KR20100066025A - 수평 전계형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 휘도와 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있는 수평 전계형 액정표시장치에 관한 것이다.
이 수평 전계형 액정표시장치는 기판 상에 형성된 게이트라인; 상기 게이트라인과 게이트 절연막을 사이에 두고 교차되어 화소 영역을 정의하는 데이터라인; 상기 게이트라인 및 데이터라인에 접속된 TFT; 상기 TFT와 접속되어 데이터신호가 공급되는 화소전극; 공통전압이 공급되는 공통전극패턴; 및 상기 공통전극패턴과 전기적으로 연결되어 상기 화소전극과 수평 전계를 형성하는 화소공통전극을 구비하고; 상기 화소공통전극은 상기 화소 영역의 일측 상단부 비표시 영역에서 상기 공통전극패턴과 접촉되는 것을 특징으로 한다.

Description

수평 전계형 액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY OF HORIZONTAL ELECTRONIC FIELDAPPLYING TYPE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 휘도와 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있는 수평 전계형 액정표시장치에 관한 것이다.
통상의 액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하며, 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계형과 수평 전계형으로 대별된다. 수직 전계형 액정표시장치는 상부기판 상에 형성된 공통전극과 하부기판 상에 형성된 화소전극이 서로 대향되게 배치되어 이들 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nemastic) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수직 전계형 액정표시장치는 개구율이 큰 장점을 가지는 반면 시야각이 좁은 단점을 가진다. 수평 전계형 액정표시장치는 하부 기판에 나란하게 배치된 화소전극과 공통전극 간의 수평 전계에 의해 인 플레인 스위치(In Plane Switch; IPS) 모드의 액정을 구동하게 된다. 이러한 수평 전계형 액정표시장치는 시야각이 넓은 장점을 가 진다.
도 1은 수평 전계형 액정표시장치에서 하나의 화소 영역(P)을 보여준다. 도 2는 도 1을 Ⅰ-Ⅰ'에 따라 절취한 단면을 보여주고, 도 3은 도 1의 투과율 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 3에서 검은색으로 표시된 부분은 빛의 투과가 차단되는 영역을 나타내며, 흰색으로 표시된 부분은 빛이 투과되는 영역을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 종래 수평 전계형 액정표시장치는 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)의 교차 영역에 형성되는 박막 트랜지스터(Thin Flim Transistor : 이하, "TFT"라 함)와, TFT에 접속된 화소전극(10)과, 공통전압이 공급되는 공통전극패턴(20), 공통전극패턴(20)에 접속되며 화소전극(10)과 대향 구조를 이루는 화소공통전극(30)을 구비한다. 이 수평 전계형 액정표시장치는 시야각 특성을 개선하기 위해 화소 영역(P)을 두 개의 도메인 즉, 제1 도메인(D1)과 제2 도메인(D2)으로 분할한다.
TFT는 게이트라인(GL)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(DL)에 접속된 소스전극 및 제1 패시홀(PH1)을 통해 화소전극(10)에 접속되는 드레인전극을 포함하여 데이터라인(DL)으로부터의 데이터전압을 화소전극(10)으로 스위칭한다. 화소전극(10)은 화소 영역(P)의 일측에서 데이터라인(DL)과 평행하게 형성되는 수직부(10a)와, 수직부(10a)로부터 신장되어 게이트라인(GL)과 소정의 경사각을 이루는 경사부(10b)를 포함한다. 화소공통전극(30)은 상기 일측과 마주보는 화소 영역(P)의 타측에서 데이터라인(DL)과 평행하게 형성되는 수직부(30a)와, 수직부(30a)로부터 신장되어 게이트라인(GL)과 소정의 경사각을 이루는 경사부(30b)를 포함한다. 여기서, 화소전극(10)의 경사부(10b)는 도메인 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함하고, 화소공통전극(30)의 경사부(30b)는 도메인 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함하되, 경사부(10b)의 핑거부와 경사부(30b)의 핑거부는 동일 도메인 상에서 일정 간격 이격되어 서로 평행하게 대향된다. 공통전극패턴(20)은 화소전극(10)과 부분적으로 중첩되어 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하는 제1 패턴(20a)과, 도메인들(D1,D2)의 경계 근처에서 화소공통전극(30)과 부분적으로 중첩되며 제1 패시홀(PH2)을 통해 화소공통전극(30)에 전기적으로 접속되는 제2 패턴(20b)을 포함한다. 제1 도메인(D1)과 제2 도메인(D2)에 대응하여 위치하는 액정은 도메인 경계를 기준으로 서로 대칭되게 배향된 후, 화소전극(10)에 인가되는 데이터전압과 화소공통전극(30)에 인가되는 공통전압의 전위차에 의해 구동된다.
