KR20070025150A - In-plane-switching mode liquid crystal display device and the fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 의한 2-도메인 횡전계방식 액정표시장치의 구조를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing the structure of a two-domain transverse electric field type liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 횡전계방식 액정표시장치의 전압분포도.FIG. 2 is a voltage distribution diagram of a transverse electric field type liquid crystal display device on the line II ′ of FIG. 1.
도 3a 및 도 3b는 전압 무인가시 및 인가시에서의 횡전계방식 액정표시장치의 평면도.3A and 3B are plan views of a transverse electric field type liquid crystal display device with and without voltage applied thereto.
도 3c는 전극 단차부를 보여주는 단면도.3C is a sectional view showing an electrode step.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 횡전계방식 액정표시장치의 구조를 나타낸 평면도.4 is a plan view showing the structure of a transverse electric field type liquid crystal display device according to one embodiment according to the present invention;
도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 횡전계방식 액정표시장치의 단면도. 5 is a cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device on the line II-II 'of FIG. 4;
도 6은 본 발명에 따른 블랙 매트릭스의 패턴을 보여주는 도면.6 shows a pattern of a black matrix according to the invention.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 블랙 매트릭스의 일부를 개략적으로 보여주는 실시예들.7A-7C schematically illustrate a portion of a black matrix according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
101 : 어레이 기판 102 : 컬러필터 기판101: array substrate 102: color filter substrate
112 : 게이트 배선 115 : 데이터 배선112: gate wiring 115: data wiring
113 : 게이트 절연막 116 : 보호막113: gate insulating film 116: protective film
117 : 화소 전극 124 : 공통 전극 117: pixel electrode 124: common electrode
131 : 블랙 매트릭스 132 : 컬러필터층131: black matrix 132: color filter layer
133 : 오버코트층133: overcoat layer
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 횡전계방식 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시장치는 콘트라스트 비(contrast ratio)가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.BACKGROUND ART Liquid crystal display devices, which have recently been in the spotlight as flat panel display devices, have been actively studied because of their high contrast ratio, suitable for gray scale display and moving image display, and low power consumption.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형(超薄形) 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등, 차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다. 또한, 소형 패널로 제작되어 휴대폰 디스플레이로도 사용되고 있어 그 활용이 다양하다.In particular, it can be manufactured with a thin thickness so that it can be used as an ultra-thin display device such as a wall-mounted TV in the future, and is light in weight and consumes significantly less power than a CRT CRT. It is being used as a next generation display device. In addition, since it is manufactured as a small panel and used as a mobile phone display, its use is various.
이러한 액정표시장치는 액정의 성질과 패턴의 구조에 따라서 여러 가지 다양한 모드가 있다.Such a liquid crystal display device has a variety of modes depending on the nature of the liquid crystal and the structure of the pattern.
구체적으로, 액정 방향자가 90°트위스트 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 TN 모드(Twisted Nematic Mode)와, 한 화소를 여러 도메인으로 나눠 각각의 도메인의 주시야각 방향을 달리하여 광시야각을 구현하는 멀티도메인 모드(Multi-Domain Mode)와, 보상필름을 기판 외주면에 부착하여 빛의 진행방향에 따른 빛의 위상변화를 보상하는 OCB 모드(Optically Compensated Birefringence Mode)와, 한 기판 상에 두개의 전극을 형성하여 액정의 방향자가 배향막의 나란한 평면에서 꼬이게 하는 횡전계방식(In-Plane Switching Mode)과, 네가티브형 액정과 수직배향막을 이용하여 액정 분자의 장축이 배향막 평면에 수직 배열되도록 하는 VA 모드(Vertical Alignment) 등 다양하다.Specifically, the TN mode (Twisted Nematic Mode) for arranging the liquid crystal directors to be twisted by 90 ° and then applying a voltage to the liquid crystal directors, and dividing one pixel into several domains to change the viewing angle of each domain to change the wide viewing angle. Multi-domain mode to implement, OCB mode (Optically Compensated Birefringence Mode) to compensate the phase change of light according to the direction of light by attaching the compensation film to the outer peripheral surface of the substrate, and two on one substrate In-Plane Switching Mode, which forms an electrode so that the directors of the liquid crystal are twisted in parallel planes of the alignment layer, and VA mode, in which the long axis of the liquid crystal molecules is vertically aligned with the alignment layer plane by using a negative liquid crystal and a vertical alignment layer. (Vertical Alignment), etc.
