KR20050054544A - 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법 - Google Patents

횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 고화질을 구현하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 구성과 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판은 양측의 데이터 배선 사이에 공통 전극을 우선으로 공통전극과 화소 전극을 교대로 구성한 구조에 있어서, 데이터 배선에 근접하여 구성된 공통 전극을 상하로 높게 구성하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하면, 데이터 배선을 흐르는 신호가 화소 영역의 수평전계에 영향을 미치는 것을 차폐할 수 있고 더욱이, 기판의 외곽에서는 다수의 신호 배선들을 흐르는 신호들에 의한 신호 간섭을 차폐할 수 있는 장점이 있다.

Description

횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법{A substrate for In-Plane switching mode LCD and method for fabricating of the same}
본 발명은 횡전계 방식 액정표시장치(In-plan mode Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로 특히, 고화질을 구현하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
상기 액정표시장치는 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소 전극이 형성된 어레이기판(하부기판)과, 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통 전극과 화소 전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. 따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술이 제안되고 있다. 하기 기술될 액정표시장치는 횡전계에 의한 액정 구동방법으로 시야각 특성이 우수한 장점을 갖고 있다.
도 1은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치의 단면을 도시한 확대 단면도이다.
도시한 바와 같이, 횡전계 방식 액정표시장치(B)는 컬러필터기판(B1)과 어레이기판(B2)이 이격되어 구성되며, 컬러필터기판 및 어레이기판 (B1,B2)사이에는 액정층(90)이 개재되어 있다.
상기 어레이기판(B2)은 투명한 절연 기판(50)에 정의된 다수의 화소(P1,P2)마다 박막트랜지스터(T)와 공통 전극(58)과 화소 전극(72)이 구성된다.
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(52)과, 게이트 전극(52) 상부에 절연막(60)을 사이에 두고 구성된 반도체층(62)과, 반도체층(62)의 상부에 서로 이격하여 구성된 소스 및 드레인 전극(64,66)을 포함한다.
전술한 구성에서, 상기 공통 전극(58)과 화소 전극(72)은 동일 기판 상에 서로 평행하게 이격하여 구성된다.
그런데 일반적으로, 상기 공통 전극(58)은 상기 게이트 전극(52)과 동일층 동일물질로 구성되고, 상기 화소 전극(72)은 상기 소스 및 드레인 전극(64,66)과 동일층 동일물질로 구성되나, 개구율을 높이기 위해 도시한 바와 같이, 상기 화소 전극(72)은 투명한 전극으로 형성할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 상기 화소(P1,P2)의 일 측을 따라 연장된 게이트 배선(미도시)과, 이와는 수직한 방향으로 연장된 데이터 배선(미도시)이 구성되고, 상기 공통 전극(58)에 전압을 인가하는 공통 배선(미도시)이 구성된다.
상기 컬러필터 기판(B1)은 투명한 절연 기판(30) 상에 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 박막트랜지스터(T)에 대응하는 부분에 블랙매트릭스(32)가 구성되고, 상기 화소(P1,P2)에 대응하여 컬러필터(34a,34b)가 구성된다.
상기 액정층(90)은 상기 공통 전극(58)과 화소 전극(72)의 수평전계(95)에 의해 동작된다.
이하, 도 2를 참조하여, 전술한 바와 같은 횡전계 방식 액정표시장치를 구성하는 어레이기판의 구성을 설명한다.(도 2의 어레이기판은 도 1의 구성과는 달리 상기 화소 전극을 불투명한 전극으로 형성한 예를 설명한다.)
도 2는 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(50)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(54)과, 게이트 배선(54)과는 수직하게 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(68)이 구성된다.
또한, 상기 게이트 배선(54)과는 평행하게 이격하여 화소 영역(P)을 가로지르는 공통 배선(56)이 구성된다.
상기 게이트 배선(54)과 데이터 배선(68)의 교차지점에는 상기 게이트 배선(54)과 연결된 게이트 전극(52)과, 게이트 전극(52) 상부의 반도체층(62)과, 반도체층(62) 상부의 소스 전극(64)과 드레인 전극(66)을 포함하는 박막트랜지스터(T)가 구성된다.
상기, 화소 영역(P)에는 상기 공통 배선(56)에 수직하게 연장되고 서로 평행하게 이격된 공통 전극(58)이 구성되고, 상기 공통 전극(58)사이에는 공통 전극(58)과 평행하게 이격된 화소 전극(72)이 구성된다.
