KR20090054255A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20090054255A
KR20090054255A KR1020070121028A KR20070121028A KR20090054255A KR 20090054255 A KR20090054255 A KR 20090054255A KR 1020070121028 A KR1020070121028 A KR 1020070121028A KR 20070121028 A KR20070121028 A KR 20070121028A KR 20090054255 A KR20090054255 A KR 20090054255A
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고상범
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    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 자세하게는 적, 녹, 청 서브 컬러필터 간 혼색 불량을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 상의 일 방향으로 구성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 수직 교차하여 적, 녹, 청 서브 화소를 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터에 접촉된 화소 전극과; 상기 화소 전극과 상기 적, 녹, 청 서브 화소에 각각 대응된 공통 전극과; 상기 제 2 기판의 하부 표면에 위치하고, 상기 적, 녹, 청 서브 화소의 경계 영역에 위치하는 다수의 중첩 길이에 대응하여 서로 중첩된 면적을 갖고 차례로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터를 포함한다.
특히, 전술한 구성은 블랙 매트릭스를 설계하지 않는 액정표시장치용 어레이 기판과 컬러필터 기판을 합착하는 과정에서, 공정 오차에 따른 합착 불량이 발생하더라도 적, 녹, 청 서브 컬러필터 각각의 일정 부분이 중첩 설계된 상태이므로 혼색 불량이 발생하지 않는 장점이 있다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 자세하게는 적, 녹, 청 서브 컬러필터 간 혼색 불량을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 투명 전극이 형성된 두 기판 사이에 액정을 주입하고, 상부 및 하부 기판의 외부면에 상부 및 하부 편광판을 부착하여 액정 분자의 이방성에 따른 빛의 편광특성을 변화시켜 영상효과를 얻는 비발광 소자이다.
현재에는 각 화소를 개폐하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)가 화소마다 배치되는 능동행렬 방식 액정표시장치(Active Matrix Liquid Crystal Display Device: AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 평판 TV 시스템 및 휴대 컴퓨터용 고-정보량의 모니터와 같은 응용분야에 광범위하게 사용되고 있다.
그러나, 대표적인 액정표시장치인 TN(Twisted Nematic) 표시 모드는 좁은 시야각 특성과 늦은 응답특성, 특히 그레이 스케일 동작에서의 늦은 응답특성 등과 같은 근본적인 문제점을 갖는다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 액정표시장치의 새로운 다양한 개념이 제안되었다. 최근에는 새로운 표시 모드의 일환으로, 액정 분자들을 구동시키는 전극들이 모두 동일한 기판 상에 형성되는 횡전계 모드가 제안되고 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 일 예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판을 나타낸 평면도이고, 도 2는 어레이 기판과 대향 합착되는 컬러필터 기판을 나타낸 평면도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 어레이 기판(10) 상에는 일 방향으로 다수의 게이트 배선(20)과, 상기 다수의 게이트 배선(20)과 수직 교차하여 매트릭스 형태로 다수의 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)를 정의하는 다수의 데이터 배선(30)이 구성된다.
또한, 상기 게이트 배선(20)과 평행하게 이격하여 공통 배선(50)이 구성되고, 상기 공통 배선(50)에서 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb) 방향으로 각각 수직 연장하여 다수의 공통 전극(80)이 구성된다.
상기 게이트 배선(20)과 데이터 배선(30)의 교차지점에는 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응된 다수의 박막트랜지스터(T)를 구성하는 바, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(20)에서 연장된 게이트 전극(25)과, 상기 게이트 전극(25)과 중첩된 상부에 위치하는 반도체층(미도시)과, 상기 반도체층 상의 데이 터 배선(30)에서 연장된 소스 전극(32)과, 상기 소스 전극(32)과 이격된 드레인 전극(34)을 포함한다.
상기 반도체층은 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 액티브층(40)과, 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(미도시)을 포함한다.
상기 드레인 전극(34)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH1)을 통해 드레인 전극(34)에 연결된 화소 전극(70)은 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응하여 각각 구성된다.
이때, 상기 화소 전극(70)은 드레인 전극(34)에 접촉된 연장부(70a)와, 상기 연장부(70a)에서 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 각각 대응하여 수직 연장된 다수의 수직부(70b)를 포함한다.
