KR101096688B1 - In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극의 형상을 변경하여 광 효율을 향상시킨 횡전계형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 서로 마주보는 제 1, 제 2 기판;과, 상기 제 1 기판 상에 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인;과, 상기 화소 영역에 형성된 공통 전극;과, 상기 공통 전극과 교번되며 형성된 화소 전극; 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어진 횡전계형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 공통 전극 및 상기 화소 전극을 감싸며 반구형으로 형성된 투명 유전체막을 더 포함하고, 상기 공통 전극 및 화소 전극은 반사성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transverse electric field type liquid crystal display device in which the shape of an electrode is changed to improve light efficiency. The present invention relates to a first and second substrates facing each other; A plurality of gate lines and data lines, a common electrode formed in the pixel region, and a pixel electrode formed to alternate with the common electrode; And a liquid crystal layer formed between the first and second substrates, the horizontal field type liquid crystal display device further comprising: a transparent dielectric film formed in a hemispherical shape surrounding the common electrode and the pixel electrode, wherein the common electrode and the pixel electrode It is characterized by consisting of a silver reflective metal.

Description

횡전계형 액정 표시 장치{In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display Device}In-Plane Switching Mode Liquid Crystal Display Device

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 특히, 전극의 형상을 변경하여 광 효율을 향상시킨 횡전계형 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a transverse field type liquid crystal display device in which the shape of an electrode is changed to improve light efficiency.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.(PDP), Electro Luminescent Display (ELD), Vacuum Fluorescent (VFD), and the like have been developed in recent years in response to the demand for display devices. Display) have been studied, and some of them have already been used as display devices in various devices.

그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, LCD is the most widely used as the substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display device because of its excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to the use of the present invention has been developed in various ways such as a television and a computer monitor for receiving and displaying broadcast signals.

이와 같은 액정 표시 장치가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적 등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.In order to use such a liquid crystal display as a general screen display device in various parts, it is a matter of how high quality images such as high definition, high brightness and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness and low power consumption. Can be.

일반적인 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동 신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 유리 기판과, 상기 제 1, 제 2 유리 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.A general liquid crystal display device may be largely divided into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel, wherein the liquid crystal panel includes first and second glass substrates bonded to each other with a predetermined space; It consists of a liquid crystal layer injected between the said 1st, 2nd glass substrate.

여기서, 상기 제 1 유리 기판(TFT 어레이 기판)에는 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 배선과, 상기 각 게이트 배선과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 배선과, 상기 각 게이트 배선과 데이터 배선이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 배선의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 배선의 신호를 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.The first glass substrate (TFT array substrate) may include a plurality of gate wires arranged in one direction at a predetermined interval, a plurality of data wires arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the respective gate wires, A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in each pixel region defined by crossing gate lines and data lines, and a plurality of thin film transistors switched by signals of the gate lines to transfer signals of the data lines to each pixel electrode. Is formed.

그리고, 제 2 유리 기판(칼라 필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층과, 칼라 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.The second glass substrate (color filter substrate) includes a light shielding layer for blocking light in portions other than the pixel region, an R, G, and B color filter layers for expressing color colors, and a common electrode for implementing an image. Is formed.

상기 일반적인 액정 표시 장치의 구동 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한다. 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자 배열의 방향을 제어할 수 있다.The driving principle of the general liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization property 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 arrangement of molecules can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

따라서, 상기 액정의 분자 배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자 배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상 정보를 표현할 수 있다.Therefore, when the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal by optical anisotropy, thereby representing image information.

현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정 표시 장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, an active matrix LCD, in which a thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner, is attracting the most attention due to its excellent resolution and ability to implement video.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 액정 표시 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 TN(Twisted Nematic)모드의 액정 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a liquid crystal display of a typical twisted nematic (TN) mode.

도 1과 같이, 일정 공간을 갖고 합착된 하판(1) 및 상판(2)과, 상기 하판(1)과 상판(2) 사이에 주입된 액정(3)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the lower plate 1 and the upper plate 2 bonded to each other with a predetermined space and a liquid crystal 3 injected between the lower plate 1 and the upper plate 2 are constituted.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 하판(1)은 화소 영역(P)을 정의하기 위하여 일정한 간격을 갖고 일방향으로 복수개의 게이트 라인(4)이 배열되고, 상기 게이트 라인(4)에 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 복수개의 데이터 라인(5)이 배열되며, 상기 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 각 화소 영역(P)에는 화소 전극(6)이 형성되고, 상기 각 게이트 라인(4)과 데이터 라인(5)이 교차하는 부분에 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다.More specifically, the lower plate 1 has a plurality of gate lines 4 arranged in one direction at regular intervals to define the pixel region P, and is fixed in a direction perpendicular to the gate line 4. A plurality of data lines 5 are arranged at intervals, and a pixel electrode 6 is formed in each pixel region P where the gate line 4 and the data line 5 intersect, and each gate line ( The thin film transistor T is formed at a portion where the 4) and the data line 5 cross each other.

그리고 상기 상판(2)은 상기 화소 영역(P)을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 차광층(7)과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 컬러 필터층(8)과, 화상을 구현하기 위한 공통 전극(9)이 형성되어 있다.The upper plate 2 implements an image with a light shielding layer 7 for blocking light in portions other than the pixel region P, an R, G, and B color filter layer 8 for expressing color colors, and an image. The common electrode 9 for this is formed.

여기서, 상기 박막 트랜지스터(T)는 상기 게이트 라인(4)으로부터 돌출된 게이트 전극과, 전면에 형성된 게이트 절연막(도면에는 도시되지 않음)과 상기 게이트 전극 상측의 게이트 절연막 위에 형성된 액티브층과, 상기 데이터 라인(5)으로부터 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에 대향되도록 드레인 전극을 구비하여 구성된다.The thin film transistor T may include a gate electrode protruding from the gate line 4, a gate insulating film (not shown) formed on a front surface, an active layer formed on the gate insulating film above the gate electrode, and the data. And a source electrode protruding from the line 5 and a drain electrode to face the source electrode.

상기 화소 전극(6)은 인듐 주석 산화물(ITO : Indium Tin Oxide)과 같이, 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명 도전성 금속을 사용한다. The pixel electrode 6 uses a transparent conductive metal having a relatively high transmittance of light, such as indium tin oxide (ITO).

전술한 바와 같이, 구성되는 액정 표시 장치는 상기 화소 전극(6)상에 위치한 액정(3)이 상기 박막 트랜지스터(T)로부터 인가된 신호에 의해 배향되고, 상기 액정(3)의 배향 정도에 따라 액정(3)을 투과하는 빛의 양을 조절하는 방식으로 화상을 표현할 수 있다.As described above, in the liquid crystal display device configured, the liquid crystal 3 positioned on the pixel electrode 6 is aligned by a signal applied from the thin film transistor T, and the liquid crystal 3 is aligned according to the degree of alignment of the liquid crystal 3. An image can be expressed by controlling the amount of light passing through the liquid crystal 3.

