KR101668993B1 - In Plane Switching mode Liquid Crystal Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판 상에 제1 방향으로 교대로 배열된 게이트 라인 및 공통 라인; 상기 기판 상에 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열된 데이트 라인; 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 공통 라인과 연결되는 공통 전극; 및 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것으로서, The present invention provides a liquid crystal display comprising: a gate line and a common line alternately arranged in a first direction on a substrate; A date line arranged on the substrate in a second direction different from the first direction; A thin film transistor formed in a region where the gate line and the data line cross each other; A common electrode connected to the common line; And a pixel electrode connected to the thin film transistor, wherein the common electrode and the pixel electrode are alternately arranged in parallel in the first direction. The transverse electric field type liquid crystal display device according to claim 1,
본 발명에 따르면, 데이터 라인 근방에서 발생하는 전계방향과 액정의 초기 배열방향, 즉 배향막의 러빙방향이 일치하게 되고, 그에 따라 데이터 라인 근방에 위치하는 액정층은 전계 인가 유무에 관계없이 그 배열상태가 일정하게 유지될 수 있어 데이터 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다. 이와 같이 하부 기판에서 빛샘이 방지되기 때문에 상부 기판에 형성되는 차광층의 폭을 줄일 수 있어 개구율이 증가 되고 결국 액정표시장치의 휘도가 개선되는 효과가 있다. According to the present invention, the electric field direction generated in the vicinity of the data line and the initial alignment direction of the liquid crystal, that is, the rubbing direction of the alignment film are made to coincide with each other, and accordingly the liquid crystal layer located near the data line, The light leakage can be prevented in the vicinity of the data line. Since the light leakage is prevented in the lower substrate, the width of the light shielding layer formed on the upper substrate can be reduced, thereby increasing the aperture ratio and improving the brightness of the liquid crystal display device.
횡전계, 개구율 Transverse electric field, aperture ratio
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a transverse electric field liquid crystal display device.
액정표시장치는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.Liquid crystal display devices have a wide variety of applications ranging from notebook computers, monitors, spacecrafts and aircraft to the advantages of low power consumption and low power consumption and being portable.
액정표시장치는 하부기판, 상부기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전계 인가 유무에 따라 액정층의 배열이 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다. The liquid crystal display device includes a lower substrate, an upper substrate, and a liquid crystal layer formed between the two substrates. The arrangement of the liquid crystal layers is adjusted according to whether an electric field is applied or not, .
이와 같은 액정표시장치는 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, VA(Vertical Alignment)모드 등 다양하게 개발되어 있다. Such a liquid crystal display device has been developed in various ways such as a TN (Twisted Nematic) mode, an IPS (In Plane Switching) mode and a VA (Vertical Alignment) mode according to a method of adjusting the arrangement of liquid crystal layers.
상기 IPS 모드는 전계를 형성하는 전극들을 동일한 기판 상에 평행하게 배열함으로써 수평방향의 전계를 통해 액정층의 배열을 조절하는 방식으로서, 이와 같 은 IPS 모드의 액정표시장치를 횡전계 방식 액정표시장치라고도 칭한다. In the IPS mode, the alignment of the liquid crystal layer is adjusted through the electric field in the horizontal direction by arranging the electrodes forming the electric field in parallel on the same substrate. The IPS mode liquid crystal display device is referred to as a transverse electric field liquid crystal display Quot;
이하, 도면을 참조로 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a conventional transverse electric field type liquid crystal display device will be described with reference to the drawings.
도 1a 및 도 1b는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. 도 1a 및 도 1b는 횡전계 방식 액정표시장치의 원리를 설명하기 위한 것으로서, 도 1a는 전계가 인가되지 않은 상태를 도시한 것이고, 도 1b는 전계가 인가된 상태를 도시한 것이다. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device. 1A and 1B illustrate a principle of a transverse electric field type liquid crystal display device. FIG. 1A shows a state in which no electric field is applied, and FIG. 1B shows a state in which an electric field is applied.
