KR101430526B1 - 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

빛샘을 방지할 수 있는 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치가 개시되어 있다. 표시 기판은 박막 트랜지스터층, 보호막, 컬러필터층, 화소 전극, 제1 광차단막 및 제2 광차단막을 포함한다. 박막 트랜지스터층은 게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 게이트 라인 및 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함한다. 보호막은 박막 트랜지스터층을 커버한다. 컬러필터층은 보호막 상에 형성된다. 화소 전극은 컬러필터층 상에 각 확소에 대응되도록 형성된다. 제1 광차단막은 게이트 라인과 동일한 층에 형성되며, 서로 인접한 화소 전극들 사이에 배치된다. 제2 광차단막은 데이터 라인과 동일한 층에 형성되며, 제1 광차단막과 게이트 라인 사이에 배치된다. 따라서, 표시 기판에 광차단막을 형성하여 광투과율을 향상시키고, 컬러필터들의 경계부에서의 빛샘을 방지할 수 있다.

Description

표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치{DISPLAY SUBSTRATE AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이며,
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이며,
도 3은 도 1의 A부분을 확대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이며,
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이며,
도 7은 도 5의 B부분을 확대한 확대도이다.
도 8은 도 7에 도시된 광차단부의 다른 실시예를 나타낸 확대도이다.
도 9는 도 7에 도시된 광차단부의 또 다른 실시예를 나타낸 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 장치 200 : 표시 기판
210 : 박막 트랜지스터층 220 : 보호막
230 : 컬러필터층 240 : 화소 전극
250 : 제1 광차단막 260 : 제2 광차단막
300 : 대향 기판 400 : 액정층
본 발명은 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컬러필터들의 경계부에서의 빛샘을 방지할 수 있는 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 표시 장치 중의 하나인 액정표시장치는 표시 기판, 표시 기판과 대향하도록 결합된 대향 기판 및 두 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
일반적으로, 표시 기판은 다수의 화소들을 독립적으로 구동시키기 위하여 절연 기판 상에 형성된 신호 배선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등을 포함한다. 대향 기판은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러필터들로 이루어진 컬러필터층, 컬리필터들의 경계부에 위치하는 블랙 매트릭스 및 화소 전극에 대향하는 공통 전극을 포함한다.
최근 들어, 표시 기판과 대향 기판간의 얼라인 미스로 인한 품질 저하를 방지하기 위하여, 표시 기판 상에 컬러필터층이 형성된 COA(Color filter On Array) 구조의 액정표시장치가 제안된 바 있다.
그러나, 표시 기판과 대향 기판의 얼라인 미스를 고려할 때, 대향 기판에 형성되는 블랙 매트릭스의 폭을 감소시키는 데에는 한계가 있으며, 이로 인해 광 투과율이 감소되는 문제가 발생된다. 또한, 블랙 매트릭스를 갖는 대향 기판에는 평 탄화를 위한 오버 코팅층이 형성되어야 하므로, 오버 코팅층으로 인해 광 투과율이 더욱 감소되고 원가가 증가되는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 광투과율을 향상시키고, 컬러필터들의 경계부에서 발생되는 빛샘을 방지할 수 있는 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 기판은 박막 트랜지스터층, 보호막, 컬러필터층, 화소 전극, 제1 광차단막 및 제2 광차단막을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터층은 게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함한다. 상기 보호막은 상기 박막 트랜지스터층을 커버한다. 상기 컬러필터층은 상기 보호막 상에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 컬러필터층 상에 각 확소에 대응되도록 형성된다. 상기 제1 광차단막은 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화소 전극들 사이에 배치된다. 상기 제2 광차단막은 상기 데이터 라인과 동일한 층에 형성되며, 상기 제1 광차단막과 상기 게이트 라인 사이에 배치된다.
상기 컬러필터층은 서로 다른 색을 갖는 컬러필터들을 포함하며, 상기 제1 광차단막 및 상기 제2 광차단막은 상기 컬러필터들의 경계부에 배치된다.
상기 제1 광차단막은 공통전압이 인가되는 상기 스토리지 배선과 연결될 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 광차단막은 상기 게이트 라인 및 상기 스토리지 배선과 이격되어 플로팅 상태를 유지할 수 있다.
