KR100876404B1 - Transverse electric field mode liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 횡전계모드 액정표시소자는 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인과, 각 화소내에 배치된 박막트랜지스터와, 상기 화소내에 형성된 패턴과, 상기 패턴 위에 형성되며, 실질적으로 평행하게 배치되어 횡전계를 생성하는 적어도 한쌍의 전극으로 구성된다. 전극은 공통전극과 화소전극으로서 서로 대향하는 측면을 보유하며, 게이트절연층 또는 보호층의 에칭에 의해 형성되는 패턴에 의해 전극의 높이가 커지게 되므로, 낮은 전압으로도 액정층 전체에 균일한 횡전계를 생성할 수 있게 된다. The transverse electric field mode liquid crystal display device of the present invention comprises a plurality of gate lines and data lines defining a plurality of pixels, a thin film transistor disposed in each pixel, a pattern formed in the pixel, and formed on the pattern and being substantially parallel to each other. It is composed of at least a pair of electrodes arranged so as to generate a transverse electric field. The electrode has side surfaces facing each other as the common electrode and the pixel electrode, and the height of the electrode is increased by a pattern formed by etching of the gate insulating layer or the protective layer. You will be able to create an electric field.
Description
도 1은 종래 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면으로, 도 1(a)는 평면되고 도 1(b)는 도 1(a)의 I-I'선 단면도.1 is a view showing the structure of a conventional transverse electric field mode liquid crystal display device, in which FIG. 1 (a) is planar and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along the line II 'of FIG.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing the structure of a transverse electric field mode liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing the structure of a transverse electric field mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing the structure of a transverse electric field mode liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 횡전계모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.5 is a cross-sectional view showing the structure of a transverse electric field mode liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
120,220,320,420 : 기판 105,205,305,405 : 공통전극120,220,320,420: substrate 105,205,305,405: common electrode
107,207,307,407 : 화소전극 111,211,311,411 : 게이트전극107,207,307,407: Pixel electrode 111,211,311,411: Gate electrode
113,213,313,413 : 소스전극 114,214,314,414 : 드레인전극113,213,313,413 Source electrodes 114,214,314,414 Drain electrodes
122,222,322,422 : 게이트절연층 123,223,225,323,423,425 : 절연패턴 122,222,322,422: Gate insulating layer 123,223,225,323,423,425: Insulation pattern
326,426 : 금속층326,426: metal layer
본 발명은 횡전계모드 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 게이트절연층이나 보호층의 일부를 제거하여 하부패턴을 형성한 후 그 위에 공통전극과 화소전극을 형성하여 경사진 전극 구조를 형성함으로써 공통전극과 화소전극 사이에 생성되는 횡전계의 세기를 증가시킴으로써 소비전력을 절감할 수 있는 횡전계모드 액정표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transverse electric field mode liquid crystal display device. In particular, a lower pattern is formed by removing a portion of a gate insulating layer or a protective layer, and then a common electrode and a pixel electrode are formed thereon to form a sloped electrode structure. The present invention relates to a transverse electric field mode liquid crystal display device which can reduce power consumption by increasing the intensity of the transverse electric field generated between the and the pixel electrodes.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.Recently, with the development of various portable electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers, there is a growing demand for flat panel display devices for light and thin applications. Such flat panel displays are being actively researched, such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), FED (Field Emission Display), and VFD (Vacuum Fluorescent Display). Liquid crystal display devices (LCDs) are in the spotlight for reasons of implementation.