전술한 바와 같은 액정 패널은 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상판(2)의 공통 전극(9)이 접지 역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정 셀의 파괴를 방지할 수 있다. As described above, the liquid crystal panel drives the liquid crystal by an electric field applied up and down, and has excellent characteristics such as transmittance and aperture ratio, and the common electrode 9 of the upper plate 2 serves as a ground so that The destruction of the liquid crystal cell can be prevented.

그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 갖고 있다. However, the liquid crystal drive by the electric field applied up-down has a disadvantage that the viewing angle characteristics are not excellent.

따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술 즉, IPS(In-Plane Switching Mode) 모드, 즉, 횡전계형 액정 표시 장치가 제안되고 있다.Accordingly, in order to overcome the above disadvantages, a new technology, namely, an in-plane switching mode (IPS) mode, that is, a transverse electric field type liquid crystal display, has been proposed.

도 2는 일반적인 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a general transverse electric field type liquid crystal display, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2.

도 2 및 도 3과 같이, 일반적인 횡전계형 액정 표시 장치는 크게, 하판(10)과 이에 대향되는 상판(20), 그리고 상기 양 기판(10, 20) 사이에 충진되는 액정(25)으로 이루어져 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, a general transverse electric field type liquid crystal display device includes a lower plate 10, an upper plate 20 opposite to the lower plate 10, and a liquid crystal 25 filled between the two substrates 10 and 20. .

상기 하판(10) 상에는 종횡으로 교차되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(11)과 데이터 라인(12)이 형성되어 있고, 상기 화소 영역 내에 공통 전극(13) 및 화소 전극(15)이 소정 간격 이격하여 형성되어 있다.A gate line 11 and a data line 12 are formed on the lower plate 10 to cross each other in the vertical and horizontal directions, and the common electrode 13 and the pixel electrode 15 are spaced apart from each other by a predetermined interval. It is formed.

그리고, 상기 게이트 라인(11)에서 돌출되어 형성된 게이트 전극(11a)과, 상기 게이트 전극(11a)을 포함한 하판(10)의 전면에 게이트 절연막(14)을 개재하여 상기 게이트 전극(11a)과 오버랩하는 반도체층(18)과, 상기 반도체층(18) 양측에 상기 데이터 라인(12)에서 돌출되어 형성된 소오스 전극(12a) 및 이와 소정 간격 이격된 드레인 전극(12b)으로 이루어진 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(12b)은 상기 화소 전극(15)과 연결되어 형성된다.The gate electrode 11a protruding from the gate line 11 and the gate electrode 11a are overlapped with the gate insulating layer 14 on the entire surface of the lower plate 10 including the gate electrode 11a. The thin film transistor TFT includes a semiconductor layer 18, a source electrode 12a protruding from the data line 12 on both sides of the semiconductor layer 18, and a drain electrode 12b spaced apart from the predetermined distance. Is formed. The drain electrode 12b of the thin film transistor TFT is connected to the pixel electrode 15.

상기 공통 전극(13)은 상기 화소 전극(15)과 소정 간격 이격하여 형성하며, 상기 게이트 라인(11) 또는 데이터 라인(12)과 동일층에 동시에 형성한다. 제시된 도면에는 상기 공통 전극(13)이 게이트 라인(11)과 동일층에 형성되어 있다.The common electrode 13 is formed to be spaced apart from the pixel electrode 15 by a predetermined interval, and is simultaneously formed on the same layer as the gate line 11 or the data line 12. In the drawing shown, the common electrode 13 is formed on the same layer as the gate line 11.

그리고, 상기 데이터 라인(12)과 화소 전극(15)과의 사이에는 절연막(16)을 더 증착하는데, 여기서의 절연막(16)은 상기 게이트 절연막(14)과 동일 성분으로 SiNx, SiOx 등의 무기 절연막이나 아크릴, 폴리이미드, BCB(BenzoCycloButene), 포토 폴리머(Photo Polymer)의 유기 절연막 중에서 어느 하나를 사용한다.Further, an insulating film 16 is further deposited between the data line 12 and the pixel electrode 15, wherein the insulating film 16 is formed of an inorganic material such as SiNx, SiOx, or the like as the gate insulating film 14. Any one of an insulating film, an organic insulating film of acryl, polyimide, BCB (BenzoCycloButene), or photo polymer is used.

그리고, 상기 절연막(16) 및 화소 전극(15)을 포함한 하판(10) 전면에 보호막(17) 및 제 1 배향막(18)을 차례로 형성한다.In addition, the passivation layer 17 and the first alignment layer 18 are sequentially formed on the entire lower plate 10 including the insulating layer 16 and the pixel electrode 15.

상기 공통 전극(13)은 공통 라인(19)과 전기적으로 연결되어, 전압 신호를 인가받으며, 드레인 전극(12b)을 통해 각 화소 전극(15)에 전압 신호가 인가되면, 횡전계를 이루어 액정(25)을 구동시킨다.The common electrode 13 is electrically connected to the common line 19 to receive a voltage signal. When the voltage signal is applied to each pixel electrode 15 through the drain electrode 12b, the common electrode 13 forms a transverse electric field. 25).

상기 상판(20) 상에는, 상기 화소 영역 외의 영역으로 빛이 누설되는 것을 차단하기 위한 차광층(21)과, 칼라 색상(R, G, B)을 구현하기 위한 칼라 필터층(22)과, 상기 칼라 필터층(22)의 각 색 필름을 평탄화하기 위한 오버코트층(23) 및 액정의 초기 배향을 정의하기 위한 제 2 배향막(24)을 형성한다.On the top plate 20, a light shielding layer 21 for blocking light leakage to areas other than the pixel region, a color filter layer 22 for implementing color hues (R, G, B), and the color The overcoat layer 23 for planarizing each color film of the filter layer 22 and the second alignment film 24 for defining the initial orientation of the liquid crystal are formed.

상기 제 1, 제 2 배향막(18, 24)은 액정의 초기 배향이 양 기판(10, 20)면에 수평한 방향으로 배향되도록 2 ~5°의 프리틸트(pretilt) 각으로 러빙 처리되어 있다.The first and second alignment layers 18 and 24 are subjected to rubbing at a pretilt angle of 2 to 5 ° so that the initial alignment of the liquid crystals is aligned in the direction horizontal to the surfaces of both substrates 10 and 20.

도시된 도면은, 일반적인 IPS 모드의 광학 모드를 따른 것으로, 노멀리 블랙(Normally Black)으로 전압인가 전 광의 투과가 이루어지지 않는다.The illustrated figure follows the optical mode of the general IPS mode, and does not transmit light before voltage is applied to normally black.

상기 화소 전극(15) 및 공통 전극(13)에 전압을 인가하였을 때, 동일 기판에 형성된 두 개의 전극(13, 15)간에 전계가 형성되며, 상기 두 개의 전극(13, 15) 간에 형성된 전계를 따라 액정(25)이 배향된다. When a voltage is applied to the pixel electrode 15 and the common electrode 13, an electric field is formed between two electrodes 13 and 15 formed on the same substrate, and an electric field formed between the two electrodes 13 and 15 is formed. The liquid crystal 25 is thus aligned.

