KR20110054727A - Array substrate for liquid crystal display device and liquid crystal display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판 및 이를 포함하는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device and a fringe field switching mode liquid crystal display device including the same.
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 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(AM-LCD : Active Matrix LCD 이하, 액정표시장치로 약칭함)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, an active matrix liquid crystal display device (AM-LCD: abbreviated to an active matrix LCD, abbreviated as a liquid crystal display device) 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 관하여 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 liquid crystal 11a at a position corresponding to the
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
넓은 시야각을 갖는 횡전계형 액정표시장치의 장점에 더하여, 수평 방향의 횡전계와 수직 전계를 동시에 이용할 수 있는 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(fringe field switching mode LCD)가 제안되었다. In addition to the advantages of a transverse electric field type liquid crystal display device having a wide viewing angle, a fringe field switching mode LCD which can simultaneously use a horizontal electric field and a vertical electric field has been proposed.
도 3은 종래 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도이며, 도 4는 도 3을 절단선 IV-IV를 따라 절단한 액정표시장치의 단면도이다.3 is a plan view of one pixel area of an array substrate for a conventional fringe field switching mode liquid crystal display, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal display taken along the cutting line IV-IV of FIG. 3.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 액정표시장치는 제 1 기판(50)과, 상기 제 1 기판(50)과 마주하는 제 2 기판(80)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(50, 80) 사이에 개재된 액정층(90)을 포함하고 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the liquid crystal display includes a
상기 제 1 기판(50) 상에는 일방향으로 다수의 게이트 배선(52)이 연장하며 구성되어 있으며, 이러한 다수의 게이트 배선(52)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 다수의 데이터 배선(62)이 구성되고 있다. 즉, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트 배선(52)과 상기 데이터 배선(62)에 의해 둘러싸여진 영역이다.A plurality of
또한 상기 다수의 화소영역(P) 각각에는 이를 정의한 상기 데이터 배선(62)과 게이트 배선(52)과 연결되며 게이트 전극(54)과 게이트 절연막(56)과 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(미도시)을 포함하는 반도체층(미도시)과 소스 전극(64) 및 드레인 전극(66)으로 이루어지는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. In addition, each of the plurality of pixel regions P is connected to the
또한 상기 화소영역(P) 내에는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(66)과 연결되며 판 형태를 갖는 화소전극(60)이 형성되어 있다. 상기 화소전극(60)은 화소영역(P)의 면적을 거의 가리도록 형성되며, 따라서 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.In the pixel region P, a
상기 박막트랜지스터(Tr) 및 상기 화소전극(60) 상부에는 절연층인 보호층(68)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(68) 상에는 상기 판형태의 화소전극(60)과 중첩하며 다수의 슬릿형태의 홀(72)을 갖는 공통전극(70)이 형성되고 있다. 상기 공통전극(70)은 상기 제 1 기판(50) 전면에 형성되며, 따라서 ITO, IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다. 위와 같은 구성 요소가 형성된 제 1 기판(50)은 어레이 기판이라 칭해진다.A
상기 공통전극(70)과 상기 판형태의 화소전극(60) 사이에 전압이 인가되면 프린지 필드(fringe field)가 형성되어 상기 액정층(90)이 구동됨으로써, 투과효율이 향상되어 고품질의 영상을 표시할 수 있게 된다.When a voltage is applied between the
한편, 상기 제 2 기판(80)에는 상기 데이터 배선(62), 상기 게이트 배선(52) 및 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스(82)가 구성된다. 또한, 상기 화소영역(P)에 대응하여 컬러필터층(84)이 형성되고, 상기 블랙매트릭스(82) 및 상기 컬러필터층(84) 상부로 오버코트층(86)이 형성되어 있다. 상기한 구성 요소가 형성된 상기 제 2 기판(80)은 컬러필터 기판으로 칭해진다.The
예를 들어, 상기 데이터 배선(62)에 대응하여 형성되는 상기 블랙매트릭스(84)는 상기 데이터 배선(62) 및 상기 데이터 배선(62)과 상기 화소 전극(60) 사이의 영역을 가리도록 구성된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 기판(50, 80)의 합착마진(align margin)을 고려하여, 상기 화소전극(60)의 가장자리까지 가리도록 구성된다.For example, the
이와 같이, 상부 기판인 제 2 기판(80)에 형성되는 상기 블랙매트릭스(82)는 제 1 및 제 2 기판(50, 80)의 합착마진을 고려하여 데이터 배선(62)뿐 아니라 화소 전극(60)의 가장자리까지 가릴 수 있도록 넓게 형성되어야 하며, 이에 의해 개구율(aperture ratio)가 저하되는 문제가 발생한다.As such, the
또한, 하부기판인 상기 제 1 기판(50) 전면에 형성되는 상기 공통 전극(70)은 ITO, IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어지는데, 이러한 물질은 저항이 높기 때문에 신호 딜레이가 발생한다.In addition, the
더욱이, 상기 공통 전극(70)은 상기 데이터 배선(62)과 중첩되어 형성됨으로써, 크로스 토그(cross-talk)를 발생시키며 이에 의해 상기 공통 전극(70)의 신호 딜레이는 더욱 커진다.In addition, the
본 발명은 위와 같이 합착마진을 고려한 블랙매트릭스의 폭에 의해 개구율이 저하되는 문제를 해결하고자 한다.The present invention is to solve the problem that the opening ratio is lowered by the width of the black matrix considering the bonding margin as described above.
