KR20120116575A - In-plane switching mode liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 횡전계방식 액정표시장치 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 개구율 감소 없이 VAC(viewing angle cross) 불량을 방지할 수 있는 횡전계방식 액정표시장치 액정표시장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다. Liquid crystal display devices (LCDs), which are used for TVs and monitors due to their high contrast ratio and are advantageous for displaying moving images, are characterized by optical anisotropy and polarization of liquid crystals. The principle of image implementation by
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.Such a liquid crystal display is an essential component of a liquid crystal panel bonded through a liquid crystal layer between two side-by-side substrates, and realizes a difference in transmittance by changing an arrangement direction of liquid crystal molecules with an electric field in the liquid crystal panel. do.
최근에는 상-하로 형성된 전기장으로 액정을 구동하는 능동행렬 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 많이 사용되고 있으나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정구동은 시야각 특성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. Recently, an active matrix liquid crystal display device that drives liquid crystal with an electric field formed up-down has been widely used because of its excellent resolution and video performance. However, liquid crystal driving due to an electric field that is applied up-down has a disadvantage in that the viewing angle characteristics are inferior.
이에, 시야각이 좁은 단점을 극복하기 위해 여러 가지 방법이 제시되고 있는데, 그 중 횡전계에 의한 액정 구동방법이 주목받고 있다. Accordingly, various methods have been proposed in order to overcome the disadvantage that the viewing angle is narrow. Among them, a liquid crystal driving method by a transverse electric field is attracting attention.
특히, 액정을 정밀하게 제어할 수 있어, 개구율 및 투과율이 향상된 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치가 널리 사용되고 있다. In particular, a fringe field switching mode liquid crystal display device capable of precisely controlling liquid crystals and improving aperture ratio and transmittance is widely used.
이하, 최근 가장 널리 사용되고 있는 프린지 필드 스위칭 구조(fringe field switching mode) 액정표시장치를 일예로 횡전계형 액정표시장치에 대해 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. Hereinafter, a transverse field type liquid crystal display device will be described in more detail as an example of the fringe field switching mode liquid crystal display device which is most widely used.
도 1은 일반적인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 간략하게 나타낸 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a typical fringe field switching mode liquid crystal display.
도시한 바와 같이, 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(10)는 어레이기판인 제 1 기판(1)과 컬러필터기판인 제 2 기판(2)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 제 1 및 제 2 기판(1, 2) 사이에는 액정층(3)이 개재되어 있다. As illustrated, the fringe field switching mode liquid
이때, 제 1 기판(1) 상에는 소정간격 이격되어 평행하게 구성된 다수의 게이트배선(미도시)과 게이트배선(미도시)에 근접하여 게이트배선(미도시)과 평행하게 구성된 공통배선(미도시)과, 두 배선(미도시, 미도시)과 교차하며 특히 게이트배선(미도시)과는 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(4)이 구성되어 있다.In this case, the plurality of gate wirings (not shown) and the common wirings (not shown) adjacent to the gate wirings (not shown) configured to be parallel to the gate substrate (not shown) spaced at predetermined intervals on the
각 화소영역(P)의 게이트배선(미도시)과 데이터배선(4)의 교차지점인 스위칭영역(TrA)에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되며, 실질적으로 화상이 구현되는 표시영역(AA)에는 화소전극(21)과 공통전극(25)이 형성되어 있다. A thin film transistor Tr is formed in the switching region TrA, which is an intersection point of the gate wiring (not shown) and the data wiring 4 of each pixel region P, and is substantially in the display region AA where an image is realized. The
여기서, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트전극(11), 게이트절연막(13), 반도체층(15), 소스 및 드레인전극(17, 19)으로 이루어진다. The thin film transistor Tr includes a
그리고, 화소전극(21)은 박막트랜지스터(Tr)의 드레인전극(19)과 전기적으로 연결되는 판 형상으로 구성된다. The
그리고, 화소전극(21)의 상부에는 보호막(23)을 사이에 두고 공통전극(25)이 위치하는데, 공통전극(25)은 각 화소영역(P)에 대응하여 다수의 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 구비하고 있다. The
따라서, 화소전극(21)과 공통전극(25)에 전압이 인가됨으로써 프린지 필드(Fringe field)를 형성하게 된다.Accordingly, a voltage is applied to the
그리고 제 1 기판(1)과 마주보는 제 2 기판(2) 상에는 화소영역(P)에 대응하는 개구부를 가지는 블랙매트릭스(31)가 형성되어 있으며, 이들 개구부에 대응하여 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층(33)이 형성되어 있다. In addition, a
