KR101680133B1 - 프린지필드형 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 서로 인접하는 화소영역 사이의 게이트라인 및 블랙매트릭스를 제거하고 해당 영역의 데이터라인이 서로 마주 보도록 형성하여 화소영역 사이의 영역에서의 전계방향을 컬러필터기판에 부착되는 편광판의 투과축방향과 수직으로 형성함으로써, 해당 영역의 블랙매트릭스를 제거하여도 해당 영역으로 광이 투과되는 것을 차단할 수 있게 된다.
액정표시소자, 화소영역, 블랙매트릭스, 전계, 편광판

Description

프린지필드형 액정표시소자{FRINGE FIELD SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 프린지필드형 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 개구율을 향상시킬 수 있는 프린지필드형 액정표시소자에 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 액정표시소자(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
상기 액정표시소자는 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.
상기 액정표시소자에 주로 사용되는 구동 방식인 능동 매트릭스(Active Matrix; AM) 방식은 비정질실리콘 박막트랜지스터(Amorphous Silicon Thin Film Transistor; a-Si TFT)를 스위칭소자로 사용하여 화소부의 액정을 구동하는 방식이다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시소자의 구조에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액정표시소자를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 액정표시소자는 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)(30)으로 구성된다.
상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 상기 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층(30)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.
또한, 상기 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T) 및 상기 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.
이와 같이 구성된 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)(미도시)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표 시패널을 구성하며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 합착은 상기 컬러필터 기판(5) 또는 어레이 기판(10)에 형성된 합착키(미도시)를 통해 이루어진다.
이때, 상기 액정표시소자에 일반적으로 사용되는 구동방식으로 네마틱상의 액정분자를 기판에 대해 수직 방향으로 구동시키는 트위스티드 네마틱(Twisted Nematic; TN)방식이 있으나, 상기 트위스티드 네마틱방식의 액정표시소자는 시야각이 90도 정도로 좁다는 단점을 가지고 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 프린지필드형(Fringe FieldIn Switching Mode; FFS mdoe) 액정표시소자가 있으며, 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 종래 프린지필드형 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 프린지필드 액정표시소자(10)는 투명한 기판(즉, 어레이기판) 위에 종횡으로 배열되어 복수의 화소영역을 정의하는 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 형성되어 있으며, 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막트랜지스터(20)가 형성되어 있다. 통상적으로 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)은 각각 N개 및 M개 형성되어 N×M개의 화소영역이 형성되지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 하나의 화소영역만을 도시하였다.
상기 박막트랜지스터(20)는 상기 게이트라인(16)에 연결된 게이트전극(21), 상기 데이터라인(17)에 연결된 소오스전극(22) 및 화소전극(18)에 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다.
또한, 상기 박막트랜지스터(20)는 상기 게이트전극(21)과 소오스전극(22) 및 드레인전극(23) 사이의 절연을 위한 게이트절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(21)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 사이에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 반도체층(25), 즉 액티브패턴을 포함한다.
상기 화소영역 내에는 박스형태의 공통전극(8)과 화소전극(18)이 형성되어 있으며, 이때 상기 화소전극(18)은 상기 공통전극(8)과 함께 프린지 필드를 발생시키기 위해 상기 화소전극(18) 내에 다수개의 슬릿(18s)을 포함하고 있다.
이때, 상기 화소전극(18)은 보호막(미도시)에 형성된 콘택홀(40)을 통해 상기 드레인전극(23)과 전기적으로 접속하며, 상기 공통전극(8)은 상기 게이트라인(16)에 대해 평행하게 배치된 공통라인(8l)과 연결되어 있다.
상기와 같은 구성의 프린지필드형 액정표시소자에서는 게이트라인(16)을 통해 박막트랜지스터(20)의 게이트전극(21)에 주사신호가 입력됨에 따라, 박막트랜지스터(20)의 반도체층(25)이 활성화되어 전도채널이 형성되며, 동시에 데이터라인(17)으로 입력된 화상신호가 박막트랜지스터(20)의 소스전극(22) 및 드레인전극(23)을 통해 화소전극(18)으로 입력되어 상기 공통전극(8)과 화소전극(18) 사이에 전계가 형성됨으로써 화상을 구현한다.