전술한 구성에서, 상기 양측의 데이터 배선을 기준으로 좌측으로부터 공통전극을 우선으로 하여, 공통 전극과 화소 전극이 교대로 구성되며, 공통 전극과 화소 전극의 이격 영역을 하나로 블록으로 정의할 때, 단일 화소에 2 내지 4 블록이 되도록 상기 공통 전극과 화소 전극을 구성하게 된다.
이때, 양측의 데이터 배선에 근접하여 공통 전극이 위치하는 형상이 된다.
이러한 구조에서, 화소 영역에 대응하여 공통 전극과 화소 전극 사이에 수평전계가 발생하게 된다.
그런데 종래의 구조에서는, 상기 데이터 배선과 근접한 영역은 데이터 배선을 흐르는 신호에 의해 상기 수평전계가 왜곡되는 현상이 발생한다.
이에 대해 이하, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시자치용 어레이기판의 구조에서, 데이터 배선에 근접하여 위치한 공통 전극과 화소 전극 사이의 투과율을 곡선을 나타낸 그래프이다.
도시한 바와 같이, 화소 영역에 구성된 공통 전극(58)과 화소 전극(72)사이에 발생하는 수평 전계(F1.F2)가 공통 전극(58)과 화소 전극(72)사이 마다 동일하지 않다.
특히, 데이터 배선(68)에 근접하여 위치한 공통 전극(58)과 화소 전극(71) 사이에 발생하는 수평 전계(F1)가 심하게 왜곡되어 이 부분에 대한 빛의 투과율 곡선(G1)이 다른 정상적인 곡선(G2)에 비해 왜곡되어 나타남을 관찰할 수 있다.
이러한 이유는, 상기와 수평 전계가 왜곡된 부분에 위치하는 액정은 화소 영역의 중심영역에 위치한 액정에 비해 액정의 배열특성이 달라지기 때문이다.
그러므로, 이 부분을 투과하는 빛의 투과율이 달리지게 되며 이는 얼룩으로 관찰된다. 따라서, 이러한 얼룩 불량에 의해 액정표시장치의 화질이 저하되는 문제가 있다.
또한, 이러한 얼룩 문제는 액정패널의 외곽에서 특히 심하게 나타나게 되는데 이러한 경우에는 액정패널의 외곽에 패턴된 다수의 금속배선으로부터 발생하는 신호들이 표시영역에 영향을 미쳐 표시영역의 주변으로 얼룩이 발생하게 되는 것이다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 상기 데이터 배선과 근접하게 위치한 공통 전극의 높이를 높게 구성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성은 공통전극의 VCOM 전위를 높게 설정하여, 표시 영역 내부에서는 데이터 배선으로부터 받는 신호의 영향이 화소 영역에 미치지 않도록 하고, 표시영역의 외곽에서는 다수의 패턴된 배선을 흐르는 신호가 표시영역으로 영향을 미치지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판은 기판 상에 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 스위칭 소자와; 상기 스위칭 소자와 접촉하면서 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 화소전극과; 상기 화소 전극과 평행하게 이격된 다수의 공통 전극과; 상기 데이터 배선에 근접하게 구성된 공통 전극의 상부에 이와 접촉하여 구성된 차폐전극을 포함한다.
상기 공통 전극과 접촉하고 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통배선을 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 스위칭 소자와 연결된 제 1 수평부와, 상기 제 1 수평부에서 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 수직부와, 상기 공통 배선의 상부에서 상기 수직부를 하나로 연결하는 제 2 수평부로 구성된다.,
상기 화소 전극의 제 2 수평부를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 공통 배선을 제 2 전극으로 하는 보조 용량부가 구성된다.
상기 스위칭 소자는 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 소정 간격 이격 되고, 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극으로 구성된다.
상기 공통 전극과 화소 전극은 지그 재그 형상으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은 기판 상에 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 스위칭 소자를 형성하는 단계와; 상기 스위칭 소자와 접촉하면서 화소 영역으로 수직하게 연장된 화소 전극을 형성하는 단계와; 상기 화소 전극과 평행하게 이격된 다수의 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 데이터 배선에 근접하게 구성된 공통 전극의 상부에 이와 접촉하는 차폐전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 공통 전극과 접촉하고 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통배선을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소 전극은 상기 스위칭 소자와 연결된 제 1 수평부와, 상기 제 1 수평부에서 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 수직부와, 상기 공통 배선의 상부에서 상기 수직부를 하나로 연결하는 제 2 수평부로 형성된다.