그리고, 블랙매트릭스(31)와 컬러필터층(33) 상부에는 오버코트층(35)이 형성되어 있다. The
이와 같이 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(10)는 동일 기판(1) 상에 화소전극(21)과 공통전극(25)을 형성하고, 두 전극(21, 25) 사이에 형성되는 프린지 필드에 의해 액정분자를 구동시킴으로써, 액정표시장치의 시야각을 넓게 할 수 있다. As described above, the fringe field switching mode
한편, 이러한 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(10)는 각 전극 및 배선에 의해 형성된 단차부에 있어, 전계의 이상(異狀) 분포가 발생하여 액정분자가 정상적으로 동작하지 않음으로서, 이의 영역에서 빛샘 현상이 발생하게 된다. On the other hand, the fringe field switching mode liquid
따라서, 이렇게 불규칙적으로 동작하는 액정이 형성되는 부분 특히 게이트배선(미도시) 및 데이터배선(4)에 대응하여 제 2 기판(2) 상에 빛이 통과하지 못하도록 블랙매트릭스(31)를 형성하고 있다. Therefore, the
특히, 데이터배선(4)에 대응해서는 데이터배선(4)을 포함하여 그 양측에 위치하는 공통전극(25)까지 충분히 덮도록 블랙매트릭스(31)를 형성하고 있다.In particular, the
이때, 데이터배선(4)에 대응하여 형성되는 블랙매트릭스(31)는 데이터배선(4)과 공통전극(25) 사이의 이격된 영역을 통해 관찰자의 시야각에 따라 빛샘이 관찰되는 VAC(viewing angle cross) 불량을 방지하기 위하여, VAC마진(viewing angle cross margin : D)을 더욱 갖도록 형성되는데, 이는 액정표시장치(10)의 개구율을 잠식하는 문제점을 야기하게 된다.In this case, the
또한, 종래에는 데이터배선(4)과 공통전극(25)사이의 이격된 영역을 차폐하는 VAC마진(D)을 갖는 블랙매트릭스(31)를 구성하였음에도 불구하고도, 관찰자의 시야각에 따라 빛샘이 관찰되는 VAC 불량이 발생하는 문제점이 있다.In addition, although a
이에, 최근에는 이러한 문제점을 방지하고자 화소전극(21)과 중첩되어 스토리지 캐패시터(미도시)를 이루는 공통배선(미도시)을 데이터배선(4)의 하부에 더욱 형성함으로써, 공통배선(미도시)을 통해 데이터배선(4)과 공통전극(25) 사이의 이격된 영역으로부터 빛이 새는 것을 막아, VAC 불량을 방지하는 구조가 제안되고 있다. Recently, in order to prevent such a problem, a common wiring (not shown) overlapping with the
이때, 블랙매트릭스(31)는 VAC마진(D)을 갖도록 형성하지 않아도 됨으로써, 개구율을 향상시킬 수 있다. At this time, the
그러나, 이러한 구조는 공통배선(미도시)이 데이터배선(4)의 하부에 위치함으로써, 공통배선(미도시)과 데이터배선(4)은 그 사이에 개재되는 게이트절연막(13)을 유전체층으로 하여 기생용량(capacitance)을 이루게 된다. However, in this structure, the common wiring (not shown) is positioned below the data wiring 4, so that the common wiring (not shown) and the data wiring 4 use the
이러한 기생용량은 저항체로 작용하여 데이터배선(4)의 신호지연을 발생시키고, 소비전류를 증가시키게 된다. 이에 신뢰성에 영향을 주는 문제를 발생시키고 있으며, 나아가 데이터배선(4)의 단선을 초래하는 문제를 일으키고 있다.
This parasitic capacitance acts as a resistor to generate a signal delay of the data wiring 4 and increase the current consumption. This causes a problem that affects reliability, and furthermore, a problem that causes disconnection of the data wiring 4.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 횡전계형 액정표시장치의 VAC(viewing angle cross) 불량을 방지하는 동시에 데이터배선의 신호지연 불량 및 소비전류가 증가하는 것을 방지하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다. Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to prevent a failure of a viewing angle cross (VAC) of a transverse electric field type liquid crystal display and to prevent a signal delay failure and an increase in current consumption of data wiring. It is done.
이를 통해, 개구율이 향상되며, 표시품질이 향상된 횡전계방식액정표시장치를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.
Accordingly, a second object of the present invention is to provide a transverse electric field liquid crystal display device having improved aperture ratio and improved display quality.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 2 기판을 마주보는 상기 제 1 기판 상에 형성되는 게이트배선 및 공통배선과, 상기 공통배선에서 분기하여 형성되는 공통전극과; 상기 게이트배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과; 상기 게이트배선과 상기 데이터배선의 교차영역에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 연결되고, 상기 화소영역 내에서 상기 공통전극과 수평전계를 발생시키는 화소전극과; 상기 공통전극 및 상기 화소전극을 덮도록 상기 제 1 기판의 전면에 형성되며, 상기 제 1 방향으로 러빙처리된 배향막과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브(negative) 성질을 갖는 액정층을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치를 제공한다. In order to achieve the object as described above, the present invention comprises a first substrate and a second substrate; A gate wiring and a common wiring formed on the first substrate facing the second substrate, and a common electrode formed by branching from the common wiring; A data line crossing the gate line and defining a pixel area; A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line; A pixel electrode connected to the thin film transistor and generating a horizontal electric field with the common electrode in the pixel region; An alignment layer formed on an entire surface of the first substrate so as to cover the common electrode and the pixel electrode and rubbed in the first direction; Provided is a transverse electric field type liquid crystal display device interposed between the first and second substrates and including a liquid crystal layer having a negative property of dielectric anisotropy.
