KR100446386B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 데이타라인(data line) 위의 화소전극 형성용 ITO(Iidium Tin Oxide)막 간에 횡전계에 의한 디스클리네이션 라인(disclination line)현상을 줄여 빛샘영역의 폭을 줄일 수 있는 액정표시장치에 관해 개시한다.
개시된 본 발명의 액정표시장치는 글라스기판과, 글라스기판 상에 행방향과 열방향으로 배열된 각각의 데이타라인 및 게이트라인과, 글라스기판 상에 데이타라인 및 게이트라인을 덮도록 형성된 보호막과, 보호막 상에 데이타라인과 대응된 부분과 오버랩되며, 오버랩된 가장자리 부분 측면에 경사가 형성된 화소전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{a liquid crystal display}
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데이타라인(data line) 위의 화소전극 형성용 ITO(Iidium Tin Oxide)막 간에 횡전계에 의한 디스클리네이션 라인(disclination line)현상을 줄여 빛샘영역의 폭을 줄일 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 노트북 컴퓨터에 주로 쓰이는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor) 액정표시장치(TFT-LCD)
도 1은 통상적인 액정표시장치의 평면도이다.
일반적으로 알려진 바와 같이, TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) 구조는, 도 1에 도시된 바와 같이, 글라스기판(glass substrate)(100) 상에 게이트라인(gate line)(150)과 데이타라인(data line)(104)이 서로 수직한 방향으로 교차되도록 배열되며, 상기 게이트라인(150)과 데이타라인(104)이 교차되는 부분에 박막 트랜지스터가 형성된다.
상기 박막트랜지스터는 상기 게이트라인(150)의 일측에 돌출된 형상을 가진 게이트전극(140)과, 상기 게이트전극(140) 양측에 소오스/드레인전극(130)(132)을 포함한다.
상기 게이트라인(150)과 데이타라인(104) 사이의 화소영역(미도시)에 적층형 커패시터(미도시)를 갖도록 화소전극(110)이 배열된다. 여기에서, 상기 게이트라인(150)과 게이트전극(140)상에는 데이타 라인(104)과의 절연을 위한 게이트절연막(미도시)이 배열된다.
도 2는 종래기술에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
상기 구성을 갖는 종래기술에 따른 액정표시장치에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 화소전극(110)이 데이타라인(104)과 대응된 일측 부분과 오버랩(overlap)된형상을 갖는다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 화소전극(110)은 데이타라인(104)과 오버랩된 일측 부분(도면에서 좌측 부분에 해당)을 제 1화소전극(110a)이라 하고, 데이타라인(104)과 오버랩되지 않은 타측 부분(도면에서 우측 부분에 해당)을 제 2화소전극(110b)으로 구분된다.
그러나, 종래의 액정표시장치에서는 데이타전극과 제 1화소전극이 일부 오버랩됨에 따라, 개구율은 향상된 반면, 데이타라인과 제 1화소전극의 오버랩에 의해 라인 캐패시턴스(line capacitor)가 증가하게 되고, 화소전극 간의 횡전계에 의한 디스클리네이션 라인 현상으로 화면품위가 저하되며, 이를 개선하기 위해서는 데이타라인의 선폭을 증가시켜야 하므로 개구율을 감소시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 화면품위를 증대시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 통상적인 액정표시장치의 평면도.
도 2는 종래기술에 따른 액정표시장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
200. 하부기판 202. 절연막
204. 데이타라인 206, 208. 보호막
210, 210a, 201b. 화소전극 212, 216. 배향막
214. 액정 220. 상부기판
218. 공통전극
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 글라스기판과, 글라스기판 상에 행방향과 열방향으로 배열된 각각의 데이타라인 및 게이트라인과, 글라스기판 상에 데이타라인 및 게이트라인을 덮도록 형성된 보호막과, 보호막 상에 데이타라인과 대응된 부분과 오버랩되며, 오버랩된 가장자리 부분 측면에 경사가 형성된 화소전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부기판(220)과, 하부기판(200)과 상부 및 하부기판(220)(200) 사이에 개재되는 액정층(214)으로 구성된다.
상기 하부기판(200)은 글라스기판(200)과, 글라스기판(200) 상에 절연막(202)을 개재시키어 형성된 데이타라인(204)과, 절연막(202) 상에 데이타라인(204)을 덮도록 형성된 제 1, 제 2보호막(206)(208)과, 제 2보호막(208) 상에 형성되어 데이타라인(204)과 대응된 양측부분과 오버랩되며, 상기 오버랩된 가장자리 부분에는 가진 경사가 형성된 화소전극(210)으로 구성된다.
