KR102050512B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 제1 보호막, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 색필터, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 공통 전극, 상기 공통 전극의 바로 위 또는 바로 아래 위치하는 차광 부재, 상기 공통 전극 및 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막, 그리고 상기 제2 보호막 위에 위치하는 화소 전극을 포함한다.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 박형화가 용이한 장점을 지니고 있지만, 전면 시인성에 비해 측면 시인성이 떨어지는 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 방식의 액정 배열 및 구동 방법이 개발되고 있다. 이러한 광시야각을 구현하기 위한 방법으로서, 화소 전극 및 공통 전극을 하나의 기판에 형성하는 액정 표시 장치가 주목받고 있다.
이러한 액정 표시 장치에서, 화소 전극과 공통 전극의 두 개의 전기장 생성 전극 중 적어도 하나는 복수의 절개부를 가지고, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 가지 전극을 가지게 된다.
한편, 액정 표시 장치의 비표시 영역에서의 빛샘을 방지하기 위하여, 차광 부재를 형성한다. 만일 화소 전극이 형성되는 기판과 마주하는 다른 기판 위에 차광 부재를 형성한다면, 두 개의 기판의 오정렬에 의하여, 비표시 영역에서의 빛샘을 방지할 수 없고, 표시 영역의 투과율이 감소할 수 있다.
따라서, 화소 전극 등이 형성되는 기판 위에 차광 부재를 형성할 수 있다.
그러나, 차광 부재가 화소 전극 또는 공통 전극과 같은 전기장 생성 전극과 절연막을 사이에 두고 중첩하는 경우, 차광 부재와 전기장 생성 전극 사이에 기생 용량이 형성될 수 있고, 이 경우, 기생 용량에 의해 표시 품질 저하가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 하나의 기판 위에 화소 전극과 공통 전극, 그리고 차광 부재를 형성하는 경우에도, 차광 부재와 화소 전극 사이에 발생할 수 있는 기생 용량을 없애, 표시 품질 저하를 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 제1 보호막, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 색필터, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 공통 전극, 상기 공통 전극의 바로 위 또는 바로 아래 위치하는 차광 부재, 상기 공통 전극 및 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막, 그리고 상기 제2 보호막 위에 위치하는 화소 전극을 포함한다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 간격제를 더 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 화소 전극 위에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 착색 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 간격제와 상기 착색 부재는 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
상기 화소 전극은 복수의 절개부를 가지고, 상기 공통 전극은 면 형태를 가질 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 색필터 위에 위치하고, 상기 공통 전극 아래에 위치하는 덮개막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 제1 보호막, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 색필터, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 공통 전극, 상기 공통 전극 위에 위치하며, 개구부를 가지는 제2 보호막, 상기 제2 보호막 위에 위치하는 화소 전극, 그리고 상기 제2 보호막 위에 위치하고, 상기 제2 보호막의 상기 개구부를 통해 상기 공통 전극과 연결되는 차광 부재를 포함한다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선 및 데이터선, 상기 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 제1 보호막, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 색필터, 상기 제1 보호막 위에 위치하는 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 위치하는 제2 보호막, 상기 제2 보호막 위에 위치하는 공통 전극, 그리고 상기 공통 전극의 바로 위 또는 바로 아래 위치하는 차광 부재를 포함한다.
상기 화소 전극은 면 형태를 가지고, 상기 공통 전극은 복수의 절개부를 가질 수 있다.
상기 색필터 위에 위치하고, 상기 화소 전극 아래에 위치하는 덮개막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 두 개의 전기장 생성 전극과 차광 부재를 하나의 기판 위에 형성하여. 두 개의 기판의 오정렬에 따른 투과율 저하를 방지하고, 차광 부재와 화소 전극 사이에 발생할 수 있는 기생 용량을 없애, 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 6은 도 5에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 5의 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보고, 제1 기판(110)을 포함하는 하부 표시판(100)과 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200), 그리고 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 도전체(121, 124) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 위치할 수 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
데이터선(171)의 제1 굴곡부는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향과 90도를 이루는 세로 기준선과 약 7°정도 이루도록 굽어 있을 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에 배치되어 있는 제2 굴곡부는 제1 굴곡부와 약 7° 내지 약 15°정도 이루도록 더 굽어 있을 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함함으로써, 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터의 폭을 넓힐 수 있게 되고, 이에 따라 액정 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
색필터(230) 위에는 덮개막(80)이 위치한다. 덮개막(80)은 생략될 수 있다.