이러한 종래 수평 전계형 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래 수평 전계형 액정표시장치는 제2 패시홀(PH2)을 도메인 경계 근처에서 표시 영역에 걸쳐 형성하기 때문에, 이 제2 패시홀(PH2)과의 오버레이(Overlay) 마진 확보를 위해 도메인 경계 근처에 형성되는 화소공통전극(30)의 임계폭(W1)을 크게 해야 한다. 도 3과 같이 화소전극(10) 및 화소공통전극(30)을 통해서는 빛의 투과가 저지되므로, 화소공통전극(30)의 임계폭(W1)을 크게 하면 그 만큼 투과율이 저하되어 휘도가 감소하게 된다.
둘째, 종래 수평 전계형 액정표시장치는 제2 패시홀(PH2)을 통해 화소공통전극(30)과 접촉되는 공통전극패턴(20)의 두께에 의해, 도 2와 같이 공통전극패 턴(20)의 제2 패턴(20b) 에지부(A,B)를 따라 화소공통전극(30)에 단차를 유발한다. 이 단차는 그 상부 액정의 배열을 틀어지게 하여 빛샘을 유발함으로써 블랙 휘도를 높여 전체적인 콘트라스트 비를 떨어뜨리는 요인이 된다.
셋째, 종래 수평 전계형 액정표시장치에서는 쇼트 방지를 위해 화소전극(10)의 최상단 경사부(10b)와 화소공통전극(30)의 최상단 경사부(30b) 사이를 임계 거리(L2) 이상 이격시켜야 하는데, 이 과정에서 전단 게이트라인과 마주하는 화소전극(10)과 화소공통전극(30) 사이에는 일정 간격(L1) 만큼의 개방 공간이 형성되게 된다. 이 개방 공간을 형성하는 간격(L1)은 쇼트 방지를 위한 임계 거리(L2)에 의해 공정상 결정되므로, 각 경사부(10b,30b)의 핑거부들 간격(L3) 보다 좁히기가 불가능하다. 이와 같이, 종래 수평 전계형 액정표시장치에서는 개방 공간을 형성하는 간격(L1)이 넓으므로, 화소전극(10) 및 화소공통전극(30)과 전단 게이트라인 간에 큰 전계가 걸리고, 이 전계의 영향이 미치는 영역에서 액정이 구동되어 빛샘이 발생된다. 따라서, 종래 수평 전계형 액정표시장치는 빛샘을 방지하기 위해 상기 전계 영역을 모두 커버할 수 있도록 블랙 매트릭스(BM) 패턴을 크게 하는데, 이는 결과적으로 패널 전체의 휘도를 감소시키는 요인이 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도와 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있도록 한 수평 전계형 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 기판 상에 형성된 게이트라인; 상기 게이트라인과 게이트 절연막을 사이에 두고 교차되어 화소 영역을 정의하는 데이터라인; 상기 게이트라인 및 데이터라인에 접속된 TFT; 상기 TFT와 접속되어 데이터신호가 공급되는 화소전극; 공통전압이 공급되는 공통전극패턴; 및 상기 공통전극패턴과 전기적으로 연결되어 상기 화소전극과 수평 전계를 형성하는 화소공통전극을 구비하고; 상기 화소공통전극은 상기 화소 영역의 일측 상단부 비표시 영역에서 상기 공통전극패턴과 접촉되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소공통전극은 상기 TFT를 보호하기 위한 보호층과 상기 게이트 절연막을 관통하는 패시홀을 통해 상기 공통전극패턴에 접촉되는 것을 특징으로 한다.
