KR100675635B1

KR100675635B1 - 대조비가 향상된 횡전계모드 액정표시소자

Info

Publication number: KR100675635B1
Application number: KR1020040032746A
Authority: KR
Inventors: 이민직; 이창훈; 최희동
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-05-10
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2007-02-02
Also published as: FR2870013A1; US7911577B2; JP2005321810A; US7535533B2; US20050259210A1; CN1696769A; GB2414333B; CN100381892C; GB0620924D0; KR20050107900A; DE102005021267A1; JP4327121B2; FR2870013B1; US20090190083A1; GB0509132D0; GB2429571A; GB2414333A

Abstract

본 발명의 횡전계모드 액정표시소자는 컬럼스페이서에 의한 빛샘영역을 차단하여 대조비를 향상시키기 위한 것으로, 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판에 형성되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인과, 제1기판의 각 화소내에 배치된 스위칭소자와, 제1기판의 각 화소내에 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 한쌍의 전극과, 상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스와, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되어 상기 블랙매트릭스와 정렬되는 컬럼스페이서로 구성된다.

횡전계모드, 컬럼스페이서, 배향불량영역, 절곡, 블랙매트릭스, 대조비

Description

대조비가 향상된 횡전계모드 액정표시소자{IN PLANE SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING IMPROVED CONTRAST RATIO}

도 1은 종래 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.

도 2는 도 1의 I-I'선 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.

도 4(a) 및 도 4(b)는 도 3의 II-II'선 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 평면도.

도 7은 복수의 IPS모드 액정패널이 형성된 대면적 유리기판을 나타내는 도면.

도 8은 도 7의 A부분 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 액정패널 103 : 게이트라인

104 : 데이터라인 105 : 공통전극

107 : 화소전극 110 : 박막트랜지스터

111 : 게이트전극 112 : 반도체층

113 : 소스전극 114 : 드레인전극

118 : 컬럼스페이서 119 : 배향불량영역

본 발명은 횡전계모드 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 컬럼스페이서와 데이터라인을 정렬시켜 배향막의 러빙시 컬럼스페이서에 의한 배향불량영역을 통한 빛샘을 방지함으로서 대조비를 향상시킨 횡전계모드 액정표시소자에 관한 것이다.

근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA(Personal Data Assistants), 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

이러한 액정표시소자는 액정분자의 배열에 따라 다양한 표시모드가 존재하지만, 현재에는 흑백표시가 용이하고 응답속도가 빠르며 구동전압이 낮다는 장점 때문에 주로 TN모드의 액정표시소자가 사용되고 있다. 이러한 TN모드 액정표시소자에 서는 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직으로 배향된다. 따라서, 액정분자의 굴절률 이방성(refractive anisotropy)에 의해 전압의 인가시 시야각이 좁아진다는 문제가 있었다.

이러한 시야각문제를 해결하기 위해, 근래 광시야각특성(wide viewing angle characteristic)을 갖는 각종 모드의 액정표시소자가 제안되고 있지만, 그중에서도 횡전계모드(In Plane Switching Mode)의 액정표시소자가 실제 양산에 적용되어 생산되고 있다. 상기 IPS모드 액정표시소자는 화소내에 평행으로 배열된 적어도 한쌍의 전극을 형성하여 기판과 실질적으로 평행한 횡전계를 형성함으로써 액정분자를 평면상으로 배향시키는 것이다.

도 1은 상기한 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 IPS모드 액정표시소자는 한화소내에 배치되어 횡전계를 형성하는 전극이 절곡된 구조로서, 이러한 절곡은 화소를 2개의 도메인으로 분할하여 시야각특성을 더욱 향상시키기 위한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)의 화소는 종횡으로 배치된 게이트라인(3) 및 데이터라인(4)에 의해 정의된다. 도면에는 비록 (n,m)번째의 화소만을 도시하고 있지만 실제의 액정패널(1)에는 상기한 게이트라인(3)과 데이터라인(4)이 각각 N(〉n)개 및 M(〉m)개 배치되어 액정패널(1) 전체에 걸쳐서 N×M개의 화소를 형성한다. 이때, 상기 게이트라인(3) 및 데이터라인(4)은 일정한 각도로 절곡되어 화소의 중앙을 중심으로 대칭으로 배열된다.