그러나, 상기와 같은 구조의 프린지필드형 액정표시소자에서는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 화소영역에는 게이트라인(16) 및 데이터라인(17)이 배열되는데, 이 게이트라인(16) 및 데이터라인(17)의 형성영역은 전계가 형성되지 않는 영역이다. 따라서, 이 영역으로 광이 투과하게 되면 화질이 저하되는데, 이를 방지하기 위해 어레이기판과 대향하는 컬러필터기판(컬러필터층이 형성되어 컬러를 구현하는 기판; 도면표시하지 않음)에 블랙매트릭스를 형성하여 상기 게이트라인(16) 및 데이터라인(17) 형성영역으로 광이 투과되는 것을 차단한다. 그런데, 이와 같은 블랙매트리스는 결국 광이 투과되어 화상이 구현되는 영역을 감소시키므로, 액정표시소자의 개구율이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 서로 인접하는 화소영역 사이의 블랙매트릭스를 제거함으로써 개구율을 향상시킬 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정표시소자는 제1기판 및 제2기판; 상기 제1기판에 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인; 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터; 상기 제1기판에 형성되며 복수의 슬릿이 형성된 공통전극; 상기 제1기판의 화소영역에 형성되어 공통전극의 슬릿의 변과의 사이에서 전계를 형성하는 화소전극; 제2기판에 형성된 블랙매트릭스 및 컬러필터층; 및 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며, 상기 화소전극은 데이터라인을 따라 인접하는 화소의 화소전극과 일정 거리 이격되며, 화소전극이 인접하는 영역에 대응하는 제2기판에는 블랙매트릭스가 형성되지 않은 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 서로 인접하는 화소영역 사이의 게이트라인을 제거하고 데이터라인이 서로 마주 보도록 형성하여 화소영역 사이의 영역에서의 전계방향을 컬러필터기판에 부착되는 편광판의 투과축방향과 수직으로 형성함으로써, 해당 영역의 블랙매트릭스를 제거하여도 해당 영역으로 광이 투과되는 것을 차단할 수 있게 되 므로, 종래에 비해 개구율을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프린지필드형 액정표시소자에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 프린지필드형 액정표시소자를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프린지필드 액정표시소자는 복수의 화소영역을 정의하는 게이트라인(116a,116b) 및 데이터라인(117)과 각각의 화소영역에 형성된 박막트랜지스터(120a,120b)로 구성된다. 통상적으로 프린지필드 액정표시소자에서는 복수의 화소영역이 형성되지만, 설명의 편의를 위해 도면에서는 데이터라인(117)을 따라 상하로 인접하는 2개의 화소영역(110a,110b)만을 도시하였다.
상기 박막트랜지스터(120a,120b)는 상기 게이트라인(116a,116b)에 연결된 게이트전극(121a,121b), 상기 게이트전극(121a,121b) 위에 형성된 반도체층(125a,125b), 상기 반도체층(125a,125b) 위에 형성되어 데이터라인(117)에 연결되는 소오스전극(122a,122b) 및 드레인전극(123a,123b)이 배치된다.
각각의 화소영역 내에는 박스형태의 공통전극(108a,108b)과 화소전극(118a,118b)이 형성되어 있다. 상기 화소전극(118a,118b)은 박막트랜지스터(120a,120b)의 드레인전극(123a,123b)과 전기적으로 연결되어 화상신호가 입력되며, 공통전극(108a,108b)은 상기 게이트라인(116a,116b)과 평행하게 배열된 공통라인(18la,181b)과 전기적으로 연결되어 공통전압이 인가된다.
상기 공통전극(108a,108b)에는 복수의 슬릿(109a,109b)이 형성된다. 상기 슬릿(109a,109b)은 데이터라인(117)이 실질적으로 평행하게 배열되어, 상기 슬릿(109a,109b)의 2개의 장변과 화소전극(119a,119b)에 의해 프린지 필드가 발생한다.
