KR19990012987A - 횡전계방식 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 횡전계방식 액정표시장치는 공통전극이 형성되는 보호막 위의 게이트전극 영역에 차광전극이 형성되어 백게이트전극 역할을 함과 동시에 백라이트나 외부로부터 반도체층에 빛이 입사되어 박막트랜지스터에 누설전류가 발생하는 것을 방지한다. 공통전극은 게이트배선과 데이터배선의 일부분과 오버랩되어 게이트배선과 데이터배선에 의한 전계를 차단하여 화상에 전경이 발생하는 것을 방지한다.

Description

횡전계방식 액정표시장치
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 고휘도이고 고정세이며 제조비용이 절감된 횡전계방식 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 휴대용 텔레비젼이나 노트북 컴퓨터에 많이 사용되는 박막트랜지스터 액정표시장치(TFT LCD)에서 대면적화가 강력하게 요구되고 있지만, 상기한 TFT LCD에는 시야각에 따라 콘트라스트비(contrast ratio)가 변하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 광보상판이 장착된 트위스트네마틱(twisted nematic) 액정표시장치, 멀티도메인(multi-domain) 액정표시장치 등과 같은 여러가지 액정표시장치가 제안되고 있지만, 이러한 여러가지 액정표시장치로는 시야각에 따라 콘트라스트비가 저하되고 색상이 변하는 문제를 해결하기 힘든 실정이다.
광시야각을 실현하기 위해 제안되는 다른 방식의 액정표시장치인 횡전계방식(in plane switching mode)의 액정표시장치가 JAPAN DISPLAY 92 P547, 일본특허 특개평 7-36058, 일본특허 특개평 7-225538, ASIA DISPALY 95 P107 등에 제안되고 있다.
도 1은 종래의 횡전계방식 액정표시장치를 나타내는 도면이다. 상기한 종래의 횡전계방식 액정표시장치는 도 1(a)에 나타낸 바와 같이, 제1기판(10) 위에 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트배선(1) 및 데이터배선(2)과, 상기한 게이트배선(1)과 평행하게 화소 내에 배열된 공통배선(3)과, 상기한 게이트배선(1)과 데이터배선(2)의 교차점에 배치된 박막트랜지스터와, 상기한 화소 내에 데이터배선(2)과 대략 평행하게 배열된 데이터전극(8) 및 공통전극(9)으로 구성된다. 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 박막트랜지스터는 제1기판(10) 위에 형성되어 게이트배선(1)과 접속되는 게이트전극(5)과, 상기한 게이트전극(5) 위에 적층된 게이트절연막(12)과, 상기한 게이트절연막(12) 위에 형성된 활성층(15)과, 상기한 활성층(15) 위에 형성된 n+층(16)과, 상기한 n+층(16) 위에 형성되어 데이터배선(2)과 데이터전극(8)에 각각 접속되는 소스전극(6) 및 드레인전극(7)으로 구성된다. 화소 내의 공통전극(9)은 제1기판(10) 위에 형성되어 공통배선(3)에 접속되며 데이터전극(8)은 게이트절연막(12) 위에 형성되어 박막트랜지스터의 드레인전극(7)에 접속된다. 박막트랜지스터, 데이터전극(8) 및 게이트절연막(12) 위에는 보호막(20)이 적층되어 있으며, 그 위에 제1배향막(23a)이 도포되고 배향방향이 결정된다.
