KR101949924B1 - In-Plane switching mode liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 표시영역과 비표시영역의 정의되며 액정층을 개재하여 서로 마주하며 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 내측면의 상기 표시영역에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 제 1 기판의 내측면에 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 공통배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역 전면에 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 가지며 형성된 컬러필터층과; 상기 컬러필터층 위로 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 데이터 배선과 중첩하며 형성된 수직부와 상기 게이트 배선 및 공통배선과 중첩하며 형성된 수평부로 이루어지며, 상기 비표시영역에서 상기 공통배선과 접촉하며 상기 표시영역에서 격자형태를 이루는 보조공통배선과; 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역 내에 상기 보조공통배선의 수평부에서 분기하며 형성된 다수의 바(bar) 형태의 중앙부 공통전극과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 박막트랜지스터와 연결되며 상기 각 화소영역 내에 상기 다수의 중앙부 공통배선과 교대하며 다수의 바(bar) 형태의 화소전극을 포함하는 횡전계형 액정표시장치를 제공한다. The present invention provides a liquid crystal display device comprising: a first substrate and a second substrate which are defined by a display region and a non-display region and which are adhered to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween; Gate lines and data lines formed to define a plurality of pixel regions intersecting with each other in the display region of the inner surface of the first substrate; A common wiring formed on an inner surface of the first substrate so as to be parallel to the gate wiring; A thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring and formed in each of the pixel regions; A color filter layer formed on the thin film transistor and having red, green, and blue color filter patterns sequentially repeating over the display region; A first protective layer formed on the color filter layer; And a vertical portion formed to overlap with the data line on the first protective layer and a horizontal portion overlapping the gate line and the common line, An auxiliary common wiring; A plurality of bar-shaped central common electrodes branched from the horizontal portion of the auxiliary common wiring in each pixel region above the first protective layer; And a plurality of bar-shaped pixel electrodes connected to the thin film transistors on the first protective layer and alternating with the plurality of central common wirings in the pixel regions.
Description
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device)에 관한 것으로 특히, 개구율을 향상시키며, 마스크 공정수를 저감시킬 수 있는 횡전계형 액정표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. Recently, liquid crystal display devices have been attracting attention as next generation advanced display devices with low power consumption, good portability, and high value-added.
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 구동된다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.In general, a liquid crystal display device is driven by using optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal. Since the liquid crystal has a long structure, it has a directionality in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Therefore, when the molecular alignment direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular alignment direction of the liquid crystal by optical anisotropy, so that image information can be expressed.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.At present, active matrix liquid crystal display devices (hereinafter, abbreviated as liquid crystal display devices) in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner have been receiving the most attention because of their excellent resolution and video realization ability.
이러한 액정표시장치는 일반적으로 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.Such a liquid crystal display device generally comprises a color filter substrate on which a common electrode is formed, an array substrate on which pixel electrodes are formed, and a liquid crystal interposed between the two substrates. In such a liquid crystal display device, And the characteristics such as the transmittance and the aperture ratio are excellent.
그러나, 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. However, liquid crystal driving by an electric field that is applied up and down has a drawback that the viewing angle characteristic is not excellent.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 공통전극과 화소전극이 모두 어레이 기판에 구비되어 횡전계에 의해 구동됨으로서 시야각 특성이 우수한 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다. Therefore, in order to overcome the above disadvantages, a transverse electric field type liquid crystal display device having both a common electrode and a pixel electrode provided on an array substrate and being driven by a transverse electric field has been proposed.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a general transverse electric field type liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 일반적인 횡전계형 액정표시장치는 컬러필터 기판인 상부기판(9)과 어레이 기판인 하부기판(10)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 상부 및 하부기판(9, 10)사이에는 액정층(11)이 개재되어 있다. As shown in the figure, in a general transverse electric field liquid crystal display device, an
상기 하부기판(10)상에는 바(bar) 형태를 갖는 공통전극(17)과 화소전극(30)이 동일 평면상에 서로 교대하며 형성되어 있으며, 이때, 상기 액정층(11)은 상기 공통전극(17)과 화소전극(30)에 의한 수평전계(L)에 의해 작동된다.A
도 2a와 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views respectively showing the on and off states of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
우선, 전압이 인가된 온(on)상태에서의 액정의 배열상태를 도시한 도 2a를 참조하면, 상기 공통전극(17) 및 화소전극(30)과 대응하는 위치의 액정(11a)의 상변이는 없지만 공통전극(17)과 화소전극(30)사이 구간에 위치한 액정(11b)은 이 공통전극(17)과 화소전극(30)사이에 전압이 인가됨으로써 형성되는 수평전계(L)에 의하여, 상기 수평전계(L)와 같은 방향으로 배열하게 된다. 즉, 상기 횡전계형 액정표시장치는 액정(11a, 11b)이 수평전계에 의해 동작하므로, 시야각이 넓어지는 특성을 띠게 된다. 2A showing the alignment state of the liquid crystal in the ON state to which the voltage is applied, the phase of the liquid crystal 11a at the position corresponding to the
그러므로, 상기 횡전계형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우방향으로 약 80 내지 89도 방향에서도 반전현상 없이 가시 할 수 있다.Therefore, when viewed from the front, the transverse electric-field-type liquid-crystal display device can be seen in the direction of about 80 to 89 degrees in the up / down / left / right directions without reversal.
다음, 도 2b를 참조하면, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되지 않은 오프(off)상태이므로 상기 공통전극(17)과 화소전극(30)간에 수평전계가 형성되지 않으므로 액정(11a, 11b)의 배열 상태가 변하지 않는다. 2B, a horizontal electric field is not formed between the
도 3은 종래의 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 있어 하나의 화소영역의 중앙부를 절단한 부분에 대한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a portion of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device in which a central portion of one pixel region is cut.