덮개막(80)은 색필터(230)의 안료 등이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
덮개막(80)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
덮개막(80) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 면형으로서 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 형성되어 있는 제1 개구부(273)를 가질 수 있다. 즉, 공통 전극(270)은 면 형태(planar shape)의 평면 형태를 가질 수 있다.
인접 화소에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에서 공급되는 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270) 바로 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 게이트선(121)과 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 차광 부재(220a), 그리고 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 데이터선(171)과 중첩하는 제2 차광 부재(220b)를 포함한다. 제1 차광 부재(220a)와 제2 차광 부재(220b)는 서로 연결되어 있다. 제1 차광 부재(220a)는 드레인 전극(175)의 일부분과 중첩하는 영역에 형성되어 있는 제2 개구부(221)를 가진다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제1 차광 부재(220a)와 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)는 생략될 수 있다.
차광 부재(220)는 공통 전극(270) 바로 위에 위치하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)은 서로 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 차광 부재(220)의 유전율이 높아 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다.
색필터(230)와 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에서는 제거되어 있다.
차광 부재(220) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다. 화소 전극(191)은 복수의 절개부(92)를 가지며, 복수의 절개부(92)에 의해 정의되는 복수의 제1 가지 전극(192)을 포함한다.
제1 보호막(180a) 및 제2 보호막(180b)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 제1 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 제1 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
앞서 설명한 바와 같이, 공통 전극(270)은 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 형성되어 있는 제1 개구부(273)를 가지고, 차광 부재(220)는 드레인 전극(175)의 일부분과 중첩하는 영역에 형성되어 있는 제2 개구부(221)를 가진다. 화소 전극(191)과 드레인 전극(175)을 연결하기 위한 제1 접촉 구멍(185)은 공통 전극(270)의 제1 개구부(273)와 차광 부재(220)의 제2 개구부(221)가 형성되어 있는 위치에 형성된다.
도시하지는 않았지만, 화소 전극(191)과 제2 보호막(180b) 위에는 배향막(alignment layer)이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여, 광배향될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 간격제(325)가 위치한다.
간격제(325)는 서로 마주하는 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 간격을 유지하는 역할을 한다.
제1 접촉 구멍(185)에 대응하는 위치에는 착색 부재(326)가 형성되어 있다. 착색 부재(326)는 차광 부재(220)의 제2 개구부(221)를 덮도록 형성되어, 차광 부재(220)의 제2 개구부(221) 주변의 빛샘을 방지한다.
착색 부재(326)는 제1 접촉 구멍(185) 주변에 위치하여, 제1 접촉 구멍(185) 주변에서의 빛샘을 방지하고, 제1 접촉 구멍(185)에 따른 단차를 보상하는 역할을 한다.
간격제(325)와 착색 부재(326)는 동일한 물질로 함께 형성될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다. 액정층(3)의 액정 분자는 그 장축 방향이 기판(110, 210)에 평행하게 배열되어 있다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 일정한 크기의 공통 전압을 인가 받는다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 제1 기판(110) 위에 형성하고, 색필터(230)와 차광 부재(220)도 제1 기판(110) 위에 형성한다. 이에 따라, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 오정렬에 따른 빛샘이나 개구율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 공통 전극(270) 바로 위에 차광 부재(220)를 형성하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)이 접촉하도록 함으로써, 차광 부재(220)가 높은 유전율을 가지는 물질로 이루어져서 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도, 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220)와 화소 전극(191)이 절연막을 사이에 두고 중첩하더라도, 불필요한 기생 용량 발생을 방지할 수 있어, 기생 용량에 따른 표시 품질 저하를 방지할 수 있다. 이처럼, 차광 부재(220)가 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있도록, 직접 접촉하도록 형성하기 때문에, 비용이 높은 저유전율 재료를 이용하여, 차광 부재(220)를 형성하지 않고도, 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)과 같은 전기장 생성 전극과 차광 부재(220) 사이의 기생 용량 발생을 방지할 수 있다.