이중, 상기 횡전계방식 액정표시장치는 통상, 서로 대향 배치되어 그 사이에 액정층을 구비한 컬러필터 기판과 어레이 기판으로 구성된다.Among these, the transverse electric field type liquid crystal display device is usually composed of a color filter substrate and an array substrate disposed opposite to each other and having a liquid crystal layer therebetween.
즉, 상기 컬러필터 기판에는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스 상에 색상을 구현하기 위한 R,G,B의 컬러필터층이 형성된다.That is, the color filter substrate is formed with a black matrix for preventing light leakage and a color filter layer of R, G, and B for implementing colors on the black matrix.
그리고, 상기 어레이 기판에는 단위 화소를 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차 지점에 형성된 스위칭소자와, 서로 엇갈리게 교차되어 횡전계를 발생시키는 공통전극 및 화소전극이 형성된다.The array substrate includes gate wirings and data wirings defining unit pixels, switching elements formed at intersections of the gate wirings and data wirings, and a common electrode and a pixel electrode alternately crossing each other to generate a transverse electric field. .
이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 횡전계방식 액정표시장치를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device according to the prior art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 의한 2-도메인 횡전계방식 액정표시장치의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선상에서의 횡전계방식 액정표시장치의 전압분포도이다.FIG. 1 is a plan view showing the structure of a two-domain transverse electric field liquid crystal display according to the prior art, and FIG. 2 is a voltage distribution diagram of a transverse electric field liquid crystal display on the line II ′ of FIG. 1.
이하에서는 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판에 대해 주로 서술한다.Hereinafter, the array substrate of the transverse electric field type liquid crystal display device will be mainly described.
구체적으로, 상기 어레이 기판 상에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 상에 일방향으로 배열되는 게이트 배선(12)과 화소영역을 정의하기 위하여 상기 게이트 배선(12)에 수직한 방향으로 배열되고 꺽어지는 구조로 형성되는 데이터 배선(15)과, 상기 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)의 교차 부위에 배치된 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 배선(12)과 평행하도록 화소 내에 배치된 공통배선(25)과, 상기 공통배선(25)에서 분기되어 꺽어지는 구조를 가지는 다수개의 공통전극(24)과, 상기 박막트랜지스터(TFT)에 연결되어 상기 공통전극(24) 사이에서 상기 공통전극에 평행하여 꺽어지는 구조를 가지는 다수개의 화소 전극(17)과, 상기 화소 전극(17)에서 연장되어 상기 공통배선(25) 상부에 오버랩되는 커패시터 전극(26)이 구비되어 있다.Specifically, as shown in FIG. 1, the array substrate is arranged and bent in a direction perpendicular to the
상기 게이트 배선(12)을 포함한 전면에는 게이트절연막(도시하지 않음)이 더 구비되고, 상기 데이터 배선(15)을 포함한 전면에는 보호막(도시하지 않음)이 더 구비된다.A gate insulating film (not shown) is further provided on the front surface including the
이 때, 상기 공통배선(25) 및 공통전극(24)은 일체형으로 형성되고, 상기 게이트 배선(12) 및 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극도 일체로 형성되며, 이러한 공통배선(25), 공통전극(24), 게이트 배선(12) 및 게이트 전극은 저저항 금속을 사용하여 동일층에서 일괄적으로 형성한다. 다만, 상기 공통 전극 중 화소 가장자리에 있는 공통전극은 상기 데이터 배선에 오버랩되도록 형성시켜 데이터 배선 부위에서 발생하는 빛샘을 차단할 수 있다.In this case, the
그리고, 상기 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 재료로 사용하여 상기 공통전극(24)과 엇갈리게 교차할 수 있도록 다수개의 분기 형태로 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 콘택되어 전압을 인가받는다.In addition, the
