KR20160084929A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20160084929A
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선, 데이터선, 및 유지 전극선, 상기 게이트선으로부터 돌출되어 있는 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극, 상기 게이트선으로부터 상기 제1 게이트 전극과 동일한 방향으로 돌출되어 있는 보조 전극, 상기 게이트선으로부터 상기 제2 게이트 전극과 동일한 방향으로 돌출되어 있는 제3 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있고, 상기 제1 게이트 전극과 중첩하는 제1 소스 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제2 소스 전극, 상기 제1 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제1 게이트 전극 및 상기 보조 전극과 중첩하는 제1 드레인 전극, 상기 제2 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제2 드레인 전극, 상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있고, 상기 제3 게이트 전극과 중첩하는 제3 소스 전극, 상기 제3 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제3 게이트 전극과 중첩하고, 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 제3 드레인 전극, 상기 제1 드레인 전극에 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 및 상기 제2 드레인 전극에 연결되어 있는 제2 부화소 전극을 포함하고, 상기 제1 드레인 전극과 상기 제1 부화소 전극의 연결부와 상기 제2 드레인 전극과 상기 제2 부화소 전극의 연결부가 서로 인접하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투과율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 신호를 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 서로 마주보는 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판으로 이루어져 있다. 박막 트랜지스터 표시판에는 게이트 신호를 전송하는 게이트선과 데이터 신호를 전송하는 데이터선이 서로 교차하여 형성되고, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등이 형성된다. 공통 전극 표시판에는 차광부재, 색필터, 공통 전극 등이 형성된다.
이러한 액정 표시 장치는 시인성 및 시야각에 있어서 문제점들이 제기되었고, 이를 개선하기 위한 다양한 모드의 액정 표시 장치에 대한 개발이 이루어졌다. 이로 인해 시인성 및 시야각 측면에서는 개선이 이루어졌으나, 마스크의 오정렬로 인해 원하는 패턴이 제대로 형성되지 않는다는 문제점이 있다. 즉, 마스크의 오정렬로 인해 게이트 전극과 소스/드레인 전극 간의 중첩 면적이 달라질 수 있다. 이로 인해, 데이터선과 수직한 방향으로 줄무늬가 시인되는 문제점이 있다.
또한, 박막 트랜지스터와 화소 전극 사이에는 절연층이 형성되며, 이들의 연결을 위해 절연층에는 접촉 구멍이 형성된다. 박막 트랜지스터 및 접촉 구멍이 형성되는 부분에는 빛샘을 방지하기 위해 차광 부재를 형성하게 된다. 하나의 화소에 복수의 접촉 구멍이 형성되는 경우 이들이 충분한 마진을 가질 수 있도록 설계함에 따라 차광 영역의 면적이 넓어져 투과율이 감소하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 투과율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선, 데이터선, 및 유지 전극선, 상기 게이트선으로부터 돌출되어 있는 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극, 상기 게이트선으로부터 상기 제1 게이트 전극과 동일한 방향으로 돌출되어 있는 보조 전극, 상기 게이트선으로부터 상기 제2 게이트 전극과 동일한 방향으로 돌출되어 있는 제3 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있고, 상기 제1 게이트 전극과 중첩하는 제1 소스 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제2 소스 전극, 상기 제1 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제1 게이트 전극 및 상기 보조 전극과 중첩하는 제1 드레인 전극, 상기 제2 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제2 드레인 전극, 상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있고, 상기 제3 게이트 전극과 중첩하는 제3 소스 전극, 상기 제3 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제3 게이트 전극과 중첩하고, 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 제3 드레인 전극, 상기 제1 드레인 전극에 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 및 상기 제2 드레인 전극에 연결되어 있는 제2 부화소 전극을 포함하고, 상기 제1 드레인 전극과 상기 제1 부화소 전극의 연결부와 상기 제2 드레인 전극과 상기 제2 부화소 전극의 연결부가 서로 인접하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터선, 상기 제1 소스 전극, 상기 제2 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제2 드레인 전극, 상기 제3 소스 전극, 및 상기 제3 드레인 전극 위에 위치하는 제1 보호막, 및 상기 제1 보호막 위에 위치하는 제2 보호막을 더 포함하고, 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 보호막 위에 위치하고, 상기 제1 보호막에는 상기 제1 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 접촉 구멍이 형성되어 있고, 상기 제2 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 접촉 구멍이 형성되어 있고, 상기 제2 보호막에는 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍과 중첩하는 단일의 개구부가 형성될 수 있다.
상기 개구부는 상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍 사이에 위치하는 상기 제1 보호막을 노출시킬 수 있다.
상기 제1 보호막은 무기 절연 물질로 이루어지고, 상기 제2 보호막은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제2 보호막은 색필터로 이루어질 수 있다.
상기 제1 접촉 구멍은 상기 제1 게이트 전극과 상기 보조 전극 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 드레인 전극은 상기 제1 게이트 전극과 중첩하는 제1 막대부, 상기 제1 막대부로부터 연장되어 있고, 상기 제1 게이트 전극과 상기 보조 전극 사이에 위치하는 제1 확장부, 및 상기 제1 확장부로부터 연장되어 있고, 상기 보조 전극과 중첩하는 제2 막대부를 포함할 수 있다.
