KR20110024120A - In-plane switching mode lcd - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로 특히, 개구율 및 VAC(View angle crosstalk)를 개선시킨 횡전계형 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.Generally, the driving principle of a liquid crystal display device utilizes the optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, if the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal due to optical anisotropy to express image information.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표 시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, an active matrix liquid crystal display device (AM-LCD: below Active Matrix LCD, abbreviated as liquid crystal table market value), in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner, has the best resolution and video performance. It is attracting attention.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과 화소전극이 형성된 어레이 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.The liquid crystal display includes a color filter substrate on which a common electrode is formed, an array substrate on which pixel electrodes are formed, and a liquid crystal interposed between the two substrates. In such a liquid crystal display, the common electrode and the pixel electrode are caused by an electric field applied up and down. It is excellent in the characteristics, such as transmittance | permeability and aperture ratio, by the method of driving a liquid crystal.
그러나, 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다. However, the liquid crystal drive due to the electric field applied up and down has a disadvantage that the viewing angle characteristics are not excellent.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 시야각 특성이 우수한 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다. Accordingly, a transverse field type liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics has been proposed to overcome the above disadvantages.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 관해 상세히 설명한다.Hereinafter, a general transverse electric field type liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도시한 바와 같이, 컬러필터 기판인 상부기판(9)과 어레이 기판인 하부기판(10)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 상부 및 하부기판(9, 10)사이에는 액정층(11)이 개재되어 있다. As shown, the
상기 하부기판(10)상에는 공통전극(17)과 화소전극(30)이 동일 평면상에 형성되어 있으며, 이때, 상기 액정층(11)은 상기 공통전극(17)과 화소전극(30)에 의한 수평전계(L)에 의해 작동된다.The
도 2a와 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating operations of on and off states of a general transverse electric field type liquid crystal display device, respectively.
우선, 전압이 인가된 온(on)상태에서의 액정의 배열상태를 도시한 도 2a를 참조하면, 상기 공통전극(17) 및 화소전극(30)과 대응하는 위치의 액정(11a)의 상변이는 없지만 공통전극(17)과 화소전극(30)사이 구간에 위치한 액정(11b)은 이 공통전극(17)과 화소전극(30)사이에 전압이 인가됨으로써 형성되는 수평전계(L)에 의하여, 상기 수평전계(L)와 같은 방향으로 배열하게 된다. 즉, 상기 횡전계형 액정표시장치는 액정이 수평전계에 의해 이동하므로, 시야각이 넓어지는 특성을 띠게 된다. First, referring to FIG. 2A, which illustrates an arrangement of liquid crystals in an on state where a voltage is applied, a phase change of a
그러므로, 상기 횡전계형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우방향으로 약 80~85o방향에서도 반전현상 없이 가시 할 수 있다.Therefore, when the transverse electric field type liquid crystal display device is viewed from the front, it can be seen in the up / down / left / right directions even in the about 80 to 85 o direction without inversion phenomenon.
다음, 도 2b를 참조하면, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되지 않은 오프(off) 상태이므로 상기 공통전극과 화소전극 간에 수평전계가 형성되지 않으므로 액정층(11)의 배열 상태가 변하지 않는다. Next, referring to FIG. 2B, since no voltage is applied to the liquid crystal display, a horizontal electric field is not formed between the common electrode and the pixel electrode, so that the arrangement state of the
도 3은 종래의 횡전계형 액정표시장치에 있어 하나의 화소영역의 중앙을 데이터 배선이 연장된 방향과 나란하게 절단한 단면도이다. FIG. 3 is a cross-sectional view of a center of one pixel area cut parallel to a direction in which a data line extends in a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.
