KR20150109545A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20150109545A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 위에 형성된 게이트선 및 공통 전압선, 상기 게이트선 및 상기 공통 전압선 위에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체 층, 상기 반도체 층 위에 형성되어 있는 데이터선 및 드레인 전극, 상기 데이터선 및 드레인 전극 위에 형성된 화소 전극, 상기 화소 전극 위의 보호막, 상기 보호막 위에 형성된 공통 전극, 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하며, 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 제1 접촉 구멍을 통해 접촉하고 있고, 상기 공통 전극은 상기 게이트 절연막 및 상기 보호막에 형성된 제2 접촉 구멍을 통해 상기 공통 전압선과 접촉하고 있으며, 상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍은 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 인접하여 위치하고 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 대한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 박형화가 용이한 장점을 지니고 있지만, 전면 시인성에 비해 측면 시인성이 떨어지는 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 방식의 액정 배열 및 구동 방법이 개발되고 있다. 이러한 광시야각을 구현하기 위한 방법으로서, 화소 전극 및 공통 전극을 하나의 기판에 형성하는 액정 표시 장치가 주목받고 있다.
이러한 액정 표시 장치에서, 화소 전극과 공통 전극의 두 개의 전기장 생성 전극 중 적어도 하나는 복수의 절개부를 가지고, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 가지 전극을 가지게 된다.
이때, 화소 전극 및 공통 전극은 서로 전기적으로 절연되어 있으며, 각각 다른 배선과 연결되어 다른 전압을 인가받는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공통 전압선과 공통 전극의 접촉 구멍이 드레인 전극과 화소 전극의 접촉 구멍과 나란하도록 형성함으로써, 개구율을 개선한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 위에 형성된 게이트선 및 공통 전압선, 상기 게이트선 및 상기 공통 전압선 위에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체 층, 상기 반도체 층 위에 형성되어 있는 데이터선 및 드레인 전극, 상기 데이터선 및 드레인 전극 위에 형성된 화소 전극, 상기 화소 전극 위의 보호막, 상기 보호막 위에 형성된 공통 전극, 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하며, 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 제1 접촉 구멍을 통해 접촉하고 있고, 상기 공통 전극은 상기 게이트 절연막 및 상기 보호막에 형성된 제2 접촉 구멍을 통해 상기 공통 전압선과 접촉하고 있으며, 상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍은 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 인접하여 위치한다.
상기 공통 전압선은 화소 전극의 중앙을 가로지르는 가로부 및 데이터선을 따라 세로로 진행하는 세로부를 포함할 수 있다.
상기 공통 전압선 세로부의 일 끝에는 공통 전압선 확장부가 존재하며, 상기 공통 전압선 확장부가 공통 전극과 접촉하고, 상기 공통 전압선 확장부는 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 위치할 수 있다.
상기 게이트선은 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극을 포함하고, 상기 제1 게이트 전극 위에 반도체 층 및 소스 전극, 및 드레인 전극이 위치할 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 컬럼 스페이서가 존재하며, 상기 컬럼 스페이서는 상기 제2 게이트 전극 위에 위치할 수 있다.
상기 공통 전압선 확장부가 위치하는 영역에는 상기 제2 게이트 전극이 존재하지 않으며, 상기 공통 전압선 확장부과 상기 제1 게이트 전극은 상기 게이트 선이 뻗어있는 진행 방향으로 인접하여 위치할 수 있다.
상기 공통 전압선 확장부 하부에는 상기 게이트선과 분리된 섬형 게이트 전극이 존재할 수 있다.
상기 공통 전압선 세로부 및 확장부는 이웃한 세 개의 화소 중 하나의 화소에만 형성될 수 있다.
상기 데이터 도전체는 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부를 가지며, 상기 제1 굴곡부는 게이트선이 뻗어 있는 방향과 90도를 이루는 세로 기준선과 6°내지 8°를 이루도록 굽어 있고, 상기 제2 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에 배치되어 제1 굴곡부와 7° 내지 15°를 이루도록 더 굽어 있을 수 있다.
상기 화소 전극은 판 형태의 평면 형태를 가질 수 있다.
상기 공통 전극은 복수의 절개부를 가지고, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 가지 전극을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극과 상기 데이터선 및 드레인 전극 사이에 보호막이 위치하며, 상기 보호막에 상기 드레인 전극을 노출시키는 구멍이 형성되어 있을 수 있다.