제2기판(11)에는 박막트랜지스터, 게이트배선(1), 데이터배선(2), 공통배선(3) 근처로 빛이 새는 것을 방지하는 차광층(28)이 형성되어 있으며, 그 위에 컬러필터층(29) 및 제2배향막(23b)이 형성되어 있다. 또한, 상기한 제1기판(10) 및 제2기판(11) 사이에는 액정층(30)이 형성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 횡전계방식 액정표시장치에 있어서, 외부구동회로로부터 전압이 인가되면, 데이터전극(8)과 공통전극(9) 사이에 기판(10, 11)과 평행한 횡전계가 발생한다. 따라서, 액정층(30) 내에 배향된 액정분자가 상기한 횡전계를 따라 회전하게 되며, 그 결과 액정층(30)을 통과하는 빛의 양을 제어하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 횡전계방식 액정표시장치에는 다음과 같은 문제가 있다. 첫째, 게이트배선(1), 데이터배선(2), 박막트랜지스터 근처로 빛이 새는 것을 방지하기 위해 차광층(28)을 형성하기 때문에, 제조비용이 증가한다. 또한, 상기한 차광층(28)을 형성하기 위해서는 Cr이나 CrOx와 같은 금속을 적층한 후 에칭하거나 검은색 수지 등을 도포한 후 에칭해야만 하기 때문에 수율이 저하되는 문제도 있다. 둘째, 데이터전극(8) 위에 보호막(20)이 적층되어 있고 공통전극(9) 위에 게이트절연막(12)과 보호막(20)이 형성되어 있기 때문에, 액정층(30) 내에 인가되는 횡전계가 상기한 게이트절연막(12)과 보호막(20)에 흡수되어 액정층(30) 내에 인가되는 횡전계의 세기가 작아진다. 따라서, 액정분자의 구동속도가 저하되어 동영상의 구현시 화면이 끊어지는 현상이 발생하게 된다. 셋째, 제1기판(10)과 제2기판(11)의 합착시 정확한 합착이 이루어지지 않으면, 블랙마스크(28)가 화소영역을 침범하게 되어 개구율이 저하되는데, 상기한 기판의 정확한 합착은 대단히 어려운 실정이다. 넷째, 게이트배선(1)과 데이터배선(2)에 의해 발생하는 전계에 기인하는 크로스토크(crosstalk)를 방지하기 위해 게이트배선(1) 및 데이터배선(2)과 실제의 화상이 구현되는 화소영역이 일정 거리 이상 떨어져 있어야 하기 때문에, 개구율이 더욱 저하된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 게이트전극과 게이트배선의 일부분 위에 차광전극을 형성하고, 상기한 차광전극을 게이트배선에 접속하여 고휘도이고 제조비용이 절감된 횡전계방식 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 공통전극을 게이트배선과 데이터배선의 일부분과 오버랩시켜 상기한 게이트배선과 데이터배선에 의한 전계를 차단함으로써 전경을 방지함과 동시에 개구율이 향상된 횡전계방식 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판 위에 종횡으로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차부분에 배치된 박막트랜지스터와, 화소영역 내에 상기한 게이트배선과 평행하게 배열된 공통배선과, 상기한 화소영역에 데이터배선과 평행하게 배열된 데이터전극과, 상기한 데이터전극과 평행하게 배열된 공통전극과, 상기한 박막트랜지스터와 게이트배선의 일부분 위에 게이트배선과 접속되도록 형성되어 백게이트전극 역할을 함과 동시에 박막트랜지스터로 빛이 입사되는 것을 방지하는 차광전극과, 상기한 제1기판 전체에 걸쳐서 도포된 제1배향막과, 상기한 제2기판 위에 형성된 컬러필터층과, 상기한 컬러필터층 위에 도포된 제2배향막과, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.
박막트랜지스터는 게이트배선과 접속된 게이트전극과, 상기한 게이트전극 위에 제1기판 전체에 걸쳐서 적층된 게이트절연막과, 상기한 게이트절연막 위에 형성된 활성층과, 상기한 활성층 위에 형성된 n+층과, 상기한 n+층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 구성된다.
데이터전극은 게이트절연막 위에 형성되어 드레인전극과 접속되며, 공통전극은 보호막 위에 형성되어 홀을 통해 공통배선에 접속된다. 상기한 데이터전극과 공통전극은 그 사이에 부가용량을 형성함으로써, 액정표시장치 전체에 2중의 부가용량을 인가한다. 또한, 차광전극은 상기한 공통전극과 동일한 층에 동시에 형성되어 보호막의 홀을 통해 게이트배선에 접속된다.