이러한 구조의 프린지필드형 액정표시소자에서는 게이트라인(116a,116b)을 통해 박막트랜지스터의 게이트전극(121a,121b)에 주사신호가 입력됨에 따라, 박막트랜지스터(120a,120b)의 반도체층(125a,125b)이 활성화되어 전도채널이 형성되며, 동시에 데이터라인(117)으로 입력된 화상신호가 박막트랜지스터의 소스전극(122a,122b) 및 드레인전극(123a,123b)을 통해 화소전극(118a,118b)으로 입력되어 상기 공통전극(108a,108b)의 슬릿(109a,109b)의 변(에지)과 화소전극(118a,118b) 사이에 전계가 형성됨으로써 화상을 구현한다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프린지필드형 액정표시소자에서는 서로 인접하는 화소영역(110a,110b) 사이에 게이트라인이 형성되지 않고, 인접하는 화소영역의 화소전극(118a,118b)이 일정 거리 이격되어 서로 마주하고 있다. 즉, 상부의 화소영역에 형성되는 제1박막트랜지스터(120a)는 해당 화소영역 상부에 배치된 제1게이트라인(116a)에 연결되며, 하부의 화소영역에 형성되는 제2박막트랜지스터(120b)는 해당 화소영역 하부에 배치된 제2게이트라인(116b)에 연결된다.
상기와 같은 구성의 프린지필드형 액정표시소자의 구조를 도 4a 및 도 4b를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 프린지필드형 액정표시소자의 단면도로서, 도 4a는 도 3의 I-I'선 단면도이고 도 4b는 도 3의 II-II'선 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 유리와 같이 투명한 물질로 이루어진 제1기판(200) 위에는 게이트전극(121a)이 형성되어 있으며, 그 위에 제1기판(200) 전체에 걸쳐 게이트절연층(202)이 형성된다. 상기 게이트전극(121a)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 적층한 후 사진식각방법(photolithography process)에 의해 식각함으로써 형성된다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(200)에는 게이트전극(121a)과 동시에 금속이 적층되고 식각되어 게이트라인 및 공통라인이 형성된다.
상기 게이트절연층(202)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 적층함으로써 형성된다.
상기 게이트절연층(202) 위에는 반도체층(125a)이 형성된다. 상기 반도체층(125a)은 비정질실리콘(a-Si) 등과 같은 반도체물질을 CVD법에 의해 적층한 후 식각함으로써 형성되는 액티브패턴으로서, 게이트전극(121a)에 신호가 인가됨에 따라 그 내부에 전도채널이 형성된다.
상기 반도체층(125a) 위에는 소스전극(122a)과 드레인전극(123a)이 형성된다. 상기 소스전극(122a)과 드레인전극(123a)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후 식각함으로써 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연층(202) 위에는 상기 소스전극(122a)과 드레인전극(123a)의 형성과 동시에 데이터라인이 형성된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 반도체층(125a)과 소스전극(122a) 및 드레인전극(123a) 사이에는 불순물이 첨가된 반도체물질이 형성되어 반도체층(125a)과 소스전극(122a) 및 드레인전극(123a)을 오믹접합시키는 오믹컨택층(ohmic contact layer)이 형성된다.
또한, 상기 화소내의 게이트절연층(202) 위에는 화소전극(118a)이 형성된다. 상기 화소전극(118a)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전물질을 적층하고 식각함으로써 형성되는 것으로, 박막트랜지스터의 드레인전극(123a) 상부까지 연장되어 드레인전극(123a)과 화소전극(108a)이 전기적으로 접속된다.
상기와 같이, 소스전극(122a) 및 드레인전극(123a)이 형성된 제1기판(200) 전체에 걸쳐 보호층(204)이 형성되며, 그 위에 복수의 슬릿(109a)이 형성된 공통전극(108a)이 형성된다.
