KR101420431B1 - Liquid crystal display device and method for fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개구율 개선 및 빛샘 불량을 개선한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 제 1 기판; 제 2 기판; 상기 제 1 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 배치된 게이트 배선과 데이터 배선 및 박막 트랜지스터; 상기 제 1 기판의 화소 영역에 대응되도록 상기 제 2 기판 상에 형성된 적, 녹, 청 컬러 필터층과, 상기 게이트 배선, 데이터 배선 및 박막 트랜지스터와 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스; 및 상기 제 1 기판의 화소 영역 상에서 교대로 배치되는 화소 전극과 공통전극을 포함하고, 상기 블랙 매트릭스는 상기 적, 녹, 청 컬러필터층들의 경계 영역의 상기 제 2 기판 상과, 상기 적, 녹, 청 컬러필터층들중 어느 두 개의 컬러필터층 상에 형성되어 서로 다른 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display device with improved aperture ratio and improved light leakage, and a method of manufacturing the same. The liquid crystal display device according to the present invention comprises: a first substrate; A second substrate; A gate line, a data line, and a thin film transistor arranged to define a pixel region on the first substrate; Green, and blue color filter layers formed on the second substrate to correspond to pixel regions of the first substrate; a black matrix formed to correspond to the gate lines, the data lines, and the thin film transistors; And a common electrode alternately arranged on the pixel region of the first substrate and the common electrode, wherein the black matrix is formed on the second substrate in the boundary region of the red, green, and blue color filter layers, And blue color filter layers are formed on any two of the color filter layers and have different heights.
액정표시장치, 블랙 매트릭스, 개구율, 컬러필터층 Liquid crystal display, black matrix, aperture ratio, color filter layer
Description
본 발명은 개구율을 개선한 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device with improved aperture ratio.
최근 액정표시장치의 협소한 시야각 문제를 해결하기 위하여 여러가지 새로운 방식을 채용한 액정표시장치 개발이 활발하게 진행되었는데, 상기 방식으로는 횡전계 방식(IPS:in-plane switching mode) 또는 OCB 방식(optically compensated birefrigence mode) 등이 있다.Recently, in order to solve the problem of narrow viewing angle of a liquid crystal display device, various liquid crystal display devices employing various new methods have been actively developed. In this method, an in-plane switching mode (IPS) or an optically compensated birefrigence mode).
이 가운데 상기 횡전계 방식 액정표시장치는 액정 분자를 기판에 대해서 수평을 유지한 상태로 구동시키기 위하여 2개의 전극을 동일한 기판(하부기판) 상에 형성하고, 상기 2개의 전극 사이에 전압을 인가하여 기판에 대해서 수평방향으로 전계를 발생시키는 방식이다.In the transverse electric field type liquid crystal display device, two electrodes are formed on the same substrate (lower substrate) in order to drive the liquid crystal molecules in a state of being kept horizontal with respect to the substrate, and a voltage is applied between the two electrodes Thereby generating an electric field in the horizontal direction with respect to the substrate.
따라서, 이와 같은 횡전계 방식에서는 액정 분자의 장축이 기판에 대하여 수직한 방향(트위스트 네마틱 방식)으로 일어서지 않게 된다. 이 때문에, 시야각 방향에 대한 액정의 복굴절율 변화가 작아 종래의 TN(Twist Nematic) 방식 액정표시장치에 비해 우수한 시야각 특성이 있다.Therefore, in such a transverse electric field system, the long axis of the liquid crystal molecules does not rise in a direction perpendicular to the substrate (twisted nematic system). Therefore, a change in the birefringence of the liquid crystal with respect to the viewing angle direction is small, and the viewing angle characteristic is superior to the conventional TN (Twist Nematic) type liquid crystal display device.
또한, 상기 횡전계 방식 액정표시장치의 컬러필터기판 상에는 TFT(Thin Film Transistor:TFT) 기판의 화소 영역과 대응되는 영역에 적, 녹, 청 컬러필터들과 TFT 기판의 게이트 배선, 데이터 배선 및 TFT 영역과 대응되는 영역에 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.Further, on the color filter substrate of the transverse electric field type liquid crystal display device, red, green, and blue color filters and gate wirings of the TFT substrate, data wirings, and TFTs are formed in the regions corresponding to the pixel regions of TFT (Thin Film Transistor And a black matrix is formed in an area corresponding to the area.