이러한 액정표시소자는 액정분자의 배열에 따라 다양한 표시모드가 존재하지만, 현재에는 흑백표시가 용이하고 응답속도가 빠르며 구동전압이 낮다는 장점때문에 주로 TN모드의 액정표시소자가 사용되고 있다. 이러한 TN모드 액정표시소자에서는 기판과 수평하게 배향된 액정분자가 전압이 인가될 때 기판과 거의 수직으로 배 향된다. 따라서, 액정분자의 굴절율 이방성(refractive anisotropy)에 의해 전압의 인가시 시야각이 좁아진다는 문제가 있었다.Such liquid crystal display devices have various display modes according to the arrangement of liquid crystal molecules. However, TN mode liquid crystal display devices are mainly used because of the advantages of easy monochrome display, fast response speed, and low driving voltage. In such a TN-mode liquid crystal display device, liquid crystal molecules oriented horizontally with respect to the substrate are almost perpendicular to the substrate when a voltage is applied. Therefore, there is a problem that the viewing angle is narrowed upon application of voltage due to the refractive anisotropy of the liquid crystal molecules.
이러한 시야각문제를 해결하기 위해, 근래 광시야각특성(wide viewing angle characteristic)을 갖는 각종 모드의 액정표시소자가 제안되고 있지만, 그중에서도 횡전계모드(In Plane Switching Mode)의 액정표시소자가 실제 양산에 적용되어 생산되고 있다. 상기 IPS모드 액정표시소자는 화소내에 평행으로 배열된 적어도 한쌍의 전극을 형성하여 기판과 실질적으로 평행한 횡전계를 형성함으로써 액정분자를 평면상으로 배향시키는 것이다.In order to solve this viewing angle problem, liquid crystal display devices of various modes having wide viewing angle characteristics have recently been proposed, but among them, the liquid crystal display device of the lateral field mode (In Plane Switching Mode) is applied to actual production. It is produced. The IPS mode liquid crystal display device aligns liquid crystal molecules in a plane by forming at least one pair of electrodes arranged in parallel in a pixel to form a transverse electric field substantially parallel to the substrate.
도 1은 종래 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면으로, 도 1(a)는 평면도이고 도 1(b)는 도 1(a)의 I-I'선 단면도이다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 액정패널(1)의 화소는 종횡으로 배치된 게이트라인(3) 및 데이터라인(4)에 의해 정의된다. 도면에는 비록 (n,m)번째의 화소만을 도시하고 있지만 실제의 액정패널(1)에는 상기한 게이트라인(3)과 데이터라인(4)이 각각 N(>n)개 및 M(>m)개 배치되어 액정패널(1) 전체에 걸쳐서 N×M개의 화소를 형성한다. 상기 화소내의 게이트라인(3)과 데이터라인(4)의 교차영역에는 박막트랜지스터(10)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(10)는 게이트라인(3)으로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(11)과, 상기 게이트전극(11) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(12)과, 상기 반도체층(12) 위에 형성되어 데이터라인(4)을 통해 화상신호가 인가되는 소스전극(13) 및 드레인전극(14)으로 구성되어 외부로부터 입력되는 화상신호를 액정층에 인가한다.
FIG. 1 is a view showing the structure of a conventional IPS mode liquid crystal display device, in which FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along line II ′ of FIG. 1 (a). As shown in FIG. 1A, the pixels of the liquid crystal panel 1 are defined by
화소내에는 데이터라인(4)과 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 공통전극(5)과 화소전극(7)이 배치되어 있다. 또한, 화소의 중간에는 상기 공통전극(5)과 접속되는 공통라인(16)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(16) 위에는 화소전극(7)과 접속되는 화소전극라인(18)이 배치되어 상기 공통라인(16)과 오버랩되어 있다. 상기 공통라인(16)과 화소전극라인(18)의 오버랩에 의해 횡전계모드 액정표시소자에는 축적용량(storage capacitance)이 형성된다.In the pixel, a plurality of
상기와 같이 구성된 IPS모드 액정표시소자에서 액정분자는 공통전극(5) 및 화소전극(7)과 실질적으로 평행하게 배향되어 있다. 박막트랜지스터(10)가 작동하여 화소전극(7)에 신호가 인가되면, 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에는 액정패널(1)과 실질적으로 평행한 횡전계가 발생하게 된다. 액정분자는 상기 횡전계를 따라 동일 평면상에서 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 된다.In the IPS mode liquid crystal display device configured as described above, the liquid crystal molecules are aligned substantially in parallel with the
상기한 구조의 종래 IPS모드 액정표시소자를 도 1(b)의 단면도를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.The conventional IPS mode liquid crystal display device having the above structure will be described in more detail with reference to the cross-sectional view of FIG.
