KR20000027769A - 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카운터 전극과 화소 전극간의 간격은 일정하게 유지시키어 투과율 변화폭을 줄이면서도 카운터 전극과 화소 전극 사이에 발생되는 기생 캐패시턴스는 줄일 수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 액정을 사이에 두고 소정 거리 대향,대치되어 있는 상,하 기판과, 상기 하부 기판의 내측면에 형성되는 투명한 카운터 전극과, 상기 카운터 전극과 상하 기판간의 거리보다 좁은 간격을 두고 이격되면서, 카운터 전극과 함께 액정내 분자를 구동시키기 위한 프린지 필드를 형성하는 투명한 화소 전극과, 상기 카운터 전극과 화소 전극간을 절연시키는 게이트 절연막을 포함하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서, 상기 카운터 전극 및 화소 전극은 수개의 스트립을 포함하는 콤브 형태로 형성되고, 상기 화소 전극의 스트립은 상기 카운터 전극 스트립 사이에 삽입되면서, 양단이 상기 카운터 전극의 스트립의 단부와 미스얼라인 최대치만큼 오버랩되는 것을 특징으로 한다.

Description

고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 투과율 변화폭이 적은 프린지 필드 스위칭(Fringe field switching)하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는 일반적인 IPS 모드 액정 표시 장치의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여 제안된 것으로, 이에 대하여 대한민국 특허출원 제98-9243호로 출원되었다.
이러한 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는 카운터 전극과 화소 전극을 투명 전도체로 형성하면서, 카운터 전극과 화소 전극과의 간격을 상하 기판 사이의 간격보다 좁게 형성하여, 카운터 전극과 화소 전극 상부에 프린지 필드(frin ge filed)가 형성되도록 한다.
이러한 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치가 도 1에 도시되어 있다. 도면에서와 같이, 하부 기판(1)과 상부 기판(10)은 소정 거리를 두고 대향,대치되어 있다. 여기서, 하부 기판(1)과 상부 기판(10)의 이격된 거리를 이하 셀갭(d)이라 칭한다. 하부 기판(1)과 상부 기판(10) 사이에는 액정층(15)이 개재되어 있다. 하부 기판(1) 상에는 카운터 전극(3)이 소정 폭을 가지면서 일정 등간격으로 이격,배치되어 있다. 또한, 카운터 전극(3)은 플레이트 형태로 형성될 수도 있다. 여기서, 카운터 전극(3)은 투명 전도체 예를들어, ITO(indium tin oxide)로 형성된다. 카운터 전극(3)이 형성된 하부 기판(1) 상부에는 게이트 절연막(5)이 형성되고, 게이트 절연막(5)상의 카운터 전극(3) 사이에 각각 화소 전극(7)이 형성된다. 이때, 화소 전극(7) 역시 투명 전도체로 형성되어 있으며, 화소 전극(5)과 카운터 전극(3)간의 간격(l)은 셀갭(d)보다 작다.
하부 기판(1)의 대향면 최상부 및 상부 기판(10)의 대향면 표면에는 액정층(15)내의 액정 분자들을 전계가 형성되기 이전 일률적으로 배열시키는 역할을 하는 배향막(8,11)이 형성되어 있다. 이때, 배향막(8,11)은 로우 프리틸트각(low pretilt angle: 약 2°이하)을 갖으며, 전계가 형성되는 방향과 소정 각도를 이루도록 비병렬(anti-parallel) 상태로 러빙되어 있다.
이와같은 구성을 갖는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는, 카운터 전극(3)과 화소 전극(7) 사이에 전계가 형성되기 이전에는, 배향막(8,11)의 영향으로 기판에 거의 수평을 이루도록 배열된다.
한편, 카운터 전극(3)과 화소 전극(7) 사이에 전계가 형성되면, 전계의 형태는 수직 성분을 포함하는 프린지 필드가 형성되고, 액정 분자들은 그것의 광축이 전계 방향과 수직 또는 수평이 되도록 틀어져서 광을 누설하게 된다.
그러나, 상기와 같은 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째로, 고개구율 및 고투과율의 액정 표시 장치는 상기 카운터 전극과 화소 전극간의 간격(space)에 따라 투과율이 크게 변화된다. 즉, 카운터 전극 및 화소 전극을 제조할 때, 약간의 오정렬로 인하여 전극 형성용 마스크가 쉬프트되어지면, 투과율이 큰폭으로 변화되는 것이다. 이로 인하여, 카운터 전극 및 화소 전극을 제조하는데 있어 정확한 정렬이 요구되는 문제점이 있다.