상기 제2 광차단막은 상기 데이터 라인과 이격되어 플로팅 상태를 유지하거나 또는 상기 데이터 라인과 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 기판은 박막 트랜지스터층, 보호층, 컬러필터층, 화소 전극 및 광차단부를 포함한다. 상기 박막 트랜지스터층은 게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함한다. 상기 보호막은 상기 박막 트랜지스터층을 커버한다. 상기 컬러필터층은 상기 보호막 상에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 컬러필터층 상에 각 확소에 대응되도록 형성된다. 상기 광차단부는 상기 박막 트랜지스터층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화소 전극들 사이에 배치되어 상기 데이터 라인이 커버하지 못하는 영역을 커버한다.
상기 컬러필터층은 서로 다른 색을 갖는 컬러필터들을 포함하며, 상기 컬러필터들의 경계부에는 상기 데이터 라인 및 상기 광차단부가 배치된다.
상기 광차단부는 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 제1 광차단막 및 상기 데이터 라인과 동일한 층에 형성된 제1 광차단막을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판, 및 상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 표시 기판은 박막 트랜지스터 층, 보호막, 컬러필터층, 화소 전극, 제1 광차단막 및 제2 광차단막을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터층은 게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함한다. 상기 보호막은 상기 박막 트랜지스터층을 커버한다. 상기 컬러필터층은 상기 보호막 상에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 컬러필터층 상에 각 확소에 대응되도록 형성된다. 상기 제1 광차단막은 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화소 전극들 사이에 배치된다. 상기 제2 광차단막은 상기 데이터 라인과 동일한 층에 형성되며, 상기 제1 광차단막과 상기 게이트 라인 사이에 배치된다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판, 및 상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 표시 기판은 박막 트랜지스터층, 보호층, 컬러필터층, 화소 전극 및 광차단부를 포함한다. 상기 박막 트랜지스터층은 게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함한다. 상기 보호막은 상기 박막 트랜지스터층을 커버한다. 상기 컬러필터층은 상기 보호막 상에 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 컬러필터층 상에 각 확소에 대응되도록 형성된다. 상기 광차단부는 상기 박막 트랜지스터층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화 소 전극들 사이에 배치되어 상기 데이터 라인이 커버하지 못하는 영역을 커버한다.
이러한 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 표시 기판에 광차단막을 형성하여 광투과율을 향상시키고, 컬러필터들의 경계부에서의 빛샘을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1의 A부분을 확대한 확대도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 기판(200), 대향 기판(300) 및 액정층(400)을 포함한다.
표시 기판(200)은 박막 트랜지스터층(210), 보호막(220), 컬러필터층(230), 화소 전극(240), 제1 광차단막(250) 및 제2 광차단막(260)을 포함한다.
박막 트랜지스터층(210)은 투명한 절연 기판(270) 상에 형성된다. 절연 기판(270)은 예를 들어, 유리 또는 플라스틱으로 형성된다.
박막 트랜지스터층(210)은 게이트 라인(GL), 게이트 절연막(211)을 통해 게이트 라인(GL)과 절연되어 교차하는 데이터 라인(DL), 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결된 박막 트랜지스터(TFT), 및 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선(SL)을 포함한다.
게이트 라인(GL)은 절연 기판(270) 상에 형성되며, 예를 들어, 가로 방향으로 연장되도록 형성된다.
게이트 라인(GL)은 각 화소를 두 개의 구역으로 나누어 구동시키기 위하여, 예를 들어, 제1 게이트 라인부(GL1) 및 제2 게이트 라인부(GL2)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 게이트 라인부(GL2)는 제1 게이트 라인부(GL1)와 스토리지 배선(SL) 사이에 형성된다. 이와 달리, 게이트 라인(GL)은 제1 게이트 라인부(GL1)만을 포함할 수 있다.
스토리지 배선(SL)은 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 동일한 물질로 동시에 형성된다. 스토리지 배선(SL)은 예를 들어, 게이트 라인(GL)들 사이에서 게이트 라인(GL)들과 동일한 방향으로 연장되도록 형성된다. 스토리지 배선(SL)은 게이트 절연막(211), 보호막(220) 및 컬러필터층(230)을 사이에 두고 화소 전극(240)과 대향하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 이와 달리, 스토리지 배선(SL)에 대응되는 컬러필터층(230) 영역에 홀을 형성함으로써, 스토리지 배선(SL)과 화소 전극(140)간의 거리를 감소시켜 스토리지 커패시터(Cst)의 정전 용량을 증가시킬 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극(240)에 인가된 데이터 전압은 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 한 프레임 동안 유지된다.