전압 인가 후에는 액정(25)을 따라 내부광이 투과되어 화이트 상태를 표시하게 된다.After voltage is applied, internal light is transmitted along the liquid crystal 25 to display a white state.

여기서, 상기 화소 전극(15)과 공통 전극(13)이 형성되는 부위에 대응되는 액정(25)은 전계가 구분되는 영역에 위치하므로, 각 전극에 전압 인가시 특정 방향으로 움직이기가 용이하지 않다. 따라서, 표시가 이루어졌을 때, 전경선(declination)이 형성되는 부위가 되는데, 상기 화소 전극(15)과 공통 전극(13)의 형성 부위에 빛이 투과하지 못하도록, 화소 전극(15) 및 공통 전극(13)을 금속으로 형성하거나, ITO/금속의 합금으로 증착하여 빛샘 현상을 방지하고 있다.Here, since the liquid crystal 25 corresponding to the portion where the pixel electrode 15 and the common electrode 13 are formed is located in an area where electric fields are divided, it is not easy to move in a specific direction when voltage is applied to each electrode. . Accordingly, when the display is performed, the pixel becomes a portion where a foreground line is formed, and the pixel electrode 15 and the common electrode (so as not to transmit light through the portion where the pixel electrode 15 and the common electrode 13 are formed). 13) is formed of metal or deposited by alloy of ITO / metal to prevent light leakage phenomenon.

이와 같이, 하판(10)상에 공통 전극(13)과 화소 전극(15)이 동일 평면상에 형성되어 있다. 그리고 상기 하판(10)과 일정 공간을 갖고 합착된 상판(20) 사이에 형성된 액정(25)은 상기 하판(10)상의 상기 공통 전극(13)과 화소 전극(15) 사이의 전계에 의해 구동한다. 이 때, 상기 액정(25)은 유전율 이방성이 양(positive)인 것으로, 전계에 방향에 장축이 배향되는 특성을 갖는다.In this manner, the common electrode 13 and the pixel electrode 15 are formed on the same plane on the lower plate 10. The liquid crystal 25 formed between the lower plate 10 and the upper plate 20 bonded to the lower plate 10 is driven by an electric field between the common electrode 13 and the pixel electrode 15 on the lower plate 10. . At this time, the liquid crystal 25 is positive in dielectric anisotropy and has a characteristic in which a long axis is oriented in the direction of an electric field.

상기 공통 전극(13) 또는 화소 전극(15)에 횡전계가 인가되지 않은 오프(off)상태에서는, 액정(3)의 배향 방향 변화가 일어나지 않는다. 이에 비해, 상기 공통 전극(13)과 화소 전극(15)에 횡전계가 인가된 온(on) 상태에서는, 액정(25)의 배향 방향 변화가 일어나고, 오프 상태와 비교해서 45°정도로 뒤틀림 각을 가지고, 액정이 배향된다.In the off state in which the transverse electric field is not applied to the common electrode 13 or the pixel electrode 15, the orientation direction change of the liquid crystal 3 does not occur. On the other hand, in the on state in which the transverse electric field is applied to the common electrode 13 and the pixel electrode 15, the alignment direction change of the liquid crystal 25 occurs, and the distortion angle is about 45 ° compared to the off state. And the liquid crystal is aligned.

도 4는 종래의 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 개략도이다.4 is a schematic view showing a conventional transverse electric field type liquid crystal display device.

도 4와 같이, 종래의 횡전계형 액정 표시 장치는 서로 교번하여 공통 전극(13)과 화소 전극(15)이 배치된다.As shown in FIG. 4, in the conventional transverse electric field type liquid crystal display, the common electrode 13 and the pixel electrode 15 are alternately disposed.

이러한 종래의 횡전계형 액정 표시 장치는 공통 전극(13)과 화소 전극(15)에 전압 차를 두어 각각 소정의 전압을 인가하면, 두 전극 사이에 횡전계가 형성되어, 상기 횡전계 방향으로 액정이 배향되어 구동이 이루어진다.In the conventional transverse electric field type liquid crystal display, when a predetermined voltage is applied to each of the common electrode 13 and the pixel electrode 15 by applying a predetermined voltage, a transverse electric field is formed between the two electrodes, so that the liquid crystal is moved in the transverse electric field direction. Is oriented to drive.

이 때, 상기 액정은 유전율 이방성이 양인 특성을 가진 성분으로, 두 전극 사이에 형성된 횡전계에 따라 액정이 수평 배향된다. In this case, the liquid crystal is a component having a characteristic of positive dielectric anisotropy, and the liquid crystal is horizontally aligned according to the transverse electric field formed between the two electrodes.

그런데, 상기 공통 전극(13) 및 화소 전극(15)의 사이 영역(A)에는 원활히 횡전계가 형성되어, 액정의 수평 배향에는 문제가 없으나, 상기 공통 전극(13)과 화소 전극(15)이 그 수직 단면이 직사각형으로 형성되어, 상기 공통 전극(13)과 화소 전극(15)의 바로 윗부분(B)에는 충분히 횡전계가 조성되지 않아 비 활성 액정 영역이 되어 정상적인 액정 배향이 이루어지지 못하게 된다.By the way, the transverse electric field is smoothly formed in the area A between the common electrode 13 and the pixel electrode 15, so that there is no problem in the horizontal alignment of the liquid crystal, but the common electrode 13 and the pixel electrode 15 Since the vertical cross section is rectangular, the transverse electric field is not sufficiently formed in the upper portion B of the common electrode 13 and the pixel electrode 15 to become an inactive liquid crystal region, thereby preventing normal liquid crystal alignment.

한편, 횡전계형 액정 표시 장치는, 화소 영역에 위치하는 차광성 금속인 공통 전극(13) 및 화소 전극(15)이 위치함으로 인해, 백 라이트에서 나가는 빛의 15%가 차단되고 있다. On the other hand, in the transverse electric field type liquid crystal display, since the common electrode 13 and the pixel electrode 15, which are light-shielding metals positioned in the pixel region, are positioned, 15% of the light emitted from the backlight is blocked.

따라서, 비횡전계형(non-IPS mode)으로 구동되는 액정 표시 장치에 비해서 광 효율이 떨어지므로, 이를 보완하기 위해 백 라이트에 소모되는 전력이 증가하게 된다. 이는 소형 모바일(mobile) 제품, 예를 들어, 휴대폰, 노트북, PDA 등의 제품의 경우는 치명적인 약점으로 작용한다.Therefore, since the light efficiency is lower than that of the liquid crystal display device driven in the non-IPS mode, the power consumed by the backlight is increased to compensate for this. This is a fatal weakness for small mobile products such as mobile phones, laptops, PDAs and the like.

상기와 같은 종래의 횡전계형 액정 표시 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional transverse electric field type liquid crystal display device has the following problems.

