KR20110057884A - 횡전계 방식 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판 상에 제1 방향으로 교대로 배열된 게이트 라인 및 공통 라인; 상기 기판 상에 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열된 데이트 라인; 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 공통 라인과 연결되는 공통 전극; 및 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 데이터 라인 근방에서 발생하는 전계방향과 액정의 초기 배열방향, 즉 배향막의 러빙방향이 일치하게 되고, 그에 따라 데이터 라인 근방에 위치하는 액정층은 전계 인가 유무에 관계없이 그 배열상태가 일정하게 유지될 수 있어 데이터 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다. 이와 같이 하부 기판에서 빛샘이 방지되기 때문에 상부 기판에 형성되는 차광층의 폭을 줄일 수 있어 개구율이 증가 되고 결국 액정표시장치의 휘도가 개선되는 효과가 있다.
횡전계, 개구율

Description

횡전계 방식 액정표시장치{In Plane Switching mode Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 횡전계 방식 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
액정표시장치는 하부기판, 상부기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전계 인가 유무에 따라 액정층의 배열이 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
이와 같은 액정표시장치는 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, VA(Vertical Alignment)모드 등 다양하게 개발되어 있다.
상기 IPS 모드는 전계를 형성하는 전극들을 동일한 기판 상에 평행하게 배열함으로써 수평방향의 전계를 통해 액정층의 배열을 조절하는 방식으로서, 이와 같 은 IPS 모드의 액정표시장치를 횡전계 방식 액정표시장치라고도 칭한다.
이하, 도면을 참조로 종래의 횡전계 방식 액정표시장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 개략적인 단면도이다. 도 1a 및 도 1b는 횡전계 방식 액정표시장치의 원리를 설명하기 위한 것으로서, 도 1a는 전계가 인가되지 않은 상태를 도시한 것이고, 도 1b는 전계가 인가된 상태를 도시한 것이다.
도 1a 및 도 1b에서 알 수 있듯이, 종래의 횡전계 방식 액정표시장치는 하부 기판(10), 상부 기판(20), 및 양 기판(10, 20) 사이에 형성된 액정층(30)을 포함하여 이루어진다.
상기 하부 기판(10)의 일면에는 수평방향으로 전계를 형성하기 위해서 공통전극(12) 및 화소 전극(14)이 소정 간격으로 서로 평행하게 배열되어 있다.
또한, 상기 하부 기판(10)의 일면 및 상기 상부 기판(20)의 일면에는 액정층(30)의 초기배향을 위해서 하부 배향막(16) 및 상부 배향막(26)이 각각 형성되어 있다. 상기 하부 배향막(16) 및 상부 배향막(26)은 소정의 러빙 방향으로 배향되어 있다.
또한, 상기 하부 기판(10)의 타면 및 상기 상부 기판(20)의 타면에는 하부 편광판(18) 및 상부 편광판(28)이 각각 형성되어 있다. 상기 하부 편광판(18) 및 상부 편광판(28)은 그 광축이 서로 직교하도록 형성되어 있다.
이와 같은 횡전계 방식 액정표시장치가 동작하는 원리에 대해서 설명하면 하 기와 같다.
도 1a에서 알 수 있듯이, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되지 않으면, 상기 액정층(30)은 초기 배열상태를 유지하게 된다. 이때, 아래에서 입사되는 광은 상기 하부 편광판(18)을 투과한 후 상기 액정층(30)을 통과하면서 편광방향의 회전이 이루어지지 않게 되고 그에 따라 상기 하부 편광판(18)과 광축이 직교하는 상기 상부 편광판(28)은 투과하지 못하게 된다. 따라서, 화상은 블랙 상태가 된다.
