')과 화소전극(118) 및 데이터라인(117)을 꺾임 구조로 형성하여 액정분자의 구동방향이 대칭성을 가지는 멀티-도메인(multi-domain) 구조를 형성함으로써, 액정의 복굴절(birefringence) 특성에 의한 이상 광을 서로 상쇄시켜 색전이(color shift) 현상을 최소화할 수 있다. 즉, 액정분자의 복굴절 특성에 의해 액정분자를 바라보는 시야에 따라서 색전이가 발생하게 되는데, 특히 액정분자의 단축방향으로는 옐로우 쉬프트(yellow shift)가 관찰되고, 장축방향으로는 블루 쉬프트(blue shift)가 관찰되게 된다. 따라서, 상기 액정분지의 단축과 장축이 적절하게 배치되는 경우 복굴절 값을 보상하여 색전이를 감소시킬 수 있게 된다.
예를 들어, 액정분자가 서로 대칭인 배열을 갖는 2-도메인의 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 액정분자(130a)의 a1의 복굴절 값은 상기 제 1 액정분자(130a)의 반대방향으로 분자배열을 취하는 제 2 액정분자(130b)의 a2의 복굴절 값이 보상되어 결과적으로 복굴절 값이 약 0이 된다. 또한, c1의 복굴절 값은 c2가 보상하게 된다. 따라서, 액정분자의 복굴절 특성에 의한 색전이 현상을 최소화 해줌으로써 시야각에 따른 화질 저하를 막을 수가 있다.
이때, 도 6을 참조하면, 상기 제 1 실시예의 수평전계방식 액정표시장치는 전술한 바와 같이 제 1 공통전극(108)과 화소전극(118)이 모두 투명한 도전물질로 이루어진 2-ITO 구조를 가지며, 상기 제 1 공통전극(108)과 화소전극(118) 사이의 전압차에 의해 화살표 방향으로의 전기장이 발생하게 된다. 이때, 상기 화소영역 내의 개구영역의 상, 하단(A, B)에는 상기 제 1 공통전극(108)과 공통전극 연결라인(108l")의 연결부(E) 및 상기 화소전극(118)과 화소전극 연결라인(118l)의 연결부(E')에 의한 전기장의 왜곡으로 전경선이 발생하게 된다. 상기 전경선은 전기장의 왜곡으로 초기 러빙방향으로 결정된 스트레인 에너지(strain energy) 방향이 틀어져서 액정의 배향이 틀어져서 발생하게 되며, 그 결과 휘도가 감소하고 잔상 특성이 악화되게 된다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수평전계방식 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
이때, 실제의 어레이 기판에는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 MxN개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 하나의 화소를 나타내고 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 어레이 기판(210)에는 상기 어레이 기판(210) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(216)과 데이터라인(217)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트라인(216)의 일부를 구성하는 게이트전극(221), 상기 데이터라인(217)에 연결된 한 쌍의 소오스전극(222) 및 화소전 극(218)에 연결된 드레인전극(223)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트전극(221)과 소오스/드레인전극(222, 223)의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(221)에 공급되는 게이트 전압에 의해 상기 소오스전극(222)과 드레인전극(223) 간에 전도채널을 형성하는 액티브패턴(미도시)을 포함한다.
그리고, 상기 화소영역 내에는 수평전계를 발생시키기 위한 공통전극(208, 208')과 화소전극(218)이 교대로 형성되어 있으며, 상기 공통전극(208, 208')은 상기 화소전극(218)과 동일한 도전물질로 상기 화소전극(218)과 동일층에 형성된 제 1 공통전극(208)과 상기 게이트라인(216)과 동일한 도전물질로 상기 게이트라인(216)과 동일층에 형성된 제 2 공통전극(208')으로 구성된다.
또한, 상기 데이터라인(217)을 포함하는 어레이 기판(210) 전면에는 제 2 절연막(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 공통전극(208)과 화소전극(218)은 상기 제 2 절연막 위에 형성된다. 이때, 상기 제 1 공통전극(208)과 화소전극(218)은 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드와 같은 투명한 도전물질로 형성된다.
이때, 상기 공통전극(208, 208')과 화소전극(218)은 상기 데이터라인(217)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 배열되어 있다.
여기서, 상기 화소전극(218)은 화소전극 연결라인(218l)에 연결되어 상기 제 2 절연막에 형성된 제 1 콘택홀(240a)을 통해 상기 드레인전극(223)과 전기적으로 접속하게 된다. 또한, 상기 제 2 공통전극(208')의 양쪽 끝단에는 상기 게이트라인(216)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 배치되며, 상기 제 2 공통전극(208') 의 일측을 연결하는 제 1 공통라인(208l)과 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막에 형성된 제 2 콘택홀(240b)을 통해 상기 제 2 공통전극(208')의 다른 일측과 상기 제 1 공통전극(208)을 전기적으로 접속시키는 제 2 공통라인(208l')이 형성되어 있다.
상기 화소전극(218)의 일측 끝단에는 상기 화소전극(218)의 일측을 연결하고, 상기 제 1 공통라인(208l)과 중첩하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하는 화소전극 연결라인(218l)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 공통전극(208)의 일측 끝단에는 상기 제 1 공통전극(208)의 일측을 연결하는 공통전극 연결라인(208l")이 형성되어 있다.
여기서, 상기 제 2 실시예의 수평전계방식 액정표시장치는 상기 제 1 실시예의 수평전계방식 액정표시장치와는 달리 개구영역의 상, 하단에서 전기장의 왜곡현상이 발생하지 않게 되는데, 이를 도 8을 통해 상세히 설명한다.
도 8은 도 7에 도시된 제 2 실시예의 수평전계방식 액정표시장치에 있어서, 개구영역 내에 형성된 전기장을 개략적으로 나타내는 예시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 화소영역 내의 개구영역의 상, 하단에는 전경선의 발생이 최소화되어 상기 제 1 공통전극(208)과 화소전극(218) 사이에 일정한 방향성을 가진 전기장이 형성되게 된다.
이때, 상기 개구영역의 상단(A')에서는 상기 공통전극 연결라인(208l")을 상기 제 2 공통라인(208l')의 상단 쪽으로 이동시키고, 상기 화소전극(218)의 끝단 일부를 상기 제 2 공통라인(208l') 쪽으로 연장시켜 상기 제 2 공통라인(208l')과 중첩하도록 화소전극 연장부(218E)를 형성함으로써 전경선 발생을 최소화할 수 있게 된다. 이때, 상기 제 1 공통전극(208)을 바라보는 상기 화소전극 연장부(218E)의 일면은 상기 제 2 공통라인(208l')을 기준으로 150~160도 정도의 각도(α)를 가지도록 형성되게 된다.
또한, 상기 개구영역의 하단(B')에서는 상기 제 2 공통전극(208')과 상기 제 1 공통라인이 연결되는 연결부(E")를 상기 화소전극(218)에 대향하는 일면을 상기 제 1 공통라인(208l)을 기준으로 150~160도 정도의 각도(α)를 가지도록 형성하게 된다.
이와 같이 상기 제 2 실시예의 수평전계방식 액정표시장치는 개구영역 전체는 2-ITO 구조를 가지지만 개구영역의 상단(A') 및 하단(B')에서는 1M 1ITO 형태의 전극구조를 만들어 줌으로써 상기 영역에서 발생하는 전경선을 최소화할 수 있게 된다. 그 결과 휘도 및 잔상 특성이 개선되게 된다. 여기서, 상기 1M은 상단(A')에서의 제 2 공통라인(208l')과 하단(B')에서의 연결부(E")를 나타낸다.
