[go: up one dir, main page]

KR101791579B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101791579B1
KR101791579B1 KR1020110032590A KR20110032590A KR101791579B1 KR 101791579 B1 KR101791579 B1 KR 101791579B1 KR 1020110032590 A KR1020110032590 A KR 1020110032590A KR 20110032590 A KR20110032590 A KR 20110032590A KR 101791579 B1 KR101791579 B1 KR 101791579B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
pixel
sub
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020110032590A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120114814A (ko
Inventor
이성영
최재호
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020110032590A priority Critical patent/KR101791579B1/ko
Priority to US13/199,470 priority patent/US8804082B2/en
Publication of KR20120114814A publication Critical patent/KR20120114814A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101791579B1 publication Critical patent/KR101791579B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134318Electrodes characterised by their geometrical arrangement having a patterned common electrode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선과 중첩하고 공통 전압과 동일한 크기의 전압이 인가되는 차폐 전극을 형성하지 않고, 두 부화소 전극 중 상대적으로 낮은 전압으로 충전되는 로우 부화소의 주변에 배치되어 있는 데이터선에 대응하는 위치에 개구부를 형성함으로써, 공통 전극과 데이터선 사이의 커플링에 의한 화질 저하를 방지하면서도, 액정 표시 장치의 휘도 저하를 방지할 수 있고, 차폐 전극과 데이터선의 쇼트 불량 발생을 방지할 수 있다.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
액정 표시 장치를 구동하는 방법에 있어서, 화소 열 방향으로 동일한 극성의 데이터 전압을 인가하는 방법이 있는데, 이러한 구동 방법에서, 데이터선에 인가되는 전압과 공통 전극에 인가되는 전압 사이의 불필요한 커플링의 영향에 의해, 각 화소열 별로 액정층에 충전되는 축전 용량이 변화하게 되어, 표시 품질이 낮아질 수 있다.
이러한 데이터선과 공통 전극 사이의 불필요한 커플링을 방지하기 위하여, 데이터선 위에 공통 전극에 인가되는 공통 전압과 동일한 크기의 전압이 인가되는 차폐 전극을 형성하는 방법이 널리 알려져 있다. 그러나 차폐 전극을 이용할 경우, 액정 표시 장치의 휘도가 감소할 뿐만 아니라, 차폐 전극과 데이터선 사이에 쇼트가 발생하는 불량의 발생률이 높아, 액정 표시 장치의 수율이 감소한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 데이터선과 공통 전극 사이의 불필요한 커플링을 방지하여, 표시 품질 저하를 방지함과 동시에, 액정 표시 장치의 휘도 저하를 줄이고, 액정 표시 장치의 수율 감소를 줄이는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 행렬로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하고, 제1 기판 위에 배치되어 있으며, 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 각각 포함하는 복수의 화소 전극, 상기 화소 전극에 연결되어 있는 복수의 데이터선, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 위에 배치되어 있으며, 복수의 개구부를 가지는 공통 전극, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 복수의 개구부는 상기 제2 부화소 전극에 인접한 부분에 배치되어 있는 상기 데이터선의 일부분에 대응하는 위치에 배치된다.
상기 제2 부화소 전극에 대응하는 액정층에 충전되는 전압의 크기는 상기 제1 부화소 전극에 대응하는 액정층에 충전되는 전압의 크기보다 작을 수 있다.
상기 공통 전극은 복수의 도메인 분할 수단을 가지고, 상기 개구부는 상기 도메인 분할 수단과 연결될 수 있다.
상기 복수의 화소 중 화소 열 방향으로 인접한 세 개의 화소 중 적어도 하나의 화소에 배치되어 있는 상기 공통 전극은 상기 개구부를 가지지 않을 수 있다.
상기 개구부를 가지지 않는 화소는 녹색을 표시하는 화소일 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 하나의 화소 열마다 극성이 변화하도록 구동될 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 박막 트랜지스터, 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제2 박막 트랜지스터, 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제3 박막 트랜지스터, 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 복수의 제1 게이트선, 상기 제3 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 복수의 제2 게이트선, 그리고 상기 제3 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 중첩하는 용량 전극을 포함하는 용량 전극선을 더 포함할 수 있다.
상기 공통 전극은 복수의 도메인 분할 수단을 가지고, 상기 개구부는 상기 도메인 분할 수단과 연결될 수 있다.
상기 데이터선의 가장자리와 상기 공통 전극의 상기 개구부의 가장 자리 사이의 간격은 약 3㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 차폐 전극을 형성하지 않고도, 데이터선과 공통 전극 사이의 불필요한 커플링을 방지할 수 있어, 표시 품질 저하를 방지함과 동시에, 액정 표시 장치의 휘도 저하를 줄이고, 액정 표시 장치의 수율 감소를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조와 두 부화소에 대한 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 4의 액정 표시 장치의 공통 전극을 도시한 배치도이다.
도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극을 도시한 배치도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 전자 현미경 사진이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조와 두 부화소에 대한 등가 회로를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300), 게이트 구동부(400), 데이터 구동부(500), 계조 전압 생성부(800) 및 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(GLa, GLb, DL, CL 도 3 참고)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
도 3을 참고하면, 신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(GLa, GLb), 데이터 전압(Vd)을 전달하는 복수의 데이터선(DL) 및 공통 전압(Vcom)을 전달하는 복수의 용량 전극선(capacitor electrode line)(CL)을 포함한다. 복수의 게이트선(GLa, GLb)과 복수의 용량 전극선(CL)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 복수의 데이터선(DL)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 복수의 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소를 포함하며, 각 부화소는 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clca, Clcb)를 포함한다. 두 부화소는 게이트선(GLa, GLb), 데이터선(DL) 및 액정 축전기(Clca, Clcb)와 연결된 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc)를 포함한다.