둘째로, 이러한 정렬시 문제점이 없도록 카운터 전극을 플레이트 형상으로 형성하는 방법은 카운터 전극과 화소 전극간에 일정한 간격은 유지할 수 있으나, 과도한 캐패시터가 형성되어, 액정 표시 장치의 구동에 영향을 미치는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카운터 전극과 화소 전극간의 간격은 일정하게 유지시키어 투과율 변화폭을 줄이면서도 카운터 전극과 화소 전극 사이에 발생되는 기생 캐패시턴스는 줄일 수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 하부 기판 단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에서 화소 전극이 우측으로 쉬프트 된 상태를 보여주는 도면.
도 3b는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에서 화소 전극이 좌측으로 쉬프트 된 상태를 보여주는 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
20 - 하부 기판 22 - 카운터 전극
22a,22b,22c - 카운터 전극의 스트립
24 - 게이트 절연막 26 - 화소 전극
26a,26b - 화소 전극 스트립
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액정을 사이에 두고 소정 거리 대향,대치되어 있는 상,하 기판과, 상기 하부 기판의 내측면에 형성되는 투명한 카운터 전극과, 상기 카운터 전극과 상하 기판간의 거리보다 좁은 간격을 두고 이격되면서, 카운터 전극과 함께 액정내 분자를 구동시키기 위한 프린지 필드를 형성하는 투명한 화소 전극과, 상기 카운터 전극과 화소 전극간을 절연시키는 게이트 절연막을 포함하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서, 상기 카운터 전극 및 화소 전극은 수개의 스트립을 포함하는 콤브 형태로 형성되고, 상기 화소 전극의 스트립은 상기 카운터 전극 스트립 사이에 삽입되면서, 양단이 상기 카운터 전극의 스트립의 단부와 미스얼라인 최대치만큼 오버랩되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 미스얼라인 최대치는 카운터 전극의 CD 바이어스 폭과 화소 전극의 CD 바이어스 폭 및 카운터 전극과 화소 전극의 오버레이값을 합산한 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 카운터 전극과 화소 전극을 모두 콤브 형상으로 하고, 카운터 전극의 스트립 사이에 화소 전극의 스트립이 배치되도록 형성하면서, 화소 전극의 스트립 양단이 카운터 전극과 오버랩되도록 한다. 이때, 오버랩되는 정도는 미스얼라인이 발생될 수 있는 최대값으로 하여, 미스얼라인이 최대치로 좌 또는 우 방향으로 쉬프트되더라도, 화소 전극 스트립의 끝단과 카운터 전극 스트립의 끝단이 일치될 수 있도록 한다.
이에따라, 기판 전면으로 볼 때, 미스얼라인이 발생되더라도, 카운터 전극과 화소 전극의 간격이 변화되지 않아 균일한 투과율을 얻을 수 있다.
아울러, 미스 얼라인이 발생되더라도, 오버랩되는 면적이 변화되지 않으므로, 캐패시턴스가 변화되지 않는다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 하부 기판 단면도이고, 도 3a는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에서 화소 전극이 우측으로 쉬프트 된 상태를 보여주는 도면이고, 도 3b는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에서 화소 전극이 좌측으로 쉬프트 된 상태를 보여주는 도면이다.
본 도면들에서는 하부 기판 구조물만이 도시되고, 상부 기판 구조물이 도시되지 아니하였으며, 이 상부 기판 구조물과 하부 기판 구조물은 소정 거리만큼 이격되어 있다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는, 하부 기판(20) 투명 전도체 예를들어, ITO로 된 카운터 전극(22)이 콤브(comb) 형상으로 형성된다. 이때, 도면에서는 콤브를 이루는 수개의 스트립(strip:22a, 22b, 22c)의 단면만이 도시되었으며, 이들 스트립(22a, 22b, 22c)은 일정한 폭(W1)을 가지며, 등간격으로 이격배치된다.
카운터 전극(22)이 형성된 하부 기판(20) 상부에는 게이트 절연막(24)이 형성된다. 이때, 게이트 절연막(24)으로는 기판(20)과의 접착 특성이 우수하면서도 비교적 낮은 유전 상수를 갖는 물질이 이용된다.
게이트 절연막(24)상에는 투명 전도체로 된 화소 전극(26)이 형성된다. 이때, 화소 전극(26) 역시 수개의 스트립(26a, 26b)을 포함하는 콤브 형상으로 형성되며, 도면에서는 화소 전극(26)의 스트립 부분(26a, 26b)의 단면이 도시되어 있다. 여기서, 화소 전극(26)의 스트립 부분(26a, 26b)은 상기 카운터 전극(22)의 스트립 부분(22a,22b,22c) 사이의 공간에 배치되고, 화소 전극(26)의 스트립 부분(26a, 26b)의 양단부는 카운터 전극(22)의 스트립 부분(22a,22b,22c)의 단부와 각각 소정 폭 바람직하게는 미스얼라인 최대치 만큼 오버랩되도록 배치된다.