상기 제1 접촉 구멍은 상기 제1 확장부를 노출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극의 가장자리와 중첩하는 유지 전극, 및 상기 유지 전극으로부터 연장되어 상기 제1 드레인 전극의 상기 제1 확장부와 중첩하는 제1 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 막대부, 상기 제1 확장부, 및 상기 제2 막대부는 상기 게이트선과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
상기 제2 접촉 구멍은 상기 제2 게이트 전극과 상기 제3 게이트 전극 사이에 위치할 수 있다.
상기 제2 드레인 전극은 상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제3 막대부, 및 상기 제3 막대부로부터 연장되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 상기 제3 게이트 전극 사이에 위치하는 제2 확장부를 포함할 수 있다.
상기 제2 접촉 구멍은 상기 제2 확장부를 노출시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극의 가장자리와 중첩하는 유지 전극, 및 상기 유지 전극으로부터 연장되어 상기 제2 드레인 전극의 상기 제2 확장부와 중첩하는 제1 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 막대부, 상기 제2 확장부, 및 상기 제3 소스 전극은 상기 게이트선과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍은 상기 데이터선과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각 가로 줄기부와 세로 줄기부를 포함하는 십자형 줄기부, 및 상기 십자형 줄기부로부터 뻗어 나가는 미세 가지부를 포함하고, 상기 유지 전극선은 상기 세로 줄기부와 중첩할 수 있다.
상기 유지 전극선은 상기 데이터선과 동일한 층에 위치할 수 있다.
상기 제1 게이트 전극, 상기 제2 게이트 전극, 상기 제3 게이트 전극, 및 상기 보조 전극은 평면 상에서 상기 게이트선으로부터 위쪽으로 돌출될 수 있다.
상기 제1 게이트 전극 및 상기 보조 전극은 평면 상에서 상기 게이트선으로부터 위쪽으로 돌출되어 있고, 상기 제2 게이트 전극 및 상기 제3 게이트 전극은 평면 상에서 상기 게이트선으로부터 아래쪽으로 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 상기 데이터선과 중첩하는 차폐 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 차폐 전극은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극과 동일한 층에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 이웃하는 상기 차폐 전극을 서로 연결하는 연결 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 연결 전극은 상기 게이트선과 중첩할 수 있다.
상기 연결 전극은 상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍 사이에 위치할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 제1 드레인 전극이 보조 전극과 중첩하도록 함으로써, 마스크의 오정렬이 발생하더라도 게이트 전극과 소스/드레인 전극 간의 중첩 면적이 변경되지 않도록 할 수 있다.
또한, 제2 보호막에 형성되는 개구부가 제1 보호막에 형성되는 제1 접촉 구멍 및 제2 접촉 구멍과 중첩하면서 단일의 개구부로 이루어짐으로써, 차광 영역의 면적을 줄여 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조와 함께 한 화소를 도시하는 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 5 내지 도 7은 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 일부 층을 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 4의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 9는 도 4의 IX-IX선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 10은 도 4의 X-X선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 11은 도 4의 일부 영역을 나타낸 평면도이다.
도 12 및 도 13은 도 11에서 일부 층이 이동한 모습을 나타낸 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 일부 층을 나타낸 평면도이다.
도 18은 도 14의 XVIII-XVIII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
이하에서 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.
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조와 함께 한 화소를 도시하는 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(도시하지 않음)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 대향 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(도시하지 않음)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소를 포함하며, 각 부화소는 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clca, Clcb)를 포함한다. 두 부화소 중 적어도 하나는 게이트선, 데이터선 및 액정 축전기(Clca, Clcb)와 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
액정 축전기(Clca, Clcb)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 부화소 전극(PEa/PEb)과 대향 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 부화소 전극(PEa/PEb)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 한 쌍의 부화소 전극(PEa/PEb)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(PE)을 이룬다. 공통 전극(CE)은 대향 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대해 수직한 방향으로 서 있을 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할), 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 대향 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(CF)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 부화소 전극(PEa, PEb)의 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호(Vg)를 게이트선에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.
신호 제어부(600)는 영상 신호 변환부(610)를 포함하며, 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
이어, 도 1 및 도 2와 함께 도 3 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대하여 더 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 평면도이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 일부 층을 나타낸 평면도이다. 도 5는 게이트 금속층을 도시하고 있고, 도 6은 데이터 금속층을 도시하고 있으며, 도 7은 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극, 및 차폐 전극이 형성되어 있는 층을 도시하고 있다. 도 8은 도 4의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 9는 도 4의 IX-IX선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이며, 도 10은 도 4의 X-X선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 신호선(Gn, Dn, SL)과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(Gn, Dn, SL)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 게이트선(Gn), 데이터 전압을 전달하는 데이터선(Dn), 및 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선(SL)을 포함한다.
동일한 게이트선(Gn) 및 동일한 데이터선(Dn)에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터(T1) 및 제2 박막 트랜지스터(T2)가 형성되어 있다. 또한, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1, T2)와 동일한 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 박막 트랜지스터(T2) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 제3 박막 트랜지스터(T3)가 더 형성되어 있다.