액정 축전기(Clca, Clcb)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEa/PEb)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 부화소 전극(PEa/PEb)과 공통 전극(270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 한 쌍의 부화소 전극(PEa/PEb)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(PE)을 이룬다. 공통 전극(CE)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다. 도 2에서와는 달리 공통 전극(CE)이 하부 표시판(100)에 구비되는 경우도 있으며 이때에는 두 전극(PE, CE) 중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEa, PEb) 위 또는 아래에 형성되어 있으며, 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터를 구비할 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상부 표시판(200)의 영역에 색 필터가 형성될 수도 있다.
표시판(100, 200)의 바깥 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교할 수 있다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다. 직교 편광자인 경우 전기장이 없는 액정층(3)에 들어온 입사광을 차단한다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. 기준 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선(GLa, GLb)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(GLa, GLb)에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선(DL)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 계조 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 한정된 수효의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 원하는 데이터 전압을 생성한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선(GLa, GLb, DL) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
다시 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 이웃하는 제1 및 제2 게이트선(GLa, GLb), 데이터선(DL) 및 용량 전극선(CL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다.
화소(PX)는 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc), 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 감압 축전기(Cstd)를 포함한다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 각각 제1 게이트선(GLa) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 게이트선(GL)에 연결되어 있다.
제1/제2 스위칭 소자(Qa/Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 제1 게이트선(GLa)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 제1/제2 액정 축전기(Clca/Clcb)와 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 제2 게이트선(GLb)와 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 감압 축전기(Cstd)와 연결되어 있다.
감압 축전기(Cstd)는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자와 용량 전극선(CL)에 연결되어 있으며, 하부 표시판(100)에 구비된 용량 전극선(CL)과 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 전극이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어 진다.
그러면, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 동작에 대하여 설명한다.
먼저 도 1을 참고하면, 신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=210), 256(=28) 또는 64(=26) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록 신호(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.
신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2)등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다. 출력 영상 신호(DAT)는 디지털 신호로서 정해진 수효의 값(또는 계조)을 가진다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 전압으로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(DL)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(GLa, GLb)에 인가하여 이 게이트선(GLa, GLb)에 연결된 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압(Vd)은 턴온된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.
이제부터 특정 화소 행, 예를 들면 i 번째 행에 초점을 맞추어 설명한다.
i 번째 행의 제1 게이트선(GLa)에 제1 게이트 신호가 인가되며, 제2 게이트선(GLb)에는 제2 게이트 신호가 인가된다. 제1 게이트 신호가 게이트 오프 전압(Voff)에서 게이트 온 전압(Von)으로 바뀌면 이에 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)가 턴 온된다. 이에 따라 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압(Vd)은 턴 온된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통하여 제1 및 제2 부화소 전극(PEa, PEb)에 인가된다. 이 때 제1 및 제2 부화소 전극(PEa, PEb) 인가된 데이터 전압(Vd)은 서로 동일하다. 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)는 공통 전압과 데이터 전압(Vd)의 차이만큼 동일한 값으로 충전된다.
그런 후 제1 게이트 신호는 게이트 온 전압(Von)에서 게이트 오프 전압(Voff)으로 바뀌고, 동시에 제2 게이트 신호가 게이트 오프 전압(Voff)에서 게이트 온 전압(Von)으로 바뀌면, 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 턴 오프되고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온된다. 그러면 제2 부화소 전극(PEb)으로부터 제3 스위칭 소자(Qc)를 통하여 제3 드레인 전극(175c)으로 전하가 이동한다. 그러면 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전 전압은 낮아지고, 감압 축전기(Cstd)가 충전된다. 제2 액정 축전기(Cstb)의 충전 전압은 감압 축전기(Cstd)의 정전 용량만큼 낮아지므로 제2 액정 축전기(Cstb)의 충전 전압은 제1 액정 축전기(Csta)의 충전 전압보다 낮아진다.