상기 화소 전극의 제 2 수평부를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 공통 배선을 제 2 전극으로 하는 보조 용량부가 형성되며, 상기 스위칭 소자는 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 소정 간격 이격 되고, 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극으로 구성된다.
상기 공통 전극과 화소 전극은 지그 재그 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법은 기판 상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선과, 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통 배선과, 공통 배선에서 수직하게 연장된 공통 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선 및 공통 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 스위칭 소자를 형성하는 단계와; 상기 스위칭 소자가 형성된 기판의 전면에 보호막을 형성한 후 패턴하여, 상기 스위칭 소자의 일부를 노출하는 제 1 콘택홀과, 상기 데이터 배선에 근접한 공통 전극을 노출하는 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 스위칭 소자와 접촉하면서 화소 영역에 구성된 화소 전극과, 상기 공통 전극과 접촉하는 차폐 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
-- 제 1 실시예 --
본 발명의 제 1 실시예는 데이터 배선에 근접한 공통 전극을 높게 구성하는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이다.
기판(100)상에 일 방향으로 연장하여 게이트 배선(104)과, 게이트 배선(104)과 수직한 방향으로 교차하여 데이터 배선(120)을 구성한다.
상기 게이트 배선(104)과 소정간격 이격하여 이와 평행한 방향으로 연장된 공통 배선(106)을 구성한다.
상기 게이트 배선(104)과 데이터 배선(120)이 교차하여 정의하는 영역을 화소 영역(P)이라 하며, 화소 영역(P)의 일 측 즉, 상기 게이트 배선(104)과 데이터 배선(120)의 교차지점에는 스위칭 소자(T)를 구성한다.
상기 스위칭 소자(T)로는 게이트 전극(104)과 액티브층(102)과 소스 전극(116)과 드레인 전극(118)으로 구성된 박막트랜지스터를 사용한다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 드레인 전극(118)과 접촉하는 화소 전극(128a,128b)과, 화소 전극(128a,128b)과 이격되어 평행하게 구성되고 상기 공통 배선(106)으로 공통 전압을 인가받는 공통 전극(108)을 구성한다.
상기 화소 전극(128a,128b)의 구성을 자세히 설명하면, 상기 드레인 전극(118)과 접촉하는 수평부(128a)와, 상기 수평부(128a)에서 화소 영역(P)으로 수직하게 연장되고 각각이 소정간격 평행하게 이격된 수직부(128b)로 구성한다.
상기 공통 전극(108)은 상기 공통 배선(106)에서 수직하게 연장하여 상기 화소 전극(128a,128b)의 수직부(128b)사이에 이와는 평행하게 구성한다.
전술한 구성에서, 상기 화소 영역(P)의 양측에 구성된 데이터 배선(120)과 근접하여 공통 전극(108)을 구성하게 되는데 이때, 상기 공통 전극(108)의 상부에 상기 화소 전극(128a,128b)과 동일층 동일물질로 차폐 전극(130)을 구성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 차폐 전극(130)은 상기 공통 전극(108)과 동일한 신호가 흐르도록 공통 전극(108)과 접촉하여 구성하며, 이와 같이 공통 전극의 높이가 높아지는 효과로 인해 표시 영역 내에서는 데이터 배선의 신호가 화소 영역에 영향을 미치지 않도록 하며, 표시 영역의 외곽에서는 주변에 패턴된 다수의 배선을 흐르는 신호가 표시영역에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
이에 대해 이하, 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시자치용 어레이기판의 구조에서, 데이터 배선에 근접하여 위치한 공통전극과 화소전극 사이에 발생하는 투과율 곡선을 나타낸 그래프이다.
도시한 바와 같이, 화소 영역에 구성된 공통 전극(108)과 화소 전극(128b) 사이의 투과율 곡선(G1,G2)이 동일하게 나타남을 알 수 있다.
이는 데이터 배선(120)에 근접한 공통 전극(108)의 상부에 구성된 차폐 전극(130)의 영향으로 상기 데이터 배선(120)에 흐르는 신호가 상기 수평 전계(F1,F2)에 영향을 미치지 못하고 있음을 알 수 있다.
