KR102130545B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 차광 부재를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시판을 포함하고, 상기 표시판은 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제1 기판 위에 위치하며 제1 전압을 전달하는 제1 전극, 상기 제1 기판 위에 위치하며 제2 전압을 전달하는 제2 전극, 그리고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 마주하는 변 사이의 공간과 중첩하는 차광 부재를 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 화소의 영역에 국한되는 섬형이다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 차광 부재를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서, 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어진다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 원하는 화상을 표시할 수 있다.
전기장 생성 전극은 마주하는 두 표시판에 각각 구비되어 있을 수도 있고, 두 전기장 생성 전극이 모두 하나의 표시판에 위치할 수도 있다. 마주하는 두 표시판 중 한 표시판에는 전기장 생성 전극 중 데이터 전압을 인가받는 화소 전극과 복수의 박막 트랜지스터가 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 한 표시판에는 적색, 녹색 및 청색 등의 기본색을 나타내는 색필터와 화소 사이의 빛샘을 막을 수 있는 차광 부재가 형성되어 있을 수 있다.
그러나, 이러한 액정 표시 장치에서 화소 전극 및 박막 트랜지스터와 색필터 또는 차광 부재가 서로 다른 표시판에 형성되므로 화소 전극과 색필터 사이 또는 화소 전극과 차광 부재 사이에 정확한 정렬(align)이 곤란하여 정렬 오차가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여 차광 부재를 화소 전극 및 박막 트랜지스터와 동일한 표시판에 형성하는 구조가 제안되었고, 이 경우 색필터도 화소 전극과 동일한 표시판에 형성될 수 있다. 이와 같이 차광 부재를 화소 전극 및 박막 트랜지스터가 형성된 표시판에 함께 형성함으로써 액정 표시 장치의 고개구율 및 고투과율을 가능하게 할 수 있다.
차광 부재가 화소 전극 및 박막 트랜지스터와 동일한 표시판에 형성되는 구조에서 차광 부재로부터의 불순물이 액정층으로 유입되는 경우가 생겨 잔상이 생기고 액정 표시 장치의 신뢰성이 떨어질 수 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차광 부재가 화소 전극과 박막 트랜지스터와 동일한 표시판에 위치하는 경우 차광 부재로부터의 불순물이 액정층으로 유입되는 것을 막아 액정 표시 장치의 잔상을 없애고 신뢰성을 높이는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 최소한의 차광 부재로 빛샘을 효과적으로 차단하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시판을 포함하고, 상기 표시판은 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층, 상기 제1 기판 위에 위치하며 제1 전압을 전달하는 제1 전극, 상기 제1 기판 위에 위치하며 제2 전압을 전달하는 제2 전극, 그리고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 서로 마주하는 변 사이의 공간과 중첩하는 차광 부재를 포함하고, 상기 차광 부재는 한 화소의 영역에 국한되는 섬형이다.
상기 제1 전극은 게이트 신호를 전달하는 게이트선을 포함하고, 상기 제2 전극은 데이터 전압을 인가받는 드레인 전극 또는 상기 드레인 전극과 연결된 화소 전극을 포함할 수 있다.
상기 게이트선은 오목부를 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 오목부 안에 위치하는 확장부를 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 확장부와 전기적으로 연결되어 있는 돌출부를 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 오목부의 가장자리 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 변 사이의 공간과 중첩하는 제1 차광 부재를 포함할 수 있다.
상기 드레인 전극과 동일한 층에서 상기 드레인 전극과 마주하는 소스 전극을 더 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 소스 전극과 마주하는 막대부 및 상기 막대부와 상기 확장부 사이를 연결하는 연결부를 더 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 연결부를 사이에 두고 상기 제1 차광 부재와 마주하는 제2 차광 부재를 더 포함하며, 상기 제2 차광 부재는 서로 마주하는 상기 오목부의 가장자리 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 변 사이의 공간과 중첩할 수 있다.
상기 제1 차광 부재와 상기 제2 차광 부재는 서로 연결되어 있을 수 있다.
상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 위치할 수 있다.
상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 상기 제1 기판 사이에 위치할 수 있다.
상기 차광 부재는 상기 제2 기판 위에 위치할 수 있다.
상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 오목부의 가장자리 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 변 사이의 공간 그리고 상기 확장부와 중첩할 수 있다.
상기 차광 부재는 상기 차광 부재의 가운데에 위치하며 상기 확장부와 중첩하는 개구부를 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소 사이를 뻗는 복수의 신호선을 더 포함하고, 상기 신호선은 불투명한 도전 물질을 포함할 수 있다.
공통 전압을 인가받고 상기 화소 전극과 함께 상기 액정층에 전기장을 생성하는 대향 전극을 더 포함하고, 상기 대향 전극은 상기 제1 기판 위에 위치할 수 있다.
상기 대향 전극은 상기 돌출부 주위를 둘러싸는 개구부를 포함하고, 상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 개구부의 가장자리의 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 가장자리 변 사이의 공간과 중첩하는 부분을 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 게이트선의 가장자리 변 및 상기 드레인 전극 또는 상기 화소 전극 사이의 공간과 중첩하는 부분을 포함할 수 있다.
상기 게이트선은 위 또는 아래로 돌출한 게이트 전극을 포함하고, 상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 게이트 전극의 가장자리 변 및 상기 드레인 전극 또는 상기 화소 전극 사이의 공간과 중첩하는 부분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 차광 부재가 화소 전극과 박막 트랜지스터와 동일한 표시판에 위치하는 액정 표시 장치에서 차광 부재로부터의 불순물이 액정층으로 유입되는 것을 막아 액정 표시 장치의 잔상을 없애고 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 최소한의 차광 부재로 빛샘을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 5는 도 4에 도시한 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이고,
도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 9 및 도 10은 각각 도 4에 도시한 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이고,
도 11 내지 도 13은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 15는 도 14에 도시한 액정 표시 장치를 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이고,
도 16 내지 도 18은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 19 및 도 20은 각각 도 14에 도시한 액정 표시 장치를 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이고,
도 21은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고,
도 22는 도 21에 도시한 액정 표시 장치를 XXII-XXII 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이고,
도 23 내지 도 28은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
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.
