KR20110030183A - 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 - Google Patents

프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 중앙부에 제 1 폭의 도메인 경계영역과 상기 도메인 경계영역을 기준으로 상부에 제 1 도메인 영역 하부에 제 2 도메인 영역을 갖는 화소영역이 정의된 투명한 기판 상에 상기 도메인 경계에 일방향으로 연장 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하여 교차하며 상기 화소영역의 경계에 형성된 데이터 배선과; 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성되며 상기 도메인 경계를 기준을 대칭적으로 꺾인 구조를 갖는 화소전극과; 상기 화소전극 위로 상기 기판 전면에 절연층을 개재하여 형성되며, 각 화소영역에 대응하여 상기 도메인 경계를 기준으로 대칭적으로 꺾인 다수의 개구부를 갖는 공통전극을 포함하며, 상기 게이트 배선은 상단에 위치한 화소영역에 구비된 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되고 있는 것이 특징인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.
프린지필드, 액정표시장치, 컬러쉬프트, 도메인, 개구율, 기생용량

Description

프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판{Array substrate for fringe field switching mode liquid crystal display device}
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로 특히, 화소영역이 멀티 도메인 구조를 갖도록 하여 컬러 쉬프트 발생을 억제함으로써 표시품질을 향상시키며, 개구율 향상 및 게이트 배선과 화소전극간의 기생용량을 최소화한 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 구동된다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
현재에는 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
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.
그러나, 상하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있다.
따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 시야각 특성이 우수한 횡전계형 액정표시장치가 제안되었다.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 횡전계형 액정표시장치에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단면을 도시한 도면이다.
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.
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.
도 2a와 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도이다.
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.
그러므로, 상기 횡전계형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우 방향으로 약 80～85o방향에서도 반전현상 없이 가시 할 수 있다.
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.
하지만 이러한 횡전계형 액정표시장치는 시야각을 향상시키는 장점을 갖지만 개구율 및 투과율이 낮은 단점을 갖는다.
따라서 이러한 횡전계형 액정표시장치의 단점을 개성하기 위하여 프린지 필드(Fringe field)에 의해 액정이 동작하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(fringe field switching mode LCD)가 제안되었다.
도 3은 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역에 대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 일방향으로 다수의 게이트 배선(43)이 연장하며 구성되어 있으며, 이러한 다수의 게이트 배선(43)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하며 다수의 데이터 배선(51)이 구성되고 있다.
또한 상기 다수의 화소영역(P) 각각에는 이를 정의한 상기 데이터 배선(51)및 게이트 배선(43)과 연결되며, 게이트 전극(45)과 게이트 절연막(미도시)과 반도체층(미도시)과 소스 및 드레인 전극(55, 58)을 포함하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다.
또한, 각 화소영역(P)에는 상기 드레인 콘택홀(59)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(58)과 전기적으로 연결되며 다수의 바(bar) 형태의 개구부(op)를 갖는 판 형태의 화소전극(60)이 형성되어 있다.
또한, 상기 다수의 화소영역(P)이 형성된 표시영역 전면에는 각 화소영역(P)에 대응하여 상기 판 형태의 화소전극(60)과 중첩하며 공통전극(75)이 형성되고 있다. 이때 상기 공통전극(75)은 표시영역 전면에 형성되나 하나의 화소영역에 대응되는 부분을 점선으로 나타내었다.
이러한 구성을 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(41)은 상기 각 화소영역(P)별로 상기 다수의 바(bar) 형태의 개구부(op)를 갖는 화소전극(60)과 상기 공통전극(75)에 전압이 인가됨으로써 프린지 필드(Fringe field)를 형성하게 된다.
하지만 전술한 구조를 갖는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 구비한 액정표시장치는 각 화소영역이 단일 도메인을 이룸으로서 사용자가 상기 액정표시장치를 바라보는 방위각이 달라짐에 의해 특정 방위각 예를들면 0°, 90°, 180°, 270°부근에서 컬러 쉬프트 현상이 발생하여 표시품질을 저하시키는 요인이 되고 있다.
