KR20070001768A - Liquid crystal display device and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래기술에 따른 IPS모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 레이아웃도.1 is a layout diagram schematically showing an IPS mode liquid crystal display device according to the prior art;
도 2는 종래기술에 따른 IPS모드 액정표시장치에 있어서, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 in the IPS mode liquid crystal display device according to the prior art.
도 3은 종래기술에 따른 FFS모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 레이아웃도.3 is a layout diagram schematically showing a FFS mode liquid crystal display device according to the prior art;
도 4는 종래기술에 따른 FFS모드 액정표시장치에 있어서, 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 단면도.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3 in the conventional FFS mode liquid crystal display device.
도 5는 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 결합된 구조의 하이브리드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 레이아웃도.5 is a layout diagram schematically illustrating a hybrid liquid crystal display device having a structure in which an IPS mode and an FFS mode are combined according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 결합된 구조의 하이브리드 액정표시장치에 있어서, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5 in the hybrid liquid crystal display having the structure in which the IPS mode and the FFS mode are combined according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 결합된 구조의 하이브리드 액정표시장치에 있어서, 인가전압에 따른 본 발명과 종래기술의 투과율을 비교도시한 그래프.7 is a graph illustrating a comparison of transmittance between the present invention and the prior art according to an applied voltage in a hybrid liquid crystal display having a structure in which an IPS mode and an FFS mode are combined according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호설명 --Code description of main parts of drawing-
110 : 하부기판 111 : 게이트버스라인110: lower substrate 111: gate bus line
113 : 게이트전극 115 : 스토리지배선113: gate electrode 115: storage wiring
117 : 공통전극라인 117a : 공통전극 117b : 플레이트부 119 : 게이트절연막 121 : 데이터버스라인 123 : 소스전극 125 : 드레인전극 127 : 절연막 129 : 드레인콘택홀 131 : 화소전극라인Reference numeral 117:
131a : 화소전극131a: pixel electrode
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고 휘도 및 고 개구율을 갖는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a liquid crystal display device having a high brightness and a high aperture ratio and a manufacturing method thereof.
액티브 매트릭스 액정표시장치의 장치성능의 급속한 발전에 의해 액티브 매트릭스 액정표시장치가 평판 TV시스템 또는 휴대 컴퓨터용 고-정보량의 모니터와 같은 응용분야에 광범위하게 사용되게 되었다.The rapid development of device performance of active matrix liquid crystal displays has led to the widespread use of active matrix liquid crystal displays for applications such as flat panel television systems or high-information monitors for portable computers.
그러나, 현재 이용되는 액티브 매트릭스 액정표시장치의 TN표시모드는, 좁은 시약각 특성과 늦은 응답특성, 특히 그레이 스케일 동작에서의 늦은 응답특성과 같은 근본적인 문제점을 갖는다.However, the TN display mode of the active matrix liquid crystal display devices currently used has fundamental problems such as narrow reagent angle characteristics and late response characteristics, especially late response characteristics in gray scale operation.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 액정표시소자의 새로운 다양한 개념이 제안되었는데, 예를들어 하나의 방법은 하나의 하소가 여러개의 서브화소로 나누어지는 멀티-도메인 TN구조를 사용하는 것이고, 다른 방법은 액정분자의 물리적 특성을 보상하는 OCB(Optically Compensated Birefringence)모드를 사용하는 것이다.In order to solve this problem, various new concepts of the liquid crystal display have been proposed. For example, one method uses a multi-domain TN structure in which one calcination is divided into several subpixels, and the other method is a liquid crystal display. It uses OCB (Optically Compensated Birefringence) mode to compensate for the physical properties of the molecule.
그러나, 멀티 도메인방식은 멀티 도메인을 형성하는데 공정이 복잡하고, 시야각 개선에도 한계가 있다. 또한, OCB 모드방식은 시야각 특성과 응답속도면에서 전기 광학적 성능이 우수하지만, 바이어스 전압에 의해 액정을 안정적으로 조절, 유지하기 어렵다는 단점이 있다.However, the multi-domain method is complicated to form a multi domain, and there is a limit in improving the viewing angle. In addition, the OCB mode method has excellent electro-optical performance in terms of viewing angle characteristics and response speed, but has a disadvantage in that it is difficult to stably control and maintain the liquid crystal by a bias voltage.
최근에는 새로운 표시모드의 일환으로, 액정 분자들을 구동시키는 전극들이 모두 동일한 기판상에 형성되는 IPS(In Plane Switching)모드가 제안되었다.Recently, as part of a new display mode, an IPS (In Plane Switching) mode in which electrodes for driving liquid crystal molecules are all formed on the same substrate has been proposed.
이러한 종래의 IPS모드의 액정표시장치에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The liquid crystal display of the conventional IPS mode is described with reference to FIG. 1 as follows.