이제 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 화소(PX)가 위치하는 표시판(300)을 포함한다. 화소(PX)는 영상을 표시하는 단위로서 소정 휘도의 영상을 표시할 수 있다. 화소(PX)와 화소(PX) 사이에는 게이트선, 데이터선 등의 신호선(도시하지 않음)이 뻗을 수 있고, 신호선은 불투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 신호선은 저반사율을 가지는 도전성 물질을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 표시판(300)은 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다. 액정층(3)은 액정 분자(31)를 포함한다. 하부 표시판(100) 및/또는 상부 표시판(200)에는 액정층(3)에 전기장을 생성할 수 있는 적어도 하나의 전기장 생성 전극(도시하지 않은)이 위치한다. 액정 분자(31)는 일정 방향으로 배향되어 있다가 액정층(3)에 생성된 전기장에 따라 재배열될 수 있다.
도 3을 참조하면, 한 화소(PX)는 제1 전극(HV) 및 제2 전극(LV), 그리고 섬형의 차광 부재(220)를 포함한다.
제1 전극(HV)은 소정의 제1 전압을 전달받을 수 있고, 제2 전극(LV)은 제2 전압을 전달받는다. 제1 전압과 제2 전압은 별개의 전압으로서 서로 다른 크기를 가질 수도 있다. 예를 들어 제2 전압은 제1 전압보다 작은 전압일 수 있다.
제1 전극(HV)과 제2 전극(LV)은 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200) 중 어느 하나에 함께 위치할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 제1 전극(HV)의 가장자리 변(side)은 제2 전극(LV)의 가장자리 변과 마주하는 부분을 포함하고, 서로 마주하는 제1 전극(HV)의 변과 제2 전극(LV)의 변 사이의 공간을 섬형의 차광 부재(220)가 덮는다. 섬형의 차광 부재(220)는 화소(PX)에 대응하여 위치하는 대략 섬형일 수 있으며, 그 모양은 다양하게 바뀔 수 있다. 섬형의 차광 부재(220)는 서로 마주하는 제1 전극(HV)의 변 및 제2 전극(LV)의 변 중 적어도 일부와 중첩할 수 있다. 도 3은 섬형의 차광 부재(220)가 서로 마주하는 제1 전극(HV)의 변 및 제2 전극(LV)의 변 모두와 중첩하는 예를 도시한다.
섬형의 차광 부재(220)는 하부 표시판(100) 및/또는 상부 표시판(200)에 위치할 수 있다.
서로 마주하는 제1 전극(HV)의 변과 제2 전극(LV)의 변 사이에는 제1 전극(HV)과 제2 전극(LV)의 전압차에 의해 수평 방향의 프린지 필드(fringe field)가 생성될 수 있고, 이는 액정 분자(31)의 배열에 영향을 끼쳐 원치 않는 휘도의 빛이 인식될 수 있다. 이렇게 원하지 않는 빛이 새어 나오는 빛샘 현상은 섬형의 차광 부재(220)에 의해 가려져 사용자에게 인식되지 않을 수 있다. 또한 본 발명의 한 실시예에 따르면 표시판(300) 전체에 걸쳐 연결되도록 차광 부재를 형성하지 않고, 빛샘을 차단하고자 하는 영역에만 선택적으로 섬형의 차광 부재(220)를 형성하므로 차광 물질 사용을 제한할 수 있고, 차광 물질에 의해 액정층(3)이 오염되는 것을 최대한 막을 수 있다.
또한 차광 부재(220)의 형성 면적을 줄일 수 있으므로 불필요하게 빛이 차단되는 영역을 최소화할 수 있고, 고해상도의 액정 표시 장치에서 개구율을 높일 수 있다.
그러면, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구체적인 구조에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 5는 도 4에 도시한 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이고, 도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
상부 표시판(200)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 기판(210)을 포함한다.
하부 표시판(100)에 대하여 설명하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있는 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 오프 전압(Voff)과 게이트 온 전압(Von)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗을 수 있다. 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함하며, 게이트 전극(124)과 인접한 곳에 위치하는 오목부(25)를 포함할 수 있다.
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. 게이트선(121)은 반사율이 낮은 금속을 포함하거나 티타늄(Ti)/IZO/구리(Cu)와 같이 저반사 적층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어질 수 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
*반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 위치할 수 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 배치될 수 있다. 반도체(154)의 종류에 따라 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차할 수 있다.
데이터선(171)은 소스 전극(173)을 포함한다. 도 1에 도시한 실시예에 따르면, 소스 전극(173)은 데이터선(171)으로부터 돌출되지 않고 데이터선(171)과 동일선 상에 위치할 수 있다.
드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 마주한다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 대체로 나란하게 뻗는 막대형 부분과 그 반대쪽의 확장부(177), 그리고 막대형 부분과 확장부(177)를 연결하는 연결부(176)를 포함할 수 있다.
데이터 도전체는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어질 수 있으며, 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. 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터선(171)은 반사율이 낮은 금속을 포함하거나 티타늄(Ti)/IZO/구리(Cu)와 같이 저반사 적층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Q)를 이루며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 박막 트랜지스터(Q)는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함하므로 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터(Q)의 폭을 넓힐 수 있고, 이에 따라 액정 표시 장치의 개구율을 더욱 증가시킬 수 있다.