이러한 어레이 기판(10)과 대향 합착된 컬러필터 기판(5) 상에는 비표시 영역(NAA)에 대응된 부분으로 입사되는 빛을 차폐하는 블랙매트릭스(14)와, 상기 블랙매트릭스(14) 상의 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응하여 순차적으로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(16a, 16b, 16c)를 포함하는 컬러필터층(16)이 구성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도로, 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향 합착된 상태를 나타낸 것이다.
도시한 바와 같이, 표시 영역(AA)과 비표시 영역(NAA)으로 각각 구분된 컬러 필터 기판(5)과 어레이 기판(10)이 대향 합착하고 있으며, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 이격된 사이 공간에 액정층(15)이 일정한 셀갭(cell gap)을 갖고 개재된다. 이때, 상기 컬러필터 및 어레이 기판(5, 10)과 액정층(15)은 액정 패널(36)을 이룬다.
도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 액정 패널(36)의 최 외곽 가장자리에는 열경화성 수지로 이루어진 씰 패턴(미도시)이 더욱 구성되는 바, 상기 씰 패턴에 의해 컬러필터 및 어레이 기판(5, 10)은 대향 합착된다.
또한, 상기 어레이 기판(10)과 이격된 배면에는 광원의 역할을 하는 백라이트 유닛(90)이 위치한다. 일반적으로, 상기 백라이트 유닛(90)은 백색광을 발광시키는 다수의 형광 램프(92)를 광원으로 이용하고 있다.
상기 어레이 기판(10)의 상부 면에는 다수의 게이트 배선(도 1의 20) 및 데이터 배선(30)이 수직 교차하여 정의된 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 대응하여 공통 배선(도 1의 50)에서 연장된 다수의 공통 전극(80)과, 상기 다수의 공통 전극(80)을 덮는 게이트 절연막(45)과, 상기 게이트 절연막(45) 상의 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)의 경계 영역에 대응된 다수의 데이터 배선(30)과, 상기 데이터 배선(30)을 덮는 보호막(55)과, 상기 보호막(55) 상부에 위치하고, 상기 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 각각 대응하여 공통 전극(80)과 평행하게 교대로 구성되는 다수의 화소 전극 수직부(70b)와, 상기 화소 전극 수직부(70b) 상의 하부 배향막(19)이 차례로 형성된다.
한편, 상기 컬러필터 기판(5)의 하부 면에는 표시 영역(AA)으로 입사되는 빛을 차폐하는 블랙 매트릭스(14)와, 상기 블랙 매트릭스(14)를 경계로 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응하여 순차적으로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(16a, 16b, 16c)를 포함하는 컬러필터층(16)과, 상기 컬러필터층(16) 하부에 액정 배향을 위해 구성한 상부 배향막(18)이 차례로 위치한다.
도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 컬러필터층(16)과 상부 배향막(18) 사이에는 적, 녹, 청 서브 컬러필터(16a, 16b, 16c)의 평탄화를 위한 목적으로 오버 코트층(미도시)이 더욱 구성될 수 있다.
일반적으로, 상기 블랙 매트릭스(14)는 합착 오차를 감안하여 다수의 게이트 배선(도 1의 20) 및 데이터 배선(30)과 박막트랜지스터(도 1의 T)를 차폐할 수 있도록 각 배선 및 소자에 대응된 설계값 보다 공정 마진을 확보한 상태로 설계하고 있으나, 이러한 구성은 게이트 및 데이터 배선과 박막트랜지스터의 폭 보다 일정 값 이상으로 블랙 매트릭스(14)를 설계하는 데 따른 개구율의 저하가 불가피한 상황이다.
최근에는 이러한 개구율이 저하되는 문제를 해소하기 위해 컬러필터 기판(5)의 하부 면에 설계된 블랙 매트릭스(14)를 제거하는 것을 통해 개구율을 극대화하려는 노력이 진행되고 있다.
도 4는 종래의 다른 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도로, 보다 자세하게는 블랙 매트릭스가 설계되지 않는 횡전계 방식 액정표시장치에서 합착 오차가 발생된 상태를 나타낸 도면으로, 도 3과의 중복 설명은 생략하도록 한다.
도시한 바와 같이, 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B)를 포함하는 컬러필터 기판(5)과 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)를 포함하는 어레이 기판(10)을 대향 합착하고 액정을 개재하여 액정 패널(36)을 제작하게 된다.
그러나, 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(5) 간의 합착 오차가 발생될 경우, 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)와 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B)가 일대일 대응 합착되지 않고 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb) 각각의 경계 영역인 데이터 배선(30)의 중앙부를 기준으로 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B)의 일부분이 좌측 또는 우측으로 이동한 상태에서 합착이 이루어지는 합착 불량이 종종 발생하고 있다.
이러한 합착 불량은 블랙 매트릭스(도 3의 14)를 설계하지 않는 모델에서 빛이 새어나가는 통로로 작용하여 빛샘에 따른 화질 불량을 야기하는 주범으로 작용하고 있는 상황이다.
즉, 블랙 매트릭스 없이 컬러필터 기판(5) 하부 면에 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B)를 순차적으로 패턴하여 설계할 경우, 전술한 합착 불량의 발생 시, 적 서브 컬러필터(R)의 일부가 녹 서브 화소(Pg)로, 녹 서브 컬러필터(G)의 일부가 청 서브 화소(Pb)로, 청 서브 컬러필터(B)의 일부가 적 서브 화소(Pr)로 각각 치우치는 합착 불량이 발생하게 된다.
일반적으로, 액정표시장치는 백라이트 유닛(90)으로부터 출사된 백색광을 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B)를 통해 각 파장대별로 투과시켜 본연의 적색, 녹색 및 청색 광의 색조합을 통해 이미지를 구현하는 원리를 이용한다.
그러나, 전술한 합착 불량의 발생 시, 적 서브 컬러필터(R)의 일부가 녹 서브 화소(Pg)로, 녹 서브 컬러필터(G)의 일부가 청 서브 화소(Pb)로, 청 서브 컬러필터(B)의 일부가 적 서브 화소(Pr)로 각각 이동하게 되어 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B) 간에 혼색 불량을 야기하는 문제가 있다.
일 예로, 적 서브 화소(Pr)에 대응된 적 서브 컬러필터(R)의 일부가 녹 서브 화소(Pg)로 이동하게 되면, 녹 서브 화소(Pg)에서는 녹 서브 컬러필터(G)를 통해 녹 파장대를 투과시켜야 하지만, 녹 서브 화소(Pg)로 이동된 일부의 적 서브 컬러필터(R)에 의해 적 파장대의 일부가 투과되어 적 컬러와 녹 컬러 간 혼색 불량으로 화질이 저하되는 문제가 있다. 이때, 적 서브 화소와 청 서브 화소에서도 동일한 현상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 블랙 매트릭스가 설계되지 않는 액정표시장치에서 어레이 기판과 컬러필터 기판 간 합착 오차에 따른 적, 녹, 청 서브 컬러필터 간의 혼색 불량을 방지하는 것을 통해 고개구율 및 고화질의 액정표시장치를 제작하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 제 1 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판의 상의 일 방향으로 구성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 수직 교차하여 적, 녹, 청 서브 화소를 정의하는 데이터 배선과; 상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터에 접촉된 화소 전극과; 상기 화소 전극과 상기 적, 녹, 청 서브 화소에 각각 대응된 공통 전극과; 상기 제 2 기판의 하부 표면에 위치하고, 상기 적, 녹, 청 서브 화소의 경계 영역에 위치하는 다수의 중첩 길이에 대응하여 서로 중첩된 면적을 갖고 차례로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터를 포함한다.
상기 중첩 길이는 화상을 구현하지 않는 비표시 영역에 대응된 폭 보다 좁은 폭을 갖는 범위에서 설계되며, 상기 경계 영역은 상기 데이터 배선이 형성되는 데이터 영역에 대응되는 것을 특징으로 한다. 상기 컬러필터층 하부 면에서는 오버 코트층이 더욱 구성된다.
상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 적, 녹, 청 서브 화소에서 각각 대응하여 교대로 배치 구성되고, 상기 공통 전극은 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 다수의 공통 배선에서 상기 적, 녹, 청 서브 화소로 각각 수직 연장된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 어레이 기판 상에 상기 공통 전극을 구성하지 않는 대신, 상기 화소 전극을 플레이트 형태의 판상으로 설계하고, 상기 컬러필터 기판의 하부 면에 위치하는 상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터의 하부 면에 공통 전극을 구성한다.
본 발명에서는 첫째, 블랙 매트릭스를 설계하지 않는 것을 통해 개구율을 개선할 수 있다.
둘째, 블랙 매트리스를 설계하지 않는 액정표시장치에서 적, 녹, 청 서브 화소의 경계 영역에 위치하는 중첩 길이에 의해 적, 녹, 청 서브 컬러필터 각각이 서로 중첩된 면적을 갖도록 설계하는 것을 통해 혼색 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.
--- 실시예 ---
본 발명은 블랙 매트릭스가 설계되지 않는 액정표시장치에서 적, 녹, 청 서브 컬러필터 각각을 서로 중첩되도록 설계하는 것을 통해 합착 오차에 따른 혼색 불량을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이고, 도 7은 어레이 기판과 대향 합착되는 컬러필터 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5와 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(110) 상의 일 방향으로 다수의 게이트 배선(120)과, 상기 다수의 게이트 배선(120)과 수직 교차하여 매트릭스 형태로 다수의 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)를 정의하는 다수의 데이터 배 선(130)을 구성한다.
또한, 상기 게이트 배선(120)과 평행하게 이격하여 공통 배선(150)이 구성되고, 상기 공통 배선(150)에서 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb) 방향으로 각각 수직 연장하여 다수의 공통 전극(180)이 구성된다.
상기 게이트 배선(120)과 데이터 배선(130)의 교차지점에는 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응된 다수의 박막트랜지스터(T)를 구성한다.
상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 배선(120)에서 연장된 게이트 전극(125)과, 상기 게이트 전극(125) 상의 게이트 절연막(145)을 사이에 두고 중첩된 위치에 구성된 반도체층(142)과, 상기 반도체층(142) 상의 데이터 배선(130)에서 연장된 소스 전극(132)과, 상기 소스 전극(132)과 이격된 드레인 전극(134)을 포함한다.
이때, 상기 반도체층(142)은 순수 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 액티브층(140)과 불순물을 포함하는 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 오믹 콘택층(141)이 차례로 적층 구성된다.
상기 드레인 전극(134)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH2)을 통해 드레인 전극(134)에 접촉된 화소 전극(170)은 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응하여 각각 구성된다.
이때, 상기 화소 전극(170)은 드레인 전극(134)에 접촉된 연장부(170a)와, 상기 연장부(170a)에서 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 각각 대응하여 수직 연장된 다수의 수직부(170b)를 포함한다.
도면으로 제시하지는 않았지만, 상기 어레이 기판(110) 상에 공통 전극(180) 을 구성하지 않는 대신, 상기 화소 전극(170)을 플레이트 형태의 판상으로 설계하고, 상기 컬러필터 기판(105)의 하부 면에 구성된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(116a, 116b, 116c)의 하부에 공통 전극(미도시)을 구성하여 화소 전극(180)과 공통 전극 간의 수직 전계로 액정을 구동하는 방식을 적용할 수도 있다.
이러한 어레이 기판(110)과 대향 합착되는 컬러필터 기판(105)의 상부 면에는 어레이 기판(110)의 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응하여 순차적으로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(116a, 116b, 116c)를 포함하는 컬러필터층(116)이 구성된다.
도면으로 상세히 제시하지는 않았지만, 상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터(116a, 116b, 116c)는 상기 다수의 데이터 배선(130) 폭의 중앙부를 기준으로 적 서브 컬러필터(116a)와 녹 서브 컬러필터(116b), 녹 서브 컬러필터(116b)와 청 서브 컬러필터(116c), 청 서브 컬러필터(116c)와 적 서브 컬러필터(116a) 각각의 일정 부분은 중첩 길이(X)에 대응하여 서로 중첩되도록 설계한 것을 특징으로 한다.
이에 대해서는 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 8은 도 5의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도로, 어레이 기판과 컬러필터 기판이 대향 합착된 상태를 나타내고 있다. 이때, 도 5와 동일한 명칭에 대해서는 도면 번호에 100을 더하여 나타내도록 한다.
도시한 바와 같이, 표시 영역(AA)과 비표시 영역(NAA)으로 각각 구분된 컬러 필터 기판(205)과 어레이 기판(210)이 대향 합착하고 있으며, 상기 컬러필터 기판(205)과 어레이 기판(210)의 이격된 사이 공간에 액정층(215)이 일정한 셀 갭(cell gap)을 갖고 개재된다. 이때, 상기 컬러필터 및 어레이 기판(205, 210)과 액정층(215)은 액정 패널(236)을 이룬다.
상기 어레이 기판(210)의 배면에서는 광원의 역할을 하는 백라이트 유닛(290)이 위치한다. 일반적으로, 상기 백라이트 유닛(290)은 백색광을 발광시키는 다수의 형광 램프(292)를 광원으로 이용하고 있으며, 도시하지 않은 발광 다이오드를 적용할 수 있다.
상기 어레이 기판(210)의 상부 면에는 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 각각 대응하여 이격 배치된 다수의 공통 전극(280)과, 상기 공통 전극(280)을 덮는 게이트 절연막(245)과, 상기 게이트 절연막(245) 상의 데이터 영역(D)에 각각 대응된 다수의 데이터 배선(230)과, 상기 다수의 데이터 배선을 덮는 보호막(255)과, 상기 보호막(255) 상의 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 대응하여 상기 공통 전극(280)과 교대로 배치된 다수의 화소 전극 수직부(270b)와, 상기 다수의 화소 전극 수직부(270b) 상부에서 액정의 균일한 배향을 위해 구성된 하부 배향막(219)이 차례로 위치한다.
한편, 상기 컬러필터 기판(205)의 하부 면에는 어레이 기판(210)의 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)에 일대일 대응하여 순차적으로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터(216a, 216b, 216c)를 포함하는 컬러필터층(216)과, 상기 컬러필터층(216)의 평탄화를 위한 목적으로 구성된 오버 코트층(212)과, 액정의 균일한 배향을 위해 구성한 상부 배향막(218)이 차례로 위치한다.
이때, 상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B)는 상기 다수의 데이터 배 선(230) 폭의 중앙부를 기준으로 적 서브 컬러필터(R)와 녹 서브 컬러필터(G), 녹 서브 컬러필터(G)와 청 서브 컬러필터(B), 청 서브 컬러필터(B)와 적 서브 컬러필터(R) 각각의 일정 부분이 중첩 길이(X)에 의해 서로 중첩된 면적을 갖도록 설계된 것을 특징으로 한다.
도 9는 도 8에서 합착 오차가 발생된 상태를 나타낸 단면도로, 도 8과의 중복 설명은 생략하도록 한다.
도 9를 참조하여 상세히 설명하면, 어레이 기판(210)과 컬러필터 기판(205)을 합착하는 과정에서, 합착 오차로 적, 녹, 청 서브 화소(Pr, Pg, Pb)와 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B)가 정확히 일대일 대응되는 것이 아니라, 적 서브 컬러필터(R)의 일부가 녹 서브 화소(Pg), 녹 서브 컬러필터(G)의 일부가 청 서브 화소(Pb), 청 서브 컬러필터(B)의 일부가 적 서브 화소(Pr)로 각각 이동된 상태를 나타내고 있다. 도 9에서는 청 서브 컬러필터(R)의 일부가 적 서브 화소(Pr)의 우측 방향으로 이동된 상태를 도시하고 있으나, 이는 일예에 불과하며 좌측으로 이동되는 합착 불량이 발생될 수도 있다.
이때, 본 발명에서는 합착 오차가 발생하더라도, 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B) 각각의 일부분은 중첩 길이(X)를 갖고 중첩된 상태이므로 혼색 불량에 따른 화질 저하는 발생하지 않게 된다.
일 예로, 적 서브 화소(Pr)에 대응된 적 서브 컬러필터(R)의 일부가 녹 서브 화소(Pr)로 이동하더라도, 적 서브 컬러필터(R)의 하부에는 녹 서브 컬러필터(G)의 일부분이 오버랩된 상태이므로 적 서브 컬러필터(R)와 중첩 설계된 녹 서브 컬러필 터(G)에 의해 적 컬러가 통과되는 것을 차단할 수 있게 된다. 이와 마찬가지로, 적 및 청 서브 화소(Pr, Pb)에서도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B) 각각의 중첩 길이(X)는 데이터 배선(230)의 폭과 어레이 및 컬러필터 기판(205, 210) 간의 합착 오차를 감안하여 설계하고 있다. 상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터(R, G, B) 각각의 중첩 길이(X)를 무한정 늘릴 경우 광 투과율이 감소하는 문제가 있으므로, 혼색 불량 및 광 투과율 측면에서 중첩 길이(X)는 종래의 블랙 매트릭스(도 3의 14)의 설계 수치 보다 좁은 폭으로 설계되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 중첩 길이(X)는 각 모델의 설계 수치에 따라 달라질 수 있는 바, 이러한 중첩 길이(X)는 혼색 불량율과 광 투과율을 결정짓는 중요한 변수라 할 수 있다.