본 발명의 다른 관점에 의한 횡전계방식 액정표시장치는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판 위에 종횡으로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차부분에 배치된 박막트랜지스터와, 상기한 화소영역에 게이트배선과 평행하게 배열된 공통배선과, 상기한 화소영역에 데이터배선과 평행하게 배열된 데이터전극과, 상기한 데이터전극과 평행하게 배열되며 게이트배선과 데이터배선의 일부분과 오버랩되어 상기한 게이트배선과 데이터배선으로부터의 전계를 차단하는 공통전극과, 상기한 박막트랜지스터의 게이트전극과 게이트배선의 일부분 위에 형성되고 보호막의 홀을 통해 게이트배선에 접속되어 백게이트전극의 역할을 함과 동시에 박막트랜지스터의 활성층으로 빛이 조사되는 것을 방지하는 차광전극과, 상기한 제1기판 전체에 걸쳐서 도포된 제1배향막과, 상기한 제2기판 위에 형성된 컬러필터층과, 상기한 컬러필터층 위에 도포된 제2배향막과, 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다.
도 1은, 종래의 횡전계방식 액정표시장치를 나타내는 도면.
도 2는, 본 발명의 제1실시예 따른 횡전계방식 액정표시장치의 평면도.
도 3(a)는, 도 2의 B-B'선 단면도.
도 3(b)는, 도 2의 C-C'선 단면도.
도 3(c)는, 도 2의 D-D'선 단면도.
도 4는, 본 발명의 제1실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서의 광학축방향을 나타내는 도면.
도 5는, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치에서 액정분자의 구동을 나타내는 개략도.
도 6은, 본 발명에 따른 액정패널의 구성도.
도 7은, 본 발명이 적용된 횡전계방식 액정표시장치의 구성도.
도 8은, 본 발명의 제2실시예에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 평면도.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
101, 201 : 게이트배선 102, 202 : 데이터배선
103, 203 : 공통배선 105, 205 : 게이트전극
106, 206 : 소스전극 107, 207 : 드레인전극
108, 208 : 데이터전극 109, 209 : 공통전극
110 : 제1기판 111 : 제2기판
112 : 게이트절연막 115 : 활성층
116 : n+층 123 : 배향막
125, 225, 325 : 홀 130 : 액정층
132, 133 : 액정분자 135 : 편광판
136 : 검광판 139 : 액정패널
140 : 표시부 145 : 프레임
147 : 백라이트하우징 148 : 백라이트
149 : 도광판 150 : 게이트구동회로
151 : 게이트패드 154 : 데이터구동회로
155 : 데이터패드 157 : 공통패드
160 : 차광전극 161 : 홀
165 : 외부접지회로 167 : 정전기방지회로
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 기판 위에는 복수의 게이트배선(101) 및 데이터배선(102)이 배열되어 화소영역을 정의한다. 실제의 액정표시장치에서는 n개의 게이트배선(101)과 m개의 데이터배선(102)에 의해 n×m개의 화소가 존재하지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 한 화소만을 나타내었다. 화소 내에는 상기한 게이트배선(101)과 평행하게 공통배선(103)이 배열되어 있으며, 게이트배선(101)과 데이터배선(102)의 교차점에는 박막트랜지스터가 배치되어 있다. 화소 내에 배열된 데이터전극(108)과 공통전극(109)은 데이터배선(102)과 평행하게 배열되어 있다. 이때, 데이터전극(108)과 공통전극(109)은 각각 공통배선(103) 위에도 형성된다. 상기한 공통전극(109)은 보호막의 홀(125)을 통해 공통배선(103)에 접속된다. 또한, 도면에 나타낸 바와 같이, 박막트랜지스터의 게이트전극(105)과 게이트배선(101)의 일부분 위에는 차광전극(160)이 형성되어 홀(161)을 통해 상기한 게이트배선(101)에 접속된다.