첫째, 공통 전극과 화소 전극의 그 수직 단면이 직사각형으로 형성되어, 상기 공통 전극 및 화소 전극의 사이에는 원활히 횡전계가 형성되나, 상기 공통 전극과 화소 전극의 윗 부분에는 충분히 횡전계가 조성되지 않아 비 활성 액정 영역이 되어 정상적인 액정 배향이 이루어지지 못하게 된다.First, a vertical cross section of the common electrode and the pixel electrode is formed in a rectangle, so that a transverse electric field is smoothly formed between the common electrode and the pixel electrode, but a transverse electric field is not sufficiently formed in the upper portion of the common electrode and the pixel electrode. It becomes an inactive liquid crystal region, which prevents normal liquid crystal alignment.

둘째, 일반적으로 횡전계형 액정 표시 장치는, 화소 영역에 위치하는 차광성 금속인 공통 전극 및 화소 전극이 위치함으로 인해, 백 라이트에서 나가는 빛의 15%가 차단되고 있다. Second, in the transverse field type liquid crystal display, since the common electrode and the pixel electrode, which are light blocking metals positioned in the pixel region, are positioned, 15% of the light emitted from the backlight is blocked.

따라서, 횡전계형 액정 표시 장치는 비횡전계형(non-IPS mode)에 비해 시야각은 개선되는 이점이 있으나, 광 효율이 떨어지므로 이를 보완하기 위해 백 라이트에서 소모되는 전력이 증가하게 된다. 이러한 소비 전력 증가는 소형 모바일(mobile) 제품, 예를 들어, 휴대폰, 노트북, PDA 등의 제품에 있어서, 큰 부담으로 작용하고, 적정 수준으로 소비 전력이 공급되지 못할 경우, 모바일 제품의 있어서 적절한 밝기를 구현하기가 곤란한 문제점이 있다. 결국, 시야각이 개선되는 이점에도 불구하고, 비횡전계형 액정 표시 장치에 비해 경쟁력을 갖기 힘들게 된다.Accordingly, the transverse electric field type liquid crystal display device has an advantage that the viewing angle is improved as compared to the non-IPS mode, but the power consumption of the backlight is increased to compensate for the low light efficiency. This increase in power consumption is a great burden in small mobile products, such as mobile phones, laptops, PDAs, etc., and the appropriate brightness in mobile products when the power consumption is not supplied at an appropriate level There is a problem that is difficult to implement. As a result, in spite of the advantage that the viewing angle is improved, it becomes difficult to be competitive with the non-transverse electric field type liquid crystal display device.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 전극의 형상을 변경하여 광 효율을 향상시킨 횡전계형 액정 표시 장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a transverse electric field type liquid crystal display device which improves light efficiency by changing the shape of an electrode to solve the above problems.

동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는, 서로 마주보는 제 1, 제 2 기판;과, 상기 제 1 기판 상에 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인;과, 상기 화소 영역에 형성된 공통 전극;과, 상기 공통 전극과 교번되며 형성된 화소 전극; 및 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어진 횡전계형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 공통 전극 및 상기 화소 전극을 감싸며 반구형으로 형성된 투명 유전체막을 더 포함하고, 상기 공통 전극 및 화소 전극은 반사성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것에 특징이 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a transverse electric field type liquid crystal display device comprising: first and second substrates facing each other, and a plurality of gate lines and data lines vertically intersecting on the first substrate to define pixel regions. A common electrode formed in the pixel region; and a pixel electrode formed to alternate with the common electrode; And a liquid crystal layer formed between the first and second substrates, the horizontal field type liquid crystal display device further comprising: a transparent dielectric film formed in a hemispherical shape surrounding the common electrode and the pixel electrode, wherein the common electrode and the pixel electrode It is characterized by being made of a silver reflective metal.

여기서, 상기 제 1, 제 2 기판 상에 각각 제 1, 제 2 배향막을 더 포함한다. Here, the first and second substrates further include first and second alignment layers, respectively.

상기 액정층은 유전율 이방성이 양인 액정 분자로 이루어진 것이다. The liquid crystal layer is composed of liquid crystal molecules having a positive dielectric anisotropy.

또한, 상기 화소 전극은 게이트 라인 또는 데이터 라인과 동일층에 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the pixel electrode may be formed on the same layer as the gate line or the data line.

여기서, 상기 공통 전극은 게이트 라인 또는 데이터 라인과 동일층에 형성될 수 있다. The common electrode may be formed on the same layer as the gate line or the data line.

상기와 같은 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The above-described transverse electric field type liquid crystal display of the present invention has the following effects.

첫째, 윗면이 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 전극 또는 액정과 동일 또는 유사 수준의 유전율을 가지며, 윗면에 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 투명 유전체막을 전극 상부에 더 형성하여, 공통 전극과 화소 전극간의 수평 전계 형성을 활성화하여, 상기 공통 전극 및 화소 전극 상부의 위치한 액정도 정상적으로 수평 전계에 따라 구동이 가능하다. 이와 같이 정상적인 수평 전계 구동 구간을 늘려줌으로써, 광 효율을 높여 소비 전력 감소가 가능하다.First, the upper surface has a dielectric constant equal to or similar to that of a liquid crystal or a liquid crystal having a smaller shape than the lower surface, and a transparent dielectric film having a smaller shape than that of the lower surface is further formed on the upper surface of the upper electrode, thereby forming a common electrode and a pixel electrode. By activating the formation of a horizontal electric field of the liver, the liquid crystal positioned above the common electrode and the pixel electrode can be driven normally according to the horizontal electric field. In this way, by increasing the normal horizontal electric field driving interval, it is possible to reduce the power consumption by increasing the light efficiency.

둘째, 윗면이 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 전극 또는 액정과 동일 또는 유사 수준의 유전율을 가지며, 윗면에 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 투명 유전체막을 전극 상부에 더 형성하여, 외부광의 반사율을 좋게 할 수 있어, 백 라이트의 투과광과 함께 외부광도 광원으로 이용할 수 있어, 반투과형으로 이용 가능하다. Second, the upper surface has the same or similar dielectric constant as that of the liquid crystal or the liquid crystal having a smaller shape than the lower surface, and a transparent dielectric film having a smaller shape than the lower surface is formed on the upper surface to improve reflectance of external light. The external light can be used as a light source together with the transmitted light of the backlight, and can be used in a semi-transmissive type.

셋째, 상술한 바와 같이 소비 전력 감소가 가능하여, 모바일(mobile) 제품에 있어서, 광시야각을 갖는 제품 구현을 가능하게 한다.Third, as described above, power consumption can be reduced, thereby enabling a product having a wide viewing angle in a mobile product.

넷째, 공정을 더 추가하거나 구성을 더 갖지 않고, 전극 등의 형상 변경에서 광 효율 증가가 가능하다.Fourth, it is possible to increase the light efficiency in changing the shape of the electrode or the like without further adding a process or having a configuration.