데이터 도전체, 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 위치한다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(230)가 위치할 수 있다. 색필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색의 삼원색, 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta)의 삼원색, 또는 사원색 등을 들 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 색필터(230)는 이러한 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다. 각 색필터(230)는 화소열 또는 화소행을 따라 길게 뻗을 수 있다.
색필터(230)는 상부 표시판(200)에 위치할 수도 있다.
*색필터(230) 위에는 제2 보호막(180b)이 위치한다. 제2 보호막(180b)은 무기 절연막 또는 유기 절연막으로 이루어질 수 있으며, 색필터(230)에 대한 덮개막으로서 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공할 수 있다. 제2 보호막(180b)은 색필터(230)의 안료 등의 불순물이 액정층(3)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제1 보호막(180a) 및 제2 보호막(180b)은 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)을 포함할 수 있다.
제2 보호막(180b)은 생략될 수도 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 대략 면형일 수도 있고, 복수의 가지 전극을 포함할 수도 있다. 화소 전극(191)은 돌출부(195)를 포함할 수 있다. 돌출부(195)는 는 제1 보호막(180a) 및 제2 보호막(180b)의 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.
도 4를 참조하면, 드레인 전극(175)의 확장부(177), 접촉 구멍(185) 그리고 화소 전극(191)의 돌출부(195)는 게이트선(121)의 오목부(25) 안에 위치할 수 있다. 이 경우 오목부(25)의 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있다.
본 실시예와 같이 드레인 전극(175)의 확장부(177) 및 이와 접촉하는 화소 전극(191)의 돌출부(195)가 위치하는 곳에 게이트선(121)의 오목부(25)가 위치하게 함으로써 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 기생 용량을 줄일 수 있다. 따라서 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 기생 용량에 의한 킥백 전압(kickback voltage)을 줄일 수 있고 게이트 신호의 지연을 줄일 수 있다.
화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면 하부 표시판(100)은 화소 전극(191)과 함께 액정층(3)에 전기장을 생성할 수 있는 대향 전극(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 대향 전극은 화소 전극(191)의 위 또는 아래의 층에 위치할 수 있고, 화소 전극(191)과 중첩하거나 중첩하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 대향 전극은 상부 표시판(200)에 위치할 수도 있다.
대향 전극도 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 적어도 하나의 차광 부재(light blocking member)(220a, 220b)를 포함한다. 차광 부재(220a, 220b)는 서로 분리되어 있는 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)를 포함할 수 있다. 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)는 각각 섬형일 수 있으며, 한 화소(PX) 안에 국한되어 위치할 수 있다.
제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)는 빛샘을 막으며, 블랙 카본(black carbon) 등의 안료를 포함할 수 있고, 감광성의 유기 물질을 포함할 수도 있다.
도 6을 참조하면, 게이트선(121)의 오목부(25)의 변 중 오른쪽 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있으며, 마주하는 두 부분 및 그 사이의 영역을 제1 빛샘부(BMa)라 한다.
도 7을 참조하면, 게이트선(121)의 오목부(25)의 변 중 아래쪽 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있으며, 마주하는 두 부분 및 그 사이의 영역을 제2 빛샘부(BMb)라 한다.
도 7을 참조하면, 게이트선(121)의 오목부(25)의 변 중 왼쪽 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있으며, 마주하는 두 부분 및 그 사이의 영역을 제3 빛샘부(BMc1, BMc2)라 한다.
특히 게이트선(121)의 오목부(25)의 왼쪽 변 부근에는 드레인 전극(175)의 연결부(176)가 지날 수 있다. 데이터 도전체가 금속과 같은 불투명한 도전 물질을 포함하는 경우 드레인 전극(175)의 연결부(176)는 빛샘을 차단할 수 있으므로, 제3 빛샘부(BMc1, BMc2)는 연결부(176)를 기준으로 하부에 위치하는 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부에 위치하는 상부 제3 빛샘부(BMc2)로 나뉠 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제1 차광 부재(220a)는 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 그리고 하부 제3 빛샘부(BMc1)와 한꺼번에 중첩하여 덮을 수 있고, 제2 차광 부재(220b)는 제1 차광 부재(220a)와 분리되어 상부 제3 빛샘부(BMc2)하고만 중첩하여 덮을 수 있다.
게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이에는 게이트 신호와 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191)이 전달하는 데이터 전압 사이의 전압차에 의한 수평 성분을 포함하는 프린지 필드가 생성될 수 있다. 이러한 전기장은 액정 분자(31)의 배열에 영향을 끼쳐 원하지 않는 빛샘이 발생할 수 있다. 특히 게이트선(121)은 한 프레임의 대분 시간 동안 게이트 오프 전압(Voff)을 전달하는데, 게이트 오프 전압(Voff)은 데이터 전압보다 상당히 작으므로 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이에 생성되는 전기장의 세기가 더욱 커져 새는 빛의 세기가 더욱 세질 수 있다. 이는 블랙 계조를 표시하는 영상에서 더욱 두드러져 액정 표시 장치의 대비비(contrast ratio)를 저하시키고 표시 품질을 낮출 수 있다. 이러한 빛샘은 앞에서 설명한 바와 같이 게이트선(121)의 오목부(25) 부근의 빛샘부(BMa, BMb, BMc1, BMc2)에서 주로 생성될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면, 모든 빛샘부(BMa, BMb, BMc1, BMc2)와 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)가 중첩하므로 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 프린지 필드에 의한 빛샘을 모두 차단할 수 있다.
제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)가 빛샘이 발생하기 쉬운 빛샘부(BMa, BMb, BMc1, BMc2) 영역에만 선택적으로 최소한의 영역에만 형성되어 있으므로 차광 물질의 양을 제한할 수 있다.