상기 화소내의 게이트라인(3)과 데이터트라인(4)의 교차영역에는 박막트랜지 스터(10)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(10)는 게이트라인(3)으로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 위에 형성되어 데이터라인(4)을 통해 화상신호가 인가되는 소스전극(13) 및 드레인전극(14)으로 구성되어 외부로부터 입력되는 화상신호를 화소에 인가한다.

화소내에는 지그재그형상으로 형성되어 데이터라인(4)과 실질적으로 평행하게 배열된 공통전극(5)과 화소전극(7)이 배치되어 있다. 또한, 화소의 상부영역에는 상기 공통전극(5)과 접속되는 공통라인(16)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(16) 위에는 화소전극(7)과 접속되는 화소전극라인(17)이 배치되어 상기 공통라인(16)과 오버랩되어 있다.

데이트라인(4) 좌측의 게이트라인(3) 위에는 액정패널(1)의 셀갭(cell gap)을 일정하게 유지하기 위한 컬럼스페이서(18)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구조의 IPS모드 액정표시소자를 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1기판(20) 위에는 게이트전극(11)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트절연층(22)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(22) 위에는 반도체층(12)이 형성되어 있고 그 위에 소스전극(13) 및 드레인전극(14)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 보호층(passivation layer;24)이 형성된다.

공통전극(5)은 제1기판(20)에 배치되고 화소전극(7)은 게이트절연층(22)에 배치되어, 상기 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에 횡전계가 발생한다.

제2기판(30)에는 블랙매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(10) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(34)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 또한, 컬럼스페이서(18)는 상기 제1기판(20) 및 제2기판(20) 사이에 형성되어 액정패널(1)의 셀갭을 일정하게 유지한다.

일반적으로 스페이서는 볼(ball)형상의 볼스페이서가 많이 사용된다. 이러한 볼스페이서는 일반적으로 기판상에 산포시킴으로써 분포하는데, 산포시 볼스페이서가 기판상에 균일하게 분포하기가 어려울 뿐만 아니라 볼스페이서가 뭉치는 경우 정확한 셀갭을 유지할 수 없게 된다. 또한, 볼스페이서 자체가 액정층을 투과하는 광을 산란시키기 때문에, 액정표시소자의 화질저하의 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 상기와 같은 컬럼스페이서를 사용한다. 그러나, 상기와 같은 컬럼스페이서(118)는 다음과 같은 문제를 일으킬 수 있다.

도 2에는 도시하지 않았지만, 제1기판(20) 및 제2기판(30)에는 배향막이 도포되며, 상기 배향막은 러빙공정을 통해 배향방향이 결정된다. 러빙공정은 러빙포가 구비된 러빙롤을 배향막과 마찰시켜 배향막에 홈을 형성함으로써 배향방향을 결정하는 것이다. 따라서, 액정패널(1)의 셀갭과 거의 동일한 높이로 형성되는 컬럼스페이서(18)의 주변에는 러빙에 의한 홈이 형성되지 않는 영역이 발생하게 되는 데, 이러한 영역은 액정분자가 불규칙한 방향으로 배열되는 영역(즉, 배향불량영역)으로서 노멀리블랙모드(normally black mode)시 광이 누설되는 영역이다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 공통전극(5) 및 화소전극(7)이 y축-방향과 일정 각도로 배열되어 화소내에서 대칭하는 경우 러빙은 데이터라인(4)의 y축 방향을 따라 이루어진다. 따라서, 컬럼스페이서(18)가 데이터라인(4)의 좌측에 배열되는 경우, 러빙시 상기 컬럼스페이서(18)의 배열방향을 따라, 즉 데이터라인(4)의 좌측영역에 y축 ㅏ방향으로 띠형상의 광누설영역이 발생하게 되어 액정표시소자의 불량의 원인이 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 컬럼스페이서를 블랙매트릭스를 따라 배열하여 배향불량영역을 통해 빛이 새는 것을 방지함으로써 대조비를 향상시킬 수 있는 횡전계모드 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일관점에 따른 횡전계모드 액정표시소자는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판에 형성되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인과, 제1기판의 각 화소내에 배치된 스위칭소자와, 제1기판의 각 화소내에 데이터라인과 실질적으로 평행하게 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 하나의 제1전극 및 제2전극과, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되어 제1기판과 제2기판의 셀갭을 일정하게 유지하는 컬럼스페이서로 구성되며, 상기 데이터라인은 적어도 1회 절곡되며, 컬럼스페이서는 절곡된 데이터라인의 돌출영역측의 데이터라인 근처에 배치되는 것을 특징으로 한다.