또한, 공통 전극의 저항을 낮추어 자체 저항에 의한 신호 딜레이를 개선하고자 한다.In addition, the lower the resistance of the common electrode to improve the signal delay caused by its own resistance.
또한, 데이터 배선과의 크로스 토크를 감소시켜 공통 전극의 신호 딜레이를 더욱 개선하고자 한다.In addition, the signal delay of the common electrode is further improved by reducing cross talk with the data lines.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결되는 박막트랜지스터와; 상기 화소영역에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되고, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 이격된 화소전극과; 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선, 상기 박막트랜지스터 및 상기 화소전극을 덮는 보호층과; 상기 보호층 상에 위치하며 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선, 상기 화 소전극과 중첩하고, 상기 화소전극에 대응하여 다수의 제 1 홀을 갖는 공통 전극과; 상기 데이터 배선 및 상기 데이터 배선과 상기 화소전극 사이의 이격 영역을 덮고, 상기 공통 전극과 중첩하며 접촉하는 제 1 차광패턴을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention includes a gate wiring and a data wiring to define a pixel area crossing each other on the substrate; A thin film transistor connected to the gate line and the data line; A pixel electrode positioned in the pixel region and connected to the thin film transistor and spaced apart from the gate line and the data line; A protective layer covering the gate wiring, the data wiring, the thin film transistor and the pixel electrode; A common electrode on the passivation layer and overlapping the gate wiring, the data wiring, and the pixel electrode and having a plurality of first holes corresponding to the pixel electrode; An array substrate for a liquid crystal display device includes a first light blocking pattern covering the data line and a spaced area between the data line and the pixel electrode and overlapping and contacting the common electrode.
상기 게이트 배선 및 상기 게이트 배선과 상기 화소전극 사이의 이격 영역을 덮고, 상기 공통 전극과 중첩하며 접촉하는 제 2 차광패턴을 포함하는 것이 특징이다.And a second light blocking pattern covering the gate line and the spaced area between the gate line and the pixel electrode and overlapping and contacting the common electrode.
상기 박막트랜지스터를 덮고 상기 공통전극과 중첩하며 접촉하는 제 3 차광패턴을 포함하는 것이 특징이다.And a third light blocking pattern covering the thin film transistor and overlapping and contacting the common electrode.
상기 공통 전극은 상기 박막트랜지스터에 대응하여 제 2 홀을 갖는 것이 특징이다.The common electrode may have a second hole corresponding to the thin film transistor.
다른 관점에서, 본 발명은 제 1 기판 상에 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 제 1 기판 상에 위치하며, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결되는 박막트랜지스터와; 상기 제 1 기판 상에 상기 화소영역에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되고, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선과 이격된 화소전극과; 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선, 상기 박막트랜지스터 및 상기 화소전극을 덮는 보호층과; 상기 보호층 상에 위치하며 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선, 상기 화소전극과 중첩하고, 상기 화소전극에 대응하여 다수의 제 1 홀을 갖는 공통 전극과; 상기 데이터 배선 및 상기 데이터 배선 과 상기 화소전극 사이의 이격 영역을 덮고, 상기 공통 전극과 중첩하며 접촉하는 제 1 차광패턴과; 상기 제 1 기판과 마주보는 제 2 기판 상에 위치하며, 상기 화소영역에 대응하는 컬러필터 기판과; 상기 컬러필터 기판 상에 위치하는 오버코트층과; 상기 오버코트층 상에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a semiconductor device comprising: a gate wiring and a data wiring crossing a mutually defined pixel region on a first substrate; A thin film transistor positioned on the first substrate and connected to the gate line and the data line; A pixel electrode on the first substrate, the pixel electrode being connected to the thin film transistor and spaced apart from the gate line and the data line; A protective layer covering the gate wiring, the data wiring, the thin film transistor and the pixel electrode; A common electrode on the passivation layer and overlapping the gate wiring, the data wiring, and the pixel electrode, the common electrode having a plurality of first holes corresponding to the pixel electrode; A first light blocking pattern covering the data line and the spaced area between the data line and the pixel electrode and overlapping and contacting the common electrode; A color filter substrate positioned on a second substrate facing the first substrate, the color filter substrate corresponding to the pixel region; An overcoat layer on the color filter substrate; It provides a liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer positioned on the overcoat layer.
상기 게이트 배선 및 상기 게이트 배선과 상기 화소전극 사이의 이격 영역을 덮고, 상기 공통 전극과 중첩하며 접촉하는 제 2 차광패턴을 포함하는 것이 특징이다.And a second light blocking pattern covering the gate line and the spaced area between the gate line and the pixel electrode and overlapping and contacting the common electrode.
상기 박막트랜지스터를 덮고 상기 공통전극과 중첩하며 접촉하는 제 3 차광패턴을 포함하는 것이 특징이다.And a third light blocking pattern covering the thin film transistor and overlapping and contacting the common electrode.
상기 공통 전극은 상기 박막트랜지스터에 대응하여 제 2 홀을 갖는 것이 특징이다.The common electrode may have a second hole corresponding to the thin film transistor.
상기 컬러필터층과 상기 오버코트층 사이에 상기 제 2 홀에 대응하여 보조 컬러필터층이 위치하고, 상기 컬러필터층은 적색, 녹색, 청색 컬러필터 패턴 중 어느 하나이며, 상기 보조 컬러필터층은 상기 적색, 녹색, 청색 컬러필터 패턴 중 다른 어느 하나인 것이 특징이다.An auxiliary color filter layer is positioned between the color filter layer and the overcoat layer to correspond to the second hole, the color filter layer is any one of red, green, and blue color filter patterns, and the auxiliary color filter layer is red, green, and blue. It is characterized by one of the other color filter patterns.
