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KR100884465B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR100884465B1
KR100884465B1 KR1020070093631A KR20070093631A KR100884465B1 KR 100884465 B1 KR100884465 B1 KR 100884465B1 KR 1020070093631 A KR1020070093631 A KR 1020070093631A KR 20070093631 A KR20070093631 A KR 20070093631A KR 100884465 B1 KR100884465 B1 KR 100884465B1
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Abstract

본 발명은 소비전력을 저감할 수 있도록 한 액정 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 액정 표시장치는 하부 기판 상에 형성되는 게이트라인과; 상기 게이트라인과 제 1절연막을 사이에 두고 상기 게이트라인과 교차되는 방향으로 형성되는 데이터라인과; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차부의 화소영역 마다 형성되는 화소전극들과; 상기 화소전극들과 제 2절연막을 사이에 두고 상기 화소영역들을 덮도록 형성되는 공통전극과; 상기 공통전극과 상기 데이터라인의 중첩되는 부분에 위치되고 상기 제 2절연막이 노출되도록 상기 공통전극에 형성되는 홀을 구비하며; 상기 홀은 상기 데이터라인 보다 좁은 폭으로 형성된다.

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 소비전력을 저감할 수 있도록 한 액정 표시장치에 관한 것이다.
액정 표시장치는 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시한다. 이를 위하여, 액정 표시장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배치되는 액정 패널과, 액정 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다.
액정 패널은 액정셀들 각각의 광투과율에 대응하여 소정의 화상을 표시한다. 이와 같은 액정 패널은 액정을 구동시키는 전계의 방향에 따라 수직 전계 인가형과 수평 전계 인가형으로 구분된다.
수직 전계 인가형 액정 패널은 상하부 기판에 대향하게 배치된 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 수직 전계에 의해 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정을 구동한다. 이러한 수직 전계 인가형 액정 패널은 개구율이 좋지만, 시야각이 좁은 단점을 갖는다.
수평 전계 인가형 액정 패널은 하부 기판에 나란하게 배치된 화소전극과 공통전극 간의 수평 전계에 의해 IPS(In Plane Switching) 모드 액정을 구동한다. 이러한 수평 전계 인가형 액정 패널은 시야각이 넓지만, 개구율 및 투과율이 낮은 단점을 갖는다.
최근에는 수평 전계 인가형 액정 패널의 단점을 해결하기 위하여 프린지 필드(Fringe Field)에 의해 동작하는 프린지 필드 스위치(Fringe Field Switching : 이하 "FFS"라 함) 타입의 액정 패널이 제안되어 사용되고 있다. FFS 타입의 액정 패널은 절연막을 사이에 두고 배치되는 공통전극과 화소전극을 구비한다. 이와 같은 FFS 타입의 액정 패널은 공통전극과 화소전극 사이의 프린지 필드에 의해 상하부 기판 사이의 액정을 구동함으로써 개구율 및 투과율을 향상시키게 된다.
이와 같은 FFS 타입의 액정 표시장치는 공통전극은 절연막 상에 액정 패널의 유효 표시영역을 덮도록 형성된다. 하지만, 공통전극이 액정 패널의 유효 표시영역을 덮도록 형성되면 데이터라인과 중첩되는 영역에서 높은 커패시턴스가 존재하게 되고, 이에 따라 높은 소비전력이 소모되는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 소비전력을 감소킬 수 있도록 한 액정 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 액정 표시장치는 하부 기판 상에 형성되는 게이트라인과; 상기 게이트라인과 제 1절연막을 사이에 두고 상기 게이트라인과 교차되는 방향으로 형성되는 데이터라인과; 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차부의 화소영역 마다 형성되는 화소전극들과; 상기 화소전극들과 제 2절연막을 사이에 두고 상기 화소영역들을 덮도록 형성되는 공통전극과; 상기 공통전극과 상기 데이터라인의 중첩되는 부분에 위치되고 상기 제 2절연막이 노출되도록 상기 공통전극에 형성되는 홀을 구비하며; 상기 홀은 상기 데이터라인 보다 좁은 폭으로 형성된다.