컬럼스페이서는 게이트라인 위에 배치되며, 데이터라인의 절곡부는 스위칭소자가 형성되지 않은 영역으로 돌출된다. 제2기판에는 블랙매트릭스되는데, 상기 블랙매트릭스는 데이터라인과 그 양측면의 제1전극 위에 배치된다. 상기 컬럼스페이서에 의해 발생하는 배향불량영역는 블랙매트릭스에 의해 차단되어 빛이 새는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 관점에 따른 횡전계모드 액정표시소자는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판에 형성된 게이트라인과, 상기 게이트라인과 실질적으로 수직으로 교차하여 복수의 화소를 정의하며, 화소내에서 적어도 1회 절곡된 복수의 데이터라인과, 제1기판의 각 화소내에 배치된 스위칭소자와, 제1기판의 각 화소내에 데이터라인과 실질적으로 평행하게 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 한쌍의 전극과, 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되어 제1기판과 제2기판의 셀갭을 일정하게 유지하며, 상기 데이터라인의 절곡영역과 정렬되는 컬럼스페이서로 구성된다.

그리고, 본 발명의 또 다른 관점에 따른 횡전계모드 액정표시소자는 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판에 형성되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인과, 제1기판의 각 화소내에 배치된 스위칭소자와, 제1기판의 각 화소내에 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 한쌍의 전극과, 상기 게이트라인 및 데이터라인의 교차영역에 형성된 컬럼스페이서로 구성된다.

일반적으로 컬럼스페이서는 대면적의 액정표시소자에 주로 사용되기 때문에, 액정표시소자의 크기가 대형화되는 현재의 추세에서는 컬럼스페이서를 사용함에 따라 발생하는 대조비저하의 문제를 해결하는 것이 IPS모드 액정표시소자의 품질향상을 위한 가장 중요한 요인이 된다. 그런데, 컬럼스페이서에 의해 러빙이 불완전하게 이루어지는 영역을 현실적으로 효과적으로 제거할 수 있는 방법은 그리 많지 않다.존재하지 않을 것이다. 가장 효율적인 방법은 불완전한 러빙영역(배향불량영역), 즉 빛샘이 발생하는 영역을 블랙매트릭스가 형성된 영역에 위치하도록 하는 것이다. 이러한 방법은 구조나 공정이 변경없이(배향불량영역은 화소내에 그대로 존재하므로) 배향불량영역을 단순히 차단함으로써 배향불량영역을 없앨 수 있기 때문에, 비용의 증가나 수율의 저하없이 대조비를 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 부가의 블랙매트릭스를 형성하지 않고 이미 형성된 블랙매트릭스에 의해 배향불량영역을 차단하므로, 개구율의 저하없이 대조비를 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에서는 컬럼스페이서가 형성되는 위치를 변경하거나 데이터라인의 형태를 변화시켜 컬럼스페이서를 데이터라인을 따라 형성되는 블랙매트릭스와 정렬시켜 빛샘을 방지한다. 또한, 본 발명에서는 화소 내부가 아니라 액정패널의 외부에 형성되는 컬럼스페이서를 화소 내부의 컬럼스페이서와 정렬시켜, 즉 데이터라인을 따라 형성되는 블랙매트릭스와 정렬시켜 빛샘을 방지한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자는 복수의 게 이트라인(103) 및 데이터라인(104)에 의해 정의되는 복수의 화소를 포함한다. 상기 화소내의 게이트라인(103)과 데이터트라인(104)의 교차영역에는 게이트전극(111), 상기 게이트전극(111) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(112), 상기 반도체층(112) 위에 형성된 소스전극(113) 및 드레인전극(114)으로 이루어진 박막트랜지스터(110)가 배치된다.