도 1은 종래기술에 따른 IPS모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 레이아웃도이다.1 is a layout diagram schematically illustrating an IPS mode liquid crystal display device according to the related art.
도 1에 도시된 바와같이, 종래의 IPS모드의 액정표시장치는 하부기판의 상부에 다수개의 게이트버스라인(11)이 제1방향, 즉 X방향으로 서로 평행하게 배열되고, 다수개의 데이터버스라인(21)이 제2방향, 즉 Y방향으로 서로 평행하게 배열되어, 매트릭스배열을 이루고 있다. 이때, 상기 매트릭스 배열은 각각 단위 화소영역을 한정한다. As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display of the conventional IPS mode, a plurality of
또한, 상기 게이트버스라인(11)과 데이터버스라인(21)은 게이트절연막(미도 시)을 사이에 두고 절연되어 있다. In addition, the
그리고, 공통전극라인(15)은 단위화소공간내에, 예를들어 다수개의 공통전극 (15a)들로 구성되어 있다. 이때, 상기 공통전극라인(15)은 상기 게이트버스라인 (11)과 함께 상기 하부기판(10)의 표면에 배치된다.The
또한, 화소전극라인(31)은 게이트절연막(미도시)을 사이에 두고 공통전극라인 (15)상부에 배열되어 있으며, 다수개의 화소전극(31a)들로 구성되어 있다. 이때, 상기 다수개의 화소전극(31a)들은 상기 공통전극들(15a)사이에 위치하도록 배치된다.In addition, the
그리고, 상기 게이트버스라인(11)과 데이터버스라인(21)의 교차부분에는 박막트랜지스터가 배치되는데, 이 박막트랜지스터는 게이트버스라인(11)으로부터 연장된 게이트전극(13)과, 데이터버스라인(21)으로부터 연장되어 형성된 소스전극 (23) 및 이 소스전극(23)으로부터 일정간격만큼 이격되어 배치된 드레인전극(25)으로 구성 된다. 이때, 상기 소스전극(23) 및 드레인전극(25)과 이들아래에 위치하는 게이트전극(13)사이에는 채널층(미도시)이 형성되어 있다.In addition, a thin film transistor is disposed at an intersection of the
또한, 보조 용량 캐패시터(미도시)는 상기 공통전극라인(15)과 화소전극(31)의 오버랩되는 부분에 형성된다.In addition, the storage capacitors (not shown) are formed at overlapping portions of the
상기와 같이 구성되는 IPS모드 액정표시장치의 제조방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing the IPS mode liquid crystal display device configured as described above will be described with reference to FIG. 2 as follows.
도 2는 종래기술에 따른 IPS모드 액정표시장치에 있어서, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 in the conventional IPS mode liquid crystal display device.
도 2에 도시된 바와같이, 하부기판(10)상에 금속막을 일정두께로 형성한다. 이때, 상기 금속막은 알루미늄, 티타늄, 탄탈륨, 크롬 및 이의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 금속으로 이루어진다.As shown in FIG. 2, a metal film is formed on the
그다음, 금속막을 소정부분 패터닝하여, 게이트버스라인(11)과 다수개의 공통전극(15a)으로 구성된 공통전극라인(15)을 형성한다. Next, a predetermined portion of the metal film is patterned to form a
이어서, 상기 게이트버스라인(11)과 공통전극라인(15)이 형성된 하부기판(10)상에 게이트절연막(17)을 형성한다.Subsequently, a
그다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 박막트랜지스터(미도시)의 채널층(미도시)을 상기 게이트절연막(17)의 소정부분에 형성한다.Next, although not shown in the drawing, a channel layer (not shown) of a thin film transistor (not shown) is formed in a predetermined portion of the
이어서, 알루미늄, 티타늄, 탄탈륨, 크롬 및 이의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 금속막을, 상기 채널층(미도시)이 형성된 게이트절연막(17)상부에 일정 두께로 형성한다.Subsequently, at least one metal film selected from the group consisting of aluminum, titanium, tantalum, chromium and combinations thereof is formed on the
그다음, 상기 금속막을 소정부분 패터닝하여 데이터버스라인(미도시; 도 1의 21)과 드레인전극(미도시; 도 1의 25)을 형성한다. 이때, 상기 데이터버스라인으로부터 소스전극(미도시; 도 1의 23)이 연장되어 형성된다.Next, the metal film is patterned to form a data bus line (not shown in FIG. 1) and a drain electrode (not shown in FIG. 1). In this case, a source electrode (not shown; 23 in FIG. 1) extends from the data bus line.