우선, 어레이 기판(40)에는 그 내측면에 최외각이 공통전극(49)이 서로 이격하여 형성되어 있으며, 도면에 나타나지 않았지만, 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)과 상기 최외각 공통전극(49a)과 연결되며 공통배선(미도시)이 더욱 형성되고 있다. 또한, 상기 최외각 공통전극(49a)과 게이트 배선(미도시) 및 공통배선(미도시) 상부로 전면에 게이트 절연막(50)이 형성되어 있다. First, the outermost common electrode 49 is formed on the inner surface of the
다음, 상기 게이트 절연막(50) 위로는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(60)이 형성되어 있다. 이때, 상기 데이터 배선(60)은 화소영역(P)의 정의하며 형성되는 바, 서로 이웃한 하나의 화소영역(P)의 경계에 형성되며, 이때, 상기 데이터 배선(60)은 상기 각 화소영역(P)의 최외각 공통전극(49a) 사이에 위치하도록 형성됨을 알 수 있다. Next, a
다음, 상기 데이터 배선(60) 상부로는 전면에 보호층(65)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(65) 위로는 각 화소영역(P) 내에 서로 일정간격 이격하며 교대하는 형태로 다수의 중앙부 공통전극(49b)과 화소전극(70a, 70b)이 형성되고 있다. 또한, 이러한 다수의 중앙부 공통전극(49b)과 화소전극(70a, 70b) 위로는 상기 어레이 기판(40) 전면에 대해 일정한 방향으로 배향된 것을 특징으로 하는 제 1 배향막(75)이 형성되어 있다.Next, a
이러한 구성을 갖는 어레이 기판(40)에 대향하여 각 화소영역(P)의 경계를 이루는 게이트 및 데이터 배선(미도시, 60)에 대응하여 이들 배선(미도시, 60)의 폭보더 넓은 폭을 갖는 블랙매트릭스(82)와 순차 반복 배열되는 형태의 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴을 포함하는 컬러필터층(84)과 상기 블랙매트릭스(82) 및 컬러필터층(84) 하부로 전면에 상기 어레이 기판(40)에 구비된 제 1 배향막(75)의 배향 방향과 동일한 방향으로 배향 처리된 제 2 배향막(86)을 포함하는 컬러필터 기판(80)이 배치되고 있으며, 이들 두 기판(40, 80) 사이에 액정층(92)이 구비됨으로써 횡전계형 액정표시장치(35)를 이루고 있다. In response to the
한편, 전술한 구성을 갖는 종래의 횡전계형 액정표시장치(35)는 서로 이웃하 는 화소전극(70a, 70b)과 공통전극(49a, 49b) 사이에 발생하는 횡전계에 의해 액정을 구동시키게 되는데, 상기 데이터 배선(60)과 이와 이격하여 형성된 상기 최외각 공통전극(49a) 간에도 원치 않는 횡전계가 발생하여 액정의 구동시켜 빛샘을 유발시키며, VAC(view angle crosstalk)를 야기 시킨다. Meanwhile, the conventional transverse electric field type liquid
따라서, 이러한 빛샘과 VAC 방지를 위해 도시한 바와 같이 상기 최외각 공통전극(49a)과 상기 데이터 배선(60) 사이의 이격영역을 포함하여 상기 최외각 공통전극(49a)과 데이터 배선(60)을 가리도록 충분히 큰 폭을 갖는 블랙매트릭스(82)가 형성되고 있다. Accordingly, the outermost
이 경우, 상기 블랙매트릭스(82)는 상기 컬러필터 기판(80)과 상기 어레이 기판(40)과의 합착 마진을 고려하여 충분히 넓게 형성되어야 한다. 이때, 합착마진과 시야각 특성을 고려한 VAC 방지를 하기 위해서는 최소한 상기 최외각 공통전극(49a)의 폭을 포함하여 상기 최외각 공통전극(49a)과 데이터 배선(60)의 이격영역으로부터 최소 11.5㎛정도의 영역에 대해서는 블랙매트릭스(82)를 통해 가려주어야 한다.In this case, the
따라서, 상기 블랙매트릭스(82)는 도시한 바와같이, 상기 최외각 전극(49a)을 완전히 덮고 나아가 상기 최외각 공통전극(49a)과 스토리지 커패시터를 형성하기 위해 이와 일부 중첩하며 형성된 최외각 화소전극(70a)까지 완전히 덮도록 형성되고 있다. Accordingly, as illustrated, the
하지만, 전술한 바와 같이 데이터 배선(60)과 그 주위의 배치된 최외각 공통전극(49a) 및 최외각 화소전극(70a)에 대해 이와 중첩하도록 큰 폭을 갖는 블랙매 트릭스(82)를 형성하는 것은 개구율을 저하되어 최종적으로 휘도를 저감시키고 있는 실정이다. However, as described above, the
휘도 저하 시에는 휘도 보상을 위해 백라이트 유닛 내에 램프 수를 증가시키는 등의 조치가 필요하게 됨으로써 제조 비용의 상승으로 이어져 최종적으로 제품의 가격 경쟁력을 약화시키는 요인이 된다.When the brightness is lowered, measures such as increasing the number of lamps in the backlight unit are required to compensate for brightness, which leads to an increase in manufacturing cost, which in turn weakens the price competitiveness of the product.
본 발명은 이러한 종래의 횡전계형 액정표시장치의 문제점을 해결하고자, 데이터 배선과 그 주변에 위치한 최외각 공통전극에 의한 VAC(view angle crosstalk)를 저감시키며, 개구율을 향상시킬 수 있는 횡전계형 액정표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.The present invention is to solve the problems of the conventional transverse electric field type liquid crystal display device, to reduce the view angle crosstalk (VAC) by the outermost common electrode located in the data wiring and the surroundings, and to improve the aperture ratio transverse field type liquid crystal display The object is to provide a device.