이 밖에 이웃한 화소(PX) 사이의 빛샘은 게이트선(121), 데이트선(171) 등의 불투명한 도전 물질을 이용해 차단할 수 있다. 이러한 불투명한 도전 물질을 이용해 빛샘을 차단할 경우 외부광의 반사에 의한 품질 저하를 방지하기 위해 게이트선(121) 및 데이터선(171)은 반사율이 낮은 금속을 포함하거나 티타늄(Ti)/IZO/구리(Cu)와 같이 저반사 적층 구조를 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)는 하부 표시판(100)에 위치할 수 있으며, 더 구체적으로 화소 전극(191) 위에 위치할 수 있다.
본 발명의 한 실시예와 같이 색필터(230) 및 차광 부재(220a, 220b)를 박막 트랜지스터(Q)와 함께 하부 표시판(100)에 위치시킴으로써 차광 부재(220a, 220b) 및 색필터(230)와 화소 전극(191) 및 박막 트랜지스터(Q) 사이의 정렬을 맞추기 용이하여 정렬 오차를 줄일 수 있다. 따라서 이들 구성 요소 간의 오정렬에 따른 액정 표시 장치의 빛샘이나 개구율 저하를 방지할 수 있고 투과율을 높일 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)가 빛샘이 발생하기 쉬운 빛샘부(BMa, BMb, BMc1, BMc2) 영역에만 선택적으로 최소한의 영역에만 형성되어 있으므로 도 5에 도시한 바와 같이 차광 부재(220a, 220b)가 액정층(3)과 인접하는 경우에도 차광 부재(220a, 220b)의 할로겐 원소 등의 안료 성분이 불순물로서 액정층(3)으로 유입되거나 확산되는 양을 최소화할 수 있다. 이에 따라 액정층(3) 유입된 불순물로 인한 잔상을 방지할 수 있고 액정 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
다음, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 9 및 도 10을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 9 및 도 10은 각각 도 4에 도시한 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 도 4 내지 도 8에 도시한 실시예와 대부분 동일하나 차광 부재(220a, 220b)의 위치가 다를 수 있다.
먼저 도 9를 참조하면, 차광 부재(220a, 220b)는 화소 전극(191)의 아래에 위치할 수 있다. 구체적으로 차광 부재(220a, 220b)는 색필터(230)와 같이 제1 보호막(180a)과 제2 보호막(180b) 사이에 위치할 수 있다. 이 경우 차광 부재(220a, 220b)의 불순물이 액정층(3)으로 유입될 가능성이 더 낮아지므로 액정 표시 장치의 신뢰성을 더욱 높일 수 있다.
도 10을 참조하면, 차광 부재(220a, 220b)는 상부 표시판(200)에 위치할 수도 있다. 즉, 차광 부재(220a, 220b)는 기판(210) 위에 위치할 수 있다. 차광 부재(220a, 220b) 위에는 덮개막(250)이 더 위치할 수 있다. 덮개막(250)은 차광 부재(220a, 220b)가 노출되는 것을 방지할 수 있다.
그러면, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 11 내지 도 13은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 도 4 내지 도 10에 도시한 실시예와 대부분 동일하나, 차광 부재의 형태가 다를 수 있다.
먼저 도 11을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)를 포함한다. 차광 부재(220)는 앞에서 설명한 게이트선(121)의 오목부(25) 부근의 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부 제3 빛샘부(BMc2) 모두와 중첩하며 덮을 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 서로 연결된 세 막대부를 포함하여 회전된 "ㄷ"자 모양을 가질 수 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 프린지 필드에 의한 빛샘을 모두 차단할 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)를 포함한다. 본 실시예에 따른 차광 부재(220)는 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부 제3 빛샘부(BMc2)뿐만 아니라 이들에 의해 둘러싸인 게이트선(121)의 오목부(25)와도 중첩하며 덮을 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 대략 볼록 다각형, 예를 들어 볼록 사각형일 수 있다. 그러나 차광 부재(220)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고 게이트선(121)의 오목부(25)를 덮을 수 있는 어떠한 형태도 가능하다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)를 포함한다. 본 실시예에 따른 차광 부재(220)는 앞에서 설명한 도 12에 도시한 실시예와 대부분 동일하나, 차광 부재(220)의 가운데에 위치하는 개구부(opening)(225)를 더 포함할 수 있다. 개구부(225)는 확장부(177)와 중첩할 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 대략 볼록 다각형의 도넛 형태를 가질 수 있고, 예를 들어 볼록 사각형의 도넛 형태일 수 있다. 본 실시예에 따른 차광 부재(220)는 오목부(25)의 위쪽 가장자리 부분도 덮을 수 있다. 그러나 차광 부재(220)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고 폐곡선과 같이 게이트선(121)의 오목부(25)의 가장자리 부분을 따라 덮을 수 있는 어떠한 형태도 가능하다.
도 11 내지 도 13에 도시한 실시예의 경우에도 차광 부재(220)는 앞에서 설명한 도 9 및 도 10에 도시한 실시예와 같이 위치가 다양하게 바뀔 수 있다.다음, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구체적인 구조에 대하여 설명한다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 15는 도 14에 도시한 액정 표시 장치를 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 도 4 내지 도 13에 도시한 실시예와 대부분 동일하므로 차이점을 중심으로 설명한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
상부 표시판(200)은 기판(210)을 포함한다.
하부 표시판(100)에 대하여 설명하면, 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗으며 게이트 전극(124)을 포함하고, 게이트 전극(124)과 인접한 곳에 위치하는 오목부(25)를 포함할 수 있다.
게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(140) 위에는 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 위치할 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 투과율 향상을 위해 주기적으로 굴곡되어 있을 수 있다. 예를 들어 도 14에 도시한 바와 같이 각 데이터선(171)은 한 화소(PX)의 가로 중심선(도시하지 않음)에 대응하는 부분에서 적어도 한 번 꺾일 수 있다.
드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 대체로 나란하게 뻗는 막대형 부분과 그 반대쪽의 확장부(177), 그리고 막대형 부분과 확장부(177)를 연결하는 연결부(176)를 포함할 수 있다.
데이터 도전체, 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 위치한다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(도시하지 않음)가 위치할 수 있다. 색필터(230)는 상부 표시판(200)에 위치할 수도 있다.
제1 보호막(180a) 및 색필터 위에는 제2 보호막(180b)이 위치한다. 제2 보호막(180b)은 드레인 전극(175) 일부에 대응하는 영역에 형성되어 있는 개구부(185b)를 포함할 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 대향 전극(270)이 위치할 수 있다. 대향 전극(270)은 면형으로서 기판(110) 전면 위에 형성되어 있을 수 있다. 이웃한 화소(PX)에 위치하는 대향 전극(270)은 서로 연결되어 일정한 크기의 공통 전압(Vcom)을 전달할 수 있다.
대향 전극(270)은 드레인 전극(175)의 확장부(177)에 대응하는 개구부(279)를 가질 수 있다.
대향 전극(270) 위에는 제3 보호막(180c)이 위치할 수 있다. 제3 보호막(180c)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다. 제3 보호막(180c)은 그 표면이 평탄할 수 있다.
제1 보호막(180a) 및 제3 보호막(180c)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 접촉 구멍(185)은 제2 보호막(180b)의 개구부(185b) 안에 위치할 수도 있고, 접촉 구멍(185)의 외곽 경계와 개구부(185b)의 외곽 경계가 실질적으로 일치할 수도 있다.
접촉 구멍(185)은 대향 전극(270)의 개구부(279) 안에 위치한다. 즉, 대향 전극(270)의 개구부(279)는 접촉 구멍(185)을 둘러쌀 수 있다.
제3 보호막(180c) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 대향 전극(270)과 중첩하는 복수의 가지 전극(193)을 포함하고, 이웃한 가지 전극(193) 사이에는 전극이 없는 슬릿(93)이 형성된다. 화소 전극(191)의 가지 전극(3은 데이터선(171)에 대체로 나란하게 뻗을 수 있다. 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(193)은 세로 방향에 대해 빗각을 이루며 기울어져 있으며, 화소 전극(191)의 대략 가로 중심선(도시하지 않음) 부근에서 꺾여 있을 수 있다. 이에 따라 화소 전극(191)은 각 화소(PX)의 가로 중심선을 기준으로 가지 전극(193)의 기울어진 방향이 서로 다른 복수의 도메인으로 나뉠 수 있다. 예를 들어 가로 중심선을 기준으로 상부의 가지 전극(193)은 우상 방향으로 뻗고 하부의 가지 전극(193)은 우하 방향으로 뻗을 수 있다.
화소 전극(191)은 또한 돌출부(195)를 포함할 수 있다. 돌출부(195)는 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화소 전극(191)과 대향 전극(270)의 적층 위치는 서로 바뀔 수 있다. 즉, 제2 보호막(180b) 위에 화소 전극(191)이 위치하고, 그 위에 제3 보호막(180c)이 위치하고, 그 위에 대향 전극(270)이 위치할 수도 있다. 이 경우 제3 보호막(180c)에는 접촉 구멍(185)이 형성되지 않을 수 있으며, 대향 전극(270)도 개구부(279)를 가지지 않을 수 있다. 또한 화소 전극(191)이 화소(PX) 영역을 대부분 채우는 면형일 수 있고, 대향 전극(270)이 화소 전극(191)과 중첩하는 복수의 가지 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화소 전극(191)은 하부 표시판(100)에 위치하고 대향 전극(270)은 상부 표시판(200)에 위치할 수도 있다. 이 밖에도 화소 전극(191)과 대향 전극(270)의 구조 및 배치는 다양할 수 있다.
도시하지 않았지만, 화소 전극(191)과 제3 보호막(180c) 위에는 배향막(alignment layer)이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있다. 배향막은 일정한 방향으로 러빙되어 있을 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여 광배향될 수도 있다.
액정 분자(31)는 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 표시판(100, 200)에 평행하게 배향되어 있을 수 있고, 이 경우 액정 분자(31)는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 액정 분자(31)는 그 장축 방향이 하부 표시판(100)으로부터 상부 표시판(200)에 이르기까지 나선상으로 비틀린 구조를 가진 네마틱 액정 분자일 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정 분자(31)는 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 표시판(100, 200)에 대체로 수직하게 배향되어 있을 수도 있고, 이 경우 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 이 경우 화소 전극(191)과 대향 전극(270)의 배치 및 구조 등은 도시한 바와 다르게 바뀔 수 있다.
도 14를 참조하면, 드레인 전극(175)의 확장부(177), 접촉 구멍(185) 그리고 화소 전극(191)의 돌출부(195)는 게이트선(121)의 오목부(25) 안에 위치할 수 있다. 이 경우 오목부(25)의 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있다.