본 발명은 데이터 배선 등에서의 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스를 데이터 배선과 동일한 기판에 형성함으로써, 합착 마진을 고려하여 발생하는 개구율 저하를 방지하는 효과가 있다.According to the present invention, the black matrix for preventing light leakage in the data wiring and the like is formed on the same substrate as the data wiring, thereby reducing the aperture ratio caused in consideration of the bonding margin.
또한, 블랙매트릭스를 금속물질로 형성하고 공통 전극과 접촉하도록 함으로써 공통 전극의 저항을 낮출 수 있다.In addition, the resistance of the common electrode can be lowered by forming the black matrix from a metal material and bringing it into contact with the common electrode.
또한, 공통 전극의 저항이 낮아짐에 따라 데이터 배선과의 크로스-토크 또한 최소화되어 공통 전극의 신호 딜레이를 방지할 수 있다.In addition, as the resistance of the common electrode is lowered, cross-talk with the data line is also minimized, thereby preventing signal delay of the common electrode.
또한, 블랙매트릭스를 공통 전극 형성 공정을 통해 형성함으로써, 제조 공정및 제조 원가의 증가를 최소화할 수 있는 장점을 갖는다.In addition, by forming the black matrix through a common electrode forming process, there is an advantage that the increase in manufacturing process and manufacturing cost can be minimized.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 일부에 대한 평면도이다.5 is a plan view of a portion of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은 제 1 기판(110) 상에 형성되는 게이트 배선(114)과, 데이터 배선(140)과, 박막트랜지스터(Tr)와, 화소전극(130)과, 공통전극(미도시) 및 차광패턴(160)을 포함하고 있다.As illustrated, the array substrate for the fringe field switching mode liquid crystal display device includes a
상기 게이트 배선(114)은 제 1 방향으로 연장되어 있고, 상기 데이터 배선(140)은 제 2 방향으로 연장되어 상기 게이트 배선(114)과 교차함으로써 화소영역(P)을 정의한다. 이때, 도면 상에서 상기 게이트 배선(114) 및 상기 데이터 배선(140)에 의해 둘러 싸여진 화소영역(P)을 제 1 화소영역(P1)으로 지칭하고, 상기 제 1 화소영역(P1)의 좌측 및 우측에 위치하는 화소영역(P)을 제 2 및 제 3 화소영 역(P2, P3)으로 지칭하였다.The
상기 박막트랜지스터(Tr)는 각 화소영역(P)에, 상기 게이트 배선(114) 및 상기 데이터 배선(140)의 교차 지점에 위치하고 있다. 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(114) 및 상기 데이터 배선(140)과 연결되어 있다. The thin film transistor Tr is positioned at an intersection point of the
상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(112)과, 게이트 절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(미도시)을 포함하는 반도체층(미도시)과, 소스 전극(142) 및 드레인 전극(144)을 포함하고 있다. The thin film transistor Tr includes a
상기 화소전극(130)은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 위치하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(144)과 연결되고 판 형태를 갖는다.The
상기 공통전극은 상기 판형태의 화소전극(130)과 중첩하며 다수의 슬릿형태의 홀(152)을 갖는다. 상기 공통전극은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)전면에 형성된다.The common electrode overlaps the plate-shaped
또한, 상기 차광패턴(160)은 상기 공통전극 상에 위치하고, 상기 데이터 배선(140), 상기 게이트 배선(114) 및 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 빛을 차단하게 된다. 또한, 상기 차광패턴(160)은 상기 공통전극과 접촉하며 위치한다.In addition, the
상기 공통전극과 상기 판형태의 화소전극(130) 사이에 전압이 인가되면 프린지 필드(fringe field)가 형성되어 액정을 구동함으로써, 투과효율이 향상되어 고품질의 영상을 표시할 수 있게 된다.When voltage is applied between the common electrode and the plate-shaped
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면을 보여준다. 도 6은 도 5의 VI-VI을 따라 절단한 단면도이고, 도 7은 도 5의 VII-VII을 따라 절단한 단면도이다.6 and 7 show a cross section of the liquid crystal display according to the present invention. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 5.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 제 1 기판(110)과, 상기 제 1 기판(110)과 마주하는 제 2 기판(170)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170) 사이에 개재된 액정층(180)을 포함하고 있다.As illustrated, the liquid crystal display device is interposed between a
상기 제 1 기판(110) 상에는 게이트 전극(112)과 상기 게이트 전극(112)과 연결되며 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 경계에 위치하는 게이트 배선(114)이 위치하고 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(112) 및 상기 게이트 배선(114)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 구리합금 중 어느 하나로 이루어진다. 또한, 상기 게이트 전극(112) 및 상기 게이트 배선(114)을 덮으며 게이트 절연막(118)이 위치하고 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(118)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어진다.On the