그러면, 도 1과 함께 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 1의 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 거의 유사하다. 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보고, 제1 기판(110)을 포함하는 하부 표시판(100)과 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200), 그리고 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
제1 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)과 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154)가 형성되어 있고, 반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다.
색필터(230) 위에는 덮개막(80)이 위치한다. 덮개막(80)은 생략될 수 있다.
덮개막(80)은 색필터(230)의 안료 등이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
덮개막(80)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
덮개막(80) 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 게이트선(121)과 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 차광 부재(220a), 그리고 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 데이터선(171)과 중첩하는 제2 차광 부재(220b)를 포함한다. 제1 차광 부재(220a)와 제2 차광 부재(220b)는 서로 연결되어 있다. 제1 차광 부재(220a)는 드레인 전극(175)의 일부분과 중첩하는 영역에 형성되어 있는 제2 개구부(221)를 가진다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제1 차광 부재(220a)와 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)는 생략될 수 있다.
차광 부재(220) 바로 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 면형으로서 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 형성되어 있는 제1 개구부(273)를 가진다.
인접 화소에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에서 공급되는 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270)은 차광 부재(220) 바로 위에 위치하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)은 서로 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 차광 부재(220)의 유전율이 높아 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다.
색필터(230)는 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에서는 제거되어 있다.
공통 전극(270) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180a) 및 제2 보호막(180b)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 제1 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 제1 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
앞서 설명한 바와 같이, 공통 전극(270)은 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 형성되어 있는 제1 개구부(273)를 가지고, 차광 부재(220)는 드레인 전극(175)의 일부분과 중첩하는 영역에 형성되어 있는 제2 개구부(221)를 가진다. 화소 전극(191)과 드레인 전극(175)을 연결하기 위한 제1 접촉 구멍(185)은 공통 전극(270)의 제1 개구부(273)와 차광 부재(220)의 제2 개구부(221)가 형성되어 있는 위치에 형성된다.
도시하지는 않았지만, 화소 전극(191)과 제2 보호막(180b) 위에는 배향막이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여, 광배향될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 간격제(325)가 위치한다.
간격제(325)는 서로 마주하는 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 간격을 유지하는 역할을 한다.
제1 접촉 구멍(185)에 대응하는 위치에는 착색 부재(326)가 형성되어 있다. 착색 부재(326)는 차광 부재(220)의 제2 개구부(221)를 덮도록 형성되어, 차광 부재(220)의 제2 개구부(221) 주변의 빛샘을 방지한다.
착색 부재(326)는 제1 접촉 구멍(185) 주변에 위치하여, 제1 접촉 구멍(185) 주변에서의 빛샘을 방지하고, 제1 접촉 구멍(185)에 따른 단차를 보상하는 역할을 한다.
간격제(325)와 착색 부재(326)는 동일한 물질로 함께 형성될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 일정한 크기의 공통 전압을 인가 받는다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 제1 기판(110) 위에 형성하고, 색필터(230)와 차광 부재(220)도 제1 기판(110) 위에 형성한다. 이에 따라, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 오정렬에 따른 빛샘이나 개구율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 공통 전극(270) 바로 아래에 차광 부재(220)를 형성하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)이 접촉하도록 함으로써, 차광 부재(220)가 높은 유전율을 가지는 물질로 이루어져서 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도, 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220)와 화소 전극(191)이 절연막을 사이에 두고 중첩하더라도, 불필요한 기생 용량 발생을 방지할 수 있어, 기생 용량에 따른 표시 품질 저하를 방지할 수 있다. 이처럼, 차광 부재(220)가 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있도록, 직접 접촉하도록 형성하기 때문에, 비용이 높은 저유전율 재료를 이용하여, 차광 부재(220)를 형성하지 않고도, 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)과 같은 전기장 생성 전극과 차광 부재(220) 사이의 기생 용량 발생을 방지할 수 있다.