본 발명은 이러한 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 컬러 쉬프트 현상을 억제하여 표시품질을 향상시키며, 나아가 투과율 향상 및 게이트 소스간 기생용량을 최소화하여 박막트랜지스터의 특성을 향상시킨 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은, 중앙부에 제 1 폭의 도메인 경계영역과 상기 도메인 경계영역을 기준으로 상부에 제 1 도메인 영역 하부에 제 2 도메인 영역을 갖는 화소영역이 정의된 투명한 기판 상에 상기 도메인 경계에 일방향으로 연장 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하여 교차하며 상기 화소영역의 경계에 형성된 데이터 배선과; 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성되며 상기 도메인 경계를 기준을 대칭적으로 꺾인 구조를 갖는 화소전극과; 상기 화소전극 위로 상기 기판 전면에 절연층을 개재하여 형성되며, 각 화소영역에 대응하여 상기 도메인 경계를 기준으로 대칭적으로 꺾인 다수의 개구부를 갖는 공통전극을 포함하며, 상기 게이트 배선은 상단에 위치한 화소영역에 구비된 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되고 있는 것이 특징이다.
이때, 상기 데이터 배선은 각 화소영역의 도메인 경계를 기준을 대칭적으로 꺾인 구조를 가짐으로써 표시영역 전면에서 지그재그 형태를 이루는 것이 특징인이다.
또한, 서로 상하로 이웃하는 화소영역에 각각 구비된 화소전극은 패터닝 오차에 의한 쇼트 발생을 방지할 수 있는 정도의 이격간격을 가지며 형성되는 것이 특징이다.
또한, 상기 박막트랜지스터는 상하로 서로 이웃하는 화소영역간의 경계에 형성된 것이 특징이다.
본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은 공통전극에 구비되는 개구부를 각 화소영역의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 형태를 갖도록 형성함으로써 각 화소영역이 멀티도메인을 구현하도록 하여 특정 각도에서의 컬러 쉬프트 현상을 방지하는 효과가 있다.
또한, 게이트 배선을 멀티 도메인 구현을 위해 화소영역의 꺾임이 발생하는 부분에 형성함으로써 개구율 및 투과율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 화소전극을 상단 화소영역으로 쉬프트하여 형성함으로써 게이트 배선과 화소전극간의 기생용량을 최소화하는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
<제 1 실시예>
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도이다. 설명의 편의를 위해 다수의 화소영역(P)이 형성된 영역을 표시영역, 그리고 상기 표시영역 외측의 영역을 비표시영역이라 정의한다. 또한, 각 화소영역(P)에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 부분을 스위칭 영역이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 연장하며 다수의 게이트 배선(105)이 형성되어 있으며, 제 2 방향으로 연장함으로써 상기 다수의 각 게이트 배선(105)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터 배선(130)이 형성되고 있다. 또한, 상기 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 배선(105) 및 데이터 배선(130)과 연결되며, 게이트 전극(108)과, 게이트 절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(미도시)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)으로 구성된 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고 있다. 이때, 도면에 있어서 상기 박막트랜지스터(Tr)는 채널을 이루는 영역이 ‘U'형태를 이루는 것을 일례로 보이고 있지만, 다양한 형태로 변형될 수 있다.
또한, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 화소영역(P) 외측으로 게이트 배선(105) 상에 형성된 것을 보이고 있지만, 상기 화소영역(P) 내부에 형성될 수도 있다.
한편, 상기 각 화소영역(P) 내부에는 다수의 이격하는 꺾인 바(bar) 형태의 개구부(op)를 갖는 화소전극(155)이 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 형성되고 있다. 또한, 상기 다수의 화소영역(P)으로 이루어진 표시영역 전면에는 공통전극(170)이 형성되고 있다. 이때 상기 공통전극(170)은 표시영역 전면에 형성되며, 하나의 화소영역(P)의 평면 형태만을 도시한 도 4에서는 그 경계가 나타나지 않음으로써 표시되지 않지만, 설명의 편의를 위해 하나의 화소영역(P)에 대해 점선 형태로 도면부호 170을 부여하여 나타내었다.
이때, 본 발명의 가장 특징적인 구성으로서, 상기 각 화소영역(P) 내에 형성된 각 화소전극(155) 내부에 구비된 다수의 상기 바(bar) 형태의 개구부(op) 각각은 각 화소영역(P)의 중앙부에서 상기 게이트 배선(105)과 나란하게 가상의 선을 그엇을 때, 상기 가상의 선을 기준으로 대칭적으로 꺾인 구조를 갖는 것이 특징이다.