상기 게이트 절연막(118) 상에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층(120b)으로 구성되는 반도체층(120)이 상기 게이트 전극(112)과 중첩하여 위치하고 있다. 또한, 상기 게이트 절연막(118) 상에는 상기 화소영역(P) 각각에 판 형태의 화소전극(130)이 위치한다. 상기 화소전극(130)은 상기 게이트 배선(114)과 일정 간격 이격되어 있다. 상기 화소전극(130)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.On the
상기 반도체층(120) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(142) 및 드레인 전극(144)이 위치하고 있다. 상기 액티브층(120a)의 중앙부는 상기 소스 전극(142) 및 상기 드레인 전극(144) 사이로 노출되며, 노출된 액티브층(120a)은 채널(channel)을 이룬다. 상기 드레인 전극(144)은 상기 화소전극(130)과 접촉하고 있다. 상기 게이트 전극(112), 상기 게이트 절연막(118), 상기 반도체층(120), 상기 소스 전극(142) 및 상기 드레인 전극(144)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.The
도면 상에서 상기 화소전극(130)과 상기 드레인 전극(144)이 직접 접촉하는 것을 보이고 있으나, 드레인 전극 상에 콘택홀을 갖는 절연층이 위치하고 상기 화소전극이 상기 절연층 상에 위치하며 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉할 수 있다.Although the
또한, 상기 게이트 절연막(118) 상에는 상기 소스 전극(142)과 연결된 데이터 배선(140)이 위치하고 있다. 상기 데이터 배선(140)은 상기 게이트 배선(114)과 교차하여 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)을 정의한다. 즉, 상기 데이터 배선(140)은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)의 경계에 위치한다. 상기 데이터 배선(140)은 상기 화소전극(130)과 일정 간격 이격되어 있다.In addition, the
상기 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 데이터 배선(140)과 상기 화소전극(130)을 덮으며 보호층(146)이 위치하고 있다. 상기 보호층(146)은 산화실리콘, 질화실리콘과 같은 무기절연물질 또는 포토아크릴, 벤조사이클로부텐과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다.The
상기 보호층(146) 상에는 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 전면을 덮으며 다수의 홀(152)을 갖는 공통 전극(150)이 위치하고 있다. 상기 다수의 홀(152)은 상기 화소전극(130)에 대응된다. 상기 공통전극(150)은 ITO, IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.The
또한, 상기 공통전극(150) 상에는 상기 데이터 배선(140)에 대응되는 제 1 차광패턴(160a)과, 상기 게이트 배선(114)에 대응되는 제 2 차광패턴(160b)과, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응되는 제 3 차광패턴(160c)를 포함하는 차광패턴(160)이 위치하고 있다. 상기 제 1 내지 제 3 차광패턴(160a, 160b, 160c)는 서로 연결되어 있다. In addition, on the
상기 제 1 차광패턴(160a)는 상기 데이터 배선(140) 및 상기 화소전극(130)과 상기 데이터 배선(140) 사이를 가리게 된다. 즉, 상기 데이터 배선(140)이 제 1 폭을 갖고 상기 데이터 배선(140)과 상기 화소전극(130) 사이 영역이 제 2 폭을 갖는다면, 상기 제 1 차광패턴(160a)은 상기 제 1 폭과 상기 제 2 폭의 합과 같은 제 3 폭을 갖는다. 즉, 상기 제 1 차광패턴(160a)의 폭은 상기 게이트 배선(114)을 따라 이웃한 화소영역(P)에 위치하는 상기 화소전극(130) 사이 거리에 대응된다. 상기 제 1 차광패턴(160a)의 폭은 상기 제 1 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(130)과 상기 제 2 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(130) 사이의 거리 또는 상기 제 2 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(130)과 상기 제 3 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(130) 사이의 거리에 대응된다. 이와 달리, 상기 제 1 차광패턴(160a)은 상기 제 1 폭과 상기 제 2 폭의 합보다 큰 폭을 가질 수 있다. The first
이와 유사하게, 상기 게이트 배선(114)이 제 4 폭을 갖고 상기 게이트 배 선(114)과 상기 화소전극(130) 사이 영역이 제 5 폭을 갖는다면, 상기 제 2 차광패턴(160b)은 상기 제 4 폭과 상기 제 5 폭의 합과 같은 제 6 폭을 갖는다. 즉, 상기 제 2 차광패턴(160b)의 폭은 상기 데이터 배선(140)을 따라 이웃한 화소영역(P)에 위치하는 상기 화소전극(130) 사이 거리에 대응된다. 이와 달리, 상기 제 2 차광패턴(160b)은 상기 제 4 폭과 상기 제 5 폭의 합보다 큰 폭을 가질 수 있다. Similarly, if the
또한, 상기 제 3 차광패턴(160c)는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 크기에 대응되며 상기 액티브층(120a)의 채널을 덮어 포토-커런트(photo-current)를 방지할 수 있으면 된다.In addition, the third
상기 차광패턴(160)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 몰리-티타늄 합금(MoTi) 등과 같은 불투명한 금속물질로 이루어진다. 따라서, 상기 데이터 배선(140), 상기 게이트 배선(114) 및 상기 박막트랜지스터(Tr) 주변에서의 빛샘을 방지할 수 있으며, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 채널에 빛이 입사되어 발생하는 포토-커런트에 의한 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하를 방지할 수 있다.The
상기 공통전극(150)과 상기 차광패턴(160)은 투명 도전성 물질층과 불투명 금속물질층을 연속하여 적층한 후 반투과 마스크 공정을 진행함으로써, 하나의 마스크 공정에 의해 형성될 수 있다.The
또한, 상기 차광패턴(160)은 상기 공통전극(150)과 접촉하며 위치하고 있어 상기 공통전극(150)의 저항을 낮출 수 있다. 이에 의해 상기 공통 전극(150)과 상기 데이터 배선(140) 사이에서 발생하는 크로스 토크를 최소화할 수 있으며, 따라 서 공통 전극(150)의 신호 딜레이 문제를 해결할 수 있다.In addition, since the
한편, 상기 제 2 기판(170) 상에는 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하여 컬러필터층(172)이 위치하고 있다. 상기 컬러필터층(172)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터 패턴을 포함하고 있다. 또한, 상기 컬러필터(172) 상에는 오버코트층(174)이 위치하고 있다. 상기 오버코트층(174)은 상기 컬러필터층(172)의 상부면을 평탄화하고, 컬러필터층(172) 물질에 의한 상기 액정층(180)의 오염을 방지하게 된다.The
종래의 액정표시장치와 달리, 본 발명의 액정표시장치의 제 2 기판(170) 상에는 블랙매트릭스(도 4의 82)가 존재하지 않는다. 본 발명에서는 제 1 기판(110)에 위치하는 상기 차광패턴(160)이 블랙매트릭스의 역할을 하기 때문이다. 상기 차광패턴(160)은 제 1 기판(110) 상에 위치하기 때문에 합착 마진을 고려할 필요가 없으며 따라서 개구율 저하를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 차광패턴(160)은 상기 공통전극(150)과 접촉함으로써, 상기 공통전극(150)의 신호 딜레이를 방지할 수 있다.Unlike the conventional liquid crystal display, the
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.8 and 9 are cross-sectional views of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 액정표시장치는 제 1 기판(210)과, 상기 제 1 기판(210)과 마주하는 제 2 기판(270)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 270) 사이에 개재된 액정층(280)을 포함하고 있다.As shown, the liquid crystal display device is interposed between a
상기 제 1 기판(210) 상에는 게이트 전극(112)과 상기 게이트 전극(112)과 연결되며 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 경계에 위치하는 게이트 배선(214)이 위치하고 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(212) 및 상기 게이트 배선(214)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 구리합금 중 어느 하나로 이루어진다. 또한, 상기 게이트 전극(212) 및 상기 게이트 배선(214)을 덮으며 게이트 절연막(218)이 위치하고 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(218)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어진다.A gate line 214 connected to the
상기 게이트 절연막(218) 상에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(220a)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층(220b)으로 구성되는 반도체층(220)이 상기 게이트 전극(212)과 중첩하여 위치하고 있다. 또한, 상기 게이트 절연막(218) 상에는 상기 화소영역(P) 각각에 판 형태의 화소전극(230)이 위치한다. 상기 화소전극(230)은 상기 게이트 배선(214)과 일정 간격 이격되어 있다. 상기 화소전극(230)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.On the
상기 반도체층(220) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(242) 및 드레인 전극(244)이 위치하고 있다. 상기 액티브층(220a)의 중앙부는 상기 소스 전극(242) 및 상기 드레인 전극(244) 사이로 노출되며, 노출된 액티브층(220a)은 채널(channel)을 이룬다. 상기 드레인 전극(244)은 상기 화소전극(230)과 접촉하고 있다. 상기 게이트 전극(212), 상기 게이트 절연막(218), 상기 반도체층(220), 상기 소스 전극(242) 및 상기 드레인 전극(244)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.The
도면 상에서 상기 화소전극(230)과 상기 드레인 전극(244)이 직접 접촉하는 것을 보이고 있으나, 드레인 전극 상에 콘택홀을 갖는 절연층이 위치하고 상기 화소전극이 상기 절연층 상에 위치하며 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉할 수 있다.In the drawing, the
또한, 상기 게이트 절연막(218) 상에는 상기 소스 전극(242)과 연결된 데이터 배선(240)이 위치하고 있다. 상기 데이터 배선(240)은 상기 게이트 배선(214)과 교차하여 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)을 정의한다. 즉, 상기 데이터 배선(240)은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)의 경계에 위치한다. 상기 데이터 배선(240)은 상기 화소전극(230)과 일정 간격 이격되어 있다.In addition, the
상기 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 데이터 배선(240)과 상기 화소전극(230)을 덮으며 보호층(246)이 위치하고 있다. 상기 보호층(246)은 산화실리콘, 질화실리콘과 같은 무기절연물질 또는 포토아크릴, 벤조사이클로부텐과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다.The
상기 보호층(246) 상에는 상기 데이터 배선(240)에 대응되는 제 1 차광패턴(260a)과, 상기 게이트 배선(214)에 대응되는 제 2 차광패턴(260b)과, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응되는 제 3 차광패턴(260c)를 포함하는 차광패턴(260)이 위치하고 있다. 상기 제 1 내지 제 3 차광패턴(260a, 260b, 260c)는 서로 연결되어 있다. The
상기 제 1 차광패턴(260a)는 상기 데이터 배선(240) 및 상기 화소전극(230)과 상기 데이터 배선(240) 사이를 가리게 된다. 즉, 상기 데이터 배선(240)이 제 1 폭을 갖고 상기 데이터 배선(240)과 상기 화소전극(230) 사이 영역이 제 2 폭을 갖 는다면, 상기 제 1 차광패턴(260a)은 상기 제 1 폭과 상기 제 2 폭의 합과 같은 제 3 폭을 갖는다. 즉, 상기 제 1 차광패턴(260a)의 폭은 상기 게이트 배선(214)을 따라 이웃한 화소영역(P)에 위치하는 상기 화소전극(230) 사이 거리에 대응된다. 이와 달리, 상기 제 1 차광패턴(260a)은 상기 제 1 폭과 상기 제 2 폭의 합보다 큰 폭을 가질 수 있다. The first
이와 유사하게, 상기 게이트 배선(214)이 제 4 폭을 갖고 상기 게이트 배선(214)과 상기 화소전극(230) 사이 영역이 제 5 폭을 갖는다면, 상기 제 2 차광패턴(260b)은 상기 제 4 폭과 상기 제 5 폭의 합과 같은 제 6 폭을 갖는다. 즉, 상기 제 2 차광패턴(260b)의 폭은 상기 데이터 배선(240)을 따라 이웃한 화소영역(P)에 위치하는 상기 화소전극(230) 사이 거리에 대응된다. 이와 달리, 상기 제 2 차광패턴(260b)은 상기 제 4 폭과 상기 제 5 폭의 합보다 큰 폭을 가질 수 있다. Similarly, when the gate wiring 214 has a fourth width and the region between the gate wiring 214 and the