앞서 도 1 및 도 2를 참고로 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 많은 특징들은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에 모두 적용 가능하다. 이 밖에 앞에서 설명한 여러 실시예의 여러 구성 요소의 특징 및 효과는 그와 동일한 구성 요소를 가지는 본 실시예에도 적용될 수 있다.
그러면, 도 1과 함께 도 4를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1 및 도 2에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 거의 유사하다. 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보고, 제1 기판(110)을 포함하는 하부 표시판(100)과 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200), 그리고 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
제1 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)과 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154)가 형성되어 있고, 반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다.
색필터(230) 위에는 덮개막(80)이 위치한다. 덮개막(80)은 생략될 수 있다.
덮개막(80)은 색필터(230)의 안료 등이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
덮개막(80)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
덮개막(80) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 면형으로서 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 형성되어 있는 제1 개구부(273)를 가진다.
공통 전극(270) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180a) 및 제2 보호막(180b)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 제1 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 제1 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
제2 보호막(180b) 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 이격되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 게이트선(121)과 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 차광 부재(220a), 그리고 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 데이터선(171)과 중첩하는 제2 차광 부재(220b)를 포함한다. 제1 차광 부재(220a)와 제2 차광 부재(220b)는 서로 연결되어 있다. 제1 차광 부재(220a)는 드레인 전극(175)의 일부분과 중첩하는 영역에 형성되어 있는 제2 개구부(221)를 가진다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제1 차광 부재(220a)와 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)는 생략될 수 있다.
제2 보호막(180b)에는 공통 전극(270)의 일부를 드러내는 제2 접촉 구멍(186)이 형성되어 있다.
차광 부재(220)는 제2 보호막(180b)에 형성되어 있는 제2 접촉 구멍(186)을 통하여 공통 전극(270)과 물리적 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 차광 부재(220)의 유전율이 높아 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 화소 전극(191)과 제2 보호막(180b) 위에는 배향막이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여, 광배향될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 간격제(325)가 위치한다.
간격제(325)는 서로 마주하는 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 간격을 유지하는 역할을 한다.
제1 접촉 구멍(185)에 대응하는 위치에는 착색 부재(326)가 형성되어 있다.
착색 부재(326)는 제1 접촉 구멍(185) 주변에 위치하여, 제1 접촉 구멍(185) 주변에서의 빛샘을 방지하고, 제1 접촉 구멍(185)에 따른 단차를 보상하는 역할을 한다.
간격제(325)와 착색 부재(326)는 동일한 물질로 함께 형성될 수 있다. 앞서 설명한 실시예들에 따른 액정 표시 장치와는 달리, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 차광 부재(220)는 간격제(325) 및 착색 부재(326)와 동일한 층으로 형성될 수 있다. 또한, 차광 부재(220)는 제1 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(191) 위에 형성된다. 따라서, 차광 부재(220)는 제1 접촉 구멍(185)이 형성되는 영역에 위치하는 제2 개구부(221)를 가지지 않는다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 일정한 크기의 공통 전압을 인가 받는다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 제1 기판(110) 위에 형성하고, 색필터(230)와 차광 부재(220)도 제1 기판(110) 위에 형성한다. 이에 따라, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 오정렬에 따른 빛샘이나 개구율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 제2 보호막(180b) 위에 형성되는 차광 부재(220)는 제2 보호막(180b)에 형성된 제2 접촉 구멍(186)을 통해, 공통 전극(270)과 물리적 전기적으로 연결되어, 차광 부재(220)가 높은 유전율을 가지는 물질로 이루어져서 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도, 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220)와 화소 전극(191)이 절연막을 사이에 두고 중첩하더라도, 불필요한 기생 용량 발생을 방지할 수 있어, 기생 용량에 따른 표시 품질 저하를 방지할 수 있다. 이처럼, 차광 부재(220)가 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있도록, 직접 접촉하도록 형성하기 때문에, 비용이 높은 저유전율 재료를 이용하여, 차광 부재(220)를 형성하지 않고도, 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)과 같은 전기장 생성 전극과 차광 부재(220) 사이의 기생 용량 발생을 방지할 수 있다.
