KR20040110386A

KR20040110386A - 액정표시장치

Info

Publication number: KR20040110386A
Application number: KR1020030039702A
Authority: KR
Inventors: 윤주선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2004-12-31
Also published as: KR100957576B1

Abstract

액정표시장치에서, 제1 기판은 화소 전압이 인가되는 화소 전극 및 공통 전압이 인가되는 공통전압배선을 포함한다. 제2 기판은 컬러필터, 컬러필터의 상면에 형성된 평탄화막, 평탄화막 상에 형성되어 화소전극과 마주하고 공통전압배선과 전기적으로 연결된 공통전극을 포함한다. 또한, 제2 기판은 공통전극 상에 형성되어 화소전극과 공통전극을 절연시키고 공통전압배선과 마주하는 공통전극의 일부분을 노출시키는 콘택홀이 형성된 절연막을 더 구비한다. 따라서, 액정표시장치의 표시특성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시특성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 어레이 기판, 컬러필터기판, 어레이 기판과 컬러필터기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진다.

어레이 기판은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT)와 전기적으로 연결되는 투과 전극 및 투과 전극의 일부 영역을 노출시키면서 투과 전극 상에 구비된 반사 전극으로 이루어진 화소 전극을 포함한다.

한편, 컬러필터기판은 광이 통과하면서 소정 색이 발현되는 R(RED), G(GREEN), B(BLUE) 색화소로 이루어진 컬러필터, 평탄화막 및 공통 전극이 순차적으로 형성된 기판이다.

컬러필터는 반사 효율을 최대화하기 위하여 R, G, B 색화소들 사이에 블랙 매트릭스를 형성하지 않고, R, G, B 색화소들이 서로 부분적으로 오버랩된 구조를 갖는다. 이때, 컬러필터의 R, G, B 색화소들 사이에 단차가 크게 발생하여 컬러필터 상에 평탄화막을 구비한다. 평탄화막 상에는 공통 전극이 균일한 두께로 형성된다.

그러나, 상기한 평탄화막에는 공정 환경 여건에 의해 미세 먼지 또는 물질 자체의 뭉침 등에 따른 돌기가 형성된다. 이때, 평탄화막에 의해 형성되는 돌기는 1.0㎛ 내지 10㎛까지 다양한 크기를 갖는다.

평탄화막에 형성된 돌기는 컬러필터기판의 공통 전극과 어레이 기판의 화소 전극의 쇼트(Short)를 유발한다. 여기서, 공통 전극은 평탄화막 상에 균일한 두께로 형성되므로, 평탄화막에 형성된 돌기만큼 돌출되어, 공통 전극과 화소 전극이 전기적으로 접속되는 쇼트 현상이 발생되는 것이다. 그에 따라, 상기 액정표시장치의 화면상에 쇼트가 발생된 화소가 상대적으로 하얗게 보이는 하이 픽셀(highpixel)이 발생한다. 특히, 셀갭이 낮아질수록 평탄화막에 따른 돌기로 인한 하이 픽셀의 발생 확률이 점점 더 증가된다.

따라서, 본 발명의 목적은 표시 특성을 향상시키기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 평판화막에 돌기가 형성된 예를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 어레이 기판 140 : 투과 전극

150 : 공통전압배선 160 : 반사 전극

200 : 컬러필터기판 220 : 컬러필터

230 : 평탄화막 240 : 공통 전극

250 : 절연막 300 : 액정층

400 : 액정표시장치

본 발명의 일 특징에 따른 액정표시장치는 제1 기판, 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 개재된 액정으로 이루어진다.

상기 제1 기판은 화소 전압이 인가되는 화소 전극 및 공통 전압이 인가되는 공통전압배선을 포함한다.

상기 제2 기판은 컬러필터, 상기 컬러필터의 상면에 형성된 평탄화막, 상기 평탄화막 상에 형성되어 상기 화소전극과 마주하고 상기 공통전압배선과 전기적으로 연결된 공통전극, 및 상기 공통전극 상에 형성되어 상기 화소전극과 상기 공통전극을 절연시키고 상기 공통전압배선과 마주하는 상기 공통전극의 일부분을 노출시키는 콘택홀이 형성된 절연막을 포함한다.