도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되면, 상기 액정층(30)은 그 배열상태가 변경된다. 구체적으로는, 상기 하부 기판(10) 부근에서는 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이의 전계방향으로 액정층(30)이 회전하게 되지만, 상기 상부 기판(20) 부근에서는 전계의 영향이 적어 액정층(30)이 회전하지 않게 된다. 이때, 아래에서 입사되는 광은 상기 하부 편광판(18)을 투과한 후 상기 액정층(30)을 통과하면서 편광방향의 회전이 이루어지고 그에 따라 상기 하부 편광판(18)과 광축이 직교하는 상기 상부 편광판(28)을 투과하게 된다. 따라서, 화상은 화이트 상태가 된다.
그러나, 이와 같은 횡전계 방식 액정표시장치는 개구율이 감소하여 휘도가 저하되는 문제점이 있는데, 그에 대해서 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 I-I라인의 단면에 해당하는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에서 알 수 있듯이, 하부 기판(10)에는 게이트 라인(11), 데이터 라인(13), 공통 전극(12), 및 화소 전극(14)이 형성되어 있다.
상기 게이트 라인(11)은 가로 방향으로 배열되어 있고, 상기 데이터 라인(13)은 세로 방향으로 배열되어 있으며, 상기 게이트 라인(11)과 데이터 라인(13)이 교차하는 영역에는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
상기 공통 전극(12)은 가로 방향으로 배열되는 공통 라인(12a)에서 분지되어 있고, 상기 화소 전극(14)은 상기 박막 트랜지스터(T)와 연결되면서 상기 공통 전극(12)과 평행하도록 배열되어 있다.
설명되지 않은 도면부호 15는 전극들을 절연하기 위한 절연층이다.
한편, 액정표시장치에서 화상이 표시되는 영역은 화소 영역이기 때문에, 화소 영역 이외의 영역, 예를 들어 상기 게이트 라인(11), 데이터 라인(13) 및 상기 박막 트랜지스터(T) 형성 영역으로 광이 누설되는 것을 방지해야 하고, 그를 위해서 상부 기판(20)에는 차광층(22)이 형성되어 있다.
그러나, 이와 같이 상부 기판(20)에 차광층(22)이 형성됨으로써 광 누설이 방지되기는 하지만, 그로 인해서 액정표시장치의 개구율이 감소하게 되어 결국 휘도가 저하되는 문제점이 발생한다.
특히, 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 경우 상기 데이터 라인(13) 근방에서 빛샘이 심하게 발생하고 그로 인해서 도 2b와 같이 데이터 라인(13)의 좌우로 상당히 넓은 폭에 대응하는 영역까지 상기 차광층(22)이 형성되게 되어 액정표시장 치의 개구율 감소 폭이 커지게 된다.
이와 관련하여 부연 설명하면, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되지 않으면 액정이 러빙방향으로 배열된 상태를 유지하고 그에 따라 화상이 블랙 상태가 되지만, 상기 공통 전극(12)과 화소 전극(14) 사이에 전계가 인가되면 액정이 전계방향으로 그 배열이 변경되어 블랙 상태가 유지되지 못하고 빛샘이 발생하게 된다.
한편, 상기 데이터 라인(12)은 상기 공통 전극(12) 및 화소 전극(14)과 동일한 방향으로 배열되어 있기 때문에 전계 인가시 상기 데이터 라인(12)의 좌우에서도 수평 전계가 발생하고 그에 따라 그 영역에서도 액정의 배열이 변경되어 빛샘이 발생하게 된다. 전술한 바와 같이 상기 데이터 라인(12) 형성 영역은 화소 영역이 아니므로 그 영역으로 광이 누설되는 것을 차단해야 하는데, 이와 같이 데이터 라인(12)의 좌우에서 빛샘이 심하게 발생하기 때문에 빛샘 방지를 위해서 도 2b와 같이 차광층(22)의 폭을 크게 형성해야 하고, 그로 인해서 액정표시장치의 개구율이 감소되어 결국 휘도를 저하시키게 되는 것이다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 개구율을 증가시킴으로써 휘도가 개선된 횡전계 방식 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판 상에 제1 방향으로 교대로 배열된 게이트 라인 및 공통 라인; 상기 기판 상에 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열된 데이트 라인; 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터; 상기 공통 라인과 연결되는 공통 전극; 및 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 포함하여 이루어지고, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치를 제공한다.