도 10은 중첩 길이에 따른 혼색 불량율을 나타낸 도면으로, 보다 자세하게는 청 서브 컬러필터와 적 서브 컬러필터를 중첩되도록 설계한 상태에서의 혼색 불량율을 나타낸 것이다.
도시한 바와 같이, 청 서브 컬러필터와 적 서브 컬러필터의 중첩 길이에 따른 혼색 불량율을 나타낸 것으로, 특히 특정 모델에서의 중첩 길이를 1 ~ 10μm의 범위에서의 설계했을 때의 혼색 불량율을 나타낸 것이다.
이때, A 점에서의 불량율이 6.3% 정도이고, B 점에서의 불량율은 0.3% 정도 발생된 것을 알 수 있다. 즉, 1 ~ 10μm의 범위에서의 중첩 길이에 따라서도 불량율의 편차가 발생되고 있는 바, 각 모델에서 중첩 길이의 변동에 의한 혼색 불량율 을 예측하는 것이 중요하다.
따라서, 본 발명에서는 블랙 매트릭스가 설계되지 않는 액정표시장치에서 적, 녹, 청 서브 컬러필터 각각의 일정 부분을 중첩되도록 설계하는 것을 통해 혼색 불량을 방지함과 동시에 개구율을 개선할 수 있는 장점이 있다.
지금까지, 본 발명에서는 공통 전극과 화소 전극이 어레이 기판의 상부 면에 형성된 횡전계 방식에 대해 설명하고 있으나, 본 발명은 횡전계 방식에 한정되는 것은 아니며, 상부 기판과 하부 기판에 공통 전극과 화소 전극을 각각 구성한 상태에서 양 전극 간의 수직 전계로 액정을 구동하는 TN 모드(twisted nematic mode), VA 모드(vertical aligned mode), ECB 모드(electrical controlled birefringence mode)를 포함하는 대부분의 액정표시장치에 적용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형 및 변경할 수 있다는 것은 주지의 사실일 것이다.
도 1은 종래의 일 예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판을 나타낸 평면도.
도 2는 어레이 기판과 대향 합착되는 컬러필터 기판을 나타낸 평면도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 4는 종래의 다른 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 나타낸 평면도.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 7은 어레이 기판과 대향 합착되는 컬러필터 기판을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 8은 도 5의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 9는 도 8에서 합착 오차가 발생된 상태를 나타낸 단면도.
도 10은 중첩 길이에 따른 혼색 불량율을 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
205 : 컬러필터 기판 210 : 어레이 기판
212 : 오버 코트층 215 : 액정층
216a, 216b, 216c : 적, 녹, 청 서브 컬러필터
218, 219 : 상부 및 하부 배향막 230 : 데이터 배선
236 : 액정 패널 245 : 게이트 절연막
255 : 보호막 270 : 화소 전극
280 : 공통 전극 290 : 백라이트 유닛
Pr, Pg, Pb : 적, 녹, 청 서브 화소 X : 중첩 길이

Claims (7)

  1. 제 1 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판의 상의 일 방향으로 구성된 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선과 수직 교차하여 적, 녹, 청 서브 화소를 정의하는 데이터 배선과;
    상기 게이트 및 데이터 배선의 교차지점에 구성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터에 접촉된 화소 전극과;
    상기 화소 전극과 상기 적, 녹, 청 서브 화소에 각각 대응된 공통 전극과;
    상기 제 2 기판의 하부 표면에 위치하고, 상기 적, 녹, 청 서브 화소의 경계 영역에 위치하는 다수의 중첩 길이에 대응하여 서로 중첩된 면적을 갖고 차례로 패턴된 적, 녹, 청 서브 컬러필터
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중첩 길이는 화상을 구현하지 않는 비표시 영역에 대응된 폭 보다 좁은 폭을 갖는 범위에서 설계된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 경계 영역은 상기 데이터 배선이 형성되는 데이터 영역에 대응되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러필터층 하부 면에서는 오버 코트층이 더욱 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 전극과 공통 전극은 상기 적, 녹, 청 서브 화소에서 각각 대응하여 교대로 배치 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 게이트 배선과 평행하게 이격된 다수의 공통 배선에서 상기 적, 녹, 청 서브 화소로 각각 수직 연장된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이 기판 상에 상기 공통 전극을 구성하지 않는 대신, 상기 화소 전극을 플레이트 형태의 판상으로 설계하고, 상기 컬러필터 기판의 하부 면에 위치하는 상기 적, 녹, 청 서브 컬러필터의 하부 면에 공통 전극을 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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