이러한 액정표시장치에 따르면, 컬러필터 기판은 공통 전극 상에 절연막을 구비함으로써, 상기 컬러필터기판과 어레이 기판이 접촉되더라도 공통 전극과 화소 전극을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이로써, 액정표시장치의 표시특성을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 평판화막에 돌기가 형성된 예를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(400)는 어레이 기판(100), 상기 어레이 기판(100)과 대향하여 구비되는 컬러필터기판(200) 및 상기 어레이 기판(100)과 컬러필터기판(300)과의 사이에 주입된 액정층(300)을 포함하여 이루어진다.

상기 어레이 기판(100)은 영상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 상기 표시 영역(DA)의 주변에 형성된 주변 영역(SA)으로 이루어진다. 상기 표시 영역(DA)에 대응하여 제1 기판 상에는 TFT(120), 상기 TFT(120)가 형성된 상기 제1 기판(110) 상에 형성된 유기 절연막(130), 상기 유기 절연막(130) 상에 형성된 투과 전극(140)으로 이루어진 단위 화소가 매트릭스 형태로 형성된다.

상기 TFT(120)는 게이트 전극(121), 소오스 전극(125) 및 드레인 전극(126)을 포함한다. 또한, 상기 게이트 전극(121)은 게이트 절연막(122)을 통하여 상기 소오스 전극(125) 및 드레인 전극(126)과 절연 상태를 유지한다. 상기 게이트 절연막(122) 상에는 상기 게이트 전극(121)에 전원이 인가됨에 따라 상기 소오스 전극(125)으로부터 상기 드레인 전극(126)으로 전원을 인가하기 위한 액티브 패턴(123) 및 오믹 콘택 패턴(124)이 형성된다. 상기 액티브 패턴(123) 및 오믹 콘택 패턴(124) 상에 상기 소오스 전극(125) 및 드레인 전극(126)이 형성된다.

또한, 상기 TFT(120)와 투과 전극(140)과의 사이에는 상기 유기 절연막(130)이 개재되고, 상기 유기 절연막(130)에는 상기 드레인 전극(126)을 노출시키기 위한 제1 콘택홀(135)이 형성된다. 여기서, 상기 제1 콘택홀(135)을 통해 상기 드레인 전극(126)과 상기 투과 전극(140)이 전기적으로 연결된다.

이후, 상기 유기 절연막(130) 및 제1 콘택홀(135)에 의해 노출된 상기 드레인 전극(126) 상에는 상기 투과 전극(140)이 균일한 두께로 도포된다. 상기 투과 전극(140)은 투명성 도전 물질인 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : 이하, IZO)로 이루어진다.

상기 투과 전극(140)에는 외부로부터 수신한 투과전압이 인가된다. 즉, 상기 TFT(120)가 턴온되면, 상기 소오스 전극(125)으로 인가된 상기 투과전압이 상기 드레인 전극(126)을 통해 상기 투과 전극(140)으로 인가된다.

한편, 상기 어레이 기판(100)의 주변 영역(SA)에는 공통전압배선(150)이 구비된다. 상기 공통전압배선(150)은 외부로부터 공통전압을 수신하고, 이후에 설명할 공통 전극(240)에 상기 공통전압을 인가한다.

상기 컬러필터기판(200)은 제2 기판(210) 상에 컬러필터(220), 평탄화막(230), 공통 전극(240) 및 절연막(250)이 순차적으로 형성된 기판이다.

상기 제2 기판(210) 상에는 상기 표시 영역(DA)에 대응하여 상기 컬러필터(220)가 구비된다. 상기 컬러필터(220)는 광에 의해서 적색으로 발현되는 R 색화소, 광에 의해서 녹색으로 발현되는 G 색화소, 및 광에 의해서 청색으로 발현되는 B 색화소로 이루어진다. 이때, 상기 각 색화소들은 인접하는 색화소들과 오버랩된다.

