KR19990060948A

KR19990060948A - 횡전극구동 모드 박막트랜지스터 액정표시소자

Info

Publication number: KR19990060948A
Application number: KR1019970081195A
Authority: KR
Inventors: 김민섭; 안치욱
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26

Abstract

본 발명은 IPS 모드 TFT LCD에 관한 것으로, 편광자 상에 형성된 기판을 가지는 TFT LCD가, 기판 상면에 패턴화된 공통 전극, 및 절연층을 매개로 공통 전극 상에 형성되는 화소 전극을 가져, 공통 전극과 화소 전극이 중첩되는 부분에서 유지 용량이 형성되게 하며, 특히 화소 전극 패턴의 폭이 공통 전극 패턴의 폭보다 큼이 바람직하다.

Description

횡전극구동 모드 박막트랜지스터 액정표시소자

본 발명은 IPS(In-Plane Switching)모드 TFT-LCD 기술에 관한 것으로, 특히 공통 전극과 화소 전극을 중첩하도록 형성하여 개구율을 향상시킨 IPS 모드 TFT-LCD에 관한 것이다.

TFT-LCD는 음극선관을 대체할 차세대 표시 장치 중의 하나로 액정의 물리적 특성에 의해 시야각이 좁은 문제가 있다. 시야각을 증가시키는 방법으로 IPS모드가 제안되었다. 상기 IPS모드를 TFT-LCD에 적용하면 시야각이 상당히 향상되나 구조상 개구율이 저하되는 문제가 있다.

종래의 IPS 모드 TFT-LCD의 문제점을 도 1 및 도 2a와 도 2b를 참고로 설명한다.

도 1은 IPS 모드의 전극 구조를 나타낸 것으로, 하부 기판(19) 상면에 소정 간격 이격된 공통 전극(15)과 화소 전극(17)이 형성된다. 공통 전극(15)과 화소 전극(17) 상면에는 액정 분자(16)로 이루어진 액정층이 형성되어 있으며, 두 종류의의 전극과 액정층 상하에는 기판(13, 19)과 상기 기판 상에 형성된 편광자(11, 20)가 도시된다. 왼쪽은 공통 전극(15)과 화소 전극(17) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태를 나타낸 것으로 액정층의 액정 분자의 장축은 도시된 바와 같이 전극 패턴의 신장 방향으로 배열되어 있다. 반면 이들 양 전극에 전압이 인가되면 오른쪽에 도시된 바와 같이 액정은 전극 사이에서 기판에 평행하게 배열되어 광이 편광자(11)를 통해 발현한다.

도 2a는 이런 IPS 모드 TFT-LCD의 전극 배선도를 나타낸 것으로, 화소 전극(23)과 공통 전극(21)은 포크 형상이며, 절연층(24)을 매개로 상호 대향한다. 유지 용량(25)은 공통 전극(21)과 화소 전극(23)이 중첩되는 부분에서 형성된다. 도 2b는 도 2a의 II-II의 단면을 나타낸 것으로, 일정한 간격을 두고 기판상에 형성된 다수의 브랜치를 가지는 공통 전극(21), 상기 공통 전극(21)과 기판 전면을 덮는 절연층(24)과 상기 공통 전극 사이의 절연층 상에 형성된 화소 전극(23)이 도시된다.

그런데 이렇게 형성된 화소 전극, 공통 전극과 유지 용량이 백라이트를 차단하므로 더욱 강한 백라이트를 공급해야한다. 도2b에서, 참조 번호 29로 나타난 영역에서 참조 번호 27로 표시된 영역은 백라이트가 차단되므로 IPS모드 TFT-LCD에서의 개구율이 감소하며 백라이트의 통과를 위해서는 보다 높은 전원이 요구된다. 한편 노트북 컴퓨터와 같이 표시 장치의 소형화에 부응하기 위해서는 저소비전력이 요구되므로, 소형화되는 전자 장치에 종래의 IPS모드 TFT-LCD를 적용하는데는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 IPS모드 TFT-LCD를 제공한다.

도 1은 종래의 횡전극 구동 모드의 전극 구조의 정면도.

도 2a도 및 도 2b는 종래의 횡전극 구동 모드 TFT LCD의 전극 배선도와 II-II에 따른 단면도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 사상에 따른 횡전극 구동 모드 TFT LCO의 전극 배선도와 III-III에 따른 단면도.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 횡전극 구동 모드 TFT LCD의 유지 용량 형성단계를 보여주는 공정도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

15, 21, 31, 53:공통 전극 17, 23. 33. 57:화소 전극

25, 35:유지 용량 24, 34, 55:절연층

본 발명의 목적을 달성하기 위한 IPS 모드 TFT-LCD는, 투명한 기판 상면에 형성된 다수의 브랜치를 가지는 공통 전극, 및 절연층을 매개로 상기 공통 전극의 다수의 브랜치 최외 브랜치로부터 우수번째 위치하는 브랜치 상부에 형성되는 화소 전극을 구비하여, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극이 중첩되는 부분에서 유지 용량이 형성되게 한다.