도 3(a)는 도 2의 B-B'선 단면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 박막트랜지스터는 제1기판(110) 위에 형성된 게이트전극(105)과, 상기한 게이트전극(105) 위에 적층된 게이트절연막(112)과, 상기한 게이트절연막(112) 위에 형성된 활성층(115)과 상기한 활성층(115) 위에 형성된 n+층(116)과, 상기한 n+층(116) 위에 형성된 소스전극(106) 및 드레인전극(107)으로 구성된다. 게이트전극(105)은 게이트배선(101) 및 공통배선(103)과 동시에 형성되는 것으로, 스퍼터링방법에 의해 적층된 2000Å 두께의 Al박막과 1000Å 두께의 Mo박막 등으로 이루어진 2중막을 에칭하여 형성하며, 게이트절연막(112)은 제1기판(110) 전체에 걸쳐서 SiNx 등과 같은 무기물을 CVD(chemical vapor deposition)방법으로 4000Å 두께로 적층하여 형성한다. 활성층(115) 및 n+층(116)은 CVD방법에 의해 적층된 1700Å 두께의 비정질실리콘(a-Si)과 300Å 두께의 n+a-Si를 에칭하여 형성한다. 데이터배선(102), 소스전극(106), 드레인전극(107), 데이터전극(108)은 스퍼터링방법으로 적층된 1500Å 두께의 Cr박막을 에칭하여 형성한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 박막트랜지스터의 게이트전극(105)은 게이트배선(101)에 연결되고 소스전극(106)은 데이터배선(102)에 연결되며, 드레인전극(107)은 데이터전극(108)에 연결된다.
박막트랜지스터, 게이터배선(108), 게이트절연막(112) 위에는 2000Å 두께의 SiNx 등으로 이루어진 보호막(120)이 적층되어 있으며, 그 위에 공통전극(109)이 형성되어 있다. 공통전극(109)은 스퍼터링방법에 의해 적층된 약 1000Å의 Mo박막 또는 ITO/MO박막을 에칭하여 형성한다.
보호막(120) 위의 게이트전극(105)과 게이트배선(101) 영역에는 차광전극(160)이 형성된다. 차광전극(160)은 공통전극(109)과 동일한 공정에 의해 형성된 약 1000Å의 Mo 금속층으로, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 게이트절연막(112)과 보호막(120)에 형성된 홀(161)을 통해 게이트배선(101)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 외부구동회로로부터 게이트전극(105)에 전압이 인가되는 경우 상기한 차광전극(160) 역시 상기한 게이트전극(105)과 동전위를 형성한다.
차광전극(160)은 보호막(120)을 사이에 두고 게이트전극(105) 위에 직접 형성되어 있기 때문에, 백라이트나 외부로부터의 빛이 박막트랜지스터의 활성층(115)으로 입사되는 것을 방지한다. 따라서, 박막트랜지스터의 오프(off)상태시 빛의 입사에 의해 활성층(115)이 여기되어 누설전류(leakage current)가 발생하는 것을 방지하기 때문에, 화질이 더욱 향상된다. 또한, 차광전극(160)이 게이트전극(105) 바로 위에 형성되기 때문에, 고강도의 백라이트를 사용하는 것이 가능하게 되어 휘도가 향상된다. 더욱이, 상기한 차광전극(160)이 홀(161)을 통해 게이트배선(101)에 접속되어 게이트전극(105)과 동전위를 이루고 있기 때문에, 상기한 차광전극(160)이 백게이트전극(back gate electrode)의 역할을 하게 되어 박막트랜지스터의 온전류가 증가한다. 이러한 온전류의 증가는 박막트랜지스터의 스위칭속도를 향상시키는 요인이 되는데, 종래의 액정표시장치에서와 같은 특정한 스위칭속도가 필요한 경우에는 박막트랜지스터를 작게 형성할 수 있기 때문에 박막트랜지스터의 고정세가 가능하게 된다.
그리고, 종래와는 달리 제2기판(111)에 블랙마스크가 형성되지 않기 때문에 제조비용이 증가함과 동시에 합착의 정밀도에 의한 개구율 저하가 발생하지 않게 된다.