바람직하게, 상기 화소영역에는 상기 게이트라인, 데이터라인 및 화소전극과 접속되는 박막 트랜지스터가 형성되며, 상기 홀은 상기 박막 트랜지스터들의 사이에 위치된다. 상기 홀의 폭은 상기 데이터라인의 폭보다 1㎛ 이하의 좁은 폭으로 설정된다. 상기 데이터라인의 양측 가장자리는 적어도 1㎛씩 상기 공통전극과 중첩되고, 상기 데이터라인의 중심부는 상기 홀과 중첩된다. 상기 화소전극과 중첩되는 부분에서 상기 공통전극에는 적어도 하나 이상의 슬릿 홀이 형성된다. 상기 하부 기판과 대향되게 위치되는 상부 기판과, 상기 상부기판과 상기 하부 기판 사이에 주입되어 상기 공통전극과 상기 화소전극 사이의 프린지 필드에 의하여 구동되는 액정을 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 표시장치는 절연막을 사이에 두고 위치되는 화소전극들 및 공통전극과, 상기 화소전극으로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터전극을 구비하며, 상기 공통전극과 상기 데이터전극의 중첩부분에는 상기 데이터전극의 폭보다 좁은 폭으로 설정되는 적어도 하나의 홀이 형성된다.
삭제
본 발명의 액정 표시장치는 공통전극과 데이터전극이 중첩되는 부분에서 데이터전극이 노출되도록 홀을 형성함으로써 공통전극과 데이터전극 사이의 커패시턴스를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 소비전력을 낮출 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예가 첨부된 도 1 내지 도 4d를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 FFS 타입의 액정 표시장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 절단하여 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 액정 표시장치는 하부 기판(30) 상에 서로 교차되도록 형성되는 데이터라인(6) 및 게이트라인(8)과, 데이터라인(6) 및 게이트라인(8)의 교차부의 화소영역에 위치되는 박막 트랜지스터(10)와, 화소영역에 형성되어 박막 트랜지스터(10)와 접속되도록 위치되는 화소전극(4)과, 화소영역에서 화소전극(4)과 프린지 필드를 형성하도록 형성되는 공통전극(2)을 구비한다.
게이트라인(8)은 게이트 드라이버(미도시)로부터의 게이트신호를 박막 트랜지스터(10)로 공급한다. 이와 같은 게이트라인(8)은 박막 트랜지스터(10)의 게이트전극과 동시에 형성된다.
데이터라인(6)은 데이터 드라이버(미도시)로부터 데이터신호를 박막 트랜지스터(10)로 공급한다. 이와 같은 데이터라인(6)은 박막 트랜지스터(10)의 소스/드레인전극과 동시에 형성된다. 일례로, 데이터라인(6)은 제 1절연막(20)을 사이에 두고 게이트라인(8)과 서로 다른층에 형성된다.
박막 트랜지스터(10)는 게이트라인(8)으로 공급되는 게이트신호에 응답하여 데이터라인(6)으로 공급되는 데이터신호를 화소전극(4)으로 공급한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(10)는 게이트라인(8)과 접속되는 게이트 전극, 데이터라인(6)과 접속되는 소스 전극 및 화소전극(4)과 접속되는 드레인 전극을 구비한다.
화소전극(4)은 박막 트랜지스터(10)와 접속되도록 각 화소영역에 형성된다. 그리고, 화소전극(4)은 제 1절연막(12) 상에 형성된다. 이와 같은 화소전극(4)은 박막 트랜지스터(10)를 경유하여 데이터신호를 공급받는다.
공통전극(2)은 제 2절연막(12) 상에서 화소전극(4)과 대향되게 형성된다. 실제로, 공통전극(2)은 화소영역들이 위치되는 유효 표시영역을 덮도록 형성되어 화소전극(4)과 프린지 필드를 형성한다. 데이터신호를 공급받은 화소전극(4)과 공통전압을 공급받은 공통전극(2)이 프린지 필드를 형성하면, 공통전극(2)과 상부 기판(미도시) 사이에 위치되는 액정이 회전하게 된다. 이때, 액정의 회전 정도에 따라 화소영역을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조가 구현된다. 한편, 공통전극(2)은 화소전극(4)과 중첩되는 부분에는 적어도 하나 이상의 슬릿 홀(3)이 형성된다.
이와 같은 본 발명에서 공통전극(2)과 데이터라인(6)이 중첩되는 영역에서 공통전극(2)에는 홀(40)들이 형성된다. 실제로, 홀(40)들은 데이터라인(6)과 중첩됨과 아울러 박막 트랜지스터(10)들의 사이에 위치되며, 제 2절연막(12)이 노출되도록 형성된다. 여기서, 홀(40)들이 박막 트랜지스터(10)들의 사이에 위치되면 신뢰성의 문제없어 커패시턴스 만을 감소시킬 수 있다. 다시 말하여, 공통전극(2)에 홀(40)들이 형성되면 공통전극(20)과 데이터라인(6) 사이의 커패시턴스를 최소화할 수 있고, 이에 따라 소비전력을 절감할 수 있다.