상기 보호층(204)은 BCB(Benzo Cyclo Butene)이나 포토아크릴(photo acryl)과 같은 유기절연물질을 적층함으로써 형성되며, 공통전극(108a)은 ITO나 IZO와 같은 도전성이 좋은 투명한 도전물질을 적층하고 식각함으로써 형성된다. 또한, 상기 보호층(204)으로서 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질을 사용할 수도 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연층 및 보호층(204)에는 컨택홀이 형성되어 상기 공통전극(108a)과 공통라인이 전기적으로 연결된다.
유리와 같이 투명한 물질로 이루어진 제2기판(210)에는 블랙매트릭스(212)와 컬러필터층(214)이 형성된다. 상기 블랙매트릭스(212)는 Ar이나 ArOx 등과 같은 불 투명한 금속이나 블랙수지로 이루어진 것으로, 박막트랜지스터 형성영역, 게이트라인 및 데이터라인 형성영역으로 광이 투과하여 화질이 저하되는 것을 방지한다. 상기 컬러필터층(214)은 R(Red), G(Green), B(Blue) 컬러필터가 형성되어, 실제 컬러를 구현한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(214) 위에는 평탄화막이 형성될 수도 있다.
상기와 같이, 박막트랜지스터가 형성된 제1기판(200)과 컬러필터(214)가 형성된 제2기판(210)이 합착되고 그 사이에 액정층(220)이 형성되어 액정표시소자가 완성된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 완성된 액정표시소자의 외부, 즉 제1기판(110) 및 제2기판(120)에는 각각 제1편광판 및 제2편광판이 부착되어 액정층(220)으로 입사되고 출력되는 광의 편광상태를 변경시킨다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제1기판(200)의 게이트절연층(202) 위의 서로 인접하는 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)에는 각각 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b)이 형성된다. 이때, 상기 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b)은 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)의 경계에서 일정 거리 이격되어 전기적으로 절연된다. 또한, 보호층(204) 위의 서로 인접하는 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)에는 각각 제1공통전극(108a) 및 제2공통전극(108b)이 형성된다. 이때, 상기 제1공통전극(108a) 및 제2공통전극(108b)은 서로 일체로 형성된다.
제2기판(210)의 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)에는 각각 제1컬러 필터층(214a) 및 제2컬러필터층(214b)이 형성된다. 이때, 제1컬러필터층(214a)과 제2컬러필터층(214b)은 서로 다른 컬러로서, 예를 들면 제1컬러필터층(214a)이 R-컬러필터층이면 제2컬러필터층(214b)은 G-컬러필터층이 형성되고 제1컬러필터층(214a)이 G-컬러필터층이면 제2컬러필터층(214b)은 B-컬러필터층이 될 것이다.
종래 액정표시소자에서는 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이에 게이트라인이 형성되고 제2기판(210)에는 블랙매트릭스가 형성되어 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이의 영역으로 광이 투과되는 것을 차단하지만, 본 발명에서는 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이에 블랙매트릭스가 형성되지 않는다. 즉, 본 발명에서는 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이에 블랙매트릭스가 형성되지 않아도 상기 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이의 영역으로 광이 투과되지 않게 된다. 이와 같이, 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이에 블랙매트릭스가 형성되지 않음에 따라 블랙매트릭스가 형성되던 종래 액정표시소자에 비해 본 발명에 따른 액정표시소자의 개구율이 향상될 수 있다.
이하에서는 상기와 같이 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이에 블랙매트릭스가 형성되지 않아도 상기 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 사이의 영역으로 광이 투과되지 않는 이유를 설명한다.
도 5는 도 3의 부분확대도서, 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b) 및 그 사이 영역에서의 액정분자의 배열을 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1화소영역(110a)에는 제1공통전극(108a) 및 제1 화소전극(118a)이 형성되어 있고 제2화소영역(110b)에는 제2공통전극(108b) 및 제2화소전극(118b)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b)은 일체로 형성되어 있기 때문에 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b)의 사이의 영역에도 상기 화소전극(118a,118b)이 형성되어 있는 반면에, 제1공통전극(108a) 및 제2공통전극(108b)은 서로 이격되어 제1화소영역(110a)과 제2화소영역(110b)의 사이 영역에는 상기 공통전극(108a,108b)이 형성되지 않는다.