제1배향막(123a)은 공통전극(109)과 보호막(120) 위에 도포되어 있다. 폴리이미드로 이루어진 배향막(123a)은 기계적인 러빙(rubbing)에 의해 배향방향이 결정되지만, PVCN(polyvinylcinnemate)계 물질이나 폴리실록산계 물질과 같은 광반응성 물질로 이루어진 배향막(123a)은 자외선과 같은 광의 조사에 의해 배향방향이 결정된다. 상기한 광배향처리에서는 조사되는 광의 편광여부, 편광방향, 조사횟수에 따라 배향방향이 결정된다. 일반적으로, 상기한 폴리실록산계 물질이나 PVCN계 물질을 배향막으로 사용하는 경우에는, 자외선을 1회 조사하거나 2회 조사하여 배향방향을 결정한다. 광을 1회 조사하는 방법에는 배향막에 대해서 비편광된 광을 경사조사하는 방법, 편광된(특히, 선편광된) 광을 경사조사하는 방법, 부분 편광된 광을 경사조사하는 방법 등이 있으며, 광을 2회 조사하는 방법에서는 배향막에 대하여 편광된 광을 1회 경사 혹은 수직조사하여 2개의 축퇴(degeneracy)된 배향방향을 결정한 후 다시 편광된 광을 조사하여 2개의 배향방향중 원하는 방향을 선택한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 보호막(120)에는 홀(125)이 형성되어 공통전극(109)이 상기한 홀을 통해 공통배선(103)에 접속된다. 도 3(c)는 상기한 접속을 나타내는 도 2의 D-D'선 단면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 데이터전극(108)과 공통전극(109)은 각각 게이트절연막(112)과 보호막(120) 위에 형성된 금속배선들에 연결된다. 물론, 이 금속배선들은 각각 데이터전극(108) 및 공통전극(109)과 동일한 금속으로 동시에 형성된다. 따라서, 데이터전극(108)이 접속된 금속배선과 공통배선(103) 사이, 공통전극(109)이 접속된 금속배선과 데이터전극(108)이 접속되는 금속배선 사이에는 각각 게이트절연막(112)과 보호막(120)이 적층되어 있기 때문에, 도면에 나타낸 바와 같이, 부가용량(storage capacity;Cst)이 데이터전극(108)과 공통전극(109) 사이의 부가용량(Cst1)과 공통배선(103)과 데이터전극(108) 사이의 부가용량(Cst2)의 합이 되어 종래의 부가용량(Cst2) 보다 커진다. 따라서, 액정층(130)에 인가되는 전압을 더욱 안정화 시킬 뿐만 아니라, 종래와 비슷한 부가용량을 부여하는 경우에는 부가용량 면적을 감소시킴으로써 개구율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 공통전극(109)이 보호막(120) 위에 형성되어 있기 때문에, 절연막에 의한 전계의 흡수가 발생하지 않게 되어 강한 세기의 전계가 액정층(130)에 인가된다. 그러므로, 구동전압을 낮출 수 있게 된다.
제2기판(111)에는 컬러필터층(129)이 형성되어 있다. 컬러필터층(129)에는 R, G, B층이 화소마다 반복 형성되어 있다. 컬러필터층(129) 위에는 폴리이미드나 광반응성물질로 이루어진 제2배향막(123b)이 도포된 후 러빙이나 광의 조사에 의해 배향방향이 결정된다. 또한, 제1기판(110)과 제2기판(111) 사이에는 진공상태에서 액정이 주입되어 액정층(130)이 형성된다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 광학축방향을 나타내는 도면이고, 도 5는 액정분자의 구동을 나타내는 도면이다. 도면에서, θEL, θR, θE는 각각 데이터전극(108)과 공통전극(109)의 연장방향, 배향막의 배향방향, 전극(108, 109) 사이의 횡전계방향을 나타낸다. 도면에 나타낸 바와 같이, 데이터전극(108)과 공통전극(109)은 데이터배선(102)의 연장방향과 평행하게 배열된다(θEL= 90°). 배향막에 결정된 배향방향(θR)은 0°＜θR＜90°로서, 액정분자가 도 5에 나타낸 바와 같이 상기한 배향방향(θR)을 따라 배향된다. 전극에 전압이 인가되어 전극(108, 109) 사이에 θE＝0°의 횡전계가 발생하면, 액정분자(132)가 시계방향으로 회전하여 상기한 전계방향(θE)을 따라 배향된다. 도면에서, 점선의 액정분자(132)는 전압미인가시의 액정분자이고 실선의 액정분자(133)는 전압인가시의 액정분자이다.