도 1(b)에 도시된 바와 같이, 제1기판(20) 위에는 게이트전극(11)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 게이트절연층(22)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(22) 위에는 반도체층(12)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스전극(13) 및 드레인전극(14)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1기판(20) 전체에 걸쳐 보호층(passivation layer;24)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1B, a
또한, 상기 제1기판(20) 위에는 복수의 공통전극(5)이 형성되어 있고 게이트 절연층(22) 위에는 화소전극(7) 및 데이터라인(4)이 형성되어, 상기 공통전극(5)과 화소전극(7) 사이에 횡전계가 발생한다.In addition, a plurality of
제2기판(30)에는 블랙매트릭스(32)와 컬러필터층(34)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(32)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(10) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(34)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다.The
상기 제1기판(20) 및 제2기판(30) 사이에는 액정층(40)이 형성되어 액정패널(1)이 완성된다.The
상기한 바와 같이, 종래 IPS모드 액정표시소자에는 공통전극(5)과 화소전극(7)이 각각 제1기판(20) 및 게이트절연층(22) 위에 형성되어 횡전계를 생성하게 된다. 통상적으로 상기 공통전극(5)과 화소전극(7)은 약 1∼2㎛의 두께로 형성되기 때문에, 액정층(40) 전체에 걸쳐 균일한 횡전계를 인가하기 위해서는 높은 전압을 화소전극(7)에 인가해야만 한다. 그러나, 이 경우 IPS모드 액정표시소자의 소비전력이 증가하는데, 핸드폰이나 노트북과 같은 이동기기에 주로 사용되는 액정표시소자에서 상기와 같은 소비전력의 증가는 기기의 편의에 치명적인 약점으로 작용하게 된다.As described above, in the conventional IPS mode liquid crystal display device, the
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 게이트절연층 또는 보호층의 일부가 제거되어 테이퍼진 패턴 위에 공통전극 및 화소전극을 형성하여 상기 공통전극 및 화소전극의 높이를 크게 하고 서로 대향하게 함으로써 전력소비를 최소화할 수 있는 횡전계모드 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and a part of the gate insulating layer or the protective layer is removed to form a common electrode and a pixel electrode on a tapered pattern to increase the height of the common electrode and the pixel electrode and face each other. An object of the present invention is to provide a transverse electric field mode liquid crystal display device capable of minimizing power consumption.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 횡전계모드 액정표시소자는 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인과, 각 화소내에 배치된 박막트랜지스터와, 상기 화소내에 형성된 패턴과, 상기 패턴 위에 형성되며, 실질적으로 평행하게 배치되어 횡전계를 생성하는 적어도 한쌍의 전극으로 구성된다.In order to achieve the above object, the transverse electric field mode liquid crystal display device according to the present invention comprises a plurality of gate lines and data lines defining a plurality of pixels, a thin film transistor disposed in each pixel, a pattern formed in the pixel, It is formed on the pattern and consists of at least a pair of electrodes arranged substantially parallel to generate a transverse electric field.
상기 패턴은 게이트절연층 또는 보호층을 에칭하여 형성되는 것으로, 테이퍼진 경사면을 갖고 있다. 따라서, 상기 패턴의 표면으로부터 일정 두께로 형성되는 전극, 즉 공통전극 및 화소전극은 서로 대향하게 된다. 또한, 상기 패턴은 금속층과 절연층으로 이루어질 수도 있다.The pattern is formed by etching a gate insulating layer or a protective layer, and has a tapered inclined surface. Accordingly, the electrodes formed to have a predetermined thickness from the surface of the pattern, that is, the common electrode and the pixel electrode face each other. In addition, the pattern may be formed of a metal layer and an insulating layer.