게이트선(121)의 오목부(25)의 변 중 오른쪽 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있으며, 마주하는 두 부분 및 그 사이의 영역을 제1 빛샘부(BMa)라 한다. 게이트선(121)의 오목부(25)의 변 중 아래쪽 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있으며, 마주하는 두 부분 및 그 사이의 영역을 제2 빛샘부(BMb)라 한다. 게이트선(121)의 오목부(25)의 변 중 왼쪽 변은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 또는 화소 전극(191)의 돌출부(195)와 마주하는 부분을 포함할 수 있으며, 마주하는 두 부분 및 그 사이의 영역을 제3 빛샘부(BMc1, BMc2)라 한다. 특히 게이트선(121)의 오목부(25)의 왼쪽 변 부근에는 드레인 전극(175)의 연결부(176)가 지날 수 있다. 데이터 도전체가 금속과 같은 불투명한 도전 물질을 포함하는 경우 드레인 전극(175)의 연결부(176)는 빛샘을 차단할 수 있으므로, 제3 빛샘부(BMc1, BMc2)는 연결부(176)를 기준으로 하부에 위치하는 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부에 위치하는 상부 제3 빛샘부(BMc2)로 나뉠 수 있다.
특히 본 실시예의 경우 대향 전극(270)의 개구부(279)의 변과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191)의 변 사이에서도 프린지 필드에 의한 빛샘이 발생할 수 있는데, 이 부분은 빛샘부(BMa, BMb, BMc1, BMc2) 안에 포함될 수 있다.
본 실시예에서도 제1 차광 부재(220a)가 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 그리고 하부 제3 빛샘부(BMc1)와 한꺼번에 중첩하여 덮고, 제2 차광 부재(220b)는 제1 차광 부재(220a)와 분리되어 상부 제3 빛샘부(BMc2)와 중첩할 수 있다. 따라서 모든 빛샘부(BMa, BMb, BMc1, BMc2)와 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)가 중첩하므로 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 프린지 필드에 의한 빛샘을 모두 차단할 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면 차광 부재(220a, 220b)가 서로 마주하는 대향 전극(270)의 개구부(279)와 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이 및/또는 이들의 변도 덮으므로 대향 전극(270)의 개구부(279)의 가장자리 변과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191)의 가장자리 변 사이의 프린지 필드에 의한 빛샘도 차단할 수 있다.
이 밖의 설명은 앞에서 설명한 실시예에서와 동일하므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.
도 15를 참조하면, 앞에서 설명한 실시예와 같이 차광 부재(220a, 220b)는 하부 표시판(100)에 위치할 수 있고, 더 구체적으로 화소 전극(191) 위에 위치할 수 있다. 그러나 차광 부재(220a, 220b)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니고 앞에서 설명한 도 9 및 도 10에 도시한 실시예와 같이 위치가 다양하게 바뀔 수 있다.
그러면, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 16 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 16 내지 도 18은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 19 및 도 20은 각각 도 14에 도시한 액정 표시 장치를 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 도 14 및 도 15에 도시한 실시예와 대부분 동일하나, 차광 부재의 형태가 다를 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)를 포함한다. 차광 부재(220)는 앞에서 설명한 게이트선(121)의 오목부(25) 부근의 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부 제3 빛샘부(BMc2) 모두와 중첩하며 덮을 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 서로 연결된 세 막대부를 포함하여 회전된 "ㄷ"자 모양을 가질 수 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121) 또는 개구부(279)의 변과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 프린지 필드에 의한 빛샘을 모두 차단할 수 있다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)를 포함한다. 본 실시예에 따른 차광 부재(220)는 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부 제3 빛샘부(BMc2)뿐만 아니라 이들에 의해 둘러싸인 게이트선(121)의 오목부(25)와도 중첩하며 덮을 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 대략 볼록 다각형, 예를 들어 볼록 사각형일 수 있다. 그러나 차광 부재(220)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고 게이트선(121)의 오목부(25)를 덮을 수 있는 어떠한 형태도 가능하다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)를 포함한다. 본 실시예에 따른 차광 부재(220)는 앞에서 설명한 도 17에 도시한 실시예와 대부분 동일하나, 차광 부재(220)의 가운데에 위치하는 개구부(225)를 더 포함할 수 있다. 개구부(225)는 확장부(177)와 중첩할 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 대략 볼록 다각형의 도넛 형태를 가질 수 있고, 예를 들어 볼록 사각형의 도넛 형태일 수 있다. 본 실시예에 따른 차광 부재(220)는 오목부(25)의 위쪽 가장자리 부분도 덮을 수 있다. 그러나 차광 부재(220)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고 폐곡선과 같이 게이트선(121)의 오목부(25)의 가장자리 부분을 따라 덮을 수 있는 어떠한 형태도 가능하다.
도 19를 참조하면, 도 14 내지 도 18에 도시한 여러 실시예에서 차광 부재(220, 220a, 220b)는 상부 표시판(200)의 기판(210) 위에 위치할 수도 있다.
도 20을 참조하면, 도 14 내지 도 18에 도시한 여러 실시예에서 차광 부재(220, 220a, 220b)는 화소 전극(191)의 아래, 더 구체적으로 제1 보호막(180a)과 제2 보호막(180b) 사이에 위치할 수도 있다.
다음, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 21 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 21은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 22는 도 21에 도시한 액정 표시 장치를 XXII-XXII 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이고, 도 23 내지 도 25는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 실시예와 대부분 동일하나, 화소 전극(191)과 대향 전극(270)의 적층 위치가 다를 수 있다.
하부 표시판(100)에 대하여 설명하면, 기판(110) 위에 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140)이 위치하고, 그 위에 반도체(154)가 위치한다. 반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 위치할 수 있다. 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 위치한다.
드레인 전극(175)의 바로 위에는 화소 전극(191)이 위치할 수 있다. 화소 전극(191)은 드레인 전극(175)과 직접 접촉할 수 있다. 그러나 이와 달리 드레인 전극(175)과 화소 전극(191) 사이에 절연층이 위치할 수도 있다. 이 경우 화소 전극(191)은 절연층의 접촉 구멍을 통해 드레인 전극(175)과 연결될 수 있다. 화소 전극(191)은 면형, 즉 통판 형태를 가지고 한 화소(PX)에 배치될 수 있다.