도 1a 및 도 1b에서 알 수 있듯이, 종래의 횡전계 방식 액정표시장치는 하부 기판(10), 상부 기판(20), 및 양 기판(10, 20) 사이에 형성된 액정층(30)을 포함하여 이루어진다. 1A and 1B, a conventional transverse electric field type liquid crystal display device includes a
상기 하부 기판(10)의 일면에는 수평방향으로 전계를 형성하기 위해서 공통전극(12) 및 화소 전극(14)이 소정 간격으로 서로 평행하게 배열되어 있다. On one surface of the
또한, 상기 하부 기판(10)의 일면 및 상기 상부 기판(20)의 일면에는 액정층(30)의 초기배향을 위해서 하부 배향막(16) 및 상부 배향막(26)이 각각 형성되어 있다. 상기 하부 배향막(16) 및 상부 배향막(26)은 소정의 러빙 방향으로 배향되어 있다. A
또한, 상기 하부 기판(10)의 타면 및 상기 상부 기판(20)의 타면에는 하부 편광판(18) 및 상부 편광판(28)이 각각 형성되어 있다. 상기 하부 편광판(18) 및 상부 편광판(28)은 그 광축이 서로 직교하도록 형성되어 있다. A
이와 같은 횡전계 방식 액정표시장치가 동작하는 원리에 대해서 설명하면 하 기와 같다. The principle of operation of such a transverse electric field type liquid crystal display device is as follows.
도 1a에서 알 수 있듯이, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되지 않으면, 상기 액정층(30)은 초기 배열상태를 유지하게 된다. 이때, 아래에서 입사되는 광은 상기 하부 편광판(18)을 투과한 후 상기 액정층(30)을 통과하면서 편광방향의 회전이 이루어지지 않게 되고 그에 따라 상기 하부 편광판(18)과 광축이 직교하는 상기 상부 편광판(28)은 투과하지 못하게 된다. 따라서, 화상은 블랙 상태가 된다. 1A, if an electric field is not applied between the
도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되면, 상기 액정층(30)은 그 배열상태가 변경된다. 구체적으로는, 상기 하부 기판(10) 부근에서는 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이의 전계방향으로 액정층(30)이 회전하게 되지만, 상기 상부 기판(20) 부근에서는 전계의 영향이 적어 액정층(30)이 회전하지 않게 된다. 이때, 아래에서 입사되는 광은 상기 하부 편광판(18)을 투과한 후 상기 액정층(30)을 통과하면서 편광방향의 회전이 이루어지고 그에 따라 상기 하부 편광판(18)과 광축이 직교하는 상기 상부 편광판(28)을 투과하게 된다. 따라서, 화상은 화이트 상태가 된다. 1B, when an electric field is applied between the
그러나, 이와 같은 횡전계 방식 액정표시장치는 개구율이 감소하여 휘도가 저하되는 문제점이 있는데, 그에 대해서 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다. However, such a transverse electric field type liquid crystal display device has a problem that the aperture ratio is reduced and the luminance is lowered, which will be described in detail below.
도 2a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 I-I라인의 단면에 해당하는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 단면도이다. FIG. 2A is a schematic plan view of a lower substrate of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device, and FIG. 2B is a sectional view of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device corresponding to a cross section taken along the line I-I of FIG. 2A.
도 2a 및 도 2b에서 알 수 있듯이, 하부 기판(10)에는 게이트 라인(11), 데이터 라인(13), 공통 전극(12), 및 화소 전극(14)이 형성되어 있다. 2A and 2B, a
상기 게이트 라인(11)은 가로 방향으로 배열되어 있고, 상기 데이터 라인(13)은 세로 방향으로 배열되어 있으며, 상기 게이트 라인(11)과 데이터 라인(13)이 교차하는 영역에는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다. The
상기 공통 전극(12)은 가로 방향으로 배열되는 공통 라인(12a)에서 분지되어 있고, 상기 화소 전극(14)은 상기 박막 트랜지스터(T)와 연결되면서 상기 공통 전극(12)과 평행하도록 배열되어 있다. The
설명되지 않은 도면부호 15는 전극들을 절연하기 위한 절연층이다. An
한편, 액정표시장치에서 화상이 표시되는 영역은 화소 영역이기 때문에, 화소 영역 이외의 영역, 예를 들어 상기 게이트 라인(11), 데이터 라인(13) 및 상기 박막 트랜지스터(T) 형성 영역으로 광이 누설되는 것을 방지해야 하고, 그를 위해서 상부 기판(20)에는 차광층(22)이 형성되어 있다. On the other hand, since the region where the image is displayed in the liquid crystal display device is a pixel region, light is emitted to regions other than the pixel region, for example, the
그러나, 이와 같이 상부 기판(20)에 차광층(22)이 형성됨으로써 광 누설이 방지되기는 하지만, 그로 인해서 액정표시장치의 개구율이 감소하게 되어 결국 휘도가 저하되는 문제점이 발생한다. However, although the light leakage is prevented by forming the