나아가, 개구율을 향상시킴으로써 상대적인 휘도를 증가시켜 램프 사용 개수를 줄임으로써 가격 경쟁력을 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다. Furthermore, it is another object to improve the price competitiveness by increasing the relative brightness by increasing the relative brightness to reduce the number of lamps used.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치는, 제 1 기판 상에 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선과 나란하게 형성된 공통배선 및 상기 공통배선에서 상기 분기하여 상기 화소영역 내의 최외각에 상기 데이터 배선과 나란하게 이격하며 형성된 최외각 공통전극과; 상기 화소영역 내에 상기 게이트 배선과 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 및 데이터 배선 위로 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀과 상기 공통배선을 노출시키는 공통 콘택홀을 가지며 형성된 보호층과; 상기 보호층 상부로 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 상기 드레인 콘택홀을 통해 접촉하며 서로 이격하는 다수의 화소전극과; 상기 공통배선과 상기 공통 콘택홀을 통해 접촉하며, 상기 최외각 공통전극과 이격하며 동시에 상기 다수의 화소전극과 서로 교대하며 형성된 다수의 중앙부 공통전극과; 상기 다수의 화소전극 및 중앙부 공통전극 위로 상기 제 1 기판 전면에 형성되며, 상기 데이터 배선과 상기 최외각 공통전극간의 이격영역 및 상기 최외각 공통전극의 제 1 부분으로 구성된 제 1 영역에는 상기 데이터 배선의 길이방향과 나란한 제 1 방향으로 배향 처리되며, 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역에 대응해서는 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배향 처리된 제 1 배향막과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 내측면에 상기 화소영역의 경계에 대응하여 형성된 블랙매트릭스와; 상기 블랙매트릭스 하부에 형성된 컬러필터층과; 상기 컬러필터층을 덮으며, 마주하는 상기 제 1 배향막과 동일한 배향 방향을 갖도록 배향 처리된 제 2 배향막과; 상기 제 1 및 제 2 배향막 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 블랙매트릭스는 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계를 가리도록 형성된 것이 특징이다. According to an aspect of the present invention, there is provided a transverse electric field type liquid crystal display device comprising: a gate wiring and a data wiring formed on a first substrate to define a pixel region by crossing each other with a gate insulating film interposed therebetween; A common wiring formed parallel to the gate wiring and an outermost common electrode formed to branch from the common wiring and spaced apart from the data wiring at the outermost portion of the pixel region in parallel with the data wiring; A thin film transistor connected to the gate line and the data line in the pixel area; A protective layer having a drain contact hole exposing the drain electrode of the thin film transistor over the thin film transistor and the data line and a common contact hole exposing the common wiring; A plurality of pixel electrodes contacting the drain electrode of the thin film transistor through the drain contact hole and spaced apart from each other above the passivation layer; A plurality of central common electrodes in contact with the common wiring through the common contact hole, spaced apart from the outermost common electrode, and simultaneously formed to alternate with the plurality of pixel electrodes; The data line is formed on an entire surface of the first substrate over the plurality of pixel electrodes and the central common electrode, and is disposed in a first region including a spaced area between the data line and the outermost common electrode and a first portion of the outermost common electrode. A first alignment layer aligned in a first direction parallel to a longitudinal direction of, and oriented in a second direction different from the first direction so as to correspond to the second region except for the first region; A second substrate facing the first substrate; A black matrix formed on an inner surface of the second substrate to correspond to the boundary of the pixel region; A color filter layer formed under the black matrix; A second alignment layer covering the color filter layer and oriented to have the same alignment direction as the first alignment layer facing the color filter layer; And a liquid crystal layer interposed between the first and second alignment layers, wherein the black matrix is formed to cover a boundary between the first region and the second region.
이때, 상기 제 1 영역은 상기 제 1 방향으로 배향 처리된 상기 제 1 및 제 2 배향막의 영향으로 상기 데이터 배선과 상기 최외각 공통전극 사이에 전계가 발생 되어도 상기 액정층 내의 액정분자가 구동하지 않음으로써 항상 블랙 상태를 표시하는 것이 특징이다. In this case, the first region does not drive the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer even when an electric field is generated between the data line and the outermost common electrode under the influence of the first and second alignment layers oriented in the first direction. The black state is always displayed.
상기 블랙매트릭스는 상기 데이터 배선과 이의 양측에 위치한 상기 최외각 공통전극간의 이격영역을 모두 가리도록 형성될 수도 있고, 또는 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계를 가리도록 형성된 상기 블랙매트릭스는 이원화되어 상기 데이터 배선을 기준으로 그 양측에 이격하며 각각 형성될 수도 있으며, 이 경우, 상기 이원화되어 상기 데이터 배선을 기준으로 그 양측에 이격하며 각각 형성된 블랙매트릭스는 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판의 합착마진인 3㎛ 내지 5㎛을 고려하여 항상 상기 제 1 영역과 제 2 영역의 경계가 가려지도록 각각 그 폭이 6㎛ 내지 10㎛인 것이 특징이다.The black matrix may be formed to cover all of the separation area between the data line and the outermost common electrode on both sides thereof, or the black matrix formed to cover the boundary between the first area and the second area may be dualized. The black matrix may be formed to be spaced apart from each other on both sides of the data line, and in this case, the black matrix formed in the binary spaced apart from both sides of the data line may be a bonding margin between the color filter substrate and the array substrate. The width is 6 µm to 10 µm, respectively, in consideration of 3 µm to 5 µm so that the boundary between the first region and the second region is always hidden.