이하, 공정 단면도를 참조하여 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법을 설명한다.
도 6a 내지 도 6e와 도 7a 내지 도 7e는 각각 도 4의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단하여 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
도 6a와 도 7a에 도시한 바와 같이, 기판(100) 상에 스위칭 영역(TA)을 포함하는 화소 영역(PA)을 정의한다.
다음으로, 알루미늄(Al)과 이를 포함한 알루미늄 계열의 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 화소 영역(PA)의 일측에 게이트 배선(도 4의 104)과 이것에 연결되고 상기 스위칭 영역(TA)에 게이트 전극(102)을 형성한다.
동시에, 상기 게이트 배선(도 4의 104)과 평행하게 이격된 공통 배선(도 4의 106)과, 공통 배선(도4의 106)에서 상기 화소 영역(PA)으로 수직하게 연장된 다수의 공통 전극(108)을 형성한다.
상기 게이트 배선(도 4의 104)을 알루미늄 계열로 형성하는 것은 저항을 낮추어 신호지연(signal delay)을 방지하기 위한 것이며, 일반적으로는 상기 알루미늄계열의 금속이 화학적 물리적으로 약하여 핀홀(pin-hole)또는 힐락(hillock)과 같은 불량이 발생하기 쉽기 때문에 이를 보호하기 위한 보호층으로 별도의 금속(크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo))을 적층하여 구성한다.
이때, 상기 알루미늄 이외에도 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au)과 같은 저저항 금속을 사용할 수도 있다.
다음으로, 상기 게이트 배선(도 4의 104)과 게이트 전극(102)과 공통 배선(도 4의 106)과 공통 전극(108)이 형성된 기판(100)의 전면에 산화 실리콘(SiO2)과 질화 실리콘(SiNX)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 게이트 절연막(110)을 형성한다.
도 6b와 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(110)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)과 불순물이 포함된 비정질 실리콘(n+a-Si:H)을 적층한 후 패턴하여, 상기 게이트 전극(102)에 대응하는 게이트 절연막(110)의 상부에 액티브층(active layer, 112)과 오믹 콘택층(ohmic contact layer, 114)을 형성한다.
다음으로, 도 6c와 도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(112)과 오믹 콘택층(114)이 형성된 기판(100)의 전면에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu) 등을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 금속을 증착하고 패턴하여, 상기 오믹 콘택층(112)의 상부에 서로 이격하여 구성되도록 소스 전극(116)과 드레인 전극(118)과, 상기 소스 전극(114)과 연결되고 상기 게이트 배선(도 4의 104)과는 수직방향으로 교차하는 데이터 배선(120)을 형성한다.
도 6d와 도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 소스 전극 및 드레인 전극(116,118)과 데이터 배선(120)이 형성된 기판(100)의 전면에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)와 같이 유전율이 작은 유기절연막을 도포하여 보호막(122)을 형성한 후 이를 패턴하여, 상기 드레인 전극(118)을 노출하는 제 1 콘택홀(124)과, 상기 데이터 배선(120)에 근접한 공통 전극(108)의 일부를 노출하는 제 2 콘택홀(126)을 형성한다.
도 6e와 도 7e에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(122)의 상부에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 드레인 전극(118)과 접촉하는 화소 전극(128a,128b)을 형성한다.
동시에, 상기 데이터 배선(120)과 근접하게 구성된 공통 전극(108)과 접촉하면서 이와는 평면적으로 겹쳐지는 형상으로 보조 공통 전극(130)을 형성한다.
상기 화소 전극(128a,128b)은 상기 드레인 전극(118)과 접촉하는 수평부(128a)와, 수평부(128a)에서 상기 공통 전극(108)사이로 수직하게 연장된 수직부(128b)로 구성한다.
전술한 구성에서, 상기 화소 전극을 상기 공통 배선의 상부로 연장 구성하여, 상기 공통 배선을 제 1 전극으로 하고 상기 연장된 화소 전극을 제 2 전극으로 하는 보조 용량부를 형성할 수 있다.
전술한 방법으로 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 형성할 수 있다.
이하, 제 2 실시예를 통해 전술한 제 1 실시예의 변형예를 설명한다.
-- 제 2 실시예 --
본 발명의 제 2 실시예의 특징은 상기 데이터 배선에 근접한 공통 전극과 접촉하고 이와 동일한 신호가 흐르는 차폐 전극을 구성하는 동시에, 상기 공통 전극과 화소 전극을 지그재그(zigzag)형상으로 구성하여 화소 영역에 상하로 대칭성을 가지는 다수의 도메인을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 구성의 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(200)상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선(204)과, 게이트 배선(204)과 수직한 방향으로 교차하도록 데이터 배선(218)을 구성한다.
상기 게이트 배선(204)과 소정간격 이격하여 이와 평행한 방향으로 연장된 공통 배선(206)을 구성한다.
상기 게이트 배선(204)과 데이터 배선(218)이 교차하여 정의하는 영역을 화소 영역(PA)이라 하며, 화소 영역(PA)의 일 측 즉, 상기 게이트 배선(204)과 데이터 배선(218)의 교차지점에는 스위칭 소자(T)를 구성한다.
상기 스위칭 소자(T)로는 게이트 전극(202)과 액티브층(210)과 소스 전극(214)과 드레인 전극(216)으로 구성된 박막트랜지스터(T)를 사용한다.
전술한 구성에서, 상기 데이터 배선(218)의 하부에 데이터 배선(218)을 들뜸불량을 방지하기 위해 상기 액티브층(210)과 동일한 물질로 버퍼층(SL)을 더욱 구성할 수 있다.
상기 화소 영역(P)에는 상기 드레인 전극(214)과 접촉하는 화소 전극(220,222,224)과, 화소 전극(220,222,224)과 이격되어 평행하게 구성되고 상기 공통 배선(206)으로 부터 공통 전압을 인가 받는 지그재그 형상의 공통 전극(208)을 구성한다.
상기 화소 전극(220,222,224)의 구성을 자세히 설명하면, 상기 드레인 전극(214)과 접촉하는 다수의 제 1 수평부(220)와, 상기 제 1 수평부(220)에서 화소 영역(PA)으로 지그재그 형상으로 수직하게 연장되고 각각이 소정간격 평행하게 이격된 수직부(222)와, 상기 공통 배선(206)에서 상기 지그재그 형상의 수직부(222)를 하나로 연결하는 제 2 수평부(224)로 구성한다.
상기 지그재그 형상의 공통 전극(208)은 상기 공통 배선(206)에서 수직하게 연장하여 상기 화소 전극의 지그재그 형상의 수직부(222)사이에 이와는 평행하게 구성한다.
전술한 구성에서, 상기 화소 전극의 수평부(224)와 겹쳐지는 공통 배선(206)을 제 1 전극으로 하고 상기 화소 전극의 수평부(224)를 제 2 전극으로 하는 보조 용량부(CST)가 구성된다.
상기 화소 영역(PA)의 양측에 구성된 데이터 배선(218)과 근접하여 공통 전극(208)을 구성하게 되는데 이때, 상기 공통 전극(208)의 상부에 상기 화소 전극(220,222,224)과 동일층 동일물질로 구성된 차폐전극(226)을 구성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 차폐전극(226)은 상기 공통 전극(208)과 동일한 신호가 흐르도록 공통 전극과 접촉하도록 구성하며, 이로 인해 데이터 배선(218)에 근접한 공통 전극(208)의 공통 전위가 높아져 데이터 배선을 흐르는 신호의 영향을 차폐하는 역할을 할 수 있게 된다.
또한, 전술한 바와 같이 공통 전극과 화소 전극을 수직한 지그재그 형상으로 구성하여, 단일 화소에 상.하 방향으로 대칭성을 가지는 다수의 도메인을 형성할 수 있게된다.
이와 같은 구성은 컬러쉬프트 현상을 방지할 수 있으므로 시야각 특성이 개선되는 장점 있다.
따라서, 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판을 포함한 횡전계 방식 액정표시장치는 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 데이터 배선에 근접하여 구성한 공통 전극의 상부에 이와 동일한 신호가 흐르는 차폐전극을 더욱 구성함으로써, 공통 전극의 공통 전위를 높이는 효과로 인해 상기 데이터 배선을 흐르는 신호가 화소 영역에 영향을 미치지 않도록 하는 효과가 있다.
이로 인해, 얼룩불량이 발생하지 않는 고화질의 액정표시장치를 제작할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 화소 전극과 공통 전극을 지그재그 형상으로 구성함으로써, 대칭성을 가지는 다수의 도메인을 형성할 수 있으므로, 컬러쉬프트 방지를 통해 광시야각을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 횡전계 방식 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 2는 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 구성을 도시한 확대 평면도이고,
도 3은 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시자치용 어레이기판의 구조에서, 데이터 배선에 근접하여 위치한 공통전극과 화소 전극 사이의 투과율 곡선을 나타낸 그래프이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시자치용 어레이기판의 구조에서, 데이터 배선에 근접하여 위치한 공통전극과 화소전극 사이의 투과율 곡선을 나타낸 그래프이고,
도 6a 내지 도 6e와 도 7a 내지 도 7e는 각각 도 4의 Ⅳ-Ⅳ,Ⅴ-Ⅴ를 따라 절단하여 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판의 한 화소를 도시한 확대 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : 기판 102 : 게이트 전극
104 : 게이트 배선 106 : 공통 배선
108 : 공통 전극 112 : 액티브층
116 : 소스 전극 118 : 드레인 전극
120 : 데이터 배선 126 : 제 2 콘택홀
128a,b : 화소 전극 130 : 차폐 전극

Claims (19)

  1. 기판 상에 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 구성된 스위칭 소자와;
    상기 스위칭 소자와 접촉하면서 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 화소전극과;
    상기 화소 전극과 평행하게 이격된 다수의 공통 전극과;
    상기 데이터 배선에 근접하게 구성된 공통 전극의 상부에 이와 접촉하여 구성된 차폐전극
    을 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 접촉하고 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통배선을 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  3. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 스위칭 소자와 연결된 제 1 수평부와, 상기 제 1 수평부에서 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 수직부와, 상기 공통 배선의 상부에서 상기 수직부를 하나로 연결하는 제 2 수평부로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 화소 전극의 제 2 수평부를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 공통 배선을 제 2 전극으로 하는 보조 용량부가 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 소정 간격 이격 되고, 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극으로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 화소 전극은 지그 재그 형상으로 구성된 횡전계방식 액정표시장치용 어레이기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 배선과 공통 전극은 동일층 동일물질로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 투명한 재질인 액정표시장치용 어레이기판.
  9. 기판 상에 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 스위칭 소자를 형성하는 단계와;
    상기 스위칭 소자와 접촉하면서 화소 영역으로 수직하게 연장된 화소 전극을 형성하는 단계와;
    상기 화소 전극과 평행하게 이격된 다수의 공통 전극을 형성하는 단계와;
    상기 데이터 배선에 근접하게 구성된 공통 전극의 상부에 이와 접촉하는 차폐전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 접촉하고 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통배선을 형성하는 단계를 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  11. 제 9 항 내지 제 10 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 스위칭 소자와 연결된 제 1 수평부와, 상기 제 1 수평부에서 화소 영역으로 수직하게 연장된 다수의 수직부와, 상기 공통 배선의 상부에서 상기 수직부를 하나로 연결하는 제 2 수평부로 형성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 화소 전극의 제 2 수평부를 제 1 전극으로 하고 그 하부의 공통 배선을 제 2 전극으로 하는 보조 용량부가 형성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 데이터 배선과 연결된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 소정 간격 이격 되고, 상기 화소 전극과 연결된 드레인 전극으로 구성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 화소 전극은 지그 재그 형상으로 형성된 횡전계방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 게이트 배선과 공통 전극은 알루미늄(Al), 알루미늄합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)을 포함하는 도전성 금속그룹 중 선택된 하나로 형성된 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  17. 기판 상에 일 방향으로 연장된 게이트 배선과, 게이트 배선과 평행하게 이격된 공통 배선과, 공통 배선에서 수직하게 연장된 공통 전극을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선 및 공통 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차지점에 스위칭 소자를 형성하는 단계와;
    상기 스위칭 소자가 형성된 기판의 전면에 보호막을 형성한 후 패턴하여, 상기 스위칭 소자의 일부를 노출하는 제 1 콘택홀과, 상기 데이터 배선에 근접한 공통 전극을 노출하는 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와;
    상기 스위칭 소자와 접촉하면서 화소 영역에 구성된 화소 전극과, 상기 공통 전극과 접촉하는 차폐 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공통 전극과 화소 전극은 지그 재그 형상으로 형성된 횡전계방식 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성된 액정표시장치용 어레이기판 제조방법.
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KR101298604B1 (ko) * 2006-06-30 2013-08-26 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법

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