여기서, 상기 공통전극(24) 및 화소전극(17)은 일직선 형태로 교차 형성되어도 무방하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 지그재그(zigzag) 형태로 형성되어 액정이 2방향으로 배열되도록 할 수 있다. 이와같이, 각 화소 내의 도메인을 2영역으로 분할함으로써 시야각을 향상시키는데, 2-도메인을 형성하는 횡전계방식 액정표시장치의 구조를 S-IPS(Super-IPS) 구조라 한다.Here, although the
또한, 상기 공통배선(25) 상부에 오버랩된 커패시터 전극(26)은 그 사이에 개재된 게이트 절연막 및 보호막과 함께 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 구성하여 박막트랜지스터의 턴오프 구간에서 액정층에 충전된 전압을 유지시켜 기생 용량에 의한 화질저하를 방지하는 역할을 한다.In addition, the
이와같이, 구성된 횡전계방식 액정표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 공통전극(24)에 5V를 걸어주고 화소 전극(17)에 0V를 걸어주면 전극 바로 위의 부분에서는 등전위면이 전극에 평행하게 분포하고 두 전극 사이의 영역에서는 오히려 등전위면이 수직에 가깝도록 분포한다.As described above, in the configured transverse electric field type liquid crystal display device, as shown in FIG. 2, when 5 V is applied to the
따라서, 전기장의 방향은 등전위면에 수직하므로 공통전극(24)과 화소 전극(17) 사이에서는 수직전기장보다는 수평전기장이, 각 전극 상에서는 수평전기장보다는 수직전기장이, 그리고 전극 모서리 부분에서는 수평 및 수직전기장이 복합적 으로 형성된다.Therefore, since the direction of the electric field is perpendicular to the equipotential surface, a horizontal electric field rather than a vertical electric field is present between the
횡전계방식 액정표시장치는 이러한 전기장을 이용하여 액정분자의 배열을 조절한다.The transverse electric field type liquid crystal display device uses the electric field to control the arrangement of liquid crystal molecules.
도 3a 및 도 3b는 전압 무인가시 및 인가시에서의 횡전계방식 액정표시장치의 평면도이고, 도 3c는 전극 단차부를 보여주는 단면도이다. 3A and 3B are plan views of a transverse electric field type liquid crystal display device with and without voltage applied thereto, and FIG. 3C is a cross-sectional view showing an electrode stepped portion.
일예로, 도 3a에 도시된 바와 같이, 어느 한 편광판의 투과축과 동일한 방향으로 초기 배향된 액정분자(32)에 충분한 전압을 걸어주면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 액정분자(32)의 장축이 전기장에 나란하도록 배열된다. 만일, 액정의 유전율 이방성이 음이면 액정분자의 단축이 전기장에 나란하게 배열된다.For example, as shown in FIG. 3A, when a sufficient voltage is applied to the
구체적으로, 대향 합착된 박막 어레이 기판 및 컬러필터 기판의 외주면에 부착된 제 1 ,제 2 편광판은 그 투과축이 서로 직교하도록 배치하고, 하부기판 상에 형성된 배향막의 러빙방향은 어느 한 편광판의 투과축과 나란하게 함으로써 노멀리 블랙 모드(nomally black mode)가 되게 한다.Specifically, the first and second polarizing plates attached to the outer peripheral surfaces of the opposingly bonded thin film array substrate and the color filter substrate are arranged such that their transmission axes are perpendicular to each other, and the rubbing direction of the alignment layer formed on the lower substrate is transmitted through any one polarizing plate. Parallel to the axis makes it into a normally black mode.
즉, 소자에 전압을 인가하지 않으면, 액정분자(32)가 도 3a에 도시된 바와 같이, 배열되어 블랙(black) 상태를 표시하고, 소자에 전압을 인가하면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 액정분자(32)가 전기장에 나란하게 배열되어 화이트(white) 상태를 표시한다.That is, if no voltage is applied to the device, the
이 때, 상기 공통전극(24) 및 화소전극(17)이 꺽어지는 구조로 형성되므로, 액정분자(32)가 2방향으로 배향되어 시야각이 향상된다.At this time, since the
그러나, 상기 배향막의 러빙시 상기 전극 구조의 단차로 인하여 전극 모서리 부분에서 배향이 잘 이루어지지 않게 되어 전극 모서리 부분에서 빛샘이 발생되는 문제점이 있다.However, due to the step of the electrode structure when rubbing the alignment layer, the alignment is not well performed at the edge of the electrode, there is a problem that light leakage occurs in the electrode corner.