상기 공통전극패턴은, 상기 화소전극의 일부와 중첩되는 제1 패턴; 및 상기 패시홀을 통해 노출되는 제2 패턴을 구비하고; 상기 제1 패턴과 제2 패턴은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 영역은 자신의 중심을 가로지르는 수평선을 기준으로 2 개의 도메 인으로 분할되는 것을 특징으로 한다.
상기 화소공통전극은, 상기 화소 영역의 일측에서 상기 데이터라인과 평행하게 형성되는 제1 수직부; 및 상기 제1 수직부로부터 신장되어 상기 게이트라인과 소정의 경사각을 이루는 제1 경사부를 구비하고; 상기 제1 경사부는 상기 도메인의 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화소전극은, 상기 일측과 대향되는 상기 화소 영역의 타측에서 상기 데이터라인과 평행하게 형성되는 제2 수직부; 및 제2 수직부로부터 신장되어 상기 게이트라인과 소정의 경사각을 이루는 제2 경사부를 구비하고; 상기 제2 경사부는 상기 도메인의 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함하고, 상기 제2 경사부의 핑거부와 상기 제1 경사부의 핑거부는 동일 도메인 상에서 제1 간격 이격되며 서로 평행하게 대향하는 것을 특징으로 한다.
상기 게이트라인에 바로 앞서 스캔신호가 공급되는 전단 게이트라인과 마주하는 상기 화소전극의 최상단 핑거부 및 화소공통전극의 최상단 핑거부 사이에서 개방 공간을 형성하기 위한 제2 간격은 상기 제1 간격보다 좁은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 화소공통전극과 공통전극패턴을 연결하는 패시홀을 화소의 일측 상단부 비표시 영역에 형성하여 도메인 경계 근 처에서 화소공통전극의 임계폭을 줄임으로써, 투과율 및 휘도를 증가시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 패시홀을 통해 화소공통전극에 접촉되는 공통전극패턴 부분을 화소의 일측 상단부 비표시 영역에 형성하여, 도메인 경계 근처의 표시 영역에서 화소공통전극에 단차를 유발하는 원인을 제거함으로써, 빛샘 발생을 방지하여 전체적인 콘트라스트 비를 상승시킬 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 전단 게이트라인과 마주하는 화소전극과 화소공통전극 사이에서 개방 공간을 형성하는 간격을 좁혀 전단 게이트라인에 의한 전계 형성 영역을 줄임으로써, 빛샘 영역을 커버할 수 있는 블랙 매트릭스의 패턴 크기를 줄여 전체적인 휘도를 상승시킬 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수평 전계형 액정표시장치를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 4를 Ⅱ-Ⅱ'에 따라 절취하여 도시한 단면도이고, 도 6은 도 4를 Ⅲ-Ⅲ'에 따라 절취하여 도시한 단면도이다. 그리고, 도 7은 도 4의 투과율 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 7에서 검은색으로 표시된 부분은 빛의 투과가 차단되는 영역을 나타내며, 흰색으로 표시된 부분은 빛이 투과되는 영역을 나타낸다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 하부 기판(100) 위에 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)과, 그 교차부에 접속된 TFT와, 상기 교차 구조로 마련된 화소 영역(P)에 형성되어 TFT와 접속된 화소전극(110), 화소 영역(P)에서 화소전극(110)과 수평 전계를 이루도록 형성된 화소공통전극(130), 화소공통전극(130)과 접속된 공통전극패턴(120)을 구비한다. 도시하지는 않았지만, 하부 기판(100) 위에는 게이트라인(GL)과 접속된 게이트 패드와, 데이터라인(DL)과 접속된 데이터 패드가 형성된다. 이 수평 전계형 액정표시장치는 상부 기판 위에 형성된 블랙매트릭스(BM), 컬러필터패턴, 오버코트층을 구비한다.
이러한 수평 전계형 액정표시장치는 시야각 특성을 개선하기 위해 화소 영역(P)을 두 개의 도메인 즉, 제1 도메인(D1)과 제2 도메인(D2)으로 분할한다.