앞서 도 1 및 도 2를 참고로 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 많은 특징들은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에 모두 적용 가능하다. 이 밖에 앞에서 설명한 여러 실시예의 여러 구성 요소의 특징 및 효과는 그와 동일한 구성 요소를 가지는 본 실시예에도 적용될 수 있다.
그러면, 도 5 및 도 6을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보고, 제1 기판(110)을 포함하는 하부 표시판(100)과 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200), 그리고 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 도전체(121, 124) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 위치할 수 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
데이터선(171)의 제1 굴곡부는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향과 90도를 이루는 세로 기준선과 약 7°정도 이루도록 굽어 있을 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에 배치되어 있는 제2 굴곡부는 제1 굴곡부와 약 7° 내지 약 15°정도 이루도록 더 굽어 있을 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함함으로써, 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터의 폭을 넓힐 수 있게 되고, 이에 따라 액정 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
색필터(230) 위에는 덮개막(80)이 위치한다. 덮개막(80)은 생략될 수 있다.
덮개막(80)은 색필터(230)의 안료 등이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
덮개막(80)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
덮개막(80) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 면형, 즉 판 형태를 가지고 하나의 화소 영역에 배치된다.
제1 보호막(180a)에는 드레인 전극(175)의 일부를 드러내는 제1 접촉 구멍(185)이 형성되어 있고, 화소 전극(191)은 제1 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결된다.
그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 화소 전극(191)은 드레인 전극(175) 바로 위에 형성되어, 드레인 전극(175)과 직접 접촉할 수도 있다.
화소 전극(191)과 덮개막(80) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 공통 전압을 인가 받는다.
공통 전극(270)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변을 포함하고, 인접 화소에 배치되어 있는 공통 전극(270)은 서로 연결되어 있다. 공통 전극(270)은 복수의 제2 절개부(272)를 가지며, 복수의 제2 절개부(272)에 의해 정의되는 복수의 제2 가지 전극(271)을 포함한다.
공통 전극(270) 바로 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 게이트선(121)과 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 차광 부재(220a), 그리고 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 데이터선(171)과 중첩하는 제2 차광 부재(220b)를 포함한다. 제1 차광 부재(220a)와 제2 차광 부재(220b)는 서로 연결되어 있다. 제1 차광 부재(220a)는 드레인 전극(175)의 일부분과 중첩하는 영역에 형성되어 있는 제2 개구부(221)를 가진다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제1 차광 부재(220a)와 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)는 생략될 수 있다.
차광 부재(220)는 공통 전극(270) 바로 위에 위치하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)은 서로 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 차광 부재(220)의 유전율이 높아 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 공통 전극(270)과 제2 보호막(180b) 위에는 배향막이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여, 광배향될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 간격제(325)가 위치한다.
간격제(325)는 서로 마주하는 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 간격을 유지하는 역할을 한다.
간격제(325)는 차광 부재(220)와 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 제1 접촉 구멍(185)에 대응하는 위치에는 착색 부재를 더 포함할 수 있다. 착색 부재는 제1 접촉 구멍(185) 주변에 위치하여, 제1 접촉 구멍(185) 주변에서의 빛샘을 방지하고, 제1 접촉 구멍(185)에 따른 단차를 보상할 수 있다.