특히, 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 경우 상기 데이터 라인(13) 근방에서 빛샘이 심하게 발생하고 그로 인해서 도 2b와 같이 데이터 라인(13)의 좌우로 상당히 넓은 폭에 대응하는 영역까지 상기 차광층(22)이 형성되게 되어 액정표시장 치의 개구율 감소 폭이 커지게 된다. Particularly, in the case of the conventional transverse electric field type liquid crystal display device, light leakage occurs in the vicinity of the
이와 관련하여 부연 설명하면, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되지 않으면 액정이 러빙방향으로 배열된 상태를 유지하고 그에 따라 화상이 블랙 상태가 되지만, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되면 액정이 전계방향으로 그 배열이 변경되어 블랙 상태가 유지되지 못하고 빛샘이 발생하게 된다. In other words, if an electric field is not applied between the
한편, 상기 데이터 라인(12)은 상기 공통 전극(12) 및 화소 전극(14)과 동일한 방향으로 배열되어 있기 때문에 전계 인가시 상기 데이터 라인(12)의 좌우에서도 수평 전계가 발생하고 그에 따라 그 영역에서도 액정의 배열이 변경되어 빛샘이 발생하게 된다. 전술한 바와 같이 상기 데이터 라인(12) 형성 영역은 화소 영역이 아니므로 그 영역으로 광이 누설되는 것을 차단해야 하는데, 이와 같이 데이터 라인(12)의 좌우에서 빛샘이 심하게 발생하기 때문에 빛샘 방지를 위해서 도 2b와 같이 차광층(22)의 폭을 크게 형성해야 하고, 그로 인해서 액정표시장치의 개구율이 감소되어 결국 휘도를 저하시키게 되는 것이다. Since the
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 개구율을 증가시킴으로써 휘도가 개선된 횡전계 방식 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a transverse electric field type liquid crystal display device having improved brightness by increasing an aperture ratio.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판 상에 제1 방향으로 교대로 배열된 게이트 라인 및 공통 라인; 상기 기판 상에 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열된 데이트 라인; 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 공통 라인과 연결되는 공통 전극; 및 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device comprising: a gate line and a common line alternately arranged in a first direction on a substrate; A date line arranged on the substrate in a second direction different from the first direction; A thin film transistor formed in a region where the gate line and the data line cross each other; A common electrode connected to the common line; And a pixel electrode connected to the thin film transistor, wherein the common electrode and the pixel electrode are alternately arranged in parallel in the first direction.
상기 게이트 라인과 상기 공통 라인은 동일한 간격으로 교대로 배열될 수 있다. The gate lines and the common lines may be alternately arranged at equal intervals.
상기 데이터 라인은 제1 간격 및 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격으로 교대로 배열될 수 있다. The data lines may be alternately arranged at a first spacing and a second spacing less than the first spacing.
상기 기판에는 액정의 초기 배향을 위한 배향막이 형성되어 있고, 상기 배향막은 상기 데이터 라인의 배열방향인 제2 방향과 교차하는 방향으로 러빙될 수 있고, 이때, 상기 배향막의 러빙 방향은 상기 데이터 라인 사이에서 생성되는 전계 방향과 동일할 수 있다. Wherein an orientation film for initial alignment of the liquid crystal is formed on the substrate and the orientation film can be rubbed in a direction intersecting with a second direction which is an arrangement direction of the data lines and a rubbing direction of the orientation film is formed between the data lines May be the same as the direction of the electric field generated in the substrate.
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인의 일측 및 타측에 교대로 형성될 수 있다. The thin film transistor may be alternately formed on one side and the other side of the gate line.
상기 게이트 라인의 상부에는 빛샘을 방지할 수 있도록 상기 게이트 라인과 오버랩되는 플로우팅 구조물이 추가로 형성될 수 있고, 이때, 상기 플로우팅 구조물은 상기 화소 전극 또는 상기 공통 전극과 소정 영역에서 오버랩되도록 형성될 수 있다. A floating structure may be formed on the gate line so as to overlap the gate line so as to prevent light leakage. The floating structure may be formed to overlap with the pixel electrode or the common electrode in a predetermined region. .