또한, 상기 제 3 차광패턴(260c)는 상기 박막트랜지스터(Tr)의 크기에 대응되며 상기 액티브층(220a)의 채널을 덮어 포토-커런트(photo-current)를 방지할 수 있으면 된다.In addition, the third
상기 차광패턴(260)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 몰리-티타늄 합금(MoTi) 등과 같은 불투명한 금속물질로 이루어진다. 따라서, 상기 데이터 배선(240), 상기 게이트 배선(214) 및 상기 박막트랜지스터(Tr) 주변에서의 빛샘을 방지할 수 있으며, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 채널에 빛이 입사되어 발생하는 포토-커런트에 의한 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하를 방지할 수 있다.The
또한, 상기 차광패턴(260) 및 상기 보호층(246) 상에는 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 전면에 대응하여 공통 전극(250)이 위치하고 있다. 상기 공통전극(250)은 상기 화소전극(230)에 대응되는 다수의 홀(252)을 갖는다. 상기 공통전극(250)은 ITO, IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.In addition, the
상기 공통전극(150)은 상기 차광패턴(260)과 접촉하며 위치하고 있어 상기 공통전극(250)의 저항을 낮아진다. 이에 의해 상기 공통 전극(250)과 상기 데이터 배선(240) 사이에서 발생하는 크로스 토크를 최소화할 수 있으며, 따라서 공통 전극(250)의 신호 딜레이 문제를 해결할 수 있다.The
한편, 상기 제 2 기판(270) 상에는 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하여 컬러필터층(272)이 위치하고 있다. 상기 컬러필터층(272)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터 패턴을 포함하고 있다. 또한, 상기 컬러필터(272) 상에는 오버코트층(274)이 위치하고 있다. 상기 오버코트층(274)은 상기 컬러필터층(272)의 상부면을 평탄화하고, 컬러필터층(272) 물질에 의한 상기 액정층(280)의 오염을 방지하게 된다.The
종래의 액정표시장치와 달리, 본 발명의 액정표시장치의 제 2 기판(270) 상에는 블랙매트릭스(도 4의 82)가 존재하지 않는다. 본 발명에서는 제 1 기판(210)에 위치하는 상기 차광패턴(260)이 블랙매트릭스의 역할을 하기 때문이다. 상기 차광패턴(260)은 제 1 기판(210) 상에 위치하기 때문에 합착 마진을 고려할 필요가 없으며 따라서 개구율 저하를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 차광패턴(260)은 상기 공통전극(250)과 접촉함으로써, 상기 공통전극(250)의 신호 딜레이를 방지할 수 있 다.Unlike the conventional liquid crystal display, the black matrix (82 of FIG. 4) does not exist on the
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 평면도이다.10 is a plan view of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판은 제 1 기판(310) 상에 형성되는 게이트 배선(314)과, 데이터 배선(340)과, 박막트랜지스터(Tr)와, 화소전극(330)과, 공통전극(미도시) 및 차광패턴(360)을 포함하고 있다.As illustrated, an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display device includes a
상기 게이트 배선(314)은 제 1 방향으로 연장되어 있고, 상기 데이터 배선(340)은 제 2 방향으로 연장되어 상기 게이트 배선(314)과 교차함으로써 화소영역(P)을 정의한다. 이때, 도면 상에서 상기 게이트 배선(314) 및 상기 데이터 배선(340)에 의해 둘러 싸여진 화소영역(P)을 제 1 화소영역(P1)으로 지칭하고, 상기 제 1 화소영역(P1)의 좌측 및 우측에 위치하는 화소영역(P)을 제 2 및 제 3 화소영역(P2, P3)으로 지칭하였다.The
상기 박막트랜지스터(Tr)는 각 화소영역(P)에, 상기 게이트 배선(314) 및 상기 데이터 배선(340)의 교차 지점에 위치하고 있다. 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(314) 및 상기 데이터 배선(340)과 연결되어 있다. The thin film transistor Tr is positioned at an intersection point of the
상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(312)과, 게이트 절연막(미도시)과, 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(미도시)을 포함하는 반도체층(미도시)과, 소스 전극(342) 및 드레인 전극(344)을 포함하고 있다. The thin film transistor Tr includes a
상기 화소전극(330)은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 위치하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(344)과 연결되고 판 형태를 갖는다.The
상기 공통전극은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)전면에 형성된다. 상기 공통전극은 상기 판형태의 화소전극(330)에 대응되는 다수의 제 1 홀(352)과 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하는 제 2 홀(354)을 갖는다.The common electrode is formed on the entire surface of the first to third pixel areas P1, P2, and P3. The common electrode has a plurality of
또한, 상기 차광패턴(360)은 상기 공통전극 상에 위치하고, 상기 데이터 배선(340), 상기 게이트 배선(314) 및 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 빛을 차단하게 된다. 또한, 상기 차광패턴(360)은 상기 공통전극과 접촉하며 위치한다.In addition, the
상기 공통전극과 상기 판형태의 화소전극(330) 사이에 전압이 인가되면 프린지 필드(fringe field)가 형성되어 액정을 구동함으로써, 투과효율이 향상되어 고품질의 영상을 표시할 수 있게 된다.When a voltage is applied between the common electrode and the plate-shaped