여기서 상기 화소 전극 패턴의 폭이 상기 공통 전극 패턴의 폭보다 크면 공통 전극과 화소 전극간의 커플링 효과에 의한 가장자리 효과를 예방할 수 있어 액정의 빛샘(disclination) 현상을 제거할 수 있다.

[실시예]

이하 첨부한 도 3a, 3b, 도 4a 내지 도 4d를 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다.

도 3a는 본 발명에 따른 IPS TFT-LCD의 전극 배선도를 나타낸 것으로, 공통 전극(31)은 도 2a에서와 같이 다수의 브랜치를 가진다. 화소 전극(33)은 절연층(34)을 매개로 왼쪽에서부터 2번째와 4번째의 공통 전극(31)과 중첩하고 있다. 공통 전극(31)과 화소 전극(33)의 중첩된 부분은 유지 용량(35)을 형성한다.

도 3b는 도 3a의 III-III에 따른 단면도를 나타낸 것으로, 기판(도시되지 않음) 상면에 일정한 간격으로 이격된 공통 전극(31)이 형성되어 있으며 상기 공통 전극(31)과 기판 전면에는 절연층(34)이 형성된다. 상기 절연층 상면중 그 하부에상기 공통 전극이 형성된 부분에는 화소 전극(33)이 형성되어 있다. 참조 번호 37로 표시된 부분은 본 발명에서 백라이트가 통과하는 부분이 되며 이는 도 2a의 전극 패턴과 도 3a의 전극 패턴의 크기가 동일할 때 공통 전극 간의 거리(29)에서 화소 전극(33)과 공통 전극(31)의 중첩 부분(39)을 제외한 것으로, 도 2a에서의 개구율보다 큼을 알 수 있다. 또한, 유지 용량이 형성되는 부분이 화소 전극과 공통 전극이 형성되는 부분이므로 유지 용량을 위해 TFT-LCD셀의 상하부에서 별도의 영역을 설정할 필요가 없다. 더구나, 도 2a에서는 공통 전극과 화소 전극이 중첩되지 않아 5개의 공통 전극과 4개의 화소 전극을 위한 공간이 요구되나 도3a에서는 2개의 화소 전극이 공통 전극과 중첩하므로 5개의 공통 전극이 형성될 공간만이 필요하게 된다. 따라서, 배선의 집적도를 높일 수 있다.

도 4a내지 도 4d는 공통 전극과 화소 전극을 중첩함으로써 유지 용량을 형성하는 단계를 나타낸다. 도 4a에서 TFT-LCD의 기판(51) 상면에 공통 전극으로 쓰일 제 1 전극(53)을 패터닝한다. 다음 결과물 전면에 절연층(55)을 형성한다(도 4b). 도 4c에서는 상기 절연층 상면에 화소 전극으로 사용될 제 2 전극을 형성하기 위해 도전성 물질을 도포한후 패터닝한다. 이때 상기 화소 전극의 패턴 크기가 상기 공통 전극의 패턴 크기보다 크거나, 같고 나아가 작을 수 도 있다. 이 두 전극이 중첩하기만 하면 유지 용량이 형성된다. 그런데 화소 전극(57)의 패턴이 공통 전극(53)의 패턴 보다 큰 것이 바람직하다. 왜냐하면. 전극의 가장자리에서 발생할 수 있는 커플링 효과에 의한 빛샘 현상이 방지될 수 있기 때문이다. 이후에 결과물 전면에 보호막(59)과 배향층(60)을 순차적으로 형성한다. 이후의 공정은 TFT-LCD 제조 공정과 동일하다.

이하에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 IPS모드 TFT-LCD는 화소 전극과 공통 전극을 중첩하게 하여 유지 용량을 형성함으로써 유지 용량을 형성하기 위한 별도의 영역이 요구되지 않을뿐더러, 전극과 유지 용량에 의한 백라이트의 차단이 상당히 감소되어 개구율이 증가하였으며, 전극 배선의 집적도를 높일 수 있다. 나아가 화소 전극의 패턴이 그 하부에 형성되는 공통 전극의 패턴 보다 클 경우에는 가장자리에서의 커플링에 의한 빛샘 현상도 방지할 수 있다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims

상부 기판, 하부 기판 및 상기 하부 기판 상에 형성된에 게이트 라인과 데티이터 라인에 의해 한정된 화소를 가지는 액정 표시 소자에 있어서,

하부 기판 상면에 형성된 다수의 브랜치를 가지는 공통 전극,

상기 공통 전극이 형성된 결과물 전면에 형성된 절연층 및

상기 절연층을 매개로 상기 공통 전극의 다수의 브랜치 중 최외 브랜치로부터 우수번째 위치하는 브랜치 상부에 형성되는 화소 전극을 구비하여, 상기 공통 전극의 브랜치와 상기 화소 전극이 중첩되는 부분에서 유지 용량이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 액정표시소자.
제 1 항에 있어서, 상기 화소 전극 폭이 상기 화소 전극과 중첩하는 상기 공통 전극의 브랜치의 폭보다 큼을 특징으로 하는 박막트랜지스터 액정표시소자.