이 때, 두 액정 축전기(Clca, Clca)의 충전 전압은 서로 다른 감마 곡선을 나타내며 한 화소 전압의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선이 된다. 정면에서의 합성 감마 곡선은 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 이와 같이 영상 데이터를 변환함으로써 측면 시인성이 향상된다.
1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 이러한 과정을 되풀이함으로써, 모든 화소(PX)에 데이터 전압(Vd)을 인가하여 한 프레임(frame)의 영상을 표시한다.
한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 전압(Vd)의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다.
이와 같이 감압 축전기(Cstd)의 정전 용량에 따라 제1 및 제2 액정 축전기(Csta, Cstb)의 충전 전압을 조절할 수 있다.
이제 도 4 내지 도 6, 그리고 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 5는 도 4의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 도 4의 액정 표시 장치의 공통 전극을 도시한 배치도이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 용량 전압선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1, 제2 및 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c)과 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
용량 전압선(131)은 일정한 용량 전압을 전달하며, 위 아래로 면적이 넓은 용량 전극(137)을 포함한다.
게이트 도전체(121, 131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 선형 반도체(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 선형 반도체는 주로 세로 방향으로 뻗어 있는 줄기부와 제1, 제2 및 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c)을 향하여 뻗어 나온 복수의 제1, 제2, 제3 가지부(154a, 154b, 154c)를 포함한다. 제1, 제2, 제3 가지부(154a, 154b, 154c)는 각각 제1 내지 제3 게이트 전극(124a-c)위에 배치되어 있는 제1 내지 제3 소자부(도시하지 않음)를 포함한다. 제3 가지부(154c)는 연장되어 제4 가지부(도시하지 않음)를 이룬다.
반도체(154a, 154b, 154c)는 유기 반도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체는 테트라센(tetracene) 또는 펜타센(pentacene)의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수 있고, 또한 티오펜 링(thiophene ring)의 2, 5 위치에서 연결된 4 내지 8개의 티오펜을 포함하는 올리고티오펜(oligothiophene)을 포함할 수 있다. 유기 반도체는 폴리티닐렌비닐렌(polythienylenevinylene), 폴리-3-헥실티오펜(poly 3-hexylthiophene), 폴리티오펜(polythiophene), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 금속화 프탈로시아닌(metallized phthalocyanine) 또는 그의 할로겐화 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체(154)는 또한 페릴렌테트라카르복실산 이무수물(perylenetetracarboxylic dianhydride, PTCDA), 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(naphthalenetetracarboxylic dianhydride, NTCDA) 또는 이들의 이미드(imide) 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체는 페릴렌(perylene) 또는 코로넨(coronene)과 그들의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수도 있다.
반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 선형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음), 제1 섬형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음), 제2 섬형 저항성 접촉 부재(165b) 및 제3 섬형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음) 및 제4 섬형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 선형 저항성 접촉 부재는 제1 섬형 저항성 접촉 부재와 쌍을 이루어 반도체의 제1 돌출부(154a) 위에 배치되어 있는 제1 돌출부, 제2 섬형 저항성 접촉 부재와 쌍을 이루어 반도체의 제2 돌출부 위에 배치되어 있는 제2 돌출부(163b) 및 제3 섬형 저항성 접촉 부재와 쌍을 이루어 반도체의 제3 돌출부 위에 배치되어 있는 제3 돌출부(도시하지 않음)를 포함한다. 반도체(154a, 154b, 154c)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171)과 복수의 제1 전극 부재(175a), 제2 전극 부재(173c, 175b), 그리고 제3 전극 부재(175c)를 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 복수의 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
제1 전극 부재(175a)는 제1 드레인 전극을 이루고, 제2 전극 부재는 서로 연결되어 있는 제2 드레인 전극(175b)과 제3 소스 전극(173c)을 포함하며, 제3 전극 부재(175c)는 제3 드레인 전극(175c)을 이룬다.
제1 내지 제3 드레인 전극(175a, 175b, 175c)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1/제2/제3 드레인 전극(175a/175b/175c)의 막대형 끝 부분은 제1/제2/제3 소스 전극(173a/173b/173c)으로 일부 둘러싸여 있다. 제3 소스 전극(173c)은 제2 드레인 전극(175b)의 넓은 끝 부분에 연결되어 있다.
반도체(154a, 154b, 154c)는 데이터선(171), 제1 내지 제3 드레인 전극(175a, 175b, 175c) 및 그 아래의 저항성 접촉 부재(163b, 165b)와 실질적으로 동일한 평면 모양이다. 그러나 선형 반도체는 소스 전극(173a-c)과 드레인 전극(175a-c) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a-c)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
이러한 하부 표시판(100)을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법에서는 데이터 도전체(171, 175a, 175c) 및 반도체(154a-c) 및 저항성 접촉 부재(163b, 165b)를 한 번의 사진 공정으로 형성한다.
이러한 사진 공정에서 사용하는 감광막은 위치에 따라 두께가 다르며, 특히 두께가 작아지는 순서로 제1 부분과 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a-c)이 차지하는 배선 영역에 위치하며, 제2 부분은 박막 트랜지스터의 채널 영역에 위치한다.
위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있는데, 예를 들면 광마스크에 투광 영역(light transmitting area) 및 차광 영역(light blocking area) 외에 반투명 영역(translucent area)을 두는 방법이 있다. 반투명 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다. 슬릿 패턴을 사용할 때에는, 슬릿의 폭이나 슬릿 사이의 간격이 사진 공정에 사용하는 노광기의 분해능(resolution)보다 작은 것이 바람직하다. 다른 예로는 리플로우가 가능한 감광막을 사용하는 방법이 있다. 즉, 투광 영역과 차광 영역만을 지닌 통상의 노광 마스크로 리플로우 가능한 감광막을 형성한 다음 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 영역으로 흘러내리도록 함으로써 얇은 부분을 형성하는 것이다.
