KR20040025472A - 횡전계모드 액정표시소자 - Google Patents

횡전계모드 액정표시소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20040025472A
KR20040025472A KR1020020057449A KR20020057449A KR20040025472A KR 20040025472 A KR20040025472 A KR 20040025472A KR 1020020057449 A KR1020020057449 A KR 1020020057449A KR 20020057449 A KR20020057449 A KR 20020057449A KR 20040025472 A KR20040025472 A KR 20040025472A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
insulating layer
crystal display
display device
electrode
Prior art date
Application number
KR1020020057449A
Other languages
English (en)
Inventor
백흠일
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR1020020057449A priority Critical patent/KR20040025472A/ko
Publication of KR20040025472A publication Critical patent/KR20040025472A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133345—Insulating layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/42—Arrangements for providing conduction through an insulating substrate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Geometry (AREA)

Abstract

본 발명의 횡전계모드 액정표시소자에서는 공통전극과 화소전극이 사이에 절연층이 형성된 이중의 층으로 형성되어, 액정층에 이중의 횡전계를 형성한다. 따라서, 작은 전압에 의해서도 액정층에는 균일한 횡전계가 인가되며, 그 결과 횡전계모드 액정표시소자의 전력소모를 절감할 수 있게 된다. 또한, 공통전극과 화소전극 사이의 간격을 증가하는 경우에도 액정층 내에는 균일한 횡전계가 인가되기 때문에, 횡전계모드 액정표시소자의 개구율을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

횡전계모드 액정표시소자{IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 화소전극을 유기절연층을 사이에 두고 이중으로 형성하여 액정층 전체에 걸쳐서 균일한 횡전계를 생성할 수 있는 횡전계모드 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.
이러한 액정표시소자는 액정분자의 배열에 따라 다양한 표시모드가 존재하지만, 현재에는 흑백표시가 용이하고 응답속도가 빠르며 구동전압이 낮다는 장점때문에 주로 TN모드의 액정표시소자가 사용되고 있다. 이러한 TN모드 액정표시소자에서는 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직으로 배향된다. 따라서, 액정분자의 굴절율 이방성(refractive anisotropy)에 의해 전압의 인가시 시야각이 좁아진다는 문제가 있었다.
이러한 시야각문제를 해결하기 위해, 근래 광시야각특성(wide viewing angle characteristic)을 갖는 각종 모드의 액정표시소자가 제안되고 있지만, 그중에서도 횡전계모드(In Plane Switching Mode)의 액정표시소자가 실제 양산에 적용되어 생산되고 있다. 상기 IPS모드 액정표시소자는 화소내에 평행으로 배열된 적어도 한쌍의 전극을 형성하여 기판과 실질적으로 평행한 횡전계를 형성함으로써 액정분자를 평면상으로 배향시키는 것이다.
도 1은 종래 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면으로, 도 1(a)는 평면도이고 도 1(b)는 도 1(a)의 I-I'선 단면도이다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)의 화소는 종횡으로 배치된 게이트라인(3) 및 데이터라인(4)에 의해 정의된다. 도면에는 비록 (n,m)번째의 화소만을 도시하고 있지만 실제의 액정패널(1)에는 상기한 게이트라인(3)과 데이터라인(4)이 각각 n개 및 m개 배치되어 액정패널(1) 전체에 걸쳐서 n×m개의 화소를 형성한다. 상기 화소내의 게이트라인(3)과 데이터라인(4)의 교차영역에는 박막트랜지스터(10)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(10)는 게이트라인(3)으로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 위에 형성되어 데이터라인(4)을 통해 화상신호가 인가되는 소스전극(13) 및 드레인전극(14)으로 구성되어 외부로부터 입력되는 화상신호를 액정층에 인가한다.
화소내에는 데이터라인(4)과 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 공통전극(5)과 화소전극(7)이 배치되어 있다. 또한, 화소의 중간에는 상기 공통전극(5)과 접속되는 공통라인(16)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(16) 위에는 화소전극(7)과 접속되는 화소전극라인(18)이 배치되어 상기 공통라인(16)과 오버랩되어 있다. 상기 공통라인(16)과 화소전극라인(18)의 오버랩에 의해 횡전계모드 액정표시소자에는 축적용량(storage capacitance)이 형성된다.
