KR20120065715A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20120065715A
KR20120065715A KR1020100126984A KR20100126984A KR20120065715A KR 20120065715 A KR20120065715 A KR 20120065715A KR 1020100126984 A KR1020100126984 A KR 1020100126984A KR 20100126984 A KR20100126984 A KR 20100126984A KR 20120065715 A KR20120065715 A KR 20120065715A
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KR1020100126984A
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성석제
이지은
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삼성모바일디스플레이주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에서 제1 방향을 따라 연장되어 형성되어 있으며 서로 평행한 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선, 상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선과 절연되며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 데이터선, 상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선 및 상기 데이터선과 각각 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터를 덮고 있는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터와 각각 연결되어 있는 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극을 포함하고, 상기 제2 화소 전극의 중앙부를 상기 제1 게이트선이 상기 제1 방향으로 가로지를 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 유기막 구조를 적용하는 트리플 게이트 구조의 액정 표시장치에서 제1 화소 전극과 제2 화소 전극 사이, 제2 화소 전극과 제3 화소 전극 사이 및 제3 화소 전극과 제1 화소 전극 사이에 유지 전극선을 배치하고 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선이 각각 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극의 중앙부를 가로지르게 함으로써 개구율을 향상시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다. 게이트선은 게이트 구동 회로가 생성한 게이트 신호를 전달하며, 데이터선은 데이터 구동 회로가 생성한 데이터 전압을 전달하며, 스위칭 소자는 게이트 신호에 따라 데이터 전압을 화소 전극에 전달한다. 이 때, 게이트 구동부를 화소의 스위칭 소자와 동일한 공정으로 형성하여 기판에 집적하는 한편, 화소를 가로 방향으로 배치하여 게이트선의 수를 세 배로 늘리고 데이터선의 수를 1/3로 하여 동일한 해상도를 구현하면서 원가를 절감하는 트리플 게이트(triple gate) 구조의 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
한편, 개구율을 향상시키기 위해 두꺼운 유기막이 데이터선을 덮는 유기막 구조를 적용하는데, 트리플 게이트(triple gate) 구조의 액정 표시 장치에서는 유기막 구조를 적용하여도 개구율이 많이 향상되지 않는다. 게이트선이 유지 전극선과 동일한 층에 형성되므로 유지 전극선과 일정한 간격을 두고 있어야 하고, 유기막 구조에서는 유지 용량을 확보하기 위해 별도의 유지 전극을 형성해야 하기 때문에 개구율이 작아진다. 또한, 게이트선과 소스 전극의 중첩 면적이 넓으므로 게이트선과 소스 전극간의 기생 용량에 의한 킥백 전압을 줄이기 위해서는 게이트선과 화소 전극 사이의 간격을 더 멀리 해야 하므로 개구율이 작아진다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 개구율이향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 형성되어 있으며 서로 평행한 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선, 상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선과 절연되어 교차하는 데이터선, 상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선 및 상기 데이터선과 각각 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터를 덮고 있는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터와 각각 연결되어 있는 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극을 포함하고, 상기 제2 화소 전극의 중앙부를 상기 제1 게이트선이 행 방향으로 가로지를 수 있다.
상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선과 동일한 층에 형성되어 있는 유지 전극선을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선은 순차적으로 상기 제2 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선은 하나의 게이트선 단체를 이룰 수 있다.
상기 유지 전극선은 이전 게이트선 단체의 상기 제3 게이트선과 본 게이트선 단체의 상기 제1 게이트선 사이에 배치되어 있는 제1 유지 전극선, 본 게이트선 단체의 상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선 사이에 배치되어 있는 제2 유지 전극선, 본 게이트선 단체의 상기 제2 게이트선과 상기 제3 게이트선 사이에 배치되어 있는 제3 유지 전극선을 포함할 수 있다.
상기 제1 박막 트랜지스터는 상기 제1 유지 전극선과 상기 제1 게이트선 사이에 배치되어 있고, 상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제2 유지 전극선과 상기 제2 게이트선 사이에 배치되어 있고, 상기 제3 박막 트랜지스터는 상기 제3 유지 전극선과 상기 제3 게이트선 사이에 배치되어 있을 수 있다.