상기 보호막에 형성된 접촉 구멍과, 상기 공통 전극과 상기 공통 전압선 확장부가 접촉하고 있는 접촉 구멍이 상기 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 인접하여 위치할 수 있다.
상기 제2 기판의 내측에 블랙 매트릭스가 형성되어 있을 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 게이트선, 게이트 전극 및 데이터선을 가리는 격자 모양으로 형성되어 있으며, 상기 이웃한 세 개의 화소에서 동일한 모양일 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 화소 전극 영역으로 돌출된 확장부를 갖지 않을 수 있다.
상기 게이트선과 상기 공통 전압선은 동일 공정으로 형성되며 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 데이터선으로부터 보다 가까운 곳에 상기 제1 접촉 구멍이 존재하고, 상기 데이터선으로부터 보다 먼 곳에 상기 제2 접촉 구멍이 존재할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 액정 표시 장치는 공통 전압선과 공통 전극의 접촉 구멍이 드레인 전극과 화소 전극의 접촉 구멍과 나란하여, 공통 전압선과 공통 전극의 접촉 구멍을 가리기 위한 블랙 매트릭스의 확장이 요구되지 않아 개구율을 개선한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부 영역을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 6은 도 5에 도시한 비교예에 따른 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부 영역을 확대하여 도시한 것이다. 도 3은 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 공통 전압선(131)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124), 제2 게이트 전극(125) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 이후 설명하겠지만, 제1 게이트 전극(124)위에는 반도체층 및 소스, 드레인 전극이 형성되어 박막 트랜지스터를 구성하고, 제2 게이트 전극 위에는 컬럼 스페이서가 위치한다.
게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
공통 전압선(131)은 일정한 공통 전압을 전달하고, 공통 전극(270)과의 접속을 위한 확장부(138)를 포함한다. 공통 전압선 확장부(138)에서 공통 전압선(131)과 공통 전극(270)의 접촉이 이루어지고, 공통 전극(270)은 공통 전압선(131)으로부터 일정 전압을 인가 받는다.
공통 전압선(131)은 게이트선(121)과 평행할 수 있으며, 게이트선(121)과 동일 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 공통 전압선(131)은 화소 영역의 중앙을 가로지르며, 게이트선(121)과 평행하게 형성된다.
도 1을 참고하면, 공통 전압선 확장부(138)는 이웃한 세 개의 화소 전극 중 하나의 화소 전극에 형성될 수 있다.
또한, 공통 전압선 확장부(138)는 제2 게이트 전극(125)이 존재하던 위치에 형성된다. 도 1 및 도 2를 참고로 하면 제2 게이트 전극(125)은 게이트선(121)과 연결되어 있으며, 제2 게이트 전극(125)위에는 추후 컬럼 스페이서가 위치하게 된다.
그러나, 도 1 및 도 2를 참고로 하면, 공통 전압선 확장부(138) 하부에는 제2 게이트 전극(125)이 아니라 섬형 게이트 전극(126)이 형성되어 있다. 섬형 게이트 전극(126)은 게이트선(121)과 분리되어 있기 때문에, 이후에 공통 전극과 화소 전극에 각각 다른 전압을 인가할 수 있다.
공통 전압선(131)과 공통 전압선 확장부(138)는 세로로 연장된 공통 전압선(131)에 의해 연결되어 있으며, 공통 전압선의 세로부는 이웃한 화소의 사이, 즉 데이터선을 따라 진행한다. 공통 전압선의 세로부 역시 이웃한 세 화소 중 하나의 화소에만 형성될 수 있다.
게이트 도전체(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인(phosphorus) 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 반도체(154) 위에 배치될 수 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
데이터선(171)의 제1 굴곡부는 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향(x 방향)과 90도를 이루는 세로 기준선(y, y방향으로 뻗어 있는 기준선)과 약 7°정도 이루도록 굽어 있을 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에 배치되어 있는 제2 굴곡부는 제1 굴곡부와 약 7° 내지 약 15°정도 이루도록 더 굽어 있을 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 소스 전극은 데이터선(171)의 일부가 'U'자 형태로 굽은 모양으로 형성된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극의 'U'자 형태의 굴곡부로 뻗은 막대형이다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다. 데이터선(171)의 폭은 약 3.5㎛ㅁ0.75 정도일 수 있다.