상기와 같이, 구성된 IPS모드 액정표시소자에서 액정분자는 공통전극(5) 및 화소전극(7)과 실질적으로 평행하게 배향되어 있다. 박막트랜지스터(10)가 작동하여 화소전극(7)에 신호가 인가되면, 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에는 액정패널(1)과 실질적으로 평행한 횡전계가 발생하게 된다. 액정분자는 상기 횡전계를 따라 동일 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 된다.
상기한 구조의 종래 IPS모드 액정표시소자를 도 1(b)의 단면도를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1(b)에 도시된 바와 같이, 제1기판(20) 위에는 게이트전극(11)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 게이트절연층(22)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(22) 위에는 반도체층(12)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스전극(13) 및 드레인전극(14)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 보호층(passivation layer;24)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제1기판(20) 위에는 복수의 공통전극(5)이 형성되어 있고 게이트절연층(22) 위에는 화소전극(7) 및 데이터라인(4)이 형성되어, 상기 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에 횡전계(E)가 발생한다.
제2기판(30)에는 블랙매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(10) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(34)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다.
상기 제1기판(20) 및 제2기판(30) 사이에는 액정층(40)이 형성되어 액정패널(1)이 완성된다.
상기한 바와 같이, IPS모드 액정표시소자에서는 기판(20)과 게이트절연층(22)에 각각 형성된 공통전극(5)과 화소전극(7)에 의해 액정층(40) 내부에 횡전계(E)가 발생하여 액정층(40) 내부의 액정분자를 구동한다. 그런데, 상기와 같은 IPS모드 액정표시소자에서는 d1의 셀갭(cell gap)을 갖는 액정층(40) 전체에 걸쳐서 균일한 횡전계가 인가되어야만 하므로, 상대적으로 높은 구동전압을 화소전극(7)에 인가해야만 한다. 구동전압을 낮춰 액정표시소자의 소비전력을 감소하려면 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이의 간격을 감소시켜야만 하지만, 이 경우 한 화소내에 형성되는 공통전극(5) 및 화소전극(7)의 수가 증가하게 되며, 그 결과 개구율이 감소한다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 화소전극 및 공통전극을 유기절연층을 사이에 둔 이중의 층으로 형성하여 작은 전압에 의해서도 액정층에 균일한 횡전계를 인가함으로써 액정표시소자의 전력소모를 최소화할 수 있는 횡전계모드 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 화소전극과 공통전극의 간격을 증가시키는 경우에도 액정층에 균일한 횡전계를 인가함으로써 개구율 향상을 도모할 수 있는 횡전계모드 액정표시소자를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자는 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인과, 각 화소에 형성된 박막트랜지스터와, 절연층을 사이에 두고 이중의 층으로 형성되어 상기 화소내에 배치되는 화소전극과, 상기 화소전극과 실질적으로 평행하게 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 한층으로 이루어진 공통전극으로 구성된다.
액정층에는 절연층 하부에 형성된 전극에 의한 횡전계와 절연층 위에 형성된 전극에 의한 횡전계가 생성되어, 작은 전압에 의해서도 액정층 내에 균일한 횡전계를 형성할 수 있게 된다.
화소전극 사이와 공통전극 사이에 형성되는 절연층은 무기절연층 및 유기절연층으로서, 각각의 화소전극과 공통전극은 절연층에 형성된 컨택홀을 통해 전기적으로 접속된다.
도 1은 종래 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
104,204 : 데이터라인 105,205 : 공통전극
107,207 : 화소전극 111,211 : 게이트전극
112,212 : 반도체층 113,213 : 소스전극
114,214 : 드레인전극 120,130,220,230 : 기판
122,222 : 무기절연층 124,224 : 유기절연층
132,232 : 블랙매트릭스 140,240 : 액정층
본 발명에서는 액정층에 균일한 횡전계를 인가할 수 있는 IPS모드 액정표시소자를 제공한다. 특히, 본 발명에서는 종래의 IPS모드 액정표시소자에 인가되는 구동전압과 동일한 구동전압하에서 더욱 강한 전계를 형성하기 때문에 구동전압을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 동일한 구동전압하에서는 전극 사이의 간격을 넓힐 수 있게 되어 개구율의 향상을 도모할 수 있게 된다.
이를 위해서, 본 발명에서는 공통전극과 화소전극을 유기절연층을 사이에 두고 형성된 이중의 층으로 배치하여 액정층 전체에 걸쳐서 균일한 횡전계를 생성한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 유리 등으로 이루어진 투명한 제1기판(120) 상에는 박막트랜지스터와 복수의 공통전극(105a,105b) 및 화소전극(107a,107b)이 형성되어 있다. 박막트랜지스터는 제1기판(120) 위에 형성된 게이트전극(111)과, 상기 게이트전극 위에 형성된 제1절연층(122)과, 상기 제1절연층(122) 위에 형성된 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112) 위에 형성된 소스전극(113) 및 드레인전극(114)으로 구성되어 있으며, 박막트랜지스터 위에는 제2절연층(124)이 형성되어 있다.
공통전극은 제1공통전극(105a)과 제2공통전극(105b)으로 구성되어 있으며, 상기 제1공통전극(105a)과 제2공통전극(105b) 사이에는 제1절연층(122)과 제2절연층(124)이 형성되어 있다. 상기 공통전극과 마찬가지로 화소전극 역시 제1화소전극(107a)과 제2화소전극(107b)로 구성되어 있으며, 그 사이에는 제1절연층(122)과 제2절연층(124)이 형성되어 있다.
제1공통전극(105a)과 제1화소전극(107a)은 박막트랜지스터의 게이트전극(111)과 동일한 공정에 의해 형성되는 것으로, 주로 Cu, Mo, Ta, Cr, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속을 증착(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering)방법에 의해 적층하고 에천트(etchant)에 에칭하여 형성한다. 또한, 제2공통전극(105b)과 제2화소전극(107b)은 박막트랜지스터의 소스전극(113) 및 드레인전극(114)과 동일한 공정에 의해 형성되는 것으로, 주로 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속을 적층하고 에칭함으로써 형성된다.
제1절연층(122)은 무기절연층으로서, 제1기판(120) 전체에 걸쳐 SiOx나 SiNx와 같은 무기물질을 제1기판(120) 전체에 걸쳐서 적층한 후 에칭하여 형성한다. 또한, 제2절연층(124)은 유기절연층으로, BCB(Benzo-Cyclo-Butene)이나 포토아크릴과 같은 유기물질을 제1기판(120) 전체에 걸쳐 적층하고 에칭함으로써 형성되는 것이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1절연층(122)과 제2절연층(124)에는 컨택홀(contact hole)이 형성되어, 상기 제1공통전극(105a)과 제2공통전극(105b) 및 제1화소전극(107a)과 제2화소전극(107b)이 전기적으로 접속되어 있다.
한편, 제2기판(130)에는 비표시영역으로 광이 누설되는 것을 방지하는 블랙매트릭스(132)와 실제 화면상에 화상을 구현하기 위한 컬러필터층(134)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이에 액정이 주입되어 액정층(140)이 형성된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(134)위에는 제2기판(130)의 평탄성을 향상시키기 위한 오버코트층(overcoat layer)이 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 액정층(140)의 형성은 액정의 주입이 아니라 근래 소개되고 있는 액정적하방식(liquid crystal dispensing method), 즉 제1기판(120) 또는 제2기판(130) 상에 직접 액정을 적하한 후 상기 제1기판(120) 및 제2기판(130)의 합착에 의해 기판(120,130) 전체에 걸쳐서 균일하게 퍼지게 하는 방식에 의해 형성될 수도 있다.
상기와 같이, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자에서는 공통전극(105a,105b)과화소전극(107a,107b)이 각각 무기절연층(122)과 유기절연층(124)을 사이에 둔 이중의 층으로 형성되어 있으므로, 액정층(140)에 횡전계를 인가하는 한쌍의 전극이 각각 제1기판(120) 근처 및 액정층(140)의 중간 영역에 위치하게 된다. 또한, 본 발명에서는 보호층으로 작용하는 유기절연층(124)은 수 ㎛ 단위의 두께로 형성되기 때문에, 셀갭에 비해 제1기판(120)과 제2기판(130) 사이의 간격이 작아지게 된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 IPS모드 액정표시소자는 종래 IPS모드 액정표시소자와 비교하여 다음과 같은 특징을 갖는다.
