KR20060059481A - 개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를포함한 액정 표시 장치 - Google Patents
개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를포함한 액정 표시 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060059481A KR20060059481A KR1020040098585A KR20040098585A KR20060059481A KR 20060059481 A KR20060059481 A KR 20060059481A KR 1020040098585 A KR1020040098585 A KR 1020040098585A KR 20040098585 A KR20040098585 A KR 20040098585A KR 20060059481 A KR20060059481 A KR 20060059481A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transparent substrate
- electrode
- distance
- substrate
- pixel
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 10
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 15
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136227—Through-hole connection of the pixel electrode to the active element through an insulation layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
-
- H01L27/124—
-
- H01L27/1255—
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
본 발명에 따른 어레이 기판은 투명기판, 복수의 화소전극, 스위칭 소자, 데이터 라인, 게이트 라인 및 스토리지 전극을 포함한다. 복수의 화소전극은 투명기판과 투명기판 상부로 제 1 거리만큼 이격되어 형성된다. 데이터 라인은 상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 2 거리 만큼 이격된다. 또한 데이터 라인은 화소전극 사이에 배치되고 소스 전극과 전기적으로 연결되어 화소 전극에 화소전압을 인가하기 위하여 형성된다. 게이트 라인은 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 스위칭 소자를 턴온또는 턴오프 시키기 위한 전기적 신호를 전달한다.
스토리지 전극은 투명기판과 투명기판 상부로 제 3 거리만큼 이격되고, 중앙부에 윈도우가 형성되어 데이터 라인과의 기생 커패시턴스를 감소시킨다. 또한, 스토리지 전극과 화소전극 사이에 발생할 수 있는 전장 왜곡을 방지하기 위하여 데이터 라인과 이웃하는 화소전극 사이의 간격이 다르도록 형성하고, 이에 대응하는 컬러필터 기판의 광 차단막을 데이터 라인을 중심으로 비대칭적으로 형성하여 효과적으로 빛샘을 차단한다.
스토리진 전극, 데이터 라인, 화소전극, 광 차단막, 개구율, 빛샘
Description
도 1a는 종래 어레이 기판의 레이아웃이다.
도 1b는 도 1a의 I-I선을 따라 절단한 단면도이다.
도 2는 액정표시장치의 구동 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 예시적인 제 1 실시예에 따른 어레이 기판의 레이아웃이다.
도 3b는 도 3a의 II-II선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 예시적인 제 2 실시예에 따른 어레이 기판의 레이아웃이다.
도 4b는 도 4a의 개략적인 단면도이다.
도 5은 액정 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 의한 액정 표시장치의 제조방법에 따른 배치도들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 화소전극 102: 데이터 라인
103a,103b,103c: 스토리지 전극 104: 박막 트랜지스터
105: 게이트 라인 106: 개구
107: 광 차단막 108: 투명기판
109: 윈도우 201: 액정 커패시터
202: 스토리지 커패시터 501: 제 1 기판
502: 제 2 기판 503: 제 2 투명기판
504: 컬러필터 505: 평탄화막
506: 액정층 508: 제 1 절연막
509: 제 2 절연막 510: 액티브층
511: 제 1 투명기판 512: 공통전극
본 발명은 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 장치이다. 액정표시장치는 가볍고, 두께가 얇아서 그 사용범위가 점차 확대되고 있다.
액정표시장치는 크게 액정 표시 패널과 백라이트 어셈블리를 포함한다. 백라이트 어셈블리는 액정 표시 패널 하부에 배치되어 액정 표시 패널에 광을 공급한 다.
액정 표시 패널은 컬러필터 기판, 어레이 기판 및 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 게재된 액정층을 포함한다. 컬러필터 기판에는 레드 컬러필터, 그린 컬러필터 및 블루 컬러필터를 포함하는 컬러필터가 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있다. 이러한 컬러필터는 어레이 기판의 화소전극 상부에 배치되어 화소 전극을 통과한 빛을 필터링하여 특정 파장의 빛만을 통과시킨다. 이하 종래 어레이 기판을 설명한다.
도 1a는 종래 어레이 기판의 레이아웃이고, 도 1b는 도 1a의 I-I선을 따라 절단한 단면도이다.