또한, 상기 최외각 및 중앙부 공통전극과 상기 화소전극은 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구조를 이루는 것이 특징이다. 이때, 상기 데이터 배선 또한 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 꺾인 구조를 이루어 상기 어레이 기판 전면에 대해 지그재그 형태를 이루는 것이 특징이다. In addition, the outermost and center common electrode and the pixel electrode has a structure symmetrically bent with respect to the center portion of each pixel area. In this case, the data line also has a structure bent with respect to the central portion of each pixel area to form a zigzag shape with respect to the entire surface of the array substrate.
또한, 상기 다수의 화소전극 중 각 화소영역의 최외각에 형성된 최외각 화소전극은 상기 최외각 공통전극과 중첩하도록 형성된 것이 특징이다. The outermost pixel electrode formed at the outermost portion of each pixel region among the plurality of pixel electrodes may be formed to overlap the outermost common electrode.
상기 데이터 배선의 하부에는 반도체 물질로써 제 1 및 제 2 더미패턴이 형성될 수도 있다. First and second dummy patterns may be formed under the data line as a semiconductor material.
본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치용 어레이 기판은 분향배향을 실시하여 화소영역과 상기 데이터 배선과 최외각 공통전극이 형성된 영역에서 배향 방향을 달리하여 상기 데이터 배선과 최외각 공통전극이 형성된 부분에서 상기 데이터 배선과 최외각 공통전극에 의해 전계가 발생된다 하더라도 액정이 움직이지 않도록 함으로써 블랙매트릭스에 의해 가려지는 화소영역 내의 폭을 최소화함으로써 개구율을 향상시키는 효과가 있다.The array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device according to the present invention is arranged in a pixel area and an area where the data line and the outermost common electrode are formed by performing an orientation alignment in a portion where the data line and the outermost common electrode are formed. Even if an electric field is generated by the data line and the outermost common electrode, the liquid crystal does not move, thereby minimizing the width in the pixel region covered by the black matrix, thereby improving the aperture ratio.
또한, 데이터 배선과 최외각 공통전극 간에 발생하는 전계에 의해 액정이 구동하지 않아 항상 블랙상태를 표시하게 됨으로써 VAC(view angle crosstalk)를 원천적으로 방지하는 효과가 있다.In addition, since the liquid crystal is not driven by an electric field generated between the data line and the outermost common electrode, the black state is always displayed, thereby preventing the view angle crosstalk (VAC).
나아가, 개구율이 향상됨으로써 휘도가 증가하여 동일 휘도 표현 시 필요로 되는 램프 수를 줄여 제조 비용을 저감하는 효과가 있다.In addition, the aperture ratio is improved, thereby increasing the luminance, thereby reducing the number of lamps required to express the same luminance, thereby reducing manufacturing costs.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역에 대한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 데이터 배선을 포함하는 이의 주변 일부에 대한 평면도이다. 4 is a cross-sectional view of one pixel area including a switching element of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 includes a data line of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. This is a plan view of some of its surroundings.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치는 하부의 어레이 기판과 상부의 컬러필터 기판 그리고 이들 두 기판 사이에 개재된 액정 층으로 구성되고 있다. As shown, the transverse electric field type liquid crystal display device according to the exemplary embodiment of the present invention includes a lower array substrate, an upper color filter substrate, and a liquid crystal layer interposed between these two substrates.