상기 공통 라인의 상부에는 상기 공통 라인과 오버랩되도록 상기 화소 전극이 형성될 수 있다. And the pixel electrode may be formed on the common line so as to overlap the common line.
상기 공통 라인에는 제1 커패시터 전극이 연결되어 있고, 상기 화소 전극에는 제2 커패시터 전극이 연결되어 있으며, 상기 제2 커패시터 전극은 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결될 수 있다. A first capacitor electrode is connected to the common line, a second capacitor electrode is connected to the pixel electrode, and the second capacitor electrode is connected to the drain electrode of the thin film transistor.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.
본 발명에 따르면, 데이터 라인 근방에서 발생하는 전계방향과 액정의 초기 배열방향, 즉 배향막의 러빙방향이 일치하게 되고, 그에 따라 데이터 라인 근방에 위치하는 액정층은 전계 인가 유무에 관계없이 그 배열상태가 일정하게 유지될 수 있어 데이터 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다. According to the present invention, the electric field direction generated in the vicinity of the data line and the initial alignment direction of the liquid crystal, that is, the rubbing direction of the alignment film are made to coincide with each other, and accordingly the liquid crystal layer located near the data line, The light leakage can be prevented in the vicinity of the data line.
또한, 본 발명에 따르면, 게이트 라인과 오버랩되도록 플로우팅 구조물이 형성되기 때문에 게이트 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다. Further, according to the present invention, since the floating structure is formed so as to overlap with the gate line, light leakage can be prevented in the vicinity of the gate line.
또한, 본 발명에 따르면, 화소 전극 또는 최외곽 공통 전극이 공통 라인과 오버랩되도록 형성되기 때문에 공통 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다.Further, according to the present invention, since the pixel electrode or the outermost common electrode is formed so as to overlap with the common line, the light leakage can be prevented in the vicinity of the common line.
이상과 같이, 본 발명은 하부 기판의 데이터 라인, 게이트 라인 및 공통 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있기 때문에, 상부 기판에 형성되는 차광층의 폭을 줄일 수 있어 개구율이 증가 되고, 결국 액정표시장치의 휘도가 개선되는 효과가 있다. As described above, since the light leakage can be prevented in the vicinity of the data line, the gate line, and the common line of the lower substrate, the width of the light shielding layer formed on the upper substrate can be reduced to increase the aperture ratio, There is an effect that the luminance of the display device is improved.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 레이아웃이다.3 is a schematic layout of a lower substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판은, 기판(100), 게이트 라인(110), 공통 라인(120), 데이터 라인(130), 및 박막 트랜지스터(T1, T2)를 포함하여 이루어진다. 3, the lower substrate of the transverse electric field type liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes a
상기 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)은 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 배열되어 있으며, 서로 교대로 배열되어 있다. 특히, 상기 게이트 라인(110)과 상기 공통 라인(120)은 동일한 간격(D)으로 교대로 배열되어 있다. 또한, 상기 게이트 라인(110)과 상기 공통 라인(120)은 동일한 층에서 동일한 물질로 이루어질 수 있다. The gate lines 110 and the
상기 데이터 라인(130)은 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향, 구체적으로는 가로 방향으로 배열되어 있다. 따라서, 상기 데이터 라인(130)은 세로 방향으로 배열되어 있는 상기 게이트 라인(110) 및 상기 공통 라인(120)과 각각 교차 된다. The data lines 130 are arranged in a second direction different from the first direction, specifically in the horizontal direction. Accordingly, the
또한, 상기 데이터 라인(130)은 제1 간격(d1) 및 상기 제1 간격(d1)보다 작은 제2 간격(d2)으로 교대로 배열되어 있다. In addition, the
이와 같이, 제1 간격(d1)으로 배열된 두 개의 데이터 라인(130)들, 및 그들과 교차하는 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)의 조합에 의해서 화소 영역(Active Area: A/A)이 구성된다. As described above, the pixel area (Active Area: A / A) is formed by the combination of the two