어레이 기판은 박막 트랜지스터(104), 스토리지 전극(103a) 및 화소 전극(101)을 포함한다. 이러한 박막 트랜지스터(104), 스토리지 전극(103a) 및 화소 전극(101)은 컬러필터 기판의 컬러필터(미도시)와 대향한다.
또한 어레이 기판은 데이터 라인(102) 및 게이트 라인(105)을 포함한다. 데이터 라인(102) 및 게이트 라인(105)은 컬러필터의 경계면을 향한다.
데이터 라인(102)은 상기 박막 트랜지스터(104)의 소스전극과 전기적으로 연결되고, 게이트 라인(105)은 박막 트랜지스터(104)의 게이트전극과 전기적으로 연결되어 있다. 박막 트랜지스터(104)의 드레인전극은 화소전극(101)과 전기적으로 연결되어 있다.
게이트 라인(105)에 전압이 인가되면, 게이트 라인(105)과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(104)가 턴 온 (Turn on) 되고, 데이터 라인(102)의 전압이 화 소 전극(101)에 인가된다. 화소 전극(101)에 화소 전압이 인가되면, 어레이 기판의 화소 전극(101)과 컬러필터 기판의 공통 전극(미도시)사이에 전계가 형성되고, 이러한 전계에 의해 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이에 위치한 액정층(미도시)의 액정 분자 배열이 변하게 되어, 액정 분자의 광학적 성질이 변하게 된다.
이렇게 변화된 액정을 통과하는 빛에 의해 영상이 표시된다.
스토리지 전극(103a)은 화소전극(101)과 컬러필터 기판의 공통전극(미도시) 사이에 형성되는 액정 커패시터의 용량을 보조한다. 즉, 일단 데이터의 입력이 끝난 후 주변의 전압이 변할 때 커플링에 의해 화소전극(101)의 화소 전압이 변하는 것을 방지하는 기능을 수행한다. 이러한 스토리지 전극(103a)은 화소전극(101)의 에지부나 중앙부에 형성된다.
그런데 이러한 구조를 갖는 종래의 어레이 기판의 경우, 스토리지 전극(103a)과 데이터 라인(102) 사이에 개구(106)가 형성되어 개구(106)를 통과한 빛은 회절되어 누출된다. 또한, 광 차단막(107)은 빛이 누설되는 개구(106)에서 일정 거리 떨어진 컬러필터 기판에 형성되어 있기 때문에 빛의 누출을 막기 위하여 일정 넓이의 폭을 가지는 광 차단막(107)을 개구(106) 주위에 일정 폭의 마진(margin)을 두고 형성한다. 이와 같이 빛의 누출을 막기 위해 넓어진 광 차단막(107)의 폭에 의해서 종래의 어레이 기판의 경우, 개구율(aperture ratio)이 낮아지는 문제점이 있다.
더욱이, 광 차단막(107)은 컬러필터 기판에 형성되어 있다. 액정표시장치는 어레이 기판과 컬러 필터 기판을 형성한 후 이 두 기판을 어셈블리 공정에 의해 결 합함으로써 액정 표시패널이 형성된다. 그런데 얼라인 과정에서 정확하게 얼라인 하는 것은 사실상 불가능하므로, 약간의 마진을 두어 얼라인 하게 된다. 이 때문에 광 차단막(107)의 좌우측 마진이 필요하다.
따라서 본 발명의 제 1 목적은 개구율이 향상된 어레이 기판을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 제 2 목적은 개구율이 향상된 어레이 기판을 제조하는 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명의 제 3 목적은 개구율이 향상된 액정 표시장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 어레이 기판은 투명기판, 복수의 화소전극, 스위칭 소자, 데이터 라인, 게이트 라인 및 스토리지 전극을 포함한다. 상기 복수의 화소전극은 상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 1 거리만큼 이격되어 형성되고, 매트릭스 형상으로 배열된다. 상기 스위칭 소자는 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극이 상기 각각의 화소전극에 전기적으로 각각 연결된다.