이와 같이 하면 한 번의 사진 공정을 줄일 수 있으므로 제조 방법이 간단해진다.
제1/제2/제3 게이트 전극(124a/124b/124c), 제1/제2/제3 소스 전극(173a/173b/173c) 및 제1/제2/제3 드레인 전극(175a/175b/175c)은 제1/제2/제3 섬형 반도체(154a/154b/154cd)와 함께 하나의 제1/제2/제3 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa/Qb/Qc)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 각 소스 전극(173a/173b/173c)과 각 드레인 전극(175a/175b/175c) 사이의 각 반도체(154a/154b/154c)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어진다.
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분, 제1 드레인 전극(175a)의 넓은 끝 부분 및 제2 드레인 전극(175b)의 넓은 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(182, 185a, 185b)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함하는 화소 전극(191)과 접촉 보조 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 화소 전극(191)과 접촉 보조 부재는 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어 질 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 간극(91)을 사이에 두고 배치되어 있으며, 제1 부화소 전극(191a)은 제2 부화소 전극(191b)에 의해 둘러싸여 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 복수의 절개부(92, 92a, 92b)를 포함한다.
제1/제2 부화소 전극(191a/191b)은 제1/제2 접촉 구멍(185a/185b)을 통하여 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)과 연결되어 있으며 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)으로부터 데이터 전압(Vd)을 인가 받는다. 데이터 전압(Vd)이 인가된 제1/제2 부화소 전극(191a/191b)은 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
용량 전극(137)과 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 한 쪽 끝 부분(177)은 게이트 절연막(140)과 반도체층을 사이에 두고 서로 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 이룬다. 이처럼, 감압 축전기(Cstd)를 게이트 도전체와 데이터 도전체를 이용하여 형성함으로써, 감압 축전기(Cstd) 형성을 위한 추가 공정이 필요하지 않아, 액정 표시 장치의 제조 공정을 간단하게 할 수 있고, 감압 축전기(Cstd)의 두 전극 사이에 게이트 절연막(140)과 반도체층만이 존재하여, 두 전극 사이에 보호막(180)이 존재하는 경우에 비하여 감압 축전기(Cstd)의 정전 용량이 클 수 있다.
화소 전극(191), 접촉 보조 부재 및 보호막(180) 위에는 하부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 하부 배향막은 수직 배향막일 수 있다.
이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다.
차광 부재(220)로 정의된 영역의 절연 기판(210) 위에는 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다.
색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있고, 삼원색 중 하나를 표시하는 안료를 포함하는 유기물로 이루어질 수 있다. 도시한 실시예에서는 상부 표시판(200)에 색필터(230)가 형성되어 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판(100)에 형성되어 있는 색필터(230)를 포함할 수도 있다. 또한, 도시한 실시예에서는 사진 공정으로 형성된 색필터(230)를 포함하였지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 잉크젯 인쇄 방식으로 형성된 색필터(230)를 포함할 수 있으며, 이 경우 색필터가 형성되는 표시판(100, 200)에 색필터(230) 용 잉크가 적하되는 부분을 정의하는 격벽을 포함할 수 있고, 격벽은 검정색 안료를 포함하여 빛샘을 방지하는 차광 부재의 역할을 할 수도 있다.
도시한 실시예에서는 차광 부재(220)가 상부 표시판(200)에 형성되어 있으나, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판(100)에 형성되어 있는 차광 부재(220)를 포함할 수 있다. 또한, 앞서 설명하였듯이, 색필터(230)를 잉크젯 인쇄 방식으로 형성하는 경우, 차광 부재(220)는 색필터(230) 용 잉크가 적하되는 영역을 정의하는 격벽 역할을 할 수도 있다.
차광 부재(220) 및 색필터(230) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)에는 복수의 절개부 집합(71, 72, 73, 74a, 74b)이 형성되어 있다. 하나의 절개부 집합(71, 72, 73, 74a, 74b)은 하나의 화소 전극(191)과 마주보며, 절개부 각각(71, 72, 73, 74a, 74b)은 화소 전극의 간극(91)과 절개부 집합(92, 91a, 91b) 사이에 배치되어 있다.
또한, 공통 전극(270)에는 복수의 개구부(271a)가 형성되어 있다. 복수의 개구부(271a)는 화소 전극(191)의 제2 부화소 전극(191b)에 인접한 데이터선(171)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 복수의 개구부(271a)는 데이터선(171)의 일부와 중첩한다.
데이터선(171)의 가장자리와 개구부(271a)의 가장자리 사이의 간격은 약 3㎛ 내지 약 6㎛인 것이 바람직하다.
공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 상부 배향막은 수직 배향막일 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.
공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전기장(전계)이 생성된다. 액정 분자들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 한다. 앞으로는 화소 전극(191)과 공통 전극(270)을 통틀어 전기장 생성 전극이라 한다.
전기장 생성 전극(191, 270)의 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b, 92, 92a, 92b)와 간극(91) 그리고 화소 전극(191)의 변은 전기장을 왜곡하여 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전기장의 수평 성분은 절개부(71, 72, 73, 74a, 74b, 92, 92a, 92b)와 간극(91)의 변과 화소 전극(191)의 변에 거의 수직이다.
하나의 절개부 집합(71, 72, 73, 74a, 74b, 92, 92a, 92b) 및 화소 전극(191)의 간극(91)은 화소 전극(191)을 복수의 부영역(sub-area)으로 나누며, 각 부영역은 화소 전극(191)의 주 변과 빗각을 이루는 두 개의 주 변(major edge)을 가진다. 각 부영역 위의 액정 분자들은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.
그러면, 도 6을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극(270)에 형성되어 있는 복수의 개구부(271a)에 대하여 설명한다.
앞서 설명하였듯이, 복수의 개구부(271a)는 화소 전극(191) 중 제2 부화소 전극(191b)가 인접하여 형성되어 있다. 또한, 개구부(271a)는 데이터선(171)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 또한, 개구부(271a)는 데이터선(171)의 일부와 중첩한다.
데이터선(171)의 가장자리와 개구부(271a)의 가장자리 사이의 간격은 약 3㎛ 내지 약 6㎛인 것이 바람직하다.