도 6은 본 발명이 적용된 박막트랜지스터 어레이(array)기판을 나타내는 도면이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 종횡으로 배열되어 화소를 정의하는 게이트배선(101)과 데이터배선(102)은 각각 게이트패드(151)와 데이터패드(155)를 통해 외부구동회로에 접속된다. 상기한 게이트배선(101)과 데이터배선(102)은 박막트랜지스터로 구성된 정전기방지회로(167)를 통해 외주접지배선(165)에 접속된다. 또한, 게이트배선(101)과 데이터배선(102) 사이에도 정전기방지회로(167)가 형성되어 있다. 정전기방지회로(167)의 소스전극과 드레인전극은 데이터배선(102)에 접속된다. 또한, 공통배선(103) 역시 공통패드(157)를 통해 외부로 접지된다. 도면에는 나타내지 않았지만, 상기한 패드(151, 155, 157)는 복수의 금속층으로 구성된다. 제1금속층으로는 주로 Mo/Al층을 사용하며 제2금속층으로는 Cr층을 사용한다. 또한, 보호막(120) 위의 공통전극(109)으로 ITO/Mo막을 사용하는 경우에는 ITO를 상기한 패드(151, 155, 157) 위에 적층함으로써, 패드의 금속층이 산화되어 접촉저항이 증가하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시장치의 구성을 나타내는 도면으로, 도 7(a)는 평면도이고 도 7(b)는 도 7(a)의 E-E'선 단면도이다. 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 표시부(140) 외부의 프레임(145) 내부에는 게이트구동회로(150)와 데이터구동회로(154)가 배치되어 게이트패드(151)와 데이터패드(155)를 통해 표시부(140)의 게이트배선(101)과 데이터배선(102)에 접속된다.
프레임(145) 상부의 백라이트 하우징(back light housing)(147) 내에는 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 백라이트(148)가 장착되어 도광판(149)을 통해 액정패널(139)에 빛을 투사한다. 도광판(149)과 액정패널(139) 사이에는 투사되는 빛을 선편광시키는 편광판(135)이 부착되어 있으며, 액정패널(139)의 바깥쪽에는 검광판(136)이 부착되어 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예를 나타내는 도면이다. 상기한 제2실시예는 도면에 나타낸 바와 같이, 공통전극(209)의 모양을 제외한 다른 모든 부분은 제1실시예와 동일하다. 즉, 게이트배선(201)과 데이터배선(202)의 교차점에는 박막트랜지스터가 형성되어 있으며, 화소영역 내의 데이터전극(208)은 상기한 박막트랜지스터의 소스전극(206) 및 드레인전극(207)과 동일층에 형성되어 있다. 보호막(209) 위에 배열된 공통전극(209)은 게이트배선(201) 및 데이터배선(202)의 일부분과 오버랩되며, 홀(225)을 통해 공통배선(203)에 전기적으로 접속된다. 상기한 오버랩에 의해, 공통전극(209)이 게이트배선(201)과 데이터배선(202)으로부터 발생하는 전계를 차단하여, 화면에 전경(disclination)이 발생하는 것을 방지한다. 또한, 오버랩된 부분이 블랙마스크로 작용하여 상기한 게이트배선(201)과 데이터배선(202) 근처로 빛이 새는 것을 방지하게 된다. 따라서, 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제1기판(110)과 제2기판(111)의 합착불량에 의한 개구율저하가 방지된다. 제2실시에서도 차광전극(260)이 게이트전극(205)과 게이트배선(201)의 일부분 위에 형성되어 백게이트전극의 역할을 하는 동시에 백라이트 및 외부로부터 빛이 활성층(215)에 입사되는 것을 방지한다. 상기한 바와 같이, 공통전극(209)을 게이트배선(201) 및 데이터배선(202)과 오버랩시키는 경우에는 게이트배선(201)과 데이터배선(202)의 기생용량이 커져 신호지연이 발생하는 경우가 있다. 이러한 경우에는 상기한 게이트배선(201)과 데이터배선(202)을 저저항재료로 이루어진 Mo박막, Mo/Al/Mo박막, Cr/Al/Cr박을 사용하면 상기한 신호지연의 문제를 해결할 수 있게 된다.