도시한 바와 같이, 종래의 일반적인 횡전계형 액정표시장치(95)는 어레이 기판(40)과 컬러필터 기판(70) 및 이들 두 기판(40, 70) 사이에 개재된 액정층(90)으로 구성되고 있다.As shown in the drawing, a conventional general transverse electric-field liquid
상기 어레이 기판(40)에는 소정간격 이격되어 평행하게 가로방향 방향으로 구성된 다수의 게이트 배선(미도시)과, 상기 게이트 배선(미도시)에 근접하여 상기 게이트 배선(미도시)과 평행하게 구성된 공통배선(미도시)과, 상기 게이트 및 공통배선(미도시)과 교차하며, 특히 상기 게이트 배선(미도시)과는 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(50)이 게이트 절연막(48)을 사이에 두고 그 하부 및 상부로 구성되어 있다. (Not shown) that are arranged parallel to the gate wiring (not shown) in parallel with the gate wiring (not shown) spaced apart from each other by a predetermined distance in the array substrate 40 A
그리고, 상기 각 화소영역(P)에는 게이트 전극(미도시)과 반도체층(미도시)과 소스 및 드레인 전극(미도시)으로 구성되는 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터(미도시)를 덮으며 보호층(60)이 형성되고 있다. In each pixel region P, a thin film transistor (not shown) formed of a gate electrode (not shown), a semiconductor layer (not shown), and a source and a drain electrode (not shown) is formed. And a
또한, 상기 화소영역(P) 내에는 상기 보호층(60) 위로 상기 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)을 노출시키는 드레인 콘택홀(미도시)을 통해 상기 드레인 전극(미도시)과 전기적으로 연결되며 바(bar) 형태의 다수의 화소전극(64)과, 이와 교대하며 상기 공통배선(미도시)과 공통 콘택홀을 통해 연결되며 바(bar) 형태의 다수의 공통전극(62)이 형성되어 있다.A drain electrode (not shown) is formed in the pixel region P through a drain contact hole (not shown) exposing a drain electrode (not shown) of the thin film transistor (not shown) And a plurality of bar-shaped common electrodes 62 (not shown), which are alternately connected to the
이때, 상기 보호층(48) 상부에 형성되는 바(bar) 형태의 상기 화소전극(64)과 공통전극(62)은 통상적으로 투명 도전성 물질 또는 불투명 금속물질의 단일층 구조로 이루어지고 있다.In this case, the bar-
이러한 구성을 갖는 어레이 기판(40)에 대응하여 컬러필터 기판(70)에는 각 화소영역(P)에 대응하여 블랙매트릭스(73)와 상기 블랙매트릭스(73)로 둘러싸인 영역에 대응하여 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(76a, 76b, 76c)이 순차 반복하는 형태로 컬러필터층(76)이 형성되어 있다. Corresponding to the
그리고 상기 컬러필터층(76)을 덮으며 오버코트층(78)이 형성되어 있으며, 화소영역(P)의 경계에는 제 1 높이를 갖는 갭 형성용 스페이서(미도시)와 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 갖는 눌림 방지용 스페이서(미도시)가 형성되고 있다.An
하지만, 이러한 구성을 갖는 종래의 횡전계형 액정표시장치(95)는 컬러필터 기판(70)에 어레이 기판(40)과 상기 컬러필터 기판(70)의 합착 마진을 고려하여 블랙매트릭스(73)가 형성됨으로써 개구율이 저하되고 있는 실정이다. 나아가 각 화소영역에는 공통배선과 공통전극을 서로 접촉시키기 위해 공통 콘택홀이 구비됨으로써 개구율이 더욱 저하되고 있는 실정이다. However, in the conventional transverse electric field liquid
또한, 종래의 횡전계형 액정표시장치(95)는 외부광에 노출 시 상기 공통전극(62)과 화소전극(64)에 의한 반사율이 60% 이상이 됨으로써 무지개 얼룩이 발생하며, 동시에 외부 명암 대비비(ambient contrast ratio) 감소에 의해 표시품질이 저하되고 있는 실정이다.
In the conventional transverse electric field type liquid
본 발명은 이러한 종래의 횡전계형 액정표시장치의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 개구율이 향상되며, 외부광에 의한 반사율을 저감시켜 무지개 얼룩의 발생을 억제하는 동시에 외부 명암 대비비(ambient contrast ratio)를 향상시킴으로써 실내 및 실외 어디에서도 우수한 표시품질을 갖는 횡전계형 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Disclosure of the Invention The present invention has been devised to solve the problems of the conventional transverse electric field type liquid crystal display device, and it is an object of the present invention to improve the aperture ratio, reduce the reflectance due to external light to suppress the occurrence of rainbow stains, The present invention provides a transverse electric field type liquid crystal display device having an excellent display quality both indoors and outdoors by improving the display quality.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치는, 표시영역과 비표시영역의 정의되며 액정층을 개재하여 서로 마주하며 합착된 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 내측면의 상기 표시영역에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 제 1 기판의 내측면에 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 공통배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역 전면에 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 가지며 형성된 컬러필터층과; 상기 컬러필터층 위로 형성된 제 1 보호층과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 데이터 배선과 중첩하며 형성된 수직부와 상기 게이트 배선 및 공통배선과 중첩하며 형성된 수평부로 이루어지며, 상기 비표시영역에서 상기 공통배선과 접촉하며 상기 표시영역에서 격자형태를 이루는 보조공통배선과; 상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역 내에 상기 보조공통배선의 수평부에서 분기하며 형성된 다수의 바(bar) 형태의 중앙부 공통전극과; 상기 제 1 보호층 위로 상기 박막트랜지스터와 연결되며 상기 각 화소영역 내에 상기 다수의 중앙부 공통전극과 교대하며 다수의 바(bar) 형태의 화소전극을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a transverse electric field type liquid crystal display device comprising: a first substrate and a second substrate which are defined by a display area and a non-display area and are aligned with each other with a liquid crystal layer interposed therebetween; Gate lines and data lines formed to define a plurality of pixel regions intersecting with each other in the display region of the inner surface of the first substrate; A common wiring formed on an inner surface of the first substrate so as to be parallel to the gate wiring; A thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring and formed in each of the pixel regions; A color filter layer formed on the thin film transistor and having red, green, and blue color filter patterns sequentially repeating over the display region; A first protective layer formed on the color filter layer; And a vertical portion formed to overlap with the data line on the first protective layer and a horizontal portion overlapping the gate line and the common line, An auxiliary common wiring; A plurality of bar-shaped central common electrodes branched from the horizontal portion of the auxiliary common wiring in each pixel region above the first protective layer; And a plurality of bar-shaped pixel electrodes connected to the thin film transistors on the first passivation layer and alternating with the plurality of central common electrodes in each of the pixel regions.
이때, 상기 제 1 기판에는, 상기 각 화소영역에 상기 공통배선에서 분기하여 상기 데이터 배선과 나란하게 이웃하여 형성된 최외각 공통전극이 형성되며, 상기 보조공통배선의 수직부는 상기 최외각 공통전극과도 중첩하며 형성된 것이 특징이다. At this time, on the first substrate, an outermost common electrode branched from the common wiring and adjacent to the data wiring is formed in each of the pixel regions, and the vertical portion of the auxiliary common wiring is also connected to the outermost common electrode And is formed by overlapping.
또한, 상기 제 2 기판의 내측면에는 상기 화소영역의 경계에 대응하여 제 1 높이를 가지며 일정간격 이격하는 기둥형태의 갭 형성용 스페이서와, 상기 제 1 높이 보다 낮은 제 2 높이를 가지며 일정간격 이격하는 기둥형태의 눌림 방지용 스페이서가 형성된 것이 특징이다. In addition, a columnar gap-forming spacer having a first height corresponding to the boundary of the pixel region and spaced apart by a predetermined distance is formed on the inner surface of the second substrate, and a spacer having a second height lower than the first height, Shaped push-off spacer is formed.