게이트 절연막(211)은 게이트 라인(GL) 및 스토리지 배선(SL)이 형성된 절연 기판(270) 상에 형성된다. 게이트 절연막(211)은 게이트 라인(GL) 및 스토리지 배선(SL)을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로써, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx)으로 형성된다.
데이터 라인(DL)은 게이트 절연막(211) 상에 형성된다. 데이터 라인(DL)은 게이트 절연막(211)을 통해 게이트 라인(GL) 및 스토리지 배선(SL)과 절연되며, 게이트 라인(GL)과 교차되는 방향, 예를 들어, 세로 방향으로 연장되도록 형성된다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결되어 각 화소에 적어도 하나 이상이 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)을 통해 인가되는 게이트 전압에 반응하여 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 데이터 전압을 화소 전극(240)에 인가한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 각 화소를 두 개의 구역으로 나누어 구동시키기 위하여, 예를 들어, 제1 박막 트랜지스터부(TFT1) 및 제2 박막 트랜지스터부(TFT2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 박막 트랜지스터부(TFT1)는 제1 게이트 라인부(GL1) 및 데이터 라인(DL)과 연결되며, 제2 박막 트랜지스터부(TFT2)는 제2 게이트 라인부(GL2) 및 데이터 라인(DL)과 연결된다. 이와 달리, 박막 트랜지스터(TFT)는 제1 박막 트랜지스터부(TFT1)만을 포함할 수 있다.
제1 박막 트랜지스터부(TFT1)는 제1 게이트 전극(212), 제1 액티브층(213), 제1 소오스 전극(214) 및 제1 드레인 전극(215)을 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극(212)은 제1 게이트 라인부(GL1)와 연결되며, 제1 박막 트랜지스터부(TFT1)의 게이트 단자를 구성한다. 제1 액티브층(213)은 제1 게이트 전극(212)의 위치에 대응하여 게이트 절연막(211) 상에 형성된다. 제1 액티브층(213)은 예를 들어, 비정질 실리콘(amorphous Silicon : 이하, a-Si)으로 이루어진 반도체층(213a) 및 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+a-Si)으로 이루어진 오믹 콘택 층(213b)을 포함한다. 제1 소오스 전극(214)은 제1 액티브층(213) 상에 형성되어 데이터 라인(DL)과 연결되며, 제1 박막 트랜지스터부(TFT1)의 소오스 단자를 구성한다. 제1 드레인 전극(215)은 제1 액티브층(213) 상에 제1 소오스 전극(214)과 이격되도록 형성되어 제1 박막 트랜지스터부(TFT1)의 드레인 단자를 구성한다. 제1 드레인 전극(215)은 보호막(220) 및 컬러필터층(230)에 형성된 제1 콘택 홀(CNT1)을 통해 제1 화소 전극부(241)와 전기적으로 연결된다.
제2 박막 트랜지스터부(TFT2)는 제2 게이트 전극(216), 제2 액티브층(217), 제2 소오스 전극(218) 및 제2 드레인 전극(219)을 포함할 수 있다. 제2 박막 트랜지스터부(TFT2)는 제2 게이트 전극(216)이 제2 게이트 라인부(GL2)와 연결되고, 제2 드레인 전극(219)이 보호막(220) 및 컬러필터층(230)에 형성된 제2 콘택 홀(CNT2)을 통해 제2 화소 전극부(242)와 연결되는 것을 제외하고는 제1 박막 트랜지스터부(TFT1)와 거의 유사한 구조를 가지므로, 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
보호막(220)은 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 박막 트랜지스터(TFT) 및 스토리지 배선(SL)을 포함하는 박막 트랜지스터층(210) 상에 형성된다. 보호막(220)은 박막 트랜지스터층(210)을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로써, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx)으로 형성된다.
컬러필터층(230)은 보호막(220) 상에 형성된다. 컬러필터층(230)은 감광성 유기 조성물에 색을 구현하기 위한 안료가 포함된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(230)은 감광성 유기 조성물에 적색, 녹색 또는 청색의 안료가 각각 포함된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들을 포함한다. 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들은 보호막(220) 상에 일정한 패턴을 갖도록 규칙적으로 형성된다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터들은 각각의 화소에 대응하여 순차적으로 배열된다.