상기 게이트 라인과 상기 공통 라인은 동일한 간격으로 교대로 배열될 수 있다.
상기 데이터 라인은 제1 간격 및 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격으로 교대로 배열될 수 있다.
상기 기판에는 액정의 초기 배향을 위한 배향막이 형성되어 있고, 상기 배향막은 상기 데이터 라인의 배열방향인 제2 방향과 교차하는 방향으로 러빙될 수 있고, 이때, 상기 배향막의 러빙 방향은 상기 데이터 라인 사이에서 생성되는 전계 방향과 동일할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인의 일측 및 타측에 교대로 형성될 수 있다.
상기 게이트 라인의 상부에는 빛샘을 방지할 수 있도록 상기 게이트 라인과 오버랩되는 플로우팅 구조물이 추가로 형성될 수 있고, 이때, 상기 플로우팅 구조물은 상기 화소 전극 또는 상기 공통 전극과 소정 영역에서 오버랩되도록 형성될 수 있다.
상기 공통 라인의 상부에는 상기 공통 라인과 오버랩되도록 상기 화소 전극이 형성될 수 있다.
상기 공통 라인에는 제1 커패시터 전극이 연결되어 있고, 상기 화소 전극에는 제2 커패시터 전극이 연결되어 있으며, 상기 제2 커패시터 전극은 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 데이터 라인 근방에서 발생하는 전계방향과 액정의 초기 배열방향, 즉 배향막의 러빙방향이 일치하게 되고, 그에 따라 데이터 라인 근방에 위치하는 액정층은 전계 인가 유무에 관계없이 그 배열상태가 일정하게 유지될 수 있어 데이터 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 게이트 라인과 오버랩되도록 플로우팅 구조물이 형성되기 때문에 게이트 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 화소 전극 또는 최외곽 공통 전극이 공통 라인과 오버랩되도록 형성되기 때문에 공통 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 하부 기판의 데이터 라인, 게이트 라인 및 공통 라인 근방에서 빛샘이 방지될 수 있기 때문에, 상부 기판에 형성되는 차광층의 폭을 줄일 수 있어 개구율이 증가 되고, 결국 액정표시장치의 휘도가 개선되는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 레이아웃이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판은, 기판(100), 게이트 라인(110), 공통 라인(120), 데이터 라인(130), 및 박막 트랜지스터(T1, T2)를 포함하여 이루어진다.
상기 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)은 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 배열되어 있으며, 서로 교대로 배열되어 있다. 특히, 상기 게이트 라인(110)과 상기 공통 라인(120)은 동일한 간격(D)으로 교대로 배열되어 있다. 또한, 상기 게이트 라인(110)과 상기 공통 라인(120)은 동일한 층에서 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 데이터 라인(130)은 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향, 구체적으로는 가로 방향으로 배열되어 있다. 따라서, 상기 데이터 라인(130)은 세로 방향으로 배열되어 있는 상기 게이트 라인(110) 및 상기 공통 라인(120)과 각각 교차 된다.
또한, 상기 데이터 라인(130)은 제1 간격(d1) 및 상기 제1 간격(d1)보다 작은 제2 간격(d2)으로 교대로 배열되어 있다.
이와 같이, 제1 간격(d1)으로 배열된 두 개의 데이터 라인(130)들, 및 그들과 교차하는 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)의 조합에 의해서 화소 영역(Active Area: A/A)이 구성된다.