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면을 보여준다. 도 11은 도 10의 XI-XI을 따라 절단한 단면도이고, 도 12는 도 10의 XII-XII을 따라 절단한 단면도이다.11 and 12 show a cross section of a liquid crystal display according to the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI of FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of FIG. 10.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 제 1 기판(310)과, 상기 제 1 기판(310)과 마주하는 제 2 기판(370)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(310, 370) 사이에 개재된 액정층(380)을 포함하고 있다.As illustrated, the liquid crystal display device is interposed between a
상기 제 1 기판(310) 상에는 게이트 전극(312)과 상기 게이트 전극(312)과 연결되며 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 경계에 위치하는 게이트 배선(314)이 위치하고 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(312) 및 상기 게이트 배선(314)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 구리합금 중 어느 하나로 이루어진다. 또한, 상기 게이트 전극(312) 및 상기 게이트 배선(314)을 덮으며 게이트 절연막(318)이 위치하고 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(318)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어진다.A
상기 게이트 절연막(318) 상에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(320a)과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층(320b)으로 구성되는 반도체층(320)이 상기 게이트 전극(312)과 중첩하여 위치하고 있다. 또한, 상기 게이트 절연막(318) 상에는 상기 화소영역(P) 각각에 판 형태의 화소전극(330)이 위치한다. 상기 화소전극(330)은 상기 게이트 배선(314)과 일정 간격 이격되어 있다. 상기 화소전극(330)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.On the
상기 반도체층(320) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(342) 및 드레인 전극(344)이 위치하고 있다. 상기 액티브층(320a)의 중앙부는 상기 소스 전극(342) 및 상기 드레인 전극(344) 사이로 노출되며, 노출된 액티브층(120a)은 채널(channel)을 이룬다. 상기 드레인 전극(344)은 상기 화소전극(330)과 접촉하고 있다. 상기 게이트 전극(312), 상기 게이트 절연막(318), 상기 반도체층(320), 상기 소스 전극(342) 및 상기 드레인 전극(344)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.The
도면 상에서 상기 화소전극(330)과 상기 드레인 전극(344)이 직접 접촉하는 것을 보이고 있으나, 드레인 전극 상에 콘택홀을 갖는 절연층이 위치하고 상기 화소전극이 상기 절연층 상에 위치하며 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉할 수 있다.Although the
또한, 상기 게이트 절연막(318) 상에는 상기 소스 전극(342)과 연결된 데이터 배선(340)이 위치하고 있다. 상기 데이터 배선(340)은 상기 게이트 배선(314)과 교차하여 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)을 정의한다. 즉, 상기 데이터 배선(340)은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3)의 경계에 위치한다. 상기 데이터 배선(340)은 상기 화소전극(330)과 일정 간격 이격되어 있다.In addition, a
상기 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 데이터 배선(340)과 상기 화소전극(330)을 덮으며 보호층(346)이 위치하고 있다. 상기 보호층(346)은 산화실리콘, 질화실리콘과 같은 무기절연물질 또는 포토아크릴, 벤조사이클로부텐과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다.The
상기 보호층(346) 상에는 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 전면을 덮으며 공통 전극(350)이 위치하고 있다. 상기 공통전극(350)은 상기 화소전극(330)에 대응되는 다수의 제 1 홀(352)과 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응되는 제 2 홀(354)을 포함하고 있다. 따라서, 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응되는 상기 보호층(346)은 상기 액정층(380)과 접촉하게 된다. 상기 공통전극(350)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 경우 오프-커런트(off-current)에 의한 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하가 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 상기 공통 전극(350)은 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하는 제 2 홀(354)을 갖는다. 상기 공통전 극(350)은 ITO, IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다.The
또한, 상기 공통전극(350) 상에는 상기 데이터 배선(340)에 대응되는 제 1 차광패턴(360a)과, 상기 게이트 배선(314)에 대응되는 제 2 차광패턴(360b)을 포함하는 차광패턴(160)이 위치하고 있다. 상기 제 1 및 제 3 차광패턴(160a, 160b)는 서로 연결되어 있다. In addition, the
상기 제 1 차광패턴(360a)는 상기 데이터 배선(340) 및 상기 화소전극(330)과 상기 데이터 배선(340) 사이를 가리게 된다. 즉, 상기 데이터 배선(340)이 제 1 폭을 갖고 상기 데이터 배선(340)과 상기 화소전극(330) 사이 영역이 제 2 폭을 갖는다면, 상기 제 1 차광패턴(360a)은 상기 제 1 폭과 상기 제 2 폭의 합과 같은 제 3 폭을 갖는다. 즉, 상기 제 1 차광패턴(360a)의 폭은 상기 게이트 배선(314)을 따라 이웃한 화소영역(P)에 위치하는 상기 화소전극(330) 사이 거리에 대응된다. 상기 제 1 차광패턴(360a)의 폭은 상기 제 1 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(330)과 상기 제 2 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(330) 사이의 거리 또는 상기 제 2 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(330)과 상기 제 3 화소영역(P)에 위치하는 화소전극(330) 사이의 거리에 대응된다. 이와 달리, 상기 제 1 차광패턴(360a)은 상기 제 1 폭과 상기 제 2 폭의 합보다 큰 폭을 가질 수 있다. The first
이와 유사하게, 상기 게이트 배선(314)이 제 4 폭을 갖고 상기 게이트 배선(314)과 상기 화소전극(330) 사이 영역이 제 5 폭을 갖는다면, 상기 제 2 차광패턴(360b)은 상기 제 4 폭과 상기 제 5 폭의 합과 같은 제 6 폭을 갖는다. 즉, 상기 제 2 차광패턴(360b)의 폭은 상기 데이터 배선(340)을 따라 이웃한 화소영역(P)에 위치하는 상기 화소전극(330) 사이 거리에 대응된다. 이와 달리, 상기 제 2 차광패턴(360b)은 상기 제 4 폭과 상기 제 5 폭의 합보다 큰 폭을 가질 수 있다. Similarly, when the
상기 차광패턴(360)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 몰리-티타늄 합금(MoTi) 등과 같은 불투명한 금속물질로 이루어진다. 따라서, 상기 데이터 배선(340) 및 상기 게이트 배선(314) 주변에서의 빛샘을 방지할 수 있다.The
상기 공통전극(350)과 상기 차광패턴(360)은 투명 도전성 물질층과 불투명 금속물질층을 연속하여 적층한 후 반투과 마스크 공정을 진행함으로써, 하나의 마스크 공정에 의해 형성될 수 있다.The
또한, 상기 차광패턴(360)은 상기 공통전극(350)과 접촉하며 위치하고 있어 상기 공통전극(350)의 저항을 낮출 수 있다. 이에 의해 상기 공통 전극(350)과 상기 데이터 배선(340) 사이에서 발생하는 크로스 토크를 최소화할 수 있으며, 따라서 공통 전극(350)의 신호 딜레이 문제를 해결할 수 있다.In addition, since the
제 3 실시예에 있어서도, 제 2 실시예와 같이 상기 차광패턴(360)이 상기 보호층(346) 상에 위치하고 상기 공통 전극(350)이 상기 차광패턴(360)을 덮으며 위치할 수 있다.In the third exemplary embodiment, the
한편, 상기 제 2 기판(370) 상에는 상기 제 1 내지 제 3 화소영역(P1, P2, P3) 각각에 대응하여 컬러필터층(372)이 위치하고 있다. 상기 컬러필터층(172)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터 패턴을 포함하고 있다. 또한, 상기 컬러필터층(372) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 보조 컬러필터층(373)이 위치 하고 있다. 즉, 상기 보조 컬러필터층(373)이 상기 제 2 홀(354)의 위치에 대응된다. 예를 들어, 상기 제 1 화소영역(P1)의 상기 컬러필터층(372)이 녹색 컬러필터 패턴인 경우, 상기 보조 컬러필터층(373)은 적색 또는 청색 컬러필터로 구성된다. 본 실시예에서 상기 박막트랜지스터(Tr)에 빛이 입사될 수 있지만, 상기 컬러필터층(372)과 상기 보조 컬러필터층(373)에 의해 빛을 차단할 수 있다. 따라서 포토 커런트에 의한 박막트랜지스터(Tr) 특성 저하 문제는 발생하지 않는다.On the other hand, the
또한, 상기 컬러필터(372) 및 상기 보조 컬러필터층(373) 상에는 오버코트층(374)이 위치하고 있다. 상기 오버코트층(374)은 상기 컬러필터층(372) 및 상기 보조 컬러필터층(373)의 상부면을 평탄화하고, 상기 컬러필터층(372) 및 상기 보조 컬러필터층(373) 물질에 의한 상기 액정층(380)의 오염을 방지하게 된다.In addition, an
종래의 액정표시장치와 달리, 본 발명의 액정표시장치의 제 2 기판(370) 상에는 블랙매트릭스(도 4의 82)가 존재하지 않는다. 본 발명에서는 제 1 기판(310)에 위치하는 상기 차광패턴(360)이 블랙매트릭스의 역할을 하기 때문이다. 상기 차광패턴(360)은 제 1 기판(310) 상에 위치하기 때문에 합착 마진을 고려할 필요가 없으며 따라서 개구율 저하를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 차광패턴(360)은 상기 공통전극(350)과 접촉함으로써, 상기 공통전극(350)의 신호 딜레이를 방지할 수 있다.Unlike the conventional liquid crystal display, the black matrix (82 of FIG. 4) does not exist on the
또한, 상기 공통전극(350)은 상기 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 제 2 홀(354)을 가지기 때문에 오프 커런트에 의한 박막트랜지스터(Tr) 특성 저하를 방지할 수 있고, 보조 컬러필터층(373)을 박막트랜지스터(Tr)에 대응하여 형성하므로 포토 커런트 문제 역시 방지된다.In addition, since the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.
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.
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.
도 3은 종래 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 평면도이다.3 is a plan view of one pixel area of an array substrate for a conventional fringe field switching mode liquid crystal display device.
도 4는 도 3을 절단선 IV-IV를 따라 절단한 액정표시장치의 단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal display taken along the cutting line IV-IV of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 일부에 대한 평면도이다.5 is a plan view of a portion of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 VI-VI을 따라 절단한 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5.
도 7은 도 5의 VII-VII을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 5.
도 8 및 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.8 and 9 are cross-sectional views of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이 기판의 평면도이다.10 is a plan view of an array substrate for a fringe field switching mode liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention.
도 11은 도 10의 XI-XI을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI of FIG. 10.
도 12는 도 10의 XII-XII을 따라 절단한 단면도이다.12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of FIG. 10.
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