상기 제1 유지 전극선, 제2 유지 전극선 및 제3 유지 전극선은 순차적으로 상기 제2 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 유지 전극선, 제2 유지 전극선 및 제3 유지 전극선은 하나의 유지 전극선 단체를 이룰 수 있다.
상기 제1 화소 전극은 이전 유지 전극선 단체의 제3 유지 전극선과 본 유지전극선 단체의 제1 유지 전극선 사이에 배치되어 있고, 상기 제2 화소 전극은 본 유지 전극선 단체의 상기 제1 유지 전극선과 상기 제2 유지 전극선 사이에 배치되어 있고, 상기 제3 화소 전극은 본 유지 전극선 단체의 상기 제2 유지 전극선과 상기 제3 유지 전극선 사이에 배치되어 있을 수 있다.
상기 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극은 각각 복수개의 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 제3 부화소 전극을 포함할 수 있다.
상기 유지 전극선은 상기 제1 부화소 전극 사이, 제2 부화소 전극 사이 및 제3 부화소 전극 사이에 배치되어 있는 유지 확장부를 포함할 수 있다.
상기 데이터선과 동일한 층에 형성되며 상기 유지 전극선과 중첩하고 있는 중첩 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 중첩 전극은 상기 제1 부화소 전극 사이, 제2 부화소 전극 사이 및 제3 부화소 전극 사이에 배치되어 있는 중첩 확장부를 포함할 수 있다.
상기 제1 박막 트랜지스터는 상기 제1 게이트선과 연결되어 있는 제1 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 제1 소스 전극, 상기 제1 화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극을 포함하고, 상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제2 게이트선과 연결되어 있는 제2 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 제2 소스 전극, 상기 제2 화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극을 포함하고, 상기 제3 박막 트랜지스터는 상기 제3 게이트선과 연결되어 있는 제3 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 상기 제3 화소 전극과 연결되어 있는 제3 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기 중첩 전극은 상기 제1 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 중첩 전극, 상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제2 중첩 전극, 상기 제3 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 중첩 전극을 포함하고, 상기 제1 중첩 전극, 제2 중첩 전극 및 제3 중첩 전극은 서로 분리되어 있을 수 있다.
상기 게이트선 및 유지 전극선을 덮고 있는 게이트 절연막을 더 포함하고, 상기 보호막은 유기막을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판과 대향하고 있는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 색필터 표시판, 상기 박막 트랜지스터 표시판과 상기 색필터 표시판 사이에 주입되어 있는 액정층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 방향은 행 방향이고, 상기 제2 방향은 열 방향일 수 있다.
본 발명에 따르면, 유기막 구조를 적용하는 트리플 게이트 구조의 액정 표시장치에서 제1 화소 전극과 제2 화소 전극 사이, 제2 화소 전극과 제3 화소 전극 사이 및 제3 화소 전극과 제1 화소 전극 사이에 유지 전극선을 배치하고 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선이 각각 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극의 중앙부를 가로지르게 함으로써 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 좌측 부화소 전극과 중앙 부화소 전극 사이, 중앙 부화소 전극과 우측 부화소 전극 사이에 유지 축전기를 배치함으로써 유지 용량을 향상시키면서 동시에 개구율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 상하로 인접한 세개의 화소의 배치도이다.
도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
그러면 도 1 및 2를 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 상하로 인접한 세개의 화소의 배치도이고, 도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100), 박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향하는 색필터 표시판(200) 및 박막 트랜지스터 표시판(100)과 색필터 표시판(200) 사이에 주입되어 있는 액정층(300)을 포함한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 제1 기판(110) 위에 게이트선(gate line)(121) 및 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 제1 방향 즉, 가로 방향으로 뻗어 있다. 게이트선(121)은 서로 평행한 제1 게이트선(121aq), 제2 게이트선(121bq) 및 제3 게이트선(121cq)을 포함한다. 서로 다른 게이트 신호가 전달되는 제1 게이트선(121aq), 제2 게이트선(121bq) 및 제3 게이트선(121cq)은 순차적으로 제1 방향과 교차하는 제2 방향 즉, 세로 방향으로 배치되어 있으며, 제1 게이트선(121aq), 제2 게이트선(121bq) 및 제3 게이트선(121cq)은 하나의 게이트선 단체를 이룬다. 본 게이트선 단체를 기준으로 위에 배치되어 있는 게이트선 단체를 이전 게이트선 단체, 본 게이트선 단체를 기준으로 아래에 배치되어 있는 게이트선 단체를 다음 게이트선 단체라 정의한다.