간격제(325)와 착색 부재는 동일한 물질로 함께 형성될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다. 액정층(3)의 액정 분자는 그 장축 방향이 기판(110, 210)에 평행하게 배열되어 있고, 그 방향이 제1 기판(110)의 배향막의 러빙 방향으로부터 제2 기판(210)에 이르기까지 나선상으로 90° 비틀린 구조를 가진다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 일정한 크기의 공통 전압을 인가 받는다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 제1 기판(110) 위에 형성하고, 색필터(230)와 차광 부재(220)도 제1 기판(110) 위에 형성한다. 이에 따라, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 오정렬에 따른 빛샘이나 개구율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 공통 전극(270) 바로 위에 차광 부재(220)를 형성하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)이 접촉하도록 함으로써, 차광 부재(220)가 높은 유전율을 가지는 물질로 이루어져서 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도, 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220)와 화소 전극(191)이 절연막을 사이에 두고 중첩하더라도, 불필요한 기생 용량 발생을 방지할 수 있어, 기생 용량에 따른 표시 품질 저하를 방지할 수 있다. 이처럼, 차광 부재(220)가 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있도록, 직접 접촉하도록 형성하기 때문에, 비용이 높은 저유전율 재료를 이용하여, 차광 부재(220)를 형성하지 않고도, 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)과 같은 전기장 생성 전극과 차광 부재(220) 사이의 기생 용량 발생을 방지할 수 있다.
그러면, 도 5와 함께 도 7을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도로서, 도 5의 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 5 및 도 6에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 거의 유사하다. 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보고, 제1 기판(110)을 포함하는 하부 표시판(100)과 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200), 그리고 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
제1 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)과 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154)가 형성되어 있고, 반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다.
색필터(230) 위에는 덮개막(80)이 위치한다. 덮개막(80)은 생략될 수 있다.
덮개막(80)은 색필터(230)의 안료 등이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
덮개막(80)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
덮개막(80) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 면형, 즉 판 형태를 가지고 하나의 화소 영역에 배치된다. 화소 전극(191)은 제1 보호막(180a)에 형성된 제1 접촉 구멍(185)을 통해, 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결된다.
화소 전극(191) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 게이트선(121)과 박막 트랜지스터와 중첩하는 제1 차광 부재(220a), 그리고 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 데이터선(171)과 중첩하는 제2 차광 부재(220b)를 포함한다. 제1 차광 부재(220a)와 제2 차광 부재(220b)는 서로 연결되어 있다. 제1 차광 부재(220a)는 드레인 전극(175)의 일부분과 중첩하는 영역에 형성되어 있는 제2 개구부(221)를 가진다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 차광 부재(220)는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제1 차광 부재(220a)와 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성되어 있는 제2 차광 부재(220b)는 생략될 수 있다.
차광 부재(220) 바로 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변을 포함하고, 인접 화소에 배치되어 있는 공통 전극(270)은 서로 연결되어 있다. 공통 전극(270)은 복수의 제2 절개부(272)를 가지며, 복수의 제2 절개부(272)에 의해 정의되는 복수의 제2 가지 전극(271)을 포함한다.
공통 전극(270)은 차광 부재(220) 바로 위에 위치하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)은 서로 물리적, 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 차광 부재(220)의 유전율이 높아 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 화소 전극(191)과 제2 보호막(180b) 위에는 배향막이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여, 광배향될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 간격제가 위치할 수 있고, 제1 접촉 구멍(185)에 대응하는 위치에는 착색 부재가 위치할 수 있다. 간격제와 착색 부재는 동일한 물질로 함께 형성될 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 일정한 크기의 공통 전압을 인가 받는다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 제1 기판(110) 위에 형성하고, 색필터(230)와 차광 부재(220)도 제1 기판(110) 위에 형성한다. 이에 따라, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이의 오정렬에 따른 빛샘이나 개구율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 공통 전극(270) 바로 아래에 차광 부재(220)를 형성하여, 차광 부재(220)와 공통 전극(270)이 접촉하도록 함으로써, 차광 부재(220)가 높은 유전율을 가지는 물질로 이루어져서 전압이 잘 전달될 수 있는 경우에도, 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있다. 