각 화소(PX)는 두 개의 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 박막 트랜지스터(T1)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clca)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 박막 트랜지스터(T2)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcb)가 형성되어 있다.
제1 박막 트랜지스터(T1)의 제1 단자는 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 단자는 데이터선(Dn)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있다. 제2 박막 트랜지스터(T2)의 제1 단자는 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 단자는 데이터선(Dn)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다. 제3 박막 트랜지스터(T3)의 제1 단자는 게이트선(Gn)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제2 박막 트랜지스터(T2)의 제3 단자에 연결되어 있으며, 제3 단자는 유지 전극선(SL)에 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(Gn)에 게이트 온 전압이 인가되면 이에 연결된 제1, 제2, 및 제3 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)는 턴 온 되고, 데이터선(Dn)을 통해 전달된 데이터 전압에 의해 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)가 충전된다.
이때, 제3 박막 트랜지스터(T3)가 턴 온 상태에 있으므로, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압의 일부가 유지 전극선(SL)으로 빠져 나간다. 따라서, 데이터선(Dn)을 통해 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)에 전달된 데이터 전압이 동일하더라도 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전되는 전압은 서로 달라진다. 즉, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전되는 전압이 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압보다 낮아진다. 이로 인해 동일한 화소(PX) 내의 서로 다른 부화소(PXa, PXb)에 충전되는 전압을 달리하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 구조에 대해 더욱 살펴본다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대해 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 제1 기판(110) 위에 게이트선(121), 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 보조 전극(125) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함하는 게이트 금속층이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)은 게이트선(121)으로부터 돌출되어 서로 연결되어 있다. 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)은 평면 상에서 게이트선(121)으로부터 위쪽으로 돌출되어 있고, 제1 게이트 전극(124a)이 제2 게이트 전극(124b)보다 위쪽에 위치할 수 있다. 보조 전극(125) 및 제3 게이트 전극(124c)은 게이트선(121)으로부터 돌출되어 서로 연결되어 있다. 보조 전극(125) 및 제3 게이트 전극(124c)은 평면 상에서 게이트선(121)으로부터 위쪽으로 돌출되어 있고, 보조 전극(125)이 제3 게이트 전극(124c)보다 위쪽에 위치할 수 있다.
제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125)은 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 있다. 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c)은 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c), 및 보조 전극(125)은 동일한 게이트선(121)에 연결되어, 동일한 게이트 신호를 인가 받는다.
제1 기판(110) 위에는 유지 전극(133)이 더 형성될 수 있다. 유지 전극(133)은 두 개의 부화소(PXa, PXb)의 가장자리를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또한, 유지 전극(133)은 두 개의 부화소(PXa, PXb)의 중앙에 세로 방향으로 더 형성될 수 있다. 서로 이웃한 화소(PX)에 위치하는 복수의 유지 전극(133)은 서로 연결되어 있다. 유지 전극(133)에는 공통 전압 등과 같은 일정한 전압이 인가된다.
유지 전극(133)으로부터 연장되어 제1 전극(135) 및 제2 전극(137)이 더 형성될 수 있다. 제1 전극(135)은 제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125) 사이에 위치하고, 제2 전극(137)은 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c) 사이에 위치한다. 제1 전극(135) 및 제2 전극(137)은 유지 전극(133)과 연결되어 일정한 전압을 인가 받는다.
게이트선(121), 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c), 유지 전극(133), 제1 전극(135), 및 제2 전극(137) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다. 제1 반도체(154a)는 제1 게이트 전극(124a)의 위에 위치하고, 제2 반도체(154b)는 제2 게이트 전극(124b)의 위에 위치하며, 제3 반도체(154c)는 제3 게이트 전극(124c)의 위에 위치할 수 있다. 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)는 비정질 실리콘(amorpous silicon), 다결정 실리콘(polycystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
도시는 생략하였으나, 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c) 위에는 각각 저항성 접촉 부재가 더 위치할 수 있다. 저항성 접촉 부재는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 반도체(154a, 154b, 154c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 유지 전극선(177), 데이터선(171), 제1 소스 전극(173a), 제1 드레인 전극(175a), 제2 소스 전극(173b), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 금속층이 형성되어 있다.
도시된 바와 같이 제1, 제2, 및 제3 반도체(154a, 154b, 154c)는 데이터선(171) 아래에도 형성될 수 있다. 또한, 제1 반도체(154a)와 제2 반도체(154b)는 서로 연결될 수 있고, 제2 반도체(154b)는 제3 반도체(154c)와 서로 연결될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1, 제2, 및 제3 반도체(154a, 154b, 154c)이 제1, 제2, 및 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c) 위에만 형성될 수도 있고, 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)가 서로 분리될 수도 있다.
유지 전극선(177)은 일정한 전압을 전달하며, 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 유지 전극선(177)은 각 부화소(PXa, PXb)의 중앙에 세로 방향으로 형성될 수 있다. 유지 전극선(177)은 유지 전극(133)과 중첩할 수 있다. 유지 전극선(177)은 두 개의 부화소(PXa, PXb) 사이의 영역에서 가장자리로 우회하도록 형성되어 있다. 유지 전극선(177)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 보조 전극(125), 제1 전극(135), 및 제2 전극(137)과 중첩하지 않는다. 유지 전극선(177)에는 유지 전극(133)에 인가되는 전압과 동일한 전압이 인가될 수도 있고, 상이한 전압이 인가될 수도 있다. 예를 들면, 유지 전극선(177)에 인가되는 전압과 유지 전극(133)에 인가되는 전압은 약 3V 가량 차이가 날 수도 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)은 유지 전극선(177)과 대략 나란한 방향으로, 유지 전극선(177)과 동일한 층에 형성되어 있다.
제1 소스 전극(173a)은 데이터선(171)으로부터 제1 게이트 전극(124a) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제1 소스 전극(173a)은 제1 게이트 전극(124a) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a) 위에서 제1 소스 전극(173a)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이로 노출된 부분의 제1 반도체(154a)에 채널이 형성되어 있다.
제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a)과 중첩하는 제1 막대부(176a), 제1 막대부(176a)로부터 연장되어 있는 제1 확장부(177a), 및 제1 확장부(177a)로부터 연장되어 있는 제2 막대부(178a)를 포함한다. 제1 막대부(176a)는 제1 소스 전극(173a)에 의해 둘러싸여 있다. 제1 확장부(177a)는 제1 막대부(176a)보다 넓은 폭으로 이루어져 있고, 제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125) 사이에 위치한다. 제1 확장부(177a)는 제1 전극(135)과 중첩할 수 있다. 제2 막대부(178a)는 보조 전극(125)과 중첩한다.
제1 드레인 전극(175a)의 제1 막대부(176a), 제1 확장부(177a), 및 제2 막대부(178a)는 게이트선(121)과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
제2 소스 전극(173b)은 데이터선(171)으로부터 제2 게이트 전극(124b) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제2 소스 전극(173b)은 제2 게이트 전극(124b) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b) 위에서 제2 소스 전극(173b)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이로 노출된 부분의 제2 반도체(154b)에 채널이 형성되어 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b)과 중첩하는 제3 막대부(176b), 제3 막대부(176b)로부터 연장되어 있는 제2 확장부(177b)를 포함한다. 제3 막대부(176b)는 제2 소스 전극(173b)에 의해 둘러싸여 있다. 제2 확장부(177b)는 제3 막대부(176b)보다 넓은 폭으로 이루어져 있고, 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c) 사이에 위치한다. 제2 확장부(177b)는 제2 전극(137)과 중첩할 수 있다.
제3 소스 전극(173c)은 제2 드레인 전극(175b), 특히 제2 드레인 전극(175b)의 제2 확장부(177b)와 연결되어 있으며, 제3 게이트 전극(124c) 위에 위치한다. 제3 소스 전극(173c)은 막대형으로 이루어진다. 제3 소스 전극(173c)은 제3 게이트 전극(124c)의 중앙부와 중첩하는 부분이 다른 부분보다 좀 더 넓은 폭으로 이루어질 수 있다.
제2 드레인 전극(175b)의 제3 막대부(176b), 제2 확장부(177b), 및 제3 소스 전극(173c)은 게이트선(121)과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치할 수 있다.
제3 드레인 전극(175c)는 제3 게이트 전극(124c) 위에서 제3 소스 전극(173c)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이로 노출된 부분의 제3 반도체(154c)에 채널이 형성되어 있다.
상기에서 설명한 제1 게이트 전극(124a), 제1 반도체(154a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 박막 트랜지스터를 이룬다. 또한, 제2 게이트 전극(124b), 제2 반도체(154b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 박막 트랜지스터를 이룬다. 제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체(154c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 박막 트랜지스터를 이룬다.
데이터선(171), 제1, 제2, 및 제3 소스 전극(173a, 173b, 173c), 제1, 제2, 및 제3 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180)은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175a)의 적어도 일부를 노출시키는 제1 접촉 구멍(185a)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175b)의 적어도 일부를 노출시키는 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다. 제1 접촉 구멍(185a)은 제1 드레인 전극(175a)의 제1 확장부(177a)를 노출시킬 수 있고, 제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제1 접촉 구멍(185a)은 제1 전극(135)과 중첩할 수 있다. 제2 접촉 구멍(185b)은 제2 드레인 전극(175b)의 제2 확장부(177b)를 노출시킬 수 있고, 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제2 접촉 구멍(185b)은 제2 전극(137)과 중첩할 수 있다.
제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b)은 서로 인접한다. 평면 상에서 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b)은 상하로 나란히 배치되어 있다.
제1 보호막(180) 위에는 제2 보호막(230)이 형성되어 있다. 제2 보호막(230)은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 특히 색필터(color filter)로 이루어질 수 있다. 색필터는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 또한, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터로 이루어질 수도 있다.
제2 보호막(230)에는 개구부(185c)가 형성되어 있으며, 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)과 중첩한다. 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a)과 중첩하는 위치와 제2 접촉 구멍(185b)과 중첩하는 위치에 각각 형성되지 않고, 단일의 개구부(185c)가 형성된다. 따라서, 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b) 사이에 위치하는 제1 보호막(180)을 노출시킨다. 개구부(185c)의 가장자리는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)의 가장자리를 둘러싸고 있다.
제2 보호막(230) 위에는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)이 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)과 개구부(185c)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)과 개구부(185c)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있다. 특히, 제1 부화소 전극(191a)은 제1 드레인 전극(175a)의 제1 확장부(177a)과 연결될 수 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 드레인 전극(175b)의 제2 확장부(177b)과 연결될 수 있다.
개구부(185c)를 통해 제1 부화소 전극(191a)과 제1 드레인 전극(175a)이 서로 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191b)과 제2 드레인 전극(175b)이 서로 연결되어 있다. 마스크의 오정렬에 의해 개구부(185c)의 위치가 변경될 경우 이러한 연결에 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 충분한 마진을 가질 수 있도록 설계를 하게 된다. 개구부(185c)가 형성되는 영역을 비롯하여, 제1, 제2, 및 제3 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 영역은 빛샘을 방지하기 위해 차광되는 영역이다. 따라서, 개구부(185c)의 크기가 커질수록 차광 영역의 면적이 넓어지고, 투과율은 감소하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b)을 인접하게 배치하고, 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)과 중첩하도록 단일의 개구부(185c)를 형성함으로써, 접촉 불량을 방지할 수 있도록 마진 설계를 하면서 투과율도 향상시킬 수 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기보다 작아지게 된다. 이는 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 데이터 전압이 정극성(+)인 경우이고, 이와 반대로, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 데이터 전압이 부극성(-)인 경우에는 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압이 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압보다 작아지게 된다.
제2 부화소 전극(191b)의 면적은 제1 부화소 전극(191a)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부(192a, 192b) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(193a, 193b)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부(192a, 192b)와 세로 줄기부(193a, 193b)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부(194a, 194b)를 포함한다.
네 개의 부영역에 위치하는 미세 가지부(194a, 194b) 중 하나는 가로 줄기부(192a, 192b) 또는 세로 줄기부(193a, 193b)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 다른 하나의 미세 가지부(194a, 194b)는 가로 줄기부(192a, 192b) 또는 세로 줄기부(193a, 193b)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 다른 하나의 미세 가지부(194a, 194b)는 가로 줄기부(192a, 192b) 또는 세로 줄기부(193a, 193b)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 나머지 하나의 미세 가지부(194a, 194b)는 가로 줄기부(192a, 192b) 또는 세로 줄기부(193a, 193b)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
각 미세 가지부(194a, 194b)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(192a, 192b)와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194a, 194b)는 서로 직교할 수 있다.
제2 보호막(230) 위에는 차폐 전극(197)이 더 형성될 수 있다. 차폐 전극(197)은 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 차폐 전극(197)은 데이터선(171)과 중첩할 수 있다. 차폐 전극(197)은 데이터선(171)보다 좁은 폭으로 형성될 수 있다. 차폐 전극(197)에는 일정한 전압이 인가될 수 있다.
이어, 대향 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제2 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 게이트선(121), 데이터선(171), 제1, 제2, 및 제3 박막 트랜지스터, 제1 접촉 구멍(185a), 제2 접촉 구멍(185b), 및 개구부(185c)와 중첩할 수 있다.
도시는 생략하였으나, 제2 기판(210) 위에 복수의 색 필터가 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제2 보호막(230)이 색 필터로 이루어질 수 있고, 이때 제2 기판(210) 위에는 색 필터가 형성되지 않을 수 있다.
차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성될 수 있고, 덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
상기에서 차광 부재(220) 및 공통 전극(270)은 대향 표시판(200)에 형성되어 있는 것으로 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 차광 부재(220) 및 공통 전극(270)은 박막 트랜지스터 표시판(100)에 형성될 수도 있다.
이하에서는 도 11 내지 도 13을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에서 게이트 전극과 소스/드레인 전극이 서로 중첩함으로써 형성되는 기생 커패시턴스가 마스크의 오정렬에도 불구하고 일정하게 유지되는 특징에 대해 설명한다.
도 11은 도 4의 일부 영역을 나타낸 평면도이다. 도 11은 제1, 제2, 및 제3 박막 트랜지스터 및 그 주변을 도시하고 있다. 도 12 및 도 13은 도 11에서 일부 층이 이동한 모습을 나타낸 평면도이다. 도 12는 마스크 오정렬에 의해 데이터 금속층이 도 11을 기준으로 D1 방향으로 이동한 모습을 나타내고 있다. 도 13은 마스크 오정렬에 의해 데이터 금속층이 도 11을 기준으로 D2 방향으로 이동한 모습을 나타내고 있다.
도 11 내지 도 13에서, 제1 게이트 전극(124a)과 제1 드레인 전극(175a)이 중첩하는 부분을 제1 중첩 영역(R1)이라 하고, 제2 게이트 전극(124b)과 제2 드레인 전극(175b)이 중첩하는 부분을 제2 중첩 영역(R2)이라 한다. 보조 전극(125)과 제1 드레인 전극(175a)이 중첩하는 부분을 제3 중첩 영역(R3)이라 하고, 제3 게이트 전극(124c)과 제3 소스 전극(173c)이 중첩하는 부분을 제4 중첩 영역(R4)이라 한다.