컬러필터층(230)은 표시 기판(200)의 평탄화를 위하여 비교적 두꺼운 두께로 형성된다. 예를 들어, 컬러필터층(230)은 약 2.5㎛ ~ 3.5㎛의 두께로 형성된다.
이와 같이, 대향 기판(300)에 형성되던 컬러필터층(230)을 표시 기판(200)에 형성함으로써, 표시 기판(200)의 평탄화를 위해 형성되던 유기절연막을 제거하여 약 7% 정도의 투과율 향상과 원가 절감을 달성할 수 있다.
서로 다른 색을 갖는 컬러필터들의 경계부(232)는 오목한 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 서로 다른 색을 갖는 컬러필터들이 경계부(232)에서 중첩되어 돌출부가 형성되는 경우에는 액정층(400)에 포함된 액정의 수직 배향력에 의해 돌출부에서 액정의 틸트(tilt)가 발생되며, 이러한 액정의 틸트가 인접부의 액정으로 전이되어 빛샘이 발생될 수 있다. 따라서, 서로 다른 색의 컬러필터들이 경계부(132)에서 이격되도록 공정을 진행하여 돌출부가 아닌 오목한 모양으로 형성하면, 액정의 틸트가 전이되는 방향이 중심부로 향하게 되어 빛샘의 강도를 감소시킬 수 있다.
화소 전극(240)은 각 화소에 대응되도록 컬러필터층(230) 상에 형성된다. 화소 전극(240)은 광이 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 화소 전극(240)은 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 형성된다.
화소 전극(240)은 투과율 향상을 위하여 게이트 라인(GL)의 배열 방향을 따라 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 화소 전극(240)은 데이터 라인(DL)과 중첩되게 형성된다. 한편, 화소 전극(240)은 보호막(220) 및 게이트 절연막(212)을 사이에 두고 스토리지 배선(SL)과 대향하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다.
화소 전극(240)은 각 화소를 두 개의 구역으로 나누어 구동시키기 위하여, 예를 들어, 제1 화소 전극부(241) 및 제2 화소 전극부(242)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 화소 전극부(241)는 제1 콘택홀(CNT1) 영역에서 제1 박막 트랜지스터부(TFT)의 제1 드레인 전극(215)과 연결되며, 제2 화소 전극부(242)는 제2 콘택 홀(CNT2) 영역에서 제2 박막 트랜지스터부(TFT2)의 제2 드레인 전극(219)과 연결된다.
한편, 화소 전극(240)은 각 화소에 독립적으로 형성되므로, 인접한 화소들 사이가 개구되어 컬러필터층(230)이 노출될 수 있다. 컬러필터층(230)의 노출된 영역을 통해 불순물이 유출되어 액정을 오염시킬 수 있으므로, 컬러필터층(230)과 화소 전극(240) 사이에는 불순물 유출을 방지하기 위한 무기 절연막(미도시)이 더 형성될 수 있다.
제1 광차단막(250)은 서로 인접한 화소 전극(240)들 사이에 배치되도록 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 형성된다. 따라서, 제1 광차단막(250)은 각 화소의 경계부에 해당하는 컬러필터들의 경계부(232)에 위치하여 광 투과를 차단하고 대비비(contrast ratio)를 향상시킨다. 예를 들어, 화소 전극(240)간의 간격이 약 8㎛ 로 형성되면, 제1 광차단막(250)은 약 10㎛ 이하의 폭으로 형성될 수 있다. 대향 기판(300)에 블랙 매트릭스가 형성되는 경우, 얼라인 미스를 고려하여 블랙 매트릭스의 폭을 약 12㎛로 형성하였으나, 블랙 매트릭스를 대신하여 표시 기판(200)에 제1 광차단막(250)을 형성함으로써, 약 2%의 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 표시 기판(200)과 대향 기판(300)의 얼라인 미스에 따른 좌우 도메인간의 광특성 편차가 발생하지 않아 시야각에 따른 표시 특성이 안정된다. 또한, 대향 기판(300)에 형성되던 블랙 매트릭스가 제거됨에 따라, 평탄화를 위해 사용되던 오버 코팅층을 제거할 수 있어, 추가적인 원가 절감 및 투과율 향상을 달성할 수 있다.
제1 광차단막(250)은 게이트 라인(GL)과는 기본적으로 이격되어야 하며, 공통 전압이 인가되는 스토리지 배선(SL)과 연결되거나, 또는 스토리지 배선(SL)과 이격되어 플로팅(floating) 상태를 유지할 수 있다.
게이트 라인(GL)이 제1 게이트 라인부(GL1) 및 제2 게이트 라인부(GL2)를 포함하는 경우, 제1 광차단막(250)은 제1 게이트 라인부(GL1)와 스토리지 배선(SL) 사이에 형성되는 제1 광차단부(251), 제2 게이트 라인부(GL2)와 스토리지 배선(SL) 사이에 형성되는 제2 광차단부(252) 및 제1 게이트 라인부(GL1)와 제2 게이트 라인부(GL2) 사이에 형성되는 제3 광차단부(253)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 광차단부(251)의 일단은 제1 게이트 라인부(GL1)와 소정 거리로 이격되며, 타단은 스토리지 배선(SL)과 연결된다. 또한, 제2 광차단부(252)의 일단은 스토리지 배선(SL)과 연결되며, 타단은 제2 게이트 라인부(GL2)와 소정 거리로 이격된다. 또한, 제3 광차단부(253)의 일단은 제2 게이트 라인부(GL2)와 소정 거리로 이격되며, 타단은 제 1 게이트 라인부(GL1)와 소정 거리로 이격된다. 이와 같이, 제1 광차단막(250)은 컬러필터들의 경계부(232)를 대부분 커버하지만, 게이트 라인(GL)과 인접한 일부 영역은 커버하지 못하게 된다.
따라서, 본 실시예에서는 컬러필터들의 경계부(232) 중에서 제1 광차단막(250)이 커버하지 못하는 영역을 제1 광차단막(250)과 다른 층에 형성된 제2 광차단막(260)을 통해 커버한다.
제2 광차단막(260)은 게이트 절연막(211)을 사이에 두고 게이트 라인(GL)과 다른 층에 형성되는 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 형성된다. 따라서, 제2 광차단막(260)은 게이트 절연막(211)을 통해 제1 광차단막(250) 및 게이트 라인(GL)과 절연된다. 또한, 제2 광차단막(260)은 데이터 라인(DL)과 연결되거나, 데이터 라인(DL)과 이격되어 플로팅 상태를 유지할 수 있다.
제2 광차단막(260)은 컬러필터들의 경계부(232)에서 제1 광차단막(250)과 게이트 라인(GL) 사이에 배치된다. 예를 들어, 제2 광차단막(260)은 제1 게이트 라인부(GL1)와 제1 광차단부(251) 사이에 배치되는 제4 광차단부(261), 제2 게이트 라인부(GL2)와 제2 광차단부(252) 사이에 배치되는 제5 광차단부(262), 제2 게이트 라인부(GL2)와 제3 광차단부(253) 사이에 배치되는 제6 광차단부(263) 및 제1 게이트 라인부(GL1)와 제3 광차단부(253) 사이에 배치되는 제7 광차단부(264)를 포함할 수 있다. 이때, 제4 광차단막(261) 및 제7 광차단막(264)은 데이터 라인(DL)과 이격되어 플로팅 상태를 유지하며, 제5 광차단막(262) 및 제6 광차단막(263)은 데이터 라인(DL)과 연결될 수 있다.
이와 같이, 제1 광차단부(250) 및 제2 광차단부(260)를 이용하여 컬러필터들의 경계부(232)를 완전히 커버함으로써, 컬러필터들의 경계부(232)에서 발생되는 빛샘을 완전히 방지할 수 있다.
대향 기판(300)은 액정층(400)을 사이에 두고 표시 기판(200)과 대향하도록 결합된다. 대향 기판(300)은 표시 기판(200)과 대향하는 절연 기판(310)의 대향면에 형성된 공통 전극(320)을 포함한다. 공통 전극(320)은 광의 투과를 위하여 투명한 도전성 물질로 형성된다. 예를 들어, 공통 전극(320)은 화소 전극(240)과 동일한 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 형성된다. 공통 전극(320)에는 광시야각의 구현을 위한 개구 패턴이 형성될 수 있다.
표시 기판(200)에 제1 광차단막(250) 및 제2 광차단막(260)을 형성함으로 인해, 대향 기판(300)에는 블랙 매트릭스가 형성되지 않는다. 이와 같이, 블랙 매트릭스가 제거되면, 블랙 매트릭스의 보호 및 평탄화를 위해 사용되던 오버 코팅층을 제거할 수 있어, 추가적인 원가 절감 및 투과율 향상을 달성할 수 있다.
액정층(400)은 이방성 굴절률, 이방성 유전율 등의 광학적, 전기적 특성을 갖는 액정들이 일정한 형태로 배열된 구조를 갖는다. 액정층(400)은 화소 전극(240)과 공통 전극(320) 사이에 형성되는 전계에 의하여 액정들의 배열이 변화되고, 액정들의 배열 변화에 따라서 통과하는 광의 투과율을 제어한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 도 4에서, 제1 광차단막 및 제2 광차단막을 제외한 나머지 구성은 도 1에 도시된 것과 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제1 광차단막(250)은 스토리지 배선(SL)과 소정 거리로 이격되어 플로팅 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 제1 광차단막(250)과 스토리지 배선(SL) 사이의 이격된 영역을 커버하기 위하여, 제2 광차단막(260)은 제1 광차단막(250)과 스토리지 배선(SL) 사이에 더 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 광차단부(251) 및 제2 광차단부(252)는 스토리지 배선(SL)과 소정 거리로 이격된다. 이때, 제1 광차단부(251) 및 제2 광차단부(252)와 스토리지 배선(SL) 사이의 이격된 영역을 커버하기 위하여, 제2 광차단막(260)은 스토리지 배선(SL)과 제1 광차단부(251) 사이에 형성되는 제8 광차단부(265) 및 스토리지 배선(SL)과 제2 광차단부(252) 사이에 형성되는 제9 광차단부(266)를 더 포함할 수 있다. 제8 광차단부(265) 및 제9 광차단부(266)는 예를 들어, 데이터 라인(DL)과 이격되어 플로팅 상태를 유지한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이며, 도 7은 도 5의 B부분을 확대한 확대도이다. 도 5 및 도 6에서, 표시 기판을 제외한 나머지 구성은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면, 서로 인접한 화소 전극(240)들 사이에는 기본적으로 데이터 라인(DL)이 배치된다. 즉, 데이터 라인(DL)은 화소 전극(240)이 게이트 라인(GL)들의 배열 방향을 따라 지그재그 형태로 형성된 것과 마찬가지로, 게이트 라인(GL)의 배열 방향을 따라 지그재그 형태로 형성된다. 예를 들어, 데이 터 라인(DL)은 스토리지 배선(SL)의 양측에 배치되는 제1 게이트 라인부(GL1)와 제2 게이트 라인부(GL2) 사이에서 컬러필터들의 경계부(232)에 배치된다. 따라서, 데이터 라인(DL)은 각 화소의 경계부에 해당하는 컬러필터들의 경계부(232)에 배치되어 빛샘을 방지한다.
그러나, 데이터 라인(DL)은 박막 트랜지스터(TFT)의 형성을 위해, 일부 영역에서 컬러필터들의 경계부(232)를 커버하지 못하게 된다. 예를 들어, 데이터 라인(DL)은 제1 게이트 라인부(GL1)와 인접한 일부 영역에서는 컬러필터들의 경계부(232)를 커버하지 못하게 된다.
따라서, 본 실시예에서는 컬러필터들의 경계부(232) 중에서 데이터 라인(DL)이 커버하지 못하는 영역을 광차단막(280)을 통해 커버한다.
광차단막(280)은 박막 트랜지스터층(210)에 형성되며, 서로 인접한 화소 전극(240)들 사이에 배치되어 데이터 라인(DL)이 커버하지 못하는 영역을 커버한다. 예를 들어, 광차단막(280)은 제1 게이트 라인부(GL1)와 데이터 라인(DL) 사이에 형성된다. 따라서, 각 화소의 경계부에 해당하는 컬러필터들의 경계부(232)에는 데이터 라인(DL)과 광차단부(280)가 배치된다.
이와 같이, 데이터 라인(DL) 및 광차단부(280)를 이용하여 컬러필터들의 경계부(232)를 완전히 커버함으로써, 컬러필터들의 경계부(232)에서 발생되는 빛샘을 완전히 방지할 수 있다.
광차단부(280)는 도 7에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 이 경우, 광차단부(280)는 게이트 라인(GL)과 연결되며, 데이터 라인(DL)과는 게이트 절연막(211)을 통해 절연된다.
도 8은 도 7에 도시된 광차단부의 다른 실시예를 나타낸 확대도이다.
도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 광차단부(285)는 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 이 경우, 광차단부(285)는 데이터 라인과 연결되며, 게이트 라인(GL)과는 게이트 절연막(211)을 통해 절연된다.
도 9는 도 7에 도시된 광차단부의 또 다른 실시예를 나타낸 확대도이다.
도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 광차단부(290)는 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 형성된 제1 광차단막(292) 및 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 형성된 제2 광차단막(294)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 광차단막(292)은 게이트 라인(GL)과 연결되며, 제2 광차단막(294)은 데이터 라인(DL)과 연결되며, 제1 광차단막(292) 및 제2 광차단막(294)은 게이트 절연막(211)을 통해 절연된다.
이와 같이, 데이터 라인(DL)이 커버하지 못하는 컬러필터들의 경계부(232)를 게이트 라인(GL) 또는 데이터 라인(DL)을 연장하여 커버함으로써, 컬러필터들의 경계부(232)에서 발생될 수 있는 빛샘 문제를 완전히 해결할 수 있다.
이와 같은 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 대향 기판에 형성되던 블랙 매트릭스를 대신하여 표시 기판에 게이트 메탈 또는 데이터 메탈로 광차단막을 형성함으로써, 컬러필터들의 경계부에서 발생되는 빛샘 문제를 방지할 수 있다.
또한, 대향 기판에 형성되던 블랙 매트릭스 및 오버 코팅층을 제거하여 원가 를 절감하고, 투과율을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (24)

  1. 게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함하는 박막 트랜지스터층;
    상기 박막 트랜지스터층을 커버하는 보호막;
    상기 보호막 상에 형성된 컬러필터층;
    상기 컬러필터층 상에 각 화소에 대응되도록 형성된 화소 전극;
    상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화소 전극들 사이에 배치되는 제1 광차단막; 및
    상기 데이터 라인과 동일한 층에 형성되며, 상기 제1 광차단막과 상기 게이트 라인 사이에 배치되는 제2 광차단막을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컬러필터층은 서로 다른 색을 갖는 컬러필터들을 포함하며, 상기 제1 광차단막 및 상기 제2 광차단막은 상기 컬러필터들의 경계부에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 광차단막은 공통전압이 인가되는 상기 스토리지 배선과 연결된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 광차단막은 상기 게이트 라인 및 상기 스토리지 배선과 이격되어 플로팅 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 광차단막은 상기 제1 광차단막과 상기 스토리지 배선 사이에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제2 광차단막은 상기 데이터 라인과 이격되어 플로팅 상태를 유지하거나 또는 상기 데이터 라인과 연결된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 제2항에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 데이터 라인과 중첩되도록 상기 게이트 라인의 배열 방향을 따라 지그재그 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화소 전극은 전기적으로 서로 분리된 제1 화소 전극부 및 제2 화소 전극부를 포함하며,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 제1 화소 전극부에 연결된 제1 박막 트랜지스터부 및 상기 제2 화소 전극부에 연결된 제2 박막 트랜지스터부를 포함하며,
    상기 게이트 라인은 상기 제1 박막 트랜지스터부에 연결된 제1 게이트 라인부 및 상기 제2 박막 트랜지스터부에 연결되며 상기 제1 게이트 라인부와 상기 스토리지 배선 사이에 배치되는 제2 게이트 라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 광차단막은
    상기 제1 게이트 라인부와 상기 스토리지 배선 사이에 형성되는 제1 광차단부;
    상기 제2 게이트 라인부와 상기 스토리지 배선 사이에 형성되는 제2 광차단부; 및
    상기 제1 게이트 라인부와 상기 제2 게이트 라인부 사이에 형성되는 제3 광차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 광차단막은
    상기 제1 게이트 라인부와 상기 제1 광차단부 사이에 형성되는 제4 광차단부;
    상기 제2 게이트 라인부와 상기 제2 광차단부 사이에 형성되는 제5 광차단부;
    상기 제2 게이트 라인부와 상기 제3 광차단부 사이에 형성되는 제6 광차단부; 및
    상기 제1 게이트 라인부와 상기 제3 광차단부 사이에 형성되는 제7 광차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제4 광차단부 및 상기 제7 광차단부는 상기 데이터 라인과 이격되어 플로팅 상태를 유지하며,
    상기 제5 광차단부 및 상기 제6 광차단부는 상기 데이터 라인과 연결된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2 광차단막은
    상기 스토리지 배선과 상기 제1 광차단부 사이에 형성되는 제8 광차단부; 및
    상기 스토리지 배선과 상기 제2 광차단부 사이에 형성되는 제9 광차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  13. 게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함하는 박막 트랜지스터층;
    상기 박막 트랜지스터층을 커버하는 보호막;
    상기 보호막 상에 형성된 컬러필터층;
    상기 컬러필터층 상에 각 화소에 대응되도록 형성된 화소 전극; 및
    상기 박막 트랜지스터층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화소 전극들 사이에 배치되어 상기 데이터 라인이 커버하지 못하는 영역을 커버하는 광차단부를 포함하고,
    상기 컬러필터층은 서로 다른 색을 갖는 컬러필터들을 포함하며, 상기 컬러필터들의 경계부에는 상기 데이터 라인 및 상기 광차단부가 배치되며,
    상기 광차단부는
    상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 제1 광차단막; 및
    상기 데이터 라인과 동일한 층에 형성된 제2 광차단막을 포함하고,
    상기 제1 광차단막은 상기 게이트 라인과 연결되며, 상기 제2 광차단막은 상기 데이터 라인과 연결된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  14. 삭제
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  19. 제13항에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 데이터 라인과 중첩되도록 상기 게이트 라인의 배열 방향을 따라 지그재그 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 화소 전극은 전기적으로 서로 분리된 제1 화소 전극부 및 제2 화소 전극부를 포함하며,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 제1 화소 전극부에 연결된 제1 박막 트랜지스터부 및 상기 제2 화소 전극부에 연결된 제2 박막 트랜지스터부를 포함하며,
    상기 게이트 라인은 상기 제1 박막 트랜지스터부에 연결된 제1 게이트 라인부 및 상기 제2 박막 트랜지스터부에 연결되며 상기 제1 게이트 라인부와 상기 스토리지 배선 사이에 배치되는 제2 게이트 라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  21. 제20항에 있어서, 상기 데이터 라인은 상기 스토리지 배선의 양측에 배치된 상기 제1 게이트 라인부와 상기 제2 게이트 라인부의 사이에서 상기 컬러필터들의 경계부에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  22. 제21항에 있어서, 상기 광차단부는 상기 제1 게이트 라인부와 상기 데이터 라인 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  23. 표시 기판;
    상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판; 및
    상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며,
    상기 표시 기판은,
    게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함하는 박막 트랜지스터층,
    상기 박막 트랜지스터층을 커버하는 보호막,
    상기 보호막 상에 형성된 컬러필터층,
    상기 컬러필터층 상에 각 화소에 대응되도록 형성된 화소 전극,
    상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화소 전극들 사이에 배치되는 제1 광차단막, 및
    상기 데이터 라인과 동일한 층에 형성되며, 상기 제1 광차단막과 상기 게이트 라인 사이에 배치되는 제2 광차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  24. 표시 기판;
    상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판; 및
    상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며,
    상기 표시 기판은,
    게이트 라인, 게이트 절연막을 통해 상기 게이트 라인과 절연되어 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 스토리지 배선을 포함하는 박막 트랜지스터층,
    상기 박막 트랜지스터층을 커버하는 보호막,
    상기 보호막 상에 형성된 컬러필터층,
    상기 컬러필터층 상에 각 화소에 대응되도록 형성된 화소 전극, 및
    상기 박막 트랜지스터층에 형성되며, 서로 인접한 상기 화소 전극들 사이에 배치되어 상기 데이터 라인이 커버하지 못하는 영역을 커버하는 광차단부를 포함하고,
    상기 컬러필터층은 서로 다른 색을 갖는 컬러필터들을 포함하며, 상기 컬러필터들의 경계부에는 상기 데이터 라인 및 상기 광차단부가 배치되며,
    상기 광차단부는
    상기 게이트 라인과 동일한 층에 형성된 제1 광차단막; 및
    상기 데이터 라인과 동일한 층에 형성된 제2 광차단막을 포함하고,
    상기 제1 광차단막은 상기 게이트 라인과 연결되며, 상기 제2 광차단막은 상기 데이터 라인과 연결된 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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