본 발명에서, 게이트선, 게이트 전극, 데이터선 및 박막 트랜지스터가 형성된 영역은 박막 트랜지스터 형성 영역으로 명명한다. 박막 트랜지스터 형성 영역은 블랙 매트릭스에 의해서 가려지는 영역이다.
드레인 전극(175)의 바로 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 면형, 즉 판 형태를 가지고 하나의 화소 영역에 배치된다.
본 발명에서, 화소 전극이 형성된 영역을 화소 전극 영역으로 명명한다. 화소 전극 영역은 블랙 매트릭스에 의해 가려지지 않은 영역으로, 실제로 블루, 레드, 그린 등의 색이 나타나게 되는 영역이다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 반도체(154)의 노출된 부분, 그리고 화소 전극(191) 위에는 보호막(180)이 배치된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 화소 전극(191)과 데이터선(171) 사이에 보호막(180)이 배치되고, 화소 전극(191)은 보호막(180)에 형성된 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 연결될 수도 있다. 이 경우에도, 화소 전극(191) 위에 보호막이 또 위치하여 공통 전극(270)과 화소 전극(191)을 전기적으로 절연시켜 준다.
보호막(180) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 공통 전압을 인가 받는다.
공통 전극(270)은 공통 전압선 확장부(138)위로 형성된 공통 전극 확장부(272)를 갖는다. 도 1 및 도 4를 참고하면, 공통 전극 확장부(272)는 게이트 절연막(140) 및 보호막(180)에 형성되어 있는 제2 접촉 구멍(186)을 통해, 공통 전압선(131)과 물리적 전기적으로 연결되어, 공통 전압선(131)으로부터 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변을 포함하고, 인접 화소에 배치되어 있는 공통 전극(270)은 서로 연결되어 있다. 공통 전극(270)은 복수의 제2 절개부를 가지며, 복수의 제2 절개부에 의해 정의되는 복수의 제2 가지 전극(271)을 포함한다.
본 발명에서, 화소 전극(190)과 드레인 전극(175)이 접촉하고 있는 위치를 제1 접촉 구멍, 공통 전극(270)과 공통 전압선(131)이 접촉하고 있는 위치를 제2 접촉 구멍이라고 명명한다.
제1 접촉 구멍과 제2 접촉 구멍은 모두 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 위치한다. 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍은 게이트 선의 진행 방향(x 방향)으로 인접하여 위치한다. 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍은 게이트 선을 기준으로 동일 측면에 존재한다.
데이터선과 게이트선의 교차점을 기준으로 하여, 상기 교차점으로부터 가까운 곳에 제1 접촉 구멍이 위치하고, 상기 교차점으로부터 먼 곳에 제2 접촉 구멍이 위치한다.
즉, 데이터선으로부터 보다 가까운 곳에 드레인 전극과 화소 전극의 접촉이 존재하며, 데이터선으로부터 보다 먼 곳에 공통 전극과 공통 전압선의 접촉이 존재하다. 그러나 양 접촉 모두 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 존재하며, 화소 전극 영역을 침범하지 않는다.
도시하지는 않았지만, 공통 전극(270)과 보호막(180) 위에는 배향막이 도포되어 있고, 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 배향막은 광반응 물질을 포함하여, 광배향될 수 있다.
그러면, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 하부 표시판(100) 위에 배치될 수도 있으며, 이 경우, 차광 부재(220) 역시 하부 표시판(100)에 배치될 수도 있다.
본 발명에서, 블랙 매트릭스(220)는 게이트선이 존재하는 영역 및 데이터선이 존재하는 영역을 가리고 있으며, 화소 전극을 가리지 않는다. 즉, 블랙 매트릭스(220)가 화소 전극(191)이 존재하는 영역으로 침투하지 않는다. 블랙 매트릭스(220)는 박막 트랜지스터 영역에만 형성되어 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.
덮개막(250) 위에는 배향막이 배치되어 있을 수 있다. 액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 네마틱(nematic) 액정 물질을 포함한다. 액정층(3)의 액정 분자는 그 장축 방향이 표시판(100, 200)에 평행하게 배열되어 있고, 그 방향이 하부 표시판(100)의 배향막의 러빙 방향으로부터 상부 표시판(200)에 이르기까지 나선상으로 90° 비틀린 구조를 가진다.
도시하지는 않았지만, 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100)사이에는 컬럼 스페이서가 존재할 수 있다. 이때, 컬럼 스페이서는 하부 표시판(100)의 제2 게이트 전극(125) 상부에 위치할 수 있다.
그러면, 도 5 및 도 6을 참고로 하여 본 발명 비교예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 비교예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5에 도시한 비교예에 따른 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참고로 하면, 본 비교예에 따른 액정 표시 장치는 본 발명 실시예에 따른 액정 표시 장치와 유사하다. 유사한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
그러나, 도 5를 참고로 하면 본 발명 비교예에 따른 액정 표시 장치는 공통 전압선 확장부(138) 및 공통 전압선과 공통 전극의 접촉 위치가 본 발명 실시예의 경우와 상이하다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 비교예에서 공통 전압선 확장부(138)는 화소 전극이 위치하는 화소 전극 영역 내에 형성된다. 즉, 본 발명 실시예에서는 공통 전압선 확장부(138)가 게이트선(121) 부근에 위치하으나(박막 트랜지스터 형성 영역), 본 발명 비교예에서는 공통 전압선 확장부(138)가 화소 전극 영역에 위치한다.
본 발명 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 블랙 매트릭스(220)가 화소 전극 영역으로 뻗지 않고, 게이트 선(121), 게이트 전극(124, 125) 및 데이터 선(171)을 가리도록 형성되었다.
그러나 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명 비교예에 따른 액정 표시 장치에서는 블랙 매트릭스(220)가 공통 전압선 확장부(138)를 가리도록 화소 전극 영역으로 뻗어 나와 있다. 즉 본 발명의 실시예에 비하여 블랙 매트릭스(220)에 의해 가려지는 영역의 면적이 크다.
도 6은 도 5에 도시한 비교예에 따른 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6를 참고하면, 블랙 매트릭스가 공통 전압선 확장부(138)를 가리도록 D1만큼 더 뻗어나와 있다.
공통 전압선 확장부(138)가 블랙 매트릭스(220)에 의해 가려지지 않는 경우 공통 전압선 확장부(138)는 격자 얼룩으로 시인되게 된다. 따라서, 본 발명 비교예에 따른 액정 표시 장치는 공통 전압선 확장부(138)가 가려지도록 블랙 매트릭스가 확장되어 있다.
통상적으로, 공통 전압선 확장부(138)는 이웃한 세개의 화소당 하나의 화소에 형성된다. 따라서 공통 전압선 확장부(138)가 형성된 화소는 블랙 매트릭스가 도 6에 도시된 것처럼 D1만큼 더 확장되어 있다.
또한, 공통 전극과 공통 전압선의 접촉을 위하여, 화소 전극 역시 일부 안쪽으로 들어간 형상을 나타내었다. 즉, 공통 전극과 공통 전압선이 접촉하고 있는 화소의 화소 전극의 면적이 이웃 화소에 비하여 좁아지게 된다.
그러나 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명 실시예에 따른 액정 표시 장치를 공통 전압선 확장부(138)가 제2 게이트 전극(125) 영역에 위치한다. 즉, 블랙 매트릭스(220)에 의해 가려지는 영역 안에 공통 전압선 확장부(138)가 위치하므로, 공통 전압선 확장부(138)를 가리기 위해 블랙 매트릭스가 확장될 필요가 없다. 따라서 본 발명 비교예에 비하여 개구율이 증가하게 된다.
또한, 통상적으로 이웃한 세 화소는 레드, 그린, 블루의 색을 표시하였고, 이 중 블루 화소에 주로 공통 전압선 확장부(138)가 형성되었다. 이는 블루 화소가 가장 공통 전압선 확장부(138) 형성에 의한 영향을 적게 받기 때문이다. 따라서 본 발명 비교예에서는 블루 화소에 공통 전압선 확장부(138)가 형성되고 그 영역이 블랙 매트릭스에 의해 가려짐에 따라, 레드, 그린, 블루의 개구율 비가 1:1:1을 만족하지 못하였다.
그러나 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 공통 전압선 확장부(138)가 화소 영역이 아니라, 기존 블랙 매트릭스에 의해 가려지는 영역 내에 형성되기 때문에 추가적인 블랙 매트릭스의 확장이 필요하지 않다. 따라서 레드, 그린, 블루의 개구율 비가 1:1:1을 만족한다.
또한, 본 발명 비교예에 따른 액정 표시 장치의 경우 공통 전압선 확장부(138)가 블루 화소에 형성되어야 하는 제한이 있었으나, 본 발명 실시예에 따른 액정 표시 장치는 공통 전압선 확장부(138)가 레드, 블루, 그린 화소 중 어느 화소에도 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110, 210: 절연 기판 3: 액정층
121: 게이트선 124: 제1 게이트 전극
125: 제2 게이트 전극 126: 섬형 게이트 전극
131: 공통 전압선 138: 공통 전압선 확장부
140: 게이트 절연막 220: 블랙 매트릭스
154: 반도체 163, 165: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180: 보호막
191: 화소 전극 270: 공통 전극

Claims (18)

  1. 제1 기판,
    제1 기판 위에 형성된 게이트선 및 공통 전압선,
    상기 게이트선 및 상기 공통 전압선 위에 형성된 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체 층,
    상기 반도체 층 위에 형성되어 있는 데이터선 및 드레인 전극,
    상기 데이터선 및 드레인 전극 위에 형성된 화소 전극,
    상기 화소 전극 위의 보호막,
    상기 보호막 위에 형성된 공통 전극,
    제2 기판, 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하며,
    상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 제1 접촉 구멍을 통해 접촉하고 있고,
    상기 공통 전극은 상기 게이트 절연막 및 상기 보호막에 형성된 제2 접촉 구멍을 통해 상기 공통 전압선과 접촉하고 있으며,
    상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍은 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 인접하여 위치한 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 공통 전압선은 화소 전극의 중앙을 가로지르는 가로부 및 데이터선을 따라 세로로 진행하는 세로부를 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제3항에서,
    상기 공통 전압선 세로부의 일 끝에는 공통 전압선 확장부가 존재하며,
    상기 공통 전압선 확장부가 공통 전극과 접촉하고,
    상기 공통 전압선 확장부는 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 위치하는 액정 표시 장치.
  4. 제4항에서,
    상기 게이트선은 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극을 포함하고,
    상기 제1 게이트 전극 위에 반도체 층 및 소스 전극, 및 드레인 전극이 위치하는 액정 표시 장치.
  5. 제5항에서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 컬럼 스페이서가 존재하며,
    상기 컬럼 스페이서는 상기 제2 게이트 전극 위에 위치하는 액정 표시 장치.
  6. 제6항에서,
    상기 공통 전압선 확장부가 위치하는 영역에는 상기 제2 게이트 전극이 존재하지 않으며,
    상기 공통 전압선 확장부과 상기 제1 게이트 전극은 상기 게이트 선이 뻗어있는 진행 방향으로 인접하여 위치하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 공통 전압선 확장부 하부에는 상기 게이트선과 분리된 섬형 게이트 전극이 존재하는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 공통 전압선 세로부 및 확장부는 이웃한 세 개의 화소 중 하나의 화소에만 형성된 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 데이터 도전체는 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부를 가지며,
    상기 제1 굴곡부는 게이트선이 뻗어 있는 방향과 90도를 이루는 세로 기준선과 6°내지 8°를 이루도록 굽어 있고,
    상기 제2 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에 배치되어 제1 굴곡부와 7° 내지 15°를 이루도록 더 굽어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    화소 전극은 판 형태의 평면 형태를 갖는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 공통 전극은 복수의 절개부를 가지고, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 가지 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 화소 전극과 상기 데이터선 및 드레인 전극 사이에 보호막이 위치하며, 상기 보호막에 상기 드레인 전극을 노출시키는 구멍이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 보호막에 형성된 접촉 구멍과,
    상기 공통 전극과 상기 공통 전압선 확장부가 접촉하고 있는 접촉 구멍이 상기 박막 트랜지스터 형성 영역 내에 인접하여 위치하는 액정 표시 장치.
  14. 제8항에서,
    상기 제2 기판의 내측에 블랙 매트릭스가 형성된 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 블랙 매트릭스는 게이트선, 게이트 전극 및 데이터선을 가리는 격자 모양으로 형성되어 있으며,
    상기 이웃한 세 개의 화소에서 동일한 모양인 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 블랙 매트릭스는 화소 전극 영역으로 돌출된 확장부를 갖지 않는 액정 표시 장치.
  17. 제1항에서,
    상기 게이트선과 상기 공통 전압선은 동일 공정으로 형성되며 동일한 물질로 이루어진 액정 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 데이터선으로부터 보다 가까운 곳에 상기 제1 접촉 구멍이 존재하고,
    상기 데이터선으로부터 보다 먼 곳에 상기 제2 접촉 구멍이 존재하는 액정 표시 장치.
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