데이터 도전체, 게이트 절연막(140), 반도체(154)의 노출된 부분, 그리고 화소 전극(191) 위에는 보호막(180)이 위치한다.
보호막(180) 위에는 대향 전극(270)이 위치한다. 복수의 화소(PX)에 위치하는 대향 전극(270)은 연결 다리(276) 등을 통해 서로 연결되어 있어 동일한 공통 전압(Vcom)을 전달할 수 있다. 본 실시예에 따른 대향 전극(270)은 면형의 화소 전극(191)과 중첩하는 복수의 가지 전극(273)을 포함한다. 대향 전극(270)의 이웃하는 가지 전극(273) 사이는 전극이 제거된 슬릿(73)이 형성된다.
도 21을 참조하면, 본 실시예에서도 제1 차광 부재(220a)가 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 그리고 하부 제3 빛샘부(BMc1)와 한꺼번에 중첩하여 덮고, 제2 차광 부재(220b)는 제1 차광 부재(220a)와 분리되어 상부 제3 빛샘부(BMc2)와 중첩할 수 있다. 따라서 모든 빛샘부(BMa, BMb, BMc1, BMc2)와 제1 차광 부재(220a) 및 제2 차광 부재(220b)가 중첩하므로 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 프린지 필드에 의한 빛샘을 모두 차단할 수 있다. 이 밖의 설명은 앞에서 설명한 실시예에서와 동일하므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.
도 22를 참조하면, 차광 부재(220a, 220b)는 하부 표시판(100)에 위치할 수 있다. 더 구체적으로 대향 전극(270) 위에 위치할 수 있다. 그러나 차광 부재(220a, 220b)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니고 앞에서 설명한 도 9 및 도 10에 도시한 실시예와 같이 위치가 다양하게 바뀔 수 있다.
도 23을 참조하면, 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)는 앞에서 설명한 게이트선(121)의 오목부(25) 부근의 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부 제3 빛샘부(BMc2) 모두와 중첩하며 덮을 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 서로 연결된 세 막대부를 포함하여 회전된 "ㄷ"자 모양을 가질 수 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121)과 드레인 전극(175) 또는 화소 전극(191) 사이의 프린지 필드에 의한 빛샘을 모두 차단할 수 있다.
도 24를 참조하면, 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)는 제1 빛샘부(BMa), 제2 빛샘부(BMb), 하부 제3 빛샘부(BMc1) 및 상부 제3 빛샘부(BMc2)뿐만 아니라 이들에 의해 둘러싸인 게이트선(121)의 오목부(25)와도 중첩하며 덮을 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 대략 볼록 다각형, 예를 들어 볼록 사각형일 수 있다. 그러나 차광 부재(220)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고 게이트선(121)의 오목부(25)를 덮을 수 있는 어떠한 형태도 가능하다.
도 25를 참조하면, 한 화소(PX)에 대응하여 위치하는 섬형의 차광 부재(220)는 앞에서 설명한 도 24에 도시한 실시예와 대부분 동일하나, 차광 부재(220)의 가운데에 위치하는 개구부(225)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 차광 부재(220)는 대략 볼록 다각형의 도넛 형태를 가질 수 있고, 예를 들어 볼록 사각형의 도넛 형태일 수 있다. 본 실시예에 따른 차광 부재(220)는 오목부(25)의 위쪽 가장자리 부분도 덮을 수 있다. 그러나 차광 부재(220)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니고 폐곡선과 같이 게이트선(121)의 오목부(25)의 가장자리 부분을 따라 덮을 수 있는 어떠한 형태도 가능하다.
다음, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 26 내지 도 28을 각각 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 26 내지 도 28은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 26을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 도 21 내지 도 25에 도시한 실시예와 대부분 동일하므로 차이점을 중심으로 설명하며 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트선(121)과 동일한 층에 위치하는 공통 전압선(125)을 더 포함할 수 있다. 게이트선(121)은 위 또는 아래로 돌출한 게이트 전극(124)을 포함한다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(도시하지 않음)의 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 연결될 수 있다.
데이터선(171)은 주기적으로 꺾여 있을 수 있다.
화소 전극(191)은 대체로 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 거의 평행한 변을 가지는 면형일 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 적어도 하나의 절연층(도시하지 않음)이 위치하고 그 위에 대향 전극(270)이 위치할 수 있다. 공통 전압선(125)과 대향 전극(270) 사이에 위치하는 보호막 등의 여러 절연층은 공통 전압선(125)의 일부를 드러내는 접촉 구멍(182)을 포함할 수 있다.
각 화소(PX)에 위치하는 대향 전극(270)은 데이터선(171)을 덮는 세로부(277), 두 세로부(277) 사이에 위치하며 이격되어 있는 복수의 가지 전극(273), 그리고 복수의 가지 전극(273)의 끝 부분을 연결하는 연결부(275)를 포함할 수 있다. 대향 전극(270)은 접촉 구멍(182)을 통하여 공통 전압선(125)으로부터 공통 전압(Vcom)을 인가받을 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 게이트선(121)의 변과 드레인 전극(175)의 확장부(177)의 변 사이의 공간과 중첩하는 섬형의 차광 부재(220)를 포함할 수 있다. 차광 부재(220)는 서로 마주하는 게이트선(121)의 변과 드레인 전극(175)의 확장부(177)의 변 중 적어도 하나도 함께 덮을 수 있다.