이렇게 화소전극(155) 내의 다수의 개구부(op)가 각 화소영역(P) 내에서 상기 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 구조를 이루게 되면, 상 기 각 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 그 상부와 하부에서의 주 프린지 필드의 방향이 다르게 되므로 하나의 화소영역(P) 내에 2개의 도메인이 형성된다. 이 경우, 이러한 구조를 갖는 어레이 기판(101)을 구비하여 완성된 액정표시장치(미도시)는 하나의 화소영역(P) 내의 서로 다른 도메인에 위치하는 액정의 움직임이 달라지며, 최종적으로 액정분자의 장축의 배치를 달리하게 됨으로써 특정 방위각에서의 컬러 쉬프트 현상을 저감시키게 된다.
즉, 설명의 편의상 각 화소영역(P) 내에서 그 중앙부를 기준으로 상부에 구성되는 영역을 제 1 도메인 영역(D1), 하부에 구성되는 영역을 제 2 도메인 영역(D2)이라 정의하면, 제 1 도메인 영역(D1)에서의 컬러 쉬프트가 발생하는 방위각과 제 2 도메인 영역(D2)에서의 컬러 쉬프트가 발생하는 방위각은 틀리므로 각각의 도메인 영역이 서로 컬러 쉬프트 현상 보상시키게 됨으로써 최종적으로 컬러 쉬프트 현상을 저감시킬 수 있는 것이다.
하지만, 전술한 바와같은 구조를 갖는 제 1 실시예에 따른 어레이 기판(101)을 구비한 액정표시장치(미도시)의 경우, 도메인 경계 즉, 화소전극이 화소영역 내에서 꺾인 부분은 디스클리네이션이 발생하므로 이러한 어레이 기판과 대응하는 컬러필터 기판에 상기 꺾임이 발생한 부분을 기준을 소정 폭을 갖는 블랙매트릭스를 형성하고 있다. 따라서, 개구율 감소 및 투과율 저하가 발생하고 있다.
본 발명의 제 2 실시예에서는 전술한 제 1 실시예에 발생하는 개구율 감소 및 투과율 저하를 저감시킬 수 있는 프린지 필드 액정표시장치용 어레이 기판을 제안한다.
<제 2 실시예>
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 표시영역 일부에 대한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 일방향으로 연장하며 다수의 게이트 배선(205)이 형성되어 있으며, 상기 다수의 각 게이트 배선(205)과 수직으로 교차하며 다수의 데이터 배선(230)이 형성되고 있다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예의 특징상 화소영역(P)은 상기 게이트 배선(205)과 데이터 배선(230)이 교차하는 영역으로 정의되지 않고, 상기 데이터 배선(130) 내측으로 그 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 판 형태의 화소전극(155)이 형성된 부분으로 정의되는 것이 특징이다.
이렇게 정의된 상기 각 화소영역(P)에는 상기 게이트 배선(205) 및 데이터 배선(230)과 연결되며, 순차 적층된 형태로 게이트 전극(208)과, 게이트 절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(미도시)으로 이루어진 반도체층(220)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(233, 236)으로 이루어진 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고 있다. 이때 상기 박막트랜지스터(Tr)의 형태는 제 1 실시예에서 설명한 바와같이 다양한 형태로 변형될 수 있다.
또한, 상기 각 화소영역(P) 내부에는 상기 화소영역(P)의 중앙부를 기준으로 대칭적으로 꺾인 판 형태의 화소전극(255)이 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전 극(236)과 접촉하며 형성되고 있다.
또한, 상기 다수의 화소영역(P)으로 이루어진 표시영역 전면에는 각 화소영역(P)별로 서로 일정간격 이격하며 꺾임부를 갖는 바(bar) 형태의 다수의 개구부(op)를 갖는 공통전극(270)이 형성되고 있다. 이때, 상기 공통전극(270)은 표시영역 전면에 형성되므로 실질적으로 도 5에 나타나지 않지만, 설명의 편의를 위해 개구부과 개구부 사이의 영역을 지칭하여 도면부호 270을 부여하여 나타내었다.
이러한 구성을 갖는 제 2 실시예에 있어 가장 특징적인 것은, 상기 게이트 배선(205)은 화소영역(P)의 경계에 위치하는 것이 아니라 화소영역(P)을 관통하며 상기 화소전극(255)과 공통전극(270)의 개구부(op)의 꺾임이 발생하는 화소영역(P)의 중앙부를 가로지르며 형성되고 있는 것이다.
이때, 상기 게이트 배선(205)이 관통하는 화소영역(P)은 이와 중첩하는 상기 게이트 배선(205)에 의해 콘트롤되지 않으며, 상기 게이트 배선(205)이 관통하는 화소영역(P)을 기준으로 그 상단에 위치하는 화소영역(P)에 대해 이의 내부에 구비된 박막트랜지스터(Tr)의 온/오프 콘트롤을 하는 것이 특징이다.