첫째, 액정층의 하부와 중간영역에 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 액정층에는 이중의 횡전계(E1,E2)가 발생한다. 더욱이, 수 ㎛ 단위의 두께를 갖는 유기절연층의 형성에 의해 제1기판(120)의 전극과 제2기판(130)의 간격이 좁아진다는 것이다. 따라서, 종래에 비해 액정층에 인가되는 횡전계의 세기가 크며, 그 결과 종래보다 더 낮은 전압이 인가되어도 액정층에 균일한 횡전계를 형성할 수 있게 되어 IPS모드 액정표시소자의 전력소모를 대폭 낮출 수 있게 된다. 둘째, 종래와 동일한 전압이 인가되는 경우, 공통전극(105a,105b)와 화소전극(107a,107b) 사이의 간격을 증가시켜도 액정층(140)에는 균일한 횡전계가 인가된다. 따라서, IPS모드 액정표시소자의 개구율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 상기 실시례의 구조와 도 2에 도시된 실시예의 구조는 거의 유사하다. 단, 도 2에 도시된 IPS모드 액정표시소자에서는 공통전극과 화소전극이 모두 절연층을 사이에둔 이중의 층으로 이루어진 반면에, 이 실시예의 IPS모드 액정표시소자에서는 화소전극(207a,207b)만이 이중으로 되어 있고 공통전극(205)은 단일층으로 형성되어 있으며, 공통전극(205)이 데이터라인(204)과 인접하여 배열되어 있다. 이와 같이, 공통전극(205)을 단일층으로 형성하는 이유는 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공통전극(105a,105b)이 이중으로 형성되는 경우, 즉 제1기판(120)에 제1공통전극(105a)이 형성되고 유기절연층(124) 위에 제2공통전극(105b)이 형성되는 경우, 데이터라인(104) 근처에 형성되는 제1공통전극(105a)은 상기 데이터라인(104)과 제1공통전극(105a)의 단락을 방지하기 위해서는 일정 거리(x) 만큼 이격되어야만 한다. 한편, 제1공통전극(105a)과 데이터라인(104) 사이의 영역은 화면상에 화상이 표시되지 않는 비표시영역이다. 따라서, 제1공통전극(105a)과 데이터라인(104)을 일정 거리 이격시켰다는 것은, 화면상의 비표시영역이 증가했다는 것을 의미하는 것으로, 결국 이격 거리만큼 IPS모드 액정표시소자의 개구율이 저하되는 것이다.
반면에, 도 3에 도시된 IPS모드 액정표시소자에서는 공통전극(205)이 유기절연층(224) 위에만 형성되어 있다. 언급한 바와 같이, 상기 유기절연층(224)은 수 ㎛ 단위의 두께로 형성되기 때문에, 공통전극(205)을 데이터라인(204)에 인접하여 형성하거나 심지어 공통전극(205)과 데이터라인(204)을 일부 오버랩하여 배열하는 경우에도 단락이 발생하지 않게 된다. 따라서, IPS모드 액정표시소자의 개구율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 화소전극 및/또는 공통전극을 유기절연층을 사이에 둔 이중의 층으로 형성하여 작은 구동전압에 의해서도 액정층 내에 균일한 횡전계를 인가함으로써 IPS모드 액정표시소자의 전력소모를 절감할 수 있다. 또한, 화소전극과 공통전극 사이의 간격을 증가해도 액정층에 균일한 횡전계를 인가할 수 있으므로, IPS모드 액정표시소자의 개구율을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인;
    각 화소에 형성된 구동소자; 및
    절연층을 사이에 두고 이중의 층으로 형성되어 상기 화소내에 배치되는 화소전극; 및
    상기 화소전극과 실질적으로 평행하게 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 한층으로 이루어진 공통전극으로 구성된 횡전계모드 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동소자는 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,
    기판 위에 형성된 게이트전극;
    상기 게이트전극이 형성된 기판 전체에 걸쳐 적층된 제1절연층;
    상기 절연층 위에 형성된 반도체층;
    상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극; 및
    상기 소스전극 및 드레인전극이 형성된 기판 전체에 걸쳐 적층된 제2절연층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1절연층은 무기절연층인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2절연층은 유기절연층인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  6. 제3항에 있어서, 상기 화소전극은,
    기판위에 형성된 제1화소전극; 및
    제1절연층 및 제2절연층을 사이에 두고 상기 제1화소전극 위에 배치된 제2화소전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1화소전극과 제2화소전극은 제1절연층 및 제2절연층에 형성된 컨택홀을 통해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  8. 제3항에 있어서, 상기 공통전극은 제2절연층위에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공통전극은 데이터라인과 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  10. 제8항에 있어서, 상기 공통전극은 데이터라인과 오버랩되어 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  11. 제3항에 있어서, 상기 공통전극은,
    기판위에 형성된 제1공통전극; 및
    제1절연층 및 제2절연층을 사이에 두고 상기 제1공통전극 위에 배치된 제2공통전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1공통전극과 제2공통전극은 제1절연층 및 제2절연층에 형성된 컨택홀을 통해 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
KR1020020057449A 2002-09-19 2002-09-19 횡전계모드 액정표시소자 KR20040025472A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020057449A KR20040025472A (ko) 2002-09-19 2002-09-19 횡전계모드 액정표시소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020057449A KR20040025472A (ko) 2002-09-19 2002-09-19 횡전계모드 액정표시소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040025472A true KR20040025472A (ko) 2004-03-24

Family

ID=37328391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020057449A KR20040025472A (ko) 2002-09-19 2002-09-19 횡전계모드 액정표시소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040025472A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685936B1 (ko) * 2005-06-27 2007-02-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Ｉｐｓ모드 액정표시소자 및 그 제조방법
KR20110114460A (ko) * 2010-04-12 2011-10-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 액정 표시 장치
KR101234420B1 (ko) * 2006-05-24 2013-02-18 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 이의 제조 방법
KR101323421B1 (ko) * 2006-12-27 2013-10-29 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그의 제조 방법
US9091892B2 (en) 2013-03-15 2015-07-28 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR20160068102A (ko) * 2014-12-04 2016-06-15 엘지디스플레이 주식회사 수평 전계형 액정 표시장치 및 그의 공통전극 및 화소전극 제조방법
US9599845B2 (en) 2013-03-04 2017-03-21 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100685936B1 (ko) * 2005-06-27 2007-02-22 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Ｉｐｓ모드 액정표시소자 및 그 제조방법
US7492430B2 (en) 2005-06-27 2009-02-17 Lg Display Co., Ltd. In-plane switching mode liquid crystal display device and method of manufacturing the same
KR101234420B1 (ko) * 2006-05-24 2013-02-18 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 이의 제조 방법
KR101323421B1 (ko) * 2006-12-27 2013-10-29 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그의 제조 방법
KR20110114460A (ko) * 2010-04-12 2011-10-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 액정 표시 장치
US9599845B2 (en) 2013-03-04 2017-03-21 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
US9091892B2 (en) 2013-03-15 2015-07-28 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
KR20160068102A (ko) * 2014-12-04 2016-06-15 엘지디스플레이 주식회사 수평 전계형 액정 표시장치 및 그의 공통전극 및 화소전극 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101186863B1 (ko) 멀티도메인 횡전계모드 액정표시소자
KR100919196B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR100895017B1 (ko) 개구율이 향상된 횡전계모드 액정표시소자
KR20040038355A (ko) 개구율이 향상된 횡전계모드 액정표시소자
KR20040025472A (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR100978251B1 (ko) 다중 블랙매트릭스가 형성된 횡전계모드 액정표시소자
KR100870667B1 (ko) 반투과형 횡전계모드 액정표시소자
KR20080003085A (ko) 횡전계모드 액정표시소자 및 그 제조방법
KR100914194B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR100919195B1 (ko) 고개구율 액정표시소자
KR100876404B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR101163396B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자 및 그 제조방법
KR100919185B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR100934825B1 (ko) 휘도가 향상된 횡전계모드 액정표시소자
KR100885844B1 (ko) 액정표시소자 및 그 제조방법
KR100789456B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR20040062114A (ko) 횡전계모드 액정표시소자 및 그 제조방법
KR20040062116A (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR100919194B1 (ko) 화질이 개선된 횡전계모드 액정표시소자
KR100885841B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR20050066658A (ko) 측면광 차단막을 구비한 액정표시소자
KR100919198B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR100945347B1 (ko) 횡전계모드 액정표시소자
KR20060001670A (ko) 고개구율 횡전계모드 액정표시소자
KR20040013599A (ko) 횡전계모드 액정표시소자

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination