KR20120026392A - 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

데이터 라인의 불량 검출을 용이하게 하여 액정표시장치의 수율을 향상시킬 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다. 어레이 기판은 절연 기판 상에 형성된 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의되는 복수의 화소, 상기 복수의 데이터 라인의 양측에 형성된 복수의 공통전극, 상기 데이터 라인 및 데이터 라인의 양측에 형성된 공통전극을 덮도록 형성된 광투과막 및 상기 광투과막 상에 형성되며, 상기 데이터 라인의 양측에 형성된 상기 공통전극을 덮도록 형성된 광차단막을 포함한다.

Description

어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치{ARRAY SUBSTRATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이터 라인의 불량 검출을 용이하게 하여 액정표시장치의 수율을 향상시킬 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
디스플레이장치는 시각정보 전달매체로서, 브라운관 면에 문자나 도형의 형식으로 데이터를 시각적으로 표시하는 것을 말한다.
일반적으로 평판디스플레이(Flat Panel Display : FPD)장치는 TV 또는 컴퓨터 모니터 브라운관을 이용하여 보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치로서, 그 종류에는 액정을 이용한 LCD(Liquid Crystal Display), 가스 방전을 이용한 PDP(Plasma Display Panel : PDP), 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 발광현상을 이용하여 만든 유기물질인 OLED(Organic Light Emitting) 및 전기장내 하전된 입자가 양극 또는 음극쪽으로 이동하는 현상을 이용하는 EDP((Electric Paper Display) 등이 있다.
평판디스플레이장치 중 가장 대표적인 LCD는 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시한다.
도 1 내지 도 2는 종래 액정표시장치를 나타내는 단면도이며, 화소 영역 사이에 배치되는 데이터 라인의 하부 단면도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 제1 기판(10) 상에는 제1 공통전극(12)이 형성되어 있으며, 제1 공통전극(12) 상에는 게이트 절연막(14)이 형성되어 있다. 또한, 제1 공통전극(12) 사이의 게이트 절연막(14) 상에는 게이트 신호가 인가됨에 따라 활성화 되어 채널층을 형성하는 반도체층(16)이 형성되어 있다.
반도체층(16) 상에는 외부에서 인가되는 데이터 신호를 각각의 화소에 전달하는 데이터 라인(18)이 형성되어 있으며, 데이터 라인(18)을 포함하는 제1 기판(10)의 전면에는 보호막(22)이 형성되어 있다. 제1 공통전극(12)과 중첩되는 보호막(22) 상에는 제2 공통전극(24)이 형성되어 있다.
또한, 제2 기판(30)의 하부에는 블랙 매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 박막트랜지스터(미도시) 영역 및 화소 영역 사이 즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역에 주로 형성된다.
컬러필터층(34)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)로 구성되며, 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다.
또한, 도면에 도시되지 않았으나, 컬럼스페이서는 제1 기판(10) 및 제2 기판(30) 사이에 형성되어 액정패널의 셀 갭을 일정하게 유지한다.
도 1에서와 같이, 종래 액정표시장치는 데이터 라인(18)의 양측에 데이터 신호의 차폐를 위해 제1 공통전극(12)과 중첩되는 보호막(22) 상에 제2 공통전극(24)이 형성되어 있다. 이때, 데이터 라인(18)과 제2 공통전극(24) 사이의 기생 캐패시턴스(capacitance)를 최소화 하기 위해 데이터 라인(18)과 제2 공통전극(24)은 일정 간격을 두고 형성되는데, 데이터 라인(18)과 제2 공통전극(24) 사이의 액정은 제어가 되지 않는다.
따라서, 데이터 라인(18)과 제2 공통전극(24) 사이의 빛을 차단하기 위해 제2 기판(30)의 하면에 블랙 매트릭스(32)를 형성하게 되는데, 이때에 데이터 라인(18)의 양측에 형성된 제1 공통전극(12)이 가려지도록 형성해야 하므로 블랙 매트릭스(32)의 크기가 커지게 된다. 이로 인해, 액정표시장치의 투과율이 저하되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도 2에서는 제1 기판(10)의 보호막(22) 상에 제1 공통전극(12)이 가려지도록 불투명한 물질로 제2 공통전극(24)을 형성하였다.
그러나, 제2 공통전극(24)이 불투명한 물질로 형성되어 있어 제1 기판(10)을 평면 현미경으로 상부에서 관찰하는 경우, 제2 공통전극(24) 하부에 형성되어 있는 데이터 라인(18)이 보이지 않아 데이터 라인(18)의 불량 검출에 어려움이 있다.
또한, 제2 공통전극(24)을 투명한 물질로 형성하는 경우, 빛샘 제어가 용이하지 않아 액정표시장치의 투과율을 향상시키는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 데이터 라인의 불량 검출을 용이하게 하여 액정표시장치의 수율을 향상시킬 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 어레이 기판은, 절연 기판 상에 형성된 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인, 상기 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의되는 복수의 화소, 상기 복수의 데이터 라인의 양측에 형성된 복수의 공통전극, 상기 데이터 라인 및 데이터 라인의 양측에 형성된 공통전극을 덮도록 형성된 광투과막 및 상기 광투과막 상에 형성되며, 상기 데이터 라인의 양측에 형성된 상기 공통전극을 덮도록 형성된 광차단막을 포함한다.
상기 광투과막은 상기 데이터 라인의 상부에 형성된 보호막 상에 형성된다.
상기 광투과막 및 광차단막은 화소전극과 동일한 층에 형성된다.
상기 광투과막과 광차단막은 연속 증착에 의해 형성된다.
상기 광차단막은 상기 데이터 라인의 일부분이 노출되도록 형성된다.
상기 광차단막은 상기 데이터 라인 전체가 노출되도록 형성된다.
상기 광투과막은 투명한 물질로 형성된다.
상기 광차단막은 불투명한 물질로 형성된다.
상기 광투과막과 상기 광차단막에는 공통전압이 인가된다.
상기 데이터 라인과 공통전극 및 화소전극은 상기 데이터 라인의 오른쪽으로 볼록하게 절곡되도록 형성된다.
상기 데이터 라인과 공통전극 및 화소전극은 상기 데이터 라인의 왼쪽으로 볼록하게 절곡되도록 형성된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치는, 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 컬러필터가 형성되어 있는 컬러필터 기판, 상기 컬러필터 기판과 대응 배치되며, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항을 포함하는 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판 사이에 개재된 액정층으로 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치는 데이터 라인의 불량 검출을 용이하게 하여 액정표시장치의 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
도 1 내지 도 2는 종래 액정표시장치를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 평면도.
도 4는 도 3의 I-I' 선을 따라 자른 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정패널 및 이를 포함하는 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 I-I' 선을 따라 자른 단면도이고, 도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 기판(110) 상에는 복수의 게이트 라인(111) 및 데이터 라인(118)이 형성되어 있으며, 복수의 게이트 라인(111) 및 데이터 라인(118)에 의해 정의되는 복수의 화소를 포함한다.
게이트 라인(111)과 데이터트 라인(118)이 교차하는 화소 영역에는 게이트 전극(111a)이 형성되어 있으며, 게이트 전극(111a) 위에는 게이트 신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(116)과 반도체층(116) 위에 형성된 소스전극(118a) 및 드레인전극(118b)으로 이루어진 박막트랜지스터(TFT)가 형성된다.
소스전극(118a) 및 드레인전극(118b)을 포함하는 제1 기판(110)의 전면에는 보호막(122)이 형성되어 있다. 보호막(122) 상에는 드레인전극(118b)의 일부분이 노출되는 콘택홀(미도시)이 형성되어 있다.
화소 영역에는 데이터 라인(118)과 평행하게 배열되며, 콘택홀을 통해 드레인전극(118b)과 전기적으로 연결되는 화소전극(117a)이 형성되어 있다. 또한, 화소 영역의 상부에는 공통전극(112a)과 접속되는 공통전극 라인(112)이 형성되어 있으며, 공통전극 라인(112) 위에는 화소전극(117a)과 전기적으로 연결되는 화소전극 라인(117)이 형성되어 있다. 이때, 공통전극 라인(112)과 화소전극 라인(117) 사이에 스토리지 캐패시터가 형성된다.
제1 기판과 대향 배치되는 제2 기판(130)의 하면에는 제1 기판(110)의 데이터 라인(118)과 데이터 라인(118)의 양측에 형성된 공통전극(112a)을 덮도록 블랙 매트릭스(132)가 형성되어 있다. 각각의 화소 영역에는 순차적으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러필터(134)가 형성되어 있다.
블랙 매트릭스(132)와 컬러필터(134) 상에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.
이와 같은 구조의 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1 기판(110)과 컬러필터가 형성되어 있는 제2 기판(130)을 결합하고 그 사이에 액정 분자로 이루어진 액정층을 형성하여 액정표시장치가 이루어진다.
한편, 도 4를 참조하면, 데이터 라인(118)의 양측에는 공통전극(112a)이 인접하여 형성되는데, 이는 데이터 라인(118)과 화소전극(117a) 사이에 발생하는 전계를 차단하여 공통전극(112a)과 화소전극(117a) 사이에 발생하는 횡전계의 왜곡을 방지하기 위한 것이다.
따라서, 데이터 라인(118)과 대응되도록 제2 기판(130)에 형성되는 블랙매트릭스(132)는 데이터 라인(118) 영역으로 투과하는 광만을 차단하는 것이 아니라 데이터 라인(118)과 데이터 라인(118)의 양측에 배치된 공통전극(112a) 사이로 투과되는 광을 차단해야 하므로, 블랙 매트릭스(132)는 데이터 라인(118)과 데이터 라인(118)의 양측에 형성된 공통전극(112a)을 덮도록 형성되어야만 한다.
그러나, 상기와 같은 방법으로는 데이터 라인(118)과 데이터 라인(118)의 양측에 배치된 공통전극(112a) 사이로 투과되는 광을 효과적으로 차단할 수 없게 된다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 데이터 라인(118)과 데이터 라인(118)의 양측에 배치된 공통전극(112a)을 덮도록 보호막(122) 상에는 광투과막(126) 및 광차단막(128)이 형성되어 있다. 이때, 광투과막(126) 및 광차단막(128)은 화소전극(117a)과 동일한 층에 형성될 수 있으며, 또한 광투과막(126)과 광차단막(128)에는 공통전압이 인가될 수 있다.
여기서, 광투과막(126)은 투명한 물질로 형성될 수 있으며, 광차단막(128)은 불투명한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 광투과막(126)과 광차단막(128)은 보호막(122) 상에 투명한 물질과 붙투명한 물질을 연속으로 증착한 후, 데이터 라인(118) 부분이 노출되도록 불무명한 물질을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
이때, 광차단막(128)은 데이터 라인(118)의 양측에 형성된 공통전극(112a)은 가려지고, 하부에 형성된 데이터 라인(118)이 노출되도록 형성한다. 또한, 광차단막(128)은 하부에 형성된 데이터 라인(118)의 일부분이 노출되도록 형성하거나 또는 데이터 라인(118) 전체가 노출되도록 형성할 수 있다.
상기와 같이, 데이터 라인(118)과 데이터 라인(118)의 양측에 배치된 공통전극(112a)을 덮도록 보호막(122) 상에 광투과막(126)을 형성하는 이유는 제1 기판(110)에 박막트랜지스터(TFT)를 형성한 후, 데이터 라인(118)의 불량 검출을 용이하게 할 수 있도록 하기 위함이다. 이로 인해 액정표시장치의 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 데이터 라인(118)의 양측에 형성된 공통전극(112a)은 가려지고, 하부에 형성된 데이터 라인(118)이 노출되도록 광차단막(128)을 형성하는 이유는 데이터 라인(118)과 데이터 라인(118)의 양측에 배치된 공통전극(112a) 사이로 투과되는 광을 효과적으로 차단하여 빛샘 현상을 방지하기 위함이다. 이로 인해 액정표시장치의 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도를 나타내는 도면으로서, 도 3에 도시된 액정표시장치의 구조와 동일하며, 본 발명의 일실시예에서는 데이터 라인(118)과 공통전극(112a) 및 화소 전극(117a)을 절곡되지 않은 구조로 형성하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 데이터 라인(218)과 공통전극(212a) 및 화소 전극(217a)을 박막트랜지스터(110)가 형성되는 영역 즉, 데이터 라인(218)의 오른쪽으로 볼록하게 절곡되도록 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서도 데이터 라인(218)과 데이터 라인(218)의 양측에 배치된 공통전극(212a)을 덮도록 보호막(미도시) 상에 광투과막(미도시)을 형성하여 데이터 라인(218)의 불량 검출을 용이하게 할 수 있다.