상기 데이터 라인은 상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 2 거리 만큼 이격된다. 또한 상기 데이터 라인은 상기 화소전극 사이에 배치되어 이웃하는 상기 화소전극과 제 1 간격 및 제 2 간격을 두고, 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극에 화소전압을 인가한다. 상기 제 1 간격 및 제 2 간격은 어레이 기판의 러빙 방향에 따라 서로 달라질 수 있다. 상기 게이트 라인은 상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 상기 스위칭 소자를 턴온또는 턴오프 시키기 위한 전기적 신호를 전달한다. 상기 스토리지 전극은 상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 3 거리만큼 이격되어 형성된다. 또한 상기 스토리지 전극은 상기 이웃하는 화소전극과 제 1 길이 및 제 2 길이 만큼 오버랩 되도록 배치된 복수의 스토리지 전극을 형성한다. 상기 스토리지 전극에는 예를 들어 중앙부에 개구부가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 의한 어레이 기판 제조방법은 투명기판과 투명기판 상부로 제 1 거리만큼 이격되어 형성되고, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소전극을 형성하는 단계와, 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극이 상기 각각의 화소전극에 전기적으로 각각 연결된 복수의 스위칭 소자를 형성하는 단계와, 상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 2 거리 만큼 이격되고, 상기 화소전극 사이에 배치되어 이웃하는 상기 화소전극과 제 1 간격 및 제 2 간격을 두고, 상기 소스전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소전극에 화소전압을 인가하기 위하여 형성된 데이터 라인을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 상기 스위칭 소자를 턴온또는 턴오프 시키기 위한 전기적 신호를 전달하는 게이트 라인을 형성하는 단계, 및 상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 3 거리만큼 이격되어 형성되고, 상기 이웃하는 화소전극과 제 1 길이 및 제 2 길이 만큼 오버랩 되도록 배치된 복수의 스토리지 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 스토리지 전극에는 예를 들어 중앙부에 개구부가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 의한 액정 표시 장치는 제 1 기판, 제 2 기판 및 액정층을 포함한다. 상기 제 1 기판은 I)제 1 투명기판, ii) 상기 제 1 투명기판과 제 1 투명기판 상부로 제 1 거리만큼 이격되어 형성되고, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소전극, iii) 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극이 상기 각각의 화소전극에 전기적으로 각각 연결된 복수의 스위칭 소자, iv) 상기 제 1 투명기판과 제 1 투명기판 상부로 제 2 거리 만큼 이격되고, 상기 화소전극 사이에 배치되고, 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극에 화소전압을 인가하기 위하여 형성된 데이터 라인, v) 상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 상기 스위칭 소자를 턴온또는 턴오프 시키기위한 전기적 신호를 전달하는 게이트 라인, 및 vi) 상기 제 1 투명기판과 제 1 투명기판 상부로 제 3 거리만큼 이격되어 형성되고, 중앙부에 윈도우가 형성되고 상기 이웃하는 화소전극과 적어도 일부가 오버랩 되도록 배치된 복수의 스토리지 전극을 포함한다.
상기 스토리지 전극과 서로 이웃하는 상기 두 개의 화소 전극은 각각 제 1 길이 및 제 2 길이 만큼 오버랩된다.
상기 스토리지 전극에는 예를 들어 중앙부에 개구부가 형성될 수 있다.
상기 제 2 기판은 상기 제 1 기판에 대향하고, 상기 이웃하는 화소전극에 대응되도록 배치되어 상기 데이터 라인을 중심으로 비대칭 되도록 형성된 광 차단막을 포함한다.
상기 액정층은 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 게재된다.
본 발명은 스토리지 전극을 이용하여 화소전극 사이의 개구를 차폐하여 빛이 누출되는 것을 방지한다. 더욱이, 스토리지 전극은 화소 전극과 동일한 기판에 형성되므로, 미스 얼라인 마진(misalign margin)을 고려할 필요가 없게 되어 화소전극과 스토리지 전극이 오버랩되는 폭을 작게 할 수 있다. 따라서 개구율이 증가한다. 또한, 상기 스트리지 전극의 중앙부에 윈도우를 형성해서 데이터 라인과의 기생 커패시턴스를 줄일 수 있고, 상기 데이터 라인과 이웃하는 화소전극과의 사이 간격 폭을 조절하여 강한 전장 왜곡 발생을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명을 도면을 중심으로 상세히 설명한다.
도 2는 액정표시장치의 구동 원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 어레이 기판 위에는 복수의 데이터 라인(102)이 제 1 방향으로 일정 거리만큼 이격되어 형성되고, 복수의 게이트 라인(105)이 상기 제 1방향과 수직한 제 2 방향으로 일정 거리만큼 이격되어 형성된다.