본 발명에서는 소비전력을 절감할 수 있는 IPS모드 액정표시소자를 제공한다. IPS모드 액정표시소자에서 소비전력은 액정층에 생성되는 횡전계와 관련된다. 즉, 액정층 전체에 걸쳐 균일한 횡전계를 생성하기 위해 인가되는 전압의 크기에 따라 IPS모드 액정표시소자의 소비전력이 결정된다. 따라서, 높은 전압이 인가되는 경우에만 액정층 전체에 균일한 횡전계가 생성되는 IPS모드 액정표시소자의 경우 소비전력이 커지게 되며, 낮은 전압에 의해서도 액정층 전체에 걸쳐 균일한 횡전계가 생성되는 IPS모드 액정표시소자의 경우에는 소비전력이 작게 되는 것이다.The present invention provides an IPS mode liquid crystal display device that can reduce power consumption. In the IPS mode liquid crystal display device, power consumption is related to the transverse electric field generated in the liquid crystal layer. That is, the power consumption of the IPS mode liquid crystal display device is determined according to the magnitude of the voltage applied to generate a uniform transverse electric field throughout the liquid crystal layer. Therefore, in the case of an IPS mode liquid crystal display device in which a uniform lateral electric field is generated in the entire liquid crystal layer only when a high voltage is applied, power consumption increases, and even a low lateral voltage is generated in the entire liquid crystal layer. In the case of the IPS mode liquid crystal display device, power consumption is reduced.
상기한 관점을 기초로 본 발명에서는 낮은 전압이 인가되는 경우에도 액정층에 횡전계의 생성영역, 즉 액정분자의 구동영역을 증가시킴으로써 소비전력을 절감 한다. 특히, 본 발명에서는 공통전극과 화소전극의 높이를 종래 IPS모드 보다는 높게 하여 액정층 상부에도 일정 크기의 횡전계가 인가되도록 하며, 공통전극과 화소전극에 대향하는 경사면을 형성하여 액정층 하부에도 일정한 크기의 횡전계가 인가되도록 한다.Based on the above point of view, in the present invention, even when a low voltage is applied, power consumption is reduced by increasing the generation region of the transverse electric field, that is, the driving region of the liquid crystal molecules, in the liquid crystal layer. Particularly, in the present invention, the height of the common electrode and the pixel electrode is higher than that of the conventional IPS mode, so that a transverse electric field of a predetermined size is applied to the upper part of the liquid crystal layer, and the inclined surface facing the common electrode and the pixel electrode is formed to be uniform to the lower part of the liquid crystal layer. Allow a magnitude electric field to be applied.
한편, 본 발명은 특정 구조의 IPS모드 액정표시소자에만 한정되는 것은 아니다. 일반적으로 IPS모드의 액정표시소자에서는 공통전극과 화소전극 사이의 영역으로 광이 투과한다. 이러한 투과영역은 공통전극과 화소전극의 형성 갯수에 따라 달라지는데, 통상적으로 이 투과영역은 블럭으로 표현된다. 예를 들어, 도 1(a)에 도시된 IPS모드 액정표시소자에는 각각 3개의 공통전극과 2개의 화소전극이 형성되어 있으며, 광이 투과되는 광투과영역은 4개로 이루어져 있다. 이와 같이, 투과영역이 4개 형성된 IPS모드 액정표시소자를 통상적으로 4블럭 액정표시소자라 칭한다. 이러한 명칭은 단지 설명의 편의를 위해 사용하는 것으로, 액정표시소자의 특정 구조를 한정하기 위한 것은 아니다.Meanwhile, the present invention is not limited to the IPS mode liquid crystal display device having a specific structure. In general, in the liquid crystal display of the IPS mode, light is transmitted to a region between the common electrode and the pixel electrode. The transmission region depends on the number of formations of the common electrode and the pixel electrode, which is typically represented by a block. For example, in the IPS mode LCD shown in FIG. 1A, three common electrodes and two pixel electrodes are formed, respectively, and four light transmitting regions through which light is transmitted are formed. As such, the IPS mode liquid crystal display device having four transmission regions is generally referred to as a four-block liquid crystal display device. These names are used for convenience of description only and are not intended to limit the specific structure of the liquid crystal display device.