또한, 상기 보조공통배선과 화소전극과 중앙부 공통전극은 불투명 금속물질로 이루어진 하부층과 투명 도전성 물질 또는 질화구리(CuNx)로 이루어진 상부층의 이중층 구조를 갖는 것이 특징이며, 이때, 상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑 징크-옥사이드(AZO) 중 어느 하나인 것이 특징이다. Further, the auxiliary common wiring, the pixel electrode, and the central common electrode have a double layer structure of a lower layer made of an opaque metal material and an upper layer made of a transparent conductive material or copper nitride (CuNx). In this case, (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), and aluminum-doped zinc-oxide (AZO).
또한, 상기 공통배선은 제 1 스토리지 전극을 이루며, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극은 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하도록 형성됨으로서 제 2 스토리지 전극을 이루며, 순차 적층된 상기 제 1 스토리지 전극과 게이트 절연막과 제 2 스토리지 전극은 스토리지 커패시터를 이루는 것이 특징이다.The common wiring may be a first storage electrode, and the drain electrode of the thin film transistor may be formed to overlap with the first storage electrode to form a second storage electrode. The first storage electrode, the gate electrode, 2 The storage electrode features a storage capacitor.
또한, 상기 박막트랜지스터와 상기 컬러필터층 사이에는 상기 제 1 기판 전면에 무기절연물질로 이루어진 제 2 보호층이 형성되며, 상기 각 화소영역에 있어 상기 제 1 보호층과 컬러필터층과 제 2 보호층에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며, 상기 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하는 특징이다. In addition, a second passivation layer made of an inorganic insulating material is formed on the entire surface of the first substrate between the thin film transistor and the color filter layer, and the first passivation layer, the color filter layer, and the second passivation layer A drain contact hole exposing a drain electrode of the thin film transistor is provided and the pixel electrode is in contact with a drain electrode of the thin film transistor through the drain contact hole.
그리고, 상기 각 화소영역 내의 상기 제 1 보호층 상부에는 상기 바 형태의 화소전극의 일 끝단을 모두 연결하는 화소패턴이 형성된 것이 특징이다.A pixel pattern for connecting one end of the bar-shaped pixel electrode is formed on the first passivation layer in each pixel region.
또한, 상기 데이터 배선과 상기 화소전극과 최외각 및 중앙부 공통전극은 상기 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구조를 이룸으로써 각 화소영역이 이중 도메인을 이루는 것이 특징이다.In addition, the data line, the pixel electrode, the outermost pixel electrode, and the central common electrode are symmetrically bent with respect to the center of each pixel region, so that each pixel region forms a double domain.
또한, 상기 보조공통배선의 수직부가 상기 데이터 배선과 상기 최외각 공통전극 사이의 이격영역을 가리며, 상기 보조공통배선의 수평부가 상기 공통배선과 상기 게이트 배선 사이의 이격영역을 가림으로써 빛샘을 방지하는 역할을 하는 것이 특징이다.
The vertical portion of the auxiliary common wiring may surround the spacing region between the data wiring and the outermost common electrode and the horizontal portion of the auxiliary common wiring may cover the spacing region between the common wiring and the gate wiring to prevent light leakage It is a feature that plays a role.
본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치는, 컬러필터 기판에 어레이 기판과의 합착 마진을 고려하여 형성되는 블랙매트릭스를 생략함과 동시에 각 화소영역에 구비되던 공통 콘택홀을 생략함으로써 개구율을 향상시키는 효과가 있다.The transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention omits the black matrix formed in consideration of the adhesion margin with respect to the array substrate on the color filter substrate and omits the common contact holes provided in the respective pixel regions, .
보호층 상부에 형성되는 바(bar) 형태를 갖는 공통전극과 화소전극을 저저항 특성을 갖는 불투명 금속물질과 투명 도전성 물질의 이중층 구조를 이루도록 함으로써 외부광에 의한 반사율을 39% 이하로 저감시킴으로써 무지개 얼룩 발생을 억제하는 동시에 외부 명암 대비비(ambient contrast ratio)를 향상시키는 효과가 있다. A common electrode having a bar shape formed on a protective layer and a pixel electrode are made to have a double layer structure of an opaque metal material and a transparent conductive material having a low resistance property to reduce the reflectance due to external light to 39% It has an effect of suppressing occurrence of stain and improving the ambient contrast ratio.
또한, 컬러필터 기판에 블랙매트릭스가 생략됨으로써 재료비 저감 및 마스크 공정 수를 줄일 수 있으므로 공정 단순화 및 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다.Further, omitting the black matrix on the color filter substrate can reduce the material cost and the number of mask processes, thereby simplifying the process and reducing the manufacturing cost.
또한, 데이터 배선과 이와 나란하게 형성되는 바(bar) 형태의 공통전극과 화소전극이 각 화소영역 내에서 상하로 꺾인 선대칭 구조를 이루도록 함으로써 이중 도메인을 구현하도록 하여 시야각 변화에 따른 색차를 억제하는 효과가 있다.
In addition, since the common electrode and the pixel electrode in the form of a bar are formed in a line-symmetrical structure in which the data lines and the pixel electrodes are vertically folded in each pixel region, a dual domain is implemented to suppress the chrominance due to the change of the viewing angle .
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도.
도 3은 종래의 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 있어 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치에 있어, 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 5는 도 4를 절단선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 6은 도 4를 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views respectively showing the on and off states of a general transverse electric field liquid crystal display device;
3 is a cross-sectional view of one pixel region in a conventional general transverse electric field type liquid crystal display device.