상기 박막 트랜지스터(T1, T2)는 상기 게이트 라인(110)에서 연장되는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성되는 반도체층, 상기 데이터 라인(130)에서 연장되는 소스 전극, 및 상기 소스 전극과 이격되는 드레인 전극을 포함하여 이루어지는데, 이와 같은 박막 트랜지스터(T1, T2)의 구체적인 형성 모습은 후술하는 도 5를 참조하면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
상기 박막 트랜지스터(T1, T2)는 상기 게이트 라인(110)의 일측, 예를 들어 상기 게이트 라인(110)의 좌측에 형성되는 제1 박막 트랜지스터(T1)와 상기 게이트 라인(110)의 타측, 예를 들어 상기 게이트 라인(110)의 우측에 형성되는 제2 박막 트랜지스터(T2)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 박막 트랜지스터(T1)와 상기 제2 박막 트랜지스터(T2)는 교대로 형성된다.
상기 화소 영역(A/A)에는 공통 전극 및 화소 전극이 형성되어 있는데, 상기 공통 전극은 상기 공통 라인(120)과 연결되어 있고, 상기 화소 전극은 상기 박막 트랜지스터(T1, T2)의 드레인 전극과 연결되어 있다. 또한, 상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 상기 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있다. 이와 같은 공통 전극과 화소 전극의 구체적인 형성 모습은 후술하는 도 5를 참조하면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
한편, 상기 기판(100)의 최상층에는 액정의 초기 배향을 위한 배향막이 형성되어 있는데, 상기 배향막은 상기 게이트 라인(110) 및 공통 라인(120)의 배열방향인 제1 방향, 예를 들어 세로 방향과 동일하거나 또는 상기 제1 방향과 소정의 예각을 이루는 방향으로 러빙되어 있다. 즉, 상기 배향막은 상기 데이터 라인(130)의 배열방향인 제2 방향, 예를 들어 가로 방향과 수직으로 교차하거나 또는 소정의 각을 이루면서 교차하는 방향으로 러빙되어 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에서 전계인가 유무에 따른 액정의 배열상태를 설명하면 하기와 같다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에서 전계 인가 유무에 따른 액정의 배열상태를 도시한 개략적인 모식도로서, 도 4a는 화소 영역(A/A)에서의 액정의 배열상태를 도시한 것이고, 도 4b는 데이터 라인(130) 근방에서의 액정의 배열상태를 도시한 것이다.
도 4a에서 알 수 있듯이, 상기 화소 영역(A/A)에서는, 전계가 인가되지 않은 상태의 경우, 액정의 장축 방향이 상기 기판(100)의 배향막의 러빙방향, 예를 들어 세로 방향으로 배열되어 있지만, 전계가 인가된 상태의 경우, 액정의 장축방향이 상기 공통 전극과 화소 전극 사이의 전계방향, 예를 들면 가로 방향으로 배열되게 된다.
그러나, 도 4b에서 알 수 있듯이, 상기 데이터 라인(130) 근방, 특히, 상기 제2 간격(d2)으로 배열된 데이타 라인(130) 사이의 영역에서는, 전계가 인가되지 않은 상태의 경우, 액정의 장축 방향이 상기 기판(100)의 배향막의 러빙방향, 예를 들면 세로 방향으로 배열되어 있고, 전계가 인가된 상태의 경우도, 액정의 장축방향이 상기 데이터 라인(130)들 사이의 전계방향, 예를 들면 세로 방향으로 배열되게 된다. 따라서, 상기 데이터 라인(130) 근방에서는 액정이 전계 인가 유무와 관계없이 초기 배향상태를 유지하기 때문에 빛샘 발생이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 게이트 라인(110) 근방 및 상기 공통 라인(120) 근방에서의 빛샘 발생도 방지될 수 있는데, 그에 대해서는 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 하나의 화소의 평면도이고, 도 6a는 도 5의 A-A라인의 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B라인의 단면도이고, 도 6c는 도 5의 C-C라인의 단면도이다.
도 5 및 도 6a 내지 도 6c에서 알 수 있듯이, 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)이 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 배열되어 있다. 도 5에는 상기 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)이 굽은 형태로 형성되는 모습을 도시하였지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향, 구체적으로는 가로 방향으로 데이터 라인(130)이 배열되어 있다. 따라서, 상기 데이터 라인(130)은 세로 방향으로 배열되어 있는 상기 게이트 라인(110) 및 상기 공통 라인(120)과 각각 교차 된다.