데이터 라인(102)과 게이트 라인(105)은 어레이 기판으로부터 절연막을 사이로 서로 다른 높이에 형성되어 있다.
각 데이터 라인(102)과 각 게이트 라인(105)으로 둘러쌓인 영역에 의해 하나의 화소가 정의된다. 하나의 화소는 박막 트랜지스터(104), 스토리지 커패시터(202) 및 액정 커패시터(화소전극과 공통전극간에 형성되는 커패시터,201)를 포함한다. 박막 트랜지스터 (104)는 드레인 전극, 게이트 전극 및 소오스 전극를 포함한다.
박막 트랜지스터(104)의 게이트 전극(G)은 게이트 라인(105)에 전기적으로 연결되어 있다. 박막 트랜지스터(104)의 소오스 전극(S)은 데이터 라인(102)에 전 기적으로 연결되어 있다. 또한 박막 트랜지스터(104)의 드레인 전극(D)은 스토리지 커패시터(202) 및 액정 커패시터 전극(201)과 전기적으로 연결되어 있다.
게이트 전극에 게이트 전압이 인가되면, 박막 트랜지스터(104)가 턴온(turn on)된다. 박막 트랜지스터(104)가 턴온되면, 데이터 라인(102)의 화소전압이 박막 트랜지스터(104)를 통해서 스토리지 커패시터(202) 및 액정 커패시터(201)에 인가된다. 액정 커패시터(201)에 화소전압이 인가되면, 액정 커패시터를 구성하는 공통전극과 화소전극 사이에 게재된 액정의 배열이 변화하여 광학적 특성이 변화한다. 이러한 광학적 특성의 변화에 의해서 영상이 표현된다.
스토리지 커패시터(202)는 영상 데이터 입력이 끝난 후, 주변의 전압이 변할 때 액정 커패시터(201)의 화소 전극에 인가된 화소전압이 변하는 것을 방지해 준다.
액정 커패시터(201)의 화소 전극은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide:ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide)를 포함한다. 인듐 틴 옥사이드 및 인듐 징크 옥사이드는 투명한 물질로서 양호한 도전성을 갖는다.
도 3a는 본 발명의 예시적인 제 1 실시예에 따른 어레이 기판의 레이아웃이고, 도 3b는 도 3a의 II-II선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 어레이 기판은 복수의 화소전극(101), 스위칭 소자(104), 데이터 라인(102), 게이트 라인(105) 및 스토리지 전극(103b)을 포함한다.
복수의 화소전극(101)은 상기 투명기판(108)과 투명기판(108) 상부로 제 1 거리 d1 만큼 이격되어 형성된다. 또한 복수의 화소전극(101)은 매트릭스 형상으로 배열된다. 화소 전극은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide:ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide)를 포함한다. 인듐 틴 옥사이드 및 인듐 징크 옥사이드는 투명한 물질로서 양호한 도전성을 갖는다.
스위칭 소자(104)는 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극이 상기 각각의 화소전극(101)에 전기적으로 각각 연결된다. 상기 데이터 라인(102)은 상기 투명기판(108)과 투명기판(108) 상부로 제 2 거리 d2 만큼 이격된다. 또한 상기 데이터 라인(102)은 상기 화소전극 사이에 배치된다.
데이터 라인(102)은 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극(101)에 화소전압을 인가하기 위하여 형성된다. 본 발명의 제 1 실시예에 따르면 데이터 라인(102)은 스토리지 전극(103b)과 오버랩되어 기생 커패시턴스가 발생할 수 있다. 따라서 오버랩되는 영역의 데이터 라인(102)의 폭은 오버랩되지 않은 영역의 데이터 라인(102)의 폭보다 작을수록 바람직하다.
게이트 라인(105)은 상기 게이트 전극으로부터 돌출된다. 즉, 게이트 라인(105)은 상기 게이트 라인(105)과 전기적으로 연결되어 상기 스위칭 소자(104)를 턴온또는 턴오프 시키기 위한 전기적 신호를 전달한다.