도 27을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 도 26에 도시한 실시예와 대부분 동일하나 차광 부재(220)가 확장되어 대향 전극(270)의 가지 전극(273) 사이의 적어도 하나의 슬릿(73)의 끝 부분을 덮는 가로부(221)를 더 포함할 수 있다. 차광 부재(220)의 가로부(221)와 중첩하는 슬릿(73)의 세로 방향 폭(Do)은 대략 1um 내지 대략 5um일 수 있다. 이와 같이 차광 부재(220)와 슬릿(73)의 끝 부분이 중첩하면 외부에서의 압력이 가해진 후 사라질 때 액정 분자가 원복되지 않아 발생할 수 있는 얼룩, 특히 슬릿(73)의 끝 부분에서 발생하는 얼룩이 시인되는 것을 막을 수 있다.
차광 부재(220)는 접촉 구멍(185)도 함께 덮을 수 있다.
마지막으로 도 28을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 앞에서 설명한 도 26에 도시한 실시예와 대부분 동일하나 화소 전극(191)과 대향 전극(270)의 적층 위치가 서로 바뀔 수 있다. 이 경우 대향 전극(도시하지 않음)이 화소(PX) 영역을 대부분 채우는 면형일 수 있고, 화소 전극(191)이 대향 전극과 중첩하는 복수의 가지 전극(193) 및 그 사이의 슬릿(93)을 포함할 수 있다. 또한 공통 전압선(125)은 확장부(126)를 포함할 수 있고, 대향 전극은 공통 전압선(125)의 확장부(126)를 드러내는 접촉 구멍(182)을 통하여 공통 전압선(125)과 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 게이트 전극(124)의 변과 드레인 전극(175)의 확장부(177)의 변 사이의 공간과 중첩하는 섬형의 차광 부재(220c) 및 서로 마주하는 게이트선(121)의 변과 드레인 전극(175)의 확장부(177)의 변 사이의 공간과 중첩하는 섬형의 차광 부재(220d)를 포함할 수 있다. 두 차광 부재(220c, 220d)는 각각 섬형으로서 서로 분리되어 있을 수도 있고 서로 연결되어 있을 수도 있다. 차광 부재(220c)는 서로 마주하는 게이트 전극(124)의 변과 드레인 전극(175)의 확장부(177)의 변 중 적어도 하나도 함께 덮을 수 있고, 차광 부재(220d)는 서로 마주하는 게이트선(121)의 변과 드레인 전극(175)의 확장부(177)의 변 중 적어도 하나도 함께 덮을 수 있다.
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.
3: 액정층 100, 200: 표시판
110, 210: 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 140: 게이트 절연막
154: 반도체 163, 165: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180: 보호막
191: 화소 전극
220, 220a, 220b, 220c, 220d: 차광 부재
230: 색필터 270: 대향 전극

Claims (20)

  1. 복수의 화소를 포함하는 표시판을 포함하고,
    상기 표시판은
    서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선,
    상기 제1 기판 위에 위치하고, 상기 게이트선에 연결된 게이트 전극, 소스 전극, 그리고 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극을 포함하는 트랜지스터,
    상기 트랜지스터 위에 위치하며 상기 드레인 전극 위에 위치하는 접촉 구멍을 가지는 절연층, 그리고
    상기 게이트 전극과 상기 게이트선 중 적어도 하나의 제1변과 상기 드레인 전극의 변 중 상기 제1변과 마주하는 제2변 사이의 공간과 중첩하는 차광 부재
    를 포함하고,
    상기 차광 부재는 대응하는 화소의 영역에 국한되는 섬형이고,
    상기 차광 부재는 상기 소스 전극 및 상기 접촉 구멍과 중첩하지 않는
    액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 접촉 구멍을 통해 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 더 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 제1변과 상기 화소 전극의 변 중 제3변 사이의 공간과도 중첩하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 게이트선은 오목부를 포함하고,
    상기 드레인 전극은 상기 오목부 안에 위치하는 확장부를 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 확장부와 전기적으로 연결되어 있는 돌출부를 포함하는
    액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 오목부의 가장자리 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 변 사이의 공간과 중첩하는 제1 차광 부재를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 드레인 전극은 상기 소스 전극과 마주하는 막대부 및 상기 막대부와 상기 확장부 사이를 연결하는 연결부를 더 포함하고,
    상기 차광 부재는 상기 연결부를 사이에 두고 상기 제1 차광 부재와 마주하는 제2 차광 부재를 더 포함하며,
    상기 제2 차광 부재는 서로 마주하는 상기 오목부의 가장자리 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 변 사이의 공간과 중첩하는
    액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 차광 부재와 상기 제2 차광 부재는 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 상기 제1 기판 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  9. 제5항에서,
    상기 차광 부재는 상기 제2 기판 위에 위치하는 액정 표시 장치.
  10. 제3항에서,
    상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 오목부의 가장자리 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 변 사이의 공간 그리고 상기 확장부와 중첩하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 차광 부재는 상기 차광 부재의 가운데에 위치하며 상기 확장부와 중첩하는 개구부를 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  13. 제10항에서,
    상기 차광 부재는 상기 화소 전극과 상기 제1 기판 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  14. 제10항에서,
    상기 차광 부재는 상기 제2 기판 위에 위치하는 액정 표시 장치.
  15. 제3항에서,
    상기 복수의 화소 사이를 뻗는 복수의 신호선을 더 포함하고,
    상기 신호선은 불투명한 도전 물질을 포함하는
    액정 표시 장치.
  16. 제3항에서,
    공통 전압을 인가받고 상기 화소 전극과 함께 상기 액정층에 전기장을 생성하는 대향 전극을 더 포함하고,
    상기 대향 전극은 상기 제1 기판 위에 위치하는
    액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 대향 전극은 상기 돌출부 주위를 둘러싸는 개구부를 포함하고,
    상기 차광 부재는 서로 마주하는 상기 개구부의 가장자리의 변 및 상기 확장부 또는 상기 돌출부의 가장자리 변 사이의 공간과 중첩하는 부분을 포함하는
    액정 표시 장치.
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