본 발명의 IPS모드 액정표시소자는 4블럭이나 6블럭 혹은 8블럭 IPS모드 액정표시소자 뿐만 아니라 모든 블럭의 액정표시소자에 적용될 수 있을 것이다. 이하의 설명에서는 특정 블럭의 IPS모드 액정표시소자에 대해 설명하고 있지만, 이것은 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명의 IPS모드 액정표시소자의 구조를 한정하는 것은 아니다.The IPS mode liquid crystal display device of the present invention may be applied to not only 4-block, 6-block or 8-block IPS mode liquid crystal display devices, but also all liquid crystal display devices. In the following description, the IPS mode liquid crystal display device of a specific block is described, but this is for convenience of description and does not limit the structure of the IPS mode liquid crystal display device of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, an IPS mode liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 물질로 이루어진 제1기판(120)에는 박막트랜지스터와 복수의 공통전극(105) 및 화소전극(107)이 배치되어 있다. 박막트랜지스터는 제1기판(120) 위에 형성된 게이트전극(111)과, 상기 게이트전극 위에 형성된 게이트절연층(122)과, 상기 게이트절연층(122) 위에 형성된 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112) 위에 형성된 소스전극(113) 및 드레인전극(114)으로 구성되어 있으며, 박막트랜지스터 위에는 보호층(124)이 형성되어 있다.2 is a view showing the structure of an IPS mode liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. As shown in the drawing, a thin film transistor, a plurality of
박막트랜지스터 영역 이외의 게이트절연층(122)은 그 일부가 에칭되어 제1기판(120) 위에 일정 폭의 절연패턴(123)으로 형성된다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 절연패턴(123)은 테이퍼(taper)져 있기 때문에, 그 측면이 경사지어 진다.A portion of the
상기와 같이, 테이퍼진 절연패턴(123) 위에 공통전극(105) 및 화소전극(107)이 형성된다. 상기 공통전극(105)과 화소전극(107)은 절연패턴(123)의 상면 위에만 형성되는 것이 아니라, 테이퍼진 경사 측면에도 일정 두께로 형성되어 있기 때문에, 결국 공통전극(105)과 화소전극(107)이 상기 절연패턴(123)을 완전히 감싸게 된다. 공통전극(105)과 화소전극(107)은 서로 다른 공정에 의해 형성될 수도 있지만, 공정의 단순화를 위해서는 동일한 공정에 의해 형성되는 것이 바람직할 것이다. 이때, 상기 공통전극(105)과 화소전극(107)은 박막트랜지스터의 소스전극(113) 및 드레인전극(114)과 동일한 공정에 의해 형성되는 것으로, Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속을 증착(evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering)방법에 의해 적층한 후 에천트(etchant)를 이용하여 에칭한 단일층 또는 복수의 층으로 이루어진다.As described above, the
이때, 박막트랜지스터의 절연층이 약 0.3㎛ 두께로 형성되므로, 공통전극(105)과 화소전극(107) 하부의 절연패턴(123) 역시 약 0.3㎛의 두께를 가진다. 이것은 종래의 IPS모드 액정표시소자에 비해, 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자의 공통전극(105) 및 화소전극(107)의 높이가 약 0.3㎛ 만큼 높아진 것을 의미한다. 따라서, 종래 IPS모드 액정표시소자와 동일한 전압을 인가하는 경우, 액정층의 상부, 즉 컬러필터층이 형성되는 제2기판 근처까지 더욱 강한 횡전계가 인가된다는 것을 의미한다. 또한, 이것은 종래 IPS모드 액정표시소자 보다 낮은 전압을 인가하여도 제2기판 근처까지 횡전계가 생성된다는 것을 의미한다.In this case, since the insulating layer of the thin film transistor is formed to have a thickness of about 0.3 μm, the insulating
한편, 절연패턴(123)은 경사진 측면을 갖고 있으므로, 상기 절연패턴(123) 위에 형성되는 공통전극(105) 및 화소전극(107) 역시 경사진 측면을 가지게 된다. 상기 공통전극(105)과 화소전극(107)의 경사진 측면은 서로 대향하며, 그 결과 액정층의 하부, 즉 제1기판(120) 근처까지 횡전계를 원활하게 인가할 수 있게 된다.On the other hand, since the insulating