특히, 상기 TFT 기판의 데이터 배선과 인접한 공통 전극과 사이에는 빛샘 불량이 빈번히 발생되어, 블랙 매트릭스를 데이터 배선을 중심으로 양측 화소 영역까지 확장하여 형성하고 있다. 아울러, TFT 영역에 대응되는 블랙 매트릭스 및 게이트 배선 영역에 대응되는 블랙 매트릭스도 화소 영역까지 확장 형성되도록 형성되어 있다.Particularly, a light leakage defect frequently occurs between the data line of the TFT substrate and a common electrode adjacent to the data line, and the black matrix is formed by extending to both pixel regions around the data line. In addition, a black matrix corresponding to the TFT region and a black matrix corresponding to the gate wiring region are formed so as to extend to the pixel region.
그러나, 상기와 같이 빛샘 불량을 개선하기 위해 블랙 매트릭스를 확장 형성하는 경우에는 각 화소 영역의 개구율이 작아지는 문제가 발생한다.However, when the black matrix is extended to improve the light leakage, as described above, there arises a problem that the aperture ratio of each pixel region is reduced.
따라서, 화소 영역의 둘레를 따라 발생하는 빛 샘을 제거하면서 블랙 매트릭스의 폭을 줄여 화소 개구율을 넓히는 기술이 요구된다.Accordingly, there is a demand for a technique of widening the pixel aperture ratio by reducing the width of the black matrix while removing light spots occurring along the periphery of the pixel region.
본 발명은, 컬러필터기판 상에 형성되는 블랙 매트릭스를 적, 녹, 청 컬러필터 상에 형성될 수 있도록 하여, 데이터 배선 양측을 따라 발생하는 빛 샘을 최소화한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Provided is a liquid crystal display device in which a black matrix formed on a color filter substrate can be formed on red, green, and blue color filters to minimize light spots generated along both sides of a data line, and a method of manufacturing the same. It has its purpose.
또한, 본 발명은 데이터 배선과 인접한 화소 영역에서 서로 다른 층 상에 형성되는 공통전극들이 서로 완전히 오버랩되도록 하여, 데이터 배선 양측 영역에서 발생하는 빛샘 불량을 개선한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which common electrodes formed on different layers in a pixel region adjacent to a data line are completely overlapped with each other to improve defects in light leakage occurring in both sides of the data line, There is another purpose.
또한, 본 발명은 데이터 배선과 대응되는 컬러필터기판의 블랙 매트릭스 폭을 감소시켜 액정표시장치의 화소 개구율을 향상시킨 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that reduce the black matrix width of a color filter substrate corresponding to a data line to improve the pixel aperture ratio of a liquid crystal display device.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 제 1 기판;According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first substrate;
제 2 기판; 상기 제 1 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 배치된 게이트 배선과 데이터 배선 및 박막 트랜지스터; 상기 제 1 기판의 화소 영역에 대응되도록 상기 제 2 기판 상에 형성된 적, 녹, 청 컬러 필터층과, 상기 게이트 배선, 데이터 배선 및 박막 트랜지스터와 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스; 및 상기 제 1 기판의 화소 영역 상에서 교대로 배치되는 화소 전극과 공통전극을 포함하고, 상기 블랙 매트릭스는 상기 적, 녹, 청 컬러필터층들의 경계 영역의 상기 제 2 기판 상 과, 상기 적, 녹, 청 컬러필터층들중 어느 두 개의 컬러필터층 상에 형성되어 서로 다른 높이를 갖는 것을 특징으로 한다.A second substrate; A gate line, a data line, and a thin film transistor arranged to define a pixel region on the first substrate; Green, and blue color filter layers formed on the second substrate to correspond to pixel regions of the first substrate; a black matrix formed to correspond to the gate lines, the data lines, and the thin film transistors; And a common electrode alternately arranged on the pixel region of the first substrate and the common electrode, wherein the black matrix is formed on the second substrate in the boundary region of the red, green, and blue color filter layers, And blue color filter layers are formed on any two of the color filter layers and have different heights.