이러한 개구부(271a)는 하부 표시판(100)에 배치되어 있는 데이터선(171)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270) 사이의 커플링을 감소하는 역할을 한다. 따라서, 액정 표시 장치의 데이터선과 공통 전극 사이의 불필요한 커플링에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다.
또한, 공통 전극(270)의 절개부(271a)는 화소 전극(191) 중 상대적으로 낮은 전압으로 충전되는 제2 부화소 전극(191b)이 배치되는 영역 주변에 형성되기 때문에, 상대적으로 높은 전압으로 충전되는 제1 부화소 전극(191a)이 배치되는 영역 주변에 형성되는 경우 또는 전체 화소 전극(191) 주변 영역에 형성되는 경우에 비하여, 액정 표시 장치의 밝기 저하를 방지할 수 있다.
또한, 공통 전극(270)의 절개부(271a)는 인접한 두 화소 영역에 배치되는 절개부 집합(71, 72, 73, 74a, 74b)과 연결되어 형성될 수도 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 두 부화소 전극(191a, 191b) 중 상대적으로 낮은 전압으로 충전되는 로우 부화소의 주변에 배치되어 있는 데이터선에 대응하는 위치에 개구부를 형성함으로써, 데이터선과 공통 전극 사이의 커플링을 감소하여 화질 저하를 방지함과 동시에, 액정 표시 장치의 휘도 저하를 방지할 수 있다. 또한, 데이터선 위에 공통 전극에 인가되는 공통 전압과 동일한 크기의 전압이 인가되는 차폐 전극을 형성하지 않아, 차폐 전극과 데이터선의 쇼트 불량 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 차폐 전극과 데이터선의 쇼트 불량에 따른 액정 표시 장치의 수율 감소를 방지할 수 있다.
그러면, 본 발명의 한 실험예에 대하여 설명한다.
본 실험예에서는 기존의 액정 표시 장치와 같이, 차폐 전극을 형성한 경우(ref)에 대비하여, 본원 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이 공통 전극의 개구부(271a)를 형성한 경우(exp)에 있어서, 공통 전극의 전압 차이(A), 그리고 데이터선과 공통 전극 사이의 전기장 크기(B)의 상대적 비율을 측정하여, 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 데이터선과 중첩하는 위치에 차폐 전극을 형성하거나, 공통 전극의 개구부(271a)를 형성하는 외에 다른 조건은 동일하였다.
이 때, 데이터선의 가장자리와 공통 전극의 개구부(271a)의 가장자리 사이의 간격이 약 3㎛인 경우(case 1)와, 약 5㎛인 경우(case 2)를 나누어 실험하였다.
Case 1 Case 2
A 98 % 98 %
B 83 % 77 %
위의 표 1을 참고하면, 본원 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이 공통 전극에 개구부(271a)를 형성한 경우(exp), 기존의 액정 표시 장치와 같이, 차폐 전극을 형성한 경우(ref)에 대비하여, 공통 전극에 인가되는 전압의 크기는 약 98%를 유지하고 있어, 공통 전극에 형성되어 있는 개구부(271a)에 따른 전압의 변화는 매우 작음을 알 수 있었다. 또한, 데이터선과 공통 전극 사이의 전기장 크기(B)는 기존의 액정 표시 장치와 같이, 차폐 전극을 형성한 경우(ref)의 약 83% 및 약 77%로 감소하였음을 알 수 있었다. 보다 구체적으로, 데이터선의 가장자리와 공통 전극의 개구부(271a)의 가장자리 사이의 간격을 약 3㎛로 형성한 경우(case 1)에 비하여, 약 5㎛로 크게 형성한 경우(case 2) 데이터선과 공통 전극 사이의 전기장 크기(B)는 더욱 감소하였음을 알 수 있었다. 이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이, 차폐 전극을 형성하지 않고, 공통 전극에 데이터선의 일부와 중첩하는 개구부(271a)를 형성함으로써, 공통 전극에 인가되는 전압의 크기 변화에 영향 없이, 데이터선과 공통 전극 사이의 전기장을 약 20% 이상 감소할 수 있었음을 알 수 있었다.
한편, 데이터선의 가장자리와 공통 전극의 개구부(271a)의 간격이 넓어질수록 액정 표시 장치의 개구율이 감소할 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공통 전극의 개구부(271a)의 경우, 데이터선의 가장자리와 공통 전극의 개구부(271a)의 간격을 약 6㎛ 이하로 형성하기 때문에, 개구율 감소를 줄일 수 있다.
그러면, 도 7을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극의 개구부(271a)에 대하여 설명한다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 열 방향으로 인접하여 배치되어 있는 세 개의 화소 영역(PX1, PX2, PX3)을 포함한다. 공통 전극(270)의 개구부(271a)는 인접한 세 개의 화소 영역(PX1, PX2, PX3) 중, 중앙 화소(PX2)에 데이터 전압을 전달하는 데이터선에 대응하는 위치에는 형성되어 있지 않다. 화소 열에 따라 액정의 극성이 변화하는 액정 표시 장치의 경우, 중앙 화소(PX2)의 극성은 양 쪽의 두 화소(PX1, PX3)와 반대가 된다. 따라서, 세 개의 화소 중 더 많은 극성을 나타내는 양 쪽의 두 화소(PX1, PX3) 중 적어도 하나에 배치되는 공통 전극(270)에 개구부(271a)를 형성함으로써, 양 쪽의 두 화소(PX1, PX3)와 중앙 화소(PX2) 사이의 충전 전압 차이를 줄여, 화소 열을 따라 발생하는 세로 줄 등의 화질 저하를 방지할 수 있다. 또한, 화소 열 방향으로 인접하여 배치되어 있는 세 개의 화소 영역(PX1, PX2, PX3)이 각기 적색, 녹색, 청색을 표시하는 경우, 녹색 화소를 제외한 적색 또는 청색 화소에 배치되는 공통 전극(270)에 개구부(271a)를 형성함으로써, 적색 또는 청색 화소의 표시 품질을 높여, 화면이 녹색화되는 것을 방지할 수도 있다.
그러면, 도 8a 및 도 8b를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 기존과 같이 데이터선 위에 차폐 전극을 형성한 액정 표시 장치의 화질에 대하여 설명한다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 한 실험예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 전자 현미경 사진이다.
본 실험예에서는 다른 모든 조건은 동일하였으며, 기존과 같이 데이터선 위에 차폐 전극을 형성한 경우(Ref)와 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치와 같이, 두 부화소 전극 중 상대적으로 낮은 전압으로 충전되는 로우 부화소의 주변에 배치되어 있는 데이터선에 대응하는 위치에 공통 전극의 개구부를 형성한 경우(Split)에 대해 각 계조별(0~64G)로 화소를 관찰하였다. 도 8a에는 계조(6G) 부터 계조(32G)까지의 결과를 나타내었고, 도 8b에는 계조(36G) 부터 계조(64G)까지의 결과를 나타내었다.
도 8a 및 도 8b를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 기존과 같이 데이터선 위에 차폐 전극을 형성한 액정 표시 장치와 같이, 공통 전극과 데이터선 사이의 커플링에 의한 화질 저하가 발생하지 않았으며, 텍스처나 빛샘 등의 불량이 발생하지 않았음을 알 수 있었다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 기존의 액정 표시 장치와 같이 데이터선 위에 데이터선과 중첩하고 공통 전압과 동일한 크기의 전압이 인가되는 차폐 전극을 형성하지 않고, 두 부화소 전극 중 상대적으로 낮은 전압으로 충전되는 로우 부화소의 주변에 배치되어 있는 데이터선에 대응하는 위치에 개구부를 형성함으로써, 액정 표시 장치의 휘도 저하를 방지할 수 있고, 차폐 전극과 데이터선의 쇼트 불량 발생을 방지할 수 있다.
3: 액정층 100, 200: 표시판
121: 게이트선 124a, 124b, 124c: 게이트 전극
131: 용량 전극선 137: 용량 전극
154a, 154b, 154c: 반도체 163b, 165b: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 173a, 173b, 173c: 소스 전극
175a, 175b, 175c: 드레인 전극 180: 보호막
185a, 185b: 접촉 구멍 191: 화소 전극
220: 차광 부재 230: 색필터
250: 덮개막 270: 공통 전극
271a: 개구부 300: 액정 표시판 조립체
400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부 800: 계조 전압 생성부