우선, 어레이 기판(110)의 구성을 살펴보면, 상기 컬러필터 기판과 마주하는 내측면의 각 화소영역(P) 내의 스위칭 소자가 형성되는 스위칭 영역(TrA)에는 게이트 전극(115)이 형성되어 있다. 이때, 도면에는 나타나지 않았지만, 상기 게이트 전극(115)과 동일한 층에 상기 게이트 전극(115)과 연결되며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. 또한 상기 게이트 배선(미도시)과 이격하며 나란하게 공통배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 공통배선(미도시)에서 분기하여 각 화소영역(P) 내의 최외각에 최외각 공통전극(118a)이 형성되어 있다. First, referring to the configuration of the
다음, 상기 게이트 전극(115)과 게이트 배선(미도시)과 공통배선(미도시) 및 최외각 공통전극(118a) 위로 전면에 게이트 절연막(121)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(121) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에 비정질 실리콘의 액티브층(125)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지며 서로 이격하는 오믹콘택층(128)으로 이루어진 반도체층(130)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층(130) 상부로 서로 이격하며 소스 전극(140)과 드레인 전극(143)이 형성되어 있다. 이때, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(115)과 게이트 절연막(121)과 반도체층(130)과 서로 이격한 소스 및 드레인 전극(140, 143)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. Next, a gate insulating layer 121 is formed over the
또한, 상기 게이트 절연막(121) 위로 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(135)이 상기 소스 전극(140)과 연결되며 형성되어 있다. 이때, 도면에서는 상기 데이터 배선(135)의 하부에 상기 액티브층(125) 을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 1 더미패턴(126)과, 상기 오믹콘택층(128)을 이루는 동일한 물질로 이루어진 제 2 더미패턴(129)이 형성되어 있음을 보이고 있지만, 이들 제 1 및 제 2 더미패턴(125, 128)은 생략될 수도 있다. In addition, a
다음, 상기 박막트랜지스터(Tr) 및 데이터 배선(135) 위로 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(143)을 노출시키는 드레인 콘택홀(153)과, 상기 공통배선(미도시)을 노출시키는 공통 콘택홀(미도시)을 갖는 보호층(150)이 형성되어 있다.Next, a
또한, 상기 보호층(150) 위로 투명 도전성 물질로써 상기 공통 콘택홀(미도시)을 통해 상기 공통배선(미도시)과 연결되는 제 1 연결패턴(미도시)과, 상기 제 1 연결패턴(미도시)에서 각 화소영역(P)별로 상기 데이터 배선(135)과 평행하게 분기하며 다수의 중앙부 공통전극(167)이 서로 이격하며 형성되어 있다. 또한, 상기 보호층(150) 위로 상기 드레인 콘택홀(153)을 통해 상기 드레인 전극(143)과 접촉하는 제 2 연결패턴(161)과, 상기 제 2 연결패턴(161)에서 분기하여 서로 이격하며 상기 다수의 공통전극(167)과 서로 이격하며 교대하는 다수의 화소전극(163a, 163b)이 형성되어 있으며, 이때, 상기 다수의 공통전극(118, 167)과 화소전극(163a, 163b)은 상기 데이터 배선(135)과 나란하게 배치되고 있는 것이 특징이다. In addition, a first connection pattern (not shown) connected to the common wiring (not shown) and the first connection pattern (not shown) through the common contact hole (not shown) as a transparent conductive material on the
이때, 도면에 있어서 상기 최외각 공통전극(118)과 상기 화소영역(P) 내에 구성된 다수의 화소전극(163a, 163b) 중 최외각에 위치하는 화소전극(이하 최외각 화소전극(163a)이라 칭함)은 상기 최외각 공통전극(118)과 그 일부가 중첩하여 형성됨으로써 스토리지 커패시터를 이루는 구조로 나타내고 있지만, 스토리지 커패시 터를 다른 구성요소로 구성할 경우, 일례로 상기 공통배선(미도시)과 상기 제 2 연결패턴(미도시)을 중첩하도록 형성하여 스토리지 커패시터를 이루도록 하는 경우, 상기 최외각 화소전극(163a)은 반드시 상기 최외각 공통전극(118)과 중첩하도록 형성할 필요는 없다. In this case, the outermost
한편, 상기 다수의 화소전극(163a, 163b)과 공통전극(118, 167)은 각 화소영역(P) 내에서 곧은 바(bar) 형태를 이룰 수도 있으며, 또는 특정 시야각에서의 색반전 현상을 방지하고자 하나의 화소영역(P) 내에 다중 도메인을 구현하기 위해, 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 이룰 수도 있다. 이 경우, 상기 데이터 배선(135) 또한 각 화소영역(P)의 중앙부에서 꺾인 구조를 이루게 되며, 상기 어레이 기판(110) 전면을 통해서는 상기 데이터 배선(135)은 지그재그 형태를 이루게 된다. Meanwhile, the plurality of