스토리지 전극(103b)은 상기 투명기판(108)과 투명기판(108) 상부로 제 3 거리 d3만큼 이격되어 형성된다. 또한 스토리지 전극(103b)은 상기 화소전극(101) 사이에 배치된다. 또한 스토리지 전극(103b)은, 스토리지 전극(103b)과 서로 이웃하는 상기 두 개의 화소전극(101)과 각각 제 1 길이 W2및 제 2 길이 W3 만큼 오버 랩된다.
화소전극의 액정의 선경사각 또는 액정의 배열이 대칭적이지 않기 때문에 제 1 길이 W2와 제 2 길이 W3은 서로 다르다.
또한, 스토리지 전극(103b)와 화소전극(101) 사이의 강한 전장 왜곡에 의해 발생할 수 있는 액정 배열 변경에 의한 빛샘을 방지하기 위해 이웃하는 화소전극과 데이터 라인의 제 1 간격(W4) 및 제 2 간격(W5)은 서로 다르도록 형성한다. 이에 대응하는 컬러필터 기판의 광 차단막(107)도 최소한의 폭으로 액정의 러빙 방향에 따라 불균일적으로 발생할 수 있는 누설 광을 방지하기 위해 상기 데이터 라인(102)을 중심으로 비대칭 되도록 형성한다.
또한, 스토리지 전극(103b)은 데이터 라인(102) 및 화소전극(101)과 동일 기판에 형성된다. 따라서 스토리지 전극(103a)을 이용하여 개구(106)를 차폐하는 경우, 종래와 같이 미스얼라인 마진을 고려할 필요없으므로, 마진의 폭을 감소시킬 수 있다. 따라서 스토리지 전극(103b)과 개구(106)의 거리가 가까와서 빛이 적게 퍼진다. 결과적으로 개구율이 향상된다.
도 4a는 본 발명의 예시적인 제 2 실시예에 따른 어레이 기판의 레이아웃이고, 도 4b는 도 4a의 개략적인 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 스토리지 전극의 형상을 제외하면, 도 3a 및 3b와 동일하다. 따라서 동일 구성요소에는 동일 참조부호를 사용하며, 동일한 구성요소에 관한 설명은 생략한다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 어레이 기판은 투명 기판(108), 복수의 화소전극(101), 스위칭 소자(104), 데이터 라인(102), 게이트 라인(105) 및 스토리지 전극(103c)을 포함한다.
스토리지 전극(103c)은 데이터 라인(102)과의 사이에서 발생할 수 있는 기생 커패시턴스를 감소시키기 위해 중앙부에 윈도우(109)를 형성한다.
기생 커패시턴스가 발생하는 경우, 소비전력이 증가한다. 따라서 스토리지 전극 내부에 윈도우(109)를 형성하여 데이터 라인(102)와의 오버랩되는 면적을 감소시킬 경우, 소비전력이 감소한다.
또한 상기 스토리지 전극(103c)와 화소전극(101) 사이의 고전압에 의해 강한 전장 왜곡 발생되어 액정의 배열이 달라질 수 있다. 예를 들면, 어레이 기판의 러빙 방향이 좌에서 우로 진행될 때 이웃하는 화소전극에서 우측 화소전극에서의 액정 배열이 특히 전장 왜곡에 많은 영향을 받는다. 상기 전장 왜곡을 방지하기 위하여 이웃하는 화소전극(106)과 데이터 라인(102) 사이의 간격 W4와 W5의 폭을 다르게 형성한다. 바람직하게는 W5의 폭을 W4의 폭보다 넓게 형성한다.
또한, 스토리지 전극(103c)과 화소전극(106)이 오버랩되는 영역 W2, W3의 폭을 다르게 형성한다. 바람직하게는 W3의 폭이 W2의 폭보다 넓게 형성한다.
상기 폭 변경에 의한 누설 광은 상기 광 차단막(107)를 상기 데이터 라인(102)을 중심으로 비대칭 되도록 형성하여 차단한다.
따라서 빛의 누출은 상기 스토리지 전극(103c)과 컬러필터 기판의 광 차단막(107)에 의해 차단된다.
도 5은 액정 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5을 참조하면, 액정 표시장치는 제 1 기판(어레이 기판, 502), 제 2 기판(컬러 필터 기판, 501) 및 액정층(506)을 포함한다. 액정층(506)은 제 1 기판(502) 및 제 2 기판(501) 사이에 게재된다.