즉, n번째 라인의 화소영역(P) 내에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)를 콘트롤하는 n번째 게이트 배선(205)은 n+1 번째 화소영역(P) 라인의 꺾임부에 위치하도록 형성되고 있는 것이 특징이다. 이렇게 게이트 배선(205)이 각 화소영역(P)의 멀티 도메인 구현을 위해 화소전극(255)과 공통전극(270) 내부의 개구부(op)가 꺾인 부분에 대응하여 형성됨으로써 전계 방향이 급격히 변하게 됨으로써 발생하는 디스클리네이션이 발생 영역을 자연적으로 가리게 된다. 따라서, 이 부분에서 발생하는 이상 동작을 하는 액정분자에 의해 나온 빛을 가리도록 하는 별도의 블랙매트릭스(미도시)를 컬러필터 기판(미도시) 내측면에 형성할 필요가 없으므로, 블랙매트릭스(미도시) 생략에 의해 개구율이 향상되는 장점을 갖는다. 블랙매트릭스(미도시)의 경우 어레이 기판과 컬러필터 기판 간의 합착 오차를 고려하여 실제 가릴 영역의 폭보다 3㎛ 내지 5㎛ 더 넓은 폭을 갖도록 형성되고 있다.
하지만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 경우 패터닝에 의해 상기 게이트 배선(205)이 형성되므로 합착 오차를 고려할 필요가 없으므로 디스클리네이션이 발생하는 영역에 대해서만 정확히 상기 게이트 배선(205)을 형성할 수 있으므로 화소영역 내에서 가려지게 되는 부분의 면적이 종래대비 작아지게 됨을 알 수 있다. 따라서, 이러한 이유로 화소영역(P)의 개구율을 향상시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 또 다른 특징적인 구성으로서 화소영역(P) 내의 박막트랜지스터의 온/오프를 콘트롤하기 위한 게이트 배선(205)이 이에 의해 콘트롤되는 박막트랜지스터(Tr)를 구비한 화소영역(P)과 화소영역 세로 폭의 1/2 정도 이격하여 구성됨으로서 게이트 배선(205)과 화소전극(255)간에 발생하는 기생 용량이 매우 작아지게 된다.
따라서 화상 표시품질 및 박막트랜지스터(Tr)의 특성에 영향을 주는 기생용량이 작아짐에 따라 표시품질 및 박막트랜지스터(Tr)의 특성이 향상되는 장점을 갖는다.
한편, 상기 서로 중첩하는 상기 게이트 배선(205)과 화소전극(255)은 각 화 소영역(P)의 스토리지 커패시터로서 이용할 수 있으므로 스토리지 커패시터의 용량을 증대시키는 효과를 갖는다.
또한, 상기 게이트 배선(205)이 화소영역(P)의 경계에 형성되지 않고 화소영역(P)의 중앙부를 관통하며 형성됨으로써 서로 상하로 이웃하는 화소전극(P)간 이격간격을 패터닝 오차에 의해 서로 쇼트되지 않을 정도만 되면 되므로 이러한 구성에 의해 개구율을 더욱 향상시킬 수 있는 것 또한 특징적인 구성이 되고 있다.
게이트 배선이 화소영역의 경계에 형성되는 경우, 전술한 바와같이 게이트 배선과 화소전극간에 발생하는 기생 용량 문제로 인해 패터닝 오차보다 더 큰 폭을 갖도록 상기 화소전극을 상기 게이트 배선과 이격하여 형성했지만, 본 발명의 제 2 실시예의 경우 서로 관련되는 화소영역(P)과 게이트 배선(205)은 화소영역의 길이 방향의 폭의 1/2정도 이격하여 형성되고 있으므로 화소전극(255)과 게이트 배선(205)간의 기생용량을 고려할 필요가 없으며, 서로 이웃한 화소전극(255)간에는 영향을 주지 않으므로 쇼트 방지를 위한 이격간격만을 확보하여 형성해도 무방하다. 따라서, 이웃한 화소영역(P)에 있어 화소전극(255)간의 이격간격 줄임에 의해 개구율을 향상시킬 수 있는 것이 또 다른 특징적인 구성이 된다.
이후에는 전술한 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모등 액정표시장치용 어레이 기판의 단면 구조에 대해 설명한다.