다음, 상기 다수의 화소전극(163a, 163b)과 중앙부 공통전극(167) 위로 전면에 제 1 배향막(175)이 형성되어 있다. 이때, 본 발명의 가장 특징적인 부분으로서 상기 제 1 배향막(175)은 화소영역(P) 더욱 정확히는 화소영역 중 상기 데이터 배선(135)과, 이와 상기 최외각 공통전극(118) 사이의 이격영역 및 상기 최외각 공통전극(118)의 일부를 제외한 영역(이하 제 1 영역(A1)이라 칭함)에 대해서는 다수의 상기 화소전극(163a, 163b)과 공통전극(118, 167)의 길이 방향에 대해서 0도가 아니 소정의 각도 일례로 일정한 방향을 5도 내지 20도 정도의 각도를 갖는 제 1 방향으로 배향되어 있으며, 상기 데이터 배선(135)과, 이와 상기 최외각 공통전극(118) 사이의 이격영역 및 상기 최외각 공통전극(118)의 일부를 포함하는 영역 (이하 제 2 영역(A2)이라 칭함)에 대응해서는 상기 데이터 배선(135)의 연장방향과 나란한 제 2 방향으로 배향된 것이 특징이다.Next, a
한편, 상기 제 1 배향막(175)에 대해 전술한 바와 같이 제 1 영역(A1)에 대응해서는 제 1 방향을 갖도록 배향 처리하고, 특정부분 즉, 상기 제 2 영역에 대해서는 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배향되도록 하는 배향 처리는 수 ㎛ 단위로 배향 콘트롤이 가능한 UV배향 장치 등에 의해 이루어지는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 1 배향막(175)은 그 표면에 다수의 작용기가 구비되며, UV광에 반응하여 상기 작용기가 특정 방향으로 정렬되는 고분자 물질로 이루어지고 있다.Meanwhile, as described above with respect to the
전술한 구성을 갖는 어레이 기판(110)과 대향하는 컬러필터 기판(180)의 구성을 살펴보면, 상기 어레이 기판(110)과 마주하는 내측면에 상기 어레이 기판(110)의 화소영역(P)의 경계 즉, 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(135)에 대응하여 블랙매트릭스(182)가 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(182)와 중첩하며 상기 화소영역(P)에 대응하여 적, 녹 ,청색 컬러필터 패턴이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(184)이 형성되어 있다. Looking at the configuration of the
또한, 상기 컬러필터층(184)을 덮으며 제 2 배향막(186)이 형성되어 있으며, 이때 상기 제 2 배향막(186) 또한 이와 마주하는 상기 제 1 배향막(175)과 동일한 배향 구조를 갖도록 구성되고 있는 것이 특징이다. 즉, 제 1 영역(A1)에 대응해서는 상기 다수의 공통전극(118, 167) 및 화소전극(163a, 163b)과 나란하지 않은 제 1 방향으로 배향되고, 상기 데이터 배선(135)과 대응되는 부분을 포함하여 상기 데이터 배선(135)과 이와 이웃하는 최외각 공통전극(118)과의 이격영역과 상기 최외 각 공통전극(118)의 일부에 대응하는 상기 제 2 영역(A2)에 대응해서는 상기 데이터 배선(135)과 나란하게 제 2 방향으로 배향된 것이 특징이다. 이러한 제 1 및 제 2 배향막(175, 186)에 있어서 배향 방향을 달리하는 구성에 의해 화소영역(P)과 대응되는 액정층(192) 내의 액정분자는 공통전극(118, 167)과 화소전극(163a, 163b)에 의해 발현되는 횡전계에 반응하여 전계의 세기 변화에 따라 일방향으로 회전 구동함으로써 화이트에서 블랙까지의 그레이 레벨을 표시하게 되지만, 상기 제 2 영역(A2)에 대응하는 액정층(192) 내의 액정분자는 배향 방향에 기인하여 그 장축 방향이 상기 데이터 배선(135)과 나란하게 배치된 상태가 되므로 상기 최외각 공통전극(118)과 데이터 배선(135)에 의해 횡전계가 발현된다 하더라도 액정분자가 회전 구동하지 않는다. 따라서 상기 제 2 영역(A2)은 항상 블랙 상태를 나타내게 되며, 최외각 공통전극(118)과 데이터 배선(135)과의 이격영역을 통해서는 빛샘이 발생하지 않고, 나아가 시야각에 따른 VAC도 발생하지 않는다.In addition, a
따라서, 전술한 바와 같이 상기 데이터 배선(135)과 상기 최외각 공통전극(118) 사이의 이격영역은 항상 블랙 상태가 되며, 데이터 배선(135)과 최외각 공통전극(118)은 그 자체가 불투명한 저저항 금속물질로 이루어짐으로써 빛이 투과되지 않는다. 따라서, 이들 구성요소 상부에 이들 구성요소와 중첩하도록 형성되는 블랙매트릭스(182)는 그 폭을 종래대비 작은 폭을 갖도록 형성해도 문제되지 않는 것이다. Therefore, as described above, the spaced region between the
종래의 횡전계형 액정표시장치의 경우, 빛샘과 시야각에 따른 VAC 방지를 위해 상기 블랙매트릭스는 데이터 배선과 최외각 공통전극의 양끝단을 포함하여 상기 양끝단보다 더 화소영역의 내측으로 형성되거나, 또는 상기 최외각 공통전극과 최외각 화소전극이 중첩하여 스토리지 커패시터를 이루도록 형성되는 경우, 상기 최외각 화소전극과도 완전히 중첩하도록 형성되었다.In the conventional transverse electric field type liquid crystal display device, the black matrix is formed inside the pixel area more than both ends, including both ends of the data line and the outermost common electrode to prevent VAC according to light leakage and viewing angle. When the outermost common electrode and the outermost pixel electrode overlap each other to form a storage capacitor, the outermost common electrode and the outermost pixel electrode also overlap completely with the outermost pixel electrode.