제 1 기판(502)은 스토리지 전극(103b), 화소 전극(101)을 포함한다.
스토리지 전극(103b)은 제 1 투명기판(511) 상부에 형성된다. 스토리지 전극(103b) 상부에는 제 2 절연막(509)이 형성되어 제 1 투명기판(511)을 전체적으로 커버한다. 데이터 라인(102)은 제 2 절연막(509)상부에 형성되어, 스토리지 전극(103b) 상부에 위치한다. 스토리지 전극(103b) 상부에는 다시 제 1 절연막(508)이 형성되어 제 2 절연막(509)를 전체적으로 커버한다.
복수개의 화소 전극(101)은 제 1 절연막(508) 상부에 형성된다. 복수개의 화소 전극(101)은 매트릭스 형상으로 배열된다. 각 화소 전극(101) 사이의 개구는 스토리지 전극(103b)과 광 차단막에 의해 차폐되어 빛이 누출되지 아니한다.
제 2 기판(501)은 컬러 필터(504) 및 공통전극(512)를 포함한다.
컬러 필터(504)는 제 2 투명기판(503) 위에 형성된다. 컬러 필터(504)는 레드컬러 필터(R), 그린컬러 필터(G) 및 블루컬러(B) 필터(B)를 포함한다.
컬러 필터(504) 상부에는 평탄화 막(505)이 도포되고, 다시 평탄화 막(505) 상부에는 공통 전극(512)이 형성된다. 공통 전극(512)은 화소전극(101)과 마찬가지로 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide:ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide)를 포함한다. 공통 전극(512)은 화소 전극(101)과 대향하게 형성된다. 공통 전극(512)는 기준 전위가 인가된다. 화소 전극(101)은 화소 전압이 인가된다.
따라서 화소 전극(101)과 공통 전극(512) 사이에는 전계가 형성되어, 유전율 이방성을 갖는 액정층(506)의 액정 분자의 배열이 변화된다. 액정은 또한 굴절율 이방성을 갖고 있으므로 배열이 변화되면 해당 화소를 통과하는 빛의 투과율이 변화하여 광량이 조절되고, 이 빛이 컬러필터를 통과하며 특정색을 표시한다.
도 6a 내지 도 6e를 참조하여 액정표시장치의 제조방법에 따른 배치도를 살펴보면, 먼저 도 6a에서는 절연성 제 1 기판(511) 위에 도전물질을 소정의 두께로 증착시킨 후 그 위에 감광막을 코팅하고 이어서 상기 감광막을 패턴닝하여 사진식각 마스크를 형성하며, 상기 사진식각 마스크를 적용하여 상기 도전물질을 식각함으로써 게이트 라인(105) 및 스토리지 전극(103b)을 형성한다. 또한 데이터 라인과 오버랩되는 영역에서의 스토리지 전극(103b)은 상기 데이터 라인과 상기 스토리지 전극(103b) 사이에서 발생하는 기생 커패시턴스를 감소시키기 위해 스토리지 전극(130b) 내부에 윈도우(109)를 형성할 수 있다. 상기 스토리지 전극(103b)은 도면과 같이 ㄷ자 구조로 형성한다.
도 6b도에서는 상기 게이트 라인(105) 형성 후 결과물 전면에 절연물질을 도포하여 게이트 절연막(미도시)을 형성하고, 이어서 상기 제 게이트 절연막 위에 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 소정의 두께로 도포하여 실리콘층을 형성한 후 상기 실리콘층 위에 도 6a에서와 같이 소정의 사진식각 마스크를 형성하고, 이를 적용하여 상기 실리콘층을 식각함으로써 상기 게이트 라인(105) 영역의 상기 게이트 절연막 위에 액티브층(510)을 형성한다.
도 6c에서는 상기 액티브층(510) 형성 후 도전물질을 증착시키고 소정의 사 진식각 마스크를 적용하여 상기 증착된 도전물질층을 패턴닝함으로써 데이터 라인(102)를 형성한다.
도 6d 및 도 6e에서는 상기 데이터 라인(102) 형성 후 결과물 전면에 절연물질을 소정의 두께로 증착시켜 제 1 절연막(508)을 형성하고, 상기 제 1 절연막(508) 상부에 투명 전극을 증착시키고 상기 투명 전극을 소정의 사진식각 마스크를 적용하여 패턴닝함으로써 화소 전극(101)을 형성한다.