상기와 같이, 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자에서는 게이트절연층(122)을 에칭하여 형성된 절연패턴(123) 상에 공통전극(105) 및 화소전극(107)을 형성하여 횡전계를 생성하는 전극의 높이를 크게 함과 동시에 전극의 경사진 면을 대향시키기 때문에, 낮은 인가 전압하에서도 액정층 전체에 걸쳐서 균일한 횡전계를 생성할 수 있게 된다. 따라서, IPS모드 액정표시소자의 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
As described above, in the IPS mode liquid crystal display device according to the present invention, the
한편, 도 2에서는 제1기판(120)의 구조만 도시되어 있지만, 상기 제1기판(120)이 컬러필터층과 블랙매트릭스가 형성된 제2기판과 합착되어 있으며, 그 사이에는 액정층이 형성되어 있다.Meanwhile, although only the structure of the
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 IPS모드 액정표시소자는 공통전극(205) 및 화소전극(207)의 구조를 제외하고는 도 2에 도시된 IPS모드 액정표시소자와는 동일한 구조로 이루어져 있다. 따라서, 동일한 구조에 대해서는 설명을 생략하고 공통전극(205) 및 화소전극(207)에 대해서만 설명한다.3 is a view showing the structure of an IPS mode liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. The IPS mode liquid crystal display device shown in the drawing has the same structure as the IPS mode liquid crystal display device shown in FIG. 2 except for the structures of the
도면에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터 영역을 제외한 영역(즉, 횡전계가 형성되어 화면이 표시되는 영역)의 게이트절연층(222) 및 보호층(224)은 그 일부가 제거되어 2층으로 이루어진 절연패턴(223,225)을 형성하고 있다. 상기 절연패턴(223,225)은 적층된 게이트절연층(222) 및 보호층(224)을 동시에 에칭함으로써 형성된다.As shown in the figure, the
상기 절연패턴(223,225) 역시 테이퍼져 있기 때문에 경사진 측면을 보유하고 있으며, 그 위에는 공통전극(205) 및 화소전극(207)이 형성되어 있다. 상기 공통전극(205) 및 화소전극(207)은 다른 공정에 의해 형성되는 것도 가능하지만, 공정의 단순화를 위해서는 동일한 공정에 의해 형성되는 것이 바람직할 것이다.Since the insulating
박막트랜지스터의 게이트절연층(222)은 약 0.3㎛의 두께로 형성되고 보호층(224)은 약 0.2㎛의 두께로 형성되므로 2층으로 이루어진 절연패턴(223,225)은 약 0.5㎛의 두께를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자의 공 통전극(205) 및 화소전극(207)은 종래 IPS모드 액정표시소자의 공통전극 및 화소전극에 비해 그 두께가 약 0.5㎛ 높게 된다. 또한, 공통전극(205)과 화소전극(207)의 경사진 측면은 대향하고 있게 된다. 따라서, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자에서는 작은 전압으로도 액정층 전체에 걸쳐 균일한 횡전계를 생성할 수 있게 된다.Since the
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 IPS모드 액정표시소자에서는 공통전극(305) 및 화소전극(307)이 제1기판(320)에 형성된 패턴(323,326) 위에 형성되어 있다. 이때, 제1패턴(323)은 박막트랜지스터의 게이트절연층(322)이 에칭되어 형성된 것이며, 제2패턴(326)은 금속층이다. 즉, 이 실시예의 IPS모드 액정표시소자는 금속층(326)을 제외하고는 도 2에 도시된 액정표시소자와 동일한 구조로 이루어져 있다. 상기 금속층(236)에 의해 공통전극(305)과 화소전극(307)의 높이는 도 2에 도시된 공통전극 및 화소전극 높이 보다 더욱 커지게 되어 더 작은 전압으로도 액정층 전체에 균일한 횡전계를 형성할 수 있게 된다. 또한, 금속층(326)이 공통전극(305) 및 화소전극(307)과 전기적으로 접촉하고 있으므로, 공통전극(305) 및 화소전극(307)이 단선되는 경우에도 신호가 차단되지 않으므로 화소에 불량이 생기는 것을 방지할 수 있게 된다.4 is a view showing the structure of an IPS mode liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the IPS mode liquid crystal display device of this embodiment, the