특히, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 공통전극(24) 및 화소 전극(17)은 꺽어지는 구조로 이루어져, 상기 배향막의 러빙시, 러빙이 이루어지는 방향과 반대 쪽의 전극 모서리(A)에서의 러빙은 더욱 잘 이루어지지 않는다.In particular, as shown in FIG. 3C, the
따라서, 상기 전극의 모서리 부분에서 빛샘이 발생하는 디스클리네이션 라인(Discrination Line)이 생겨 화질이 저하되는 문제점이 있었다.Therefore, there is a problem in that the image quality is deteriorated due to the generation of a discretization line in which light leakage occurs at the edge of the electrode.
본 발명은 횡전계방식 액정표시장치에서 전극 모서리부분에서 불규칙하게 편중되어 나타나는 빛샘을 블랙 매트릭스를 이용하여 차단하는 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which blocks light leakage appearing irregularly at the edges of electrodes in a transverse electric field type liquid crystal display device using a black matrix.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치는, 화소 영역 내에서 복수의 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 엇갈려 형성된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 대향하여 형성된 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 상에서 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극과 대응되는 위치에 비대칭 구조로 형성된 블랙 매트릭스와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a transverse electric field type liquid crystal display device comprising: a first substrate having a plurality of first electrodes and second electrodes intersected with each other in a pixel area; A second substrate formed to face the first substrate; A black matrix formed in an asymmetrical structure at a position corresponding to the first electrode or the second electrode on the second substrate; It characterized in that it comprises a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.
상기 제 1 기판 상에 일측으로 형성된 게이트 배선 및 공통 배선과; 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점 에 형성된 박막 트랜지스터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A gate wiring and a common wiring formed on one side of the first substrate; A data line crossing the gate line; And a thin film transistor formed at an intersection point of the gate line and the data line.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 제조방법은, 화소 영역이 정의된 제 1 기판에 복수의 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 엇갈려 형성되는 단계와; 상기 제 1 기판과 대향하여 형성된 제 2 기판 상에 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극과 대응되는 위치에 비대칭 구조로 형성된 블랙 매트릭스를 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention includes the steps of forming a plurality of first electrodes and second electrodes alternately formed on a first substrate in which a pixel region is defined; Forming a black matrix formed in an asymmetrical structure at a position corresponding to the first electrode or the second electrode on a second substrate formed to face the first substrate; And forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.
상기 제 1 전극과 제 2 전극은 적어도 한번 꺽어지는 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.The first electrode and the second electrode is characterized in that formed in at least one bending structure.
상기 데이터 배선 또는 게이트 배선은 꺽어지는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The data line or the gate line has a curved structure.
상기 제 1 기판 및 제 2 기판 상에 배향막을 형성하는 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.And forming an alignment layer on the first substrate and the second substrate.
상기 블랙 매트릭스는 러빙 방향과 반대되는 쪽의 전극 모서리와 대응되는 위치의 폭이 다른 전극 모서리와 대응되는 위치의 폭보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.The black matrix is characterized in that the width of the position corresponding to the electrode edge on the side opposite to the rubbing direction is formed wider than the width of the position corresponding to the other electrode edge.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서, 횡전계방식 액정표시장치의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'선상에서의 횡전계방식 액정표시장치의 단면도이다. 4 is a plan view illustrating a structure of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the transverse electric field type liquid crystal display device taken along line II-II ′ of FIG. 4.
여기서, 본 발명에 따른 일 실시예로서, 2-도메인 구조의 횡전계방식 액정표시장치로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다중 도메인 구조에도 적용될 수 있다.Here, as an embodiment according to the present invention, a two-domain transverse electric field type liquid crystal display device has been described, but the present invention is not limited thereto and may be applied to a multi-domain structure.