본 발명은 상기한 바와 같이, 차광층이 박막트랜지스터로 빛이 입사되는 것을 방지하는 종래의 액정표시장치와는 달리, 게이트전극 및 게이트배선의 일부분 위에 차광전극이 형성되어 백게이트전극의 역할을 함과 동시에 박막트랜지스터의 활성층으로 빛이 입사되어 누설전류가 발생하는 것을 방지하기 때문에, 화질이 향상되고 고정세의 횡전계방식 액정표시장치의 제조가 가능하며, 제조비용도 대폭 절감된다. 또한, 공통전극이 게이트배선과 데이터배선의 일부분과 오버랩되어 있기 때문에, 종래의 횡전계방식 액정표시장치에서 상기한 게이트배선과 데이터배선에 의한 크로스토크의 발생을 방지하기 위해 실제로 화소영역이 구현되는 화소영역을 상기한 게이트배선과 데이터배선을 일정 거리 이상 떨어지게 형성하는 것에 비해 개구율이 대폭 향상된다.

Claims (42)

  1. 제1기판 및 제2기판과;
    상기한 제1기판에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차점에 배치된 복수의 박막트랜지스터와;
    상기한 화소 내에 게이트배선과 평행하게 형성된 공통배선과;
    상기한 화소 내에 형성되어 기판의 표면과 평행한 횡전계를 인가하는 적어도 한쌍의 전극과;
    상기한 박막트랜지스터 위에 형성된 금속층으로 구성된 횡전계방식 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 한쌍의 전극이 공통전극 및 데이터전극인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기한 제1기판 전체에 걸쳐 도포된 홀을 보유하는 보호막과;
    상기한 보호막 위에 도포된 제1배향막과;
    상기한 제2기판 위에 도포된 제2배향막과;
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 금속층이 상기한 보호막 위에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기한 금속층이 홀을 통해 게이트배선에 접속되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기한 박막트랜지스터가,
    상기한 제1기판 위에 형성된 게이트전극과;
    상기한 게이트전극 위에 형성된 게이트절연막과;
    상기한 게이트절연막 위에 형성된 반도체층과;
    상기한 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기한 제1배향막이 폴리이미드 또는 광반응성 물질인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기한 광반응성 물질이 PVCN(polyvinylcinnamate)계 물질 및 폴리실록산계 물질로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기한 제2배향막이 폴리이미드 또는 광반응성 물질인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기한 광반응성 물질이 PVCN(polyvinylcinnamate)계 물질 및 폴리실록산계 물질로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  11. 제1기판 및 제2기판과;
    상기한 제1기판에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차점에 배치되며, 게이트전극과, 상기한 게이트전극 위에 형성된 게이트절연막과, 상기한 게이트절연막 위에 형성된 반도체층과, 상기한 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 구성된 복수의 트랜지스터와;
    상기한 화소 내에 형성된 공통배선과;
    상기한 화소 내의 게이트절연막 위에 형성된 제1전극과;
    상기한 제1기판 전체에 걸쳐서 적층된 보호막과;
    상기한 화소 내의 보호막 위에 제1전극과 평행하게 형성된 제2전극과;
    상기한 보호막 위의 게이트전극 영역과 게이트배선의 일부 영역에 형성된 금속층으로 구성된 횡전계방식 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기한 제1전극이 데이터전극이고 제2전극이 공통전극인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기한 금속층과 제2전극이 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기한 금속층과 제2전극이 동일한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기한 보호막에 제1홀 및 제2홀이 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기한 제1홀을 통해 금속층과 게이트배선이 접속되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기한 보호막 위에 도포된 제1배향막과;
    상기한 제2기판 위에 도포된 제2배향막과;
    상기한 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기한 공통배선 영역의 게이트절연막 위에 상기한 제1전극이 접속되는 제1금속배선과;
