KR101027866B1 - Liquid Crystal Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 액정표시장치는, 하부기판 상에 서로 교차하며 형성되는 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인과; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차되는 영역 상에 형성되는 다수의 화소전극과; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성되는 다수의 박막트랜지스터가 구비되는 액정표시장치에 있어서,According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display includes: a plurality of gate lines and data lines formed to cross each other on a lower substrate; A plurality of pixel electrodes formed on a region where the gate line and the data line cross each other; In a liquid crystal display device comprising a plurality of thin film transistors formed at the intersection of the gate line and the data line,
소정의 게이트 라인 및 상기 게이트 라인에 연결된 박막트랜지스터의 후단부에 형성되어 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속되는 후단 화소전극과; 상기 소정의 게이트 라인 및 박막트랜지스터의 전단부에 형성되어 상기 게이트 라인과 소정 영역 중첩되는 전단 화소 전극이 포함되며,A rear pixel electrode formed at a rear end of a thin film transistor connected to the gate line and the gate line and electrically connected to the thin film transistor; A front end pixel electrode formed at a front end of the predetermined gate line and the thin film transistor and overlapping the gate line with a predetermined region;
상기 후단 화소전극과 게이트 라인의 사이 및 상기 게이트 라인, 데이터 라인, 박막트랜지스터를 포함하는 영역과 중첩되는 상부기판 상의 영역에 블랙매트릭스가 형성됨을 특징으로 한다.The black matrix may be formed between the rear pixel electrode and the gate line and in an area on the upper substrate overlapping the area including the gate line, data line, and thin film transistor.
이와 같은 본 발명에 의하면, 마스크의 증가 또는 공정의 증가, 공정의 변경 없이 빛샘 현상을 최소화할 수 있으며, 상기 빛샘 현상을 최소화함으로써 결과적으로 동일 개구율을 유지하면서 Contrast Ratio를 확보할 수 있다.According to the present invention, the light leakage phenomenon can be minimized without increasing the mask, increasing the process, or changing the process. As a result, the contrast ratio can be secured while maintaining the same aperture ratio by minimizing the light leakage phenomenon.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a part of a general liquid crystal display device.
도 2는 종래의 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도.2 is an enlarged plan view schematically showing some pixels of a conventional array substrate for a liquid crystal display device;
도 3은 도 2의 특정부분 Ⅰ-Ⅰ' 에 대한 단면도.3 is a cross-sectional view of a specific portion II ′ of FIG. 2;
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도.4 is an enlarged plan view schematically showing some pixels of an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention;
도 5는 도 4의 특정부분 Ⅱ-Ⅱ' 에 대한 단면도.FIG. 5 is a sectional view of a specific portion II-II ′ of FIG. 4. FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
40 : 블랙매트릭스가 형성되는 영역 43 : 게이트 라인40: black matrix formed area 43: gate line
45 : 데이터 라인 47 : 전단 화소전극45: data line 47: front end pixel electrode
49 : 후단 화소전극49: rear pixel electrode
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 러빙 불량 영역에서의 빛샘 현상을 극복하는 화소 구조를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a pixel structure that overcomes light leakage in rubbing defect regions.
일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 가지고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
이에 따라, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛이 임의로 변조되어 화상정보를 표현할 수 있다. Accordingly, if the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light polarized by optical anisotropy may be arbitrarily modulated to express image information.
이러한 상기 액정은 전기적인 특성 분류에 따라 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브 액정과 음(-)인 네거티브 액정으로 구분될 수 있으며, 유전율 이방성이 양인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향으로 액정분자의 장축이 평행하게 배열하고, 유전율 이방성이 음인 액정분자는 전기장이 인가되는 방향과 액정분자의 장축이 수직하게 배열한다.The liquid crystal may be classified into a positive liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a negative liquid crystal having a negative dielectric anisotropy according to an electrical property classification. The long axes are arranged in parallel, and the liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy are arranged in the direction in which the electric field is applied and the long axes of the liquid crystal molecules are perpendicular to each other.