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는, 제 1 기판; 제 2 기판; 상기 제 1 기판 상에 화소 영역을 정의하기 위해 배치된 게이트 배선과 데이터 배선 및 박막 트랜지스터; 상기 제 1 기판의 화소 영역에 대응되도록 상기 제 2 기판 상에 형성된 적, 녹, 청 컬러 필터층과, 상기 게이트 배선, 데이터 배선 및 박막 트랜지스터와 대응되도록 상기 적, 녹, 청 컬러필터층들 중 적어도 두 개 이상이 적층되어 형성되고, 상기 적층된 컬러필터층 상에 형성된 블랙 매트릭스; 및 상기 제 1 기판의 화소 영역 상에서 교대로 배치되는 화소 전극과 공통전극을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first substrate; A second substrate; A gate line, a data line, and a thin film transistor arranged to define a pixel region on the first substrate; Green and blue color filter layers formed on the second substrate so as to correspond to the pixel regions of the first substrate and at least two red, green and blue color filter layers corresponding to the gate wiring, A black matrix formed on the laminated color filter layer; And a common electrode alternately arranged on the pixel region of the first substrate.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법은, 기판 상에 적, 녹, 청 컬러 레진을 사용하여 순차적으로 적, 녹, 청 컬러필터 층을 형성하는 단계; 및 상기 적, 녹, 청 컬러필터층들의 경계 영역과, 상기 경계 영역과 인접한 상기 적, 녹, 청 컬러필터층 상에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, comprising: sequentially forming red, green, and blue color filter layers on a substrate using red, green, and blue color resins; And forming a black matrix on the border regions of the red, green, and blue color filter layers and the red, green, and blue color filter layers adjacent to the border regions.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법은, 화소 영역과 비표시 영역으로 구분되는 기판 상에 적, 녹, 청 컬러 레진을 사용하여 상기 화소 영역에 적, 녹, 청 컬러필터층을 형성하고, 상기 비표시 영역 상에 상기 적, 녹, 청 컬러필터층들 중 적어도 두 개 이상을 적층 형성하는 단계; 및 상기 비표시 영역의 컬러필터층이 적층된 영역에 블랙 매트릭스를 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention includes the steps of forming red, green, and blue color filter layers on a pixel region using red, green, and blue color resins on a substrate divided into a pixel region and a non- Forming at least two of the red, green and blue color filter layers on the non-display area; And forming a black matrix in a region where the color filter layer of the non-display area is laminated.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 컬러필터기판 상에 형성되는 블랙 매트릭스를 적, 녹, 청 컬러필터 상에 형성될 수 있도록 하여, 데이터 배선 양측을 따라 발생하는 빛 샘을 최소화한 효과가 있다.As described in detail above, the present invention enables the black matrix formed on the color filter substrate to be formed on the red, green, and blue color filters, thereby minimizing the light spots generated along both sides of the data lines have.
또한, 본 발명은 데이터 배선과 인접한 화소 영역에서 서로 다른 층 상에 형성되는 공통전극들이 서로 완전히 오버랩되도록 하여, 데이터 배선 양측 영역에서 발생하는 빛샘 불량을 개선한 효과가 있다.Further, according to the present invention, common electrodes formed on different layers in the pixel region adjacent to the data line are completely overlapped with each other, thereby improving defects in the light leakage occurring in both sides of the data line.
또한, 본 발명은 데이터 배선과 대응되는 컬러필터기판의 블랙 매트릭스 폭을 감소시켜 액정표시장치의 화소 개구율을 향상시킨 효과가 있다.Further, the present invention has the effect of reducing the width of the black matrix of the color filter substrate corresponding to the data line, thereby improving the pixel aperture ratio of the liquid crystal display device.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 실 시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 실 시예의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In describing the embodiments, specific descriptions of related known functions or configurations are omitted in order to avoid obscuring the gist of the present invention.