그러므로, 차광 부재(220)와 화소 전극(191)이 절연막을 사이에 두고 중첩하더라도, 불필요한 기생 용량 발생을 방지할 수 있어, 기생 용량에 따른 표시 품질 저하를 방지할 수 있다. 이처럼, 차광 부재(220)가 공통 전극(270)과 동일한 전위를 가질 수 있도록, 직접 접촉하도록 형성하기 때문에, 비용이 높은 저유전율 재료를 이용하여, 차광 부재(220)를 형성하지 않고도, 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)과 같은 전기장 생성 전극과 차광 부재(220) 사이의 기생 용량 발생을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2, 그리고 도 5 및 도 6을 참고로 설명한 실시예들에 따른 액정 표시 장치들의 많은 특징들은 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에 모두 적용 가능하다. 이 밖에 앞에서 설명한 여러 실시예의 여러 구성 요소의 특징 및 효과는 그와 동일한 구성 요소를 가지는 본 실시예에도 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하나의 기판 위에 두 개의 전기장 생성 전극을 형성하는 다른 여러 경우에 모두 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110, 210: 절연 기판 3: 액정층
121: 게이트선 124: 게이트 전극
140: 게이트 절연막 154: 반도체
163, 165: 저항성 접촉 부재 171: 데이터선
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
180a, 180b: 보호막 191: 화소 전극
80: 덮개막 220: 차광 부재
325: 간격제 326: 착색 부재

Claims (18)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선 및 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 제1 보호막,
    상기 제1 보호막 위에 위치하는 색필터,
    상기 제1 보호막 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 공통 전극의 바로 위 또는 바로 아래 위치하는 차광 부재,
    상기 공통 전극 및 상기 차광 부재 위에 위치하는 제2 보호막, 그리고
    상기 제2 보호막 위에 위치하는 화소 전극을 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 박막 트랜지스터에 인접한 영역에서 상기 공통 전극과 연결되고, 상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 일부 중첩하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 간격제를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 그리고
    상기 화소 전극 위에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 착색 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 간격제와 상기 착색 부재는 동일한 층으로 이루어지는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 복수의 절개부를 가지고,
    상기 공통 전극은 면 형태를 가지는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 색필터 위에 위치하고, 상기 공통 전극 아래에 위치하는 덮개막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선 및 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 제1 보호막,
    상기 제1 보호막 위에 위치하는 색필터,
    상기 제1 보호막 위에 위치하는 공통 전극,
    상기 공통 전극 위에 위치하며, 개구부를 가지는 제2 보호막,
    상기 제2 보호막 위에 위치하는 화소 전극, 그리고
    상기 제2 보호막 위에 위치하고, 상기 제2 보호막의 상기 개구부를 통해 상기 공통 전극과 연결되는 차광 부재를 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 박막 트랜지스터에 인접한 영역에서 상기 공통 전극과 연결되고, 상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 일부 중첩하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 간격제를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 그리고
    상기 화소 전극 위에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 착색 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 간격제와 상기 착색 부재는 동일한 층으로 이루어지는 액정 표시 장치.
  11. 제7항에서,
    상기 화소 전극은 복수의 절개부를 가지고,
    상기 공통 전극은 면 형태를 가지는 액정 표시 장치.
  12. 제7항에서,
    상기 색필터 위에 위치하고, 상기 공통 전극 아래에 위치하는 덮개막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선 및 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 게이트선 및 데이터선 위에 위치하는 제1 보호막,
    상기 제1 보호막 위에 위치하는 색필터,
    상기 제1 보호막 위에 위치하는 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 위치하는 제2 보호막,
    상기 제2 보호막 위에 위치하는 공통 전극, 그리고
    상기 공통 전극의 바로 위 또는 바로 아래 위치하는 차광 부재를 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 박막 트랜지스터에 인접한 영역에서 상기 공통 전극과 연결되고, 상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 일부 중첩하는 액정 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 간격제를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 그리고
    상기 공통 전극 위에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 중첩하는 착색 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 간격제와 상기 착색 부재는 동일한 층으로 이루어지는 액정 표시 장치.
  17. 제13항에서,
    상기 화소 전극은 면 형태를 가지고,
    상기 공통 전극은 복수의 절개부를 가지는 액정 표시 장치.
  18. 제13항에서,
    상기 색필터 위에 위치하고, 상기 화소 전극 아래에 위치하는 덮개막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
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