상기 데이터라인(104)은 지그재그형상으로 절곡되어 화소를 2개의 도메인을 분할한다. 즉, 화소의 중앙을 중심으로 화소를 일정한 각도로 절곡하여 상기 화소를 대칭시켜 주시야각이 보사오디는 2개의 도메인으로 분할하는 것이다. 이때, 상기 데이터라인(104)은 도 1에 도시된 종래 IPS모드 액정표시소자의 데이터라인과는 그 절곡방향이 반대로 된다. 즉, 도 1에 도시된 종래 IPS모드 액정표시소자에서는 데이터라인의 절곡부가 박막트랜지스터가 형성되는 영역(즉, 데이터라인의 오른쪽 영역)으로 볼록한 반면, 본 발명에서는 데이터라인(104)의 절곡부가 박막트랜지스터(110)가 형성되지 않은 영역(즉, 데이터라인의 왼쪽 영역)으로 볼록하게 형성된다. 다시 말해서, 본 발명에서의 데이터라인(104)의 절곡방향은 도 1에 도시된 종래 IPS모드 액정표시소자의 데이터라인 절곡방향과는 반대인 것이다.

화소내에는 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열된 공통전극(105)과 화소전극(107)이 배치되어 있다. 데이터라인(104)과 마찬가지로 상기 공통전극(105)과 화소전극(107) 역시 박막트랜지스터(110)가 형성되지 않은 영역으로 볼록하게 절곡되어 있다. 또한, 화소의 상부영역에는 상기 공통전극(105)과 접속되는 공통라인(116)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(116) 위에는 화소전극(107)과 접속되는 화소전극라인(117)이 배치되어, 상기 공통라인(116)과 화소전극라인(117) 사이에 축적용량이 형성된다.

도면에 도시된 바와 같이, 컬럼스페이서(118)는 데이터라인(104) 좌측의 게이트라인(103) 위에 형성된다. 즉, 컬럼스페이서(118)는 박막트랜지스터(110)가 형성되지 않은 영역의 게이트라인(103) 위에 형성되는 것이다. 이러한 컬럼스페이서(118)는 각 화소에 배치되므로, 액정패널(101) 전체에 걸쳐서 데이터라인(104)의 좌측에 y축 방향을 따라 일렬로 배열된다. 컬럼스페이서(118)는 열경화성수지로 이루어지는 것으로, 열경화성수지 등을 도포한 후 패터닝함으로써 형성된다. 이와 같이 상기 컬럼스페이서(118)는 패터닝에 의해 형성되므로 패턴스페이서(patterned spacer)라고도 한다. 이때, 상기 컬럼스페이서(118)는 박막트랜지스터(110)가 형성되는 제1기판에 형성될 수도 있고 컬러필터층이 형성되는 제2기판에 형성될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 액정패널(101)을 러빙하는 경우, 상기 컬럼스페이서(118)가 배열된 방향을 따라 데이터라인(104)의 좌측에 러빙이 불완전하게 이루어진 영역(배향불량영역)이 발생하게 되며, 그 결과 상기 배향불량영역을 통해 액정패널에 빛샘이 발생하여 데이터라인(104)의 좌측에 y축 방향으로 띠형상의 빛샘영영(119)이 발생하게 된다.

한편, 데이터라인(104)의 양측에는 공통전극(105)이 인접하여 배열된다. 이 공통전극(105)은 데이터라인(104)과 화소전극(107) 사이에 발생하는 전계를 차단하여 공통전극(105)과 화소전극(107) 사이에 발생하는 횡전계의 왜곡을 방지하기 위 한 것이다. 따라서, 데이터라인(104) 영역에 형성되는 블랙매트릭스(도면표시하지 않음)는 데이터라인(104) 영역으로 투과하는 광만을 차단하는 것이 아니라 데이터라인(104)의 양측면에 배치된 공통전극(105) 영역으로 투과하는 광도 차단해야만 하므로, 상기 블랙매트릭스는 데이터라인(104) 뿐만 아니라 그 양측면에 형성된 공통전극(105)을 덮도록 형성되어야만 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 빛샘영역(119)은 데이터라인(104)과 그 좌측에 배치된 공통전극(105)을 따라 배치된다. 이러한 빛샘영역(119)의 배열은 데이터라인(104)의 절곡부위가 좌측영역(즉, 박막트랜지스터가 형성되지 않은 영역)으로 돌출함으로써 일어나는 것이다. 이러한 현상은 도 1에 도시된 종래 IPS모드 액정표시소자와 비교해보면 확연하게 알 수 있게 된다. 이와 같이, 빛샘영역(119)이 데이터라인(104)과 그 좌측의 공통전극(105)을 따라 배열됨에 따라 빛샘영역(119)은 실질적으로 블랙매트릭스를 따라 배열되므로, 액정패널(101)의 외부로 누설되는 광이 블랙매트릭스에 의해 차단되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자는 데이터라인(104)과 공통전극(105) 및 화소전극(107)의 평면구조를 제외하고는 도 2에 도시된 종래 IPS모드 액정표시소자의 구조와 거의 유사하다. 그러나, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자가 이러한 구조에만 한정되는 것은 아니다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자에서는 공통전극(105)이 제1기판(120) 위에 박막트랜지스터의 게이트전극(111)과 동일한 공정에 의해 형성되고 화소전극(107)이 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 보호 층(124) 위에 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자에서는 공통전극(105) 및 화소전극(107)이 모두 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전물질로 보호층(124) 위에 형성될 수도 있을 것이다. 이와 같이, 공통전극(105) 및 화소전극(107)을 투명한 도전물질로 형성하는 것은 IPS모드 액정표시소자의 휘도 및 개구율을 향상시키기 위한 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자는 데이터라인(104)과 공통전극(105) 및 화소전극(107)의 절곡방향을 종래 IPS모드 액정표시소자와 반대로 하여 컬럼스페이서(118)를 데이터라인(104)과 정렬시킴으로써 빛샘영역을 블랙매트릭스에 의해 차단할 수 있게 되며, 그 결과 액정패널(101)의 대조비를 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 컬럼스페이서(118)를 데이터라인(104)과 정렬시킨다는 관점에 의하면, 도 1에 도시된 구조의 종래 IPS모드 액정표시소자에서 컬럼스페이서의 형성위치를 데이터라인의 좌측이 아니라 우측, 즉 박막트랜지스터가 형성되는 영역에 형성하는 경우에도 컬럼스페이서와 데이터라인이 정렬하게 되므로 빛샘영역을 효과적으로 차단할 수 있으며, 이러한 구조의 IPS모드 액정표시소자도 본 발명에 포함되는 다른 예로서 적용될 수도 있을 것이다.

또한, 데이터라인과 컬럼스페이서의 정렬, 또는 데이터라인 영역에 형성되는 블랙매트릭스와 컬럼스페이서의 정렬이라는 관점에서 보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 컬럼스페이서(218)가 게이트라인(203)과 데이터라인(204)의 교차점에 형성되는 구조도 가능하다. 이 구조에서도 컬럼스페이서(218)에 의해 형성되는 빛샘영역(219)이 데이타라인(204)을 따라 배치되므로 데이터라인(204)을 따라 형성되는 블랙매트릭스가 상기 빛샘영역을 차단할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자가 도 3 및 도 5에 도시된 절곡구조에만 한정되는 것은 아니다. 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터라인(304)과 공통전극(305) 및 화소전극(307)이 절곡되지 않은 구조의 IPS모드 액정표시소자도 본 발명에 적용될 수 있을 것이다. 이때, 컬럼스페이서(318)는 도 5에 도시된 구조와 마찬가지로 게이트라인(303)과 데이터라인(304)이 교차하는 영역에 형성되므로, 컬럼스페이서(318)에 의한 러빙불량영역이 상기 데이터라인(304)을 따라 발생한다. 따라서, 상기 러빙불량영역이 데이터라인(304)을 따라 형성되는 블랙매트릭스에 의해 차단되므로, 빛샘에 의한 대조비의 저하를 방지할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명이 IPS모드 액정표시소자는 데이터라인과 공통전극 및 화소전극의 형상이 다양한 구조의 IPS모드 액정표시소자에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 컬럼스페이서의 위치도 다양하게 배치할 수 있을 것이다. 더욱이, 공통전극과 화소전극도 다양한 위치(예를 들어, 제1기판, 게이트절연층 또는 보호층)에 형성할 수 있을 것이다. 이러한 점에서 본 발명의 IPS모드 액정표시소자는 도면에 도시되거나 위에서 설명한 특정한 구조에만 한정되는 것은 아니다. 도 3과 도 5 및 도 6에서는 비록 화소내에 공통전극이 2개 배치되고 화소전극이 1개 배치된 2-블럭(block, 블럭은 실제 화상이 구현되는 영역을 의미한다)구조의 IPS모드 액정표시소자만이 도시되어 있지만, 공통전극이 3개 배치되고 화소전극이 2개 배치되는 4-블럭 IPS모드 액정표시소자나 공통전극이 4개 배치되고 화소전극이 3개 배치되는 6-블럭의 IPS모드 액정표시소자, 또는 그 이상의 블럭을 갖는 IPS모드 액정표시소자도 본 발명에 포함될 것이다.

한편, IPS모드 액정표시소자를 제작시 그 공정은 실질적으로 유리기판상에서 진행된다. 즉, 복수의 액정패널이 형성되는 유리기판상에서 박막트랜지스터공정 및 컬러필터공정이 진행된 후, 유리기판을 단위 패널로 분리함으로써 IPS모드 액정표시소자를 완성하는 것이다. 그런데, 근래 대면적의 액정표시소자에 대한 요구가 증가함에 따라 복수개의 액정패널이 형성되는 유리기판의 크기도 대형화되고 있다. 유리기판의 대형화는 곧 유리기판의 무게 증가를 의미한다. 따라서, 유리기판 단위로 공정을 진행하는 경우, 패널영역에 컬럼스페이서를 형성해도 유리기판의 무게 때문에 원하는 셀갭을 유지하기가 어려워진다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 액정패널이 형성되지 않는 더미영역(dummy region)에도 컬럼스페이서를 형성하여 액정패널이 아닌 유리기판 전체의 셀갭을 일정하게 유지해야만 한다.

도 7에 복수의 액정패널(401)이 형성된 대면적 유리기판(400)이 도시되어 있다. 도면에서는 비록 유리기판(400)에 4개의 액정패널(401)만이 형성되어 있지만, 이것은 설명의 편의를 위한 것으로 유리기판(400)에는 2개의 액정패널(401)이 형성될 수도 있고, 6개 또는 그 이상의 액정패널(401)이 형성될 수도 있을 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 액정패널(401)이 형성되지 않은 더미영역(450)에는 컬럼스페이서(458)가 형성되어 있다. 상기 더미영역(450)의 컬럼스페이서(458)는 더미영역(450)의 유리기판을 지지하여 유리기판 전체의 셀갭을 유지함으로서 액정패널(401) 내부의 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 것이다. 액정패널(401)에 형성 된 배향막에 실행되는 러빙은 액정패널(401) 단위로 이루어지는 것이 아니라 유리기판(400) 단위로 이루어진다. 다시 말해서, 대형 러빙롤로 유리기판(400) 전체를 러빙함으로써 각 액정패널(401)의 배향방향을 결정하는 것이다. 그런데, 유리기판(400)의 더미영역(450)에는 컬럼스페이서(458)가 배치되어 있으므로, 러빙시 상기 컬럼스페이서(458)에 의한 배향불량영역(419)이 발생하게 된다. 더미영역(450)이 컬럼스페이서(458)에 의해 발생하는 배향불량영역(419)은 러빙방향을 따라 유리기판(400) 전체에 발생하기 때문에, 더미영역(450) 뿐만 아니라 액정패널(401)에도 발생한다. 따라서, 상기 더미영역(450)의 컬럼스페이서(458)은 화소내에 배치되는 컬럼스페이서와 동일한 문제를 발생하므로, IPS모드 액정표시소자의 품질을 향상시키기 위해서는 유리기판(400)의 더미영역(450)에 배치된 컬럼스페이서(458)에 의한 빛샘을 제거해야만 한다.

도 8은 7의 A영역 확대도이다. 도 8에 도시된 바와 같이 액정패널(401)과 인접하는 유리기판의 더미영역(450)에는 복수의 컬럼스페이서(458)가 형성되어 있다. 이때, 액정패널(401)은 도 3에 도시된 구조로 이루어져 있지만, 도 5 및 도 6에 도시된 구조로 이루어질 수도 있다. 액정패널(401)에는 컬럼스페이서(418)가 y축 방향을 따라 데이터라인(404)의 좌측, 즉 박막트랜지스터(410)가 형성되지 않은 영역의 게이트라인(403) 위에 배열되어 있으며, 더미영역(450)의 컬럼스페이서(458) 역시 액정패널(401)의 컬럼스페이서(418)와 정렬되어 있다. 따라서, 유리기판에 러빙을 실행하는 경우 액정패널(401)의 컬럼스페이서(418)에 의한 배향불량영역과 더미영역(450)의 컬럼스페이서(458)에 의한 배향불량영역이 화소내에서 동일한 위치(419)에 발생하게 된다.

한편, 상기 배향불량영역(419)은 데이터라인(404)를 따라 형성되는 블랙매트릭스(데이터라인(404)과 그 양측의 공통전극(405)에 걸쳐 형성되는)를 따라 배치되므로, 상기 배향불량영역(419)을 통한 빛샘이 상기 블랙매트릭스에 의해 차단된다. 그 결과, 빛샘영역를 제거함으로써 대조비를 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 유리기판의 더미영역(450)에 형성되는 컬럼스페이스(458)을 액정패널(401)의 컬럼스페이서(458)과 정렬시킴으로써(즉, 더미영역(450)의 컬럼스페이서(458)를 액정패널(401)의 블랙매트릭스와 정렬시킴으로써) 빛샘영역을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 이때, 더미영역(450)의 컬럼스페이서(458)는 액정패널(401)의 구조에 따라 그 형성위치가 변할 것이다. 다시 말해서, 액정패널(401)이 도 5 및 도 6에 도시된 구조로 이루어지는 경우, 해당 구조의 패널에 형성되는 컬럼스페이서(418)의 위치에 따라 상기 더미영역(450)의 형성위치도 변할 것이다.