도 6은 도 5를 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Tr)가 형성된 부분을 스위칭 영역(TrA) 이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판(201)은, 투명한 절연기판(201) 상에 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 중 선택되는 하나의 금속물질로써 일 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(208)이 형성되어 있다.
상기 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(208) 위로 상기 기판(201) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 게이트 절연막(215)이 형성되어 있다.
또한 상기 게이트 절연막(215) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에 있어 상기 게이트 전극(208)에 대응하여 순수 비정질 실리콘의 액티브층(220a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(220b)으로 이루어진 반도체층(220)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층(220) 상부로 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(233, 236)이 형성되어 있다. 이때, 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(233, 236) 사이로는 상기 액티브층(220a)이 노출되고 있다. 이때, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(208)과 게이트 절연막(215)과 반도체층(220)과 소스 및 드레인 전극(233, 236)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
또한, 상기 게이트 절연막(115) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차 하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(230)이 상기 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(233)과 연결되며 형성되어 있다. 이때, 상기 데이터 배선(233) 하부에는 상기 액티브층(220a)과 오믹콘택층(220b)을 이루는 동일한 물질로 제 1 및 제 2 반도체 패턴(221a, 221b)이 형성됨을 보이고 있지만, 이는 일례를 보인 것이며 상기 제 1 및 제 2 반도체 패턴(221a, 221b)은 생략될 수도 있다.
또한, 각 화소영역(P)에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(236)과 접촉하며 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로써 판 형태의 화소전극(255)이 형성되어 있으며, 상기 화소전극(255)을 덮으며 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 선택되는 하나 또는 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)로서 기판(201) 전면에 보호층(260)이 형성되어 있다.
또한, 상기 보호층(260) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로써 그 내부에 도 6과 도 8을 통해 설명한 바와같은 형태의 다수의 개구부(op)를 갖는 공통전극(270)이 기판(201) 전면에 형성되어 있다.
한편, 전술한 단면 구조를 갖는 제 2 실시예의 경우, 도면에 있어서는 각 화소영역(P)별로 상기 공통전극(270) 내에 상기 꺾인 바(bar) 형태의 개구부(op)가 서로 동일 간격으로 이격하며 6개가 구성되어 있는 것으로 도시되고 있지만, 효율적인 프린지 필드 형성을 위해 상기 각 화소영역(P)에 대응되는 상기 개구부(op)는 2개 내지 10개 정도의 범위 내에서 적당한 개수로 다양하게 변형되며 형성될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도.
도 3은 종래의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 표시영역 일부에 대한 평면도.
도 6은 도 5를 절단선 Ⅵ-Ⅵ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
201 : 어레이 기판 205 : 게이트 배선
208 : 게이트 전극 220 : 반도체층
230 : 데이터 배선 233 : 소스 전극
236 : 드레인 전극 255 : 화소전극
270 : 공통전극 D1 : 제 1 도메인 영역
D2 : 제 2 도메인 영역 P : 화소영역
op : 개구부 Tr : 박막트랜지스터

Claims (4)

  1. 중앙부에 제 1 폭의 도메인 경계영역과 상기 도메인 경계영역을 기준으로 상부에 제 1 도메인 영역 하부에 제 2 도메인 영역을 갖는 화소영역이 정의된 투명한 기판 상에 상기 도메인 경계에 일방향으로 연장 형성된 게이트 배선과;
    상기 게이트 배선과 게이트 절연막을 개재하여 교차하며 상기 화소영역의 경계에 형성된 데이터 배선과;
    상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며 형성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 상기 화소영역에 형성되며 상기 도메인 경계를 기준을 대칭적으로 꺾인 구조를 갖는 화소전극과;
    상기 화소전극 위로 상기 기판 전면에 절연층을 개재하여 형성되며, 각 화소영역에 대응하여 상기 도메인 경계를 기준으로 대칭적으로 꺾인 다수의 개구부를 갖는 공통전극
    을 포함하며, 상기 게이트 배선은 상단에 위치한 화소영역에 구비된 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극과 연결되고 있는 것이 특징인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 배선은 각 화소영역의 도메인 경계를 기준을 대칭적으로 꺾인 구조를 가짐으로써 표시영역 전면에서 지그재그 형태를 이루는 것이 특징인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    서로 상하로 이웃하는 화소영역에 각각 구비된 화소전극은 패터닝 오차에 의한 쇼트 발생을 방지할 수 있는 정도의 이격간격을 가지며 형성되는 것이 특징인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는 상하로 서로 이웃하는 화소영역간의 경계에 형성된 것이 특징인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판.
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