제1 게이트선(121aq), 제2 게이트선(121bq) 및 제3 게이트선(121cq)은 각각 위로 돌출한 제1 게이트 전극(gate electrode)(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗어 있다. 유지 전극선(131)은 이전 게이트선 단체의 제3 게이트선(121cp)과 본 게이트선 단체의 제1 게이트선(121aq) 사이에 배치되어 있는 제1 유지 전극선(131aq), 본 게이트선 단체의 제1 게이트선(121aq)과 제2 게이트선(121bq) 사이에 배치되어 있는 제2 유지 전극선(131bq), 본 게이트선 단체의 제2 게이트선(121bq)과 제3 게이트선(121cq) 사이에 배치되어 있는 제3 유지 전극선(131cq)을 포함한다.
제1 유지 전극선(131aq), 제2 유지 전극선(131bq) 및 제3 유지 전극선(131cq)은 순차적으로 세로 방향으로 배치되어 있으며, 제1 유지 전극선(131aq), 제2 유지 전극선(131bq) 및 제3 유지 전극선(131cq)은 하나의 유지 전극선 단체를 이룬다. 본 유지 전극선 단체를 기준으로 위에 배치되어 있는 유지 전극선 단체를 이전 유지 전극선 단체, 본 유지 전극선 단체를 기준으로 아래에 배치되어 있는 유지 전극선 단체를 다음 유지 전극선 단체라 정의한다.
유지 전극선(131)은 유지 용량을 확장하기 위해 유지 확장부(133, 134, 135)를 가지며, 유지 확장부(133, 134, 135)는 유지 전극선(131)에서 상부로 연장되어 있는 상부 유지 확장부(133), 유지 전극선(131)에서 하부로 연장되어 있는 하부 유지 확장부(134) 및 드레인 전극(175)의 넓은 끝부분과 중첩하는 중첩 유지 확장부(135)를 포함한다. 본 실시예에서는 2개의 상부 유지 확장부(133)와 2개의 하부 유지 확장부(134) 및 하나의 중첩 유지 확장부(135)가 형성되어 있다.
유지 확장부(133, 134, 135)는 제1 유지 전극선(131aq)에서 연장된 제1 상부 유지 확장부(133a), 제1 하부 유지 확장부(134a), 제1 중첩 유지 확장부(135a)와, 제2 유지 전극선(131bq)에서 연장된 제2 상부 유지 확장부(133b), 제2 하부 유지 확장부(134b), 제2 중첩 유지 확장부(135b)와, 제3 유지 전극선(131cq)에서 연장된 제3 상부 유지 확장부(133c), 제3 하부 유지 확장부(134b), 제3 중첩 유지 확장부(135c)를 포함한다.
제1 게이트선(121aq), 제2 게이트선(121bq) 및 제3 게이트선(121cq), 제1 유지 전극선(131aq), 제2 유지 전극선(131bq) 및 제3 유지 전극선(131cq) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소(amorphous silicon, a-Si)를 포함하는 반도체층(150)이 형성되어 있다. 반도체층(150)은 제1 게이트 전극(124a)과 중첩하고 있는 제1 반도체층(150a), 제2 게이트 전극(124b)과 중첩하고 있는 제2 반도체층(150b), 제3 게이트 전극(124c)과 중첩하고 있는 제3 반도체층(150c)를 포함한다. 반도체층(150) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 반도체층(150) 위에 형성되어 있는 저항성 접촉 부재(163, 165)를 포함하며, 인(P) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체층(150) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(data line)(171) 및 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있으며, 드레인 전극(175)은 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함한다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 제2 방향 즉, 세로 방향으로 뻗어 제1 게이트선(121aq), 제2 게이트선(121bq) 및 제3 게이트선(121cq)과 교차한다. 데이터선(171)은 또한 제1 유지 전극선(131aq), 제2 유지 전극선(131bq) 및 제3 유지 전극선(131cq)과 교차한다. 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 소스 전극(source electrode)(173)을 포함하며, 소스 전극(173)은 제1 게이트 전극(124a)을 향하여 뻗은 제1 소스 전극(source electrode)(173a), 제2 게이트 전극(124b)을 향하여 뻗은 제2 소스 전극(173b), 제3 게이트 전극(124c)을 향하여 뻗은 제3 소스 전극(173c)을 포함한다.