Claims (20)

  1. 행렬로 배열되어 있는 복수의 화소를 포함하는 액정 표시 장치로서,
    제1 기판 위에 배치되어 있으며, 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 각각 포함하는 복수의 화소 전극,
    상기 화소 전극에 연결되어 있는 복수의 데이터선,
    상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 위에 배치되어 있으며, 복수의 개구부를 가지는 공통 전극, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있는 액정층을 포함하고,
    상기 복수의 개구부는 상기 제2 부화소 전극에 인접한 부분에 배치되어 있는 상기 데이터선의 일부분에 대응하는 위치에 배치되고
    상기 복수의 화소 중 화소 열 방향으로 인접한 세 개의 화소 중 적어도 하나의 화소에 배치되어 있는 상기 공통 전극은 상기 개구부를 가지지 않는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 부화소 전극에 대응하는 액정층에 충전되는 전압의 크기는 상기 제1 부화소 전극에 대응하는 액정층에 충전되는 전압의 크기보다 작은 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 공통 전극은 복수의 도메인 분할 수단을 가지고,
    상기 개구부는 상기 도메인 분할 수단과 연결되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 개구부를 가지지 않는 화소는 녹색을 표시하는 화소인 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 액정 표시 장치는 하나의 화소 열마다 극성이 변화하도록 구동되는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 박막 트랜지스터,
    상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제2 박막 트랜지스터,
    상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제3 박막 트랜지스터,
    상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 복수의 제1 게이트선,
    상기 제3 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 복수의 제2 게이트선, 그리고
    상기 제3 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 중첩하는 용량 전극을 포함하는 용량 전극선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 공통 전극은 복수의 도메인 분할 수단을 가지고,
    상기 개구부는 상기 도메인 분할 수단과 연결되어 있는 액정 표시 장치.