또한, 데이터 라인(218)의 양측에 형성된 공통전극(212a)은 가려지고, 하부에 형성된 데이터 라인(218)이 노출되도록 광차단막(미도시)을 형성하여 데이터 라인(218)과 양측에 배치된 공통전극(212a) 사이로 투과되는 광을 효과적으로 차단하여 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 평면도를 나타내는 도면으로서, 도 3에 도시된 액정표시장치의 구조와 동일하며, 본 발명의 일실시예에서는 데이터 라인(118)과 공통전극(112a) 및 화소 전극(117a)을 절곡되지 않은 구조로 형성하였으나, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 데이터 라인(218)과 공통전극(212a) 및 화소 전극(217a)을 박막트랜지스터(110)가 형성되지 않은 영역 즉, 데이터 라인(218)의 왼쪽으로 볼록하게 절곡되도록 형성할 수 도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서도 데이터 라인(318)과 데이터 라인(318)의 양측에 배치된 공통전극(312a)을 덮도록 보호막(미도시) 상에 광투과막을 형성하여 데이터 라인(318)의 불량 검출을 용이하게 할 수 있다.
또한, 데이터 라인(318)의 양측에 형성된 공통전극(312a)은 가려지고, 하부에 형성된 데이터 라인(318) 부분이 노출되도록 광차단막(미도시)을 형성하여 데이터 라인(318)과 양측에 배치된 공통전극(312a) 사이로 투과되는 광을 효과적으로 차단하여 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
110: 제1 기판 111: 게이트 라인
111a: 게이트 전극 112: 공통전극 라인
112a: 공통전극 114: 게이트 절연막
116: 반도체층 117: 화소전극 라인
118: 데이터 라인 118a: 소스전극
118b; 드레인전극 122: 보호막
126: 광투과막 128: 광차단막
130: 제2 기판 132: 블랙 매트릭스
134: 컬러필터

Claims (12)

  1. 절연 기판 상에 형성된 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인;
    상기 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의되는 복수의 화소;
    상기 복수의 데이터 라인의 양측에 형성된 복수의 공통전극;
    상기 데이터 라인 및 데이터 라인의 양측에 형성된 공통전극을 덮도록 형성된 광투과막; 및
    상기 광투과막 상에 형성되며, 상기 데이터 라인의 양측에 형성된 상기 공통전극을 덮도록 형성된 광차단막을 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광투과막은 상기 데이터 라인의 상부에 형성된 보호막 상에 형성된 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광투과막 및 광차단막은 화소전극과 동일한 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광투과막과 광차단막은 연속 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광차단막은 상기 데이터 라인의 일부분이 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광차단막은 상기 데이터 라인 전체가 노출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    광투과막은 투명한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광차단막은 불투명한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광투과막과 상기 광차단막에는 공통전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 라인과 공통전극 및 화소전극은 상기 데이터 라인의 오른쪽으로 볼록하게 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 라인과 공통전극 및 화소전극은 상기 데이터 라인의 왼쪽으로 볼록하게 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  12. 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 컬러필터가 형성되어 있는 컬러필터 기판;
    상기 컬러필터 기판과 대응 배치되며, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항을 포함하는 어레이 기판; 및
    상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판 사이에 개재된 액정층으로 포함하는 액정표시장치.
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