이때, 상기 공통전극은 상기 각 화소영역의 최외각에 위치하며, 상기 게이트배선과 대응하는 방향으로 바(bar) 형상의 개구부를 가지며, 상기 화소전극은 바(bar) 형상의 다수의 개구부를 갖도록 형성되며, 상기 공통전극의 바(bar) 형상의 개구부와 서로 엇갈려 형성된다. In this case, the common electrode is positioned at the outermost portion of each pixel area, has a bar-shaped opening in a direction corresponding to the gate wiring, and the pixel electrode has a plurality of bar-shaped openings. It is formed, and are formed to cross the bar-shaped opening of the common electrode.
그리고, 상기 공통전극 및 상기 화소전극의 바(bar) 형상의 개구부는 상기 게이트배선을 기준으로 일정각도 경사지게 형성되며, 상기 공통전극과 화소전극은 동일층에 형성되거나, 또는 보호층을 사이에 두고 형성된다. The bar-shaped openings of the common electrode and the pixel electrode are formed to be inclined at an angle with respect to the gate wiring, and the common electrode and the pixel electrode are formed on the same layer or have a protective layer therebetween. Is formed.
또한, 상기 화소전극은 판 형상을 갖고, 상기 공통전극과 보호층을 사이에 두고 형성되며, 상기 공통전극의 바(bar) 형상의 개구부는 상기 게이트배선을 기준으로 일정각도 경사지게 형성되며, 상기 박막트랜지스터는 게이트배선과 연결되는 게이트전극과, 상기 데이터배선과 연결되는 소스전극 및 드레인전극과 반도체층으로 이루어진다. In addition, the pixel electrode has a plate shape, and is formed with the common electrode and the protective layer interposed therebetween, and the bar-shaped opening of the common electrode is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the gate wiring, and the thin film The transistor includes a gate electrode connected to a gate wiring, a source electrode and a drain electrode connected to the data wiring, and a semiconductor layer.
그리고, 상기 화소전극은 상기 드레인전극과 연결되며, 상기 제 1 기판을 마주보는 상기 제 2 기판 상에 개구부를 갖는 블랙매트릭스가 형성되며, 상기 개구부에는 적, 녹, 청의 컬러필터층이 형성된다. The pixel electrode is connected to the drain electrode, and a black matrix having an opening is formed on the second substrate facing the first substrate, and the color filter layers of red, green, and blue are formed in the opening.
또한, 상기 데이터배선에 대응하는 상기 블랙매트릭스의 폭은 상기 데이터배선을 사이에 두고 서로 이웃하는 화소영역의 화소전극 사이의 간격과 같거나 좁다.
In addition, the width of the black matrix corresponding to the data line is equal to or smaller than the distance between pixel electrodes of neighboring pixel regions with the data line therebetween.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브(negative) 액정을 초기 배열을 유도하는 러빙 방향과 전압 인가시 액정의 배열 방향을 결정짓는 전계의 방향을 동일하게 형성함으로써, 이를 통해, VAC 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 빛샘이 관찰되는 VAC 불량을 방지하기 위한 VAC 마진을 생략할 수 있어, 액정표시장치의 개구율을 향상시키게 되는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, by forming a negative liquid crystal having a dielectric anisotropy equal to the rubbing direction for inducing an initial arrangement and the direction of an electric field for determining the arrangement direction of the liquid crystal when voltage is applied. By doing so, it is possible to prevent the occurrence of VAC failure, and to omit the VAC margin for preventing the VAC failure in which light leakage is observed, thereby improving the aperture ratio of the liquid crystal display device.
또한, 데이터배선의 신호지연이 발생하거나 소비전류가 증가하는 등의 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
In addition, there is an effect that it is possible to prevent problems such as signal delay of data wiring or increase of current consumption.
도 1은 일반적인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 간략하게 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 어레이기판의 일부를 개략적으로 도시한 평면도.
도 3a ~ 3b는 본 발명의 실시예에 따른 전계 인가 여부에 따른 액정분자의 배열의 변화를 도시한 평면도.
도 4a는 일반적인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 전계 인가시 액정분자의 배열 변화를 나타낸 단면도.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 전계 인가시 액정분자의 배열 변화를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 간략하게 나타낸 단면도.
도 6a ~ 6b는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 VAC 불량 발생 여부를 측정한 결과.
1 is a cross-sectional view schematically showing a typical fringe field switching mode liquid crystal display device.
2 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate of a fringe field switched mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A to 3B are plan views showing changes in arrangement of liquid crystal molecules depending on whether an electric field is applied according to an embodiment of the present invention.
4A is a cross-sectional view illustrating a change in arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is applied to a typical fringe field switching mode liquid crystal display device.