도 1은 일반적인 TN 모드의 액정 표시 장치를 나타낸 분해 사시도
도 2는 일반적인 횡전계형(IPS 모드) 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 3은 도 2의 I~I' 선상의 단면도
도 4는 종래의 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 개략도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 개략도
도 7은 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치에 있어서, 도 7의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치에 있어서, 도 7의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도1 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display of a general TN mode;
2 is a plan view showing a typical transverse electric field type (IPS mode) liquid crystal display device
3 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 2.
4 is a schematic view showing a conventional transverse electric field type liquid crystal display device
5 is a schematic view showing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
6 is a schematic diagram showing a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
7 is a plan view showing a transverse electric field type liquid crystal display device of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 7 in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 7 in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the transverse electric field type liquid crystal display of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 5와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치는 하부 기판(100) 상에 서로 교번하여 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)이 배치된다.As illustrated in FIG. 5, in the transverse field type liquid crystal display according to the first exemplary embodiment, the pixel electrode 104 and the common electrode 105 are alternately disposed on the lower substrate 100.

여기서, 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)은 윗면이 아랫면보다 상대적으로 작은 면적을 갖도록 형성되어, 상기 화소 전극(104)과 공통 전극(105)에 전압을 인가하였을 경우, 두 전극의 고점을 제외하고는 나머지 부위의 상부면의 위쪽에도 횡전계가 형성되도록 하여, 영역의 구분없이 원활한 액정 구동이 이루어지도록 한다.Here, the pixel electrode 104 and the common electrode 105 are formed so that the upper surface has a smaller area than the lower surface, and when voltage is applied to the pixel electrode 104 and the common electrode 105, Except for the high point, the transverse electric field is formed above the upper surface of the remaining portion, so that the liquid crystal driving is performed smoothly without division of the region.

도시된 도면에서는 상기 화소 전극(104)과 공통 전극(105)의 수직 단면이 반원형으로 도시되어 있으나, 경우에 따라 삼각형, 사다리꼴 등의 형상으로 대체하여 동일한 목적을 달성할 수 있을 것이다.Although the vertical cross-sections of the pixel electrode 104 and the common electrode 105 are illustrated in a semicircular shape in the drawing, in some cases, the same purpose may be achieved by substituting a triangle, a trapezoid, or the like.

이 경우, 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)은 반사율이 높은 알루미늄(Al)이나, 은(Ag) 등의 금속으로 형성하여, 외부광이 유입되었을 경우, 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)의 고점에서 반사가 이루어져, 상기 하판(100) 하부에서 나오는 백 라이트(미도시)의 빛과 함께 부분 광원으로 이용되어 광 효율을 높일 수 있다. 이 때, 백 라이트에서 조사되어 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)과 만나는 빛은 차단되는 것은 종래와 마찬가지이나, 외부광의 상기 화소 전극(104)과 공통 전극(105)으로부터 반사되어, 반사된 빛이 다시 부분 광원으로 쓰인 점이 본 발명이 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 광 효율을 높일 수 있는 원리이다.In this case, the pixel electrode 104 and the common electrode 105 are made of metal such as aluminum (Al) or silver (Ag) having high reflectance, and when the external light is introduced, the pixel electrode 104 and The reflection is made at the high point of the common electrode 105, and is used as a partial light source together with the light of the backlight (not shown) coming out from the lower plate 100 to increase the light efficiency. In this case, the light emitted from the backlight and blocked by the pixel electrode 104 and the common electrode 105 are blocked as in the related art, but are reflected from the pixel electrode 104 and the common electrode 105 of external light, The reflected light is again used as a partial light source is a principle in which the present invention can increase the light efficiency of the liquid crystal display according to the first embodiment.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram illustrating a transverse electric field type liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 6과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치는 하부 기판(100) 상에 서로 교번하여 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)이 배치되며, 이와 더불어, 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105) 상부를 감싸며, 윗면이 아랫면에 비해 상대적으로 작은 투명 유전체막(140)이 형성된다.As illustrated in FIG. 6, in the transverse electric field type liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention, the pixel electrode 104 and the common electrode 105 are alternately disposed on the lower substrate 100. In addition, the pixel A transparent dielectric film 140 is formed around the electrode 104 and the common electrode 105 and has a smaller upper surface than the lower surface.

이 경우, 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)은 일반적인 액정 표시 장치와 마찬가지로, 그 윗면과 아랫면이 동일한 면적을 가지며, 그 수직단면이 직사각형의 형상이다. 대신, 상기 화소 전극(104)과 공통 전극(105)의 상부에 각각 두 전극을 감싸며, 반구형의 투명 유전체막(140)이 더 형성되어 있다.In this case, the pixel electrode 104 and the common electrode 105 have the same area as the top surface and the bottom surface of the pixel electrode 104 and the common electrode 105, and the vertical cross section has a rectangular shape. Instead, two electrodes are formed on the pixel electrode 104 and the common electrode 105, and a hemispherical transparent dielectric layer 140 is further formed.

상기 투명 유전체막(140)은 액정과 유사 또는 동일 유전율을 갖는 물질이며, 무기막 또는 유기막으로 형성할 수 있다.The transparent dielectric layer 140 is a material having a dielectric constant similar to or the same as that of the liquid crystal, and may be formed of an inorganic layer or an organic layer.

이 경우, 상기 투명 유전체막(140)은 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)의 상부에 위치하여, 그 윗면과 아랫면이 동일한 면적을 가지며, 그 수직단면이 직사각형의 형상의 화소 전극(104)과 공통 전극(105)에서 바로 반사되어야 할 광로를 보상하여, 상기 화소 전극(104)과 공통 전극(105)의 상부면에서도 수평 전계가 형성되도록 한다. In this case, the transparent dielectric layer 140 is positioned above the pixel electrode 104 and the common electrode 105, and has a same area at an upper surface and a lower surface thereof, and has a rectangular pixel electrode having a vertical cross section. The optical path to be reflected directly from the 104 and the common electrode 105 is compensated so that a horizontal electric field is formed on the upper surfaces of the pixel electrode 104 and the common electrode 105.

따라서, 제 1 실시예와 같이, 상기 화소 전극(104)과 공통 전극(105)에 전압을 인가하였을 경우, 상기 투명 유전체막(140)의 고점을 제외하고는 나머지 부위의 상부면의 위쪽에도 횡전계가 형성되도록 하여, 영역의 구분없이 원활한 액정 구동이 이루어지도록 한다.Therefore, as in the first embodiment, when a voltage is applied to the pixel electrode 104 and the common electrode 105, it is also transversely above the upper surface of the remaining portions except for the high point of the transparent dielectric film 140. The electric field is formed, so that smooth liquid crystal driving is performed without dividing the region.

또한, 상기 투명 유전체막(140)은 반구형으로 도시되어 있으나, 경우에 따라 그 수직 단면이 삼각형, 사다리꼴 등의 형상을 갖도록 대체하여 동일한 목적을 달성할 수 있을 것이다.In addition, although the transparent dielectric film 140 is shown in a hemispherical shape, in some cases, the vertical cross-section may be replaced to have a triangle, trapezoid, or the like to achieve the same purpose.