제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)에서 두 개의 전극이 절연체를 사이에 두고 중첩하고 있으므로 기생 커패시턴스가 발생한다. 이들 중첩 면적이 클수록 기생 커패시턴스의 크기도 증가한다. 기생 커패시턴스가 증가하면 킥백 전압이 증가하게 되고, 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)의 휘도가 낮아지게 된다.
제1 중첩 영역(R1) 및 제3 중첩 영역(R3)의 크기는 제1 부화소(PXa)의 휘도에 영향을 미치게 되고, 제2 중첩 영역(R2) 및 제4 중첩 영역(R4)의 크기는 제2 부화소(PXb)의 휘도에 영향을 미치게 된다.
도 12를 참조하면, 데이터 금속층이 D1 방향으로 이동할 때 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 위치가 변하게 된다. 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 위치는 아래쪽으로 이동하게 된다. 이때, 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 면적은 일정하게 유지된다.
도시는 생략하였으나, 데이터 금속층이 D1과 정반대 방향으로 이동하는 경우에도 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 위치는 변하게 된다. 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 위치는 위쪽으로 이동하게 된다. 이때, 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 면적은 일정하게 유지된다.
도 13을 참조하면, 데이터 금속층이 D2 방향으로 이동할 때 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 위치는 변하지 않는다. 이때, 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 면적은 변한다. 제1 중첩 영역(R1) 및 제2 중첩 영역(R2)의 면적은 감소한다. 제3 중첩 영역(R3) 및 제4 중첩 영역(R4)의 면적은 증가한다.
제1 중첩 영역(R1)의 면적이 감소하는 만큼 제3 중첩 영역(R3)의 면적이 증가하게 되므로, 제1 중첩 영역(R1)과 제3 중첩 영역(R3)의 면적의 합은 일정하게 유지된다. 마스크 오정렬에 의해 제1 중첩 영역(R1) 및 제3 중첩 영역(R3) 각각의 면적이 변하더라도 제1 중첩 영역(R1)과 제3 중첩 영역(R3)의 면적의 합이 변하지 않으므로, 기생 커패시턴스는 일정하게 유지된다. 따라서, 제1 부화소(PXa)의 휘도에 영향을 미치지 않게 된다.
제2 중첩 영역(R2)의 면적이 감소하는 만큼 제4 중첩 영역(R4)의 면적이 증가하게 되므로, 제2 중첩 영역(R2)과 제4 중첩 영역(R4)의 면적의 합은 일정하게 유지된다. 마스크 오정렬에 의해 제2 중첩 영역(R2) 및 제4 중첩 영역(R4) 각각의 면적이 변하더라도 제2 중첩 영역(R2)과 제4 중첩 영역(R4)의 면적의 합이 변하지 않으므로, 기생 커패시턴스는 일정하게 유지된다. 따라서, 제2 부화소(PXb)의 휘도에 영향을 미치지 않게 된다.
도시는 생략하였으나, 데이터 금속층이 D2와 정반대 방향으로 이동하는 경우에도 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 위치는 변하지 않는다. 이때, 제1 중첩 영역(R1), 제2 중첩 영역(R2), 제3 중첩 영역(R3), 및 제4 중첩 영역(R4)의 면적은 변한다. 제1 중첩 영역(R1) 및 제2 중첩 영역(R2)의 면적은 증가한다. 제3 중첩 영역(R3) 및 제4 중첩 영역(R4)의 면적은 감소한다.
제1 중첩 영역(R1)의 면적이 증가하는 만큼 제3 중첩 영역(R3)의 면적이 감소하게 되므로, 제1 중첩 영역(R1)과 제3 중첩 영역(R3)의 면적의 합은 일정하게 유지된다. 마스크 오정렬에 의해 제1 중첩 영역(R1) 및 제3 중첩 영역(R3) 각각의 면적이 변하더라도 제1 중첩 영역(R1)과 제3 중첩 영역(R3)의 면적의 합이 변하지 않으므로, 기생 커패시턴스는 일정하게 유지된다. 따라서, 제1 부화소(PXa)의 휘도에 영향을 미치지 않게 된다.
제2 중첩 영역(R2)의 면적이 증가하는 만큼 제4 중첩 영역(R4)의 면적이 감소하게 되므로, 제2 중첩 영역(R2)과 제4 중첩 영역(R4)의 면적의 합은 일정하게 유지된다. 마스크 오정렬에 의해 제2 중첩 영역(R2) 및 제4 중첩 영역(R4) 각각의 면적이 변하더라도 제2 중첩 영역(R2)과 제4 중첩 영역(R4)의 면적의 합이 변하지 않으므로, 기생 커패시턴스는 일정하게 유지된다. 따라서, 제2 부화소(PXb)의 휘도에 영향을 미치지 않게 된다.
다음으로, 도 14 내지 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 14 내지 도 18에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 10에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 이웃하는 차폐 전극이 서로 연결되어 있다는 점에서 앞선 실시예와 일부 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 15 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 일부 층을 나타낸 평면도이다. 도 15는 게이트 금속층을 도시하고 있고, 도 16은 데이터 금속층을 도시하고 있으며, 도 17은 제1 부화소 전극, 제2 부화소 전극, 및 차폐 전극이 형성되어 있는 층을 도시하고 있다. 도 18은 도 14의 XVIII-XVIII선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
앞선 실시예에서와 마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 대향 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)의 경우, 제1 기판(110) 위에 게이트선(121), 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 보조 전극(125) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함하는 게이트 금속층이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 게이트 전극(124a) 및 보조 전극(125)은 평면 상에서 게이트선(121)으로부터 위쪽으로 돌출되어 있다. 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)은 평면 상에서 게이트선(121)으로부터 아래쪽으로 돌출되어 있다. 제1 게이트 전극(124a)과 제2 게이트 전극(124b)의 게이트선(121)의 어느 한 지점으로부터 각각 상하로 돌출되어 있다. 보조 전극(125)과 제3 게이트 전극(124c)은 게이트선(121)의 다른 한 지점으로부터 각각 상하로 돌출되어 있다.
제1 게이트 전극(124a)과 보조 전극(125)은 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 있다. 제2 게이트 전극(124b)과 제3 게이트 전극(124c)은 소정의 간격을 두고 서로 이격되어 있다.
제1 기판(110) 위에는 유지 전극(133)이 더 형성될 수 있으며, 유지 전극(133)으로부터 연장되어 있는 제1 전극(135) 및 제2 전극(137)이 형성되어 있다.
게이트선(121), 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c), 유지 전극(133), 제1 전극(135), 및 제2 전극(137) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다. 제1, 제2, 및 제3 반도체(154a, 154b, 154c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 유지 전극선(177), 데이터선(171), 제1 소스 전극(173a), 제1 드레인 전극(175a), 제2 소스 전극(173b), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 금속층이 형성되어 있다.
데이터선(171), 제1, 제2, 및 제3 소스 전극(173a, 173b, 173c), 제1, 제2, 및 제3 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 위에는 제1 보호막(180)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175a)의 적어도 일부를 노출시키는 제1 접촉 구멍(185a)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175b)의 적어도 일부를 노출시키는 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다. 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b)은 서로 인접한다. 평면 상에서 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b)은 상하로 나란히 배치되어 있고, 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b) 사이에는 게이트선(121)이 위치한다.
제1 보호막(180) 위에는 제2 보호막(230)이 형성되어 있다.
제2 보호막(230)에는 개구부(185c)가 형성되어 있으며, 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)과 중첩한다. 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a)과 중첩하는 위치와 제2 접촉 구멍(185b)과 중첩하는 위치에 각각 형성되지 않고, 단일의 개구부(185c)가 형성된다. 따라서, 개구부(185c)는 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b) 사이에 위치하는 제1 보호막(180)을 노출시킨다. 개구부(185c)의 가장자리는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)의 가장자리를 둘러싸고 있다.
제2 보호막(230) 위에는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)이 형성되어 있다.
제2 보호막(230) 위에는 차폐 전극(197)이 형성되어 있다. 차폐 전극(197)은 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 차폐 전극(197)은 데이터선(171)과 중첩할 수 있다.
제2 보호막(230) 위에는 이웃하는 차폐 전극(197)을 서로 연결하는 연결 전극(199)이 더 형성되어 있다. 연결 전극(199)은 제1 부화소 전극(191a), 제2 부화소 전극(191b), 및 차폐 전극(197)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 연결 전극(199)은 게이트선(121)과 중첩할 수 있으며, 게이트선(121)과 나란한 방향으로 뻗어있다. 연결 전극(199)은 제1 접촉 구멍(185a)과 제2 접촉 구멍(185b) 사이에 위치할 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.
121: 게이트선 124a: 제1 게이트 전극
124b: 제2 게이트 전극 124c: 제3 게이트 전극
125: 보조 전극 133: 유지 전극
135: 제1 전극 137: 제2 전극
171: 데이터선 173a: 제1 소스 전극
173b: 제2 소스 전극 173c: 제3 소스 전극
175a: 제1 드레인 전극 175b: 제2 드레인 전극
175c: 제3 드레인 전극 176a: 제1 막대부
177a: 제1 확장부 178a: 제2 막대부
176b: 제3 막대부 177b: 제2 확장부
179: 유지 전극선 180: 제1 보호막
230: 제2 보호막 185a: 제1 접촉 구멍
185b: 제2 접촉 구멍 185c: 개구부
191a: 제1 부화소 전극 191b: 제2 부화소 전극
197: 차폐 전극 199: 연결 전극
270: 공통 전극

Claims (25)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선, 데이터선, 및 유지 전극선,
    상기 게이트선으로부터 돌출되어 있는 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극,
    상기 게이트선으로부터 상기 제1 게이트 전극과 동일한 방향으로 돌출되어 있는 보조 전극,
    상기 게이트선으로부터 상기 제2 게이트 전극과 동일한 방향으로 돌출되어 있는 제3 게이트 전극,
    상기 데이터선과 연결되어 있고, 상기 제1 게이트 전극과 중첩하는 제1 소스 전극,
    상기 데이터선과 연결되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제2 소스 전극,
    상기 제1 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제1 게이트 전극 및 상기 보조 전극과 중첩하는 제1 드레인 전극,
    상기 제2 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제2 드레인 전극,
    상기 제2 드레인 전극과 연결되어 있고, 상기 제3 게이트 전극과 중첩하는 제3 소스 전극,
    상기 제3 소스 전극과 이격되어 있고, 상기 제3 게이트 전극과 중첩하고, 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 제3 드레인 전극,
    상기 제1 드레인 전극에 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 및
    상기 제2 드레인 전극에 연결되어 있는 제2 부화소 전극을 포함하고,
    상기 제1 드레인 전극과 상기 제1 부화소 전극의 연결부와 상기 제2 드레인 전극과 상기 제2 부화소 전극의 연결부가 서로 인접하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터선, 상기 제1 소스 전극, 상기 제2 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제2 드레인 전극, 상기 제3 소스 전극, 및 상기 제3 드레인 전극 위에 위치하는 제1 보호막, 및
    상기 제1 보호막 위에 위치하는 제2 보호막을 더 포함하고,
    상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 보호막 위에 위치하고,
    상기 제1 보호막에는 상기 제1 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 접촉 구멍이 형성되어 있고, 상기 제2 드레인 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 접촉 구멍이 형성되어 있고,
    상기 제2 보호막에는 상기 제1 접촉 구멍 및 상기 제2 접촉 구멍과 중첩하는 단일의 개구부가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍 사이에 위치하는 상기 제1 보호막을 노출시키는 액정 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 보호막은 무기 절연 물질로 이루어지고,
    상기 제2 보호막은 유기 절연 물질로 이루어지는 액정 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 보호막은 색필터로 이루어지는 액정 표시 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 구멍은 상기 제1 게이트 전극과 상기 보조 전극 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 드레인 전극은
    상기 제1 게이트 전극과 중첩하는 제1 막대부,
    상기 제1 막대부로부터 연장되어 있고, 상기 제1 게이트 전극과 상기 보조 전극 사이에 위치하는 제1 확장부, 및
    상기 제1 확장부로부터 연장되어 있고, 상기 보조 전극과 중첩하는 제2 막대부를 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 구멍은 상기 제1 확장부를 노출시키는 액정 표시 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극의 가장자리와 중첩하는 유지 전극, 및
    상기 유지 전극으로부터 연장되어 상기 제1 드레인 전극의 상기 제1 확장부와 중첩하는 제1 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 막대부, 상기 제1 확장부, 및 상기 제2 막대부는 상기 게이트선과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치하는 액정 표시 장치.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 접촉 구멍은 상기 제2 게이트 전극과 상기 제3 게이트 전극 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 드레인 전극은
    상기 제2 게이트 전극과 중첩하는 제3 막대부, 및
    상기 제3 막대부로부터 연장되어 있고, 상기 제2 게이트 전극과 상기 제3 게이트 전극 사이에 위치하는 제2 확장부를 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 접촉 구멍은 상기 제2 확장부를 노출시키는 액정 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극의 가장자리와 중첩하는 유지 전극, 및
    상기 유지 전극으로부터 연장되어 상기 제2 드레인 전극의 상기 제2 확장부와 중첩하는 제1 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 막대부, 상기 제2 확장부, 및 상기 제3 소스 전극은 상기 게이트선과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치하는 액정 표시 장치.
  16. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍은 상기 데이터선과 나란한 방향으로 일직선 상에 위치하는 액정 표시 장치.
  17. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각
    가로 줄기부와 세로 줄기부를 포함하는 십자형 줄기부, 및
    상기 십자형 줄기부로부터 뻗어 나가는 미세 가지부를 포함하고,
    상기 유지 전극선은 상기 세로 줄기부와 중첩하는 액정 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 유지 전극선은 상기 데이터선과 동일한 층에 위치하는 액정 표시 장치.
  19. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 게이트 전극, 상기 제2 게이트 전극, 상기 제3 게이트 전극, 및 상기 보조 전극은 평면 상에서 상기 게이트선으로부터 위쪽으로 돌출되어 있는 액정 표시 장치.
  20. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 게이트 전극 및 상기 보조 전극은 평면 상에서 상기 게이트선으로부터 위쪽으로 돌출되어 있고,
    상기 제2 게이트 전극 및 상기 제3 게이트 전극은 평면 상에서 상기 게이트선으로부터 아래쪽으로 돌출되어 있는 액정 표시 장치.
  21. 제2 항에 있어서,
    상기 데이터선과 중첩하는 차폐 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 차폐 전극은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극과 동일한 층에 위치하는 액정 표시 장치.
  23. 제21 항에 있어서,
    이웃하는 상기 차폐 전극을 서로 연결하는 연결 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 게이트선과 중첩하는 액정 표시 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 제1 접촉 구멍과 상기 제2 접촉 구멍 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
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