이어서, 상기 데이터버스라인(미도시; 도 1의 21)과 드레인전극(미도시; 25)이 형성된 하부기판(10)상에 평탄화절연막(27)을 형성한후 상기 평탄화절연막(27)의 일부분을 패터닝하여 상기 드레인전극(미도시; 도 1의 25)을 노출시키는 드레인콘택홀(미도시; 도 1의 29)를 형성한다.Subsequently, a
그다음, 상기 드레인콘택홀(미도시; 도 1의 29)을 포함한 평탄화절연막(27) 상에 ITO와 같은 투명물질을 증착한후 이를 패터닝하여 상기 드레인전극(미도시; 도1의 25)과 접속되는 화소전극(미도시; 도1의 31)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(미도시; 31)은 서로 일정간격만큼 이격되어 배치되는 다수개의 화소전극들(31a)로 구성되어 있다. 또한, 상기 다수개의 화소전극들(31a) 각각은 앞서 형성된 다수개의 공통전극들(15a)사이에 위치하도록 배치되어 있다.Next, a transparent material such as ITO is deposited on the
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 화소전극라인(31)이 형성된 하부기판(10)상에 제1배향막(미도시)을 형성한다.Subsequently, although not shown in the drawing, a first alignment layer (not shown) is formed on the
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부기판(미도시)상에는 광이 투과되는 것을 방지하기 위한 블랙매트릭스(미도시)와 함께 컬러필터층(미도시)을 적층한후 그 위에 제2배향막(미도시)을 형성한다.Although not shown in the drawings, a color filter layer (not shown) is stacked together with a black matrix (not shown) to prevent light from being transmitted on the upper substrate (not shown), and then a second alignment layer (not shown) is disposed thereon. To form.
이렇게 하부기판과 상부기판의 제작이 완료된후, 이들 양 기판을 서로 소정거리를 두고 배열하여 합착시킨후 이들 기판사이에 액정을 주입하여 IPS모드의 액정표시장치를 제조를 완료한다.After the fabrication of the lower substrate and the upper substrate is completed, the two substrates are arranged to be bonded to each other at a predetermined distance, and then the liquid crystal is injected between these substrates to complete the manufacture of the liquid crystal display device in the IPS mode.
상기한 바와같이, 기존의 IPS모드의 액정표시장치에 의하면, 각 전극에서의 투과율은 낮으나 개구부영역에서의 투과율이 매우 좋은 특성을 갖고 있다.As described above, according to the conventional liquid crystal display of the IPS mode, the transmittance at each electrode is low but the transmittance at the opening region is very good.
그러나, IPS모드의 액정표시장치는 공통전극과 화소전극이 전부 또는 어느 한쪽이 금속전극을 사용하기 때문에 액정표시장치의 개구면적이 감소되어 투과율이 저하된다. 따라서, 이 결과로 적정한 휘도를 얻기 위해서는 강한 백라이트를 사용하여야 하므로 소비전력이 커지는 문제점이 있다.However, in the liquid crystal display of the IPS mode, since all or one of the common electrode and the pixel electrode use metal electrodes, the opening area of the liquid crystal display is reduced, and thus the transmittance is lowered. Therefore, as a result, since a strong backlight must be used to obtain an appropriate brightness, power consumption increases.
또한, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 공통전극과 화소전극을 투명재질로 형성하는 방안이 제안되었는데, 이 방법은 개구율면에서는 약각 증대되었지만, 투과율면에서는 그리 우수하지 못하다. 즉, 인플레인전계(In-Plane Field)를 형성하기 위해서는 공통전극과 화소전극들이 비교적 넓은 폭을 가져야 한다. 그러나, 이러한 구조로 된 경우에, 전극들사이에는 기판과 거의 평행한 전계가 형성되지만, 넓은 폭을 갖는 전극들 상부의 대부분의 영역에 있는 액정에는 전계의 영향이 미치지 않아, 등전위면이 발생하게 된다. In addition, in order to solve this problem, a method of forming the common electrode and the pixel electrode with a transparent material has been proposed. Although this method has been slightly increased in terms of aperture ratio, it is not so excellent in terms of transmittance. That is, in order to form an in-plane field, the common electrode and the pixel electrodes should have a relatively wide width. In this structure, however, an electric field almost parallel to the substrate is formed between the electrodes, but the influence of the electric field does not affect the liquid crystal in most regions of the electrodes having a wide width, so that an equipotential surface is generated. do.
따라서, 이로 인해 전극상부의 액정분자들이 초기 배열상태를 유지하므로, 투과율은 거의 개선되지 않는다.Therefore, because of this, the liquid crystal molecules on the upper electrode maintain the initial arrangement, so that the transmittance is hardly improved.
한편, 이러한 IPS모드의 액정표시장치의 단점을 보완하기 위해 제안된 FFS모드의 액정표시장치에 대해 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the liquid crystal display of the FFS mode proposed to supplement the disadvantage of the liquid crystal display of the IPS mode will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 종래기술에 따른 FFS모드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 레이아웃도이다.3 is a layout diagram schematically showing a FFS mode liquid crystal display device according to the prior art.