이하, 도면을 참조하여 각 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치를 자세히 살펴본다.Hereinafter, a transverse electric field type liquid crystal display device according to each embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 7은 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이며, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치에 있어서, 도 7의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도이다.FIG. 7 is a plan view illustrating a transverse electric field liquid crystal display of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 7 in the transverse electric field liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치는 하부 기판(100) 상에 종횡으로 교차되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(101)과 데이터 라인(102)이 형성되어 있고, 상기 화소 영역 내에 화소 전극(104)과 공통 전극(105)이 소정 간격 이격하여 평행하게 형성되어 있다. 여기서, 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105)은 상술한 바와 같이, 윗면이 아랫면에 비해 상대적으로 작은 형상이다.As shown in FIGS. 7 and 8, the transverse electric field type liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention crosses the lower substrate 100 vertically and horizontally to define the pixel region and the gate line 101 and the data line 102. The pixel electrode 104 and the common electrode 105 are formed in the pixel area in parallel to be spaced apart from each other by a predetermined interval. As described above, the pixel electrode 104 and the common electrode 105 have a shape where the top surface is relatively smaller than the bottom surface.

그리고, 상기 게이트 라인(101)에서 돌출되어 형성된 게이트 전극(101a)과, 상기 게이트 전극(101a)을 포함한 하부 기판(100)의 전면에 게이트 절연막(107)을 개재하여 상기 게이트 전극(101a)과 오버랩하는 반도체층(103)과, 상기 반도체층(103) 양측에 상기 데이터 라인(102)에서 돌출되어 형성된 소오스 전극(102a) 및 이와 소정 간격 이격된 드레인 전극(102b)으로 이루어진 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(102b)은 상기 화소 전극(104)과 연결되어 형성된다. The gate electrode 101a is formed to protrude from the gate line 101, and the gate electrode 101a is interposed between the gate electrode 101a and the gate substrate 101a on the entire surface of the lower substrate 100 including the gate electrode 101a. A thin film transistor TFT including an overlapping semiconductor layer 103, a source electrode 102a protruding from the data line 102 on both sides of the semiconductor layer 103, and a drain electrode 102b spaced apart from the predetermined distance. Is formed. The drain electrode 102b of the thin film transistor TFT is connected to the pixel electrode 104.

여기서, 상기 화소 전극(104)은 상기 데이터 라인(102)과 동일층에 형성되며, 상기 공통 전극(105) 및 공통 라인(106)은 상기 게이트 라인(101)과 동일층에 형성된다. 이 경우, 상기 게이트 라인(101) 및 데이터 라인(102)들은 모두 반사성 금속 또는 그 표면이 반사성 물질로 코팅된 금속으로 형성한다.The pixel electrode 104 is formed on the same layer as the data line 102, and the common electrode 105 and the common line 106 are formed on the same layer as the gate line 101. In this case, the gate line 101 and the data line 102 are both formed of a reflective metal or a metal whose surface is coated with a reflective material.

상기 공통 전극(105)은 상기 화소 전극(104)과 소정 간격 이격하여 형성하며, 공통 전압을 인가하는 공통 라인(105a)과 전기적으로 연결되어 형성된다. 상기 공통 전극(105)과 공통 라인(105a)은 동일층에 형성하여 집적도를 향상시키도록 한다.The common electrode 105 is formed to be spaced apart from the pixel electrode 104 by a predetermined interval, and is electrically connected to the common line 105a for applying a common voltage. The common electrode 105 and the common line 105a are formed on the same layer to improve the degree of integration.

상기 게이트 전극(101a)을 구비한 게이트 라인(101), 공통 라인(106) 및 공통 전극(105)들의 상부에는 게이트 절연막(107)을 형성하여, 상부에 형성되는 배선과 절연시킨다. 이 때, 상기 게이트 절연막(107)은 SiNx, SiOx 등의 무기 절연막이나 아크릴, 폴리이미드, BCB(BenzoCycloButene), 포토 폴리머(Photo Polymer)의 유기 절연막 중에서 어느 하나를 사용한다.A gate insulating layer 107 is formed on the gate line 101, the common line 106, and the common electrode 105 provided with the gate electrode 101a, and insulated from the wiring formed thereon. In this case, the gate insulating film 107 may be formed of an inorganic insulating film such as SiNx or SiOx, or an organic insulating film of acrylic, polyimide, BCB (BenzoCycloButene), or photopolymer.

상기 화소 전극(104)을 포함한 게이트 절연막(107) 상부에 형성된 보호막(108)은 상기 게이트 절연막(79)과 동일 성분으로 SiNx, SiOx 등의 무기 절연막이나 아크릴, 폴리이미드, BCB(BenzoCycloButene), 포토 폴리머(Photo Polymer)의 유기 절연막 중에서 어느 하나를 사용한다.The passivation layer 108 formed on the gate insulating layer 107 including the pixel electrode 104 is the same as the gate insulating layer 79 and has an inorganic insulating layer such as SiNx, SiOx, acrylic, polyimide, BCB (BenzoCycloButene), photo Any one of an organic insulating film of a photopolymer is used.

상기 보호막(108) 전면에는 액정의 초기 배향을 정의하기 위해 제 1 배향막(121)을 형성하고, 이에 러빙 처리를 한다.The first alignment layer 121 is formed on the entire surface of the passivation layer 108 to define the initial alignment of the liquid crystal, and then subjected to a rubbing treatment.

상기 하부 기판(100)과 대향되는 상부 기판(200) 상에는, 상기 화소 영역 외의 영역(게이트 라인 및 데이터 라인 영역, 박막 트랜지스터 형성 영역)으로 빛이 누설되는 것을 차단하기 위한 차광층(미도시)과, 칼라 색상(R, G, B)을 구현하기 위한 칼라 필터층(112)과, 전면에 형성된 오버코트층(113) 및 상기 오버코트층(113) 전면에 제 2 배향막(122)을 형성한다.On the upper substrate 200 facing the lower substrate 100, a light shielding layer (not shown) for preventing light from leaking to regions other than the pixel region (gate line and data line regions, and thin film transistor formation regions); In addition, a color filter layer 112 for implementing color hues R, G, and B, an overcoat layer 113 formed on the entire surface, and a second alignment layer 122 are formed on the entire surface of the overcoat layer 113.

그리고, 상기 제 2 배향막(121, 122)은 러빙 처리하여 액정의 초기 배향을 정의한다.The second alignment layers 121 and 122 are subjected to a rubbing process to define initial alignment of the liquid crystal.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치는 상기 하부 기판(100) 및 상부 기판(200) 사이에 충진되는 액정이 유전율 이방성이 양(positive)인 것이다.In the transverse electric field type liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal filled between the lower substrate 100 and the upper substrate 200 has a positive dielectric anisotropy.