도 3은 공통전극에 형성되는 홀의 넓이를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 공통전극(2)에 형성되는 홀(40)의 폭(L1)(폭 방향)은 데이터라인(6)의 폭(L2)(즉, 데이터라인(6)의 폭 방향 길이) 보다 좁은 폭으로 형성된다.
상세히 설명하면, 공통전극(2)에 홀(40)이 형성되면 백 라이트(미도시)로부터 공급된 빛이 외부로 방출되는 빛샘 현상이 발생될 수 있다.
실제로, 데이터라인(6)의 폭(L2)을 3㎛로 설정하고, 홀(40)의 폭(L1)을 4㎛로 설정하는 경우 도 4a에 도시된 바와 같이 많은 양의 빛이 외부로 방출되는 빛샘 현상이 발생한다.
또한, 데이터라인(6)의 폭(L2)을 3㎛로 설정하고, 홀(40)의 폭(L1)을 3㎛로 설정하는 경우 도 4b에 도시된 바와 같이 홀(40)의 폭(L1)을 4㎛로 설정하는 경우보다 줄기는 하지만 빛샘 현상이 발생한다.
하지만, 홀(40)의 폭(L1)을 데이터라인(6)의 폭(L2)보다 좁은 폭으로 형성하는 경우 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 일례로, 데이터라인(6)의 폭(L2)을 3㎛로 설정하고, 홀(40)의 폭(L1)을 2㎛로 설정하는 경우 도 4c에 도시된 바와 같이 빛이 거의 외부로 방출되지 않는다. 그리고, 홀(40)의 폭(L1)을 1㎛로 설정하게 되면 도 4b와 같이 빛의 거의 차단되어 빛샘 현상이 발생하지 않는다.
즉, 본 발명에서는 빛샘 현상을 방지하기 위하여 홀(40)의 폭(L1)을 데이터라인(6)의 폭(L2)보다 좁은 폭으로 형성한다. 예를 들어, 홀(40)의 폭(L1)은 데이터라인(6)의 폭(L2)보다 적어도 1㎛ 정도 좁은 폭으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 빛샘 현상을 원천적으로 방지하기 위하여 홀(40)의 폭(L1)을 데이터라인(6)의 폭(L2)보다 2㎛ 정도 좁은 폭으로 형성할 수 있다. 이 경우, 데이터라인(6)의 양측 가장자리 1㎛씩은 공통전극(2)과 중첩되고, 데이터라인(6)의 중심부는 홀(40)과 중첩된다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으 나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 액정 표시 장치의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 Π-Π'를 절취하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 홀을 상세히 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 홀의 폭에 대응하여 발생하는 빛샘 현상을 나타내는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2 : 공통전극 3,40 : 홀
4 : 화소전극 6 : 데이터라인
8 : 게이트라인 10 : 박막 트랜지스터
12,20 : 절연막 30 : 기판

Claims (9)

  1. 하부 기판 상에 형성되는 게이트라인과;
    상기 게이트라인과 제 1절연막을 사이에 두고 상기 게이트라인과 교차되는 방향으로 형성되는 데이터라인과;
    상기 게이트라인과 데이터라인의 교차부의 화소영역 마다 형성되는 화소전극들과;
    상기 화소전극들과 제 2절연막을 사이에 두고 상기 화소영역들을 덮도록 형성되는 공통전극과;
    상기 공통전극과 상기 데이터라인의 중첩되는 부분에 위치되고 상기 제 2절연막이 노출되도록 상기 공통전극에 형성되는 홀을 구비하며;
    상기 홀은 상기 데이터라인 보다 좁은 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화소영역에는 상기 게이트라인, 데이터라인 및 화소전극과 접속되는 박막 트랜지스터가 형성되며, 상기 홀은 상기 박막 트랜지스터들의 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 홀의 폭은 상기 데이터라인의 폭보다 1㎛ 이하의 좁은 폭으로 설정되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터라인의 양측 가장자리는 적어도 1㎛씩 상기 공통전극과 중첩되고, 상기 데이터라인의 중심부는 상기 홀과 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 화소전극과 중첩되는 부분에서 상기 공통전극에는 적어도 하나 이상의 슬릿 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 기판과 대향되게 위치되는 상부 기판과,
    상기 상부기판과 상기 하부 기판 사이에 주입되어 상기 공통전극과 상기 화소전극 사이의 프린지 필드에 의하여 구동되는 액정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 절연막을 사이에 두고 위치되는 화소전극들 및 공통전극과,
    상기 화소전극으로 데이터신호를 공급하기 위한 데이터전극을 구비하며,
    상기 공통전극과 상기 데이터전극의 중첩부분에는 상기 데이터전극의 폭보다 좁은 폭으로 설정되는 적어도 하나의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 삭제
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