상기 박막 트랜지스터(T1, T2)는 상기 게이트 라인(110)에서 연장되는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성되는 반도체층, 상기 데이터 라인(130)에서 연장되는 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격되는 드레인 전극을 포함하여 이루어지는데, 이와 같은 박막 트랜지스터(T1, T2)의 구체적인 형성 모습은 후술하는 도 5를 참조하면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. The thin film transistors T 1 and T 2 may include a gate electrode extending from the
상기 박막 트랜지스터(T1, T2)는 상기 게이트 라인(110)의 일측, 예를 들어 상기 게이트 라인(110)의 좌측에 형성되는 제1 박막 트랜지스터(T1)와 상기 게이트 라인(110)의 타측, 예를 들어 상기 게이트 라인(110)의 우측에 형성되는 제2 박막 트랜지스터(T2)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)와 상기 제2 박막 트랜지스터(T2)는 교대로 형성된다. The thin film transistors T 1 and T 2 may include a first thin film transistor T 1 formed on one side of the
상기 화소 영역(A/A)에는 공통 전극 및 화소 전극이 형성되어 있는데, 상기 공통 전극은 상기 공통 라인(120)과 연결되어 있고, 상기 화소 전극은 상기 박막 트랜지스터(T1, T2)의 드레인 전극과 연결되어 있다. 또한, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 상기 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있다. 이와 같은 공통 전극과 화소 전극의 구체적인 형성 모습은 후술하는 도 5를 참조하면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. There the pixel region (A / A), the common electrode and the pixel electrodes are formed, and the drain of the common electrode is connected to the
한편, 상기 기판(100)의 최상층에는 액정의 초기 배향을 위한 배향막이 형성되어 있는데, 상기 배향막은 상기 게이트 라인(110) 및 공통 라인(120)의 배열방향인 제1 방향, 예를 들어 세로 방향과 동일하거나 또는 상기 제1 방향과 소정의 예각을 이루는 방향으로 러빙되어 있다. 즉, 상기 배향막은 상기 데이터 라인(130)의 배열방향인 제2 방향, 예를 들어 가로 방향과 수직으로 교차하거나 또는 소정의 각을 이루면서 교차하는 방향으로 러빙되어 있다. On the other hand, an alignment layer for initial alignment of the liquid crystal is formed on the uppermost layer of the
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에서 전계인가 유무에 따른 액정의 배열상태를 설명하면 하기와 같다. In the transverse electric field type liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention, the arrangement of the liquid crystal according to whether an electric field is applied will be described below.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에서 전계 인가 유무에 따른 액정의 배열상태를 도시한 개략적인 모식도로서, 도 4a는 화소 영역(A/A)에서의 액정의 배열상태를 도시한 것이고, 도 4b는 데이터 라인(130) 근방에서의 액정의 배열상태를 도시한 것이다. FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams showing alignment states of liquid crystals according to whether an electric field is applied in a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 4B shows the alignment state of the liquid crystal in the vicinity of the
도 4a에서 알 수 있듯이, 상기 화소 영역(A/A)에서는, 전계가 인가되지 않은 상태의 경우, 액정의 장축 방향이 상기 기판(100)의 배향막의 러빙방향, 예를 들어 세로 방향으로 배열되어 있지만, 전계가 인가된 상태의 경우, 액정의 장축방향이 상기 공통 전극과 화소 전극 사이의 전계방향, 예를 들면 가로 방향으로 배열되게 된다. 4A, when the electric field is not applied in the pixel region A / A, the liquid crystal molecules are aligned in the rubbing direction of the alignment layer of the
그러나, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 데이터 라인(130) 근방, 특히, 상기 제2 간격(d2)으로 배열된 데이타 라인(130) 사이의 영역에서는, 전계가 인가되지 않은 상태의 경우, 액정의 장축 방향이 상기 기판(100)의 배향막의 러빙방향, 예를 들면 세로 방향으로 배열되어 있고, 전계가 인가된 상태의 경우도, 액정의 장축방향이 상기 데이터 라인(130)들 사이의 전계방향, 예를 들면 세로 방향으로 배열되게 된다. 따라서, 상기 데이터 라인(130) 근방에서는 액정이 전계 인가 유무와 관계없이 초기 배향상태를 유지하기 때문에 빛샘 발생이 방지될 수 있다. However, as can be seen from FIG. 4B, in a region between the
또한, 본 발명에 따르면, 상기 게이트 라인(110) 근방 및 상기 공통 라인(120) 근방에서의 빛샘 발생도 방지될 수 있는데, 그에 대해서는 후술하기로 한다. Also, according to the present invention, generation of light leakage in the vicinity of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 하나의 화소의 평면도이고, 도 6a는 도 5의 A-A라인의 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B라인의 단면도이고, 도 6c는 도 5의 C-C라인의 단면도이다. 5 is a plan view of one pixel of a lower substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 6A is a sectional view of line AA of FIG. 5, And Fig. 6C is a cross-sectional view of the CC line of Fig.