즉, 상기 제 2 공통라인(208l')과 연장부(218E)는 상기 화소전극(218)과 함께 상기 화소영역의 상단에서 균일한 방향을 가진 상단 전기장을 형성시키며, 상기 연결부(E")는 상기 화소전극(218)과 함께 상기 화소영역의 하단에서 균일한 방향을 가진 하단 전기장을 형성시키게 된다.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트에 의해 컬러필터 기판(미도시)과 대향하여 합착되게 되는데, 이때 상기 컬러필터 기판에는 상기 박막 트랜지스터와 게이트라인 및 데이터라인으로 빛이 새는 것 을 방지하는 블랙매트릭스와 적, 녹 및 청색의 컬러를 구현하기 위한 컬러필터가 형성되어 있다.
이때, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착은 상기 컬러필터 기판 또는 어레이 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.
본 발명은 액정표시장치뿐만 아니라 박막 트랜지스터를 이용하여 제작하는 다른 표시장치, 예를 들면 구동 트랜지스터에 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)가 연결된 유기전계발광 디스플레이장치에도 이용될 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수평전계방식 액정표시장치는 공통전극과 화소전극을 모두 투명한 도전물질로 형성함으로써 개구율이 증가하는 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 수평전계방식 액정표시장치는 공통전극과 화소전극의 구조를 변경함으로써 개구영역 내의 상, 하단에서의 전경선 발생을 최소화시켜 휘도 및 잔상 특성이 개선되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (17)

  1. 제 1 기판에 일 방향으로 형성되며, 불투명한 제 1 도전물질로 구성된 복수개의 게이트라인;
    꺾임 구조를 가지며 상기 게이트라인과 교차하여 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 데이터라인;
    상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자;
    상기 화소영역 내에 교대로 배치되어 수평전계를 발생시키며, 투명한 제 2 도전물질로 이루어지는 복수개의 제 1 공통전극과 화소전극;
    상기 데이터라인에 인접하여 형성되며, 상기 제 1 도전물질로 상기 게이트라인과 동일층에 형성된 제 2 공통전극;
    상기 제 2 공통전극의 일측 및 다른 일측을 연결하는 제 1 공통라인 및 제 2 공통라인;
    상기 제 2 공통라인 상부에 배열되며, 상기 복수개의 제 1 공통전극의 일측을 연결하는 공통전극 연결라인;
    상기 각각의 화소전극의 일측에 형성되며, 상기 제 2 공통라인 상부로 연장되어 상기 제 2 공통라인과 중첩되는 연장부;
    상기 제 2 공통전극과 제 1 공통라인을 연결하는 연결부; 및
    상기 제 1 기판과 대향하여 합착되는 제 2 기판을 포함하며, 상기 복수개의 제 1 공통전극 중 상기 데이터라인에 인접한 제 1 공통전극은 그 일부가 하부의 상기 제 2 공통전극의 일부와 중첩하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 공통전극과 제 2 공통전극 및 화소전극은 상기 데이터라인에 대응하는 꺾임 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 도전물질은 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트라인 위에 형성된 제 1 절연막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 데이터라인 위에 형성된 제 2 절연막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 공통라인 상부에 배열되며, 상기 화소전극의 다른 일측을 연결하는 화소전극 연결라인을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 절연막에 형성되어 상기 화소전극 연결라인을 통해 상기 화소전극과 상기 스위칭소자의 드레인전극을 전기적으로 접속시키는 제 1 콘택홀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막에 형성되어 상기 공통전극 연결라인을 통해 상기 제 1 공통전극과 상기 제 2 공통라인을 전기적으로 접속시키는 제 2 콘택홀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 연장부는 상기 제 1 공통전극을 바라보는 소정 면이 상기 제 2 공통라인을 기준으로 150~160도의 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부는 상기 화소전극을 바라보는 소정 면이 상기 제 1 공통라인을 기준으로 150~160도의 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  13. 삭제
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 화소전극 연결라인은 하부의 상기 제 1 공통라인의 일부와 중첩하여 스토리지 커패시터를 형성하는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 공통라인과 연장부는 상기 화소전극과 함께 상기 화소영역의 상단에서 균일한 방향을 가진 상단 전기장을 형성시키는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부는 상기 화소전극과 함께 상기 화소영역의 하단에서 균일한 방향을 가진 하단 전기장을 형성시키는 것을 특징으로 하는 수평전계방식 액정표시장치.
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