제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b) 및 제3 드레인 전극(175c)은 데이터선(171)과 분리되어 있고, 제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a)을 중심으로 제1 소스 전극(173a)과 마주 보고, 제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b)을 중심으로 제2 소스 전극(173b)과 마주 보고, 제3 드레인 전극(175c)은 제3 게이트 전극(124c)을 중심으로 제3 소스 전극(173c)과 마주 보고 있다.
드레인 전극(175)은 면적이 넓은 한 쪽 끝 부분인 드레인 확장부(176)를 가지며, 드레인 확장부(176)에서 연장된 중첩 전극(177)을 가진다. 드레인 확장부(176)는 유지 전극선(131)의 중첩 유지 확장부(135)와 중첩하고 있으며, 중첩 전극(177)은 유지 전극선(131)과 동일한 형상을 가지며 유지 전극선(131)과 중첩하고 있다.
중첩 전극(177)은 제1 드레인 전극(175a)의 제1 드레인 확장부(176a)와 연결되어 있는 제1 중첩 전극(177a), 제2 드레인 전극(175b)의 제2 드레인 확장부(176b)와 연결되어 있는 제2 중첩 전극(177b), 제3 드레인 전극(175c)의 제3 드레인 확장부(176c)와 연결되어 있는 제3 중첩 전극(177c)을 포함한다. 제1 중첩 전극(177a), 제2 중첩 전극(177b) 및 제3 중첩 전극(177c)은 서로 분리되어 있다.
중첩 전극(177)은 유지 용량을 확장하기 위해 유지 확장부(133, 134)와 중첩하는 중첩 확장부(178, 179)를 가지며, 중첩 확장부(178)는 중첩 전극(177)에서 상부로 연장되어 있는 상부 중첩 확장부(178), 중첩 전극(177)에서 하부로 연장되어 있는 하부 중첩 확장부(179)를 포함한다. 본 실시예에서는 2개의 상부 중첩 확장부(178)와 2개의 하부 중첩 확장부(179)가 형성되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체층(150a)과 함께 제1 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT1)를 이루며, 제1 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 제1 반도체층(150a)에 형성된다. 제2 박막 트랜지스터(TFT2)도 동일하게 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 제2 드레인 전극(175b) 및 제2 반도체층(150b)으로 이루어지며, 제3 박막 트랜지스터(TFT3)도 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 제3 드레인 전극(175c) 및 제3 반도체층(150c)으로 이루어진다.
제1 박막 트랜지스터(TFT1)는 제1 유지 전극선(131aq)과 제1 게이트선(121aq) 사이에 배치되어 있고, 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 제2 유지 전극선(131bq)과 제2 게이트선(121bq) 사이에 배치되어 있고, 제3 박막 트랜지스터(TFT3)는 제3 유지 전극선(131cq)과 제3 게이트선(121cq) 사이에 배치되어 있다.
그리고, 제1 드레인 확장부(176a), 제2 드레인 확장부(176b) 및 제3 드레인 확장부(176c)는 각각 제1 박막 트랜지스터(TFT1), 제2 박막 트랜지스터(TFT2) 및 제3 박막 트랜지스터(TFT3)와 인접하게 위치하고 있다. 따라서, 개구율을 저하시키는 요소인 제1 드레인 확장부(176a) 및 제1 박막 트랜지스터(TFT1), 제2 드레인 확장부(176a) 및 제2 박막 트랜지스터(TFT2), 제3 드레인 확장부(176a) 및 제3 박막 트랜지스터(TFT3)는 각각 제1 화소 전극(190a)의 외곽부, 제2 화소 전극(190b)의 외곽부 및 제3 화소 전극(190c)의 외곽부에 배치하고 있어 개구율을 향상시킬 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 아래의 반도체층(150)과 그 위의 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체층(150) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어진다. 유기 절연물 중 감광성(photosensitivity)을 가지는 것으로 보호막(180)을 만들 수도 있으며, 보호막(180)의 표면은 평탄할 수 있다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체층(150)에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(contact hole)(181)이 형성되어 있으며, 보호막(180) 위에는 화소 전극(pixel electrode)(190)이 형성되어 있다. 접촉 구멍(181)은 제1 드레인 전극(175a)를 드러내는 제1 접촉 구멍(181a), 제2 드레인 전극(175b)를 드러내는 제2 접촉 구멍(181b), 제3 드레인 전극(175c)를 드러내는 제3 접촉 구멍(181c)을 포함한다.
화소 전극(190)은 이전 유지 전극선 단체의 제3 유지 전극선(131cp)과 본 유지 전극선 단체의 제1 유지 전극선(131aq) 사이에 배치되어 있는 제1 화소 전극(190a), 본 유지 전극선 단체의 제1 유지 전극선(131aq)과 제2 유지 전극선(131bq) 사이에 배치되어 있는 제2 화소 전극(190b), 그리고 본 유지 전극선 단체의 제2 유지 전극선(131bq)과 제3 유지 전극선(131cq) 사이에 배치되어 있는 제3 화소 전극(190c)을 포함한다.
따라서, 이전 게이트선 단체의 제3 게이트선(121cp)은 제1 화소 전극(190a)의 중앙부를 행 방향으로 가로 지르고 있고, 본 게이트선 단체의 제1 게이트선(121aq)은 제2 화소 전극(190b)의 중앙부를 행 방향으로 가로지르고 있고, 본 게이트선 단체의 제2 게이트선(121bq)은 제3 화소 전극(190c)의 중앙부를 행 방향으로 가로지르고 있다.
이와 같이, 제1 화소 전극(190a), 제2 화소 전극(190b) 및 제3 화소 전극(190c)은 제1 유지 전극선(131aq), 제2 유지 전극선(131bq) 및 제3 유지 전극선(131cq)과 중첩하지 않으므로 개구율을 향상시킬 수 있다.
제1 화소 전극(190a)은 3개의 제1 부화소 전극을 포함한다. 3개의 제1 부화소 전극(191a, 192a, 193a)은 좌측 제1 부화소 전극(191a), 중앙 제1 부화소 전극(192a) 및 우측 제1 부화소 전극(193a)으로 이루어진다.
좌측 제1 부화소 전극(191a)의 중앙부는 공통 전극(270)의 좌측 제1 절개부(271a)와 대응하며, 중앙 제1 부화소 전극(192a)의 중앙부는 공통 전극(270)의 중앙 제1 절개부(272a)와 대응하고, 우측 제1 부화소 전극(193a)의 중앙부는 공통 전극(270)의 우측 제1 절개부(273a)와 대응한다.
동일하게, 제2 화소 전극(190b)은 3개의 제2 부화소 전극을 포함한다. 3개의 제2 부화소 전극(191b, 192b, 193b)은 좌측 제2 부화소 전극(191b), 중앙 제2 부화소 전극(192b) 및 우측 제2 부화소 전극(193b)으로 이루어진다. 좌측 제2 부화소 전극(191b)의 중앙부는 공통 전극(270)의 좌측 제2 절개부(271b)와 대응하며, 중앙 제2 부화소 전극(192b)의 중앙부는 공통 전극(270)의 중앙 제2 절개부(272b)와 대응하고, 우측 제2 부화소 전극(193b)의 중앙부는 공통 전극(270)의 우측 제2 절개부(273b)와 대응한다. 또한, 제3 화소 전극(190c)은 3개의 제3 부화소 전극을 포함한다. 3개의 제3 부화소 전극(191c, 192c, 193c)은 좌측 제3 부화소 전극(191c), 중앙 제3 부화소 전극(192c) 및 우측 제3 부화소 전극(193c)으로 이루어진다. 좌측 제3 부화소 전극(191c)의 중앙부는 공통 전극(270)의 좌측 제3 절개부(271c)와 대응하며, 중앙 제3 부화소 전극(192c)의 중앙부는 공통 전극(270)의 중앙 제3 절개부(272c)와 대응하고, 우측 제3 부화소 전극(193c)의 중앙부는 공통 전극(270)의 우측 제3 절개부(273c)와 대응한다.
따라서, 제1 부화소 전극(191a, 192a, 193a)의 주변부는 공통 전극(270)의 제1 절개부(271a, 272a, 273a)와 프린지 필드를 형성하고, 제2 부화소 전극(191b, 192b, 193b)의 주변부는 공통 전극(270)의 제2 절개부(271b, 272b, 273b)와 프린지 필드를 형성하며, 제3 부화소 전극(191c, 192c, 193c)의 주변부는 공통 전극(270)의 제3 절개부(271c, 272c, 273c)와 프린지 필드를 형성하여 광 시야각을 구현한다.
제1 화소 전극(190a), 제2 화소 전극(190b) 및 제3 화소 전극(190c)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(190)은 접촉 구멍(182)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적ㅇ전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 색필터 표시판의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 화소 전극(190)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 "액정 축전기(liquid crystal capacitor)"라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
중첩 전극(177)은 드레인 전극(175)을 통해 화소 전극(190)과 연결되어 있어 중첩 전극(177)과 유지 전극선(131)이 중첩하여 유지 축전기를 이룬다. 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.
제1 유지 전극선(131aq)에서 연장된 제1 상부 유지 확장부(133a)는 좌측 제1 부화소 전극(191a)과 중앙 제1 부화소 전극(192a) 사이, 중앙 제1 부화소 전극(192a)과 우측 제1 부화소 전극(193a) 사이에 배치되어 있다. 제1 유지 전극선(131aq)에서 연장된 제1 하부 유지 확장부(134a)는 좌측 제2 부화소 전극(191b)과 중앙 제2 부화소 전극(192b) 사이, 중앙 제2 부화소 전극(192b)과 우측 제2 부화소 전극(193b) 사이에 배치되어 있다. 그리고, 제2 유지 전극선(131bq)에서 연장된 제2 상부 유지 확장부(133b)는 동일하게 좌측 제2 부화소 전극(191b)과 중앙 제2 부화소 전극(192b) 사이, 중앙 제2 부화소 전극(192b)과 우측 제2 부화소 전극(193b) 사이에 배치되어 있다. 제2 유지 전극선(131bq)에서 연장된 제2 하부 유지 확장부(134b)는 좌측 제3 부화소 전극(191c)과 중앙 제3 부화소 전극(192c) 사이, 중앙 제3 부화소 전극(192c)과 우측 제3 부화소 전극(193c) 사이에 배치되어 있다. 그리고, 제3 유지 전극선(131cq)에서 연장된 제3 상부 유지 확장부(133c)는 동일하게 좌측 제3 부화소 전극(191c)과 중앙 제3 부화소 전극(192c) 사이, 중앙 제3 부화소 전극(192c)과 우측 제3 부화소 전극(193c) 사이에 배치되어 있다.
한편, 제1 중첩 전극(177a)에서 연장된 제1 상부 중첩 확장부(178a)는 좌측 제1 부화소 전극(191a)과 중앙 제1 부화소 전극(192a) 사이, 중앙 제1 부화소 전극(192a)과 우측 제1 부화소 전극(193a) 사이에 배치되어 있다. 제1 중첩 전극(177a)에서 연장된 제1 하부 중첩 확장부(179a)는 좌측 제2 부화소 전극(191b)과 중앙 제2 부화소 전극(192b) 사이, 중앙 제2 부화소 전극(192b)과 우측 제2 부화소 전극(193b) 사이에 배치되어 있다. 그리고, 제2 중첩 전극(177b)에서 연장된 제2 상부 중첩 확장부(178b)는 동일하게 좌측 제2 부화소 전극(191b)과 중앙 제2 부화소 전극(192b) 사이, 중앙 제2 부화소 전극(192b)과 우측 제2 부화소 전극(193b) 사이에 배치되어 있다. 제2 중첩 전극(177b)에서 연장된 제2 하부 중첩 확장부(179b)는 좌측 제3 부화소 전극(191c)과 중앙 제3 부화소 전극(192c) 사이, 중앙 제3 부화소 전극(192c)과 우측 제3 부화소 전극(193c) 사이에 배치되어 있다. 그리고, 제3 중첩 전극(177c)에서 연장된 제3 상부 중첩 확장부(178c)는 동일하게 좌측 제3 부화소 전극(191c)과 중앙 제3 부화소 전극(192c) 사이, 중앙 제3 부화소 전극(192c)과 우측 제3 부화소 전극(193c) 사이에 배치되어 있다.
이와 같이, 유지 전극선(131)과 중첩 전극(177)은 화소 전극(190)과 중첩되지 않도록 배치되어 있으므로 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 유지 전극선(131)과 중첩 전극(177)은 제1 부화소 전극(191a, 192a, 193a) 사이, 제2 부화소 전극(191b, 192b, 193b) 사이 및 제3 부화소 전극(191c, 192c, 193c) 사이에 각각 유지 확장부(133, 134)와 중첩 확장부(178, 179)를 형성하고 있으므로 별도의 유지 전극을 형성하지 않고도 중첩 면적을 넓혀 유지 용량을 향상시키면서 동시에 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 유지 용량이 향상되므로 킥백 전압(kickback voltage)을 줄일 수 있다.
이러한 박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향하고 있는 색필터 표시판(200)은 간격재(350)에 의해 색필터 표시판(200)과 박막 트랜지스터 표시판(100) 사이의 간격을 유지하고 있다.
색필터 표시판(200)은 투명한 유리 등의 제2 기판(210) 위에 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 크롬 등의 금속이나 유기물로 이루어진다. 차광 부재(220)는 제2 기판(210)을 노출하는 복수개의 개구 영역(221)을 가진다.
차광 부재(220)의 하나의 개구 영역(221)은 하나의 화소에 대응하며, 차광 부재(220)의 제1 개구 영역(221a), 제2 개구 영역(221b) 및 제3 개구 영역(221c)은 각각 제1 화소 전극(190a), 제2 화소 전극(190b) 및 제3 화소 전극(190c)에 대응한다.
차광 부재(220)와 일부 중첩하여 기판(210) 위에 색필터(230)가 형성되어 있으며, 색필터(230)는 차광 부재(220)가 정의하는 개구 영역(221) 내에 거의 들어가도록 배치되어 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등 삼원색 중 하나를 나타낼 수 있다. 열 방향으로 배치된 색필터(230)들은 동일한 색을 나타낼 수 있다.
색필터(230) 위에는 유기 물질 따위로 이루어진 보호 부재(330)가 형성되어 있다. 보호 부재(330)는 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하여 색필터(230)를 공통 전극(270)의 식각액 등으로부터 보호한다.
보호 부재(330) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받으며, 절개부(271a, 272a, 273a, 271b, 272b, 273b, 271c, 272c, 273c)를 가지고 있으며, 보호 부재(330) 위에는 보호 부재(330)와 동일한 물질로 이루어진 간격재(350)가 형성되어 있다. 간격재(350)는 색필터 표시판(200)과 박막 트랜지스터 표시판(100) 사이의 간격을 유지하기 위해 형성된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
121: 게이트선 131: 유지 전극
140: 게이트 절연막 171: 데이터선
177: 중첩 전극 190: 화소 전극
220: 차광 부재 230: 색필터
270: 공통 전극 271: 공통 절개부
272: 주변 절개부 330: 보호 부재
350: 간격재

Claims (16)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에서 제1 방향을 따라 연장되어 형성되어 있으며 서로 평행한 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선,
    상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선과 절연되며 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 연장되는 데이터선,
    상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선 및 상기 데이터선과 각각 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터,
    상기 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터를 덮고 있는 보호막,
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 제1 박막 트랜지스터, 제2 박막 트랜지스터 및 제3 박막 트랜지스터와 각각 연결되어 있는 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극
    을 포함하고,
    상기 제2 화소 전극의 중앙부를 상기 제1 게이트선이 상기 제1 방향으로 가로지르는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선과 동일한 층에 형성되어 있는 유지 전극선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선은 순차적으로 상기 제2 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 게이트선, 제2 게이트선 및 제3 게이트선은 하나의 게이트선 단체를 이루는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 유지 전극선은
    이전 게이트선 단체의 상기 제3 게이트선과 본 게이트선 단체의 상기 제1 게이트선 사이에 배치되어 있는 제1 유지 전극선,
    본 게이트선 단체의 상기 제1 게이트선과 상기 제2 게이트선 사이에 배치되어 있는 제2 유지 전극선,
    본 게이트선 단체의 상기 제2 게이트선과 상기 제3 게이트선 사이에 배치되어 있는 제3 유지 전극선
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 박막 트랜지스터는 상기 제1 유지 전극선과 상기 제1 게이트선 사이에 배치되어 있고,
    상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제2 유지 전극선과 상기 제2 게이트선 사이에 배치되어 있고,
    상기 제3 박막 트랜지스터는 상기 제3 유지 전극선과 상기 제3 게이트선 사이에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 제1 유지 전극선, 제2 유지 전극선 및 제3 유지 전극선은 순차적으로 상기 제2 방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1 유지 전극선, 제2 유지 전극선 및 제3 유지 전극선은 하나의 유지 전극선 단체를 이루는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 화소 전극은 이전 유지 전극선 단체의 제3 유지 전극선과 본 유지전극선 단체의 제1 유지 전극선 사이에 배치되어 있고,
    상기 제2 화소 전극은 본 유지 전극선 단체의 상기 제1 유지 전극선과 상기 제2 유지 전극선 사이에 배치되어 있고,
    상기 제3 화소 전극은 본 유지 전극선 단체의 상기 제2 유지 전극선과 상기 제3 유지 전극선 사이에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 제1 화소 전극, 제2 화소 전극 및 제3 화소 전극은 각각 복수개의 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극 및 제3 부화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 유지 전극선은 상기 제1 부화소 전극 사이, 제2 부화소 전극 사이 및 제3 부화소 전극 사이에 배치되어 있는 유지 확장부를 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 데이터선과 동일한 층에 형성되며 상기 유지 전극선과 중첩하고 있는 중첩 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 중첩 전극은 상기 제1 부화소 전극 사이, 제2 부화소 전극 사이 및 제3 부화소 전극 사이에 배치되어 있는 중첩 확장부를 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 제1 박막 트랜지스터는 상기 제1 게이트선과 연결되어 있는 제1 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 제1 소스 전극, 상기 제1 화소 전극과 연결되어 있는 제1 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제2 게이트선과 연결되어 있는 제2 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 제2 소스 전극, 상기 제2 화소 전극과 연결되어 있는 제2 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제3 박막 트랜지스터는 상기 제3 게이트선과 연결되어 있는 제3 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 제3 소스 전극, 상기 제3 화소 전극과 연결되어 있는 제3 드레인 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제10항에서,
    상기 중첩 전극은
    상기 제1 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 중첩 전극,
    상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있는 제2 중첩 전극,
    상기 제3 드레인 전극과 연결되어 있는 제3 중첩 전극을 포함하고,
    상기 제1 중첩 전극, 제2 중첩 전극 및 제3 중첩 전극은 서로 분리되어 있는 액정 표시 장치.
  14. 제2항에서,
    상기 게이트선 및 유지 전극선을 덮고 있는 게이트 절연막을 더 포함하고,
    상기 보호막은 유기막을 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 제1 기판과 대향하고 있는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 색필터 표시판,
    상기 박막 트랜지스터 표시판과 상기 색필터 표시판 사이에 주입되어 있는 액정층
    을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 제1 방향은 가로 방향이고, 상기 제2 방향은 세로 방향인 액정 표시 장치.
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