각각 상기 공통 전극(105)과 화소 전극(104)에 전압을 인가할 경우, 두 전극 사이에 횡전계가 조성되는데, 상기 공통 전극(105)과 화소 전극(104)은 모두 반구형(도시된 바에 따라 설명, 윗면이 아랫면에 비해 상대적으로 작은 모든 경우가 가능)이기 때문에 종래의 그 수직 단면이 직사각형인 전극의 형상에 비해 외부광의 반사율이 좋고, 또한, 상기 공통 전극(105) 및 화소 전극(104)의 상부면에서도 수평 전계 형성이 가능하여, 영역 구분없이 액정의 원활한 구동이 가능하다.When a voltage is applied to the common electrode 105 and the pixel electrode 104 respectively, a transverse electric field is formed between the two electrodes, and both the common electrode 105 and the pixel electrode 104 are hemispherical (as shown). Since the upper surface is relatively small compared to the lower surface, all cases are possible), and the reflectance of external light is good compared with the shape of the electrode whose rectangular vertical cross section is conventional, and the common electrode 105 and the pixel electrode 104 are better. A horizontal electric field can be formed even on the upper surface of the liquid crystal, so that the liquid crystal can be smoothly driven without region division.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치에 있어서, 도 7의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도이다.9 is a cross-sectional view taken along line II-II 'of FIG. 7 in the transverse electric field type liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention.

도 7 및 도 9와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치는 하부 기판(100) 상에 종횡으로 교차되어 화소 영역을 정의하는 게이트 라인(101)과 데이터 라인(102)이 형성되어 있고, 상기 화소 영역 내에 화소 전극(104)과 공통 전극(105)이 소정 간격 이격하여 평행하게 형성되어 있다. 여기서, 상기 화소 전극(104) 및 공통 전극(105) 상부에는, 윗면이 아랫면에 비해 상대적으로 작은 투명 유전체막(140)이 형성된다.As shown in FIGS. 7 and 9, the horizontal field type liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention crosses the lower substrate 100 vertically and horizontally to define a gate line 101 and a data line 102. The pixel electrode 104 and the common electrode 105 are formed in the pixel area in parallel to be spaced apart from each other by a predetermined interval. Here, a transparent dielectric layer 140 is formed on the pixel electrode 104 and the common electrode 105, the upper surface of which is relatively smaller than the lower surface of the pixel electrode 104 and the common electrode 105.

그리고, 상기 게이트 라인(101)에서 돌출되어 형성된 게이트 전극(101a)과, 상기 게이트 전극(101a)을 포함한 하부 기판(100)의 전면에 게이트 절연막(107)을 개재하여 상기 게이트 전극(101a)과 오버랩하는 반도체층(103)과, 상기 반도체층(103) 양측에 상기 데이터 라인(102)에서 돌출되어 형성된 소오스 전극(102a) 및 이와 소정 간격 이격된 드레인 전극(102b)으로 이루어진 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(102b)은 상기 화소 전극(104)과 연결되어 형성된다. The gate electrode 101a is formed to protrude from the gate line 101, and the gate electrode 101a is interposed between the gate electrode 101a and the gate substrate 101a on the entire surface of the lower substrate 100 including the gate electrode 101a. A thin film transistor TFT including an overlapping semiconductor layer 103, a source electrode 102a protruding from the data line 102 on both sides of the semiconductor layer 103, and a drain electrode 102b spaced apart from the predetermined distance. Is formed. The drain electrode 102b of the thin film transistor TFT is connected to the pixel electrode 104.

여기서, 상기 화소 전극(104)은 상기 데이터 라인(102)과 동일층에 형성되며, 상기 공통 전극(105) 및 공통 라인(106)은 상기 게이트 라인(101)과 동일층에 형성된다. 이 경우, 상기 게이트 라인(101) 및 데이터 라인(102)들은 모두 반사성 금속 또는 그 표면이 반사성 물질로 코팅된 금속으로 형성한다.The pixel electrode 104 is formed on the same layer as the data line 102, and the common electrode 105 and the common line 106 are formed on the same layer as the gate line 101. In this case, the gate line 101 and the data line 102 are both formed of a reflective metal or a metal whose surface is coated with a reflective material.

그리고, 상기 투명 유전체막(140)은 유기막 또는 무기막으로 형성되며, 상기 상하부 기판(200, 100) 사이에 충진되는 액정(미도시)과 동일 또는 유사한 수준의 유전율을 갖는다. In addition, the transparent dielectric layer 140 is formed of an organic layer or an inorganic layer, and has the same or similar dielectric constant as that of the liquid crystal (not shown) filled between the upper and lower substrates 200 and 100.

상기 공통 전극(105)은 상기 화소 전극(104)과 소정 간격 이격하여 형성하며, 공통 전압을 인가하는 공통 라인(105a)과 전기적으로 연결되어 형성된다. 상기 공통 전극(105)과 공통 라인(105a)은 동일층에 형성하여 집적도를 향상시키도록 한다.The common electrode 105 is formed to be spaced apart from the pixel electrode 104 by a predetermined interval, and is electrically connected to the common line 105a for applying a common voltage. The common electrode 105 and the common line 105a are formed on the same layer to improve the degree of integration.

상기 게이트 전극(101a)을 구비한 게이트 라인(101), 공통 라인(106) 및 공통 전극(105)들의 상부에는 게이트 절연막(107)을 형성하여, 상부에 형성되는 배선과 절연시킨다. 이 때, 상기 게이트 절연막(107)은 SiNx, SiOx 등의 무기 절연막이나 아크릴, 폴리이미드, BCB(BenzoCycloButene), 포토 폴리머(Photo Polymer)의 유기 절연막 중에서 어느 하나를 사용한다.A gate insulating layer 107 is formed on the gate line 101, the common line 106, and the common electrode 105 provided with the gate electrode 101a, and insulated from the wiring formed thereon. In this case, the gate insulating film 107 may be formed of an inorganic insulating film such as SiNx or SiOx, or an organic insulating film of acrylic, polyimide, BCB (BenzoCycloButene), or photopolymer.

그리고, 상기 게이트 절연막(107) 상부에, 상기 공통 전극(105), 화소 전극(104)이 형성된 부위에 대응되어 각 전극을 감싸는 형태의 투명 유전체막(140)을 형성한다. 이 경우, 상기 투명 유전체막(140)은 상기 상하부 기판(200, 100) 사이에 충진되는 액정과 동일 또는 유사 수준의 유전율을 가져, 상기 공통 전극(105) 및 화소 전극(104)간에 수평 전계 형성시 도 6의 도시된 전계와 같이, 상기 투명 유전체막(140) 표면으로부터 전계 형성이 유도되게 한다.In addition, a transparent dielectric layer 140 is formed on the gate insulating layer 107 to cover the common electrode 105 and the pixel electrode 104 so as to surround each electrode. In this case, the transparent dielectric layer 140 has the same or similar dielectric constant as that of the liquid crystal filled between the upper and lower substrates 200 and 100 to form a horizontal electric field between the common electrode 105 and the pixel electrode 104. As shown in FIG. 6, electric field formation is induced from the surface of the transparent dielectric film 140.