이때, 액정패널(401)에 형성되는 컬럼스페이서(418)가 데이터라인(404)과 정렬되므로, 상기 컬럼스페이서(418)와 정렬되는 더미영역(450)의 컬럼스페이서(458)도 액정패널(401)의 데이터라인(404), 엄밀하게 말해서 데이터라인(404)을 따라 형성되는 블랙매트릭스와 정렬된다고 간주할 수도 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 횡전계모드 액정표시소자에서는 액정패널에 형성되는 컬럼스페이서 및 더미영역의 컬럼스페이서가 데이터라인을 따라 형성되는 블랙매트릭스와 정렬되므로, 컬럼스페이서에 의한 배향불량영역에 기인하는 빛샘영역이 상기 블랙매트릭스에 의해 차단된다. 그 결과, 노멀리블랙모드에서 화면상에 빛이 새는 것을 차단할 수 있게 되므로, IPS모드 액정표시소자의 대조비를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

제1기판 및 제2기판;

상기 제1기판에 형성되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인;

제1기판의 각 화소내에 배치된 스위칭소자;

제1기판의 각 화소내에 데이터라인과 평행하게 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 하나의 제1전극 및 제2전극; 및

상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되어 제1기판과 제2기판의 셀갭을 일정하게 유지하는 컬럼스페이서로 구성되며,

상기 데이터라인은 1회 이상 절곡되며, 컬럼스페이서는 절곡된 데이터라인의 돌출영역측의 데이터라인 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 컬럼스페이서는 게이트라인 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 데이터라인의 절곡부는 화소의 스위칭소자가 형성되지 않은 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 스위칭소자는 박막트랜지스터인 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는,

제1기판위에 형성된 게이트전극;

상기 게이트전극이 형성된 제1기판 전체에 걸쳐 적층된 절연층;

상기 절연층 위에 형성된 반도체층;

상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극; 및

상기 소스전극 및 드레인전극이 형성된 제1기판 전체에 걸쳐 적층된 보호층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제1항에 있어서,

상기 제2기판에 형성되어 화상 비표시영역으로 광이 투과하는 것을 차단하는 블랙매트릭스;

상기 제2기판에 형성되어 컬러를 구현하는 컬러필터층; 및

상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성되는 액정층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 데이터라인의 양측면에는 제1전극이 배치되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제7항에 있어서, 블랙매트릭스는 데이터라인 및 그 양측면의 제1전극 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제7항에 있어서, 상기 컬럼스페이서는 배향불량영역을 발생시키고, 상기 배향불량영역은 블랙매트릭스에 의해 차단되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제5항에 있어서, 상기 제1전극은 제1기판에 배치되고 제2전극은 보호층 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
삭제
제5항에 있어서, 상기 제1전극 및 제2전극은 보호층 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제12항에 있어서, 상기 제1전극 및 제2전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계모드 액정표시소자.
제1기판 및 제2기판;

상기 제1기판에 형성된 게이트라인:

상기 게이트라인과 수직으로 교차하여 복수의 화소를 정의하며, 화소내에서 1회 이상 절곡된 복수의 데이터라인;

제1기판의 각 화소내에 배치된 스위칭소자;

제1기판의 각 화소내에 데이터라인과 평행하게 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 한쌍의 전극; 및

상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되어 제1기판과 제2기판의 셀갭을 일정하게 유지하며, 상기 데이터라인의 절곡영역과 정렬되는 컬럼스페이서로 구성된 횡전계모드 액정표시소자.
삭제
삭제
제1기판 및 제2기판;

상기 제1기판에 형성되어 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인;

제1기판의 각 화소내에 배치된 스위칭소자;

제1기판의 각 화소내에 배열되어 횡전계를 생성하는 적어도 한쌍의 전극;

상기 제2기판에 형성되어 광을 차단하는 블랙매트릭스; 및

상기 제1기판 및 제2기판 사이에 배치되어 상기 블랙매트릭스와 정렬되는 컬럼스페이서로 구성된 횡전계모드 액정표시소자.