또한, 상기 컬러필터(220) 상에는 색화소들의 일부가 오버랩됨에 따라 발생되는 단차를 제거하기 위한 평탄화막(230)이 형성된다. 여기서, 상기 평탄화막(230)은 하나인 아크릴 수지 또는 폴리 아미드 수지와 같은 유기 절연막으로 이루어진다.

이후, 상기 평탄화막(230) 상에는 균일한 두께로 공통 전극(240)이 형성된다. 상기 공통 전극(240)은 ITO 또는 IZO 막과 같은 투명성 도전물질로 이루어진다.

또한, 상기 공통 전극(240) 상에는 절연막(250)이 형성된다. 여기서, 상기 절연막(250)은 상기 컬러필터기판(200)의 공통 전극(240)과 상기 어레이 기판(100)의 투과 전극(140)이 전기적으로 연결되는 쇼트 현상을 방지한다. 이때, 상기 절연막(250)은 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiOx)과 같은 무기 절연막으로 이루어지거나, 감광성 아크릴 수지 또는 폴리 아미드 수지와 같은 유기 절연막으로 이루어진다.

한편, 상기 절연막(250)에는 상기 주변 영역(SA)에 형성된 상기 공통전압배선(150)에 대응하는 상기 공통 전극(240)의 일부분을 노출시키기 위한 제2 콘택홀(255)이 형성된다. 또한, 상기 제2 콘택홀(255)에 의해서 노출된 상기 공통 전극(240)과 상기 공통전압배선(150)과의 사이에는 은(Ag)으로 이루어진 도전볼(310)이 개재된다. 상기 도전볼(310)은 상기 공통 전극(240)과 상기 공통전압배선(150)을 전기적으로 연결시킨다. 따라서, 상기 공통전압배선(150)에 인가된 상기 공통전압은 상기 도전볼(310)을 통해 상기 공통 전극(240)으로 전달된다.

여기서, 상기 공통전압배선(150)이 상기 액정표시장치(400)의 화면 상에 투영되는 것이 방지하기 위하여 상기 컬러필터기판(200)에는 상기 주변 영역(SA)에 대응하여 차광막(260)이 형성된다. 상기 차광막(260)은 크롬(Cr), 크롬 산화막(CrOx) 또는 유기 BM으로 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 컬러필터(220)의 색화소들에 의한 단차를 제거하기 위한 상기 평탄화막(230) 상에는 미세 먼지 또는 평탄화막 형성 물질이 뭉친 형태의 돌기(231)가 형성된다. 여기서, 상기 돌기(231)가 형성된 상기 평탄화막(230) 상에는 상기 공통 전극(240) 및 절연막(250)이 순차적으로 형성된다.

따라서, 상기 돌기(231)에 의해서 상기 컬러필터기판과 상기 어레이 기판이 접촉되더라도, 상기 공통 전극(240)이 상기 어레이 기판(100)의 투과 전극(140)과 전기적으로 연결되지 않는다. 즉, 상기 공통 전극(240)과 상기 투과 전극(140)은 상기 절연막(250)에 의해서 전기적으로 절연 상태를 유지한다. 따라서, 상기 컬러필터기판(200)과 상기 어레이 기판(100)이 전기적으로 접속되는 쇼트 현상이 발생하지 않는다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다. 단, 도 3에서는 도 1에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치는 어레이 기판(100), 상기 어레이 기판(100)과 대향하여 구비되는 컬러필터기판(200) 및 상기어레이 기판(100)과 컬러필터기판(300)과의 사이에 주입된 액정층(300)을 포함하여 이루어진다.

상기 어레이 기판(100)은 표시 영역에 대응하여 제1 기판(110) 상에 TFT(120), 유기 절연막(130), 투과 전극(140) 및 반사 전극(160)이 형성된 기판이다.

상기 투과 전극(140)은 상기 유기 절연막(130) 상에 균일한 두께로 적층되고, 상기 투과 전극(140) 위로는 반사율이 뛰어난 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 반사 전극(160)이 균일한 두께로 적층된다. 이때, 상기 반사 전극(160)에는 상기 투과 전극(140)의 일부분을 노출시키는 투과창(160)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 표시 영역(DA)은 상기 반사 전극(160)이 형성된 반사 영역(RA) 및 상기 투과 전극(140)이 형성된 투과 영역(TA)으로 이루어진다.

한편, 상기 컬러필터기판(200)은 제2 기판(210) 상에 차광막(260), 컬러필터(270), 평탄화막(230), 공통 전극(240) 및 절연막(250)이 순차적으로 형성된 기판이다.

상기 제2 기판(210) 상에는 상기 표시 영역(DA)에 대응하여 상기 컬러필터(270)가 구비된다. 상기 컬러필터(270)는 광에 의해서 적색으로 발현되는 R 색화소, 광에 의해서 녹색으로 발현되는 G 색화소, 및 광에 의해서 청색으로 발현되는 B 색화소로 이루어진다. 이때, 상기 각 색화소들 사이에는 상기 차광막(260)이 구비된다.

상기 컬러필터(270)는 상기 반사 영역(RA)에 대응하여 제1 두께(t1)를 갖고, 상기 투과 영역(TA)에 대응하여 상기 제1 두께(t1)보다 두꺼운 제2 두께(t2)를 가진다. 특히, 상기 제2 두께(t2)는 상기 제1 두께(t1)의 두 배이다.

상기 반사 영역(RA)으로 입사되어 상기 반사 전극(160)에 의해 반사되는 외부광은 상기 컬러필터(270)를 2번 통과하여 출사된다. 상기 투과 영역(TA)을 투과하는 상기 자체광은 상기 컬러필터(270)를 1번 통과하여 출사된다. 상술한 바와 같이, 상기 컬러필터(270)가 상기 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)에서 서로 다른 두께를 가짐으로써, 상기 반사 영역(RA)과 상기 투과 영역(TA)의 색재현성이 서로 동일하게 나타난다.

상기 컬러필터(270) 상에는 상기 반사 영역(RA)과 투과 영역(TA)에서 서로 다른 두께를 가짐으로써 발생되는 컬러필터의 단차를 제거하기 위한 평탄화막(230)이 형성된다. 이후, 상기 평탄화막(230) 상에는 균일한 두께로 공통 전극(240)이 형성된다.

또한, 상기 공통 전극(240) 상에는 절연막(250)이 형성된다. 여기서, 상기 절연막(250)은 상기 컬러필터기판(200)의 공통 전극(240)과 상기 어레이 기판(100)의 반사 전극(160) 또는 투과 전극(140)이 전기적으로 연결되는 쇼트 현상을 방지한다.

이와 같은 액정표시장치에 따르면, 컬러필터 기판은 공통 전극 상에 절연막을 구비한다. 따라서, 컬러필터기판의 평탄화막에 생성된 돌기에 의해 상기 컬러필터기판과 어레이 기판이 접촉되더라도, 절연막에 의해서 공통 전극과 화소 전극이 전기적으로 절연된다.

이로써, 공통 전극과 화소 전극이 전기적으로 접속되어 발생하는 하이 픽셀 등의 픽셀 불량을 방지하여, 액정표시장치의 표시특성을 향상시킬 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

화소전압이 인가되는 화소 전극 및 공통전압이 인가되는 공통전압배선을 포함하는 제1 기판;

컬러필터, 상기 컬러필터의 상면에 형성된 평탄화막, 상기 평탄화막 상에 형성되어 상기 화소 전극과 마주하고 상기 공통전압배선과 전기적으로 연결된 공통전극, 및 상기 공통 전극 상에 형성되어 상기 화소 전극과 상기 공통 전극을 절연시키고 상기 공통전압배선과 마주하는 상기 공통 전극의 일부분을 노출시키는 콘택홀이 형성된 절연막을 포함하는 제2 기판; 및

상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 개재된 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 컬러필터는 R(RED), G(GREEN), B(BLUE) 패턴을 포함하고, 상기 각 패턴들은 인접한 패턴들과 오버랩된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 화소 전극은 투과 전극 및 반사 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제3항에 있어서, 상기 컬러필터는 상기 투과 전극에 대응하여 제1 두께를 갖고, 상기 반사 전극에 대응하여 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 절연막은 유기 또는 무기 절연막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.