4 is a plan view of one pixel region including a switching element in a transverse electric field type liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a portion cut along line V-V in Fig. 4; Fig.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion of FIG. 4 taken along line VI-VI; FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치에 있어, 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역에 대한 평면도로서 어레이 기판을 위주로 도시하였다.FIG. 4 is a plan view of a pixel region including a switching element in a transverse electric field type liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)는 화소전극(170)과 공통전극(173)과 컬러필터층(150)이 구비된 어레이 기판(102)과 스페이서가 구비된 대향기판(181) 및 이들 두 기판(102, 181) 사이에 개재된 액정층(195)으로 이루어지고 있다.A transverse electric field type
상기 어레이 기판은 베이스를 이루는 유리 또는 플라스틱 재질의 투명한 절연기판(미도시) 상에 게이트 절연막(미도시)을 사이에 두고 그 하부 및 그 상부로 서로 종횡으로 연장되어 교차함으로서 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130)이 형성되어 있다. The array substrate has a gate insulating film (not shown) interposed therebetween on a transparent insulating substrate (not shown) made of a glass or plastic material forming a base, and a plurality of pixel regions P A plurality of
또한, 상기 절연기판(미도시) 상에는 상기 게이트 배선(103)과 동일한 물질로 이루어지며 상기 게이트 배선(103)과 이격하며 각 화소영역(P)을 관통하며 공통배선(109)이 형성되어 있다.A
또한, 상기 각 화소영역(P)에 있어 상기 게이트 배선(103)과 데이터 배선(130)의 교차하는 부근에는 이들 게이트 배선(103) 및 데이터 배선(130)과 연결되며 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. The gate lines 103 and the
이때, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 순차 적층된 형태의 게이트 전극(105), 게이트 절연막(미도시), 반도체층(미도시)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)으로 구성되고 있다. The thin film transistor Tr is composed of sequentially stacked
한편, 상기 각 화소영역(P) 내부에는 상기 공통배선(109)이 형성된 동일한 층에 동일한 물질로 이루어지며 상기 공통배선(109)에서 분기한 형태로서 상기 데이터 배선(130)과 나란하게 최외각 공통전극(116)이 형성되고 있다. On the other hand, in the respective pixel regions P, the
또한, 본 발명의 가장 특징적인 구성 중 하나로서 각 화소영역(P)에 대응하여 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(미도시)으로 이루어진 컬러필터층(미도시)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 화상을 표시하는 표시영역 전면에 형성되고 있는 것이다.A color filter layer (not shown) made up of red, green and blue color filter patterns (not shown) which are sequentially and repeatedly formed corresponding to each pixel region P as one of the most characteristic structures of the present invention is formed on the thin film transistor Tr And is formed on the entire display area for displaying an image.
이때, 상기 각 컬러필터 패턴(미도시)의 경계는 각 화소영역(P)의 경계에 위치하는 것이 특징이며, 각 컬러필터 패턴(미도시)의 경계에 통상적으로 형성되는 블랙매트릭스는 생략되어 제거된 것이 특징이다. At this time, the boundary of each color filter pattern (not shown) is located at the boundary of each pixel region P, and the black matrix normally formed at the boundary of each color filter pattern (not shown) .
또한, 이러한 구성을 갖는 컬러필터층(미도시) 상부에는 상기 데이터 배선(130)과 이의 양측에 구비된 최외각 공통전극(116)과 이들 두 구성요소(130, 116)의 이격영역과 중첩하는 수직부(175a)와 상기 게이트 배선(103)과 상기 공통배선(109)과 이들 두 구성요소(103, 109)의 이격영역과 중첩하는 수평부(175b)로 이루어진 보조공통배선(175)이 형성되고 있는 것이 특징이다. 따라서, 이러한 구성을 갖는 보조공통배선(175)은 실질적으로 격자형태를 이루는 것이 특징이다.In the upper portion of the color filter layer (not shown) having such a configuration, the outermost
이러한 보조공통배선(175)은 각 화소영역(P)의 경계를 이루는 게이트 배선(103)과 공통배선(109) 및 데이터 배선(130)에 대응하여 상기 게이트 배선(103)과 공통배선(109)의 이격영역을 가리며, 나아가 상기 데이터 배선(130)과 최외각 공통전극(116) 사이의 이격영역을 가리게 됨으로써 실질적으로 종래의 횡전계형 액정표시장치(도 3의 95)의 컬러필터 기판(도 3의 70)에 구비되는 블랙매트릭스(도 3의 73)의 역할을 하는 것이 특징이다. These auxiliary
이 경우 상기 보조공통배선(175)은 어레이 기판에 형성됨으로써 합착마진을 고려할 필요 없으므로 종래의 블랙매트릭스(도 3의 73)의 폭보다 작은 폭을 갖도록 형성될 수 있으므로 화소영역(P)의 개구율을 향상시키는 효과를 갖는다.In this case, since the auxiliary
한편, 상기 각 화소영역(P)에는 상기 보조공통배선(175)의 수평부(175b)에서 분기하여 상기 최외각 공통전극(216)과 나란하게 바(bar) 형태를 갖는 다수의 중앙부 공통전극(173)이 일정간격 이격하며 형성되어 있다.Each of the pixel regions P is provided with a plurality of central common electrodes (not shown) which are branched from the
이때, 본 발명의 특징적인 구성으로서 각 화소영역(P)에는 중앙부 공통전극(173)과 상기 공통배선(109)의 접촉을 위한 공통 콘택홀이 생략되고 있는 것이 특징이다. At this time, the characteristic feature of the present invention is that the central portion
즉, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100) 특성 상 상기 공통배선(109)과 보조공통배선(175)은 다수의 화소영역(P)을 포함하는 표시영역 외측의 비표시영역에서 별도의 콘택홀을 통해 전기적으로 연결되고 있으며, 상기 보조공통배선(175)은 저저항 특성을 갖는 불투명 금속물질인 몰리티타늄(MoTi)으로 이루어진 하부층(175a)에 의해 표시영역 전면에 걸쳐 내부 저항에 기인한 전압 강화에 의한 유의차는 각 화소영역(P)에서 공통 콘택홀을 통해 접촉하는 종래의 횡전계형 액정표시장치(도 3의 95) 수준이 됨을 알 수 있었다.That is, the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)는 비표시영역에서 상기 공통배선(109)과 보조공통배선(175)을 전기적으로 연결시키는 구성을 갖는 바, 상기 공통배선(109)과 중앙부 공통전극(173)의 전기적 연결을 위해 각 화소영역(P)에 구비되는 공통 콘택홀은 생략되는 것이 특징이며, 이러한 구성에 의해 각 화소영역(P)의 개구율을 더욱더 향상시키는 효과를 갖는다.Therefore, the transverse electric field type liquid
한편, 각 화소영역(P) 내부에는 드레인 콘택홀(157)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 연결되는 화소패턴(169)이 상기 공통배선(109)과 중첩하며 형성되어 있으며, 상기 화소패턴(169)에서 분기하여 바(bar) 형태를 갖는 다수의 화소전극(170)이 상기 최외각 공통전극(116)의 내측으로 상기 다수의 중앙부 공통전극(173)과 교대하며 형성되어 있다.A pixel pattern 169 connected to the
이때, 바(bar) 형태를 갖는 상기 최외각 공통전극(116) 및 중앙부 공통전극( 173)과 화소전극(170)은 각 화소영역(P)의 중앙부에 위치하는 상기 게이트 배선(103)과 나란한 가상의 기준선을 기준으로 대칭적으로 소정의 각도를 가지며 꺾여진 구성을 이룸으로써 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 이의 상부와 하부는 상기 공통전극(116, 173)과 화소전극(170)의 방향을 달리하여 형성됨으로써 이중 도메인 구조를 이루는 것이 특징이다. The outermost
이렇게 하나의 화소영역(P) 내에서 공통전극(116, 173)과 화소전극(170)이 방향을 달리하여 형성함으로써 이중 도메인을 구현한 것은 사용자의 시야각에 변화에 따른 색차를 억제하여 표시품질을 향상시키기 위함이다. The implementation of the dual domain by forming the
한편, 이들 다수의 화소전극(170) 및 공통전극(116, 173)이 각 화소영역(P) 내에서 꺾인 구성을 가짐으로써 상기 데이터 배선(130) 또한 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구성을 갖는 것이 특징이다. The plurality of
이때, 상기 데이터 배선(130)은 각 화소영역(P)별로 분리 형성된 것이 아니라 표시영역 전체에 대해 연결된 구성을 가지므로 상기 데이터 배선(130)은 표시영역에 있어서는 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 꺾인 지그재그 형태를 이루는 것이 특징이다.Since the
본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)용 어레이 기판의 경우, 상기 공통전극(116, 173)과 화소전극(170) 및 데이터 배선(130)이 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 꺾인 구성을 이룸으로써 이중 도메인 구조를 이루는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 공통전극(116, 173)과 화소전극(170) 및 데이터 배선(130)은 반드시 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 꺾인 구조를 이룰 필요는 없으며, 직선 형태를 이룰 수도 있다. The
한편, 각 화소영역(P) 내부에는 상기 공통배선(109)과 중첩하며 상기 드레인 전극(136)이 연장 형성됨으로써 게이트 절연막(미도시)을 사이에 두고 서로 중첩하는 상기 공통배선(109)과 상기 드레인 전극(136)이 각각 제 1 및 제 2 스토리지 전극(110, 138)을 이루고 있으며, 이들 제 1 및 제 2 스토리지 전극(110, 138)과 이들과 중첩하는 게이트 절연막(미도시)은 스토리지 커패시터(StgC)를 이루고 있다. On the other hand, the
이때, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치에 있어서 또 다른 특징적인 구성은 상기 보조공통배선(175)과 화소패턴(169)과 바(bar) 형태의 중앙부 공통전극(173)과 화소전극(170)이 외부광에 의한 반사율이 39% 이하의 수준이 되도록 하기 위해 이중층 구조를 이루는 것이 특징이다.In the transverse electric field type liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, the auxiliary
이 경우, 이중층 구조를 갖는 상기 보조공통배선(175)과 화소패턴(169)과 상기 화소전극(170) 및 중앙부 공통전극(173)에 있어서 각각의 하부층(미도시)은 저저항 특성을 갖는 불투명 금속물질인 몰리티타늄(MoTi)로 이루어지며, 각각의 상부층(미도시)은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑 징크-옥사이드(AZO) 중 어느 하나 또는 불투명 금속물질인 질화구리(CuNx)로 이루어지고 있는 것이 특징이다.In this case, the sub-layers (not shown) of the auxiliary
한편, 이러한 구성을 갖는 어레이 기판(미도시)에 대응하여 위치하는 대향기판(미도시)에는 블랙 안료를 포함하는 블랙레진 재질로 이루어지며 화소영역(P)의 경계에 대응하여 기둥형태로 제 1 높이를 갖는 갭 형성용 스페이서(미도시)가 일정간격 이격하며 형성되고 있으며, 동시에 기둥 형태로서 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 갖는 눌림 방지용 스페이서(미도시)가 일정간격 이격하며 형성되고 있다.On the other hand, a counter substrate (not shown) positioned corresponding to an array substrate (not shown) having such a structure is formed of a black resin material including black pigment, Spacers (not shown) having a height are formed spaced apart from each other by a predetermined distance, and at the same time, pillar-shaped spacers (not shown) having a second height smaller than the first height are spaced apart from each other by a predetermined distance .
또한, 이러한 구성을 갖는 어레이 기판(미도시)과 대향기판(미도시) 사이에 액정층(미도시)이 재개되고 있으며, 상기 갭 형성용 스페이서(미도시)의 끝단이 상기 어레이 기판(미도시)의 최상부에 위치하는 구성요소와 접촉하며 합착되고 있다.A liquid crystal layer (not shown) is resumed between the array substrate (not shown) and the counter substrate (not shown) having such a configuration, and the end of the gap forming spacer (not shown) And the other end of each of the components.
이때, 상기 어레이 기판(미도시)과 대향기판(미도시)이 서로 합착되어 패널을 이루는 상태를 유지할 수 있도록 상기 비표시영역에는 상기 액정층(미도시)을 둘러싸는 형태로 접착제의 역할을 하는 씰패턴(미도시)이 구비됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)가 완성되고 있다.
At this time, the non-display area serves as an adhesive to surround the liquid crystal layer (not shown) so that the array substrate (not shown) and the counter substrate (not shown) A transverse electric field type liquid
이후에는 이러한 평면 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 단면 구성에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a cross-sectional structure of a transverse electric field type liquid crystal display device having such a planar configuration according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 5는 도 4를 절단선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이며, 도 6은 도 4를 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 스위칭 영역(TrA)이라 정의하며, 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되는 영역을 스토리지 영역(StgA)이라 정의한다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the section line V-V in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the section line VI-VI in FIG. For convenience of description, a region where the thin film transistor Tr as a switching element is formed is defined as a switching region TrA, and a region where the storage capacitor StgC is formed is defined as a storage region StgA.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)는 서로 교대하며 이격하는 다수의 화소전극(170)과 공통전극(173) 및 컬러필터층(150)이 구비된 어레이 기판(102)과 스페이서(188, 189)가 구비된 대향기판(181) 및 액정층(195)을 포함하여 구성되고 있다.The transverse electric field type
우선, 하부의 어레이 기판(102)에는 일방향으로 연장하는 게이트 배선(도 4의 103)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(도 4의 103)에서 이격하여 나란하게 공통배선(도 4의 109)이 형성되어 있다. 4) extending in one direction is formed on the
이때, 상기 스위칭 영역(TrA)에 대응하여 상기 게이트 배선(도 4의 103)은 그 자체로써 그 일부 영역이 게이트 전극(105)을 이루고 있다.At this time, corresponding to the switching region TrA, the gate wiring (103 in FIG. 4) itself forms a
각 화소영역(P) 내부에는 상기 공통배선(도 4의 109)에서 분기하여 데이터 배선(130)과 인접하며 최외각 공통전극(116)이 형성되어 있으며, 상기 스토리지 영역(StgA)에는 상기 공통배선(도 4의 109)이 타영역 대비 더 큰 폭을 가짐으로써 그 자체로서 제 1 스토리지 전극(110)을 이루고 있다.In the respective pixel regions P, an outermost
다음, 상기 게이트 배선(도 4의 103)과 게이트 전극(105)과 상기 공통배선(도 4의 109) 및 최외각 공통전극(116) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 게이트 절연막(118)이 형성되어 있다. Next, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the entire surface of the gate wiring (103 in FIG. 4), the
그리고, 상기 게이트 절연막(118) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(120a)과 이의 상부에 위치하며 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지며 서로 이격하는 형태를 갖는 오믹콘택층(120b)으로 구성된 반도체층(120)이 형성되어 있다.An
한편, 상기 게이트 절연막(118) 상부에는 상기 게이트 배선(도 4의 103)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 형성되어 있다. 이때, 도면에서는 상기 데이터 배선(130)의 하부에는 상기 반도체층(120)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 1 및 제 2 패턴(121a, 121b)으로 이루어진 반도체패턴(121)이 형성되고 있는 것을 일례로 보이고 있지만, 이러한 반도체패턴(121)은 제조 공정에 기인한 것으로 생략될 수 있다. A
한편, 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 반도체층(120) 위로 상기 데이터 배선(130)에서 분기하여 소스 전극(133)이 형성되어 있으며, 상기 소스 전극(133)과 이격하며 드레인 전극(136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)은 서로 이격하는 오믹콘택층(120b)과 각각 접촉하고 있다.A
상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(105)과 게이트 절연막(118)과 반도체층(120) 및 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. The
상기 스토리지 영역(StgA)에는 상기 게이트 절연막(118) 상부로 상기 제 1 스토리지 전극(110)에 대응하여 상기 드레인 전극(136)이 연장하여 형성됨으로써 제 2 스토리지 전극(138)을 이루고 있다. 이때, 상기 스토리지 영역(StgA)에 순차 적층된 상기 제 1 스토리지 전극(110)과 게이트 절연막(118)과 제 2 스토리지 전극(138)은 스토리지 커패시터(StgC)를 이룬다. The
다음, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 제 2 스토리지 전극(138) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 제 1 보호층(140)이 전면에 형성되어 있다. Next, a first protection made of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is formed on the
그리고, 표시영역에 있어 상기 제 1 보호층(140) 위로 각 화소영역(P)에 대응하여 경계를 이루며 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴(150a, 150b, 150c)이 순차 반복되는 형태를 갖는 컬러필터층(150)이 형성되어 있다. The red, green, and blue
다음, 상기 컬러필터층(150) 위로 유기절연물질 중 상대적으로 저유전율을 갖는 물질인 포토아크릴(photo acryl)로 이루어진 제 2 보호층(155)이 형성되어 있다. Next, a
이렇게 제 2 보호층(155)을 저유전율 특성을 갖는 포토아크릴로 형성하는 것은 상기 데이터 배선(130) 및 최외각 공통전극(116)의 상부에 형성되는 도전패턴(175)과의 중첩에 의해 발생되는 기생용량을 최소화하고, 상기 데이터 배선(130)과 이의 주변에 형성되는 상기 최외각 공통전극(116)에 의해 발생되는 원치 않는 전계의 영향을 최소화하기 위함이다. The formation of the
또한, 포토아크릴은 빛을 받으면 현상 시 남게되는 네가티브 타입 특성을 가짐으로써 제조 공정상 이의 하부에 구비되는 구성요소에 콘택홀 등을 형성할 경우 별도의 스트립 공정을 진행하지 않아도 되므로 제조 공정을 단순화 하는 장점을 갖기 때문이다.In addition, since photo-acryl has a negative type characteristic that is left at the time of development upon reception of light, when a contact hole or the like is formed in the lower part of the manufacturing process, it is not necessary to perform a separate strip process, This is because it has advantages.
한편, 이러한 저유전율을 갖는 포토아크릴로 이루어진 상기 제 2 보호층(155)과 더불어 이의 하부에 구비되는 컬러필터층(150)과 제 1 보호층(140)에는 상기 드레인 전극(136) 더욱 정확히는 상기 드레인 전극(136)이 연장된 부분인 상기 제 2 스토리지 전극(미도시)을 노출시키는 드레인 콘택홀(157)이 형성되어 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)는 각 화소영역(P)에 있어서 종래의 횡전계형 액정표시장치(도 3의 95)에 구비되는 공통 콘택홀은 생략됨으로써 개구율이 향상되고 있는 것이 특징이다. The
다음, 상기 드레인 콘택홀(157)이 구비된 상기 제 2 보호층(155) 위로 불투명 저저항 특성을 갖는 불투명 금속물질인 몰리티타늄(MoTi)으로 이루어진 하부층(미도시)과 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑 징크-옥사이드(AZO) 중 어느 하나 또는 저반사 불투명 금속물질인 질화구리(CuNx)로써 이루어진 상부층(미도시)의 이중층 구조를 갖는 보조공통배선(175)이 형성되고 있다. Next, a lower layer (not shown) made of moly titanium (MoTi), which is an opaque metal material having opaque low resistance characteristics, on the
이때, 상기 보조공통배선(175)은 표시영역 외측의 비표시영역에서 상기 공통배선(도 4의 109)과 접촉하도록 구성됨으로써 이들 두 구성요소는 각 화소영역(P) 내에서 공통 콘택홀없이 전기적으로 연결된 상태를 이루는 것이 특징이다. At this time, since the auxiliary
이러한 보조공통배선(175)은 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 상기 데이터 배선(130)과 이와 이격하는 최외각 공통전극(116)과 중첩하는 수직부(175a)와 상기 게이트 배선(도 4의 103)과 이와 이격하는 공통배선(도 4의 109)과 중첩하는 수평부(175b)로 이루어짐으로써 표시영역에 있어서 격자형태를 이루며, 상기 데이터 배선(130)과 최외각 공통전극(116) 사이의 이격영역과 상기 게이트 배선(도 4의 103)과 공통배선(도 4의 109) 사이의 이격영역에서 발생되는 빛샘을 억제하는 블랙매트릭스의 역할을 하는 것이 특징이다. The auxiliary
또한, 상기 제 2 보호층(155) 위로 상기 드레인 콘택홀(157)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 연결된 제 2 스토리지 전극(138)과 접촉하는 화소패턴(169)이 형성되고 있다.A pixel pattern 169 is formed on the
또한, 각 화소영역(P)에 있어 상기 제 2 보호층(155) 상부에는 상기 보조공통배선(175)의 수평부(175b)에서 분기하며 이중층 구조를 갖는 바(bar) 형태의 다수의 중앙부 공통전극(173)이 상기 최외각 공통전극(116) 내측으로 일정간격 이격하며 형성되고 있다.In each pixel region P, a plurality of central portions in the form of a bar having a bilayer structure branching from the
그리고, 상기 제 2 보호층(155) 위로 각 화소영역(P)에는 상기 화소패턴(169)에서 분기하며 상기 최외각 공통전극(116) 내측으로 상기 바(bar) 형태의 다수의 중앙부 공통전극(173)과 교대하며 바(bar) 형태의 다수의 화소전극(170)이 형성되고 있다. A plurality of central common electrodes (not shown) in the shape of a bar are formed in the pixel region P above the
이때, 상기 다수의 화소전극(170)과 중앙부 공통전극(173) 또한 몰리티타늄(MoTi)으로 이루어진 하부층(170a, 173a)과 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑 징크-옥사이드(AZO) 중 어느 하나 또는 저반사 불투명 금속물질인 질화구리(CuNx)로써 이루어진 상부층(170b, 173b)으로 이루어진 이중층 구조를 갖는 것이 특징이다.At this time, the plurality of
이렇게 이중층 구조의 화소전극(170)과 중앙부 공통전극(173)을 각 화소영역(P)에 형성하는 경우, 외부광에 의한 반사율을 39% 이하로 저감시킬 수 있는 것이 특징이다. When the double-layer
이렇게 2가지 이상의 물질로 특정 두께를 가지며 이중층 구조의 물질층이 형성되는 경우, 각 물질층은 그 내부에서의 굴절율 차이를 가지며 이러한 굴절율 및 두께 차이에 의해 각 물질층의 표면에서 반사되는 빛은 상쇄간섭을 일으키게 되는 반-반사 코팅(Anti-Reflection Coating) 효과에 기인하여 최종적으로 반사되는 빛의 강도를 저감시킬 수 있으며, 이러한 현상에 의해 외부광의 반사율을 39% 이하로 저감시킬 수 있는 것이다. When two or more materials have a specific thickness and a material layer of a bilayer structure is formed, each material layer has a difference in refractive indices therein, and the light reflected from the surface of each material layer due to the refractive index and thickness difference is canceled It is possible to reduce the intensity of the finally reflected light due to the anti-reflection coating effect that causes the interference, and the reflectance of the external light can be reduced to 39% or less by this phenomenon.
한편, 상부층이 질화구리(CuNx)로 이루어진 경우 전술한 반-반사 코팅의 효과는 없지만 그 자체로서 저반사 특성을 가지므로 외부광에 대해 39% 이하의 반사율을 갖는다. 이때, 이러한 질화구리(CuNx)로 이루어진 상부층 하부에 몰리티타늄의 하부층을 형성한 것은 질화구리(CuNx)와 포토아크릴로 이루어진 상기 제 2 보호층(155)의 접착특성이 매우 좋지 않으므로 이러한 접착특성을 향상시키기 위해 질화구리(CuNx)의 하부층을 형성한 것이다.On the other hand, when the upper layer is made of copper (CuNx), there is no effect of the anti-reflection coating described above, but since it has a low reflection characteristic, it has a reflectance of 39% or less with respect to external light. At this time, the reason why the lower layer of moly titanium is formed below the upper layer made of copper nitride (CuNx) is that the adhesion property of the second
한편, 이러한 이중층 구조를 갖는 화소전극(170)과 중앙부 공통전극(173)과, 상기 최외각 공통전극(116)은 각 화소영역(P) 내에서 직선의 바(bar) 형태를 가질 수도 있으며, 또는 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 바(bar) 형태를 가질 수도 있다. The
이렇게 화소전극(170)과 공통전극(116, 173)이 각 화소영역(P) 내에서 대칭적으로 꺾인 바(bar) 형태를 이루는 경우 각 화소영역(P)은 이중 도메인을 이루게 되므로 사용자의 시야각 변화에 따른 색차 발생을 억제하는 효과를 갖는다.In the case where the
한편, 이러한 구성을 갖는 어레이 기판(102)에 대응하여 위치하는 상기 대향기판(181)에는 화소영역(P)의 경계에 대응하여 기둥형태로 제 1 높이를 갖는 갭 형성용 스페이서(188)가 일정간격 이격하며 형성되고 있으며, 동시에 기둥 형태로서 상기 제 1 높이보다 작은 제 2 높이를 갖는 눌림 방지용 스페이서(189)가 일정간격 이격하며 형성되고 있다.On the other hand, a
또한, 이러한 구성을 갖는 어레이 기판(102)과 대향기판(181) 사이에 액정층(195)이 재개되고 있으며, 상기 갭 형성용 스페이서(188)의 끝단이 상기 어레이 기판(102)의 최상부에 위치하는 구성요소와 접촉하며 합착되고 있다.The
이때, 상기 어레이 기판(102)과 대향기판(181)이 서로 합착되어 패널을 이루는 상태를 유지할 수 있도록 상기 비표시영역에는 상기 액정층(195)을 둘러싸는 형태로 접착제의 역할을 하는 씰패턴(미도시)이 구비됨으로써 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)가 완성되고 있다.
At this time, in order to keep the
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시에에 따른 횡전계형 액정표시장치(100)는 블랙매트릭스를 생략함으로써 개구율이 향상되며 동시에 마스크 공정 수를 저감할 수 있으며, 나아가 재료비의 저감할 수 있으므로 최종적으로 제품의 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In the transverse electric field type liquid
또한, 각 화소영역(P) 내에서 공통 콘택홀이 생략됨으로써 개구율을 더욱 향상시키는 효과를 갖는다. In addition, the common contact holes are omitted in each pixel region P, thereby further improving the aperture ratio.