또한, 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상(on/above/over/upper)"에 또는 "아래(down/below/under/lower)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 그 의미는 각 층(막), 영역, 패드, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들에 접촉되어 형성되는 경우로 해석될 수도 있으며, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 패드, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 그 사이에 추가적으로 형성되는 경우로 해석될 수도 있다. 따라서, 그 의미는 발명의 기술적 사상에 의하여 판단되어야 한다.Also, in the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure may be referred to as being "on / above / over / upper" (film), region, pad, pattern or structure is directly formed on the substrate, each layer (film), region, pad, or substrate, May be interpreted as being formed in contact with the patterns and may be interpreted as the case where another layer (film), another region, another pad, another pattern or other structure is additionally formed therebetween. Therefore, the meaning should be judged by the technical idea of the invention.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래 기술에 따른 횡전계 방식 액정표시 장치의 화소구조를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a pixel structure of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the related art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 화소구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a pixel structure of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
도 1을 참조하면, 게이트 배선(1)과 데이터 배선(5)이 교차되어 단위 화소 영역이 정의되어 있고, 그 교차 영역에 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT)가 배치되어 있다.Referring to Fig. 1, a unit pixel region is defined by intersecting a
상기 단위 화소 영역에는 상기 게이트 배선(1)과 평행한 방향으로 제 1 공통 배선(3)이 상기 데이터 배선(5)과 교차되어 있고, 단위 화소 영역 양측 가장자리는 상기 제 1 공통 배선(3)으로부터 분기 되는 제 1 공통 전극(3a)이 상기 데이터 배선(5)과 평행한 방향으로 형성되어 있다.A first
상기 게이트 배선(1)과 인접한 상기 제 1 공통 전극(3a) 가장자리에는 스토리지 커패시턴스를 형성하기 위한 제 1 스토리지 전극(6)이 형성되어 있어, 상기 제 1 공통 배선(3), 제 1 공통 전극(3a) 및 제 1 스토리지 전극(6)이 폐루프 구조를 이루고 있다.A
또한, 상기 제 1 스토리지 전극(6)과 인접하는 게이트 배선(1)에는 TFT의 게이트 전극(1a) 기능을 할 수 있도록 폭을 확장하여 형성하였다.The
상기 제 1 공통 배선(3)과 제 1 공통 전극(3a) 상부에는 상기 제 1 공통 배선(3)과 전기적으로 연결되면서 상기 제 1 공통 배선(3) 및 제 1 공통 전극(3a)에 오버랩(overlap)되는 제 2 공통 배선(13)과 제 3 공통 전극(13b)이 형성되어 있다.Over the first
또한, 상기 제 2 공통 배선(13)으로부터 상기 단위 화소 영역 중심을 따라 상기 데이터 배선(5)과 평행한 방향으로 슬릿 형상의 제 2 공통 전극(13a)이 분기 되어 있다.A slit-shaped second
여기서, 상기 제 2 공통 배선(13), 제 2 공통 전극(13a) 및 제 3 공통 전극(13b)은 화소 전극(7a)과 동일한 투명금속으로 형성되면서, 서로가 전기적으로 연결된 일체형 구조이다.Here, the second
이때, 상기 제 2 공통 배선(13)은 상기 제 1 공통 배선(3)과 전기적으로 연결되어 있기 때문에 상기 제 2 공통 전극(13a)과 제 3 공통 전극(13b)에 공통 전압 신호가 인가된다.At this time, since the second
상기 화소 전극(7a)은 단위 화소 중심 영역에서 상기 제 2 공통 배선(13)으로부터 분기되는 제 2 공통 전극(13a)을 사이에 두고 양측에 형성되어 있고, 상기 화소전극(7a)은 상기 제 1 스토리지 전극(6)과 오버랩 되도록 형성된 제 2 스토리지 전극(7)과 전기적으로 연결되어 있다.The