상기 게이트 라인(110)과 상기 데이터 라인(130)이 교차하는 영역에는 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(112), 반도체층(115), 소스 전극(132), 및 드레인 전극(134)을 포함하여 이루어진다.
상기 게이트 전극(112)은 상기 게이트 라인(110)에서 연장되어 구성된다.
상기 소스 전극(132)은 상기 데이터 라인(130)에서 연장되어 구성되고, 상기 드레인 전극(134)은 상기 소스 전극(132)과 소정 간격으로 이격되어 구성된다. 상기 소스 전극(132)은 도 5에 도시된 바와 같이 'U'자 형상으로 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 반도체층(115)은 상기 게이트 전극(112)의 상측 및 상기 소스/드레인 전극(132, 134)의 하측, 즉, 상기 게이트 전극(112)과 상기 소스/드레인 전극(132, 134)의 사이의 층에 형성된다. 또한, 상기 반도체층(115)은 상기 게이트 라인(110) 및 상기 데이터 라인(130)이 형성된 영역에까지 연장되어 형성될 수 있다. 즉, 도 6a에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(115)은 상기 데이터 라인(130) 아래에 형성될 수 있고, 도 6b에서 알 수 있듯이, 상기 반도체층(115)은 게이트 라인(110) 위에 형성될 수 있다.
상기 공통 라인(120)에는 공통 전극(125)이 연결되어 있고, 상기 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(134)에는 화소 전극(145)이 연결되어 있다.
상기 공통 전극(125)과 상기 화소 전극(145)은 제1 방향, 구체적으로는 세로 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있다. 따라서, 이와 같은 평행하게 배열된 공통 전극(125)과 화소 전극(145) 사이에서 가로 방향으로 전계가 형성되고 그에 따라 액정의 배열이 변경된다. 이에 대해서는 도 4a를 참조하여 앞에서 설명한 바와 같다.
상기 게이트 라인(110)과 공통 라인(120)이 굽은 형태로 형성됨에 따라 상기 공통 전극(125)과 상기 화소 전극(145)도 굽은 형태로 형성되지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 공통 라인(120)에는 제1 커패시터 전극(121)이 연결되어 있고, 상기 드레인 전극(134)에는 소정의 콘택홀을 통해 제2 커패시터 전극(141)이 연결되어 있다. 이와 같은 상기 제1 커패시터 전극(121)과 상기 제2 커패시터 전극(141)은 도 6a에서 알 수 있듯이 서로 오버랩되도록 형성되어 있어 커패시터를 구성하게 된다.
특히, 상기 제2 커패시터 전극(141)은 상기 화소 전극(145)을 상기 드레인 전극(134)과 연결시키는 역할도 수행한다. 즉, 상기 화소 전극(145)은 상기 제2 커패시터 전극(141)을 통해서 상기 드레인 전극(134)과 연결된다.
앞에서 도 4b를 참조하여 설명하였듯이, 상기 데이터 라인(130) 근방 영역에서는, 가로 방향의 전계가 형성되지 않고 오히려 세로 방향의 전계가 형성될 수 있 다. 따라서, 전계가 인가되지 않은 상태에서 세로 방향으로 배열된 액정의 장축 방향이 전계가 인가되어도 그 배열상태가 변경되지 않게 되고, 따라서 빛샘 발생이 방지될 수 있다.
이하에서는 상기 게이트 라인(110) 근방 및 상기 공통 라인(120) 근방에서의 빛샘 발생이 방지되는 점에 대해서 설명하기로 한다.
도 5의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 게이트 라인(110) 근방에는 플로우팅(floating) 구조물(135)이 형성되어 있는데, 상기 플로우팅 구조물(135)은 상기 게이트 라인(110)의 상부에서 상기 게이트 라인(110)과 소정 영역이 오버랩되도록 형성되어 있다.