또한, 상기 제1공통전극(108a) 및 제2공통전극(108b)에는 각각 제1슬릿(109a) 및 제2슬릿(109b)이 형성된다.
전계는 제1공통전극(108a) 및 제2공통전극(108b)의 변과 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b) 사이에 형성된다. 따라서, 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)에서는 전계(E1)가 제1공통전극(108a) 및 제2공통전극(108b)에 형성된 제1슬릿(109a) 및 제2슬릿(109a)의 장변(에지)와 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b) 사이에 형성되므로, 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)에서는 전계(E1)가 게이트라인(116)과 평행하게 형성된다.
또한, 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)의 경계영역에서는 전계(E2)가 제1공통전극(108a) 및 제2공통전극(108b)과 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b)의 경계 영역의 변과의 사이에 형성되므로, 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)의 경계영역에서는 전계(E2)가 데이터라인(117)과 평행하게 형성된다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자에서는 배향 막(도면표시하지 않음)이 게이트라인의 연장방향과 약 5-70°의 각도(θ)로 러빙되어 있으므로, 화상신호가 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b)에 인가되지 않을 때 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)와 그 경계 영역의 액정분자(222a,222b,222c)는 모두 러빙방향을 따라 배향된다. 즉, 데이터라인과 일정 각도(θ)로 배열된다.
화상신호가 제1화소전극(118a) 및 제2화소전극(118b)에 인가되면, 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)에서는 전계(E1)가 게이트라인(116)과 평행하게 형성되므로, 도면에서 점선으로 나타낸 바와 같이 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b)의 액정분자(223a,223b)가 전계(E1)를 따라 게이트라인(116)과 평행하게 배열된다.
또한, 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 경계영역에서는 전계(E2)가 데이터라인(117)을 따라 배열되므로, 액정분자(223c)가 데이터라인(117)을 따라 배열된다.
상기와 같은 구조의 액정표시소자에서는 제1기판(110)에 부착되어 액정층(220)으로 입력되는 광을 편광시키는 제1편광판(도면표시하지 않음)의 광투과축이 데이터라인(117)과 평행하고, 제2기판(120)에 부착되는 제2편광판(도면표시하지 않음)의 광투과축은 게이트라인(116)과 평행한다.
다시 말해서, 본 발명에서는 화상신호가 인가된 경우 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 경계영역에서의 액정분자(223c)가 제2기판(120)에 부착되는 제2편광판의 투과축방향과 수직으로 배열된다. 따라서, 상기 제1화소영 역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 경계영역의 액정층을 투과한 광이 제2편광판에 의해 완전하게 차단되어 상기 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 경계영역에는 화상이 구현되지 않게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 경계영역에서의 액정분자(223c)가 제2기판(120)에 부착되는 제2편광판의 투과축방향과 수직으로 배열함으로써 상기 제2편광판으로 광이 투과되는 것을 차단하기 때문에, 이 영역에 별도의 블랙매트릭스를 형성하지 않아도 광의 투과에 의한 화질저하를 방지할 수 있게 된다. 따라서, 상기 영역에 블랙매트릭스가 형성되지 않으므로, 종래 액정표시소자에 비해 개구율이 향상된다.
즉, 종래의 액정표시소자에서는 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 영역으로 투과되는 광을 완전하게 투과되는 것을 차단하고 제1기판(200) 및 제2기판(210)의 합착중 발생하는 오차를 고려하여 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 영역보다 더 큰 폭의 블랙매트릭스를 형성하는데 반해, 본 발명에서는 이러한 큰 폭의 블랙매트릭스를 형성하지 않아도 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 영역으로 광이 투과되는 것을 완전하게 차단할 수 있으므로, 본 발명에 따른 액정표시소자의 개구율이 종래 액정표시소자의 개구율 보다 향상되는 것이다. 본 발명에 따르면 상기와 같이 제1화소영역(110a) 및 제2화소영역(110b) 사이의 경계영역에 블랙매트릭스를 제거함에 따라 종래 액정 액정표시소자에 비해 개구율이 약 6.8% 증가한다.