현재에는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬방식으로 배열된 액티브 매트릭스형 액정표시장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 일반적으로 사용되고 있다.Nowadays, thin film transistors and active matrix LCDs in which pixel electrodes connected to the thin film transistors are arranged in a matrix manner have been commonly used because of their excellent resolution and video performance.
상기 액정표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다. The structure of the liquid crystal panel, which is a basic component of the liquid crystal display, is as follows.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing a part of a general liquid crystal display device.
도 1을 참조하면, 일반적인 액정표시장치(11)는 블랙매트릭스(6)와 서브컬러필터(적, 녹, 청)(8)를 포함한 컬러필터(7)와, 컬러필터 상에 투명한 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 상기 화소영역 상에 형성된 화소전극(17) 과 스위칭소자(T)를 포함한 어레이배선이 형성된 하부기판(22)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 앞서 설명한 액정(14)이 충진되어 있다.Referring to FIG. 1, a general liquid
상기 하부기판(22)은 어레이 기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스 형태로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)이 형성된다.The
또한, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P) 상에 형성되는 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 전도성 금속을 사용한다. In addition, the pixel area P is a region where the
상기와 같이 구성되는 액정표시장치(11)는 상기 화소전극(17) 상에 위치한 액정층(14)이 상기 박막트랜지스터로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정층의 배향정도에 따라 상기 액정층을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.In the liquid
도 2는 종래의 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이다. 2 is an enlarged plan view schematically illustrating some pixels of a conventional array substrate for a liquid crystal display device.
도 2를 참조하면, 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)이 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 형성되고, 상기 게이트 라인(13)과 데이터 라인(15)의 교차지점에는 게이트전극(31)과 소스전극(33) 및 드레인전극(35)으로 구성된 박막트랜지스터(T)가 구성된다.Referring to FIG. 2, the
상기 소스전극(33)과 드레인전극(35)은 상기 게이트전극(31) 상부에서 소정 간격 이격되어 구성되며, 이격된 사이로 액티브 채널(미도시)이 노출된다.The
이와 같은 상기 박막트랜지스터의 게이트전극(31)에 소정이 스캐닝 펄스가 인가되면 이에 따라 게이트전극(31)의 전압이 높아지게 되고, 상기 박막트랜지스터는 온(on)상태로 된다. 이 때, 액정구동전압이 상기 데이터 라인(15)으로부터 박막트랜지스터(T)의 드레인, 소스간을 경유하여 액정에 인가되며, 액정용량과 축적용량을 합친 화소용량이 충전된다. When a predetermined scanning pulse is applied to the
여기서, 상기 축적용량은 게이트라인(13)의 일부와 이에 중첩되는 후단부 화소전극(19)의 일부 및, 상기 게이트라인(13)의 일부와 이에 중첩되는 보조전극(18)으로 구성되는 온 게이트(on gate) 방식의 축적 캐패시터에 의해 형성된다.The storage capacitor may include an on-gate including a part of the
도 3은 도 2의 특정부분 Ⅰ-Ⅰ' 에 대한 단면도로, 이는 상기 축적 캐패시터 영역에 대한 단면도이다.3 is a cross sectional view of a specific portion II ′ of FIG. 2, which is a cross sectional view of the accumulation capacitor region;
도 3을 참조하면, 기판(100) 상에 축적 캐패시터의 제 1 전극으로 사용되는 게이트라인(13)이 형성되어 있고, 상기 게이트라인(13)을 포함하는 기판의 노출된 면에 게이트 절연막(12)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 3, a
그리고, 상기 게이트 절연막(12) 상에는 소스/드레인 전극 형성용 금속층으로 형성된 캐패시터의 제 2 전극으로 사용되는 보조전극(18)이 형성되어 있다. An
또한, 상기 보조전극(18)을 보호막(14)이 덮고 있으며, 보호막(14)에는 보조전극(18)의 일부를 노출시키는 콘택홀이 형성되어 있고, 상기 콘택홀을 통하여 화소전극(19)이 보조전극(18)과 연결되면서 보호막(14) 상에 형성되어 있다.In addition, the
상기와 같이 게이트 라인, 데이터 라인 및 화소 등의 구비된 어레이 기판 즉, 하부기판이 형성되면, 이는 상부기판과 합착되고, 그 사이에 액정층이 형성되는데, 이 때 상기 하부기판의 하부에 배면광(back light)을 통해 조사되는 빛이 상기 화소 이외의 영역에서 새는 것을 방지하기 위해 상기 게이트 라인(13), 데이터 라인(15), 박막트랜지스터(T) 등과 중첩되는 상부기판(미도시) 상의 영역에 블랙매트릭스(BM)(20)가 형성된다. 상기 블랙매트릭스(BM)(20)가 형성되는 부분은 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. As described above, when an array substrate including a gate line, a data line, and a pixel, that is, a lower substrate, is formed, it is bonded to the upper substrate, and a liquid crystal layer is formed therebetween. area on the upper substrate (not shown) overlapping with the
또한, 상기 상, 하부기판에는 상기 액정층과의 접촉면에서 각각 전압 인가시 액정의 배향을 용이하게 해주는 상, 하부 배향막(미도시)이 형성되어 있다.In addition, upper and lower alignment layers (not shown) are formed on the upper and lower substrates to facilitate the alignment of the liquid crystal when voltage is applied to the contact surface with the liquid crystal layer, respectively.