하지만, 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치(101)의 경우, 상기 블랙매트릭스(182)는 상기 종래의 횡전계형 액정표시장치 대비 상대적으로 얇은 폭을 갖도록 형성해도 빛샘 및 시야각에 따른 VAC를 방지할 수 있으므로 종래 대비 그 폭이 상대적으로 작을 폭을 갖도록 형성되고 있는 것이 특징이다. 즉, 본 발명에 따른 횡전계형 액정표시장치(101)의 경우, 상기 블랙매트릭스(182)는 배향 방향이 상이한 경계 부분 즉, 제 1 배향 방향을 갖도록 배향 처리된 제 1 영역(A1)과 제 2 배향 방향을 갖도록 배향 처리된 제 2 영역(A2)의 경계에 대응하여 상기 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(180)의 합착 마진을 고려하여 형성되고 있는 것이 특징이다. However, in the case of the transverse electric field liquid
통상적으로 컬러필터 기판(180)과 어레이 기판(110)간 합착 마진은 3㎛ 내지 5㎛ 정도가 되며, 상기 제 1 영역(A1)과 상기 제 2 영역(A2)의 경계는 상기 최외각 공통전극(118)에 대응하여 상기 최외각 공통전극(118)의 폭의 중앙부로부터 상기 데이터 배선(135)과 마주하는 일측 사이에 형성되고 있다. 따라서, 상기 블랙매트릭스(182)는 어레이 기판(110)과 컬러필터 기판(180)간의 합착 시 오차범위인 3㎛ 내지 5㎛를 반영하여 상기 제 1 방향으로 배향 처리된 제 1 영역(A1)과 상기 제 2 방향으로 배향 처리된 제 2 영역(A2)의 경계 외측으로 그 끝단이 상기 3㎛ 내지 5㎛ 정도 노출되도록 형성되고 있는 것이 특징이다. Typically, the bonding margin between the
공통전극(118, 167)과 화소전극(163a, 163b)은 통상적으로 6㎛ 내지 10㎛ 정도의 폭을 가지며 형성된다. 따라서, 일례로 최외각 공통전극(118)이 8㎛의 폭을 가지며 형성되고 있다고 할 때, 상기 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)의 경계가 상기 최외각 공통전극(118) 상부에서 그 일측을 기준으로 타측 방향으로 1/4인 지점(일측 기준 2㎛ 떨어진 지점)에 형성된다면, 상기 블랙매트릭스(182)의 끝단은 합착 마진을 고려하더라도 항상 상기 최외각 공통전극(118) 상에 위치하게 됨으로 알 수 있다. 따라서, 상기 블랙매트릭스(118)의 폭은 종래대비 줄어들게 되는 것이다. 종래의 경우는 VAC 방지를 위해 최소한 데이터 배선과 최외각 공통전극간의 이격영역으로부터 11.5㎛가 떨어진 부분까지 블랙매트릭스로 가려야 했다.The
하지만, 본 발명의 경우, 데이터 배선(135)과 최외각 공통전극(118)간의 이격영역은 항상 블랙 상태를 표현하므로 VAC는 원천적으로 방지될 수 있으므로 블랙매트릭스(182)의 끝단이 상기 데이터 배선(135)과 최외각 공통전극(118)간의 이격영역으로부터 11.5㎛ 이상의 폭을 갖도록 형성할 필요가 없이 그 끝단이 상기 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)간의 경계로부터 그 외측으로 3㎛ 내지 5㎛의 떨어진 곳에 위치하도록 형성하기만 하면 된다. 따라서 각 화소영역(P)별로 종래대비 상기 데이터 배선(135)의 끝단을 기준으로 2.5㎛ 내지 6.5㎛ 정도의 블랙매트릭스(182)의 폭을 줄일 수 있는 것이 특징이다.However, in the present invention, since the spaced area between the
한편, 본 발명에 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치는 블랙매트릭스(182)가 데이터 배선(135)에 대응하여 이를 가리도록 형성된 것을 보이고 있지만, 그 변형예로서 본 발명의 특징상 데이터 배선을 포함하여 최외각 공통전극과 상기 데이 터 배선의 이격영역의 일부에 대해서는 블랙매트릭스(182)가 제거되어도 문제되지 않는다.On the other hand, the transverse electric field type liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention shows that the
도 6은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 단면도이다. 블랙매트릭스의 형태를 제외하고는 실시예와 동일한 구성을 가지므로 실시예와 차별점이 있는 블랙매트릭스에 대해서만 설명한다. 이때, 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였다.6 is a cross-sectional view of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a modification of the embodiment of the present invention. Except for the form of the black matrix, since it has the same configuration as the embodiment, only the black matrix which is different from the embodiment will be described. In this case, the same reference numerals are given to the same components as in the embodiment.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 횡전계형 액정표시장치(101)의 경우, 각 화소영역(P)에 대응하여 형성되는 블랙매트릭스(182a, 182b)가 데이터 배선(135)을 포함하여 최외각 공통전극(118)과 상기 데이터 배선(135)간의 이격영역의 일부에 대해서는 형성되지 않고, 제 1 영역(A)과 제 2 영역(A2)의 경계가 위치하는 최외각 공통전극(118)에 대응하여 형성되고 있는 것이 특징이다. As shown in the figure, in the transverse electric field type liquid
본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 횡전계형 액정표시장치(101)는 데이터 배선(135)과 최외각 공통전극(118) 사이의 이격영역이 항상 블랙상태를 표시하게 되므로 이 부분에 대해서는 블랙매트릭스(182a, 182b)로 가릴 필요가 없으며, 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)의 경계에 대해서만 합착마진을 고려하여 확실하게 가려질 수 있는 폭(6㎛ 내지 10㎛)을 가지며 이원화된 블랙매트릭스(182a, 182b)가 형성되고 있는 것이 특징이다. In the transverse electric field type liquid