4B is a cross-sectional view illustrating a change in arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is applied to a fringe field switching mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a fringe field switching mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
6A and 6B illustrate results of measuring whether VAC defects occur in a fringe field switching mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 어레이기판의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 3a ~ 3b는 본 발명의 실시예에 따른 전계 인가 여부에 따른 액정분자의 배열의 변화를 도시한 평면도이다. 2 is a plan view schematically illustrating a part of an array substrate of a fringe field switching mode liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3B illustrate liquid crystal molecules according to whether an electric field is applied according to an exemplary embodiment of the present invention. It is a top view which shows the change of arrangement.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치용 어레이기판(101)는 제 1 방향으로 연장되는 다수의 게이트배선(102)이 형성되어 있으며, 다수의 게이트배선(102)과 교차하도록 제 2 방향으로 연장되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 다수의 데이터배선(104)이 형성되어 있다. As shown in FIG. 2, the
그리고, 게이트배선(102)과 동일한 제 1 방향으로 게이트배선(102)과 상, 하로 이격된 게이트배선(102) 사이에 위치하여 화소영역(P)을 가로지르는 공통배선(106)이 형성된다. The
또한, 각 화소영역(P)에는 게이트배선(102) 및 데이터배선(104)과 연결되며, 게이트전극(111)과, 게이트절연막(113, 도 5 참조)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(115a, 도 5 참조)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(115b, 도 5 참조)으로 이루어진 반도체층(115)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(117, 119)으로 구성된 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. In addition, each pixel region P is connected to the
그리고, 각 화소영역(P) 내부에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인전극(119)과 연결되는 판 형태의 화소전극(121)이 형성되며, 화소전극(121)의 상부에는 보호막(123, 도 5 참조)을 사이에 두고 공통전극(125)이 구성된다. In addition, a plate-shaped
공통전극(125)은 각 화소영역(P)에 대응하여 다수의 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 구비하고 있다.The
여기서, 공통전극(125)의 바(bar) 형상의 개구부(OP)는 데이터배선(104)에 수직한 가로방향으로 구성하며, 게이트배선(102)을 중심으로 소정간격 기울기를 가지고 공통배선(106)을 중심으로 상, 하 대칭되도록 설계된다. Here, the bar-shaped opening OP of the
따라서, 화소전극(121)과 공통전극(125)에 전압이 인가됨으로써 프린지 필드(Fringe field)를 형성하게 된다.Accordingly, a voltage is applied to the
한편, 도면에 있어서는 바(bar) 형태의 다수의 개구부(OP)는 공통전극(125)에 형성된 것을 보이고 있지만, 또 다른 변형예로서 각 화소영역(P)의 공통전극(125)에 형성된 다수의 개구부(OP)는 공통전극(125)에 대응해서는 생략되고 화소전극(121)에 대해서 형성될 수도 있다.Meanwhile, in the drawing, although the plurality of openings OP having a bar shape are formed in the
또한, 공통전극(125)과 화소전극(121) 모두 바(bar) 형태의 다수의 개구부(OP)를 갖도록 형성되어, 각각의 개구부(OP)가 서로 엇갈리게 형성될 수도 있다. In addition, both the
그리고, 도면으로 도시하지는 않았지만, 화소전극(121)을 덮는 기판(101)의 전면에는 배향막이 형성되며, 배향막의 상부에는 액정(130, 도 5 참조)이 위치하게 된다. Although not shown in the drawings, an alignment layer is formed on the entire surface of the
이때, 배향막 상부에 위치하는 액정(130, 도 5 참조)은 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브(negative) 성질을 갖는 것을 특징으로 하며, 이러한 네가티브 액정(130, 도 5 참조)의 액정분자(131)는 전기장의 방향과 액정분자(131)의 장축이 수직하게 배열한다. In this case, the liquid crystals 130 (see FIG. 5) positioned on the alignment layer have a negative property in which dielectric anisotropy is negative, and the liquid crystal molecules (see FIG. 5) of the negative liquid crystals 130 (see FIG. 5). 131 arranges the direction of the electric field and the long axis of the
그리고, 배향막은 화소전극(121)및 공통전극(125) 사이에 형성되는 전계와 동일한 방향으로 러빙 처리된 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 네가티브 액정(130, 도 5 참조)의 초기 배향은 화소전극(121)및 공통전극(125) 사이에 형성되는 전계(L)의 방향과 동일하게 배향처리된다. The alignment layer is rubbed in the same direction as an electric field formed between the
이를 통해, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 VAC 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 액정표시장치의 개구율을 향상시키게 된다. Through this, the fringe field switching mode liquid crystal display device of the present invention can prevent the VAC failure. As a result, the aperture ratio of the liquid crystal display device is improved.
또한, 데이터배선(104)의 신호지연이 발생하거나 소비전류가 증가하는 등의 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, it is possible to prevent a problem such as a signal delay of the
즉, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브 액정(130, 도 5 참조)의 액정분자(131)를 화소전극(121)과 공통전극(125) 사이에 형성되는 전계의 방향과 동일한 방향으로 초기 배향 시키면, 도 3a에 도시한 바와 같이 화소전극(121)과 공통전극(125) 사이에 전계(L)가 인가되지 않은 오프(off)상태에서는 액정분자(131)의 배열방향은 초기 배향막(미도시)의 배열방향과 동일한 방향으로 배열된다.That is, in the fringe field switching mode liquid crystal display of the present invention, the
그리고, 도 3b에 도시한 바와 같이 화소전극(121)과 공통전극(125)에 전압을 인가하여, 화소전극(121)과 공통전극(125) 사이에 전계(L)가 형성될 경우, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브 액정(130, 도 5 참조)의 액정분자(131)는 전기장이 인가되는 방향과 수직한 방향으로 액정분자(131)의 장축이 배열하게 된다. 3B, when an electric field L is formed between the
따라서, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 액정(130, 도 5 참조)의 초기 배열을 유도하는 러빙 방향과 전압 인가시 액정분자(131)의 배열 방향을 결정짓는 전계(L)의 방향을 동일하게 형성하고, 액정분자(131)가 전기장이 인가되는 방향과 수직한 방향으로 배열되도록 함으로써, VAC 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 VAC 불량을 방지하기 위한 블랙매트릭스(221, 도 5 참조)의 형성범위를 축소할 수 있어 액정표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있게 된다. Accordingly, in the fringe field switching mode liquid crystal display of the present invention, the rubbing direction for inducing the initial arrangement of the liquid crystals 130 (see FIG. 5) and the direction of the electric field L for determining the arrangement direction of the
또한, 데이터배선(104)의 하부에 VAC 불량을 방지하기 위한 공통배선(106)을 구비할 필요가 없어, 데이터배선(104)과 공통배선(106)이 게이트절연막(113, 도 5 참조)을 유전체층으로 하여 기생용량을 발생함으로써, 기생용량에 의해 데이터배선(104)의 신호지연이 발생하거나 소비전류가 증가하는 등의 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, since there is no need to provide a
이에 대해 도 4a ~ 4b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다. This will be described in more detail with reference to FIGS. 4A to 4B.
도 4a는 일반적인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 전계 인가시 액정분자의 배열 변화를 나타낸 단면도이며, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 전계 인가시 액정분자의 배열 변화를 나타낸 단면도이다. 4A is a cross-sectional view illustrating a change in arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is applied to a typical fringe field switching mode liquid crystal display, and FIG. 4B is an arrangement of liquid crystal molecules when an electric field is applied to a fringe field switching mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. A cross section showing the change.
도 4a에 도시한 바와 같이, 일반적인 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 화소전극(121)과 공통전극(125)에 전압이 인가되면, 화소전극(121)과 공통전극(125) 사이에 위치하는 액정분자(131)는 화소전극(121)과 공통전극(125)에 의해 형성되는 전계(L)에 의해 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자(131)의 장축이 평행하게 배열하게 된다. As illustrated in FIG. 4A, when a voltage is applied to the
그런데, 화소전극(121)과 공통전극(125)은 전계를 수평하게 형성하는 과정에서 화소전극(121)과 공통전극(125) 각각의 상부에 근접하여 위치하는 액정분자(131)는 수직하게 세워지는 현상이 발생하게 된다. However, in the process of forming the electric field horizontally between the
이의 영역을 통해 빛샘 현상이 발생하게 되는 것이다. Through this area, light leakage occurs.
따라서, 종래에는 이렇게 불규칙적으로 동작하는 액정(도 1의 3)이 형성되는 부분 특히 게이트배선(미도시) 및 데이터배선(도 1의 4)에 대응하여 제 2 기판(도 1의 2) 상에 빛이 통과하지 못하도록 블랙매트릭스(도 1의 21)를 형성하고 있다. Therefore, conventionally, on the second substrate (2 of FIG. 1) corresponding to a portion where the irregularly operated liquid crystal (3 of FIG. 1) is formed, particularly the gate wiring (not shown) and the data wiring (4 of FIG. 1). The black matrix (21 in FIG. 1) is formed to prevent light from passing through.
특히 데이터배선(도 1의 4)에 대응해서는 데이터배선(도 1의 4)과 공통전극(도 1의 25) 사이의 이격된 영역을 통해 관찰자의 시야각에 따라 빛샘이 관찰되는 VAC 불량을 방지하기 위하여, 데이터배선(도 1의 4)을 포함하여 그 양측에 위치하는 공통전극(도 1의 25)까지 충분히 덮도록 VAC마진(도 1의 D)을 갖는 블랙매트릭스(도 1의 21)를 형성하고 있다.In particular, in response to the data wiring (4 in FIG. 1), to prevent VAC defects in which light leakage is observed depending on the viewing angle of the viewer through a spaced area between the data wiring (4 in FIG. 1) and the common electrode (25 in FIG. 1). To this end, a black matrix (21 in FIG. 1) having a VAC margin (D in FIG. 1) is formed to sufficiently cover the data wiring (4 in FIG. 1) and the common electrode (25 in FIG. 1) positioned on both sides thereof. Doing.
이를 통해, 액정표시장치의 개구율이 저하되는 문제점을 야기하게 된다. As a result, the aperture ratio of the liquid crystal display device is lowered.
또한, VAC 불량을 방지하기 위하여 데이터배선(도 1의 4)의 하부에 공통배선(미도시)을 구비할 경우, 데이터배선(도 1의 4)과 공통배선(미도시)이 게이트절연막(도 1의 13)을 유전체층으로 하여 기생용량을 발생함으로써, 기생용량에 의해 데이터배선(도 1의 4)의 신호지연이 발생하거나 소비전류가 증가하는 등의 문제점이 발생하게 된다. In addition, when a common wiring (not shown) is provided below the data wiring (4 in FIG. 1) to prevent VAC failure, the data wiring (4 in FIG. 1) and the common wiring (not shown) may be connected to the gate insulating film (FIG. Since parasitic capacitance is generated using 13) as the dielectric layer, problems such as signal delay of the data wiring (4 in FIG. 1) or increase in current consumption occur due to the parasitic capacitance.
이에 반해, 도 4b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 화소전극(121)과 공통전극(125)에 전압이 인가되면, 액정분자(131)가 화소전극(121)과 공통전극(125)에 의해 형성되는 전계(L)에 의해 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자(131)의 장축이 수직하게 배열하게 된다. On the contrary, as shown in FIG. 4B, in the fringe field switching mode liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, when a voltage is applied to the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 화소전극(121)과 공통전극(125)이 전계(L)를 형성하는 과정에서 화소전극(121)과 공통전극(125) 각각의 상부에 근접하여 위치하는 액정분자(131)는 수직하게 세워지는 현상이 발생하지 않게 된다. 즉, 이의 영역을 통해 빛샘 현상이 발생하지 않게 되는 것이다. Accordingly, in the fringe field switching mode liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치는 빛샘이 관찰되는 VAC 불량을 방지하기 위한 VAC 마진(도 1의 D)을 생략할 수 있어, 액정표시장치의 개구율을 향상시키게 되며, 데이터배선(도 2의 104)의 하부에 공통배선(도 2의 106)을 구비하지 않아도 됨으로써, 데이터배선(도 2의 104)의 신호지연이 발생하거나 소비전류가 증가하는 등의 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다. Through this, the fringe field switching mode liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention can omit the VAC margin (D of FIG. 1) to prevent VAC defects in which light leakage is observed, thereby improving the aperture ratio of the liquid crystal display device. Since the common wiring (106 in FIG. 2) does not need to be provided below the data wiring (104 in FIG. 2), problems such as signal delay or increase in current consumption of the data wiring (104 in FIG. 2) occur. It can be prevented from occurring.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 간략하게 나타낸 단면도이다. 5 is a schematic cross-sectional view of a fringe field switching mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(100)는 어레이기판인 제 1 기판(101)과 컬러필터기판인 제 2 기판(201)이 서로 이격되어 대향하고 있으며, 이 제 1 및 제 2 기판(101, 201) 사이에는 액정층(130)이 개재되어 있다. As illustrated, in the fringe field switching mode liquid
이때, 제 1 기판(101) 상에는 소정간격 이격되어 평행하게 구성된 다수의 게이트배선(도 2의 102)과 게이트배선(도 2의102)에 근접하여 게이트배선(도 2의102)과 평행하게 구성된 공통배선(도 2의106)과, 두 배선(도 2의 102, 106)과 교차하며 특히 게이트배선(도 2의102)과는 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터배선(104)이 구성되어 있다.In this case, the plurality of gate wirings 102 (FIG. 2) and the gate wirings (102 of FIG. 2) configured to be parallel to the
각 화소영역(P)의 게이트배선(도 2의102)과 데이터배선(104)의 교차지점인 스위칭영역(TrA)에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되며, 실질적으로 화상이 구현되는 표시영역(AA)에는 화소전극(121)과 공통전극(125)이 형성되어 있다. A thin film transistor Tr is formed in the switching region TrA, which is an intersection point of the gate wiring 102 (see FIG. 2) and the data wiring 104 of each pixel region P, and the display area AA in which an image is substantially realized. ), A
여기서, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트전극(111), 게이트절연막(113), 반도체층(115), 소스 및 드레인전극(117, 119)으로 이루어진다. The thin film transistor Tr includes the
그리고, 화소전극(121)은 박막트랜지스터(Tr)의 드레인전극과 전기적으로 연결되는 판 형상으로 구성되며, 화소전극(121)의 상부에는 보호막(123)을 사이에 두고 공통전극(125)이 위치하는데, 공통전극(125)은 각 화소영역(P)에 대응하여 다수의 이격하는 바(bar) 형태의 개구부(OP)를 구비하고 있다. The
따라서, 화소전극(121)과 공통전극(125)에 전압이 인가됨으로써 프린지 필드(Fringe field)를 형성하게 된다.Accordingly, a voltage is applied to the
이때, 데이터배선(104)은 화소영역(P)을 정의하며 형성되므로, 서로 이웃한 화소영역(P)의 경계에 형성되며, 이때, 데이터배선(104)은 각 화소영역(P)의 최외각에 형성된 공통전극(125) 사이에 위치하게 된다. In this case, since the
그리고, 공통전극(125) 중, 각 화소영역(P) 내에서 최외각에 위치하는 공통전극(125)은 화소영역(P) 내의 개구율 향상을 위해 그 하부에 형성된 데이터배선(104)과 그 일부가 중첩하며 형성되고 있다.Among the
그리고 제 1 기판(101)과 마주보는 제 2 기판(201) 상에는 화소영역(P)에 대응하는 개구부를 가지는 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있으며, 이들 개구부에 대응하여 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층(223)이 형성되어 있다. In addition, a
그리고, 컬러필터층(223) 상부에는 오버코트층(225)이 형성되어 있다. An
이때, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(100)는 블랙매트릭스(221)의 폭(S1)이 데이터배선(104)을 사이에 두고 서로 이웃하는 화소영역(P)의 화소전극(121) 사이의 간격(S2)과 같거나 좁게 형성할 수 있다. In this case, in the fringe field switching mode
이는, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(100)는 별도의 VAC 마진(도 1의 D)을 구비하지 않아도 되기 때문이다. This is because the fringe field switching mode
즉, 기존에는 데이터배선(도 1의 4)을 포함하여 그 양측에 위치하는 공통전극(도 1의 25)까지 덮는 블랙매트릭스(도 1의 31)가 위치하여, 데이터배선(도 1의 4)과 공통전극(도 1의 25) 사이의 이격된 영역을 통해 관찰자의 시야각에 따라 빛샘이 관찰되는 VAC 불량을 방지하였으나, 본 발명은 제 1 및 제 2 기판(101, 201) 사이에 개재되는 액정층(130)이 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브(negative) 성질을 갖는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 네가티브 액정(130)의 초기 배향은 화소전극(121)및 공통전극(125) 사이에 형성되는 전계(L)의 방향과 동일하게 배향처리함으로써, VAC 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 별도의 VAC 마진(도 1의 D)을 구비하지 않아도 되는 것이다. That is, a black matrix (31 in FIG. 1) covering the data electrode (4 in FIG. 1) and the common electrode (25 in FIG. 1) positioned on both sides thereof is positioned to provide data wiring (4 in FIG. 1). Although the VAC defect in which light leakage is observed according to the viewing angle of the observer is prevented through a spaced area between the common electrode (25 of FIG. 1), the present invention provides a liquid crystal interposed between the first and
따라서, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(100)는 개구율을 향상시키게 된다.Therefore, the fringe field switching mode
또한, VAC 불량을 방지하기 위하여 데이터배선(104)의 하부에 공통배선(도 2의 106)을 구비하지 않아도 됨으로써, 데이터배선(104)과 공통배선(도 2의 106)이 게이트절연막(113)을 유전체층으로 하여 기생용량을 이루는 것을 방지함으로써, 기생용량에 의해 데이터배선(104)의 신호지연이 발생하거나 소비전류가 증가하는 등의 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the common wiring (106 in FIG. 2) does not need to be provided under the data wiring 104 in order to prevent VAC failure, the data wiring 104 and the common wiring (106 in FIG. 2) are formed on the
도 6a ~ 6b는 본 발명의 실시예에 따른 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치의 VAC 불량 발생 여부를 측정한 결과이다. 6A and 6B illustrate results of measuring whether a VAC defect occurs in a fringe field switching mode liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6a와 6b를 참조하면, 네가티브 액정(도 5의130)의 초기 배열을 유도하는 러빙 방향과 전압 인가시 액정(도 5의130)의 배열 방향을 결정짓는 전계의 방향을 동일하게 형성함으로써, 관찰자가 측면의 시야각 일 때도 VAC 불량이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 6A and 6B, by forming the rubbing direction for inducing the initial arrangement of the negative liquid crystal (130 in FIG. 5) and the direction of the electric field for determining the arrangement direction of the liquid crystal (130 in FIG. 5) when voltage is applied, It can be seen that the VAC failure does not occur even when the observer is at the viewing angle of the side.
전술한 바와 같이, 본 발명의 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치(도 5의 100)는 네가티브 액정(도 5의130)의 초기 배열을 유도하는 러빙 방향과 전압 인가시 액정(도 5의130)의 배열 방향을 결정짓는 전계의 방향을 동일하게 형성함으로써, VAC 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. As described above, the fringe field switching mode liquid crystal display (100 in FIG. 5) of the present invention has a rubbing direction for inducing an initial arrangement of the negative liquid crystal (130 in FIG. 5) and the liquid crystal (130 in FIG. 5) upon application of voltage. By forming the direction of the electric field which determines the arrangement direction in the same manner, it is possible to prevent the occurrence of VAC failure.
이를 통해, 빛샘이 관찰되는 VAC 불량을 방지하기 위한 VAC 마진(도 1의 D)을 생략할 수 있어, 액정표시장치(도 5의 100)의 개구율을 향상시키게 되며, 데이터배선(도 2의 104)의 하부에 공통배선(도 2의 106)을 구비하지 않아도 됨으로써, 데이터배선(도 2의 104)의 신호지연이 발생하거나 소비전류가 증가하는 등의 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다. As a result, the VAC margin (D of FIG. 1) may be omitted to prevent VAC defects in which light leakage is observed, thereby improving the aperture ratio of the liquid crystal display (100 of FIG. 5), and the data wiring (104 of FIG. 2). Since the common wiring (106 in FIG. 2) does not need to be provided below, it is possible to prevent problems such as signal delay of the data wiring (104 in FIG. 2) or increase in current consumption.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
121 : 화소전극, 125 : 공통전극, 131 : 액정분자
L : 전계121: pixel electrode, 125: common electrode, 131: liquid crystal molecule
L: Electric field
Claims (10)
상기 제 2 기판을 마주보는 상기 제 1 기판 상에 형성되는 게이트배선 및 공통배선과, 상기 공통배선에서 분기하여 형성되는 공통전극과;
상기 게이트배선과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과;
상기 게이트배선과 상기 데이터배선의 교차영역에 형성된 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터와 연결되고, 상기 화소영역 내에서 상기 공통전극과 수평전계를 발생시키는 화소전극과;
상기 공통전극 및 상기 화소전극을 덮도록 상기 제 1 기판의 전면에 형성되며, 상기 제 1 방향으로 러빙처리된 배향막과;
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 개재되며, 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브(negative) 성질을 갖는 액정층
을 포함하는 횡전계방식 액정표시장치.
A first substrate and a second substrate;
A gate wiring and a common wiring formed on the first substrate facing the second substrate, and a common electrode formed by branching from the common wiring;
A data line crossing the gate line and defining a pixel area;
A thin film transistor formed at an intersection of the gate line and the data line;
A pixel electrode connected to the thin film transistor and generating a horizontal electric field with the common electrode in the pixel region;
An alignment layer formed on an entire surface of the first substrate so as to cover the common electrode and the pixel electrode and rubbed in the first direction;
A liquid crystal layer interposed between the first and second substrates and having a negative property in which dielectric anisotropy is negative
Transverse electric field type liquid crystal display device comprising a.
상기 공통전극은 상기 각 화소영역의 최외각에 위치하며, 상기 게이트배선과 대응하는 방향으로 바(bar) 형상의 개구부를 갖는 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 1,
And the common electrode is positioned at the outermost portion of each pixel area and has a bar-shaped opening in a direction corresponding to the gate wiring.
상기 화소전극은 바(bar) 형상의 다수의 개구부를 갖도록 형성되며, 상기 공통전극의 바(bar) 형상의 개구부와 서로 엇갈려 형성되는 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 2,
And the pixel electrode is formed to have a plurality of bar-shaped openings and is alternately formed with the bar-shaped openings of the common electrode.
상기 공통전극 및 상기 화소전극의 바(bar) 형상의 개구부는 상기 게이트배선을 기준으로 일정각도 경사지게 형성된 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 3, wherein
And a bar-shaped opening of the common electrode and the pixel electrode is inclined at a predetermined angle with respect to the gate wiring.
상기 공통전극과 화소전극은 동일층에 형성되거나, 또는 보호층을 사이에 두고 형성되는 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 3, wherein
And the common electrode and the pixel electrode are formed on the same layer or have a protective layer interposed therebetween.
상기 화소전극은 판 형상을 갖고, 상기 공통전극과 보호층을 사이에 두고 형성되며, 상기 공통전극의 바(bar) 형상의 개구부는 상기 게이트배선을 기준으로 일정각도 경사지게 형성된 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 5, wherein
The pixel electrode has a plate shape and is formed with the common electrode and a protective layer interposed therebetween, and a bar-shaped opening of the common electrode is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the gate wiring. .
상기 박막트랜지스터는 게이트배선과 연결되는 게이트전극과, 상기 데이터배선과 연결되는 소스전극 및 드레인전극과 반도체층으로 이루어지는 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 1,
The thin film transistor includes a gate electrode connected to a gate wiring, a source electrode and a drain electrode connected to the data wiring, and a semiconductor layer.
상기 화소전극은 상기 드레인전극과 연결되는 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 7, wherein
And the pixel electrode is connected to the drain electrode.
상기 제 1 기판을 마주보는 상기 제 2 기판 상에 개구부를 갖는 블랙매트릭스가 형성되며, 상기 개구부에는 적, 녹, 청의 컬러필터층이 형성되는 횡전계방식 액정표시장치.
The method of claim 1,
And a black matrix having an opening formed on the second substrate facing the first substrate, wherein a color filter layer of red, green, and blue is formed in the opening.
상기 데이터배선에 대응하는 상기 블랙매트릭스의 폭은 상기 데이터배선을 사이에 두고 서로 이웃하는 화소영역의 화소전극 사이의 간격과 같거나 좁은 횡전계방식 액정표시장치.The method of claim 9,
And a width of the black matrix corresponding to the data line is equal to or smaller than a distance between pixel electrodes of adjacent pixel regions with the data line therebetween.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110034090A KR20120116575A (en) | 2011-04-13 | 2011-04-13 | In-plane switching mode liquid crystal display device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101520217B1 (en) * | 2014-01-06 | 2015-05-14 | 경북대학교 산학협력단 | Thin-film transistor using polarization of liquid crystal and method for fabricating and driving the same |
CN108139590A (en) * | 2015-09-12 | 2018-06-08 | 兰斯维克托公司 | Liquid crystal beam control device and manufacturing method |
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2011
- 2011-04-13 KR KR1020110034090A patent/KR20120116575A/en not_active Application Discontinuation
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