도 5 및 도 6a 내지 도 6c에서 알 수 있듯이, 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)이 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 배열되어 있다. 도 5에는 상기 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)이 굽은 형태로 형성되는 모습을 도시하였지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 5 and 6A to 6C, the
또한, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향, 구체적으로는 가로 방향으로 데이터 라인(130)이 배열되어 있다. 따라서, 상기 데이터 라인(130)은 세로 방향으로 배열되어 있는 상기 게이트 라인(110) 및 상기 공통 라인(120)과 각각 교차 된다. In addition, the
상기 게이트 라인(110)과 상기 데이터 라인(130)이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다. A thin film transistor T is formed in a region where the
상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(112), 반도체층(115), 소스 전극(132), 및 드레인 전극(134)을 포함하여 이루어진다. The thin film transistor T includes a
상기 게이트 전극(112)은 상기 게이트 라인(110)에서 연장되어 구성된다. The
상기 소스 전극(132)은 상기 데이터 라인(130)에서 연장되어 구성되고, 상기 드레인 전극(134)은 상기 소스 전극(132)과 소정 간격으로 이격되어 구성된다. 상기 소스 전극(132)은 도 5에 도시된 바와 같이 'U'자 형상으로 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. The
상기 반도체층(115)은 상기 게이트 전극(112)의 상측 및 상기 소스/드레인 전극(132, 134)의 하측, 즉, 상기 게이트 전극(112)과 상기 소스/드레인 전극(132, 134)의 사이의 층에 형성된다. 또한, 상기 반도체층(115)은 상기 게이트 라인(110) 및 상기 데이터 라인(130)이 형성된 영역에까지 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 도 6a에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(115)은 상기 데이터 라인(130) 아래에 형성될 수 있고, 도 6b에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(115)은 게이트 라인(110) 위에 형성될 수 있다. The
상기 공통 라인(120)에는 공통 전극(125)이 연결되어 있고, 상기 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(134)에는 화소 전극(145)이 연결되어 있다. A
상기 공통 전극(125)과 상기 화소 전극(145)은 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있다. 따라서, 이와 같은 평행하게 배열된 공통 전극(125)과 화소 전극(145) 사이에서 가로 방향으로 전계가 형성되고 그에 따라 액정의 배열이 변경된다. 이에 대해서는 도 4a를 참조하여 앞에서 설명한 바와 같다. The
상기 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)이 굽은 형태로 형성됨에 따라 상기 공통 전극(125)과 상기 화소 전극(145)도 굽은 형태로 형성되지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. Since the
또한, 상기 공통 라인(120)에는 제1 커패시터 전극(121)이 연결되어 있고, 상기 드레인 전극(134)에는 소정의 콘택홀을 통해 제2 커패시터 전극(141)이 연결되어 있다. 이와 같은 상기 제1 커패시터 전극(121)과 상기 제2 커패시터 전극(141)은 도 6a에서 알 수 있듯이 서로 오버랩되도록 형성되어 있어 커패시터를 구성하게 된다. A
특히, 상기 제2 커패시터 전극(141)은 상기 화소 전극(145)을 상기 드레인 전극(134)과 연결시키는 역할도 수행한다. 즉, 상기 화소 전극(145)은 상기 제2 커패시터 전극(141)을 통해서 상기 드레인 전극(134)과 연결된다. Particularly, the
앞에서 도 4b를 참조하여 설명하였듯이, 상기 데이터 라인(130) 근방 영역에서는, 가로 방향의 전계가 형성되지 않고 오히려 세로 방향의 전계가 형성될 수 있 다. 따라서, 전계가 인가되지 않은 상태에서 세로 방향으로 배열된 액정의 장축 방향이 전계가 인가되어도 그 배열상태가 변경되지 않게 되고, 따라서 빛샘 발생이 방지될 수 있다. As described above with reference to FIG. 4B, in the vicinity of the