이 실시예의 구조의 IPS모드 액정표시소자는 도 2에 도시된 IPS모드 액정표시소자 보다는 복잡한 구조로 이루어진 것 처럼 보이지만, 실제 제조공정은 간단하다. 즉, 상기 금속층(326)은 박막트랜지스터의 소스전극(313) 및 드레인전극(314)과 동일한 금속으로 이루어져 있기 때문에, 박막트랜지스터 공정시 상기 금속층(326)을 형성할 수 있게 된다.Although the IPS mode liquid crystal display device of the structure of this embodiment appears to have a more complicated structure than the IPS mode liquid crystal display device shown in Fig. 2, the actual manufacturing process is simple. That is, since the
한편, 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면으로, 도 4에 도시된 IPS모드 액정표시소자에서 절연패턴(423,425) 위에 금속층(426)이 형성되어 더욱 높은 공통전극(405) 및 화소전극(407)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 이때에도, 도 4와 동일한 효과를 얻을 수 있게 된다.5 is a diagram illustrating a structure of an IPS mode liquid crystal display device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention. In the IPS mode liquid crystal display device shown in FIG. 4, the metal layers 426 are formed on the insulating
한편, 도 4 및 도 5의 패턴에서는 금속층이 절연층 하부에 형성되어 있지만, 금속층이 하부에 형성되고 절연층이 그 위에 형성될 수도 있다. 즉, 금속층이 제1기판 위에 형성되고 그위에 절연층이 형성될 수도 있다. 이때, 상기 금속층은 박막트랜지스터의 게이트전극과 동일한 공정에 의해 형성되는 것이 공정의 단순화를 위해 바람직할 것이다.Meanwhile, although the metal layer is formed under the insulating layer in the patterns of FIGS. 4 and 5, the metal layer may be formed under the insulating layer and the insulating layer may be formed thereon. That is, a metal layer may be formed on the first substrate, and an insulating layer may be formed thereon. At this time, the metal layer is preferably formed by the same process as the gate electrode of the thin film transistor for simplicity of the process.
상술한 바와 같이, 본 발명의 IPS모드 액정표시소자에서는 화상표시영역의 절연층 일부를 제거하여 테이퍼진 절연패턴을 형성하고 상기 절연패턴 위에 금속을 적층함으로써 공통전극 및 화소전극을 형성한다. 따라서, 공통전극 및 화소전극의 높이가 증가하며 경사진 측면은 서로 대향하게 된다. 그 결과, 종래 IPS모드 액정표시소자에서 인가되는 전압 보다 작은 전압이 인가되는 경우에도 액정층 전체에 걸쳐서 균일한 횡전계가 생성하게 되어, IPS모드 액정표시소자의 소비전력을 절감할 수 있게 된다.As described above, in the IPS mode liquid crystal display device of the present invention, a portion of the insulating layer of the image display area is removed to form a tapered insulating pattern, and a common electrode and a pixel electrode are formed by laminating metal on the insulating pattern. Therefore, the heights of the common electrode and the pixel electrode increase and the inclined side surfaces face each other. As a result, even when a voltage smaller than the voltage applied by the conventional IPS mode liquid crystal display device is applied, a uniform transverse electric field is generated over the entire liquid crystal layer, thereby reducing power consumption of the IPS mode liquid crystal display device.
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