게이트라인(GL)은 게이트 드라이버로부터의 스캔 신호를, 데이터라인(DL)은 데이터 드라이버로부터의 비디오 신호를 TFT에 공급한다. 이러한 게이트라인(GL) 및 데이터라인(DL)은 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 교차하여 각 화소 영역을 정의한다. 게이트라인(GL)은 Al, Mo, Cr, Cu, Al합금, Mo합금, Cu합금 등의 단일층 또는 다중층 구조를 갖는 게이트금속층으로 형성될 수 있다.
TFT는 게이트라인(GL)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터라인(DL)에 공급되는 화소 신호가 화소전극(110)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, TFT는 게이트라인(GL)에 포함된 게이트전극(106), 데이터라인(DL)과 접속된 소스전극(107), 소스전극(107)과 마주하며 화소전극(110)과 접속된 드레인전극(108), 게이트 절연막(102)을 사이에 두고 게이트라인(GL)과 중첩되어 소스전극(107)과 드레인전극(108) 사이에 채널을 형성하는 활성층(103), 소스전극(107) 및 드레인전 극(108)과의 오믹 접촉을 위하여 채널을 제외한 활성층(103) 위에 형성된 오믹 접촉층(104)을 구비한다. 활성층(103) 및 오믹 접촉층(104)을 포함하는 반도체층(105)은 데이터라인(DL)을 따라 중첩된다. 여기서, 게이트 절연막(102)은 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질로 형성되고, 소스전극(107)과 드레인전극(108)은 Al, Mo, Cr, Cu, Al합금, Mo합금, Cu합금 등 금속의 단일층 또는 이중층 구조를 갖는 데이터 금속층으로 형성될 수 있다. 반도체층(105)은 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
공통전극패턴(120) 및 화소공통전극(130)은 액정 구동을 위한 기준 전압, 즉 공통전압을 각 화소에 공급한다. 이를 위하여, 공통전극패턴(120)은 화소전극(110)의 일부와 중첩되는 제1 패턴(120a)과, 화소의 일측 상단부 비표시 영역에서 화소공통전극(130)에 접속되는 제2 패턴(120b)을 포함한다. 제2 패턴(120b)은 제1 패턴(120a)과 전기적으로 연결된다. 공통전극패턴(120)은 게이트라인(GL)과 같은 게이트 금속층으로 형성될 수 있다.
화소공통전극(130)은 화소 영역(P)의 일측에서 데이터라인(DL)과 평행하게 형성되는 수직부(130a)와, 수직부(130a)로부터 신장되어 게이트라인(GL)과 소정의 경사각을 이루는 경사부(130b)를 포함한다. 화소공통전극(130)은 각 화소 영역(P)에 형성되어 공통전극패턴(120)으로부터 공통전압을 공급받는다. 이를 위해, 화소공통전극(130)은 보호층(109)과 게이트 절연막(102)을 관통하는 제2 패시홀(PH2)을 통해 공통전극패턴(120)의 제2 패턴(120b)과 접촉된다. 여기서, 제2 패시홀(PH2)은 화소의 일측 상단부 비표시 영역에서, 화소공통전극(130)의 수직부(130a)와 공 통전극패턴(120)의 제2 패턴(120b) 간 중첩되는 부분에 형성된다. 이에 따라, 화소공통전극(130)의 임계폭(W2)은 도메인 경계 근처에 형성되던 종래의 그것(W1)에 비해 줄어들게 된다. 왜냐하면, 제2 패시홀(PH2)과의 오버레이(Overlay) 마진 확보를 고려할 필요가 없기 때문이다. 화소공통전극(130)의 임계폭(W2)이 감소하므로, 그 감소분 만큼 투과율 및 휘도가 종래 대비 증가한다. 또한, 공통전극패턴(120)의 제2 패턴(120b)이 화소의 일측 상단부 비표시 영역에 형성되므로, 도메인 경계 근처에서 화소공통전극(130)에 단차를 유발하는 원인이 제거되어 빛샘 발생이 방지되며, 이에 따라 전체적인 콘트라스트 비가 상승된다.