일반적으로 상기 배향막에는 액정의 배향을 일정하게 하고, 액정의 배향을 용이하게 유도하기 위한 선 경사각(pretilt angle)을 주기 위해 러빙처리를 하게 된다. 상기 러빙처리는 러빙포로 감싼 회전 롤러를 기판과 일정한 각도를 유지하며 압력을 가하여 배향막에 일정한 홈을 형성하는 것으로, 단차부가 형성된 기판의 경우 상기 단차부에 대해 러빙 불량이 발생될 수 있다. In general, the alignment layer is subjected to a rubbing treatment in order to make the alignment of the liquid crystal constant and to give a pretilt angle for easily inducing the alignment of the liquid crystal. The rubbing treatment is to form a certain groove in the alignment layer by applying a pressure to the rotating roller wrapped with a rubbing cloth while maintaining a constant angle with the substrate, in the case of a substrate having a stepped portion, rubbing failure may occur with respect to the stepped portion.
이 때, 상기 하부기판은 상부기판에 비해 다수의 공정 즉, 증착, 포토리소그래피 등의 공정이 여러 번 반복되어 제작되기 때문에, 다수개의 어레이 소자들이 단차를 이루게 되어, 상기 상부기판에 비해 단차 빈도가 높게 된다.In this case, since the lower substrate is manufactured by repeating a plurality of processes, that is, deposition, photolithography, and the like, many times, compared to the upper substrate, a plurality of array elements form a step, and a step frequency is higher than that of the upper substrate. Becomes high.
특히 도 3에 도시된 바와 같이 축적 캐패시터가 형성되는 영역은 그 단차가 크며, 이에 따라 상기 배향막의 주 시야각 확보를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 위에서 아래로 45°각도로 하부기판을 러빙 처리 할 때, 상기 어레이 소자들 특히 축적 캐패시터 영역의 단차에 의해 러빙이 불균일하게 이루어 지기 쉽고, 상기 불 균일한 러빙에 의해 빛샘 현상이 발생될 수 있는 것이다. In particular, as shown in FIG. 3, the area in which the accumulation capacitor is formed has a large step, so that the lower substrate may be rubbed at an angle of 45 ° from the top to the bottom as shown in FIG. 2 to secure the main viewing angle of the alignment layer. At this time, rubbing is likely to occur unevenly due to the step of the array elements, particularly the accumulation capacitor region, and light leakage may occur due to the uneven rubbing.