즉, 본 발명의 제 1실시예에 따른 화소전극(210)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 데이타라인(204)의 일측(도면에서 좌측 부분에 해당)에서 오버랩된 제 1화소전극(210a)과, 데이타라인(204)의 타측(도면에서 우측 부분에 해당)에서 오버랩된 제 2화소전극(210b)으로 구분된다. 상기 제 1, 제 2화소전극(210a)(210b)은 제 2보호막(208)의 측면에는 표면으로부터 일정 높이를 가진 경사가 형성된다.
또한, 상기 상부기판(220)은 공통전극(218)이 형성되며, 상기 상부 및 하부기판(220)(200)에는 배향막(216)이 형성되어져 있다.
상기 구조를 갖는 본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치에 있어서, 하부기판의 제조방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트라인(미도시)이 형성된 글라스기판(300) 상에 절연막(202)을 4000Å두께로 증착한 다음, 절연막(202) 상에 스퍼터링에 의해 금속막을 2000Å두께로 증착하고 상기 게이트라인과 수직방향으로 직교되도록 패턴 식각하여 데이타라인(204)을 형성한다. 이때, 상기 데이타라인(204)은 8㎛ 폭을 갖도록 형성된다.
이어서, 절연막(202) 상에 데이타라인(204)을 덮도록 제 1, 제 2보호막(206)(208)을 형성한 다음, 상기 제 1, 제 2 2보호막(206)(208) 상에 데이타라인(204)을 노출시키도록 개구부(미도시)를 형성한다.
그 다음, 제 2보호막(208) 상에 개구부를 덮도록 ITO막을 증착한 다음, 슬릿(slit)이 패터닝된 하프톤 마스크(미도시)를 이용하여 ITO막을 패턴 식각하여 화소전극(210)을 형성한다. 상기 화소전극(210)은 데이타라인(204)과 대응된 양측부분과 오버랩된 구조를 가지며, 상기 오버랩된 가장자리 부분에 제 2보호막(208) 표면으로부터 일정 높이를 가진 경사가 형성된 형상을 갖는다. 또한, 상기 경사는 제 2보호막(208) 표면으로부터 최대높이가 1000Å∼2000Å 가량된다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 액정표시장치에서는 화소전극이 상기 데이타라인과 대응된 양측 부분과 오버랩되며, 상기 오버랩된 화소전극의 가장자리 부분에 경사를 갖도록 함으로써, 화소전극 사이의 액정에 대한 전기장이 데이타라인 측으로 치우침을 완화한다. 따라서, 전기장의 치우침이 상부기판의 공통전극 방향으로 올라가도록 유도하여 화소전극 간 횡전계에 의해 생기던 디스클리네이션 현상을 줄여 데이타라인 주변의 빛샘영역의 폭을 줄이고 화면품위를 증대시킨다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 화소전극(310)은 도 4에 도시된 바와 같이, 데이타라인(304)의 일측(도면에서 좌측 부분에 해당)에서 오버랩되며 상기 오버랩된 가장자리 부분이 제 2보호막(308) 표면으로부터 최대 1000Å∼2000Å높이를 갖는 경사진 형상의 제 1화소전극(310a)과, 데이타라인(304)의 타측(도면에서 우측 부분에 해당)에서 오버랩된 가장자리 부분이 평평한 형상의 제 2화소전극(310b)으로 구분된다.
본 발명의 제 2실시예에서는 데이타라인을 중심으로 양측 부분의 화소전극의 형상에 차등을 둠으로써, 배향막의 러빙방향으로 인하여 데이타라인의 양측의 전기장이 차이가 발생되는 것을 완화시킨다.
도 5는 본 발명의 제 3실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 화소전극(410)은 도 5에 도시된 바와 같이, 데이타라인(404)의 일측(도면에서 좌측 부분에 해당)에서 오버랩되며 상기 오버랩된 가장자리 부분이 제 2보호막(408) 표면으로부터 최대높이가 1000Å∼2000Å 가량된 경사진 형상의 제 1화소전극(410a)과, 데이타라인(404)의 타측(도면에서 우측 부분에 해당)에서 오버랩된 가장자리 부분이 제 2보호막(408) 표면으로부터 1000Å∼2000Å높이를 갖도록 경사진 형상의 제 2화소전극(410b)으로 구성된다.
또한, 데이타라인(404)은 그 하부에 활성층(430)을 개재시키어 상방향으로 볼록한 형상(삿갓형상)을 가지도록 한다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 액정표시장치에서는 데이타라인 하부에 활성층을 개재시키어 데이타라인이 삿갓 형상을 갖도록 함으로써, 화소전극과 데이타라인사이에 형성되는 전기장의 치우침을 완화시키어 액정의 방향이 왜곡되는 것을 줄인다.
상기 구조를 갖는 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3실시예의 액정표시장치의 캐패시턴스 ,빛샘영역 및 화면품위를 비교해보면 다음과 같다.
<표 1>
화소전극과 데이타라인간의 캐패시턴스 빛샘영역 폭 화면품위
제 1화소전극 제 2화소전극 0.05% 0.10%
제 1실시예(노멀) 6.33 6.33 6.38 4.60 724.61
멀티 도메인 6.35 6.35 5.04 3.05 549.10
제 3실시예 6.49 6.49 5.28 4.01 781.22
제 2실시예 6.44 6.44 4.68 4.68 757.55
상기 노멀(Nomal)은 화소전극 형성용 ITO막의 가장자리 형상이 평평한 상태로, 화소전극과 데이타라인의 오버랩영역이 1.5㎛, 데이타라인 두께가 2000Å, 화소전극용 ITO막의 두께가 500Å, 화소전극 간의 간격이 5㎛, 제 2보호막의 두께가 3㎛, 셀갭(cell gap)이 4.8㎛의 조건 하의 시뮬레이션(simulation) 결과이다.
본 발명의 제 3실시예는 데이타라인 하부에 활성층을 약 4㎛ 폭으로 형성하여 데이타라인을 삿갓형상으로 한 시뮬레이션 결과이다.
상기 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제 2실시예에서, 0.05% 빛샘영역은 노멀에 비해 약 1.7㎛의 폭줄임의 효과가 있으며, 0.1% 빛샘영역은 노멀에 비해 약 0.7㎛의 폭줄임 효과가 있다.
또한, 멀티 도메인의 경우, 본 발명의 제 2실시예보다 빛샘영역의 폭은 더 좁으나, 화면품위가 본 발명의 제 2실시예에 훨씬 못미치는 결과를 보여준다.
이상에서와 같이, 본 발명의 제 1실시예에서는 화소전극이 상기 데이타라인과 대응된 양측 부분과 오버랩되며, 상기 오버랩된 화소전극의 가장자리 부분에 경사를 갖도록 함으로써, 화소전극 사이의 액정에 대한 전기장이 데이타라인 측으로 치우침을 완화한다. 따라서, 전기장의 치우침이 상부기판의 공통전극 방향으로 올라가도록 유도하여 화소전극 간 횡전계에 의해 생기던 디스클리네이션 현상을 줄여 데이타라인 주변의 빛샘영역의 폭을 줄이고 화면품위를 증대시킨다.
또한, 본 발명의 제 2실시예에서는 데이타라인을 중심으로 양측 부분의 화소전극의 형상에 차등을 둠으로써, 배향막의 러빙방향으로 인하여 데이타라인의 양측의 전기장이 차이가 발생되는 것을 완화시킨다.
그리고 본 발명의 제 3실시예에서는 데이타라인 하부에 활성층을 개재시키어 데이타라인이 삿갓 형상을 갖도록 함으로써, 화소전극과 데이타라인 사이에 형성되는 전기장의 치우침을 완화시키어 액정의 방향이 왜곡되는 것을 줄일 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 글라스기판과,
    상기 글라스기판 상에 행방향과 열방향으로 배열된 각각의 데이타라인 및 게이트라인과,
    상기 글라스기판 상에 상기 데이타라인 및 상기 게이트라인을 덮도록 형성된 보호막과,
    상기 보호막 상에 상기 데이타라인과 대응된 부분과 오버랩되며, 상기 오버랩된 가장자리 부분 측면에 경사가 형성된 화소전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 데이타라인과 대응된 양측 부분과 오버랩되며, 상기 화소전극의 오버랩된 양측 가장자리 부분 측면에 경사가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 화소전극은 상기 데이타라인과 대응된 일측 부분과 오버랩되며, 상기 화소전극의 오버랩된 일측 가장자리 부분 측면에 경사가 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 글라스기판과 상기 상기 데이타라인 사이에 형성되며, 상기 화소전극이 형성된 방향으로 볼록한 형상을 가진 활성층을 추가한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 경사는 상기 보호막 표면으로부터 최대 1000Å∼2000Å인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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