또한, 화소공통전극(130)의 수직부(130a)는 화소의 일측 상단부 비표시 영역에서 제2 패시홀(PH2)과의 오버레이 마진 확보를 위해 종래보다 넓게 형성된다. 이에 따라, 화소공통전극(130)의 최상단 경사부(130b)와 화소전극(110)의 최상단 경사부(110b) 사이를 종래와 동일한 크기를 갖는 임계 거리(L2)로 유지시키더라도, 전단 게이트라인과 마주하는 화소전극(110)과 화소공통전극(130) 사이에서 개방 공간을 형성하는 간격(L1)은 종래보다 크게 줄어들게 된다. 다시 말해, 개방 공간을 형성하는 간격(L1)은 각 경사부(110b,130b)의 핑거부들 간격(L3) 보다 좁아지게 된다. 이렇게 핑거부들 간의 간격(L3)이 줄어들면, 전단 게이트라인에 의한 전계 형성 영역이 감소하므로, 종래 대비 블랙 매트릭스(BM)의 패턴 크기를 줄일 수 있다. 도 6의 "Δx"는 블랙 매트릭스(BM)의 패턴 크기 감소분을 나타낸다. 블랙 매트릭스(BM)의 패턴 크기가 줄어들면, 전체적인 휘도가 상승된다. 화소공통전극(130)의 경사부(110b)는 도메인 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함 한다. 상기 전단 게이트라인은 게이트라인(GL)에 바로 앞서 스캔신호가 공급되는 게이트라인을 지시한다. 화소공통전극(130)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO), 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide : ITZO) 등의 투명 도전층으로 형성될 수 있다.
화소전극(110)은 각 화소 영역(P)에서 화소공통전극(130)과 대향하여 수평 전계를 형성한다. 이를 위해, 화소전극(110)은 제1 패시홀(PH1)을 통해 노출되는 드레인전극(108)에 접촉된다. 화소전극(110)은 상기 일측과 대향되는 화소 영역(P)의 타측에서 데이터라인(DL)과 평행하게 형성되는 수직부(110a)와, 수직부(110a)로부터 신장되어 게이트라인(GL)과 소정의 경사각을 이루는 경사부(110b)를 포함한다. 화소전극(110)의 경사부(110b)는 도메인 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함한다. 경사부(110b)의 핑거부와 경사부(130b)의 핑거부는 동일 도메인 상에서 일정 간격 이격되어 서로 평행하게 대향된다. 화소전극(110)은 공통전극패턴(120)과 부분적으로 중첩되어 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극(110)에 공급된 비디오 신호를 한 프레임 동안 안정적으로 유지시키는 역할을 한다. 화소전극(110)은 화소공통전극(130)과 같이 투명 도전층으로 형성될 수 있다.
이러한 화소전극(110)은 TFT를 통해 비디오 신호가 공급되면, 공통전압이 공급된 화소공통전극(130)과 수평 전계를 형성하여 TFT가 형성되는 하부 기판과 컬러 필터가 형성되는 상부 기판 사이에서 수평 방향으로 배열된 액정 분자들을 유전 이 방성으로 회전시킨다. 이러한 액정 분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(P)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조가 구현된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 화소공통전극과 공통전극패턴을 연결하는 패시홀을 화소의 일측 상단부 비표시 영역에 형성하여 도메인 경계 근처에서 화소공통전극의 임계폭을 줄임으로써, 투과율 및 휘도를 증가시킬 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 패시홀을 통해 화소공통전극에 접촉되는 공통전극패턴 부분을 화소의 일측 상단부 비표시 영역에 형성하여, 도메인 경계 근처의 표시 영역에서 화소공통전극에 단차를 유발하는 원인을 제거함으로써, 빛샘 발생을 방지하여 전체적인 콘트라스트 비를 상승시킬 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 수평 전계형 액정표시장치는 전단 게이트라인과 마주하는 화소전극과 화소공통전극 사이에서 개방 공간을 형성하는 간격을 좁혀 전단 게이트라인에 의한 전계 형성 영역을 줄임으로써, 빛샘 영역을 커버할 수 있는 블랙 매트릭스의 패턴 크기를 줄여 전체적인 휘도를 상승시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래 수평 전계형 액정표시장치에서 화소 영역을 보여주는 평면도.
도 2는 도 1을 Ⅰ-Ⅰ'에 따라 절취하여 도시한 단면도.
도 3은 도 1의 투과율 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수평 전계형 액정표시장치에서 화소 영역을 보여주는 평면도.