이때, 화소 전극(26)의 형성시, 스트립 부분(26a, 26b) 양측의 오버랩되는 폭(OL)은 서로 동일하도록 한다. 또한, 본 실시예에서 상기 오버랩되는 폭(OL)인 미스얼라인 최대치는 카운터 전극(22)의 CD(critical dimension) 바이어스 폭과 화소 전극(26)의 CD 바이어스 폭 및 카운터 전극(22)과 화소 전극(26)의 오버레이(overlay)값을 합산한 값으로 나타내어 진다. 이때, 상기 CD 바이어스값은 공정 완료시 설계치보다 감소되는 면적이고, 오버레이 값은 카운터 전극(22)과 화소 전극(26)의 미스얼라인 값을 나타내며, 이들 값들은 테스트 패턴에 의하여 미리 산출한 값이다.
예를들어, 미리 산출된 카운터 전극(22)의 CD 바이어스값이 0.5㎛이고, 화소 전극(26)의 CD 바이어스값이 0.5㎛이며, 카운터 전극(22)과 화소 전극(26)의 오버레이 값이 1㎛인 경우, 화소 전극(26) 스트립(26a,26b,26c)의 일측단과 카운터 전극(22)이 오버랩되는 폭(OL)은 2㎛가 되고, 화소 전극(26) 전체로 볼 때, 양측 2㎛씩 오버랩된다.
이와같이 전극들을 배치시키게 되면, 공정시 도 3a 또는 도 3b와 같이 좌측 또는 우측을 쉬프트(shift)되더라도 쉬프트되는 폭이 오버레이 마진을 벗어나지 않고 CD 바이어스가 발생되더라도, 화소 전극(26) 스트립의 끝단과 카운터 전극(22) 스트립의 끝단이 일치하게 된다. 따라서, 기판(20) 전면에서 바라볼경우에는 카운터 전극(22)과 화소 전극(26)의 간격은 변화되지 않아, 마스크의 쉬프트시에도 투과율이 변화되지 않는다.
또한, 상기와 같이 형성되면, 카운터 전극(22)과 화소 전극(26)의 오버랩되는 면적이 좌 또는 우로 쉬프트되어진다 하더라도, 오버랩되는 면적은 변화되지 않는다. 따라서, 캐패시턴스의 변화가 없다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 카운터 전극과 화소 전극을 모두 콤브 형상으로 하고, 카운터 전극의 스트립 사이에 화소 전극의 스트립이 배치되도록 형성하면서, 화소 전극의 스트립 양단이 카운터 전극과 오버랩되도록 한다. 이때, 오버랩되는 정도는 미스얼라인이 발생될 수 있는 최대값으로 하여, 미스얼라인이 최대치로 좌 또는 우 방향으로 쉬프트되더라도, 화소 전극 스트립의 끝단과 카운터 전극 스트립의 끝단이 일치될 수 있도록 한다.
이에따라, 기판 전면으로 볼 때, 미스얼라인이 발생되더라도, 카운터 전극과 화소 전극의 간격이 변화되지 않아 균일한 투과율을 얻을 수 있다.
아울러, 미스 얼라인이 발생되더라도, 오버랩되는 면적이 변화되지 않으므로, 캐패시턴스가 변화되지 않는다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (2)

  1. 액정을 사이에 두고 소정 거리 대향,대치되어 있는 상,하 기판과; 상기 하부 기판의 내측면에 형성되는 투명한 카운터 전극과; 상기 카운터 전극과 상하 기판간의 거리보다 좁은 간격을 두고 이격되면서, 카운터 전극과 함께 액정내 분자를 구동시키기 위한 프린지 필드를 형성하는 투명한 화소 전극과; 상기 카운터 전극과 화소 전극간을 절연시키는 게이트 절연막을 포함하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 카운터 전극 및 화소 전극은 수개의 스트립을 포함하는 콤브 형태로 형성되고,
    상기 화소 전극의 스트립은 상기 카운터 전극 스트립 사이에 삽입되면서, 양단이 상기 카운터 전극의 스트립의 단부와 미스얼라인 최대치만큼 오버랩되는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 미스얼라인 최대치는 카운터 전극의 CD 바이어스 폭과 화소 전극의 CD 바이어스 폭 및 카운터 전극과 화소 전극의 오버레이값을 합산한 값인 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020057217A (ko) * 2000-12-30 2002-07-11 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 프린지필드구동 액정표시장치의 제조방법
KR100494638B1 (ko) * 2001-03-15 2005-06-13 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. 능동매트릭스형 액정표시장치 및 그 제조방법

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