한편, 상술한 설명에서는 본 발명의 특정한 구조만이 도시되어 있지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도면에서는 공통전극 및 화소전극의 배치가 특정한 층에만 형성되어 있지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것이 아니라 현재까지 알려진 다양한 구조의 화소를 액정표시소자에 적용될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 다른 예나 변형예는 본 발명의 기본적인 개념을 이용한 액정표시소자는 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 창안할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 종래 프린지필드 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 프린지필드 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.
도 4a는 도 3의 I-I'선 단면도.
도 4b는 도 3의 II-II'선 단면도.
도 5는 도 3의 A영역 부분확대도.

Claims (10)

  1. 제1기판 및 제2기판;
    상기 제1기판에 배치되어 복수의 서로 인접하는 제1화소영역 및 제2화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인;
    상기 제1화소영역 및 제2화소영역에 각각 배치된 박막트랜지스터;
    상기 제1기판에 배치되며 상기 데이터라인을 따라 배열되는 복수의 슬릿을 구비하는 공통전극;
    상기 제1기판의 제1화소영역 및 제2화소영역에 각각 배치되어 상기 제1화소영역 및 제2화소영역의 공통전극의 슬릿의 변과의 사이에서 프린지전계를 인가하는 화소전극;
    상기 제1기판의 제1화소영역 및 제2화소영역 각각에 형성되어 상기 공통전극과 전기적으로 접속되는 공통라인;
    상기 제2기판에 배치된 블랙매트릭스 및 컬러필터층;
    상기 제1기판 및 제2기판 사이에 구비된 액정층;
    상기 제1기판에 부착되어 상기 액정층으로 입사되는 광을 편광시키며 광투과축이 상기 데이터라인을 따라 배열되는 제1편광판; 및
    상기 제2기판에 부착되어 상기 액정층으로부터 출력되는 광을 편광시키며 광투과축이 상기 게이트라인을 따라 배열되는 제2편광판을 포함하고,
    제1화소영역의 화소전극은 상기 데이터라인의 연장방향을 따라 인접하는 제2화소영역의 화소전극과 일정 거리 이격되며,
    상기 서로 인접하는 제1화소영역 및 제2화소영역 사이의 인접영역에 대응하는 제1기판 및 제2기판에는 각각 공통라인 및 블랙매트릭스가 배치되지 않으며,
    상기 제1기판에 배치되는 액정분자의 배향각도는 상기 게이트라인에 대하여 5-70°인 프린지필드형 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,
    제1기판 위에 배치된 게이트전극;
    상기 게이트전극이 배치된 기판 전체에 걸쳐 적층된 게이트절연층;
    상기 게이트절연층 위에 배치된 반도체층;
    상기 반도체층 위에 배치된 소스전극 및 드레인전극; 및
    제1기판 전체에 걸쳐 배치된 보호층으로 이루어진 프린지필드형 액정표시소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 공통전극은 상기 보호층 위에 배치되는 프린지필드형 액정표시소자.
  4. 제2항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 게이트절연층 위에 배치되는 프린지필드형 액정표시소자.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제2항에 있어서, 상기 공통라인은 상기 게이트절연층 및 보호층에 구비된 컨택홀을 통해 상기 공통전극과 전기적으로 접속되는 프린지필드형 액정표시소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 인접영역의 전계는 상기 제1화소영역 및 제2화소영역의 프린지전계와 수직방향으로 인가되어, 화상신호의 인가시 상기 인접영역의 액정분자가 상기 제1화소영역 및 제2화소영역의 액정분자와 서로 수직으로 배열되어 상기 제1화소영역 및 제2화소영역에는 화상이 구현되고 상기 인접영역에는 광투과가 차단되는 프린지필드형 액정표시소자.
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