    상기한 공통배선 영역의 보호막 위에 상기한 제2전극이 접속되는 제2금속배선이 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기한 제1금속배선이 제1전극과 동일한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기한 제2금속배선이 제2전극과 동일한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  21. 제18항에 있어서, 상기한 제1전극 및 제2전극이 부가용량을 형성하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  22. 제18항에 있어서, 상기한 제2금속배선이 제2홀을 통해 공통배선에 접속되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  23. 제17항에 있어서, 상기한 제1배향막이 폴리이미드 또는 광반응성 물질인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기한 광반응성 물질이 PVCN(polyvinylcinnamate)계 물질 및 폴리실록산계 물질로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  25. 제17항에 있어서, 상기한 제2배향막이 폴리이미드 또는 광반응성 물질인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기한 광반응성 물질이 PVCN(polyvinylcinnamate)계 물질 및 폴리실록산계 물질로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  27. 제1기판 및 제2기판과;
    상기한 제1기판에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 복수의 게이트배선 및 데이터배선과;
    상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차점에 배치되며, 게이트전극과, 상기한 게이트전극 위에 형성된 게이트절연막과, 상기한 게이트절연막 위에 형성된 반도체층과, 상기한 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 구성된 복수의 트랜지스터와;
    상기한 화소 내에 형성된 공통배선과;
    상기한 화소 내의 게이트절연막 위에 형성된 제1전극과;
    상기한 제1기판 전체에 걸쳐서 적층된 보호막과;
    상기한 화소 내의 보호막 위에 제1전극과 평행하게 형성되며, 상기한 게이트배선과 데이터배선의 일부분과 오버랩되는 제2전극과;
    상기한 보호막 위의 게이트전극 영역과 게이트배선의 일부 영역에 형성된 금속층으로 구성된 횡전계방식 액정표시장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기한 제1전극이 데이터전극이고 제2전극이 공통전극인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기한 금속층과 제2전극이 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기한 금속층과 제2전극이 동일한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  31. 제27항에 있어서,
    상기한 보호막에 제1홀 및 제2홀이 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기한 제1홀을 통해 금속층과 게이트배선이 접속되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  33. 제27항에 있어서,
    상기한 보호막 위에 도포된 제1배향막과;
    상기한 제2기판 위에 도포된 제2배향막과;
    상기한 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  34. 제27항에 있어서,
    상기한 공통배선 영역의 게이트절연막 위에 상기한 제1전극이 접속되는 제1금속배선과;
    상기한 공통배선 영역의 보호막 위에 상기한 제2전극이 접속되는 제2금속배선이 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기한 제1금속배선이 제1전극과 동일한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  36. 제34항에 있어서, 상기한 제2금속배선이 제2전극과 동일한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  37. 제34항에 있어서, 상기한 제1전극 및 제2전극이 부가용량을 형성하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  38. 제34항에 있어서, 상기한 제2금속배선이 제2홀을 통해 공통배선에 접속되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  39. 제33항에 있어서, 상기한 제1배향막이 폴리이미드 또는 광반응성 물질인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기한 광반응성 물질이 PVCN(polyvinylcinnamate)계 물질 및 폴리실록산계 물질로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  41. 제33항에 있어서, 상기한 제2배향막이 폴리이미드 또는 광반응성 물질인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
  42. 제41항에 있어서, 상기한 광반응성 물질이 PVCN(polyvinylcinnamate)계 물질 및 폴리실록산계 물질로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시장치.
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