이러한 각 화소의 조합으로 영상이 표시되게 된다.
위에서는 통상의 트위스티드 네마틱 액정 표시장치를 예시하여 설명하였다. 그러나 본 발명은 스토리지 전극이 구비된 액정표시장치에 적용가능함은 당연한 사실이다.
본 발명은 스토리지 전극을 이용하여 화소전극 사이의 개구를 차폐하여 빛이 누출되는 것을 방지한다. 스토리지 전극은 화소 전극 사이의 개구와 근접하므로 스토리지 전극과 화소전극이 오버랩되는 폭을 줄일 수 있다. 더욱이, 스토리지 전극은 화소 전극과 동일한 기판에 형성되므로, 미스 얼라인 마진(misalign margin)을 고려할 필요 없게 되어 화소전극과 스토리지 전극이 오버랩되는 폭을 작게 할 수 있다.
또한, 스토리지 전극과 화소전극 사이에 발생하는 전장 왜곡을 방지하기 위하여 데이터 라인과 화소전극 사이의 간격의 폭을 다르게 가져가고, 이에 대응하는 컬리필터 기판의 광 차단막을 데이터 라인을 중심으로 비대칭으로 형성하여 효과적 으로 빛샘을 차단한다. 따라서 개구율이 증가한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (18)
- 투명기판;상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 1 거리만큼 이격되어 형성되고, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소전극;게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극이 상기 각각의 화소전극에 전기적으로 각각 연결된 복수의 스위칭 소자;상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 2 거리 만큼 이격되고, 상기 화소전극 사이에 배치되어 이웃하는 상기 화소전극과 제 1 간격 및 제 2 간격을 두고, 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극에 화소전압을 인가하기 위하여 형성된 데이터 라인;상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 상기 스위칭 소자를 턴온 또는 턴오프 시키기 위해 전기적 신호를 전달하는 게이트 라인; 및상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 3 거리만큼 이격되어 형성되고, 상기 이웃하는 화소전극과 제 1 길이 및 제 2 길이 만큼 오버랩되도록 배치된 복수의 스토리지 전극을 포함하는 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 거리는 상기 제 2 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 간격 및 제 2 간격이 서로 다른 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 길이 및 제 2 길이는 서로 다른 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 스토리지 전극의 각각에는 중앙부에 윈도우가 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
- 투명 기판을 형성하는 단계;상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 1 거리만큼 이격되어 형성되고, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소전극을 형성하는 단계;게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극이 상기 각각의 화소전극에 전기적으로 각각 연결된 복수의 스위칭 소자를 형성하는 단계;상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 2 거리 만큼 이격되고, 상기 화소전극 사이에 배치되어 이웃하는 상기 화소전극과 제 1 간격 및 제 2 간격을 두고, 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극에 화소전압을 인가하는 데이터 라인을 형성하는 단계;상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 상기 스위칭 소자를 턴온또는 턴오프 시키기 위한 전기적 신호를 전달하는 게이트 라인을 형성하는 단계; 및상기 투명기판과 투명기판 상부로 제 3 거리만큼 이격되어 형성되고, 상기 이웃하는 화소전극과 제 1 길이 및 제 2 길이 만큼 오버랩 되도록 배치된 복수의 스토리지 전극을 형성하는 단계를 포함하는 어레이 기판 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 어레이 기판 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 거리는 상기 제 2 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 어레이 기판 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 간격 및 제 2 간격이 서로 다른 것을 특징으로 하는 어레이 기판 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 길이 및 제 2 길이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
- 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 스토리지 전극의 각각에는 중앙부에 윈도우가 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이 기판 제조 방법.