이에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 도 6b에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 게이트 라인(110)이 형성되어 있고, 상기 게이트 라인(110) 상에 게이트 절연막(113)이 형성되어 있고, 상기 게이트 절연막(113) 상에 반도체층(115)이 형성되어 있고, 상기 반도체층(115) 상에 플로우팅 구조물(135)이 형성되어 있다.
상기 플로우팅 구조물(135)은 상기 게이트 라인(110)과 오버랩되면서 상기 게이트 라인(110)의 좌측 및 우측에 각각 형성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 좌측 및 우측에 형성된 플로우팅 구조물(135)이 서로 연결되도록 형성될 수도 있다. 이와 같은 플로우팅 구조물(135)은 다른 전극이나 라인과 연결되지 않고 플로우팅(floating) 상태로 형성되며, 상기 데이트 라인(130)과 동일한 층에 형성될 수 있다.
또한, 상기 플로우팅 구조물(135) 상에는 보호막(137)이 형성되어 있고, 상 기 보호막(137) 상에는 화소 전극(145)이 형성되어 있다. 한편, 상기 화소 전극(145) 대신에 최외곽 공통 전극(125)이 상기 보호막(137) 상에 형성되도록 구성할 수도 있으며, 이 경우, 상기 최외곽 공통 전극(125)은 상기 화소 전극(145)과 동일한 층에 형성되며, 소정의 콘택홀을 통해 상기 공통 라인(120)과 연결되게 된다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 상기 플로우팅 구조물(135)이 상기 게이트 라인(110)과 오버랩 되도록 형성되기 때문에 상기 게이트 라인(110) 근방에서 빛샘 발생이 방지될 수 있다. 특히, 상기 플로우팅 구조물(135)은 상기 화소 전극(145)과도 소정 영역에서 오버랩되도록 형성됨으로써, 상기 화소 전극(145)과 상기 게이트 라인(110) 사이에서 전계가 발생하는 것을 차단할 수 있다. 이 경우 게이트 라인(110) 근방에서의 액정이 배열이 전계 인가 유무에 관계없이 일정하게 유지되어 빛샘 발생이 방지될 수 있다.
또한, 도 5의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 공통 라인(120) 근방에서는 화소 전극(145)이 상기 공통 라인(120)의 상부에서 상기 공통 라인(120)과 소정 영역이 오버랩되도록 형성되어 있다.
이에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 도 6c에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 공통 라인(120)이 형성되어 있고, 상기 공통 라인(120) 상에 게이트 절연막(113) 및 보호막(137)이 차례로 형성되어 있고, 상기 보호막(137) 상에 화소 전극(145)이 형성되어 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 상기 화소 전극(145)이 상기 공통 라인(120)과 오버랩되도록 형성되기 때문에 상기 공통 라인(120) 근방에서 빛샘 발생이 방지될 수 있다. 즉, 만약, 상기 화소 전극(145)과 상기 공통 라인(120)이 오버랩되지 않고 소정 간격으로 이격 형성될 경우에는 상기 화소 전극(145)과 상기 공통 라인(120) 사이의 이격 영역에서 빛샘이 발생할 수 있지만, 본 발명의 경우 상기 화소 전극(145)이 상기 공통 라인(120)과 오버랩되도록 형성되기 때문에 양자 사이의 이격 영역이 존재하지 않아 빛샘 발생이 방지될 수 있다.
이상은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판에 대해서 설명하였는데, 상기 하부 기판 위에는 상부 기판이 형성되고, 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 액정층이 형성된다.
상기 상부 기판은 도시하지는 않았지만, 화소 영역이 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단하기 위한 차광층이 형성되어 있고, 상기 차광층 사이에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 컬러필터층이 형성되고, 상기 컬러필터층 상에 기판 평탄화를 위한 오버코트층이 형성된다.