도 3에 도시된 바와같이, 종래의 FFS모드의 액정표시장치는 하부기판의 상부에 다수개의 게이트버스라인(41)이 제1방향, 즉 X방향으로 서로 평행하게 배열되고, 다수개의 데이터버스라인(51)이 제2방향, 즉 Y방향으로 서로 평행하게 배열되어, 매트릭스배열을 이루고 있다. 이때, 상기 매트릭스 배열은 각각 단위 화소영역을 한정한다. As shown in FIG. 3, in the conventional FFS mode liquid crystal display, a plurality of
또한, 상기 게이트버스라인(41)과 데이터버스라인(51)은 게이트절연막(미도시)을 사이에 두고 절연되어 있다. In addition, the
그리고, 상기 하부기판상에는 상기 제1방향인 X방향으로 스토리지배선(45a) 이 형성되어 있다.A
또한, 상기 스토리지배선(45a)을 포함한 하부기판상의 단위화소 공간내에는 공통전극라인(45)이 플레이트 형태로 형성되어 있다. 여기서, 상기 공통전극라인 (45)은 투명한 도전물질로 구성된다.In addition, a
그리고, 상기 공통전극라인(45)상부에는 게이트절연막(미도시)이 형성되어 있고, 상기 게이트절연막(미도시)상에는 상기 공통전극라인(45)과 프린지필드 (fringe field)를 형성할 수 있도록 수개의 빗살 형태의 화소전극들(65a)로 구성된 화소전극라인(65)이 형성되어 있다. A gate insulating film (not shown) is formed on the
또한, 상기 게이트버스라인(41)과 데이터버스라인(51)의 교차부분에는 박막트랜지스터부가 배치되는데, 이 박막트랜지스터는 게이트버스라인(41)으로부터 연장된 게이트전극(43)과, 데이터버스라인(51)으로부터 연장되어 형성된 소스전극 (53) 및 이 소스전극(53)으로부터 일정간격만큼 이격되어 배치된 드레인전극(55)으로 구성된다. 여기서, 상기 소스전극(53) 및 드레인전극(55)과 이들아래에 위치하는 게이트전극(43)사이에는 채널층(미도시)이 형성되어 있다.In addition, a thin film transistor is disposed at the intersection of the
상기와 같이 구성되는 FFS모드 액정표시장치의 제조방법에 대해 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A manufacturing method of the FFS mode liquid crystal display device configured as described above will be described with reference to FIG. 4 as follows.
도 4는 종래기술에 따른 FFS모드 액정표시장치에 있어서, 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선에따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3 in the FFS mode liquid crystal display device according to the prior art.
도 4에 도시된 바와같이, 하부기판(40)상에 투명물질층을 일정 두께로 형성한다. As shown in FIG. 4, a transparent material layer is formed on the
그다음, 상기 투명물질층을 소정부분 패터닝하여, 게이트버스라인(41)과 스토리지배선(45a)을 형성한다.Next, the transparent material layer is patterned to form a
이어서, 상기 스토리지배선(45a)을 포함한 하부기판(10)상에 투명물질층을 추가로 형성한후 소정부분 패터닝하여 플레이트 형태의 공통전극라인(45)을 형성한다.Subsequently, a transparent material layer is further formed on the
그다음, 상기 게이트버스라인(41)과 공통전극라인(45)이 형성된 하부기판(40)상에 게이트절연막(47)을 형성한다.Next, a
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 박막트랜지스터(미도시)의 채널층(미도시)을 상기 게이트절연막(47)의 소정부분에 형성한다.Subsequently, although not shown in the drawing, a channel layer (not shown) of the thin film transistor (not shown) is formed in a predetermined portion of the
그다음, 알루미늄, 티타늄, 탄탈륨, 크롬 및 이의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 금속막을, 상기 채널층(미도시)이 형성된 게이트절연막(47)상부에 일정 두께로 형성한다.Next, at least one metal film selected from the group consisting of aluminum, titanium, tantalum, chromium, and combinations thereof is formed to have a predetermined thickness on the
이어서, 상기 금속막을 소정부분 패터닝하여 데이터버스라인(미도시)과 드레인전극(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 데이터버스라인으로부터 소스전극(미도시)이 연장되어 형성된다.Subsequently, the metal film is patterned to form a data bus line (not shown) and a drain electrode (not shown). In this case, a source electrode (not shown) extends from the data bus line.
그다음, 상기 데이터버스라인(미도시)과 드레인전극(미도시)이 형성된 하부기판상에 평탄화절연막(57)을 형성한후 상기 평탄화절연막(57)의 일부분을 패터닝하여 상기 드레인전극(미도시; 도 3의 55)을 노출시키는 드레인콘택홀(미도시; 도 3의 59)를 형성한다.Next, a
이어서, 상기 드레인콘택홀(미도시; 도 3의 59)을 포함한 평탄화절연막(57) 상에 ITO와 같은 투명물질을 증착한후 이를 패터닝하여 상기 드레인전극(미도시; 도3의 55)과 접속되는 화소전극(미도시; 도3의 65)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(미도시; 65)은 서로 일정간격만큼 이격되어 배치되는 다수개의 화소전극들(65a)로 구성되어 있다. 또한, 상기 다수개의 화소전극들(65a)은 앞서 형성된 플레이트 형태의 공통전극라인(45)과 오버랩되어 있다.Subsequently, a transparent material such as ITO is deposited on the
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 화소전극라인(미도시; 65)이 형성된 하부기판(40)상에 제1배향막(미도시)을 형성한다.Subsequently, although not shown, a first alignment layer (not shown) is formed on the
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상부기판(미도시)상에는 광이 투과되는 것을 방지하기 위한 블랙매트릭스(미도시)와 함께 컬러필터층(미도시)을 적층한후 그 위에 제2배향막(미도시)을 형성한다.Although not shown in the drawings, a color filter layer (not shown) is stacked together with a black matrix (not shown) to prevent light from being transmitted on the upper substrate (not shown), and then a second alignment layer (not shown) is disposed thereon. To form.
이렇게 하부기판과 상부기판의 제작이 완료된후, 이들 양 기판을 서로 소정거리를 두고 배열하여 합착시킨후 이들 기판사이에 액정을 주입하여 FFS(Fringe Field Switching)모드의 액정표시장치를 제조를 완료한다.After fabrication of the lower substrate and the upper substrate is completed, the two substrates are arranged at a predetermined distance to each other, and then bonded to each other, and then liquid crystal is injected between these substrates to complete the manufacture of the liquid crystal display device of the FFS (Fringe Field Switching) mode. .
상기한 바와같이, 기존의 IPS모드의 액정표시장치의 문제점을 보완하기 위해 제안된 FFS모드의 액정표시장치에 의하면, 전극에서의 투과율이 존재는 하지만 개구부영역 즉 공통전극부에서의 투과율이 중심부에서 감소하는 특성을 갖고 있다.As described above, according to the proposed liquid crystal display of the FFS mode to solve the problems of the conventional liquid crystal display of the IPS mode, although the transmittance at the electrode is present, the transmittance at the opening region, i. It has a decreasing characteristic.
또한, 공통전극부와 화소전극이 오버랩된 부분은 모두 기생 캐패시터로 적용되기 때문에 소형 모델의 경우에는 문제가 발생하지 않지만, 대형 모델의 경우에 캐패시터 크기가 너무 커져서 충전 특성불량 등의 문제가 발생할 수 있다.In addition, since the portion where the common electrode part and the pixel electrode overlap is applied as a parasitic capacitor, the problem does not occur in the small model, but in the large model, the capacitor size becomes too large, which may cause problems such as poor charging characteristics. have.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 기존의 IPS모드 및 FFS모드를 혼합한 하이브리드(Hybrid) 구조의 액정표시장치를 적용하여 고휘도/고개구율 향상 및 광시야각을 보상할 수 있으며, 스토리지 용량 가변화를 이룰 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, by applying a hybrid liquid crystal display device in which the conventional IPS mode and FFS mode are mixed to improve high brightness / high aperture ratio and compensate for a wide viewing angle. The present invention provides a liquid crystal display and a method of manufacturing the same, which can achieve variable storage capacity.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 하부기판상에 제1방향으로 배치되는 게이트버스라인과 상기 제1방향과 교차되는 제2방향으로 배치되는 데이터버스라인; 상기 게이트버스라인과 데이터버스라인이 교차되어 이루는 지역에 배치되고 다수개의 공통전극과 플레이트공통전극으로 구성된 공통전극라인; 상기 게이트버스라인과 데이터버스라인이 교차지역에 형성되는 박막트랜지스터; 상기 공통전극라인을 포함한 하부기판상에 상기 공통전극라인과 절연되게 배치되고, 상기 다수개의 공통전극들사이에 위치하는 다수개의 화소전극과 상기 플레이트공통전극에 오버랩되게 위치하는 다수개의 화소전극으로 구성되는 화소전극라인; 상기 하부기판상에 일정간격을 두고 대향되게 배치되고 컬러필터층이 마련된 상부기판; 및 상기 상부기판과 하부기판사이에 배치되는 액정층;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including: a gate bus line disposed in a first direction on a lower substrate and a data bus line disposed in a second direction crossing the first direction; A common electrode line disposed in an area where the gate bus line and the data bus line cross each other and including a plurality of common electrodes and a plate common electrode; A thin film transistor having a gate bus line and a data bus line intersected at each other; A plurality of pixel electrodes disposed on the lower substrate including the common electrode line and insulated from the common electrode line, and disposed to overlap the common plate electrode and the plurality of pixel electrodes positioned between the plurality of common electrodes. A pixel electrode line; An upper substrate disposed on the lower substrate so as to face each other at a predetermined interval and provided with a color filter layer; And a liquid crystal layer disposed between the upper substrate and the lower substrate.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은, 일정간격을 두고 대향되게 배치되는 하부기판과 상부기판을 제공하는 단계; 상기 하부기판상에 게이트버스라인을 형성하는 단계; 상기 하부기판의 단위화소영역상에 다수개의 공통전극과 플레이트공통전극으로 구성된 공통전극라인을 형성하는 단계; 상기 게이트버스라인과 교차되게 데이터버스라인을 형성하는 단계; 게이트버스라인과 데이터버스라인이 교차되는 지역에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 공통전극라인을 포함한 하부기판상에 상기 공통전극라인과 절연되고 상기 다수개의 공통전극들사이에 위치하는 다수개의 화소전극과 상기 플레이트공통전극에 오버랩되게 위치하는 다수개의 화소전극으로 구성되는 화소전극라인을 형성하는 단계; 상기 상부기판상에 컬러필터층을 형성하는 단계; 상기 상부기판을 상기 하부기판상에 일정간격을 두고 대향되게 배치하는 단계; 및 상기 상부기판과 하부기판사이에 액정층을 배치하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.In addition, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a lower substrate and an upper substrate which are disposed facing a predetermined interval; Forming a gate bus line on the lower substrate; Forming a common electrode line including a plurality of common electrodes and a plate common electrode on a unit pixel area of the lower substrate; Forming a data bus line to cross the gate bus line; Forming a thin film transistor in an area where the gate bus line and the data bus line cross each other; A pixel electrode comprising a plurality of pixel electrodes insulated from the common electrode line on the lower substrate including the common electrode line and positioned between the plurality of common electrodes and a plurality of pixel electrodes overlapping with the plate common electrode. Forming a line; Forming a color filter layer on the upper substrate; Arranging the upper substrate to face each other at a predetermined interval on the lower substrate; And disposing a liquid crystal layer between the upper substrate and the lower substrate.
이하, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 결합된 구조의 하이브리드 액정표시장치를 개략적으로 도시한 레이아웃도이다.5 is a layout diagram schematically illustrating a hybrid liquid crystal display device having a structure in which an IPS mode and an FFS mode are combined according to the present invention.
도 5에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 혼합된 구조인 하이브리드(Hybrid) 액정표시장치는 하부기판의 상부에 다수개의 게이트버스라인(111)이 제1방향, 즉 X방향으로 서로 평행하게 배열되고, 다수개의 데이터버스라인(121)이 제2방향, 즉 Y방향으로 서로 평행하게 배열되어, 매트릭스배열을 이루고 있다. 이때, 상기 매트릭스 배열은 각각 단위 화소영역을 한정한다. As shown in FIG. 5, in the hybrid liquid crystal display having a mixed structure of the IPS mode and the FFS mode according to the present invention, a plurality of
또한, 상기 게이트버스라인(111)과 데이터버스라인(121)은 게이트절연막(미도시)을 사이에 두고 절연되어 있다.In addition, the
그리고, 상기 하부기판상에는 상기 제1방향인 X방향으로 상기 게이트버스라인(111)과 일정간격만큼 이격되어 스토리지배선(115)이 형성되어 있다.In addition, the
또한, 상기 스토리지배선(115)이 형성된 하부기판상의 단위화소공간내에는, 다수개의 공통전극들(117a)과 플레이트부(117b)로 구성되는 공통전극라인(117)이 형성되어 있다. 이때, 상기 공통전극라인(117)은 상기 게이트버스라인(111) 및 스토리지배선(115)과 함께 상기 하부기판(미도시; 도 6의 110)의 표면에 배치된다.In addition, a
그리고, 상기 다수개의 공통전극들(117a)과 플레이트부(117b)로 구성된 공통전극 라인(117)이 형성된 하부기판상에는 게이트절연막(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 게이트절연막(미도시)상에는 다수개의 빗살 형태의 화소전극들(131a)로 구성된 화소전극라인(131)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 다수개의 공통전극 들(117a)사이에 위치하는 화소전극들(131a)로 이루어지는 지역은 IPS모드의 액정표시장치를 구성하고, 상기 플레이트부(117b)와 오버랩되는 상기 다수개의 빗살 형태의 화소전극들(131a)로 이루어지는 지역은 FFS모드의 액정표시장치를 구성한다.A gate insulating film (not shown) is formed on the lower substrate on which the
그리고, 상기 게이트버스라인(111)과 데이터버스라인(121)의 교차부분에는 박막트랜지스터가 배치되는데, 이 박막트랜지스터는 게이트버스라인(111)으로부터 연장된 게이트전극(113)과, 데이터버스라인(121)으로부터 연장되어 형성된 소스전극(123) 및 이 소스전극(123)으로부터 일정간격만큼 이격되어 배치된 드레인전극 (125)으로 구성된다. 이때, 상기 소스전극(123) 및 드레인전극(125)과 이들아래에 위치하는 게이트전극(113)사이에는 채널층(미도시)이 형성되어 있다.In addition, a thin film transistor is disposed at an intersection of the
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 하이브리드 액정표시장치의 제조방법 에 대해 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a hybrid liquid crystal display according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 6.
도 6은 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 결합된 구조의 하이브리드 액정표시장치에 있어서, 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선에 따른 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5 in the hybrid liquid crystal display having a structure in which the IPS mode and the FFS mode are combined according to the present invention.
도 6을 참조하면, 하부기판(110)상에 금속막 예를들어, 2500 내지 3500 Å의 두께로 형성한다. 이때, 상기 금속막은 알루미늄, 티타늄, 탄탈륨, 크롬 및 이의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 금속으로 이루어진다.Referring to FIG. 6, a metal film, for example, is formed on the
그다음, 금속막을 소정부분 패터닝하여, 게이트버스라인(미도시; 도 5의 111)과 다수개의 공통전극(117a)과 플레이트부(117b)으로 구성된 공통전극라인(117)을 형성한다. Next, a predetermined portion of the metal film is patterned to form a
이어서, 상기 게이트버스라인(111)과 공통전극라인(117)이 형성된 하부기판(110)상에 게이트절연막(119)을 형성한다.Subsequently, a
그다음, 도면에는 도시하지 않았지만, 박막트랜지스터(미도시)의 채널층(미도시)을 상기 게이트절연막(119)의 소정부분에 형성한다.Next, although not shown in the drawing, a channel layer (not shown) of the thin film transistor (not shown) is formed in a predetermined portion of the
이어서, 알루미늄, 티타늄, 탄탈륨, 크롬 및 이의 조합으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 금속막을, 상기 채널층(미도시)이 형성된 게이트절연막(1179상부에 예를들어, 4000 내지 4500 Å의 두께로 형성한다.Subsequently, at least one metal film selected from the group consisting of aluminum, titanium, tantalum, chromium, and combinations thereof is formed on the gate insulating film 1179 on which the channel layer (not shown) is formed, for example, at a thickness of 4000 to 4500 kPa. do.
그다음, 상기 금속막을 소정부분 패터닝하여 데이터버스라인(미도시; 도 5의 121)과 드레인전극(미도시; 도 5의 125)을 형성한다. 이때, 상기 데이터버스라인으로부터는 소스전극(미도시; 도 5의 123)이 연장되어 형성된다.Next, the metal layer is patterned to form a data bus line (not shown; 121 in FIG. 5) and a drain electrode (not shown; 125 in FIG. 5). In this case, a source electrode (not shown) 123 of FIG. 5 is extended from the data bus line.
이어서, 상기 데이터버스라인(미도시; 도 5의 121)과 드레인전극(미도시; 도 5의 125)이 형성된 하부기판(110)상에 유기막 또는 절연물질을 이용하여 평탄화절연막(127)을 형성한후 상기 평탄화절연막(127)의 일부분을 패터닝하여 상기 드레인전극(미도시; 도 5의 125)을 노출시키는 드레인콘택홀(미도시; 도 5의 129)를 형성한다.Subsequently, the
그다음, 상기 드레인콘택홀(미도시; 도 5의 129)을 포함한 평탄화절연막(127)상에 ITO와 같은 투명물질을 증착한후 이를 패터닝하여 상기 드레인전극(미도시; 도5의 125)과 접속되는 화소전극(미도시; 도5의 131)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(미도시; 131)은 서로 일정간격만큼 이격되어 배치되는 빗살 형태의 다수개의 화소전극들(131a)로 구성되어 있다. 또한, 상기 다수개의 화소전극들(131a) 중 일부는 앞서 형성된 다수개의 공통전극들(117a)사이에 위치하도록 배치되고, 나머지 일부는 상기 공통전극라인(117)의 플레이트부(117b)에 오버랩되게 배치되어 있다. 이때, 상기 다수개의 화소전극들(131a)과 다수개의 공통전극들(117a)이 위치하는 지역은 IPS모드의 액정표시장치를 이루고, 상기 다수개의 화소전극들(131a)과 공통전극라인(117)의 플레이트부(117b)는 FFS모드의 액정표시장치를 이룬다.Subsequently, a transparent material such as ITO is deposited on the
이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 화소전극라인(131)이 형성된 하부기판(110)상에 제1배향막(미도시)을 형성한다.Subsequently, although not shown, a first alignment layer (not shown) is formed on the
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 하부기판(110)과 합착되는 상부기판(미도시)상에는 광이 투과되는 것을 방지하기 위한 블랙매트릭스(미도시)와 함께 컬러필터층(미도시)을 적층한후 그 위에 제2배향막(미도시)을 형성한다.On the other hand, although not shown in the drawing, after laminating a color filter layer (not shown) together with a black matrix (not shown) on the upper substrate (not shown) bonded to the
이렇게 하부기판과 상부기판의 제작이 완료된후, 이들 양 기판을 서로 소정 거리를 두고 배열하여 합착시킨후 이들 기판사이에 액정을 주입하여 IPS모드와 FFS모드가 혼합된 하이브리드(Hybrid) 구조의 액정표시장치를 제조를 완료한다.After fabrication of the lower substrate and the upper substrate is completed, the two substrates are arranged and bonded together at a predetermined distance from each other, and then the liquid crystal is injected between these substrates to form a hybrid liquid crystal display in which the IPS mode and the FFS mode are mixed. Complete the manufacture of the device.
한편, 상기와 같이 제조되는 IPS모드와 FFS모드를 혼합한 하이브리드 형태의 액정표시장치와 기존의 IPS모드 및 FFS모드의 액정표시장치의 광투과율에 대해 도 7를 참조하면 다음과 같다.On the other hand, with reference to Figure 7 with respect to the light transmittance of the hybrid type liquid crystal display device of the IPS mode and FFS mode mixed as described above and the conventional liquid crystal display device of the IPS mode and FFS mode as follows.
도 7은 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 결합된 구조의 하이브리드 액정표시장치에 있어서, 인가전압에 따른 본 발명과 종래기술의 투과율을 비교도시한 그래프이다.7 is a graph illustrating a comparison between transmittances of the present invention and the prior art according to an applied voltage in a hybrid liquid crystal display having a structure in which an IPS mode and an FFS mode are combined according to the present invention.
도 7에 도시된 바와같이, 동일 면적을 이용하여 시뮬레이션(simulation)한 결과, 본 발명에 따른 IPS모드와 FFS모드가 결합된 구조의 하이브리드 액정표시장치의 경우에 기존의 IPS모드와 FFS모드의 경우에 비하여 모드(mode) 투과율이 높아지고, 투과율-전압(T-V)특성이 완만하여 그레이(Gray)를 나누기에 유리하게 됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 7, as a result of simulation using the same area, the conventional IPS mode and the FFS mode in the case of the hybrid liquid crystal display device having the combined structure of the IPS mode and the FFS mode according to the present invention. It can be seen that the mode transmittance is higher than that, and the transmittance-voltage (TV) characteristic is moderate, which is advantageous for dividing gray.
상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면, 다수개의 공통전극들사이에 화소전극들이 각각 배치되는 구조의 IPS모드와 플레이트 형태의 공통전극상에 다수개의 화소전극이 오버랩되는 구조의 FFS모드를 혼합하여 적용하므로써, 기존의 IPS에서 전극간 간격과 블럭수의 한계로 인한 개구율 증가의 한계를 극복하여 휘도를 개선할 수 있고, IPS 모드와 FFS모드의 혼용 동작으로 미세 멀티 도메인(Multi-Domain)화가 가능하게 되어 시야각 개선에 효과가 있다.As described above, according to the liquid crystal display and the manufacturing method thereof according to the present invention, a plurality of pixel electrodes are formed on the common electrode of the plate type and the IPS mode of the structure in which the pixel electrodes are disposed between the plurality of common electrodes, respectively. By applying the mixed FFS mode with overlapping structure, luminance can be improved by overcoming the limit of aperture ratio increase due to the gap between electrodes and the limit of the number of blocks in the existing IPS, and the fine operation by the mixed operation of IPS mode and FFS mode Multi-domainization is enabled, which is effective for improving the viewing angle.
또한, FFS모드에 있어 대형인 30 인치 이하의 패널에서는 스토리지 용량 증가로 인하여 패널의 배선 로드(load)증가 및 충전특성 불량이 발생하나, 본 발명의 구조 사용시에는 필요한 스토리지 용량만큼만을 FFS 구동을 하여 주므로써 기존 구조보다 개구율을 향상시킬 수 있다.In addition, in a panel of 30 inches or less, which is large in FFS mode, an increase in storage capacity causes an increase in wiring load and poor charging characteristics of the panel. However, when the structure of the present invention is used, only the required storage capacity is used to drive the FFS. The opening ratio can be improved compared to the existing structure.
한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, while described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below And can be changed.
Claims (14)
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KR1020050057409A KR20070001768A (en) | 2005-06-29 | 2005-06-29 | Liquid crystal display device and method for fabricating the same |
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Cited By (1)
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CN103713438A (en) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 合肥京东方光电科技有限公司 | Array substrate, manufacturing method thereof and display device |
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2005
- 2005-06-29 KR KR1020050057409A patent/KR20070001768A/en active Search and Examination
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US9397121B2 (en) | 2013-12-18 | 2016-07-19 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Array substrate and method for manufacturing the same, display device |
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