도 5는 도 4를 Ⅱ-Ⅱ'에 따라 절취하여 도시한 단면도.
도 6은 도 4를 Ⅲ-Ⅲ'에 따라 절취하여 도시한 단면도.
도 7은 도 4의 투과율 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면.

Claims (7)

  1. 기판 상에 형성된 게이트라인;
    상기 게이트라인과 게이트 절연막을 사이에 두고 교차되어 화소 영역을 정의하는 데이터라인;
    상기 게이트라인 및 데이터라인에 접속된 TFT;
    상기 TFT와 접속되어 데이터신호가 공급되는 화소전극;
    공통전압이 공급되는 공통전극패턴; 및
    상기 공통전극패턴과 전기적으로 연결되어 상기 화소전극과 수평 전계를 형성하는 화소공통전극을 구비하고;
    상기 화소공통전극은 상기 화소 영역의 일측 상단부 비표시 영역에서 상기 공통전극패턴과 접촉되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소공통전극은 상기 TFT를 보호하기 위한 보호층과 상기 게이트 절연막을 관통하는 패시홀을 통해 상기 공통전극패턴에 접촉되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공통전극패턴은,
    상기 화소전극의 일부와 중첩되는 제1 패턴; 및
    상기 패시홀을 통해 노출되는 제2 패턴을 구비하고;
    상기 제1 패턴과 제2 패턴은 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 액정표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 화소 영역은 자신의 중심을 가로지르는 수평선을 기준으로 2 개의 도메인으로 분할되는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 액정표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소공통전극은,
    상기 화소 영역의 일측에서 상기 데이터라인과 평행하게 형성되는 제1 수직부; 및
    상기 제1 수직부로부터 신장되어 상기 게이트라인과 소정의 경사각을 이루는 제1 경사부를 구비하고;
    상기 제1 경사부는 상기 도메인의 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 액정표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 화소전극은,
    상기 일측과 대향되는 상기 화소 영역의 타측에서 상기 데이터라인과 평행하게 형성되는 제2 수직부; 및
    제2 수직부로부터 신장되어 상기 게이트라인과 소정의 경사각을 이루는 제2 경사부를 구비하고;
    상기 제2 경사부는 상기 도메인의 경계를 기준으로 상하로 대칭되는 다수의 핑거부들을 포함하고, 상기 제2 경사부의 핑거부와 상기 제1 경사부의 핑거부는 동일 도메인 상에서 제1 간격 이격되며 서로 평행하게 대향하는 것을 특징으로 하는 수평 전계형 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트라인에 바로 앞서 스캔신호가 공급되는 전단 게이트라인과 마주하는 상기 화소전극의 최상단 핑거부 및 화소공통전극의 최상단 핑거부 사이에서 개방 공간을 형성하기 위한 제2 간격은 상기 제1 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 수평 전계형 액정표시장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102566156B (zh) * 2010-12-29 2014-12-24 京东方科技集团股份有限公司 Tft-lcd的阵列基板及其制造方法
KR20120090371A (ko) * 2011-02-07 2012-08-17 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
KR102069821B1 (ko) * 2013-07-03 2020-01-28 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
CN103676360B (zh) * 2013-12-19 2016-03-30 北京京东方光电科技有限公司 一种液晶显示面板及显示装置
CN107608146B (zh) * 2017-11-02 2020-01-03 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素结构及液晶显示面板

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100623443B1 (ko) * 1999-03-25 2006-09-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 멀티 도메인 액정 표시소자
KR100652218B1 (ko) * 2004-06-29 2006-12-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법
KR20060061004A (ko) * 2004-12-01 2006-06-07 삼성전자주식회사 박막트랜지스터 기판과 그 제조방법
KR101137866B1 (ko) * 2005-06-30 2012-04-23 엘지디스플레이 주식회사 횡전계방식 액정표시소자
KR101224047B1 (ko) * 2005-12-30 2013-01-18 엘지디스플레이 주식회사 횡전계방식 액정표시장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9625768B2 (en) 2014-12-24 2017-04-18 Shanghai Avic Optoelectronics Co., Ltd. Pixel structure, display panel and display device

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