  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제1 박막 트랜지스터,
    상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제2 박막 트랜지스터,
    상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 복수의 제3 박막 트랜지스터,
    상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 복수의 제1 게이트선,
    상기 제3 박막 트랜지스터에 연결되어 있는 복수의 제2 게이트선, 그리고
    상기 제3 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 중첩하는 용량 전극을 포함하는 용량 전극선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 데이터선의 가장자리와 상기 공통 전극의 상기 개구부의 가장 자리 사이의 간격은 3㎛ 내지 6㎛인 액정 표시 장치.
KR1020110032590A 2011-04-08 2011-04-08 액정 표시 장치 Expired - Fee Related KR101791579B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110032590A KR101791579B1 (ko) 2011-04-08 2011-04-08 액정 표시 장치
US13/199,470 US8804082B2 (en) 2011-04-08 2011-08-31 Liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110032590A KR101791579B1 (ko) 2011-04-08 2011-04-08 액정 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120114814A KR20120114814A (ko) 2012-10-17
KR101791579B1 true KR101791579B1 (ko) 2017-10-31

Family

ID=46965862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110032590A Expired - Fee Related KR101791579B1 (ko) 2011-04-08 2011-04-08 액정 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8804082B2 (ko)
KR (1) KR101791579B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150109544A (ko) 2014-03-19 2015-10-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR102228269B1 (ko) * 2014-07-09 2021-03-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 기판 및 이의 제조 방법
KR20160087022A (ko) * 2015-01-12 2016-07-21 삼성디스플레이 주식회사 표시패널
US11733574B2 (en) 2018-01-05 2023-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, display module, and electronic device
CN111047986B (zh) * 2019-11-27 2021-11-09 南京京东方显示技术有限公司 一种显示面板

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW396289B (en) 1996-10-29 2000-07-01 Nippon Electric Co Liquid crystal display device
KR100322969B1 (ko) 1999-12-22 2002-02-01 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 인-플레인 스위칭 모드 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR100925463B1 (ko) * 2003-02-17 2009-11-06 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
JP4720970B2 (ja) 2003-03-19 2011-07-13 日本電気株式会社 液晶表示装置
KR100961946B1 (ko) * 2003-05-13 2010-06-10 삼성전자주식회사 수직 배향형 액정 표시 장치
KR20050014414A (ko) * 2003-07-31 2005-02-07 삼성전자주식회사 다중 도메인 액정 표시 장치
KR100689312B1 (ko) 2003-11-11 2007-03-08 엘지.필립스 엘시디 주식회사 수평전계방식 액정표시소자 및 그 제조방법
TWI281998B (en) 2004-04-16 2007-06-01 Innolux Display Corp Liquid crystal display device and the method for manufacturing it
KR20060015201A (ko) 2004-08-13 2006-02-16 삼성전자주식회사 어레이 기판과, 이를 갖는 모기판 및 액정표시장치
GB2421833B (en) 2004-12-31 2007-04-04 Lg Philips Lcd Co Ltd Liquid crystal display device and method for fabricating the same
KR20060120917A (ko) 2005-05-23 2006-11-28 삼성전자주식회사 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널
KR101147090B1 (ko) * 2005-06-29 2012-05-17 엘지디스플레이 주식회사 액정표시소자
US7443477B2 (en) * 2005-09-06 2008-10-28 Hannstar Display Corporation In-plane switching liquid crystal display
KR101310309B1 (ko) * 2005-11-18 2013-09-23 삼성디스플레이 주식회사 표시패널
KR100807052B1 (ko) * 2005-11-23 2008-02-25 한국델파이주식회사 자동차용 스티어링 칼럼의 베어링 조립구조
KR100908357B1 (ko) 2006-08-09 2009-07-20 엡슨 이미징 디바이스 가부시키가이샤 횡전계 방식의 액정 표시 패널
KR101353298B1 (ko) 2007-02-02 2014-01-20 삼성디스플레이 주식회사 표시기판, 그 제조방법 및 이를 갖는 표시장치
KR101294731B1 (ko) 2007-06-04 2013-08-16 삼성디스플레이 주식회사 어레이 기판, 이를 갖는 표시패널 및 이의 제조방법
JP4678031B2 (ja) 2008-01-11 2011-04-27 ソニー株式会社 液晶装置および電子機器
KR101499229B1 (ko) * 2008-04-07 2015-03-05 삼성디스플레이 주식회사 색필터를 포함하는 표시 장치
KR101303424B1 (ko) * 2008-06-12 2013-09-05 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치와 그 구동방법
KR20100005883A (ko) * 2008-07-08 2010-01-18 삼성전자주식회사 어레이 기판 및 이를 갖는 액정표시장치
KR20100012080A (ko) 2008-07-28 2010-02-05 삼성전자주식회사 어레이 기판, 이의 제조방법 및 이를 갖는 액정표시장치
KR101592015B1 (ko) * 2009-03-05 2016-02-05 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR101592014B1 (ko) * 2009-03-10 2016-02-19 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20120257155A1 (en) 2012-10-11
KR20120114814A (ko) 2012-10-17
US8804082B2 (en) 2014-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101592015B1 (ko) 액정 표시 장치
US8416168B2 (en) Liquid crystal display
JP5511911B2 (ja) アクティブマトリクス基板及び液晶表示装置
US9568796B2 (en) Liquid crystal display and manufacturing method thereof
US8355090B2 (en) Liquid crystal display having reduced kickback effect
KR20090092415A (ko) 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치
JP7012419B2 (ja) 液晶表示装置
KR101791579B1 (ko) 액정 표시 장치
KR101582947B1 (ko) 액정 표시 장치
JP5514418B2 (ja) 液晶表示装置
KR101430623B1 (ko) 액정표시장치
US9625780B2 (en) Liquid crystal display
TW201531780A (zh) 顯示面板
KR20160124290A (ko) 액정 표시 장치
KR20160128550A (ko) 액정 표시 장치
US20150185534A1 (en) Liquid crystal display
US8724042B2 (en) Twisted nematic liquid crystal display device
US10896649B2 (en) Liquid crystal display panel
KR100623443B1 (ko) 멀티 도메인 액정 표시소자
US20160109765A1 (en) Curved display device
WO2019153299A1 (zh) 一种显示屏及终端设备
JP2020074002A (ja) 液晶表示装置
TWI716676B (zh) 顯示面板
JP2008203676A (ja) 液晶表示装置
KR100885017B1 (ko) 액정 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20110408

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20120913

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20160405

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20110408

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170428

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20170926

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20171024

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20171024

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201005

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210927

Start annual number: 5

End annual number: 5

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20240804