그리고, 제 2 보호층(155) 상부에 형성되는 바(bar) 형태를 갖는 중앙부 공통전극(173)과 화소전극(170)을 불투명 금속물질과, 투명 도전성 물질 또는 질화구리(CuNx)의 이중층 구조를 이루도록 함으로써 외부광에 의한 반사율을 39% 이하로 저감시킴으로써 무지개 얼룩 발생을 억제하는 동시에 외부 명암 대비비(ambient contrast ratio)를 향상시키는 효과가 있다. A central portion
또한, 데이터 배선(130)과 이와 나란하게 형성되는 바(bar) 형태의 중앙부 공통전극(173)과 화소전극(170)이 각 화소영역(P) 내에서 상하로 꺾인 선대칭 구조를 이루도록 함으로써 이중 도메인을 구현하도록 하여 시야각 변화에 따른 색차를 억제하는 효과가 있다.In addition, the
100 : 횡전계형 액정표시장치 103 : 게이트 배선
105 : 게이트 전극 109 : 공통배선
110 : 제 1 스토리지 전극 116 : 최외각 공통전극
130 : 데이터 배선 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 138 : 제 2 스토리지 전극
157 : 드레인 콘택홀 169 : 화소패턴
170 : 화소전극 173 : 중앙부 공통전극
175 : 보조공통배선
175a, 175b : (보조공통배선의)수직부 및 수평부
P : 화소영역 StgC : 스토리지 커패시터
Tr : 박막트랜지스터100: transverse electric field type liquid crystal display device 103: gate wiring
105: gate electrode 109: common wiring
110: first storage electrode 116: outermost common electrode
130: data line 133: source electrode
136: drain electrode 138: second storage electrode
157: drain contact hole 169: pixel pattern
170: pixel electrode 173: central common electrode
175: auxiliary common wiring
175a, 175b: a vertical portion (of the auxiliary common wiring) and a horizontal portion
P: pixel region StgC: storage capacitor
Tr: thin film transistor
Claims (10)
상기 제 1 기판 내측면의 상기 표시영역에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과;
상기 제 1 기판의 내측면에 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 공통배선과;
상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되며 상기 각 화소영역에 형성된 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터 위로 상기 표시영역 전면에 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴을 가지며 형성된 컬러필터층과;
상기 컬러필터층 위로 형성된 제 1 보호층과;
상기 제 1 보호층 위로 상기 데이터 배선과 중첩하며 형성된 수직부와 상기 게이트 배선 및 공통배선과 중첩하며 형성된 수평부로 이루어지며, 상기 비표시영역에서 상기 공통배선과 접촉하며 상기 표시영역에서 격자형태를 이루는 보조공통배선과;
상기 제 1 보호층 위로 각 화소영역 내에 상기 보조공통배선의 수평부에서 분기하며 형성된 다수의 바(bar) 형태의 중앙부 공통전극과;
상기 제 1 보호층 위로 상기 박막트랜지스터와 연결되며 상기 각 화소영역 내에 상기 다수의 중앙부 공통전극과 교대하며 다수의 바(bar) 형태의 화소전극을 포함하며,
상기 제 1 기판에는, 상기 각 화소영역에 상기 공통배선에서 분기하여 상기 데이터 배선과 나란하게 이웃하여 형성된 최외각 공통전극이 형성되며, 상기 보조공통배선의 수직부는 상기 최외각 공통전극과도 중첩하며 형성되며,
상기 보조공통배선의 수직부가 상기 데이터 배선과 상기 최외각 공통전극 사이의 이격영역을 가리며, 상기 보조공통배선의 수평부가 상기 공통배선과 상기 게이트 배선 사이의 이격영역을 가림으로써 빛샘을 방지하는 횡전계형 액정표시장치.
A first substrate and a second substrate which are defined by a display region and a non-display region and are bonded to each other with a liquid crystal layer interposed therebetween;
Gate lines and data lines formed to define a plurality of pixel regions intersecting with each other in the display region of the inner surface of the first substrate;
A common wiring formed on an inner surface of the first substrate so as to be parallel to the gate wiring;
A thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring and formed in each of the pixel regions;
A color filter layer formed on the thin film transistor and having red, green, and blue color filter patterns sequentially repeating over the display region;
A first protective layer formed on the color filter layer;
And a vertical portion formed to overlap with the data line on the first protective layer and a horizontal portion overlapping the gate line and the common line, An auxiliary common wiring;
A plurality of bar-shaped central common electrodes branched from the horizontal portion of the auxiliary common wiring in each pixel region above the first protective layer;
And a plurality of bar-shaped pixel electrodes connected to the thin film transistors on the first passivation layer and alternating with the plurality of central common electrodes in each of the pixel regions,
Wherein an outermost common electrode branched from the common wiring and adjacent to the data wiring is formed in each of the pixel regions in the first substrate, the vertical portion of the auxiliary common wiring also overlaps with the outermost common electrode Lt; / RTI &
Wherein a vertical portion of the auxiliary common wiring covers a spacing region between the data wiring and the outermost common electrode and a horizontal portion of the auxiliary common wiring covers a gap region between the common wiring and the gate wiring, Electric field type liquid crystal display device.
상기 제 2 기판의 내측면에는 상기 화소영역의 경계에 대응하여 제 1 높이를 가지며 일정간격 이격하는 기둥형태의 갭 형성용 스페이서와, 상기 제 1 높이 보다 낮은 제 2 높이를 가지며 일정간격 이격하는 기둥형태의 눌림 방지용 스페이서가 형성된 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
The method according to claim 1,
A spacer formed on the inner surface of the second substrate in a columnar shape having a first height corresponding to a boundary of the pixel region and spaced apart from the spacer by a predetermined distance, a spacer having a second height lower than the first height, Type liquid crystal display device according to the present invention.
상기 보조공통배선과 화소전극과 중앙부 공통전극은 불투명 금속물질로 이루어진 하부층과 투명 도전성 물질 또는 질화구리(CuNx)로 이루어진 상부층의 이중층 구조를 갖는 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the auxiliary common wiring, the pixel electrode, and the central common electrode have a double layer structure of a lower layer made of an opaque metal material and an upper layer made of a transparent conductive material or copper nitride (CuNx).
상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), 알루미늄 도핑 징크-옥사이드(AZO) 중 어느 하나인 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the transparent conductive material is any one of indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), and aluminum-doped zinc-oxide (AZO).
상기 공통배선은 제 1 스토리지 전극을 이루며, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극은 상기 제 1 스토리지 전극과 중첩하도록 형성됨으로서 제 2 스토리지 전극을 이루며, 순차 적층된 상기 제 1 스토리지 전극과 게이트 절연막과 제 2 스토리지 전극은 스토리지 커패시터를 이루는 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
The method according to claim 1,
The common wiring may be a first storage electrode, and the drain electrode of the thin film transistor may be formed to overlap the first storage electrode to form a second storage electrode. The first storage electrode, the gate insulating film, And the electrode is a storage capacitor.
상기 박막트랜지스터와 상기 컬러필터층 사이에는 상기 제 1 기판 전면에 무기절연물질로 이루어진 제 2 보호층이 형성되며,
상기 각 화소영역에 있어 상기 제 1 보호층과 컬러필터층과 제 2 보호층에는 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되며,
상기 화소전극은 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하는 특징인 횡전계형 액정표시장치.
The method according to claim 1,
A second protective layer made of an inorganic insulating material is formed on the entire surface of the first substrate between the thin film transistor and the color filter layer,
In each pixel region, a drain contact hole is formed in the first passivation layer, the color filter layer, and the second passivation layer to expose the drain electrode of the thin film transistor,
And the pixel electrode is in contact with the drain electrode of the thin film transistor through the drain contact hole.
상기 각 화소영역 내의 상기 제 1 보호층 상부에는 상기 바 형태의 화소전극의 일 끝단을 모두 연결하는 화소패턴이 형성된 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
The method according to claim 1,
And a pixel pattern for connecting all the ends of the bar-shaped pixel electrode is formed on the first passivation layer in each of the pixel regions.
상기 데이터 배선과 상기 화소전극과 최외각 및 중앙부 공통전극은 상기 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구조를 이룸으로써 각 화소영역이 이중 도메인을 이루는 것이 특징인 횡전계형 액정표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the data line, the pixel electrode, the outermost electrode, and the central common electrode are symmetrically bent with respect to a central portion of the pixel region, so that each pixel region forms a double domain.
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