본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판(101)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 상에 일방향으로 배열되는 게이트 배선(112)과 화소영역을 정의하기 위하여 상기 게이트 배선(112)에 수직한 방향으로 배열되고 꺽어지는 구조로 형성되는 데이터 배선(115)과, 상기 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115)이 교차되는 부위에서 스위칭 동작되어 해당 화소에 전압을 인가해 주는 박막트랜지스터(TFT)와, 상기 게이트 배선(112)에 평행하여 액티브 영역 외부에서 공통전극 신호를 인가받는 공통배선(125)과, 상기 공통배선(125)에서 분기되어 꺽어지는 구조를 가지는 복수개의 공통전극(124)과, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(115b)에 연결되어 상기 공통전극(124)에 평행하여 꺽어지는 구조를 가지는 화소전극(117)과, 상기 화소 전극 (117)에서 연장되어 상기 공통배선(125) 상부에 오버랩되는 커패시터 전극(126)이 구비된다.As shown in FIG. 4, the
따라서, 상기 박막트랜지스터(TFT)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 배선(112)에서 분기되는 게이트 전극(112a)과, 상기 게이트 전극(112a)을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막(113)과, 상기 게이트 전극(112a) 상부의 게이트 절연막(113) 상에 비정질 실리콘(a-Si) 및 비정질 실리콘에 불순물을 이온 주입한 n+a-Si을 차례로 증착하여 형성된 반도체층(114)과, 상기 데이터 배선(115) 에서 분기되어 상기 반도체층(114) 양 끝에 각각 형성되는 소스 전극(115a) 및 드레인 전극(115b)으로 구성되어 단위 화소에 인가되는 전압의 온/오프(on/off)를 제어한다.Accordingly, the thin film transistor TFT may include a gate insulating layer formed on the entire surface including the gate electrode 112a and the gate electrode 112a branched from the
한편, 상기 게이트 배선(112)을 포함한 전면에는 게이트절연막(113)이 더 구비되어 게이트 배선층과 데이터 배선층을 절연시키고, 상기 데이터 배선(115)을 포함한 전면에는 보호막(116)이 더 구비되어 데이터 배선층과 화소전극(117)을 절연시킨다.On the other hand, a
이 때, 상기 게이트 절연막(113)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기 절연물질을 PECVD(plasmaenhanced chemical vapor deposition) 방법으로 증착하여 형성하고, 상기 보호막(116)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등의 무기절연물질을 증착하거나 또는 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴계 물질과 같은 유기 절연물질을 도포하여 형성한다.In this case, the
그리고, 스토리지 커패시터(storage capacitor)의 커패시터 전극(126)과 공통배선(125) 사이에 개재되는 절연막은 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)이 된다.The insulating film interposed between the
한편, 상기와 같이 구성되는 어레이 기판(101)과 대향하는 컬러필터 기판(102) 상에는 게이트 배선(112), 데이터 배선(115), 공통 전극(124), 박막 트랜지스터(TFT), 커패시터 전극(126) 등에서의 빛의 누설을 방지하는 블랙 매트릭스(131)가 형성되어 있으며, 상기 블랙 매트릭스(131) 사이의 화소 영역에 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 컬러필터 패턴으로 이루어진 컬러필터층(132) 을 형성한다.On the other hand, on the
그리고, 상기 컬러필터층(132) 상부에는 표면을 평탄화하고 컬러필터층(132)을 보호하는 오버코트층(133)을 형성한다.An
도시되지는 않았지만, 상기 어레이 기판(101) 및 컬러필터 기판(102) 상에는 배향막이 더 형성되어 있다.Although not shown, an alignment layer is further formed on the
도 6은 본 발명에 따른 블랙 매트릭스의 패턴을 보여주는 도면이다.6 is a view showing a pattern of a black matrix according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 2-도메인(A, B) 구조에서 블랙 매트릭스 패턴은 상,하 서로 비대칭 구조로 형성되어 있으며, 이는 전극의 꺽어진 구조와 러빙 방향에 기인한 액정 배향 불량에 의한 빛샘을 차단하기 위한 것이다.As shown in FIG. 6, in the 2-domain (A, B) structure, the black matrix patterns are formed in an asymmetrical structure with each other up and down, which is caused by poor alignment of the liquid crystal due to the folded structure of the electrode and the rubbing direction. It is to block the light leakage caused by.
좀 더 상세하게 설명하면, 상기 공통전극(124) 및 화소전극(117)이 꺽어지는 구조로 형성되므로, 어느 한 방향으로 이루어지는 러빙에 의해 액정분자가 2방향으로 배향한다.In more detail, since the
그러나, 상기 배향막의 러빙시 상기 전극의 꺽임 구조와 전극의 단차로 인하여 전극 모서리 부분에서 배향이 잘 이루어지지 않게 되며, 특히 러빙 방향과 반대 쪽의 전극 모서리 부분에서 빛샘이 현저하게 발생하는데, 본 발명에 따른 블랙 매트릭스 패턴은 상기 러빙 방향과 반대쪽의 전극 모서리 부분의 빛샘을 더욱 차단할 수 있도록 설계한다.However, due to the bending structure of the electrode and the step difference between the electrodes during rubbing of the alignment layer, the alignment is not well achieved at the corners of the electrodes, and particularly, light leakage occurs in the electrode corners opposite to the rubbing direction. According to the black matrix pattern is designed to further block the light leakage of the electrode edge portion opposite to the rubbing direction.
즉, 상기 2 도메인 구조에서 제 1 도메인(A)과 제 2 도메인(B)의 블랙 매트릭스(131)는 공통 전극(124)과 대응되는 위치에 형성되는데, 러빙 방향과 반대쪽의 전극 부분에 편중되는 빛샘을 방지하기 위하여 상기 러빙 방향과 반대되는 쪽의 전 극 부분과 대향되는 위치의 블랙 매트릭스(131)를 더 넓게 형성한다.That is, in the two domain structure, the
한편, 상기 전극의 꺽임구조가 한번 이상 이루어지는 경우에도 러빙 방향과 반대쪽의 전극 모서리 부분에서 발생되는 빛샘을 차단하도록 블랙 매트릭스가 변형되어 형성된다.On the other hand, even when the bending structure of the electrode is made more than once, the black matrix is deformed to block the light leakage generated in the electrode edge portion opposite to the rubbing direction.
이상에서, 상기의 어레이 기판(101)의 게이트 배선(112), 게이트 전극(112a), 공통배선(125), 공통전극(124)은 구리(Cu), 알루미늄(Al),알루미늄 합금(AlNd : Aluminum Neodymium), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴-텅스텐(MoW) 등의 저저항 금속을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 증착하고 패터닝하여 동일층에 일괄적으로 형성한다.In the above, the
그리고, 상기의 화소전극(117), 커패시터 전극(126)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 스퍼터링 방법으로 증착하고 패터닝하여 동일층에 일괄적으로 형성된다. In addition, the
상기 공통전극(124) 및 화소전극(117)은 지그재그 형태로 서로 평행하도록 형성되며, 단위 화소내에서 여러번 꺽어지는 구조를 가질 수도 있고, 단위 화소 중간에서 한번 꺽어지는 구조를 가질 수도 있다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 상기의 어레이 기판(101)에는 일정한 순서로 배열되어 색상을 구현하는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터층과, R,G,B 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 매트릭스가 구비된 컬러필터 기판이 대향 합착되고, 상기 두 기판 사이에 유전 이방성을 갖는 액정층이 형성되어 횡전계 방식 액정표시장치가 된다.As shown in FIG. 5, the
상기 횡전계방식 액정표시장치는 복수개의 박막트랜지스터에 구동 전압을 주어 동일 개수의 화소 전극을 활성 시키고, 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 횡전계에 의해 액정을 배열시켜 광 투과율을 조절함으로써 화상을 구현하게 된다.The transverse electric field type liquid crystal display device applies a driving voltage to a plurality of thin film transistors to activate the same number of pixel electrodes, and arranges liquid crystals by a transverse electric field formed between the pixel electrode and the common electrode to adjust the light transmittance. Will be implemented.
상기 실시예에서는 데이터 배선이 꺽이는 구조를 가지는 경우에 한정하여 설명하였으나, 꺽이는 구조가 아닌 데이터 배선에 교차하는 게이트 배선이 꺽이는 구조를 가질 때에도 본 발명의 적용이 가능하다. 이때, 공통전극과 화소전극은 게In the above embodiment, the data wiring has a bending structure. However, the present invention can be applied even when the wiring structure crossing the data wiring has a structure that is not a bending structure. At this time, the common electrode and the pixel electrode
이트 배선 측으로 꺽여 평행하게 형성된다.It is formed in parallel by bending to the side of the wiring line.
한편, 꺽이는 구조를 가지는 데이터 배선에 교차하는 게이트 배선도 꺽이는 구조를 가질 수 있는데, 이 경우에도 본 발명의 적용이 가능하다. 이 때, 공통전극과 화소전극은 게이트 배선 또는 데이터 배선 중 어느 한 배선측으로 꺽여 평행하게 형성된다On the other hand, the gate wiring crossing the data wiring having the bending structure may also have the bending structure. In this case, the present invention can be applied. At this time, the common electrode and the pixel electrode are formed in parallel with each other by bending to one of the gate lines and the data lines.
상기 대향 합착된 어레이 기판 및 컬러필터 기판의 외주면에 부착된 제 1 ,제 2 편광판은 그 투과축이 서로 직교하도록 배치하고, 하부기판 상에 형성된 배향막의 러빙방향은 어느 한 편광판의 투과축과 나란하게 함으로써 노멀리 블랙 모드(nomally black mode)가 되게 한다.The first and second polarizing plates attached to the outer bonded surfaces of the opposingly bonded array substrate and the color filter substrate are disposed such that their transmission axes are perpendicular to each other, and the rubbing direction of the alignment layer formed on the lower substrate is parallel to the transmission axis of any one polarizing plate. By doing so, it becomes a normally black mode.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 블랙 매트릭스의 일부를 개략적으로 보여주는 실시예들이다.7A to 7C are exemplary embodiments schematically showing a part of a black matrix according to the present invention.
도 7a를 참조하면, 러빙 방향과 반대 쪽의 전극 모서리 부분에서 빛샘이 현저하게 발생하는데, 본 발명에 따른 블랙 매트릭스 패턴은 상기 러빙 방향과 반대 쪽의 전극 모서리 부분의 빛샘을 더욱 차단할 수 있도록 한쪽 모서리의 폭을 넓게 설계한다.Referring to FIG. 7A, light leakage is remarkably generated at an electrode edge portion opposite to the rubbing direction. The black matrix pattern according to the present invention may further block light leakage at the electrode edge portion opposite to the rubbing direction. Design a wider range.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 각 도메인 경계에서 빛샘 방지를 위하여 돌출된 블랙 매트릭스를 연장하거나 잘라내어 매끈한 형상(K)으로 형성할 수도 있다.7B and 7C, the protruding black matrix may be extended or cut out to form a smooth shape K to prevent light leakage at each domain boundary.
본 발명은 상기와 같이 꺽이는 구조에 의한 다중 도메인 액정표시장치에서뿐 아니라, 직선의 전극 구조를 가지는 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판에서도 러빙 불량에 따른 빛샘 발생영역을 차단할 수 있도록 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다.According to the present invention, a black matrix is formed to block a light leakage generation region due to poor rubbing not only in a multi-domain liquid crystal display device having a bent structure but also in an array substrate of a transverse electric field type liquid crystal display device having a straight electrode structure. can do.
본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치 및 그의 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail with reference to specific examples, this is for describing the present invention in detail, and the transverse electric field type liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited thereto, and the present invention is not limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.
본 발명은 횡전계방식 액정표시장치에서 러빙 방향에 따라 전극 부 모서리에서 발생되는 러빙 불량에 의한 빛샘을 차단하여 색대비비를 개선하고 화질을 향상시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving the color contrast ratio and improving the image quality by blocking light leakage due to poor rubbing generated at the edges of the electrode along the rubbing direction in the transverse electric field type liquid crystal display device.
또한, 본 발명은 별도의 공정이 필요없으며 블랙 매트릭스의 설계의 변경만으로 최대의 효과를 낼 수 있다.In addition, the present invention does not require a separate process and can achieve the maximum effect only by changing the design of the black matrix.
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