상기 투명 유전체막(140)을 포함한 게이트 절연막(107) 표면에 형성된 보호막(108)은 상기 게이트 절연막(79)과 동일 성분으로 SiNx, SiOx 등의 무기 절연막이나 아크릴, 폴리이미드, BCB(BenzoCycloButene), 포토 폴리머(Photo Polymer)의 유기 절연막 중에서 어느 하나를 사용한다.The protective film 108 formed on the surface of the gate insulating film 107 including the transparent dielectric film 140 may be formed of an inorganic insulating film such as SiNx, SiOx, acrylic, polyimide, BCB (BenzoCycloButene), Any one of organic insulating films of photo polymers is used.

상기 보호막(108) 전면에는 액정의 초기 배향을 정의하기 위해 제 1 배향막(121)을 형성하고, 이에 러빙 처리를 한다.The first alignment layer 121 is formed on the entire surface of the passivation layer 108 to define the initial alignment of the liquid crystal, and then subjected to a rubbing treatment.

상기 하부 기판(100)과 대향되는 상부 기판(200) 상에는, 상기 화소 영역 외의 영역(게이트 라인 및 데이터 라인 영역, 박막 트랜지스터 형성 영역)으로 빛이 누설되는 것을 차단하기 위한 차광층(미도시)과, 칼라 색상(R, G, B)을 구현하기 위한 칼라 필터층(112)과, 전면에 형성된 오버코트층(113) 및 상기 오버코트층(113) 전면에 제 2 배향막(122)을 형성한다.On the upper substrate 200 facing the lower substrate 100, a light shielding layer (not shown) for preventing light from leaking to regions other than the pixel region (gate line and data line regions, and thin film transistor formation regions); In addition, a color filter layer 112 for implementing color hues R, G, and B, an overcoat layer 113 formed on the entire surface, and a second alignment layer 122 are formed on the entire surface of the overcoat layer 113.

그리고, 상기 제 2 배향막(121, 122)은 러빙 처리하여 액정의 초기 배향을 정의한다.The second alignment layers 121 and 122 are subjected to a rubbing process to define initial alignment of the liquid crystal.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 횡전계형 액정 표시 장치는 상기 하부 기판(100) 및 상부 기판(200) 사이에 충진되는 액정이 유전율 이방성이 양(positive)인 것으로, 각각 공통 전극(105)과 화소 전극(104)에 전압을 인가할 경우, 상기 공통 전극(105) 및 화소 전극(104)의 표면을 감싸는 각 투명 유전체막(140) 표면간에 조성된 횡전계에 따라 배향이 이루어진다. In the transverse field type liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal filled between the lower substrate 100 and the upper substrate 200 has positive dielectric anisotropy. When a voltage is applied to the pixel electrode 104, the alignment is performed according to the transverse electric field formed between the common electrode 105 and the surfaces of the transparent dielectric films 140 surrounding the surface of the pixel electrode 104.

이와 같이, 상술한 본 발명의 횡전계형 액정 표시 장치는 윗면이 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 전극 또는 액정과 동일 또는 유사 수준의 유전율을 가지며, 윗면에 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 투명 유전체막을 상기 전극 상부에 더 형성하여, 수평 전계 형성을 활성화하여 보다 낮은 전압을 인가하여도 종래와 동일 수준의 밝기를 구현할 수 있다. 따라서, 종래에 비해 소비전력을 감소할 수 있다.As described above, the above-described transverse electric field type liquid crystal display device has a dielectric constant of the same or similar level as that of an electrode or liquid crystal whose upper surface is relatively smaller than the lower surface, and has a transparent dielectric film having a smaller shape than the lower surface on the upper surface. It is further formed on the electrode, it is possible to implement the same level of brightness as the conventional even if a lower voltage is applied by activating the horizontal electric field formation. Therefore, the power consumption can be reduced as compared with the related art.

또한, 윗면이 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 전극 또는 액정과 동일 또는 유사 수준의 유전율을 가지며, 윗면에 상대적으로 아랫면에 비해 작은 형상의 투명 유전체막을 전극 상부에 더 형성하여, 외부광의 반사율을 좋게 할 수 있어, 반투과형으로 횡전계형 액정 표시 장치를 이용할 수 있다.In addition, the upper surface has the same or similar dielectric constant as that of the liquid crystal or the liquid crystal having a smaller shape than the lower surface, and a transparent dielectric film having a smaller shape than the lower surface is further formed on the upper surface to improve reflectance of external light. A transverse electric field type liquid crystal display device can be used for a transflective type | mold.

100 : 제 1 기판 101 : 게이트 라인
101a : 게이트 전극 102 : 데이터 라인
102a/102b : 소오스 전극/드레인 전극 103 : 반도체층
104 : 화소 전극 105 : 공통 전극
106 : 공통 라인 107 : 게이트 절연막
108 : 보호막 112 : 칼라 필터층
113 : 오버코트층 121 : 제 1 배향막
122 : 제 2 배향막 140 : 유전체막
200 : 제 2 기판100: first substrate 101: gate line
101a: gate electrode 102: data line
102a / 102b: source electrode / drain electrode 103: semiconductor layer
104: pixel electrode 105: common electrode
106: common line 107: gate insulating film
108: protective film 112: color filter layer
113: overcoat layer 121: first alignment layer
122: second alignment film 140: dielectric film
200: second substrate

Claims (5)

서로 마주보는 제 1, 제 2 기판;
상기 제 1 기판 상에 수직으로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인;
상기 화소 영역에 형성된 공통 전극;
상기 공통 전극과 교번되며 형성된 화소 전극; 및
상기 제 1, 제 2 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어진 횡전계형 액정 표시 장치에 있어서,
상기 공통 전극 및 상기 화소 전극을 감싸며 반구형으로 형성된 투명 유전체막을 더 포함하고,
상기 공통 전극 및 화소 전극은 반사성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.First and second substrates facing each other;
A plurality of gate lines and data lines vertically intersecting on the first substrate to define pixel regions;
A common electrode formed in the pixel region;
A pixel electrode alternately formed with the common electrode; And
In the transverse electric field type liquid crystal display device including the liquid crystal layer formed between the said 1st, 2nd board | substrate,
Further comprising a transparent dielectric film formed in a hemispherical shape surrounding the common electrode and the pixel electrode,
And the common electrode and the pixel electrode are made of a reflective metal. 제 1항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 기판 상에 각각 제 1, 제 2 배향막을 더 포함함을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.The method of claim 1,
And a first alignment layer and a second alignment layer on the first substrate and the second substrate, respectively. 제 1항에 있어서,
상기 액정층은 유전율 이방성이 양인 액정 분자로 이루어진 것임을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.The method of claim 1,
And the liquid crystal layer is formed of liquid crystal molecules having a positive dielectric anisotropy. 제 1항에 있어서,
상기 화소 전극은 데이터 라인과 동일층에 형성됨을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.The method of claim 1,
The pixel electrode is formed on the same layer as the data line. 제 1항에 있어서,
상기 공통 전극은 게이트 라인 또는 데이터 라인과 동일층에 형성됨을 특징으로 하는 횡전계형 액정 표시 장치.The method of claim 1,
And the common electrode is formed on the same layer as the gate line or the data line.
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