- I)제 1 투명기판, ii) 상기 제 1 투명기판과 제 1 투명기판 상부로 제 1 거리만큼 이격되어 형성되고, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소전극, iii) 게이트 전극, 드레인 전극 및 소스 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극이 상기 각각의 화소전극에 전기적으로 각각 연결된 복수의 스위칭 소자, iv) 상기 제 1 투명기판과 제 1 투명기판 상부로 제 2 거리 만큼 이격되고, 상기 화소전극 사이에 배치되고, 상기 소스 전극과 전기적으로 연결되어 상기 화소 전극에 화소전압을 인가하기 위하여 형성된 데이터 라인, v) 상기 게이트 전극과 전기적으로 연결되어 상기 스위칭 소자를 턴온또는 턴오프 시키기 위해 전기적 신호를 전달하는 게이트 라인, 및 vi) 상기 제 1 투명기판과 제 1 투명기판 상부로 제 3 거리만큼 이격되어 형성되고, 상기 이웃하는 화소전극과 적어도 일부가 오버랩 되도록 배치된 복수의 스토리지 전극을 포함하는 제 1 기판;상기 제 1 기판에 대향하며, 제 2 투명기판을 포함하고, 상기 이웃하는 화소전극에 대응되도록 배치되고 상기 데이터 라인을 중심으로 비대칭적으로 연장되도록 형성된 광 차단막 포함하는 제 2 기판; 및상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 게재된 액정층을 포함하는 액정 표시장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 거리는 상기 제 1 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 3 거리는 상기 제 2 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 길이 및 제 3 길이는 각각 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 길이 및 제 3 길이는 각각 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 복수의 스토리지 전극의 각각에는 중앙부에 윈도우가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040098585A KR20060059481A (ko) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | 개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를포함한 액정 표시 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040098585A KR20060059481A (ko) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | 개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를포함한 액정 표시 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060059481A true KR20060059481A (ko) | 2006-06-02 |
Family
ID=37156666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040098585A KR20060059481A (ko) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | 개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를포함한 액정 표시 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20060059481A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107132710A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种阵列基板及其制备方法、显示面板 |
| WO2021203894A1 (zh) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及其制作方法、显示装置 |
-
2004
- 2004-11-29 KR KR1020040098585A patent/KR20060059481A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107132710A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种阵列基板及其制备方法、显示面板 |
| WO2021203894A1 (zh) * | 2020-04-10 | 2021-10-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及其制作方法、显示装置 |
| US11988927B2 (en) | 2020-04-10 | 2024-05-21 | Chengdu Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Array substrate, method for manufacturing same, and display device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100422567B1 (ko) | 액정표시장치 | |
| TWI686645B (zh) | 液晶顯示面板 | |
| US8614779B2 (en) | Lateral electric field type active-matrix addressing liquid crystal display device | |
| US7605898B2 (en) | Liquid crystal display device having rectangular-shaped pixel electrodes overlapping with comb-shaped counter electrodes in plan view | |
| US8455870B2 (en) | Thin film transistor array panel and method of manufacturing the same | |
| KR102334808B1 (ko) | 표시 패널 | |
| KR102249284B1 (ko) | 액정 표시 장치 | |
| TWI401512B (zh) | 陣列基板及其製造方法與具有該陣列基板之液晶顯示裝置 | |
| TWI502258B (zh) | 液晶顯示器 | |
| US20120094413A1 (en) | Liquid crystal display apparatus and method of manufacturing the same | |
| JP5460123B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| JPH1039336A (ja) | アクティブマトリクス型液晶表示装置 | |
| KR100832202B1 (ko) | 액정 표시 장치용 기판 및 그것을 구비한 액정 표시 장치 | |
| CN106896587B (zh) | 液晶显示设备及其制造方法 | |
| JP3296704B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
| KR20000048876A (ko) | 액티브 매트릭스를 갖는 디스플레이 스크린 | |
| KR100978949B1 (ko) | 반투과형 액정표시장치 | |
| US8547515B2 (en) | Display substrate with pixel electrode having V-shape and trapezoidal protrusions, a method of manufacturing the same and a display apparatus having the same | |
| KR101429903B1 (ko) | 횡전계방식 액정표시장치 및 그 제조 방법 | |
| KR20080020309A (ko) | 액정 표시 패널 및 이의 제조 방법 | |
| KR20060059481A (ko) | 개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를포함한 액정 표시 장치 | |
| KR100484948B1 (ko) | 횡전계 방식의 액정표시장치 | |
| KR102272422B1 (ko) | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법 | |
| KR100987719B1 (ko) | 개구율이 향상된 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를포함한 액정표시장치 | |
| JP4121357B2 (ja) | 液晶表示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |