KR20060001248A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 영역 양측에 칼럼 스페이서를 형성함으로써, 액정 패널에 일 방향으로 미는 힘을 가하였을 때 상하 기판이 밀리는 형상이 없도록 한 액정 표시 장치에 관한 것으로, TFT 어레이가 형성된 제 1 기판과, 상기 TFT 어레이에 대응되어 컬러 필터 어레이가 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상의 소정 부위에 형성된 돌기 패턴과, 상기 돌기 패턴 양측에 대응되어 상기 제 2 기판 상에 형성된 제 1, 제 2 칼럼 스페이서 및 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display device in which a column spacer is formed on both sides of an intersection area of a gate wiring and a data wiring so that the upper and lower substrates are not pushed when a pushing force is applied to the liquid crystal panel in one direction. A first substrate, a second substrate having a color filter array corresponding to the TFT array, a projection pattern formed at a predetermined portion on the first substrate, and a first formed on the second substrate corresponding to both sides of the projection pattern And a liquid crystal layer filled between the second column spacer and the first substrate and the second substrate.
칼럼 스페이서, 합착 빛샘, 블랙 매트릭스층, 개구부, 차광부, 배선 교차부Column spacers, bonded light leakage, black matrix layers, openings, light shields, wiring intersections
Description
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도1 is an exploded perspective view showing a general liquid crystal display device
도 2는 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도2 is a plan view showing a conventional liquid crystal display device
도 3은 도 2의 I~I' 선상의 구조 단면도3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2;
도 4는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 구조 단면도4 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG.
도 5는 종래의 다른 구조의 화소에 있어서, 데이터 배선을 가로지른 방향의 구조 단면도5 is a cross-sectional view of a structure in a direction crossing a data line in a pixel of another conventional structure;
도 6은 액정 표시 장치를 일 방향으로 밀었을 때 상하부 기판 틀어짐을 나타낸 단면도6 is a cross-sectional view showing the upper and lower substrate twisted when the liquid crystal display device is pushed in one direction;
도 7은 액정 표시 장치를 일 방향으로 민 후의 빛샘 발생을 나타낸 단면도7 is a cross-sectional view illustrating light leakage after the liquid crystal display is pushed in one direction;
도 8은 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도8 is a plan view showing a liquid crystal display of the present invention.
도 9는 도 8의 Ⅲ~Ⅲ' 선상의 구조 단면도9 is a cross-sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 8;
도 10은 도 8의 Ⅳ~Ⅳ' 선상의 구조 단면도FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line IV-IV ′ of FIG. 8.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
40 : 제 1 기판 41 : 게이트 배선40: first substrate 41: gate wiring
41a : 게이트 전극 42 : 데이터 배선41a: gate electrode 42: data wiring
42a : 소오스 전극 42b : 드레인 전극
42a:
43 : 화소 전극 46 : 게이트 절연막43
47 : 보호막 50 : 제 1 칼럼 스페이서47: protective film 50: first column spacer
51 : 제 2 칼럼 스페이서 60 : 제 2 기판51
61 : 블랙 매트릭스층 62 : 컬러 필터층61
63 : 오버코트층 70 : 액정63: overcoat layer 70: liquid crystal
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 영역 양측에 칼럼 스페이서를 형성함으로써, 액정 패널에 일 방향으로 미는 힘을 가하였을 때 상하 기판이 밀리는 형상이 없도록 한 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is increasing in various forms, and in recent years, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), electro luminescent displays (ELD), and vacuum fluorescent (VFD) Various flat panel display devices such as displays have been studied, and some of them are already used as display devices in various devices.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, LCD is the most widely used as the substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display device because of its excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to the use of the present invention has been developed in various ways such as a television and a computer monitor for receiving and displaying broadcast signals.
이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.In order to use such a liquid crystal display as a general screen display device in various parts, it is a matter of how high quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness and low power consumption. Can be.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 나타낸 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a general liquid crystal display.
도 1과 같이, 일반적인 액정 표시 장치는 일정 공간을 갖고 합착된 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(2)과, 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 주입된 액정층(3)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a general liquid crystal display device includes a liquid crystal injected between a
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 기판(1)에는 화소 영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 배선(4)과, 상기 게이트 배선(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 배선(5)이 배열된다. 그리고, 상기 각 화소 영역(P)에는 화소 전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 배선(4)과 데이터 배선(5)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 상기 박막트랜지스터가 상기 게이트 배선에 신호에 따라 상기 데이터 배선의 데이터 신호를 상기 각 화소 전극에 인가한다.In more detail, the
그리고, 상기 제 2 기판(2)에는 상기 화소 영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차 단하기 위한 블랙 매트릭스층(7)이 형성되고, 상기 각 화소 영역에 대응되는 부분에는 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층(8)이 형성되고, 상기 컬러 필터층(8)위에는 화상을 구현하기 위한 공통 전극(9)이 형성되어 있다.In addition, a black matrix layer 7 is formed on the
상기와 같은 액정 표시 장치는 상기 화소 전극(6)과 공통 전극(9) 사이에 형성되는 전계에 의해 상기 제 1, 제 2 기판(1, 2) 사이에 형성된 액정층(3)이 배향되고, 상기 액정층(3)의 배향 정도에 따라 액정층(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하여 화상을 표현할 수 있다.In the liquid crystal display as described above, the
한편, 상기 액정층(3)을 형성하는 방법으로는 두 기판을 합착 후, 진공상태에서 액정을 주입하는 액정 주입 방식과 일 기판에 액정을 적하한 후, 대향 기판과 합착하는 액정 적하 방식이 있다. On the other hand, a method of forming the
이 중 주로 대면적에 이용되는 액정 적하 방식은, 액정 주입 방식과 같이 셀갭(cell gap)을 유지하기 위해 볼 스페이서를 사용하게 되면, 적하된 액정이 퍼질 때 상기 볼 스페이서가 액정 퍼짐 방향으로 이동되어 스페이서가 한쪽으로 몰리게 되므로 정확한 셀갭 유지가 불가능하게 된다. 그러므로, 액정 적하 방식에서는 볼 스페이서를 사용하지 않고 스페이서가 기판에 고정되는 고정 스페이서(칼럼 스페이서(column spacer) 또는 패턴드 스페이서(patterned spacer))를 사용해야 한다.Among the liquid crystal dropping methods mainly used for a large area, when a ball spacer is used to maintain a cell gap like a liquid crystal injection method, the ball spacer is moved in the liquid crystal spreading direction when the dropped liquid crystal spreads. Since the spacers are driven to one side, accurate cell gap maintenance is impossible. Therefore, the liquid crystal dropping method should use a fixed spacer (column spacer or patterned spacer) in which the spacer is fixed to the substrate without using the ball spacer.
이하에서는 스페이서가 규칙적으로 고정되어 형성되는 칼럼 스페이서를 포함한 액정 표시 장치에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display including a column spacer in which spacers are regularly fixed will be described in detail.
이하의 칼럼 스페이서는 컬러 필터 기판에 고정시켜 형성하고, TFT 기판에 접촉된다. 그리고 상기 TFT 기판의 접촉되는 부위는 게이트 배선 또는 데이터 배선 의 어느 하나의 단일 배선에 대응하여, 컬러 필터 기판 상에서 일정한 높이를 주어 형성한다.The following column spacers are formed by being fixed to the color filter substrate and are in contact with the TFT substrate. The contact portion of the TFT substrate is formed by giving a predetermined height on the color filter substrate, corresponding to any single wiring of the gate wiring or the data wiring.
도 2는 종래의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 구조 단면도이고, 도 4는 도 2의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 구조 단면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a conventional liquid crystal display, FIG. 3 is a structural sectional view taken along line II ′ of FIG. 2, and FIG. 4 is a structural sectional view taken along line II˜II ′ of FIG. 2.
도 2내지 도 4와 같이, 종래의 액정 표시 장치는 화소 영역을 정의하기 위해 게이트 배선(4) 및 데이터 배선(5)이 서로 수직으로 교차하여 배열되어 형성되고, 상기 각 게이트 배선(4)과 데이터 배선(5)이 교차하는 부분에 박막트랜지스터(TFT)가 형성되며, 각 화소 영역에는 화소 전극(6)이 형성된다. 그리고, 일정 간격을 갖고 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 칼럼 스페이서(20)가 형성된다. 2 to 4, the liquid crystal display according to the related art is formed by vertically crossing the
여기서, 상기 칼럼 스페이서(20)는, 게이트 배선(4) 상측에 상응한 부분에 형성된다. 즉, 제 1 기판(1) 상에 게이트 배선(4)이 형성되고, 상기 게이트 배선(4)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(15)이 형성되며, 상기 게이트 절연막(15)위에 보호막(16)이 형성된다. Here, the column spacer 20 is formed at a portion corresponding to the upper side of the
그리고 제 2 기판(2)에는 상기 화소 영역을 제외한 비화소 영역(게이트 배선, 데이터 배선 및 박막 트랜지스터 영역)을 가리기 위한 블랙 매트릭스층(7)과, 상기 블랙 매트릭스층(7)을 포함한 컬러 필터 기판(2) 상에 각 화소 영역별로 차례로 R, G, B 안료가 대응되어 형성된 컬러 필터층(8) 및 상기 컬러 필터층(8)을 포함한 상기 제 2 기판(2) 전면에 형성된 공통 전극(14)이 형성된다.The
상기 게이트 배선(4)에 상응하는 부분의 공통 전극(14)위에 칼럼 스페이서(20)가 형성되어 상기 칼럼 스페이서(20)가 상기 게이트 배선(4)상에 위치 되도록 두 기판(1, 2)이 합착된다. The two
도 4와 같이, 상기 블랙 매트릭스층(7)이 형성된 부위는 제 1 기판(1)의 비화소 영역, 즉, 게이트 배선(4), 데이터 배선(5), 박막 트랜지스터 영역에 대응되는 부위로, 차광부로 기능하고, 블랙 매트릭스층(7)이 형성되지 않는 부위(게이트 배선, 데이터 배선, 박막 트랜지스터가 형성되지 않는 영역)는 개구부로 기능한다.As shown in FIG. 4, a portion where the black matrix layer 7 is formed is a portion corresponding to a non-pixel region of the
도 5는 종래의 다른 구조의 화소에 있어서, 데이터 배선을 가로지른 방향의 구조 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a structure in a direction crossing a data line in a pixel of another conventional structure.
도 5와 같이, 좌측의 화소 전극(6a)은 데이터 배선(5)과 이격하여 형성하고, 우측의 화소 전극(6b)은 데이터 배선(5)과 접하여 형성하여, 데이터 배선을 중심으로 양 화소를 가로지른 단면의 구조를 살펴본다. As illustrated in FIG. 5, the
도 5에서는 상기 데이터 배선(5) 하부에 상기 제 1 기판(1) 전면에 형성된 게이트 절연막과, 제 2 기판(2) 상에 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층, 블랙 매트릭스층(7) 및 컬러 필터층을 포함한 제 2 기판(2) 전면에 형성된 공통 전극이 생략되어 도시되었다.In FIG. 5, a gate insulating film formed on the entire surface of the
여기서, 상기 A영역과 B영역은 각각 제 1, 제 2기판(1, 2)의 정상 합착시 개구부와, 차광부를 나타내는 것으로, 이러한 영역의 구분은 블랙 매트릭스층(6)의 형성 여부이다.The area A and the area B represent an opening and a light shielding part when the first and
이러한 액정 표시 장치는 TN(Twisted Nematic) 모드, 노멀리 화이트(Normally White)로 구동되는 것으로, 블랙 상태(Black state)에서 구동 전압 인가시 제 1 기판(1)의 화소 전극(6a, 6b)과, 제 2 기판(2)의 공통 전극(도 4의 14참고) 사이에 형성되는 수직 전계를 따라 액정이 수직 배향된다.The liquid crystal display is driven in a twisted nematic (TN) mode, normally white, and when the driving voltage is applied in a black state, the liquid crystal display device may be connected to the
이 경우, 액정(3)은 유전율 이방성이 양인 것으로, 전계 방향을 따라 배향이 이루어지는 것이다.In this case, the
이 때, 상기 좌측에 형성된 화소 전극(6a)과 이격된 데이터 배선(5) 사이의 영역은 상기 화소 전극(6a)과 데이터 배선(5)에 인가된 전압 값에 의해 횡전계가 이루어져, 액정의 배향이 제어되지 않는 전경선(disclination line)으로 작용하여, 블랙 매트릭스층(7)을 좌측으로 더 형성하여 가리고 있다.At this time, a region between the
여기서, 상기 우측에 형성된 화소 전극(6b)은 전극과 배선 사이의 영역을 두지 않고, 상기 데이터 배선(5)과 접하여 형성하여, 수평 배향의 발생으로 인한 전경선 형성을 방지하고 있다. 이 경우, 상기 데이터 배선(5)에 인가되는 구동 전압과 화소 전극(6b)에 인가되는 구동 전압은 거의 동일한 값으로, 화소 전극(6b)과 데이터 배선(5) 영역 상부의 액정의 배향은 균일하게 수직 배향을 갖는다.Here, the
상기 블랙 매트릭스층(7)은 이 경우, 데이터 배선(5)을 포함하여 그 양측의 화소에 각각 형성되는 화소 전극(6a, 6b)과 일부 오버랩되도록 하는데, 그 이유는, 화소 전극(6a)과 데이터 배선(5)과의 사이 영역에 수평 전계가 발생함으로 인해 소정 방향에서 빛샘 불량이 발생되는 전경선을 소정의 마진을 두어 가리고 있다.In this case, the black matrix layer 7 includes the
여기서, 좌측 화소와 우측 화소에 있어, 상기 데이터 배선(5)과 오버랩 면적을 달리한 것은, 공정 상에 일 데이터 배선(5)에 인접한 양측의 화소 전극(6a, 6b)을 일정한 간격 이상은 이격시켜야 하는 제한을 갖기 때문이다. 이 경우, 우측 화소 전극(6b)은 상기 데이터 배선(5)과 접하여 형성하여 액정의 배향 불량이 나타나 는 부분이 거의 없게 되고, 좌측 화소 전극(6a)은 인접 화소 전극간 이격 간격을 유지시킨 후에는 데이터 배선(5)과 소정 간격 이격되어 형성되어, 이 부위에만 액정의 배향 불량이 나타난다.Here, in the left pixel and the right pixel, the overlap area of the
도 6은 액정 표시 장치를 일 방향으로 밀었을 때 상하부 기판 틀어짐을 나타낸 단면도이며, 도 7은 액정 표시 장치를 일 방향으로 밀은 후의 빛샘 발생을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating the upper and lower substrates skewed when the liquid crystal display is pushed in one direction, and FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating light leakage after the liquid crystal display is pushed in one direction.
도 6과 같이, 도 5의 액정 표시 장치를 그 상부면, 즉, 제 2 기판(2)의 배면에서 소정의 방향(도 6에서는 제 2 기판 상부에서 우측 방향)으로 힘을 가하여 밀게 되면, 도 7과 같이, 제 1, 제 2 기판(1, 2)이 서로 엇갈리게 되는 현상이 발생하여, 상기 제 2 기판(2)은 힘을 가한 방향으로 이동되게 된다. 따라서, 힘을 받기 전 정상 합착 상태에서의 차광부(B 영역)와 실제 블랙 매트릭스층(7)이 형성되는 부위가 달라, B 영역 중 블랙 매트릭스층(7)으로 가리워지지 않는 부위에서, 액정의 배향 불량이 발생되는 전경선(disclination line)이 노출되게 되어 소정 방향에서 액정 표시 장치를 관찰하였을 때, 빛샘이 발생되게 된다.As shown in FIG. 6, when the liquid crystal display of FIG. 5 is pushed by applying a force in a predetermined direction (the upper direction from the upper side of the second substrate in FIG. 6) on the upper surface thereof, that is, the rear surface of the
상기와 같이 칼럼 스페이서가 형성된 적하 방식으로 제조되는 액정 표시 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.As described above, the liquid crystal display manufactured by the dropping method in which the column spacer is formed has the following problems.
종래의 칼럼 스페이서가 형성된 적하 방식의 액정 표시 장치는 상하부 기판을 단순히 정렬시켜 합착한 구조로, 상하부 기판의 결합력이 거의 존재하지 않는다. In the conventional liquid crystal display device having a column spacer, the upper and lower substrates are simply aligned and bonded to each other. There is almost no bonding force between the upper and lower substrates.
따라서, 액정 패널면에서 소정의 방향으로 훑어 내리는 힘을 가하였을 때(터치하였을 때), 훑어 내린 방향으로 상부 기판이 쉬프팅되는 현상이 일어나고, 원 상태로 복원되기까지 시간이 걸려, 하부 기판의 차광부에 정확히 정렬되어 대응되어 있던 블랙 매트릭스층이 상부 기판의 쉬프팅과 함께 쉬프팅되어, 상기 차광부의 일부분에서 벗어남으로 인해 상기 차광부를 블랙 매트릭스층이 가리지 못하는 일부 영역에서 액정의 배향 불량이 일어나는 전경선이 노출되어 소정 시야각에서 빛샘이 관찰된다.Therefore, when a force of sweeping down in a predetermined direction from the surface of the liquid crystal panel is applied (when touched), a phenomenon occurs in which the upper substrate is shifted in the sweeping direction, and it takes time to recover to the original state, and the difference between the lower substrates The black matrix layer, which is precisely aligned to the miner and corresponding to the black matrix layer, is shifted together with the shifting of the upper substrate. The leakage of light is observed at a predetermined viewing angle.
이러한 종래의 누름시 합착 빛샘은 약 1% 정도로 관찰되어 품위를 저하시키는 큰 요인이었다.When the conventional pressing light leakage is observed about 1% was a major factor to degrade the quality.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 게이트 배선과 데이터 배선의 교차 영역 양측에 칼럼 스페이서를 형성함으로써, 액정 패널에 일 방향으로 미는 힘을 가하였을 때 상하 기판이 밀리는 형상이 없도록 한 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems by forming column spacers on both sides of the intersection area of the gate wiring and the data wiring, so that the upper and lower substrates are not pushed when the liquid crystal panel is pushed in one direction. There is a purpose to provide a liquid crystal display device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 포함한 TFT 어레이가 형성된 제 1 기판과, 상기 TFT 어레이에 대응되어 컬러 필터 어레이가 형성된 제 2 기판과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차부의 양측 게이트 배선 상에 대응되어 상기 제 2 기판 상에 형성된 제 1, 제 2 칼럼 스페이서 및 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a first substrate on which a TFT array including a gate wiring and a data wiring intersecting with each other; a second substrate on which a color filter array is formed corresponding to the TFT array; And a liquid crystal layer filled between the first and second column spacers formed on the second substrate and corresponding to the gate lines on both sides of the intersection of the gate wiring and the data wiring. It has its features.
상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서는 상기 제 2 기판 상에 형성된다.The first and second column spacers are formed on the second substrate.
상기 배선의 교차부의 데이터 배선 하부에는 반도체층이 더 형성된다.A semiconductor layer is further formed below the data line at the intersection of the lines.
상기 TFT 어레이는 상기 제 1 기판 상에 서로 교차되어 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선 사이에 형성된 박막 트랜지스터 및 상기 화소 영역에 형성된 화소 전극을 포함하여 이루어지며, 상기 컬러 필터 어레이는 상기 제 2 기판 상에 상기 화소 영역을 제외한 영역에 형성된 블랙 매트릭스층과, 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층과, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극을 포함하여 이루어진다.The TFT array includes a gate wiring and a data wiring crossing each other on the first substrate to define a pixel region, a thin film transistor formed between the gate wiring and the data wiring, and a pixel electrode formed in the pixel region. The color filter array includes a black matrix layer formed on a region other than the pixel region on the second substrate, a color filter layer formed corresponding to the pixel region, and a common surface formed on the entire surface of the second substrate including the black matrix layer and the color filter layer. It comprises an electrode.
또는, 상기 TFT 어레이는 상기 제 1 기판 상에 서로 교차되어 화소 영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선과 데이터 배선 사이에 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 공통 전극 및 화소 전극을 포함하여 이루어지며, 상기 컬러 필터 어레이는 상기 제 2 기판 상에 상기 화소 영역을 제외한 영역에 형성된 블랙 매트릭스층과, 화소 영역에 대응되어 형성된 컬러 필터층과, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 제 2 기판 전면에 형성된 오버코트층을 포함하여 이루어진다.Alternatively, the TFT array may include gate wiring and data wiring crossing each other on the first substrate to define a pixel region, a thin film transistor formed between the gate wiring and the data wiring, and a common electrode alternately formed in the pixel region. And a pixel electrode, wherein the color filter array includes a black matrix layer formed on a region other than the pixel region on the second substrate, a color filter layer formed corresponding to the pixel region, and the black matrix layer and the color filter layer. It comprises a overcoat layer formed on the front surface of the second substrate including a.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향하는 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 게이트 전극을 포함하여 형성된 게이트 배선과, 상기 게이트 배선을 포함한 제 1 기판 상에 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 전극을 덮는 형상으로 상기 게이트 절연막 상에 형성된 반도 체층과, 상기 게이트 전극 양측에 소오스/드레인 전극을 구비하여, 상기 게이트 배선과 교차하는 방향으로 형성된 데이터 배선과, 상기 반도체층 및 데이터 배선을 포함한 게이트 절연막 상에 형성된 보호막과, 상기 보호막 상에 상기 드레인 전극과 보호막 홀을 통해 연결되어 형성된 화소 전극과, 상기 제 2 기판의 소정 영역에 형성된 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층을 포함한 제 2 기판 상에 형성된 컬러 필터층과, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 제 2 기판 전면에 형성된 공통 전극과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차부 양측 게이트 배선에 대응되어 상기 제 2 기판 상에 형성된 제 1, 제 2 칼럼 스페이서 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.In addition, the liquid crystal display device of the present invention for achieving the same object is a first substrate and a second substrate facing each other, a gate wiring formed on the first substrate including a gate electrode, and a first including the gate wiring A gate insulating film formed on the substrate, a semiconductor layer formed on the gate insulating film so as to cover the gate electrode, and source / drain electrodes on both sides of the gate electrode, the data wiring formed in a direction crossing the gate wiring; A protective film formed on the gate insulating film including the semiconductor layer and the data wiring, a pixel electrode formed on the protective film through the drain electrode and the protective film hole, a black matrix layer formed on a predetermined region of the second substrate; A color filter layer formed on a second substrate including the black matrix layer, and the black A common electrode formed on the entire surface of the second substrate including a matrix layer and a color filter layer, and first and second column spacers formed on the second substrate so as to correspond to gate wirings on both sides of the intersection of the gate wiring and the data wiring; Another feature is that the liquid crystal layer is filled between the second substrates.
상기 게이트 배선 및 데이터 배선 교차부의 게이트 절연막 상에 반도체층이 더 형성된다.A semiconductor layer is further formed on the gate insulating film of the gate wiring and the data wiring intersection.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치는 서로 대향하는 제 1 기판 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하도록 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 화소 영역에 서로 교번하여 형성된 화소 전극 및 공통 전극과, 상기 게이트 전극을 덮는 형상으로 상기 게이트 절연막 상에 형성된 반도체층과, 상기 게이트 배선과 반도체층 사이에 개재된 게이트 절연막과, 상기 반도체층 및 데이터 배선을 포함한 게이트 절연막 상에 형성된 보호막과, 상기 제 2 기판의 소정 영역에 형성된 블랙 매트릭스층과, 상기 블랙 매트릭스층을 포함한 제 2 기판 상에 형성된 컬러 필터층과, 상기 블랙 매트릭스층 및 컬러 필터층을 포함한 제 2 기판 전면에 형성된 오버코트층과, 상기 게이 트 배선 및 데이터 배선의 교차부 양측 게이트 배선에 대응되어 상기 제 2 기판 상에 형성된 제 1, 제 2 칼럼 스페이서 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 이루어짐에 또 다른 특징이 있다.In addition, the liquid crystal display device of the present invention for achieving the same object includes a first substrate and a second substrate facing each other, a gate wiring and a data wiring formed so as to cross each other on the first substrate to define a pixel region; A pixel electrode and a common electrode alternately formed in the pixel region, a semiconductor layer formed on the gate insulating film in a shape covering the gate electrode, a gate insulating film interposed between the gate wiring and the semiconductor layer, the semiconductor layer and data A protective film formed on a gate insulating film including wiring, a black matrix layer formed on a predetermined region of the second substrate, a color filter layer formed on a second substrate including the black matrix layer, and the black matrix layer and a color filter layer. The overcoat layer formed on the entire surface of the second substrate, and the gate wiring and the data wiring On both side portions in correspondence to the gate wiring yirueojim including first and second column spacer and the first and the liquid crystal filled between the second substrate layer formed on the second substrate has a further feature.
상기 게이트 배선 및 데이터 배선 교차부의 게이트 절연막 상에 반도체층이 더 형성된다.A semiconductor layer is further formed on the gate insulating film of the gate wiring and the data wiring intersection.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the liquid crystal display of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 8은 본 발명의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 9는 도 8의 Ⅲ~Ⅲ' 선상의 구조 단면도이다.FIG. 8 is a plan view illustrating a liquid crystal display of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG. 8.
도 8 및 도 9와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는, 크게 TFT 어레이가 형성된 제 1 기판(40)과, 상기 TFT 어레이에 대응되어 컬러 필터 어레이가 형성된 제 2 기판(60)과, 상기 컬러 필터 어레이의 최상층인 공통 전극(63) 상에 상기 TFT 어레이의 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부 양측에 대응되어 형성된 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51) 및 상기 제 1, 제 2 기판(40, 60) 사이에 충진된 액정층(70)을 포함하여 이루어진다.As shown in Figs. 8 and 9, the liquid crystal display device of the present invention includes a
상기 제 1, 제 2 기판(40, 60)에 형성된 TFT 어레이와 컬러 필터 어레이를 자세히 설명하면 다음과 같다.The TFT array and the color filter array formed on the first and
상기 TFT 어레이는 상기 제 1 기판(40) 상에 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 배선(41) 및 데이터 배선(42)과, 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42) 사이에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 화소 영역 내에 형성된 화소 전극(43)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 데이터 배선(42)을 기준을 우측 화소에서는 화소 전극(43b)과 데이터 라인(42)이 일부 오버랩되고, 좌측 화소에서는 상기 데이터 라인(42)과 화소 전극(43a)이 이격되어 형성된다.The TFT array is a thin film formed between the
한편, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 게이트 배선(41)으로부터 돌출된 게이트 전극(41a)과, 상기 데이터 라인(42)으로부터 돌출되어 형성된 소오스 전극(42a), 상기 소오스 전극(42a)과 소정 간격 이격된 드레인 전극(42b) 및 상기 게이트 전극(41a) 상부를 덮는 형상으로 상기 데이터 라인(42) 하부 층에 형성된 반도체층(45)을 포함하여 이루어진다.The thin film transistor TFT may have a
여기서, 반도체층(45)은 상기 소오스 전극(42a)과 드레인 전극(42b) 사이의 영역에 대응하여 채널(channel)이 형성된다. 그리고, 상기 소오스 전극(42a)과 드레인 전극(42b)은 상기 게이트 전극(41a)의 양측에 위치하도록 형성된다.Here, a channel is formed in the
한편, 상기 반도체층(45)은 하부에 비정질 실리콘층, 상부에 n+층이 적층되어 이루어지며, 채널 부위에서 상기 n+층이 제거되어 있다.On the other hand, the
도 9에서는 4마스크로 형성된 액정 표시 장치를 나타낸 것으로, 상기 반도체층(45)이 상기 데이터 배선(42)을 이루는 금속층과 함께 동일한 마스크로 패터닝 된다. 이 때, 채널 부위에서 데이터 배선(42)을 이루는 금속층 및 n+층이 제거되기 위해서는 상기 채널의 해당 부위에 대응되어 반투과부를 갖는 회절 노광 마스크나 하프 톤 마스크를 이용하여 반도체층(45) 및 데이터 배선(42) 층의 식각하여 반도체층(45) 하부의 비정질 실리콘층이 노출되도록 한다. 이러한 4마스크의 특성(데이터 배선과 반도체층이 동일 마스크로패터닝)상, 데이터 배선(42)의 하부에는 반드 시 반도체층(45)이 형성된다. In FIG. 9, a liquid crystal display device formed of four masks is illustrated. The
한편, 5 마스크로 제조되는 액정 표시 장치의 경우, 박막 트랜지스터 형성 부위 외에 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부에 대응되어 반도체층(45)이 형성되도록 하여 상기 게이트 배선(42)과 데이터 배선(42)의 교차부가 상대적으로 게이트 배선(41)의 타 영역에 비해 데이터 배선(42) 및 반도체층(45)의 두께만큼 더 단차를 갖도록 형성한다. On the other hand, in the case of the liquid crystal display device manufactured by five masks, the
따라서, 4 마스크로 제조되는 경우나, 5마스크로 제조되는 경우나 본 발명의 액정 표시 장치는 상기 게이트 배선(41) 및 데이터 배선(42)의 교차부에서 타 게이트 배선(41)의 부위에 비해 반도체층(45)과 데이터 배선(42)의 두께만큼 더 높은 단차를 갖게 된다. 예를 들어, 상기 반도체층(45)이 2000Å이며, 데이터 배선(42)이 2000 내지 2500Å의 두께라 할 때, 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부는 타 게이트 배선(41) 부위에 비해 상대적으로 4000 내지 4500Å의 두께를 더 갖는다.Therefore, in the case of manufacturing with 4 masks, or with 5 masks, or the liquid crystal display of the present invention, the portion of the
그리고, 상기 반도체층(도 9의 45 참조) 하부의 제 1 기판(40) 전면에는 게이트 배선(41) 및 게이트 전극(41a)을 덮는 게이트 절연막(46)이 형성되며, 상기 드레인 전극(42b)과 화소 전극(43a, 43b)의 층간 사이에는 상기 드레인 전극(42b) 상부의 소정 부위에 보호막 홀(미도시)을 구비하여 보호막(47)이 전면 개재된다. 여기서, 상기 화소 전극(43a, 43b)은 상기 보호막 홀을 통해 상기 드레인 전극(42b)과 전기적으로 연결된다.A
상기 TFT 어레이에 대응되는 상기 컬러 필터 어레이는 제 2 기판(60) 상의 소정 영역에 형성된 블랙 매트릭스층(61)과, 상기 블랙 매트릭스층(61)을 포함한 제 2 기판(60) 전면에 각 서브픽셀(sub-pixel)에 대응되어 형성된 R, G, B 컬러 필터층(도 10의 62 참조) 및 상기 컬러 필터층(62)을 포함한 제 2 기판(60) 전면에 형성된 공통 전극(63)으로 이루어진다. The color filter array corresponding to the TFT array includes a
여기서, 상기 블랙 매트릭스층(61)은 비화소 영역(게이트 배선 및 데이터 배선 영역, 박막트랜지스터 형성 영역)과 데이터 배선(42)으로부터 화소 전극(43a, 43b)과 일부 오버랩되도록 형성된다. 이는, 상기 데이터 배선(42)과 화소 전극(43a, 43b) 사이의 영역에서 액정 배향 불량이 일어나는 전경선을 가리기 위함이다. The
그리고, 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51)는 상기 컬러 필터 어레이의 최상부, 즉, 공통 전극(63) 상에 형성된다.The first and
상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51)는 상기 게이트 배선(41) 중 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42) 교차부에 양측에 대응되도록 상기 제 2 기판(60)의 공통 전극(63) 상에 파지티브 또는 네거티브의 감광성 수지, 유기 절연막 등을 도포한 후, 이를 선택적으로 제거하여 형성한다.The first and
상술한 바와 같이, 각각 제 1 기판(40), 제 2 기판(60)에 TFT 어레이 공정, 컬러 필터 어레이 공정 및 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51)를 완료한 최상부면에는 각각 배향 물질을 인쇄한 후, 러빙처리를 하여 배향막을 더 형성할 수 있다. As described above, the alignment materials are formed on the top surfaces of the
이상에서는 상기 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51)가 상기 제 2 기판(60) 상에 형성된 예에 대해서 설명하였으나, 경우에 따라 상기 제 1 기판(40) 상에 TFT 어레이 공정에서 형성될 수도 있다.In the above, an example in which the first and
이러한 본 발명의 액정 표시 장치는 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부가 상대적으로, 타 게이트 배선(41) 영역에 비해 반도체층(45) 및 데이터 배선(42)이 더 형성되었기 때문에, 두 층의 두께만큼 상대적으로 더 높게 형성된다. 따라서, 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 양측에 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51)가 형성되기 때문에, 액정 패널을 소정 방향으로 밀었을 때, 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51)에 대해 상대적으로 높은 단차를 갖는 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부가 쉬프팅 방지 역할을 하여, 원천적으로 제 1, 제 2 기판(40, 60)이 서로 엇갈리는 현상을 차단하게 된다. 즉, 상기 제 2 기판(60)의 배면에서 좌측으로 힘을 가하여 밀던지, 우측으로 힘을 가하여 밀던지, 제 1, 제 2 칼럼 스페이서(50, 51) 중 일 칼럼 스페이서가 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부에 걸려, 제 1, 제 2 기판(40, 60)이 밀리지 않고, 제 자리를 지키기 때문이다. 따라서, 본 발명의 액정 표시 장치는 일 방향으로 미는 힘을 가하는 터치에 대해 내성을 갖게 되는 것이다.In the liquid crystal display of the present invention, the intersection of the
이하, 본 발명의 액정 표시 장치를 일 방향으로 밀었을 때 액정 배향을 도면을 참조하여 살펴본다.Hereinafter, the liquid crystal alignment when the liquid crystal display device of the present invention is pushed in one direction will be described with reference to the drawings.
도 10은 도 8의 Ⅳ~Ⅳ' 선상의 구조 단면도이다.FIG. 10 is a structural cross-sectional view taken along line IV-IV 'of FIG. 8.
도 10과 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 좌측 또는 우측 어느 일 방향으로 제 1, 제 2 기판(40, 60)을 밀더라도, 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부가 상기 제 1 칼럼 스페이서(50) 또는 제 2 칼럼 스페이서(51)가 밀리는 현상을 방지하는 역할을 하여, 제 1, 제2 기판(40, 60)의 쉬프팅 현상이 구조적으로 차단된다. 따라서, 실제 블랙 매트릭스층(61)이 위치하는 부위와 B 영역(차광부-정상 합착시 블랙 매트릭스층이 대응되는 부위)이 거의 일치하여, 상기 블랙 매트릭스층(61)이 전경선 영역을 정상 합착시와 같이, 그대로 가리게 되어 전경선 노출로 인한 소정 방향에서 빛샘이 발생하지 않게 된다. 이 경우, 상기 블랙 매트릭스층(61)은 화소 전극(43a, 43b)과 일부 오버랩되어 형성된 것으로, 상기 데이터 배선(42)의 에지부에서 발생되는 전경선을 가리기 위한 마진을 구비하고 있다.As shown in FIG. 10, in the liquid crystal display of the present invention, even when the first and
이러한 본 발명의 액정 표시 장치는 상기 게이트 배선(41)과 데이터 배선(42)의 교차부가 누름(터치)에 의한 쉬프팅을 구조적으로 차단하여, 누름시 합착 빛샘 불량을 종래 1%에서 0.1%로 낮출 수 있다. The liquid crystal display of the present invention structurally blocks the shifting caused by the pressing (touch) of the intersection of the
이상에서는, TN 모드(Twisted Nematic Mode)의 액정 표시 장치에 관하여 설명하였는데, 상기 제 2 기판 상의 공통 전극을 오버코트층으로 대체하고, 화소 영역 내에 화소 전극과 공통 전극을 교번하여 형성한 IPS 모드(In-Plane mode)에도 적용 가능할 것이다. The liquid crystal display of the twisted nematic mode has been described above. The IPS mode (In) is formed by replacing the common electrode on the second substrate with an overcoat layer and alternately forming the pixel electrode and the common electrode in the pixel area. It may also be applicable to Plane mode.
상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The liquid crystal display of the present invention as described above has the following effects.
본 발명의 게이트 배선과 데이터 배선의 교차부 양측에 대응하여 칼러 스페이서를 형성함으로써, 누름시 쉬프팅이 일어남을 원천적으로 차단한다. By forming the color spacers corresponding to both sides of the intersection portion of the gate wiring and the data wiring of the present invention, the shifting occurs at the time of pressing, thereby fundamentally blocking.
즉, 좌측 방향으로 밀던지 우측 방향으로 밀던지 2개의 칼럼 스페이서(dual column spacer) 중 일 칼럼 스페이서가 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차부의 단차로 인해 더 이상 밀리지 않고, 제자리에 위치하도록 하여, 쉬프팅에 의해 전경선 노출로 인한 빛샘 불량을 개선하게 된다.That is, whether one of the two column spacers (dual column spacer) is pushed in the left direction or the right direction is no longer pushed due to the step of the intersection of the gate wiring and the data wiring, so that the shifting is in place As a result, light leakage defects due to the exposure of the foreground line are improved.
따라서, 누름시 합착 빛샘 불량을 종래의 1% 수준에서 0.1% 수준으로 감소할 수 있다.Therefore, the defect of light leakage when pressed can be reduced from the conventional 1% level to 0.1% level.
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