이렇게 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)의 경계에 대응하여 이원화되어 형성된 블랙매트릭스(182a, 182b)의 각각의 폭은 합착마진을 고려하여 6㎛ 내지 10㎛가 되며, 통상적으로 최외각 공통전극(118)의 폭이 6㎛ 내지 10㎛ 정도가 되므로 상기 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)의 경계가 상기 최외각 공통전극(118)의 폭의 중앙부에 형성되고, 합착 오차가 발생되지 않았다 가정할 경우, 도시한 바와 같이 상기 블랙매트릭스(182a, 182b)는 각각 상기 데이터 배선(135) 양측에 이격하며 형성된 상기 최외각 공통전극(118)과 각각 완전 중첩하도록 형성되게 된다. 그 외의 구성요소 및 이의 구조는 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다.Thus, the widths of the
한편, 전술한 실시예 및 변형예에 따른 횡전계형 액정표시장치는 시야각에 따른 VAC 방지를 위해 데이터 배선과 최외각 공통전극간의 이격영역으로부터 11.5㎛ 이상의 폭을 갖는 블랙매트릭스를 구비한 종래의 횡전계형 액정표시장치 대비 3% 내지 10% 정도의 개구율이 향상되었음을 알 수 있었다. Meanwhile, the transverse electric field type liquid crystal display device according to the above-described embodiments and modifications has a conventional transverse electric field type having a black matrix having a width of 11.5 μm or more from a spaced area between the data line and the outermost common electrode to prevent VAC according to the viewing angle. It can be seen that the opening ratio of about 3% to 10% is improved compared to the liquid crystal display.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing a part of a general transverse electric field type liquid crystal display device.
도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도.2A and 2B are cross-sectional views showing operations of on and off states of a general transverse electric field type liquid crystal display device, respectively.
도 3은 종래의 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing a part of a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역에 대한 단면도.4 is a cross-sectional view of one pixel area including a switching element of a transverse electric field type liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 데이터 배선을 포함하는 이의 주변 일부에 대한 평면도.FIG. 5 is a plan view of a peripheral portion of the transverse field type liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention including data wirings. FIG.
도 6은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 횡전계형 액정표시장치의 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역에 대한 단면도.6 is a cross-sectional view of one pixel area including a switching element of a transverse electric field type liquid crystal display device according to a modification of the embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
101 : 횡전계형 액정표시장치 110 : 어레이 기판101: transverse electric field type liquid crystal display device 110: the array substrate
115 : 게이트 전극 118 : 최외각 공통전극115: gate electrode 118: outermost common electrode
121 : 게이트 절연막 125 : 액티브층121: gate insulating film 125: active layer
126 : 제 1 더미패턴 128 : 오믹콘택층126: first dummy pattern 128: ohmic contact layer
129 : 제 2 더미패턴 130 : 반도체층129: second dummy pattern 130: semiconductor layer
135 : 데이터 배선 140 : 소스 전극135: data wiring 140: source electrode
143 : 드레인 전극 150 : 보호층143: drain electrode 150: protective layer
153 : 드레인 콘택홀 163a : 최외각 화소전극153: drain
163b : 중앙부 화소전극 167 : 중앙부 공통전극163b: center pixel electrode 167: center common electrode
175 : 제 1 배향막 175a : 제 1 방향으로 배향된 제 1 배향막175:
175b : 제 2 방향으로 배향 처리된 제 1 배향막175b: first alignment layer oriented in the second direction
180 : 컬러필터 기판 182 : 블랙매트릭스180: color filter substrate 182: black matrix
184 : 컬러필터층 186 : 제 2 배향막 184: color filter layer 186: second alignment layer
186a : 제 1 방향으로 배향된 제 2 배향막186a: second alignment layer oriented in the first direction
186b : 제 2 방향으로 배향 처리된 제 2 배향막186b: second alignment film oriented in the second direction
A1 : 제 1 영역 A2 : 제 2 영역A1: first area A2: second area
P : 화소영역 TrA : 스위칭 영역P: pixel area TrA: switching area
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