이러한 빛샘 현상을 극복하기 위해 러빙 불량 영역 상에 블랙매트릭스(20)가 형성되나, 개구율 측면에서 모든 러빙 불량 영역에 블랙매트릭스를 형성할 수는 없으며, 이 때 상기 블랙매트릭스(20)가 형성되지 않은 영역에서의 러빙 불량에 의한 빛샘 현상은 극복하기 어렵게 된다. 이를 도 2 및 도 3을 통해 설명토록 한다.In order to overcome this light leakage phenomenon, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 박막트랜지스터(T)의 드레인 전극(35)은 상기 박막트랜스터(T) 상부에 형성된 전단 화소전극(17)과 전기적으로 연결되어 상기 데이터 라인(15)으로부터 인가되는 신호를 상기 전단 화소전극(17)로 전달하는 역할을 한다.2 and 3, the
또한, 상기 전단 화소전극(17)은 게이트 라인(13)과의 기생용량을 줄이기 위해 상기 게이트 라인(13)과 일정 간격 유지하여 이격되어 있어야 하며, 전단 화소전극(17)과 게이트 라인(13)간 사이의 빛샘을 방지하기 위해 상기 영역에 대해서는 블랙매트릭스(20)가 형성되어 있다.In addition, the front
반면에 상기 게이트 라인(13)과 상기 박막트랜지스터(T) 하부에 형성된 후단 화소전극(19)은 축적 캐패시터 형성을 위해 소정부분 중첩되어 있고, 상기 후단 화소전극(19)과 게이트 라인(13)이 중첩되는 영역(A)은 이론적으로 빛이 새는 영역이 아니므로 개구율 확보를 위해 도시된 바와 같이 블랙매트릭스를 형성하지 않았다.On the other hand, the
그러나, 러빙처리 방향을 기준으로 상기 축적 캐패시터에 의한 단차부가 시작되는 전단 화소전극(17)과 게이트 라인(13)간 사이 영역은 비교적 러빙이 용이하여 러빙 불량이 발생할 확률이 적을 뿐더러, 상기 영역 상부에는 블랙매트릭스가 형성되어 있어 빛샘 현상이 극복될 수 있으나, 상기 축적 캐패시터에 의한 단차부가 끝나는 상기 후단 화소전극(19)과 게이트 라인(13)이 중첩되는 영역(A)은 러빙처리 방향을 기준으로 단차부가 끝나는 부분으로서 러빙이 상당히 취약한 영역이며, 그에 따라 빛샘 현상 발생이 쉬운 부분에 해당한다. However, the area between the front
그러나, 상기 영역은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스(20)가 형성되지 않았으므로 상기 빛샘 현상을 극복하지 못하게 되는 것이다. However, since the
결과적으로 도 2 및 도 3에 도시된 종래의 화소 구조에 의할 경우, 주 시야각 유지를 위해 상기 러빙 방향을 변경하지는 못하므로, 상기 후단 화소전극(19)과 게이트 라인(13)이 중첩되는 영역(A)에서의 빛샘 현상은 극복하지 못한다는 단점이 있다. As a result, according to the conventional pixel structures shown in FIGS. 2 and 3, the rubbing direction cannot be changed to maintain the main viewing angle, and thus the region where the
본 발명은 게이트 라인 및 박막트랜지스터 후단부에 형성된 후단 화소전극이 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 접속되어 구동되도록 하며, 상기 박막트랜스터 상부에 형성된 전단 화소전극이 상기 게이트 라인과 소정 영역 중첩되도록 형성하고, 상기 후단 화소전극과 게이트 라인간 사이를 포함하는 영역에 블랙매트릭스를 형성함으로써, 주 시야각 확보를 위에서 아래로 45°각도로 하부기판을 러빙 처리하더라도 러빙 불량에 의한 빛샘 현상이 방지되는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, a rear pixel electrode formed at a rear end of a gate line and a thin film transistor is electrically connected to and driven by a drain electrode of the thin film transistor, and a front pixel electrode formed at an upper portion of the thin film transistor overlaps a predetermined region with the gate line. And forming a black matrix in a region including between the rear pixel electrode and the gate line, thereby preventing light leakage due to poor rubbing even when rubbing the lower substrate at a 45 ° angle from top to bottom. It is an object to provide a display device.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 액정표시장치는, 하부기판 상 에 서로 교차하며 형성되는 다수의 게이트 라인 및 데이터 라인과; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차되는 영역 상에 형성되는 다수의 화소전극과; 상기 게이트 라인 및 데이터 라인의 교차부에 형성되는 다수의 박막트랜지스터가 구비되는 액정표시장치에 있어서,In order to achieve the above object, a liquid crystal display according to the present invention comprises: a plurality of gate lines and data lines formed to cross each other on a lower substrate; A plurality of pixel electrodes formed on a region where the gate line and the data line cross each other; In a liquid crystal display device comprising a plurality of thin film transistors formed at the intersection of the gate line and the data line,
소정의 게이트 라인 및 상기 게이트 라인에 연결된 박막트랜지스터의 후단부에 형성되어 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속되는 후단 화소전극과; 상기 소정의 게이트 라인 및 박막트랜지스터의 전단부에 형성되어 상기 게이트 라인과 소정 영역 중첩되는 전단 화소 전극이 포함되며,A rear pixel electrode formed at a rear end of a thin film transistor connected to the gate line and the gate line and electrically connected to the thin film transistor; A front end pixel electrode formed at a front end of the predetermined gate line and the thin film transistor and overlapping the gate line with a predetermined region;
상기 후단 화소전극과 게이트 라인의 사이 및 상기 게이트 라인, 데이터 라인, 박막트랜지스터를 포함하는 영역과 중첩되는 상부기판 상의 영역에 블랙매트릭스가 형성됨을 특징으로 한다. The black matrix may be formed between the rear pixel electrode and the gate line and in an area on the upper substrate overlapping the area including the gate line, data line, and thin film transistor.
여기서, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정층이 형성되며, 상기 상부기판 및 하부기판에는 상기 액정층과의 접촉면에서 각각 배향막이 형성되어 있고, 상기 하부기판의 배향막은 주 시야각 확보를 위해 전단에서 하단부로 45°각도로 러빙 처리 되어 있음을 특징으로 한다. Here, a liquid crystal layer is formed between the lower substrate and the upper substrate, and an alignment layer is formed on the upper substrate and the lower substrate at the contact surface with the liquid crystal layer, and the alignment layer of the lower substrate is formed at the front end to secure the main viewing angle. The lower end is characterized by a rubbing treatment at an angle of 45 °.
또한, 상기 박막트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극이 포함되어 구성되며, 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극이 상기 후단 화소 전극과 전기적으로 접속된다. The thin film transistor includes a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode, and the drain electrode of the thin film transistor is electrically connected to the rear pixel electrode.
또한, 상기 소정의 게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 소정 영역 중첩되는 전단 화소 전극 사이에 보조 전극이 개재되며, 상기 소정의 게이트 라인 및 보조 전극에 의해 축적 캐패시터가 형성된다.An auxiliary electrode is interposed between the predetermined gate line and a front end pixel electrode overlapping the gate line with a predetermined region, and an accumulation capacitor is formed by the predetermined gate line and the auxiliary electrode.
또한, 블랙매트릭스는 상기 러빙처리 방향 기준으로 단차가 끝나는 부분에 대응하여 형성되어 있음을 특징으로 한다.In addition, the black matrix is characterized in that it is formed corresponding to the end portion of the step relative to the rubbing treatment direction.
이와 같은 본 발명에 의하면, 마스크의 증가 또는 공정의 증가, 공정의 변경 없이 빛샘 현상을 최소화할 수 있으며, 상기 빛샘 현상을 최소화함으로써 결과적으로 동일 개구율을 유지하면서 Contrast Ratio를 확보할 수 있다.According to the present invention, the light leakage phenomenon can be minimized without increasing the mask, increasing the process, or changing the process. As a result, the contrast ratio can be secured while maintaining the same aperture ratio by minimizing the light leakage phenomenon.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치용 어레이기판의 일부 화소를 개략적으로 도시한 확대 평면도이다. 4 is an enlarged plan view schematically illustrating some pixels of an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 액정표시장치용 어레이기판 즉, 하부기판 상에는 게이트 라인(43)과 데이터 라인(45)이 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하며 형성되고, 상기 게이트 라인(43)과 데이터 라인(45)의 교차지점에는 게이트전극(51)과 소스전극(53) 및 드레인전극(55)으로 구성된 박막트랜지스터(T)가 구성된다.Referring to FIG. 4, a
또한, 상기 상기 게이트 라인(43) 및 데이터 라인(45)이 교차되는 영역 즉, 상기 화소영역(P)에는 화소전극(47, 49)이 형성된다.In addition,
본 발명의 경우 상기 박막트랜지스터(TFT)는, 도 2에 도시된 종래 액정표시장치의 박막트랜지스터(T)와는 달리, 게이트 라인(43)과 데이터 라인(45)의 교차지점에서 상기 게이트 라인(43)의 후단부로 게이트 전극(51)이 돌출되어 형성되어 있 음을 특징으로 한다.In the present invention, unlike the thin film transistor T of the conventional liquid crystal display device illustrated in FIG. 2, the thin film transistor TFT is disposed at the intersection of the
이에 소스전극(53)이 상기 게이트 전극(51)이 형성된 영역 상부에서 데이터 라인(45)으로부터 소정 부분 돌출되어 형성되고, 드레인전극(55)은 상기 소스전극(53)과 소정간격 이격 되어 형성되며, 상기 이격된 사이로 액티브 채널(반도체 층)(미도시)이 노출된다.Accordingly, the
이와 같이 상기 박막트랜지스터(TFT)가 게이트 라인(43)의 후단부 측으로 형성됨에 의해 상기 박막트랜지스터(TFT)는, 상기 게이트 라인(43)의 후단부에 형성된 화소전극 즉, 후단 화소전극(49)에 전기적으로 접속된다. 다시 말하면, 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(55)은 그 상부에 형성된 콘택홀에 의해 상기 후단 화소전극(49)과 전기적으로 연결되는 것이다.As the thin film transistor TFT is formed toward the rear end side of the
반면에 상기 게이트 라인(43)과 소정 영역 중첩되어 축적 용량을 형성하는 역할을 하는 화소전극은, 상기 게이트 라인(43) 및 박막트랜지스터(TFT)의 전단부에 형성되는 전단 화소전극(47)이 하게 된다.On the other hand, the pixel electrode, which overlaps the
여기서, 상기 축적 용량은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 게이트라인(43)의 일부와 이에 중첩되는 전단 화소전극(47)의 일부 및, 상기 게이트라인(43)의 일부와 이에 중첩되는 보조전극(48)으로 구성되는 온 게이트(on gate) 방식의 축적 캐패시터에 의해 형성된다.As shown in FIG. 4, the storage capacitor includes a portion of the
도 5는 도 4의 특정부분 Ⅱ-Ⅱ' 에 대한 단면도로, 이는 상기 축적 캐패시터 영역에 대한 단면도이다.FIG. 5 is a cross sectional view of a specific portion II-II ′ of FIG. 4, which is a cross sectional view of the accumulation capacitor region.
도 5를 참조하면, 기판(500) 상에 축적 캐패시터의 제 1 전극으로 사용되는 게이트라인(43)이 형성되어 있고, 상기 게이트라인(43)을 포함하는 기판의 노출된 면에 게이트 절연막(42)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 5, a
그리고, 상기 게이트 절연막(42) 상에는 소스/드레인 전극 형성용 금속층으로 형성된 캐패시터의 제 2 전극으로 사용되는 보조전극(48)이 형성되어 있다. An
또한, 상기 보조전극(48)을 보호막(44)이 덮고 있으며, 보호막(44)에는 보조전극(48)의 일부를 노출시키는 콘택홀이 형성되어 있고, 상기 콘택홀을 통하여 전단 화소전극(47)이 보조전극(48)과 연결되면서 보호막(44) 상에 형성되어 있다.In addition, the
상기와 같이 게이트 라인(43), 데이터 라인(45) 및 화소전극(47, 49) 등의 구비된 하부기판이 형성되면, 이는 상부기판과 합착되고, 그 사이에 액정층이 형성되는데, 이 때 상기 하부기판의 하부에 배면광(back light)을 통해 조사되는 빛이 상기 화소 이외의 영역에서 새는 것을 방지하기 위해 상기 후단 화소전극(49)과 게이트 라인(43)의 사이 및 상기 게이트 라인(43), 데이터 라인(45), 박막트랜지스터(TFT)를 포함하는 영역과 중첩되는 상부기판 상의 영역에 블랙매트릭스(40)가 형성된다. As described above, when the lower substrate including the
상기 블랙매트릭스(40)가 형성되는 영역은 도 4 및 도 5에 도시되어 있으며, 이는 도 2 및 도 3과 비교할 때 상기 후단 화소전극(49)과 게이트 라인(43)간 사이의 빛샘을 방지하기 위해, 상기 후단 화소전극(49)과 게이트 라인(43)의 사이 영역에 블랙매트릭스(40)가 형성되어 있다는 점에 그 특징이 있다.The regions where the
상기 후단 화소전극(49)과 게이트 라인(43)의 사이의 영역은 러빙처리 방향을 기준으로 단차가 끝나는 부분에 해당하여 러빙에 취약한 부분으로 게이트 라인(43)의 두께와 그 taper에 의해 빛샘 발생이 쉬운 부분에 해당하는데, 본 발명의 경우 상기 영역이 블랙매트릭스(40)로 가려지기 때문에 빛샘 현상을 극복할 수 있게 되는 것이다. The region between the
상기 상, 하부기판에는 상기 액정층과의 접촉면에서 각각 전압 인가시 액정의 배향을 용이하게 해주는 상, 하부 배향막(미도시)이 형성되어 있다.Upper and lower alignment layers (not shown) are formed on the upper and lower substrates to facilitate alignment of the liquid crystals when voltage is applied to the contact surfaces with the liquid crystal layer.
일반적으로 상기 배향막에는 액정의 배향을 일정하게 하고, 액정의 배향을 용이하게 유도하기 위한 선 경사각(pretilt angle)을 주기 위해 러빙처리를 하게 된다. 상기 러빙처리는 러빙포로 감싼 회전 롤러를 기판과 일정한 각도를 유지하며 압력을 가하여 배향막에 일정한 홈을 형성하는 것으로, 단차부가 형성된 기판의 경우 상기 단차부에 대해 러빙 불량이 발생될 수 있다. In general, the alignment layer is subjected to a rubbing treatment in order to make the alignment of the liquid crystal constant and to give a pretilt angle for easily inducing the alignment of the liquid crystal. The rubbing treatment is to form a certain groove in the alignment layer by applying a pressure to the rotating roller wrapped with a rubbing cloth while maintaining a constant angle with the substrate, in the case of a substrate having a stepped portion, rubbing failure may occur with respect to the stepped portion.
이 때, 상기 하부기판은 상부기판에 비해 다수의 공정 즉, 증착, 포토리소그래피 등의 공정이 여러 번 반복되어 제작되기 때문에, 다수개의 어레이 소자들이 단차를 이루게 되어, 상기 상부기판에 비해 단차 빈도가 높게 된다. In this case, since the lower substrate is manufactured by repeating a plurality of processes, that is, deposition, photolithography, and the like, many times, compared to the upper substrate, a plurality of array elements form a step, and a step frequency is higher than that of the upper substrate. Becomes high.
특히 도 5에 도시된 바와 같이 축적 캐패시터가 형성되는 영역은 그 단차가 크며, 이에 따라 상기 배향막의 주 시야각 확보를 위해 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 위에서 상기 게이트 라인(43)의 길이에 대해 45°각도로 아래로, 즉 게이트 라인(43)을 가로질러 전단 화소전극(47)로부터 후단 화소전극(49) 상으로 하부기판을 러빙 처리 할 때, 상기 어레이 소자들 특히 축적 캐패시터의 단차에 의해 러빙이 불균일하게 이루어 지기 쉽고, 상기 불균일한 러빙에 의해 빛샘 현상이 발생될 수 있는 것이다.In particular, as shown in FIG. 5, the area in which the accumulation capacitor is formed has a large step, and thus, in order to secure the main viewing angle of the alignment layer, as shown in FIGS. 4 and 5, the length of the
이러한 빛샘 현상을 극복하기 위해 러빙 불량 영역 상에 블랙매트릭스(40)가 형성되나, 개구율 측면에서 모든 러빙 불량 영역에 블랙매트릭스를 형성할 수는 없 으며, 이 때 상기 블랙매트릭스(40) 형성되지 않은 영역에서의 러빙 불량에 의한 빛샘 현상은 극복하기 어렵다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하는 것을 목적으로 하며 이는 이하 도 4 및 도 5를 통해 설명하도록 한다. In order to overcome this light leakage phenomenon, the
본 발명의 경우 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(55)은 상기 게이트 라인(43) 후단부에 형성된 후단 화소전극(49)과 전기적으로 연결되어 상기 데이터 라인(45)으로부터 인가되는 신호를 상기 후단 화소전극(49)로 전달하는 역할을 한다.4 and 5, the
또한, 상기 후단 화소전극(49)은 게이트 라인(43)과의 기생용량을 줄이기 위해 상기 게이트 라인(43)과 일정 간격 유지하여 이격되어 있어야 하며, 후단 화소전극(49)과 게이트 라인(43)간 사이의 빛샘을 방지하기 위해 상기 영역에 대해서는 블랙매트릭스(40)가 형성되어 있다.In addition, the
즉, 상기 후단 화소전극(49)과 게이트 라인(43)간 영역은 러빙처리 방향을 기준으로 상기 축적 캐패시터에 의한 단차부가 끝나는 부분으로서 러빙이 상당히 취약한 영역이며, 그에 따라 빛샘 현상 발생이 쉬운 부분에 해당한다. That is, the region between the
종래의 경우 상기 영역에 블랙매트릭스(20)를 형성할 수 없는 구조로 형성되어 있었으나, 본 발명을 이러한 점을 극복하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 화소구조를 변경하였으며, 그에 따라 상기 영역에 개구율 감소 없이 블랙매트릭스(40)를 형성할 수 있게 되어 결국 빛샘 현상을 극복할 수 있게 되는 것이다. In the related art, although the
다시 말하면, 상기 영역은 이상 러빙에 취약한 부분으로 게이트 라인의 두께와 그 taper에 의해 빛샘 발생이 쉬운 부분에 해당하지만, 본 발명의 경우 상기 영 역이 블랙매트릭스(40)로 가려지기 때문에 빛샘 현상을 극복할 수 있게 되는 것이다. In other words, the region is a weak part to abnormal rubbing and corresponds to a part where the light leakage is easily generated by the thickness of the gate line and the taper. However, in the present invention, the light leakage phenomenon occurs because the region is covered by the
반면에 상기 게이트 라인(43)과 상기 박막트랜지스터(TFT) 전단부에 형성된 전단 화소전극(47)은 축적 캐패시터 형성을 위해 소정부분 중첩되어 있고, 상기 전단 화소전극(47)과 게이트 라인(43)이 중첩되는 영역(B)은 이론적으로 빛이 새는 영역이 아니며, 또한, 러빙처리 방향을 기준으로 러빙이 비교적 용이하므로 개구율 확보를 위해 도시된 바와 같이 블랙매트릭스(40)를 형성하지 않는다.On the other hand, the front
본 발명의 경우 상기 전단 화소전극(47)과 게이트 라인(43)이 중첩되는 영역(B)은 단차의 시작 부분에 해당되어 러빙 상태가 양호하기 때문에, 이상 러빙에 의한 빛샘 현상이 발생되지 않아 상기와 같이 블랙매트릭스를 형성하지 않아도 무방하다.In the present invention, since the region B where the front
결과적으로 본 발명과 같은 구조를 취하면, 동일 개구율을 유지하면서 빛샘을 최소화할 수 있게 되는 것이다. As a result, when the structure of the present invention is taken, light leakage can be minimized while maintaining the same aperture ratio.
본 발명에 의한 액정표시장치에 의하면, 마스크의 증가 또는 공정의 증가, 공정의 변경 없이 빛샘 현상을 최소화할 수 있으며, 상기 빛샘 현상을 최소화함으로써 결과적으로 동일 개구율을 유지하면서 Contrast Ratio를 확보할 수 있다는 장점이 있다.
According to the liquid crystal display according to the present invention, the light leakage phenomenon can be minimized without increasing the mask, increasing the process, or changing the process. As a result, the contrast ratio can be secured while maintaining the same aperture ratio by minimizing the light leakage phenomenon. There is an advantage.
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