이하에서는 상기 게이트 라인(110) 근방 및 상기 공통 라인(120) 근방에서의 빛샘 발생이 방지되는 점에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, the occurrence of light leakage in the vicinity of the
도 5의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 게이트 라인(110) 근방에는 플로우팅(floating) 구조물(135)이 형성되어 있는데, 상기 플로우팅 구조물(135)은 상기 게이트 라인(110)의 상부에서 상기 게이트 라인(110)과 소정 영역이 오버랩되도록 형성되어 있다. 5, a floating
이에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 도 6b에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 게이트 라인(110)이 형성되어 있고, 상기 게이트 라인(110) 상에 게이트 절연막(113)이 형성되어 있고, 상기 게이트 절연막(113) 상에 반도체층(115)이 형성되어 있고, 상기 반도체층(115) 상에 플로우팅 구조물(135)이 형성되어 있다. 6B, a
상기 플로우팅 구조물(135)은 상기 게이트 라인(110)과 오버랩되면서 상기 게이트 라인(110)의 좌측 및 우측에 각각 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 좌측 및 우측에 형성된 플로우팅 구조물(135)이 서로 연결되도록 형성될 수도 있다. 이와 같은 플로우팅 구조물(135)은 다른 전극이나 라인과 연결되지 않고 플로우팅(floating) 상태로 형성되며, 상기 데이트 라인(130)과 동일한 층에 형성될 수 있다. The floating
또한, 상기 플로우팅 구조물(135) 상에는 보호막(137)이 형성되어 있고, 상 기 보호막(137) 상에는 화소 전극(145)이 형성되어 있다. 한편, 상기 화소 전극(145) 대신에 최외곽 공통 전극(125)이 상기 보호막(137) 상에 형성되도록 구성할 수도 있으며, 이 경우, 상기 최외곽 공통 전극(125)은 상기 화소 전극(145)과 동일한 층에 형성되며, 소정의 콘택홀을 통해 상기 공통 라인(120)과 연결되게 된다. A
이와 같이 본 발명에 따르면, 상기 플로우팅 구조물(135)이 상기 게이트 라인(110)과 오버랩 되도록 형성되기 때문에 상기 게이트 라인(110) 근방에서 빛샘 발생이 방지될 수 있다. 특히, 상기 플로우팅 구조물(135)은 상기 화소 전극(145)과도 소정 영역에서 오버랩되도록 형성됨으로써, 상기 화소 전극(145)과 상기 게이트 라인(110) 사이에서 전계가 발생하는 것을 차단할 수 있다. 이 경우 게이트 라인(110) 근방에서의 액정이 배열이 전계 인가 유무에 관계없이 일정하게 유지되어 빛샘 발생이 방지될 수 있다. According to the present invention, since the floating
또한, 도 5의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 공통 라인(120) 근방에서는 화소 전극(145)이 상기 공통 라인(120)의 상부에서 상기 공통 라인(120)과 소정 영역이 오버랩되도록 형성되어 있다. 5, the
이에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 도 6c에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 공통 라인(120)이 형성되어 있고, 상기 공통 라인(120) 상에 게이트 절연막(113) 및 보호막(137)이 차례로 형성되어 있고, 상기 보호막(137) 상에 화소 전극(145)이 형성되어 있다. 6C, a
이와 같이 본 발명에 따르면, 상기 화소 전극(145)이 상기 공통 라인(120)과 오버랩되도록 형성되기 때문에 상기 공통 라인(120) 근방에서 빛샘 발생이 방지될 수 있다. 즉, 만약, 상기 화소 전극(145)과 상기 공통 라인(120)이 오버랩되지 않고 소정 간격으로 이격 형성될 경우에는 상기 화소 전극(145)과 상기 공통 라인(120) 사이의 이격 영역에서 빛샘이 발생할 수 있지만, 본 발명의 경우 상기 화소 전극(145)이 상기 공통 라인(120)과 오버랩되도록 형성되기 때문에 양자 사이의 이격 영역이 존재하지 않아 빛샘 발생이 방지될 수 있다. As described above, since the
이상은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판에 대해서 설명하였는데, 상기 하부 기판 위에는 상부 기판이 형성되고, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 액정층이 형성된다. As described above, the lower substrate of the transverse electric field type liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention has been described. The upper substrate is formed on the lower substrate, and the liquid crystal layer is formed between the lower substrate and the upper substrate.