따라서, 상기 화소 전극(7a)과 전기적으로 연결된 제 2 스토리지 전극(7)과 제 1 공통 전극(3a)과 전기적으로 연결된 제 1 스토리지 전극(6)은 단위 화소 영역에서 스토리지 커패시턴스를 형성한다.The
도면에는 도시하였지만, 설명하지 않은 23a는 데이터 배선(5)에 인접한 화소 영역의 제 1 공통전극이고, 33b는 제 3 공통전극이다. 각각의 화소 영역은 도 1에서 설명된 화소 구조와 동일하게 형성된다.Though not shown in the figure, 23a is the first common electrode in the pixel region adjacent to the
도 2는 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 절단한 단면도이다.2 is a sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 1;
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정표시장치의 하부기판(101)은 제 1 투명기판(100) 상에 데이터 배선(5)을 사이에 두고 양측 화소 영역에 각각 제 1 공통전극(3a,23a)이 형성되어 있다. 상기 제 1 공통전극(3a,23a)이 형성된 제 1 투명기판(100) 상에는 게이트 절연막(102)이 형성되어 있고, 상기 게이트 절연막(102) 상에는 반도체 패턴(5a)을 포함하는 데이터 배선(5)이 상기 제 1 공통전극(3a, 23a)들 사이에 형성되어 있다. 또한, 상기 데이터 배선(5)이 형성된 제 1 투명기판(100) 상에는 보호막(107)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 2, a
상기 제 1 공통전극(3a,23a) 상에는 각각 제 3 공통전극(13b, 33b)이 소정 영역 오버랩되도록 형성되어 있다.On the first
또한, 상기 데이터 배선(5) 영역과 대응되는 상부기판(201)은 컬러필터층들로 구성된 표시 영역과 블랙 매트릭스로 구성된 비표시 영역을 포함한다. 제 2 투명기판(200) 상에 적(R) 컬러필터층(210a)과 녹(G) 컬러필터층(210b)이 형성되어 있고, 상기 적(R) 컬러필터층(210a)과 녹(G) 컬러필터층(210b) 사이 영역과 상기 적(R) 컬러필터층(210a) 및 녹(G) 컬러필터층(210b) 상에는 블랙 매트릭스(250)가 형성되어 있다. 즉, 본 발명의 상부기판(201)은 제 2 투명기판(200) 상에 먼저, 적, 녹, 청 컬러필터층을 순차적으로 형성하고, 상기 적, 녹, 청 컬러필터층 사이의 영역에 각각 블랙 수지 또는 크롬과 같은 금속막을 이용하여 블랙매트릭스(250) 를 형성한다.In addition, the
따라서, 도 2 및 도 4b를 참조하면, 상기 블랙 매트릭스(250)는 데이터 배선(5) 상부에 위치하는 영역에서는 제 2 투명기판(200)과의 거리가 X2 이고, 상기 적 컬러필터층(210a)과 녹 컬러필터층(210b) 상에 형성된 블랙 매트릭스(250)와 제 2 투명기판(200)과의 거리는 X1 의 값을 갖는다. 즉, 블랙 매트릭스(250)는 상기 적 컬러필터층(210a)과 녹 컬러필터층(210b) 상에 형성된 영역에서 하부기판(101)과 블랙 매트릭스(250)와의 거리가 블랙 매트릭스(250)의 중심 영역보다 더 가까워진다.2 and 4B, the
상기와 같은 형태로 블랙 매트릭스(250)가 형성되면, 상기 데이터 배선(5)을 중심으로 양측 제 3 공통전극(13b, 33b) 영역에서 발생하는 빛 샘을 상기 적 컬러필터층(210a)과 녹 컬러필터층(210b) 상에 형성된 블랙 매트릭스(250)가 미리 차단하게 되어 빛샘 차단 영역이 훨씬 넓어진다. 따라서, 종래 블랙 매트릭스는 하부기판(101)의 제 3 공통전극(13b, 33b)으로부터 소정 거리 떨어진 화소 영역(d')까지 확장 형성하였으나, 본 발명에서는 블랙 매트릭스(250)의 형성 위치를 데이터 배선(5)과 인접한 제 2 공통전극(13b, 33b) 상부까지만 형성하여도, 빛 샘을 차단할 수 있게 된다.When the
상기와 같이 적(R), 녹(G) 컬러필터층(210a, 210b) 및 청(B) 컬러필터층(미도 시)과 블랙매트릭스(250)가 제 2 투명기판(200) 상에 형성되면, 제 2 투명기판(200) 전 영역 상에 평탄화막(220)을 형성한다.When the red (R), green (G)
이와 같이, 본 발명에서는 블랙 매트릭스의 형성 구조를 변경함으로써, 빛샘 불량을 효율적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라 블랙 매트릭스의 폭을 줄일 수 있어 화소 개구율이 크게 할 수 있다.As described above, in the present invention, by changing the forming structure of the black matrix, it is possible not only to effectively block the defects of the light gaps, but also to reduce the width of the black matrix, and to enlarge the pixel aperture ratio.
또한, 상기 도면에서는 하부기판(101)의 데이터 배선(5)과 그 인접 영역에 형성된 제 1 공통전극들(3a, 23a) 및 제 3 공통전극들(13b, 33b) 영역에 대응되는 블랙 매트릭스(250)와 컬러필터층들을 중심으로 설명하였지만, 하부기판(101)의 게이트 배선, TFT 영역에 대응되는 블랙 매트릭스와 컬러필터층들도 상기와 동일한 형태로 형성할 수 있다.In the figure, the first
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 대한 액정표시장치 단면도로서, 도시된 바와 같이, 하부기판(101)은 상기 도 2의 하부기판과 그 구조가 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 도 2와 동일한 구성부는 동일한 도면부호를 사용한다.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the
도 3에서는 제 2 투명기판(200) 상에 적(R) 컬러필터층(310a)을 종래 블랙 매트릭스 형성 영역까지 확장하여 형성한다. 즉, 적 컬러필터층(310a)은 하부기판(101)의 데이터 배선(5)과 상기 데이터 배선(5)의 양측 영역에 형성된 제 1, 3 공통전극들(3a, 23a, 13b, 33b)과 오버랩될 수 있도록 확장 형성한다.3, the red (R)
그런 다음, 청(B) 컬러필터층(310b)을 형성할 때, 상기 데이터 배선(5)과 제 1, 3 공통전극들(3a, 23a, 13b,33b) 영역과 오버랩되는 영역까지 확장 형성하여 상기 적(R) 컬러필터층(310a)과 중첩되도록 형성한다. 즉, 데이터 배선(5) 영역과 대응되는 영역에서 컬러필터층들이 서로 적층될 수 있도록 한다.Then, when the blue (B)
본 발명에서는 적, 녹, 청 컬러필터층을 형성하는 순서일 경우를 예로 들어, 적 컬러필터층(310a)과 녹 컬러필터층(310b)이 서로 적층되도록 하였지만, 이것은 본원 발명의 일실시 예일 뿐이다. 만약, 녹, 청, 적 또는 청, 녹, 적 컬러필터층 등의 순서로 형성될 경우에는 제 2 투명기판(200) 상에 형성되는 컬러필터층들의 적층 순서가 달라질 수 있다. 예를 들어, 녹청 컬러필터층, 청녹 컬러필터층으로 형성될 수 있다. 아울러, 도 3에서는 두 개의 컬러필터층들만 서로 적층되도록 형성하였지만, 적녹청, 녹청적, 청적녹 등 세개의 컬러필터층을 적층하여 형성할 수 있다.In the present invention, for example, the red
상기와 같이 적, 녹 컬러필터층(310a, 310b)이 적층 형성되면, 블랙매트릭스(350)를 적층된 컬러필터층들(310a, 310b) 상에 형성한다. 따라서, 도 5b와 함께 참조하면, 상기 블랙매트릭스(350)는 제 2 투명기판(200), 적 컬러필터층(310a) 및 녹 컬러필터층(310b) 상에 형성되어, 상기 제 2 투명기판(200)으로부터의 거리가 Y 값을 갖는다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(350)는 상기 하부기판(101)과의 거리가 더욱 가깝게 형성되어, 데이터 배선(5) 양측 영역으로 빛 샘이 발생하는 것을 최대한 차단할 수 있도록 하였다.When the green
또한, 상기 도면에서는 하부기판(101)의 데이터 배선(5)과 그 인접 영역에 형성된 제 1 공통전극들(3a, 23a) 및 제 3 공통전극들(13b, 33b) 영역에 대응되는 블랙 매트릭스(250)와 컬러필터층들을 중심으로 설명하였지만, 하부기판(101)의 게이트 배선, TFT 영역에 대응되는 블랙 매트릭스와 컬러필터층들도 상기와 동일한 형태로 형성할 수 있다.In the figure, the first
도 4a 및 도 4b는 상기 도 2의 컬러필터 기판의 제조 공정을 도시한 도면이 다.FIGS. 4A and 4B are views showing a manufacturing process of the color filter substrate of FIG. 2. FIG.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 2 투명기판(200) 상에 적(R) 컬러 레진, 녹(G) 컬러 레진 및 청(B) 컬러 레진을 순차적으로 형성하면서, 마스크 공정을 진행하여 적 컬러필터층(210a),녹 컬러필터층(210b) 및 청 컬러필터층(미도시)을 순차적으로 형성한다.4A and 4B, the mask process is performed while sequentially forming red (R) color resin, green (G) color resin, and blue (B) color resin on the second transparent substrate 200 A red
이때, 도 2의 하부기판(101)의 데이터 배선(5) 영역과 대응되는 제 2 투명기판(200) 상에는 적(R) 컬러필터층(210a)과 녹(G) 컬러필터층(210b)이 서로 소정의 이격 간격을 두면서 형성된다. 이때, 두개의 컬러필터층을 서로 맞대어 형성할 수 있다. 즉, 하부기판(101)의 데이터 배선(5) 영역과 대응되는 영역에서는 컬러필터층들이 종래 블랙 매트릭스가 형성되던 영역까지 확장 형성된다.The red (R)
상기와 같이 제 2 투명기판(200) 상에 적 컬러필터층(210a), 녹 컬러필터층(210b) 및 청 컬러필터층이 형성되면 상기 제 2 투명기판(200) 전 영역 상에 광 차단을 할 수 있는 블랙 수지 또는 크롬(Cr)과 같은 금속막을 형성한 다음, 마스크를 포함하는 포토리쏘그래피 공정을 이용하여 블랙 매트릭스(250)를 형성한다.When the red
본 발명은 블랙 매트릭스(250)가 컬러필터층 상에 형성되는 영역과 상기 제 2 투명기판(200) 상에 형성되는 영역으로 구분되도록 형성하고, 상기 컬러필터층 상에 형성되는 블랙 매트릭스(250)가 빛 샘을 미리 차단할 수 있도록 하였다. The
특히, 도 2의 하부기판(101) 상에 형성되는 데이터 배선(5) 영역과 대응되는 영역에서는 블랙 매트릭스(250)는 제 2 투명기판(200)으로부터 X2 의 높이를 갖고, 상기 적, 녹 컬러필터층(210a, 210b) 상에 형성되는 블랙 매트릭스(250)는 상기 제 2 투명기판(200)으로부터 X1 의 높이를 갖도록 형성된다. 또한, 따라서, 상기 데이터 배선(5) 영역에서의 블랙 매트릭스(250)의 폭은 상기 데이터 배선(5)과 인접한 제 1, 3 공통전극들(3a, 23a, 13b, 33b) 사이의 폭과 같거나 작게 형성될 수 있다.2, the
따라서, 하부기판(101)의 데이터 배선(5) 양측 영역과 대응되는 블랙 매트릭스(250)와 하부기판(101)의 거리(X1), 데이터 배선(5)과 대응되는 블랙 매트릭스(250)와 하부기판(101)의 거리(X2)는 서로 다른 이격 거리를 갖는다. 특히, 데이터 배선(5) 양측 영역과 대응되는 영역에서의 블랙 매트릭스(250)는 하부기판(101)과 이격 거리가 짧아 데이터 배선(5) 영역에서 발생하는 빛 샘이 차단 범위가 훨씬 크다.Therefore, the distance X 1 between the
그러므로 블랙 매트릭스(250)의 폭을 종래보다 훨씬 좁게 형성할 수 있어 액정표시장치의 화소 개구율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, the width of the
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 제조 공정을 도시한 단면도이다.5A and 5B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a color filter substrate of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 5a, 도 5b 및 도 3을 참조하면, 본원 발명의 다른 실시예에서는 제 2 투명기판(200) 상에 먼저 적, 녹, 청 컬러 레진을 도포한 다음, 마스크를 포함하는 포토레지스트 방법으로 컬러필터층들을 형성한다. 이때, 적 컬러 레진을 이용하여 적 컬러필터층(310a)을 형성할 경우에는 상기 적 컬러필터층(310a)이 종래 블랙매트릭스 형성 영역까지 확장하여 패터닝되도록 한다.Referring to FIGS. 5A, 5B, and 3, in another embodiment of the present invention, red, green, and blue color resins are first applied on a second
그런 다음, 녹 컬러 레진을 이용하여 녹 컬러필터층(310b)을 형성할 때, 상 기 블랙 매트릭스 형성 영역에서 상기 녹 컬러필터층(310b)이 하부의 적 컬러필터층(310a)과 적층되도록 한다.Then, when the green
도면에서는 도시하지 않았지만, 녹 컬러필터층(310b)과 청 컬러필터층(미도시)도 서로 적층되도록 한다. 또한, 도면에서는 두개의 컬러필터층들이 서로 적층되도록 하였지만, 이것은 하나의 실시 예를 나타낸 것이므로 적, 녹, 청 컬러필터층이 적층되도록 형성할 수 있다.Although not shown in the drawing, the green
상기와 같이 제 2 투명기판(200) 상에 컬러필터층들(적:310a, 녹: 310b)이 형성되면, 상기 컬러필터층들(적: 310a, 녹: 310b)이 적층된 영역에 블랙 매트릭스(350)를 형성한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(350)는 하부기판(101)과 매우 근접한 위치에 형성되어(Y), 데이터 배선(5) 영역에서 발생하는 빛 샘을 넓은 범위에서 차단한다. 즉, 빛 샘이 진행하면서 넓어지는데, 미리 블랙 매트릭스(350)에 의해 차단되어 실질적으로 빛샘 차단 영역이 넓어진다. 또한, 블랙 매트릭스(350)의 위치 변화로 빛샘 차단 영역이 커져서 상기 블랙 매트릭스(350)의 폭을 줄일 수 있는 이점이 있다.When the color filter layers (red 310a and green 310b) are formed on the second
따라서, 상기 데이터 배선(5) 영역에서의 블랙 매트릭스(350)의 폭은 상기 데이터 배선(5)과 인접한 제 1 공통전극들(3a, 23a) 사이의 폭과 같거나 작게 형성될 수 있다.Therefore, the width of the
본원 발명에서는 데이터 배선(5)과 대응되는 영역의 블랙 매트릭스(350)를 중심으로 설명하였지만, 하부기판(101)의 게이트 배선, TFT 영역과 대응되는 블랙 매트릭스(350)도 동일한 형태로 형성될 수 있다.The gate line of the
이와 같이 본원 발명은 블랙 매트릭스의 형성 위치를 바꾸어 화소 영역 둘레를 따라 발생되는 빛 샘을 차단하도록 하고, 블랙 매트릭스와 화소 영역의 교차 영역을 최소화하여 화소 개구율을 향상시킨 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage in that the formation position of the black matrix is changed to block light spots generated around the pixel region, and the intersection region between the black matrix and the pixel region is minimized, thereby improving the pixel aperture ratio.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 1의 화소 구조에 대응되는 단면도이며, 도 2와 동일한 구성부는 동일한 부호를 사용하고, 구체적인 설명은 생략한다.6 is a cross-sectional view corresponding to the pixel structure of FIG. 1, and the same components as those of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.
도 6에 도시된 바와 같이, 하부기판(301)의 데이터 배선(5) 영역에는 제 1 공통전극(3a, 23a)이 제 1 투명기판(100) 상에 형성되어 있고, 게이트 절연막(102)과 보호막(107)을 사이에 두고 상기 제 1 공통전극(3a, 23a)과 오버랩되도록 제 3 공통전극(333, 433)이 형성되어 있다.6, first
상기 제 3 공통전극(333, 433)은 MoTi과 같은 불투명 금속을 사용한다. 따라서 상기 데이터 배선(5)과 제 1 공통전극(3a, 23a) 및 제 3 공통전극(333,433) 사이에 서로 전기적 간섭이 발생하더라도 백라이트 유닛으로부터 조사되는 광이 상기 데이터 배선(5)의 양측 영역에서 제 3 공통전극(333,433)에 의해 차단되어 화소 영역 가장자리 둘레를 따라 발생되는 빛 샘을 제거할 수 있다.The third
상기와 같이 제 3 공통전극(333,433)이 제 1 공통전극(3a, 23a)을 완전히 덮도록 형성하면 빛샘 차단 영역이 넓어져 상기 데이터 배선(5)과 대응되는 상부기판(401)의 블랙매트릭스(450) 폭(Z)을 줄일 수 있다. 즉 데이터 배선(5) 영역과 대응되는 블랙 매트릭스(450)의 폭을 상기 제 1 공통전극(3a, 23a) 사이의 간격과 같거나 작게 줄일 수 있다. 따라서, 블랙 매트릭스(450)가 화소 영역과 오버랩되는 영역이 줄어들어 개구율을 향상시킬 수 있다.When the third
도 1은 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 화소구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a pixel structure of a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention.
도 2는 상기 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 절단한 단면도이다.2 is a sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 1;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 대한 액정표시장치 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 상기 도 2의 컬러필터 기판의 제조 공정을 도시한 도면이다.4A and 4B are views showing a manufacturing process of the color filter substrate of FIG. 2. FIG.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 컬러필터기판의 제조 공정을 도시한 단면도이다.5A and 5B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a color filter substrate of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]
101: 하부기판 201: 상부기판101: lower substrate 201: upper substrate
100: 제 1 투명기판 200: 제 2 투명기판100: first transparent substrate 200: second transparent substrate
210a,310a: 적(R) 컬러필터층 210b,310b: 녹(G) 컬러필터층210a, 310a: red (R)
5: 데이터 배선 3a,23a: 제 1 공통전극5:
13b,33b: 제 3 공통전극13b, 33b: a third common electrode
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190617 Year of fee payment: 6 |