특히, 전술한 바와 같이, 본 발명은 하부 기판에서 빛샘 발생이 방지되기 때문에 상기 상부 기판에 형성되는 차광층의 전체 면적을 줄일 수 있고, 그에 따라 개구율이 증가 되어 결국 휘도가 개선될 수 있다.
이상 설명한 각각의 구성들은 당업계에 공지된 다양한 재료를 당업계에 공지된 다양한 방법을 통해 패턴 형성할 수 있다. 이하에서는 각각의 구성들의 재료 및 패턴 형성 방법에 대한 예를 설명하지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 게이트 라인(110), 상기 공통 라인(120), 상기 데이터 라인(130), 상기 라인들 각각에 연결되는 전극들, 및 상기 플로우팅 구조물(135)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(113) 및 보호막(137)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있으며, 상기 산화막 또는 질화막의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(115)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 반도체층(115)은 상기 소스 전극(132) 및 상기 드레인 전극(134)과 접촉하는 영역에 불순물이 도핑된 오믹콘택층을 구비할 수 있다.
상기 화소 전극(145)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide)와 같은 투명 도전물로 이루어질 수 있고, 상기 최외곽 공통 전극(125)도 상기 화소 전극(145)과 마찬가지로 투명 도전물로 이루어질 수 있다.
이와 같은 각각의 구성 들은 포토 레지스트(PR)를 이용하여 노광, 현상 및 식각을 하는 소위 포토리소그라피(Photolithography) 공정을 통해 패턴 형성할 수 있다. 또한, 상기 포토리소그라피 공정 이외에, 금속물질의 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라비아 프린팅(gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 리버스 오프셋 프린팅(reverse offset printing, 플렉소 프린팅(flexo printing), 또는 마이크로 콘택 프린팅(microcontact printing)과 같은 인쇄 공정을 통해 패턴 형성할 수도 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 I-I라인의 단면에 해당하는 종래의 횡전계 방식 액정표시장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 개략적인 레이아웃이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치에서 전계 인가 유무에 따른 액정의 배열상태를 도시한 개략적인 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 하부 기판의 하나의 화소의 평면도이다.
도 6a는 도 5의 A-A라인의 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B라인의 단면도이고, 도 6c는 도 5의 C-C라인의 단면도이다.
<도면의 주요부 구성에 대한 부호의 설명>
110: 게이트 라인 120: 공통 라인
125: 공통 전극 130: 데이터 라인
135: 플로우팅 구조물 145: 화소 전극

Claims (10)

  1. 기판 상에 제1 방향으로 교대로 배열된 게이트 라인 및 공통 라인;
    상기 기판 상에 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열된 데이트 라인;
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된 박막 트랜지스터;
    상기 공통 라인과 연결되는 공통 전극; 및
    상기 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 포함하여 이루어지고,
    상기 공통 전극과 상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 서로 평행하게 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 라인과 상기 공통 라인은 동일한 간격으로 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 라인은 제1 간격 및 상기 제1 간격보다 작은 제2 간격으로 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판에는 액정의 초기 배향을 위한 배향막이 형성되어 있고, 상기 배향막은 상기 데이터 라인의 배열방향인 제2 방향과 교차하는 방향으로 러빙되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배향막의 러빙 방향은 상기 데이터 라인 사이에서 생성되는 전계 방향과 동일한 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 라인의 일측 및 타측에 교대로 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 라인의 상부에는 빛샘을 방지할 수 있도록 상기 게이트 라인과 오버랩되는 플로우팅 구조물이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플로우팅 구조물은 상기 화소 전극 또는 상기 공통 전극과 소정 영역에서 오버랩되도록 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공통 라인의 상부에는 상기 공통 라인과 오버랩되도록 상기 화소 전극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 공통 라인에는 제1 커패시터 전극이 연결되어 있고, 상기 화소 전극에는 제2 커패시터 전극이 연결되어 있으며, 상기 제2 커패시터 전극은 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치.
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