상기 상부 기판은 도시하지는 않았지만, 화소 영역이 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단하기 위한 차광층이 형성되어 있고, 상기 차광층 사이에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러필터층이 형성되고, 상기 컬러필터층 상에 기판 평탄화를 위한 오버코트층이 형성된다. (R), green (G), and blue (B) light-emitting layers are formed between the light-shielding layers to prevent leakage of light to regions other than the pixel region, And an overcoat layer for substrate planarization is formed on the color filter layer.
특히, 전술한 바와 같이, 본 발명은 하부 기판에서 빛샘 발생이 방지되기 때문에 상기 상부 기판에 형성되는 차광층의 전체 면적을 줄일 수 있고, 그에 따라 개구율이 증가 되어 결국 휘도가 개선될 수 있다. In particular, as described above, since the generation of light leakage in the lower substrate is prevented, the entire area of the light shielding layer formed on the upper substrate can be reduced, and the aperture ratio can be increased, thereby improving the brightness.
이상 설명한 각각의 구성들은 당업계에 공지된 다양한 재료를 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 패턴 형성할 수 있다. 이하에서는 각각의 구성들의 재료 및 패턴 형성 방법에 대한 예를 설명하지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. Each of the structures described above can be patterned by various methods known in the art by various methods known in the art. Hereinafter, examples of materials and pattern forming methods of the respective structures will be described, but the present invention is not limited thereto.
상기 게이트 라인(110), 상기 공통 라인(120), 상기 데이터 라인(130), 상기 라인들 각각에 연결되는 전극들, 및 상기 플로우팅 구조물(135)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다. The floating
상기 게이트 절연막(113) 및 보호막(137)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있으며, 상기 산화막 또는 질화막의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다. The
상기 반도체층(115)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 반도체층(115)은 상기 소스 전극(132) 및 상기 드레인 전극(134)과 접촉하는 영역에 불순물이 도핑된 오믹콘택층을 구비할 수 있다. The
상기 화소 전극(145)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide)와 같은 투명 도전물로 이루어질 수 있고, 상기 최외곽 공통 전극(125)도 상기 화소 전극(145)과 마찬가지로 투명 도전물로 이루어질 수 있다. The
이와 같은 각각의 구성 들은 포토 레지스트(PR)를 이용하여 노광, 현상 및 식각을 하는 소위 포토리소그라피(Photolithography) 공정을 통해 패턴 형성할 수 있다. 또한, 상기 포토리소그라피 공정 이외에, 금속물질의 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라비아 프린팅(gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 리버스 오프셋 프린팅(reverse offset printing, 플렉소 프린팅(flexo printing), 또는 마이크로 콘택 프린팅(microcontact printing)과 같은 인쇄 공정을 통해 패턴 형성할 수도 있다. Each of these structures can be patterned through a so-called photolithography process in which exposure, development, and etching are performed using a photoresist (PR). In addition to the photolithography process, a paste of a metal material may be used for screen printing, inkjet printing, gravure printing, gravure offset printing, reverse reverse printing, but may also be patterned through a printing process such as offset printing, flexo printing, or microcontact printing.
도 1a 및 도 1b는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.
도 2a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 I-I라인의 단면에 해당하는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 단면도이다.FIG. 2A is a schematic plan view of a lower substrate of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device, and FIG. 2B is a sectional view of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device corresponding to a cross section taken along the line I-I of FIG. 2A.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 레이아웃이다.3 is a schematic layout of a lower substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에서 전계 인가 유무에 따른 액정의 배열상태를 도시한 개략적인 모식도이다.FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams showing the arrangement states of liquid crystals according to whether an electric field is applied in a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 하나의 화소의 평면도이다.5 is a plan view of one pixel of a lower substrate of a transverse electric field type liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도 6a는 도 5의 A-A라인의 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B라인의 단면도이고, 도 6c는 도 5의 C-C라인의 단면도이다. 6A is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 5, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 5, and FIG. 6C is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.
<도면의 주요부 구성에 대한 부호의 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE SYMBOLS
110: 게이트 라인 120: 공통 라인110: gate line 120: common line
125: 공통 전극 130: 데이터 라인125: common electrode 130: data line
135: 플로우팅 구조물 145: 화소 전극 135: Floating structure 145: Pixel electrode
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |