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KR102315816B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR102315816B1
KR102315816B1 KR1020150032646A KR20150032646A KR102315816B1 KR 102315816 B1 KR102315816 B1 KR 102315816B1 KR 1020150032646 A KR1020150032646 A KR 1020150032646A KR 20150032646 A KR20150032646 A KR 20150032646A KR 102315816 B1 KR102315816 B1 KR 102315816B1
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는 제1 기판 상에 배치된 복수의 공통 전극 배선, 복수의 공통 전극 상에 배치된 제1 평탄화층, 제1 평탄화층 상에 배치된 복수의 데이터 배선, 복수의 데이터 배선 상에 배치된 제2 평탄화층 및 제2 평탄화층 상에 배치된 복수의 분리된 공통 전극을 포함하고, 분리된 공통 전극들 사이에는 개구부가 구성되고, 공통 전극 배선 및 데이터 배선은 개구부에서 서로 중첩되도록 배치되고, 개구부와 인접한 서브-화소들 간의 색혼합을 저감시키도록, 공통 전극 배선의 폭이 데이터 배선의 폭보다 넓게 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공통 전극 배선에 따른, 색혼합(color wash-out) 문제를 저감할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 표시 장치 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러 가지 다양한 평판 표시 장치에 대해 박형화, 경량화 및 저 소비 전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다. 이 같은 평판 표시 장치의 대표적인 예로는 플라즈마 표시 장치(plasma display panel device: PDP), 전계방출 표시 장치(field emission display device: FED), 전기습윤 표시 장치(electro-wetting display device: EWD), 액정 표시 장치(organic light emitting display device: OLED) 및 액정 표시 장치(liquid crystal display device: LCD) 등이 있다.
액정 표시 장치는 경량 박형으로 제조 가능하고, 소비 전력, 색 재현력(color gamut), 해상도, 및 시야각(viewing angle) 측면에서도 우수한 장점이 있기 때문에 다양한 전자 제품들에 광범위하게 채택되고 있다.
이러한 액정 표시 장치에 화소 전극과 공통 전극이 구비되어 액정을 제어하도록 구성되나, 공통 전극은 투명 도전성 전극으로, 일반적으로 전기적 저항이 높은 특징이 있다. 따라서 공통 전극에 인가되는 전압을 제어하기 어려운 문제가 있었다.
[관련기술문헌]
1. 액정표시장치 및 그의 구동 방법 (한국특허출원번호 제 10-2006-0086244호)
본 발명의 발명자는 액정 표시 장치에 다양한 부가 기능을 구현하기 위해서, 공통 전극을 복수 개로 분리하고, 각각의 분리된 공통 전극들을 제어하기 위한 다양한 연구 및 개발을 지속적으로 하여 왔다. 공통 전극이 복수의 영역으로 분리되고, 분리된 공통 전극을 제어하도록 구성된 공통 전극 배선이 구비된 액정 표시 장치의 구조는, 종래의 액정 표시 장치보다 더 복잡하고, 제조 공정의 난이도 또한 종래의 액정 표시 장치보다 더 높다.
분리된 공통 전극의 형상과 공통 전극 배선의 배치에 따라서 액정 표시 장치에 구현되는 다양한 부가 기능의 성능이 달라질 수 있으며, 영상 품위가 저하될 수 있다. 구체적으로 빛샘(light leakage) 또는 색혼합(color wash-out, 탈색, 혼색) 등의 현상이 발생하여 액정 표시 장치의 영상 품위가 저하될 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 신규한 분리된 공통 전극 형상 및 공통 전극 배선 구조를 제공함으로써, 액정 표시 장치에 부가된 부가 기능의 성능을 향상시키고, 빛샘 또는 색혼합 문제를 저감하여 영상 품위를 향상시킬 수 있는 신규한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 배면과 상면의 가시광선 반사율이 상이한 공통 전극 배선 구조를 제공함으로써, 외광 명암비(ambient contrast ratio; ACR)가 향상될 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 기생 커패시턴스(parastitic-capacitance)을 저감시킬 수 있는 신규한 공통 전극 배선 구조를 제공함으로써 부가 기능의 성능을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 분리된 공통 전극들 사이의 개구부에서 전기장 생성을 추가적으로 보상해줄 수 있는 보조 공통 전극을 제공함으로써, 빛샘 또는 색혼합 문제가 더 저감될 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판 상에 배치된 복수의 공통 전극 배선, 복수의 공통 전극 상에 배치된 제1 평탄화층, 제1 평탄화층 상에 배치된 복수의 데이터 배선, 복수의 데이터 배선 상에 배치된 제2 평탄화층 및 제2 평탄화층 상에 배치된 복수의 분리된 공통 전극을 포함하고, 분리된 공통 전극들 사이에는 개구부가 구성되고, 공통 전극 배선 및 데이터 배선은 개구부에서 서로 중첩되도록 배치되고, 개구부와 인접한 서브-화소들 간의 색혼합을 저감시키도록, 공통 전극 배선의 폭이 데이터 배선의 폭보다 넓게 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 폭은 개구부의 폭보다 넓도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 개구부의 폭은 3㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 일부는 개구부와 인접한 분리된 공통 전극 각각의 일부와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 단면의 폭은 개구부의 폭보다 적어도 1㎛ 이상 더 넓은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정 표시 장치는 컬러필터 및 블랙 매트릭스가 배치된 제2 기판을 더 포함하고, 블랙 매트릭스는 개구부에서 공통 전극 배선과 서로 중첩되도록 배치되고, 블랙 매트릭스는 공통 전극 배선의 폭보다 넓게 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 폭은 블랙 매트릭스의 폭의 60% 내지 90%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 평탄화층은 무기물로 이루어지고, 제2 평탄화층은 유기물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 평탄화층은 적어도 0.8㎛ 두께로 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)로 이루어지고, 제2 평탄화층은 적어도 1㎛ 두께로 포토 아크릴(photo acryic) 또는 폴리 이미드(polyimid)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정 표시 장치는 분리된 공통 전극 상에 배치된 절연층 및 절연층 상에 배치된 화소 전극 및 보조 공통 전극을 더 포함하고, 보조 공통 전극은 개구부에 배치되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 보조 공통 전극은 인접한 분리된 하나의 공통 전극과 전기적으로 서로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 보조 공통 전극의 폭은 개구부의 폭보다 좁게 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 보조 공통 전극의 폭은 3㎛ 내지 4㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 개구부의 폭은 5.5㎛ 내지 6.5㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 분리된 공통 전극은 셀프-커패시턴스(self-capacitance)의 변화를 감지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 공통 전극 배선은 복수의 데이터 배선과 동일한 방향으로 연장되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 공통 전극 배선 및 복수의 데이터 배선은 주변 영역에 배치된 데이터 구동부에 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선은 가시광선 반사율이 서로 다른 금속층들이 적층된, 두 개 이상의 층으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 최하측에 배치된 금속층의 가시광선 반사율은 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 가시광선 반사율보다 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층은 탄소, 질소 또는 산소 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층은 질화 구리(CuNx)로 이루어지며, 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 두께는 적어도 250Å 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 최하측에 배치된 금속층의 폭은 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 폭보다 넓은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 폭은 데이터 배선의 폭과 동일한 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 컬러필터 기판, 어레이 기판 및 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하도록 구성된 액정패널, 컬러필터 기판의 서브-화소들을 구분하도록 구성된 블랙 매트릭스 및 어레이 기판 상에 배치되며, 블랙 매트릭스에 의해 구분된 서브-화소들간의 색혼합(color-washout)을 저감시키는 색혼합(color-washout) 저감층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정 표시 장치는 어레이 기판 상에 복수의 분리된 공통 전극들을 더 포함하며, 색혼합 저감층은 복수의 분리된 공통 전극들 사이에 구성된 개구부와 중첩하여 배치되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 색혼합 저감층은 분리된 공통 전극들을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 색혼합 저감층은 적어도 0.8㎛ 이상의 두께를 가지는 무기 평탄화막에 의해서 분리된 공통 전극들과 이격되어, 기생 커패시턴스을 저감하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 액정층 방향의 색혼합 저감층의 가시광선 반사율이 액정층 반대 방향의 색혼합 저감층의 가시광선 반사율보다 더 낮도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 색혼합 저감층의 단면은 테이퍼를 가지는 계단형상인 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 신규한 분리된 공통 전극 형상 및 공통 전극 배선 구조를 제공함으로써, 액정 표시 장치에 부가된 부가 기능의 성능을 향상시키고, 빛샘 또는 색혼합 문제를 저감하여 영상 품위를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 배면과 상면의 가시광선 반사율이 상이한 공통 전극 배선 구조를 제공함으로써, 외광 명암비(ambient contrast ratio; ACR)가 향상될 수 있다.
본 발명은 기생 커패시턴스(parastitic-capacitance)를 저감시킬 수 있는 신규한 공통 전극 배선 구조를 제공함으로써 부가 기능의 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 분리된 공통 전극들 사이의 개구부에서 전기장 생성을 추가적으로 보상해줄 수 있는 보조 공통 전극을 제공함으로써, 빛샘 또는 색혼합 문제가 더 저감될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하는 분해 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 어레이 기판을 개략적으로 설명하는 등가 회로도이다.
도3은 본 발명의 도1에 도시된 액정 표시 장치의 X 영역의 평면도이다.
도4는 도3에 도시된 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 X 영역의 평면도이다.
도6은 도5에 도시된 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다.
도7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다.
도8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 개략적으로 설명하는 분해 사시도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는 광원부(102) 및 액정 패널(104)을 포함한다. 액정 패널(104)의 일면은 광원부(102)의 발광면과 대응되도록 배치된다.
도1을 참조하여 광원부(102)에 대하여 자세히 설명한다. 광원부(102)는 적어도 광원회로부(106), 광원(108), 반사판(110), 광학시트(112) 및 지지부(114)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지형(edge-type) 광원부(102)가 도시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 엣지형 광원부(102)는 도광판(116)을 더 구비하고, 이에 따라 엣지형 광원부(102)는 광원(108)이 도광판(116)의 적어도 일 측면에 배치된 구조를 갖는다. 광원부(102)는 액정 표시 장치(100)가 대형화 될 때, 광원(108)의 개수를 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한 액정 표시 장치(100)가 소형화 될 때, 도광판(116)의 두께를 최소화하여, 액정 표시 장치(100)의 두께를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
광원회로부(106)는 광원(108)에 전기 신호를 공급하는 기능을 수행한다. 엣지형 광원부의 경우, 광원회로부(106)는 막대(bar)형태의 형상일 수 있으며, 광원회로부(106) 상에 복수의 광원(108)이 소정의 간격으로 이격되어 일렬로 실장 된다. 광원회로부(106)는 인쇄회로기판, 전기배선 또는 커넥터 등의 부품으로 구성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
광원(108)에는 다양한 종류의 광원이 적용될 수 있다. 예를 들면, 광원(108)에는 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 또는 형광등(fluorescent lamp) 등이 적용될 수 있다. 이때, 광원(108)은 백색 광을 내도록 구성된 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 광원(108)의 스펙트럼은 황록색(yellow-green)과 청색 파장을 대역으로 구성되거나, 적색, 녹색 및 청색 파장 대역을 가지도록 구성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서는, 광원(108)에 형광 물질, 퀀텀닷(quantum dot) 또는 나노-크리스탈(nano-crystal) 등이 더 포함되는 것도 가능하다. 이때, 광원(108)의 발광 대역은 청색 파장 대역을 가지도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 광원(108)의 청색 파장 대역의 광이 퀀텀닷 또는 나노-크리스탈에 의해서 적색 파장 대역의 광 및 녹색 파장 대역의 광으로 변환된다. 따라서 백색광을 구현하면서 동시에 넓은 대역의 색 재현율(wide color gamut)을 달성할 수 있는 장점이 있다.
도광판(116)의 입광면은 광원(108)의 발광 방향에 대응되도록 배치된다. 도광판(116)은 가시광선에 대하여 투명하면서 전반사 특성을 있는 물질로 구성된다. 바람직하게, 도광판(116)에는 유리 또는 아크릴 수지 등이 적용될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
도광판(116)이 유리일 경우, 열 팽창(thermal expansion) 정도가 작고, 박형 제조가 가능하다. 따라서, 도광판(116)의 두께를 최소화 하여 액정 표시 장치(100)의 두께를 최소화 할 수 있으며, 도광판(116)을 지지하는 지지부(114) 설계 시 열 팽창에 대한 설계 공차를 최소화하여 베젤(bezel) 폭을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도광판(116)이 아크릴 수지 중 PMMA(poly methyl methacrylate)일 경우, 가시광선 투과율이 유리보다 높기 때문에, 광원부(102)의 광 효율이 증가될 수 있는 장점이 있다.
도광판(116)의 배면에는 도광판(116)에 입광되어 전반사되는 광의 전반사를 산란시킬 수 있는, 산란 패턴이 형성된다. 산란 패턴은 점(dot)형태일 수 있으며, 다양한 형태의 패턴으로 구성될 수 있다. 산란 패턴의 밀도는 광원(108)의 위치를 고려하여 도광판(116)의 영역에 따라 다르게 형성한다. 예를 들어, 산란 패턴의 밀도는 광원(108)에서 멀어질수록 증가하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 도광판(116)은 산란 패턴에 의해서 액정 패널(104) 방향으로 빛을 균일하게 제공할 수 있는 장점이 있다.
몇몇 실시예에서는, 도광판(116)의 적어도 일면에 형광 물질 층, 퀀텀닷(quantum-dot) 층 또는 나노-크리스탈(nano-crystal) 층이 더 배치되는 것도 가능하다. 이때, 광원(108)은 청색 광을 내도록 구성된 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 따르면, 광원(108)으로부터의 청색 파장 대역의 광이 도광판(116)에 배치된 퀀텀닷 또는 나노-크리스탈에 의해서 적색 파장 대역의 광 및 녹색 파장 대역의 광으로 변환된다. 따라서 넓은 대역의 색 재현율(wide color gamut)을 달성할 수 있는 장점이 있다.
반사판(110)은 도광판(116)의 배면에 배치된다. 반사판(110)은 광원(108)에서 발광된 광의 일부가 반사판(110)으로 향할 때, 이러한 광을 액정 패널(104) 방향으로 반사시켜서, 액정 표시 장치(100)의 휘도를 향상 시키는 기능을 수행한다. 반사판(110)의 가시광선 반사율은 90%이상이 되도록 구성되는 것이 바람직하다. 반사판(110)은 거울반사 특성 또는 산란반사 특성을 가지도록 구성될 수 있다.
광학시트(112)는 광원부(102) 상측부에 배치되어 광원부(102)에서 액정 패널(104)로 입사되는 광의 균일도 및 휘도를 향상시키는 기능을 수행한다. 엣지형 광원부의 경우, 광학시트(112)는 도광판(116)과 액정 패널(104) 사이에 배치된다.
광학시트(112)는 액정 표시 장치(100)의 휘도 균일도를 향상시키는 확산시트, 액정 표시 장치(100)의 휘도를 증가시키는 프리즘시트, 또는 확산시트와 프리즘시트가 통합된 복합 광학시트 등으로 구성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않으며, 광학시트(112)는 하나 이상의 광학 시트로 구성될 수 있다.
지지부(114)는 광원회로부(106), 광원(108), 반사판(110) 및 광학시트(112)를 지지하는 기능을 수행한다. 지지부(114)는 플라스틱으로 구성될 수 있다. 지지부(114)는 광원(108) 및 도광판(116)의 측면을 둘러싸도록 구성된다. 단 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서는, 액정 표시 장치(100)의 지지부(114)의 열 팽창 정도를 저감하기 위해서, 지지부(114)가 유리 섬유를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서는, 액정 표시 장치(100)의 지지부(114)가 박형화되고 경량화되기 위해서, 접착테이프 또는 양면 접착테이프만으로 광원회로부(106), 광원(108), 반사판(110) 또는 광학시트(112)를 지지하도록 구성될 수 있다.
엣지형 광원부(102)는 액정 표시 장치(100)가 대형화 될 때, 광원(108)의 개수를 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한 액정 표시 장치(100)가 소형화 될 때, 도광판(116)의 두께를 최소화하여, 액정 표시 장치(100)의 두께를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
몇몇 실시예에서는, 직하형(direct-type) 광원부가 구성될 수 있다. 직하형 광원부의 광원은 발광 방향이 액정 패널을 향하도록 구성되기 때문에, 엣지형에 비해서 광원의 개수가 상대적으로 많이 배치된다. 특히 각각의 광원들을 제어하는 구동 회로에 의해서 각각의 광원들은 개별적으로 구동될 수 있기 때문에, 로컬 디밍 구동(local dimming driving)을 통한 우수한 명암비(contrast ratio)를 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한 직하형 광원은 액정 패널에 고밀도의 광원을 직접 공급할 수 있기 때문에, 고 휘도의 역동적인 영상, 예를 들어 HDR(high dynamic range)을 구현할 수 있는 장점이 있다.
몇몇 실시예에서는, 액정 표시 장치(100)의 광원부(102)가 제거된 형태로 구성될 수 있다. 이때 액정 표시 장치(100)는 광원부(102)대신 주변 광(ambient light)을 이용하도록 구성된다. 주변 광에는 태양광 또 외부 조명 등이 있으며, 특히 주변 광이 광원으로 사용될 때는, 액정 표시 장치(100)가 주변 배경을 투영할 수 있는 시-스루 표시 장치(see-through display device)로 구현할 수 있다.
도1을 참조하여 액정 패널(104)에 대하여 개략적으로 설명한다. 액정 패널(104)은 스스로 빛을 발광하지 않는 수동형 소자이다. 따라서 액정 패널(104)은 광원부(102)로부터 광원을 공급받도록 광원부(102)의 일면에 대응되어 배치된다. 그리고 액정 패널(104)은 광원부(102)에서 광을 공급받아서 영상을 표시하는 기능을 수행한다.
액정패널(104)은 적어도 제1 편광필름(118), 제1 기판(120), 액정층(122), 제2 기판(124), 제2 편광필름(126) 및 실링 부재(128)를 포함한다.
액정 패널(104)의 제1 기판(120)은 화소 영역(AA) 및 주변 영역(PA)으로 구분될 수 있다. 화소 영역(AA)에는 적어도 적색 서브-화소, 녹색 서브-화소 및 청색서브-화소(PXL)들을 포함하는 복수의 서브-화소(PXL)가 배치되어 영상을 표시하도록 구성된다. 주변 영역(PA)은 화소 영역(AA)을 둘러싸도록 구성된다. 주변 영역(PA)에는 화소 영역(AA)의 각각의 서브-화소(PXL)들을 구동하기 위해 필요한 다양한 회로들이 배치된다. 본 발명에서 서브-화소(PXL)란 액정 표시 장치(100)의 화소 영역(AA)에서 최소 단위로 영상을 표시 할 수 있는 영역을 의미한다. 서브-화소(PXL)는 영상을 표시하는데 필요한 다양한 구성 요소들을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서는, 액정 패널(104)이 백색, 적색, 녹색 및 청색 서브-화소(PXL)들로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 액정 패널(104)이 적색, 녹색, 청색 및 녹색 서브-화소(PXL)들로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 액정 패널(104)이 적색, 녹색, 청색 및 노란색 서브-화소(PXL)들로 구성될 수 있다.
각각의 서브-화소(PXL)들의 광 투과율(%)은 외부로부터 입력된 영상 신호에 따라서 각각 조절되도록 구성된다. 각각의 서브-화소(PXL)들의 조절된 광 투과율에 따라서, 광원부(102)에서 액정 패널(104)로 입사된 광의 밝기가 조절되어, 액정 패널(104)의 화소 영역(AA)에 영상으로 표시된다.
제1 편광필름(118)은 제1 기판(120)의 배면에 배치되어, 광원부(102)에서 제1 기판(120)으로 입사되는 광을 편광시키는 기능을 수행한다. 제1 편광필름(118)은 액정 패널(104)의 화소 영역(AA) 및 적어도 일부의 주변 영역(PA)을 덮도록 구성된다. 제1 편광필름(118)은 접착층에 의해서 제1 기판(120)의 배면에 접착되도록 구성될 수 있다. 이 때 접착층은 가압 접착층(pressure sensitive adhesive; PSA)일 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
제2 편광필름(126)은 제2 기판(120)의 상면에 배치되어, 제2 기판(124)을 투과한 광을 편광시키는 기능을 수행한다. 제2 편광필름(126)은 액정 패널(104)의 화소 영역(AA) 및 적어도 일부의 주변 영역(PA)을 덮도록 구성된다. 제2 편광필름(126)은 접착층에 의해서 제2 기판(124)의 상면에 접착되도록 구성될 수 있다. 이 때 접착층은 가압 접착층(pressure sensitive adhesive; PSA)일 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서는, 제1 편광필름(126) 또는 제2 편광필름(126)은 필름 형태가 아닌, 다른 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 기판에 편광 필름을 대신하여, 요오드 물질이 코팅되어 편광 기능을 수행할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.
제1 기판(120)은 제1 편광필름(118)을 통과해서 제1 기판(120)으로 입사된, 편광된 광의 편광축을 회전 시키도록 구성된 액정층(122)을 제어하는 기능을 수행한다. 편광된 광의 편광축의 회전 정도는 각각의 서브-화소(PXL)들에 입력된 영상 신호에 대응되도록 구성된다. 편광된 광의 편광축을 제어하기 위해서, 제1 기판(120)에는 각각의 서브-화소(PXL)들에 전기장을 생성하여 액정층(122)을 제어할 수 있는 구성 요소들이 배치된다. 각각의 서브-화소(PXL)들에서 생성되는 전기장의 세기는 영상 신호에 대응되도록 구성된다. 본 발명에서 액정층(122)을 제어할 수 있는 구성 요소들이 배치된 기판을 어레이 기판으로 정의한다.
제1 기판(120)에 대하여 보다 상세히 설명한다. 제1 기판(120)의 화소 영역(AA)에는 복수의 서브-화소(PXL)를 구성하는 구성 일부가 배치된다. 그리고 화소 영역(AA)에는 복수의 분리된 공통 전극(138)이 배치되어 있다. 도1을 다시 참조하여 설명하면, 복수의 서브-화소(PXL)는 화소 영역(AA)에 48개 배치되어 있고 복수의 분리된 공통 전극(138)은 4개 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 각각의 분리된 공통 전극(138)은 12개의 서브-화소(PXL)들과 중첩되도록 배치 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 각각의 분리된 공통 전극(138)과 각각의 대응되는, 예를 들어 12개의 서브-화소(PXL)들이 중첩되는 영역에서 저장 커패시터(storage capacitor; Cs)가 구성된다. 부연 설명하면, 각각의 분리된 공통 전극(138)상에 배치된 12개의 서브-화소(PXL)는 적색, 녹색 및 청색 서브-화소(PXL)로 구분될 수 있다. 또 다른 예를 들어 설명하면, 하나의 서브-화소(PXL)는 가로 20㎛ 세로 60㎛의 크기로 형성될 수 있으며, 하나의 분리된 공통 전극(138)은 가로 5000㎛ 세로 5000㎛의 크기로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 하나의 분리된 공통 전극(138)은 적어도 20,000개 이상의 서브-화소(PXL)들과 중첩될 수 있다. 단 서브-화소(PXL)와 분리된 공통 전극(138)의 크기 및 개수는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 이에 제한되지 않는다.
제1 기판(120)의 주변 영역(PA)에는 게이트 구동부(142), 데이터 구동부(144) 및 연성 회로 기판(148)이 배치된다.
게이트 구동부(142)는 복수의 게이트 배선(130)들에 제어 신호를 인가하여, 화소 영역(AA)내의 서브-화소(PXL)들에 영상 신호가 인가될 수 있도록, 각각의 서브-화소(PXL)들을 활성화 시키는 기능을 수행하도록 구성된다.
데이터 구동부(144)는 입력된 디지털(digital) 영상 신호가 화소 영역(AA)내의 서브-화소(PXL)들에 인가될 수 있도록, 영상 신호 및 제어 신호들의 시간 간격 및 주파수 주기 등을 정밀하게 제어한다.
연성 회로 기판(148)은 디지털 영상 신호를 입력 받아 데이터 구동부(144)에 전달하는 기능을 수행하도록 구성된다.
제1 기판(120)은 반도체, 금속 배선, 유기물 또는 무기물 등의 증착에 적합한 물질로 형성된다. 예를 들어, 제1 기판(120)에는 내열성 및 내화학성이 우수한, 유리 또는 폴리이미드(Polyimide) 등의 플라스틱이 적용될 수 있다.
액정층(122)은 제1 기판(120)과 제2 기판(124)사이에 배치되어, 제1 기판(120)의 화소 전극(136)들과 분리된 공통 전극(138)들에 의해서 생성된 전기장에 의해서 제어되는 특징을 가진다,
따라서 제1 편광필름(118)에 의해서 편광된 광의 편광축은 액정층(122)의 회전에 의해서 회전된다. 이때 액정층(122)에 의한 회전 정도는 각각의 서브-화소(PXL)들에 생성된 전기장의 세기에 대응되도록 구성된다.
그리고 액정층(122)에 의해서 편광축이 회전된 광은 제2 편광필름(126)에 의해서 흡수된다. 이때 제2 편광필름(126)에 의해서 흡수되는 정도는 액정층(122)의 회전 정도에 따라서 결정된다.
액정층(122)은 유동성(fluidity)과 같은 액체의 성질과 장거리 질서(long range order)와 같은 고체의 성질을 동시에 지니는, 액체와 고체의 중간상태에 있는 액정 분자를 포함하는 층을 의미한다. 액정 분자는 예를 들어, 막대모양의 구조를 하고 있다. 액정 분자는 장축에 평행한 방향과 수직한 방향에 따라 서로 다르게 나타나는 이방성(anisotropic)의 성질을 갖는다. 액정 분자는 장축 방향의 유전율(ε||)과 장축에 수직인 방향의 유전율(ε⊥)이 다른 유전율 이방성을 갖는다.
실링 부재(128)는 액정층(122)의 측면을 둘러싸도록 구성된다. 액정층(122)은 흐름성이 있기 때문에, 실링 부재(128)에 의해서 제1 기판(120)과 제2 기판(124) 사이에서 밀봉되도록 구성된다. 또한 실링 부재(128)는 제1 기판(120)과 제2 기판(124)이 안정적으로 고정될 수 있게 지지한다. 실링 부재(128)는 열 또는 자외선에 의해서 경화될 수 있다. 실링 부재(128)는 열 및 자외선에 의해서 경화될 수 있다. 실링 부재(128)는 제1 기판(120) 또는 제2 기판(124)에 구성될 수 있다.
제2 기판(124)은 제1 기판(120)에서 생성된 전기장에 의해서 제어된 액정층(120)을 통과한, 편광된 광에 색상을 구현하는 기능을 수행한다. 색상을 구현하기 위해서, 제2 기판(124)에는 각각의 서브-화소(PXL)에 대응되는 컬러필터가 배치된다. 본 발명에서 색상을 구현할 있는 구성 요소들이 배치된 기판을 컬러필터 기판으로 정의한다.
제2 기판(124)은 반도체, 금속 배선, 유기물 또는 무기물 등의 증착에 적합한 물질로 형성된다. 예를 들어, 제2 기판(124)에는 내열성 및 내화학성이 우수한, 유리 또는 폴리이미드(Polyimide) 등의 플라스틱이 적용될 수 있다.
도2를 참조하여 제1 기판(120)에 회로적인 특징들에 대하여 자세히 좀더 상세히 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 어레이 기판을 개략적으로 설명하는 등가 회로도이다.
주변 영역(PA)에는 적어도 패드부(140), 게이트 구동부(142) 및 데이터 구동부(144)가 배치된다.
패드부(140)는 주변 영역(PA)의 적어도 일 측면에 배치된다. 패드부(140)상에는 합착 부재가 배치된다. 합착 부재로서 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film; ACF)이 사용된다. 특히 일반적인 납땜(soldering) 합착 방식은 고온을 발생시키기 때문에, 액정 표시 장치(100)에 적용하기에 어려움이 있다. 따라서 합착 부재로는 일반적인 납땜보다 발열이 적은 이방성 도전 필름을 합착 부재로 사용하는 것이 바람직하다. 이방성 도전 필름에는 도전성 입자들이 분산되어 열과 압력에 의해 합착되도록 구성된다. 이때 이방성 도전 필름은 패드부(140)와 합착되는 회로 부품 사이에서 접착력을 유지하고, 분산된 도전성 입자들은 패드부(140)와 합착된 회로 부품을 서로 전기적으로 연결시킨다. 단 합착 부재는 이에 제한되지 않는다.
패드부(140)상에는 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board; FPCB; 148)이 합착된다. 상술한 구성에 따르면, 액정 표시 장치(100)는 연성 인쇄 회로 기판(148)을 통하여 외부로부터 영상 신호를 입력받을 수 있게 된다.
다만, 패드부(140)는 이에 제한되지 않으며, 연성 케이블(flexible cable) 또는 반도체 칩(semiconductor chip) 등의 회로 부품들이 합착 부재에 의해서 합착될 수 있는 모든 영역을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.
데이터 구동부(144)는 액정 표시 장치(100)의 주변 영역(PA)의 적어도 일 측면에 배치되도록 구성된다. 데이터 구동부(144)는 외부 시스템으로부터 디지털(digital) 영상 신호, 다양한 기준 전압 및 다양한 제어 신호를 입력 받아서, 액정 패널(104)의 화소 영역(AA)에 영상이 표시되도록 액정 패널(104)을 제어하는 기능 및 부가 기능을 수행하도록 구성된다.
데이터 구동부(144)는 외부로부터 영상 신호 또는 부가 기능을 구현하기 위한 제어 신호를 전달 받도록 구성된다. 상술한 기능을 수행하기 위해서 데이터 구동부(144)는 배선들을 통해서 패드부(140)와 전기적으로 연결되도록 구성된다.
데이터 구동부(144)는 화소 영역(AA)에 영상 신호를 인가하도록 구성된다. 상술한 기능을 수행하기 위해서 데이터 구동부(144)는 화소 영역(AA)내의 서브-화소(PXL)들과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 구체적으로, 데이터 구동부(144)는 복수의 데이터 배선(132)들을 통해서 서브-화소(PXL)들과 전기적으로 연결되도록 구성된다.
데이터 구동부(144)는 게이트 구동부(142)를 제어하도록 구성된다. 상술한 기능을 수행하기 위해서 데이터 구동부(144)는 배선들을 통해서 게이트 구동부(142)와 전기적으로 연결되도록 구성된다.
데이터 구동부(144)는 프로세서(processor), 메모리(memory), 룩업 테이블(look-up table), 버퍼(buffer), 감마(gamma) 전압 제어부 및 전력 제어부 등의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 데이터 구동부(144)는 하나의 반도체 칩으로 구성되나, 이에 제한되지 않고, 복수의 반도체 칩으로 구성되는 것도 가능하다.
데이터 구동부(144)는 입력된 디지털 영상 신호가 액정 패널(104)에 표시될 수 있도록, 영상 신호 및 제어 신호들의 시간 간격 및 주파수 주기 등을 정밀하게 제어한다. 데이터 구동부(144)에서 출력되는 다양한 신호들은, 극성 반전 신호(polarity inversion signal; INV), 감마 전압(gamma voltage), 게이트 하이 전압(gate high voltage; VGH), 게이트 로우 전압(gate low voltage; VGL), 게이트 스타트 펄스(gate start pulse; GSP), 게이트 아웃 인에이블(gate out enable; GOE) 및 도트 클럭(dot clock) 등이 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
데이터 구동부(144)는 감마 전압을 생성하여, 외부로부터 입력된 디지털 영상 신호를 아날로그 전압으로 변환한다. 즉 감마 전압은 디지털 영상 신호를 아날로그(analogue) 영상 신호로 변환할 때 사용되는 기준 전압이다. 감마 전압은 예를 들어, 8-비트(bit) 계조를 가지는 디지털 영상 신호를 표시하기 위해서 256개의 아날로그 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않으며, 감마 전압은 다양한 비트의 계조로 구성될 수 있다. 예를 들어 감마 전압은 10-비트 계조를 가지는 디지털 영상 신호를 표시하기 위하여 1024개의 아날로그 전압을 생성하도록 구성되는 것도 가능하다.
데이터 구동부(144)는 게이트 하이 전압 및 게이트 로우 전압을 생성하여 게이트 구동부(142)에 공급한다. 게이트 하이 전압 및 게이트 로우 전압은 화소 영역(AA)의 서브-화소(PXL)들의 박막 트랜지스터(134)를 온-오프(on-off)하기 위한 전압이다.
데이터 구동부(144)는 극성 반전 신호를 생성하여 감마 전압의 극성을 제어한다. 극성 반전 신호는 소정의 시간 동안 액정층(122)에 인가되는 전기장의 극성이 반전되도록 하여, 액정층(122)이 손상되는 것을 방지하는 기능을 수행하는 신호이다. 극성 반전 신호에 따라서, 영상 신호의 극성은 기 설정된 주기에 따라서 바뀌도록 구성된다. 즉 영상 신호의 극성은 기 설정된 주기에 따라, (+) 전압 또는 (-)전압으로 변환된다.
데이터 구동부(144)는 공통 전극 제어 신호를 생성하여 분리된 공통 전극(138)들에 인가되는 전압을 제어하도록 구성된다. 상술한 기능을 수행하기 위해서 데이터 구동부(144)는 화소 영역(AA)내의 분리된 공통 전극(138)들과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 구체적으로, 데이터 구동부(144)는 복수의 공통 전극 배선(132)들을 통해서 분리된 공통 전극(138)들과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 공통 전극 제어 신호는 소정의 시간 동안 서브-화소(PXL)에 영상을 표시하기 위한 전압을 인가하고, 또 다른 소정의 시간 동안 서브-화소(PXL)에 부가 기능을 구현하기 위한 전압을 인가하도록 구성될 수 있다.
이하에서는, 분리된 공통 전극(138)들을 가지는 액정 표시 장치(100)에서 구현될 수 있는 다양한 부가 기능들에 대하여 간단히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분리된 공통 전극(138)들을 가지는 액정 표시 장치(100)에 의하면, 분리된 공통 전극들이 터치 전극의 기능을 수행하여, 셀프-커패시턴스(self-capacitance)의 변화를 감지할 수 있는, 터치 감지 기능이 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분리된 공통 전극(138)들을 가지는 액정 표시 장치(100)에 의하면, 분리된 공통 전극(138)들이 개별 구동하여, 특정 분리된 공통 전극(138)의 소비 전력을 저감할 수 있는, 저전력 기능이 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분리된 공통 전극(138)들을 가지는 액정 표시 장치(100)에 의하면, 분리된 공통 전극(138)들이 개별 구동하여, 액정의 급격한 회전이 필요할 때, 예를 들어 저계조에서 고계조로 영상이 변환될 때, 응답 속도를 빠르게 하기 위해서, 특정 분리된 공통 전극(138)과 대응되는 화소 전극(136)간의 전위차를 소정의 시간 동안 증가시킬 수 있는, 오버 드라이빙(over-driving) 기능이 구현될 수 있다.
본 발명은 상술한 예시들에 제한되지 않으며, 다양한 구동 알고리즘에 따라서 다양한 부가 기능들이 구현되는 것도 가능하다.
몇몇 실시예에서는, 공통 전극 제어 신호를 생성할 수 있는 공통 전극 제어부가 데이터 구동부(144)로부터 별도로 분리되어 구성되는 것도 가능하다. 상술한 구성에 따르면, 데이터 구동부(144)는 종래의 상용화된 데이터 구동부를 적용할 수 있는 장점이 있다.
몇몇 실시예에서는, 데이터 구동부(144)는 제1 기판(120)의 주변 영역(PA)에 실장되지 않고, 연성 인쇄 회로 기판(148), 또는 연성 케이블(flexible cable) 등에 COF(chip on film)형태로 실장될 수 있다. 그리고 데이터 구동부(144)가 실장된 연성 인쇄 회로 기판 또는 연성 케이블 등이 제1 기판(120)의 패드부(140)에 합착되도록 구성되는 것도 가능하다.
게이트 구동부(142)는 액정 표시 장치(100)의 주변 영역(PA)의 적어도 일 측면에 배치되도록 구성된다. 게이트 구동부(142)는 데이터 구동부(144)로부터 다양한 제어 신호를 입력 받아서, 액정 패널(104)의 화소 영역(AA)에 영상이 표시되도록 액정 패널(104)을 제어하는 기능을 수행하도록 구성된다.
게이트 구동부(142)는 복수의 게이트 배선(130)들에 제어 신호를 인가하여, 화소 영역(AA)내의 복수의 박막 트랜지스터(134)를 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태로 변환시키는 기능을 수행하도록 구성된다. 구체적으로, 게이트 배선(130)들에 게이트 하이 전압 또는 게이트 로우 전압을 인가하여, 게이트 배선(130)들과 전기적으로 연결된 각각의 박막 트랜지스터(134)들의 상태를 변환한다.
상술한 기능을 수행하기 위해서 게이트 구동부(142)는 복수의 게이트 배선(130)들과 전기적으로 연결되도록 구성된다.
게이트 구동부(142)로부터 인가된 신호에 의해서 복수의 박막트랜지스터(134)가 온 상태로 변환되면, 영상 신호는 화소 전극(136)에 입력될 수 있다. 상술한 기능을 수행하기 위해서, 게이트 구동부(142)는 적어도 버퍼(buffer), 레벨 쉬프터(level shifter) 및 쉬프트 레지스터(shift register)를 포함하도록 구성된다.
게이트 구동부(142)는 패널 내장형 방식의 게이트 구동부(gate-driver in panel)로 구성된다. 패널 내장형 방식의 게이트 구동부는, 제1 기판(120)상에 형성된 박막 트랜지스터(134)와 동일한 공정으로 형성되어 주변 영역(PA)에 배치되도록 구성된다.
몇몇 실시예에서는, 게이트 구동부(142)는 소정의 채널 수를 가지는 반도체 칩으로 구성되어, COF(chip on film) 또는 COG(chip on glass)형태로 제1 기판(120)의 주변 영역(PA)에 실장되도록 구성되는 것도 가능하다.
화소 영역(AA)에는 적어도 복수의 게이트 배선(130), 복수의 데이터 배선(132), 복수의 박막 트랜지스터(134), 복수의 화소 전극(136), 분리된 공통 전극(138), 복수의 저장 커패시터(Cs) 및 복수의 제1 공통 전극 배선(146)이 배치된다. 도2에 도시된 복수의 저장 커패시터(Cs)는 도1에 도시된 각각의 분리된 공통 전극(138)과 각각의 서브 화소(PXL)를 구성하는 화소 전극(136)들이 중첩되어 형성되다.
게이트 배선(130)은 화소 영역(AA)의 제1 방향으로 연장되도록 구성된다. 도2에서 X-축이 제1 방향으로 도시되어 있다. 도2에서 게이트 배선(130)은 예를 들어 4개 배치되어 있으나, 게이트 배선(130)의 개수는 이에 제한되지 않으며, 화소 영역(AA)내에 배치되는 서브-화소(PXL)의 개수에 따라서 변경될 수 있다.
게이트 배선(130)은 전기적으로 저항이 낮은 금속물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 게이트 배선(130)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등의 금속으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
데이터 배선(132)은 화소 영역(AA)의 제2 방향으로 연장되도록 구성된다. 도2에서 Y-축이 제2 방향으로 도시되어 있다. 도2에서 데이터 배선(132)은 예를 들어 12개 배치되어 있으나, 데이터 배선(132)의 개수는 이에 제한되지 않으며, 화소 영역(AA)내에 배치되는 서브-화소(PXL)의 개수에 따라서 변경될 수 있다.
데이터 배선(132)은 전기적으로 저항이 낮은 금속물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 게이트 배선(130)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등의 금속으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
박막 트랜지스터(134)는 게이트 배선(130)과 데이터 배선(132)의 교차점 주변에 배치된다. 박막 트랜지스터(134)와 연결된 게이트 배선(130)에 게이트 구동 신호가 인가되면, 박막 트랜지스터(134)는 오프 상태에서 온 상태로 변환된다.
화소 전극(136)은 박막 트랜지스터(134)의 일단과 전기적으로 연결되도록 배치된다. 화소 전극(136)은 박막 트랜지스터(134)가 온 상태일 때, 데이터 배선(132)으로부터 영상 신호를 입력 받도록 구성된다.
저장 커패시터(Cs)의 일단은 화소 전극(136)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 저장 커패시터(Cs)의 타단은 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 도1에서 각각의 분리된 공통 전극(138)이 12개의 화소 전극(136)과 중첩되도록 도시되었기 때문에, 도2에서 12개의 저장 커패시터(Cs)의 타단은 하나의 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결된 것으로 도시된다.
따라서 하나의 분리된 공통 전극(138)에 공통 전압이 인가되면, 대응되는 12개의 저장 커패시터(Cs)의 타단에 해당 공통 전압이 인가된다. 부연 설명하면, 서로 다른 4개의 공통 전압이 화소 영역(AA)의 4개 구역에 각각 인가될 수 있다. 단 저장 커패시터(Cs)의 개수는 이에 제한되지 않으며, 하나의 분리된 공통 전극(138)내에 배치된 화소 전극(136)의 개수에 따라서 변경될 수 있다.
제1 공통 전극 배선(146)은 화소 영역(AA)의 제2 방향으로 연장되도록 구성된다. 도2에서 제1 공통 전극 배선(146)은 예를 들어 12개 배치되어 있으나, 제1 공통 전극 배선(146)의 개수는 이에 제한되지 않으며, 화소 영역(AA)내에 배치되는 서브-화소(PXL)의 개수에 따라서 변경될 수 있다.
복수의 제1 공통 전극 배선(146) 중 소정의 제1 공통 전극 배선(146)은 하나의 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결된다.
다시 도2를 참조하면, 좌측에서 첫 번째부터 세 번째 제1 공통 전극 배선(146)들은 화소 영역(AA)의 좌측 상단에 배치된, 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결된다. 좌측에서 네 번째부터 여섯 번째 제1 공통 전극 배선(146)들은 화소 영역(AA)의 좌측 하단에 배치된, 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결된다. 좌측에서 일곱 번째부터 열 번째 제1 공통 전극 배선(146)들은 화소 영역(AA)의 우측 상단에 배치된, 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결된다. 좌측에서 열한 번째부터 열두 번째 제1 공통 전극 배선(146)들은 화소 영역(AA)의 우측 하단에 배치된 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결된다. 상술한 구성에 따르면, 각각의 분리된 공통 전극(138)들은 각각의 제1 공통 전극 배선(146)들에 의해서 각각 개별적으로 구동될 수 있으며, 각각의 분리된 공통 전극(138)들에 서로 다른 전압을 인가하도록 구성될 수 있는 장점이 있다.
제1 공통 전극 배선(146)은 전기적으로 저항이 낮은 금속물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 공통 전극 배선(146)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등의 금속으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
이하에서는, 도3을 참조하여 도1의 제1 기판(120)의 X 영역에 대하여 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 도1에 도시된 액정 표시 장치의 X 영역의 평면도이다. X 영역에는 8개의 서브-화소(PXL)가 배치되어 있다.
게이트 배선(130)은 제1 방향으로 연장되어 배치된다. 데이터 배선(132)은 제2 방향으로 연장되어 배치된다. 제1 공통 전극 배선(146)은 제2 방향으로 연장되어 배치된다. 단 이에 제한되지 않으며, 게이트 배선(130)은 제2 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 데이터 배선(132)은 제1 방향으로 연장될 수 있다.
바람직하게는, 제1 공통 전극 배선(146)은 데이터 배선(132)과 동일한 방향으로 연장되어 배치되도록 한다. 상술한 구성에 따르면, 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132)이 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132)이 데이터 구동부(144)에 연결될 경우, 데이터 구동부(144)는 분리된 공통 전극(138)과 화소 전극(136)에 소정의 전압을 각각 공급할 수 있는 장점이 있다. 박막 트랜지스터(134)는 게이트 배선(130)과 데이터 배선(132)의 교차점 주변에 배치된다. 화소 전극(136)은 게이트 배선(130)과 데이터 배선(132)의 교차에 의해서 구획된 영역에 배치된다. 또는 화소 전극(136)이 이웃하는 화소 전극(136)과 게이트 배선(130) 또는 데이터 배선(132)을 공유하는 경우에는 화소 전극(136)은 화소 영역(AA)에 배치될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
박막 트랜지스터(134)는 게이트 전극(G), 소스 전극(S), 드레인 전극(D) 및 채널부(C)를 포함하도록 구성된다. 게이트 배선(130)은 채널부(C)와 서로 전기적으로 절연되면서 서로 중첩되도록 구성된다. 채널부(C)는 예를 들어, 비 정질 실리콘(a-Si), 저온 결정화 실리콘(low temperature poly silicon; LTPS) 또는 산화물 반도체(oxide-semiconductor) 등의 물질로 형성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
박막 트랜지스터(134)의 게이트 전극(G)은 게이트 배선(130)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 박막 트랜지스터(134)의 게이트 전극(G)에 게이트 구동 신호가 인가되면, 게이트 전극(G)과 중첩되도록 배치된 채널부(C)는 오프 상태에서 온 상태로 변환될 수 있다. 박막 트랜지스터(134)가 온 상태일 때, 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)은 도체 상태인 채널부(C)에 의해서 서로 전기적으로 도통된 상태가 된다. 박막 트랜지스터(134)가 오프 상태일 때, 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)은 부도체 상태인 채널부(C)에 의해서 서로 전기적으로 절연된 상태가 된다.
박막 트랜지스터(134)의 소스 전극(S)은 데이터 배선(132)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 박막 트랜지스터(134)가 온 상태일 때, 영상 신호는 데이터 배선(132)을 통해서 박막 트랜지스터(134)의 소스 전극(S)에서 드레인 전극(D)으로 인가된다.
박막 트랜지스터(134)의 각각의 전극들을 연결하기 위해서 각각의 절연층에 컨택홀(contact-hole)을 형성할 수 있다.
화소 전극(136)은 박막 트랜지스터(134)의 드레인 전극(D)과 전기적으로 연결되도록 구성된다. 따라서 각각의 화소 전극(136)에는 외부로부터 입력된 영상 신호에 대응되는 전압이 인가될 수 있다.
화소 전극(136)은 제2 방향으로 구성된 적어도 2개의 립(rib) 또는 제2 방향으로 구성된 적어도 하나의 슬릿(slit)을 포함하도록 구성된다. 도3을 참조하면, 일 예로, 3개의 립 또는 2개의 슬릿을 포함하도록 구성된 화소 전극(136)이 도시된다. 단 이에 제한되지 않으며, 화소 전극(136)은 분리된 공통 전극(138)과 수평 전계가 가능한 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 도3에서는 화소 전극(136)을 직선 형상으로 도시하였으나, 적어도 하나의 밴딩 부분이 있는 지그재그(zig-zag) 형상으로 구성하는 것도 가능하다.
분리된 공통 전극(138)들 각각은 복수개의 화소 전극(136)과 중첩되도록 배치된다. 화소 전극(136) 및 분리된 공통 전극(138)은 광학적으로 투명한 성질을 가지도록 구성된다. 구체적으로, 화소 전극(136) 및 분리된 공통 전극(138)은 투명 전극으로 구성된다. 예를 들어, 투명 전극은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), SnO2(tin oxide), ZnO(zinc oxide) 또는 그래핀(graphene) 등의 물질 중에서 선택될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다. 도3에서는 공통 전극(138)을 사각형 형상으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 구성에 따르면, 화소 전극(136) 및 분리된 공통 전극(138)은 투명한 특성을 가지기 때문에 광원부(102)에서 입사되는 광을 투과시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 화소 전극(136)과 공통 전극(138)은 서로 중첩될 수 있다.
화소 전극(136)과 공통 전극(138)이 서로 중첩되는 영역은 영상 신호를 저장하는 저장 커패시터(Cs)의 기능을 수행한다. 또한 이러한 경우 별도의 금속성 저장 커패시터를 형성하지 않아도 되기 때문에, 광원이 투과할 수 있는 면적을 증가시켜, 개구율(aperture ratio)을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
각각의 제1 공통 전극 배선(146)과 각각의 데이터 배선(132)은 서로 중첩되도록 배치된다. 이때 제1 공통 전극 배선(146)의 폭은 데이터 배선(132)의 폭보다 넓게 구성된다. 보다 바람직하게는 제1 공통 전극 배선(146)의 중앙에 데이터 배선(132)이 배치되어 제2 방향으로 연장되도록 구성된다. 상술한 구성에 따르면, 광원부(102)의 시점에서 데이터 배선(132)은 제1 공통 전극 배선(146)에 의해서 거의 가려지게 된다. 따라서 데이터 배선(132)에 의한 개구율 저하를 최소화 수 있는 장점이 있다.
몇몇 실시예에서는, 데이터 배선(132)과 제1 공통 전극 배선(146)이 직선이 아닌 다양한 형상으로 구성되는 것도 가능하다. 특히 화소 전극(136)의 형상이 직사각형이 아닌 경우 화소 전극(136)의 형상에 대응되도록 데이터 배선(132)과 제1 공통 전극 배선(146)의 형상이 결정될 수 있다. 예를 들어, 시야각 개선을 위해서 화소 전극의 형상이 지그재그(zig-zag) 형상 또는 수직이 아닌 사선 형상으로 구성될 경우, 데이터 배선과 제1 공통 전극 배선은 지그재그(zig-zag) 형상 또는 수직이 아닌 사선 형상으로 구성될 수 있다. 이때 제1 공통 전극 배선의 중앙에 데이터 배선이 배치되어 연장되도록 구성되는 것이 바람직하다.
다시 도3을 참조하면, X 영역의 중앙에서 제2 방향으로 각각의 분리된 공통 전극(138)들 사이에 형성된 개구부가 도시된다. 이하 도4를 참조하여 개구부에 배치된 데이터 배선(132) 및 제1 공통 전극 배선(146)의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
도4는 도3에 도시된 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다. 도4를 참조하여 도1의 X 영역에 대응되는 액정 패널(104)의 절단면 A-A’에 대하여 상세히 설명한다.
액정 패널(104)은 제1 편광필름(118), 제1 기판(120), 제1 공통 전극 배선(146), 제1 평탄화층(156), 제1 절연층(154), 데이터 배선(132), 제2 절연층(158), 제2 평탄화층(160), 분리된 공통 전극(138), 제3 절연층(168), 화소-전극(136), 제1 배향막(150), 액정층(122), 제2 배향막(152), 제3 평탄화층(166), 컬러필터(164), 블랙 매트릭스(162), 제2 기판(124) 및 제2 편광필름(126)을 포함한다.
제1 편광판(118)은 제1 기판(120)의 배면에 배치된다. 제1 편광판(118)에 대한 중복설명은 이하 생략한다.
제1 기판(120)상에는 제1 공통 전극 배선(146)이 배치된다. 제1 기판(120)에 대한 중복 설명은 이하 생략한다.
제1 공통 전극 배선(146)상에는 제1 평탄화층(156)이 배치된다. 제1 공통 전극 배선의 단면은 제2폭(W2)을 가지도록 구성된다.
제1 평탄화층(156)상에는 제1 절연층(154)이 배치된다. 제1 평탄화층(156)은 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132)을 전기적으로 절연시킨다.
제1 평탄화증(156)은 분리된 공통 전극 전극(138)들을 가지는 액정 표시 장치(100)가 구현하고자 하는 부가 기능이 원활하게 구현될 수 있도록 몇 가지 특징을 동시에 가지도록 구성된다.
첫째, 제1 평탄화층(156)은 무기물이면서 평탄한 특징을 가진다.
둘째, 제1 평탄화층(156)은 적어도 두께가 0.8㎛ 이상이 되도록 구성된 특징을 가진다.
상술한 특징들을 가지는 제1 평탄화층(156)을 구현하기 위해서, 제1 평탄화층(156)은 겔(gel) 형태의 실리콘이 제1 기판(120)상에 도포되어 평탄화되는 제조 방법인 SOG(silicon on glass) 방식으로 형성되어야 한다. 예를 들어, 제1 평탄화층(156)은 SOG 방식에 의해서 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 물질로 10,000Å의 두께로 평탄하게 형성 될 수 있다.
부연 설명하면, 가장 일반적인 증착법인 기상화학증착법(chemical vapor deposition; CVD)에 의해서 증착된 무기물층의 상면은 평탄하지 않고 컨포멀(conformal)한 특성을 가진다. 따라서 기상화학증착법에 의해서는 평탄화 특성을 가지는 무기물층을 형성하는데 어려움이 있다.
제1 평탄화층(156)이 무기물이면서 평탄해야 되는 이유는, 제1 평탄화층(156) 상에 박막 트랜지스터(134)가 배치되기 때문이다. 박막 트랜지스터(134)가 배치되는 표면이 평탄하지 않으면, 박막 트랜지스터(134)의 성능이 상이해지거나, 불량이 발생할 수 있다. 만약 평탄화층이 유기물일 경우, 박막 트랜지스터 형성 시 평탄화층이 손상될 수 있다.
제1 평탄화층(156)의 두께가 적어도 8,000Å 이상이 되어야 하는 이유는, 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132)의 기생 커패시턴스를 저감시키기 위해서이다. 구체적으로 설명하면, 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132)이 서로 중첩되기 때문에, 배선의 폭과 길이에 비례하여, 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132) 사이의 기생 커패시턴스가 증가하게 된다. 하지만 제1 평탄화층(156)의 두께가 적어도 0.8㎛ 이상일 경우, 기생 커패시턴스의 크기를 상당히 저감시킬 수 있다. 만약 기생 커패시턴스의 크기가 클 경우, 데이터 배선(132)을 통해서 인가되는 화소 전극(136)에 영상 신호가 정확하게 인가되지 않을 수 있다. 따라서 영상 품위가 저감될 수 있다. 또한 분리된 공통 전극(138)에 공통 전압이 정확하게 인가되지 않을 수 있다. 따라서 부가 기능이 원활하게 구현되지 않을 수 있다.
제1 절연층(154)상에 데이터 배선(132)이 배치된다. 도4에 도시되지 않았지만, 제1 절연층(154) 게이트 배선(130)과 데이터 배선(132)을 전기적으로 절연시킨다. 예를 들어, 제1 절연층(154)은 게이트 절연막이 될 수 있다. 다만 게이트 배선(130)은 A-A’ 절단면에 배치되지 않기 때문에 도4에서 도시되지 않는다. 부연 설명하면, 도4에 도시되지 않았지만, 제1 절연층(154)상에 채널부(C)가 배치된다.
제1 절연층(154)은 무기물로 형성된다. 예를 들어, 제1 절연층(154)에는 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 알루미늄(Al2O3) 등이 적용될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
데이터 배선(132)은 제1 절연층(154)상에 배치된다. 데이터 배선(132)의 단면은 제3폭(W3)을 가지도록 구성된다.
제1 공통 전극 배선(146)의 배선 저항은 데이터 배선(132)의 배선 저항보다 낮도록 구성된다. 상세히 설명하면, 액정 표시 장치(100)의 하나의 분리된 공통 전극(138)의 면적은 하나의 화소 전극(136)의 면적보다 상당히 크도록 구성된다. 전극의 면적이 커질수록, 전극과 연결된 배선이 감당해야 하는 로드(load)가 전극의 면적에 비례하여 증가하게 된다. 따라서 하나의 분리된 공통 전극(138)과 연결된 제1 공통 전극 배선(146)의 배선 저항은 데이터 배선(132)의 배선 저항보다 낮도록 구성되어야 한다. 만약 제1 공통 전극 배선(146)의 배선 저항이 충분히 낮지 않을 경우, 액정 표시 장치(100)가 구현하고자 하는 부가 기능이 원활히 구현 되지 않을 수 있다.
배선 저항에 대해서 보다 상세히 설명하면, 각각의 배선은 고유한 도전 물질로 구성된다. 각각의 도전 물질은 고유 저항(resistivity; ρ)을 가진다. 그리고 배선 저항은 고유 저항(ρ)과 배선의 길이(line length; L), 배선의 두께(line thickness; T), 및 배선의 단면의 폭(line width; W)에 의해서 결정된다. 배선 저항 계산 방법은 수학식 1에 의해서 계산될 수 있다.
[수학식 1]
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수학식 1을 참조하면, 제1 공통 전극 배선(146)의 배선 저항이 저감되기 위해서 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)은 데이터 배선(132)의 단면의 폭(W3)보다 넓어야 한다. 상술한 구성에 따르면, 제1 공통 전극 배선(146)은 분리된 공통 전극(138)의 로드(load)를 감당할 수 있게 된다.
또한 제1 공통 전극 배선(146)의 두께를 증가시키지 않으면서 배선 저항을 저감시킬 수 있는 장점이 있다. 특히 제1 공통 전극 배선(146)의 두께가 증가되면, 데이터 배선(132)과의 거리가 가까워지기 때문에, 기생 커패시턴스가 증가될 수 있다.
만약 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132)의 위치가 바뀌게 되면, 제1 공통 전극 배선(146)의 일부와 분리된 공통 전극(138)의 일부가 서로 중첩되게 된다. 따라서 제1 공통 전극 배선(146)과 데이터 배선(132) 사이의 기생 커패시턴스가 동일하더라도, 제1 공통 전극 배선(146)과 분리된 공통 전극(138) 간의 기생 커패시턴스가 증가하게 되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 제1 공통 전극 배선(146)은 데이터 배선(132)보다 아래쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 단 이에 제한되지 않는다.
따라서 상술한 문제점들을 고려하면, 제1 공통 전극 배선(146)은 데이터 배선(132)보다 아래쪽에 배치되어야 하고, 데이터 배선(132)은 박막 트랜지스터(134)와 연결되어야 하기 때문에, 제1 공통 전극 배선(146)은 박막 트랜지스터(134)보다 아래쪽에 배치되어야 한다.
제1 공통 전극 배선(146)은 제1 절연층(154), 제1 평탄화층(156), 제2 절연층(158) 및 제2 평탄화층(160)을 관통하도록 구성된 적어도 하나의 컨택홀에 의해서 분리된 공통 전극(138)과 전기적으로 연결되도록 구성된다.
제2 절연층(158)은 데이터 배선(132)상에 배치된다. 제2 절연층(158)은 박막 트랜지스터(134)를 보호하기 위한 구성이나, 반드시 필요한 구성은 아니다. 따라서 제2 절연층(158)이 제거되는 것도 가능하다.
제2 절연층(158)은 무기물로 형성된다. 예를 들어, 제2 절연층(158)에는 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 알루미늄(Al2O3) 등이 적용될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
데이터 배선(132)상에 제2 평탄화층(160)이 배치된다. 제2 평탄화층(160)은 유전율(ε)이 낮은 유기물로 구성된 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 제2 평탄화층(160)은 유전율이 낮은 포토 아크릴(photo-acrylic) 또는 폴리이미드(polyimide)로 1㎛이상 두께로 형성될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
분리된 공통 전극(138)은 제2 평탄화층(160)상에 배치된다. 분리된 공통 전극(138)들은 소정의 거리로 이격되어 배치된다. 분리된 공통 전극(138)이 형성되지 않은 영역은 개구부로 정의될 수 있다. 개구부의 단면의 폭(W4)은 데이터 배선(132)의 단면의 폭(W3)보다 넓도록 구성된다. 상술한 구성에 따르면, 분리된 공통 전극(138)과 데이터 배선(132)이 중첩되지 않기 때문에, 데이터 배선(132)과 분리된 공통 전극(138) 사이의 기생 커패시턴스가 저감될 수 있는 장점이 있다.
몇몇 실시예에서는, 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)이 개구부의 단면의 폭(W4)보다 넓도록 구성될 수 있다. 특히 이러한 경우, 제1 공통 전극 배선(146)은 제1 평탄화층(156) 및 제2 평탄화층(160)의 두께만큼 분리된 공통 전극(138)과 이격되기 때문에, 제1 공통 전극 배선(146)이 분리된 공통 전극(138)과 중첩되더라도, 기생 커패시턴스는 저감될 수 있는 장점이 있다. 따라서 공통 전극 배선(146)의 일부는 개구부와 인접한 분리된 공통 전극(138) 각각의 일부와 중첩되도록 배치될 수 있다. 또한 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)은 개구부의 폭(W4)보다 적어도 1㎛ 이상 더 넓게 구성되는 것도 가능하다. 이러한 경우 공통 전극 배선(146)의 배선 저항이 낮아질 수 있으며, 두께 또한 더 얇아질 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서는, 데이터 배선(132)과 제1 공통 전극 배선(146)의 배치가 서로 바뀌도록 구성될 수 있다. 단 이러한 경우, 데이터 배선(132)의 단면의 폭(W3)은 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)보다 넓어야 한다. 그리고 개구부의 단면의 폭(W4)은 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)보다 넓어야 한다.
제3 절연층(168)은 분리된 공통 전극(138)들 및 개구부를 덮도록 배치된다.
제3 절연층(168)은 무기물로 형성된다. 예를 들어, 제3 절연층(168)에는 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 알루미늄(Al2O3) 등이 적용될 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다. 부연 설명하면, 각각의 절연층들에 의해서 전기적으로 절연된 배선들을 전기적으로 연결시킬 때, 각각의 절연층들을 관통하는 컨택홀들이 형성될 수 있다.
화소 전극(136)은 제3 절연층(168)상에 배치된다. 따라서 화소 전극(136)과 분리된 공통 전극(138)은 제3 절연층(168)에 의해서 전기적으로 절연된다. 그리고 화소 전극(136)과 분리된 공통 전극(138)에 인가되는 전압에 의해서 전기장이 생성된다.
하지만 개구부에는 공통 전극(138)이 존재하지 않는다. 따라서 개구부 영역에 생성되는 전기장의 세기는 공통 전극(138)이 존재하는 영역에 생성되는 전기장의 세기와 다르게 된다. 따라서 개구부 영역에서 액정의 제어가 용이하지 않게 된다. 결과적으로 편광된 광의 편광축 제어가 용이하지 않게 된다. 따라서 개구부 영역에서 빛샘 또는 색혼합 문제가 발생할 수 있게 된다. 특히 정면보다 측면 시야각에서 빛샘 또는 색혼합 문제가 더욱더 커질 수 있다.
색혼합이란 광원부(120)에서 공급된 광이 화소 전극(136)과 대응되는 컬러필터(164)를 투과하지 않고, 인접한 컬러필터(164)를 투과하는 경우 발생한다.
색혼합에 대하여 도4를 참조하여 상세히 설명하면, 개구부를 중심으로, 우측에 인접한 화소 전극(136)에 인가된 영상 신호에 의해서 편광축이 제어된 광원은, 해당 화소 전극(136)과 수직하여 배치된 컬러필터(162)를 투과하여야 색상을 표시할 수 있다. 만약 개구부를 중심으로, 우측에 인접한 화소 전극(136)에 인가된 영상 신호에 의해서 편광축이 제어된 광원이, 개구부를 중심으로 좌측에 배치된 컬러필터(162)를 투과할 경우 색상이 혼합되어 영상의 품위가 저하되게 된다.
상술한 색혼합 문제를 저감하기 위해서 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)은 데이터 배선(132)의 단면의 폭(W3)보다 넓도록 구성된다.
상술한 구성에 따르면, 제1 공통 전극 배선(146)은 개구부를 중심으로 반대 방향에 배치된 컬러필터(162)로 입사되는 광원을 차단할 수 있는 효과가 있다. 또한 앞에서 설명하였듯이, 제1 공통 전극 배선(146)의 배선 저항이 저감될 수 있기 때문에, 분리된 공통 전극(138)의 로드(load)를 감당할 수 있는 추가적인 효과도 있다. 또한 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)이 넓어질 경우, 제1 공통 전극 배선(146)의 두께도 좀더 얇아질 수 있기 때문에, 데이터 배선(132)과의 이격 거리가 멀어지게 되므로 기생 커패시턴스가 저감될 수 있는 추가적인 효과도 있다.
즉 데이터 배선(132)의 단면의 폭(W3)보다 넓은 폭을 가지도록 구성된 제1 공통 전극 배선(146)은 색혼합 저감층으로서의 기능을 수행할 수 있다.
부연 설명하면, 다양한 실험을 통해서 개구부의 단면의 폭(W4)이 대략 3㎛이상일 경우, 액정 표시 장치(100)에 색혼합 정도가 상당히 증가되는 것으로 판단되었다. 따라서 개구부의 단면의 폭(W4)이 3㎛이상일 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 색혼합 저감층 구조를 적용하는 것이 바람직하다. 단 이에 제한되지 않는다.
이때 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 중앙은 데이터 배선(132)의 단면의 중앙과 수직 방향으로 정렬되도록 배치되는 것이 바람직하다. 상술한 구성에 따르면, 데이터 배선(132)이 제1 공통 전극 배선(146)의 중앙에 배치되기 때문에, 단면을 기준으로, 액정 표시 장치(100)의 좌측과 우측 방향의 시야각 특성이 서로 동일해질 수 있는 장점이 있다. 만약, 데이터 배선(132)이 좌측 또는 우측 방향으로 이동되어 배치될 경우, 액정 표시 장치(100)의 좌측과 우측 방향에서의 시야각 특성이 비대칭이 되는 문제가 발생할 수 있다.
제1 배향막(150)은 화소 전극(136) 상에 배치된다. 액정층(122)은 제1 배향막(150)상에 배치된다. 제2 배향막(152)은 액정층(122)상에 배치된다. 액정층(122)은 액정의 정렬을 위해서, 제1 배향막(150) 및 제2 배향막(152)과 직접 접촉되도록 구성된다. 즉 액정층(122)은 제1 배향막(150)과 제2 배향막(152) 사이에 배치되도록 구성된다.
제1 배향막(150) 및 제2 배향막(152)은 자외선(ultra-violet)을 이용한 비접촉 배향법으로 형성되는 것이 바람직하다. 상술한 구성에 따르면, 제1 배향막(150) 및 제2 배향막(152)의 표면의 폴리머(polymer) 사슬들은 한 방향으로 정렬된다. 그리고 정렬된 배향막의 폴리머 체인과 액정층(122)간의 화학적 상호작용에 의해서 액정층(122)의 액정도 정렬된다. 특히 이러한 경우, 정렬된 액정의 선 경사각(pre-tilt angle; θ)이 실질적으로 0°가 되기 때문에 시야각 비대칭 또는 색혼합이 저감될 수 있는 장점이 있다. 특히 제1 기판(120) 상에 화소 전극(136) 및 분리된 공통 전극(138)이 배치되어 수평 전계 전기장을 생성하도록 구성되고, 제1 배향막(150) 및 제2 배향막(152)이 자외선을 이용한 비접촉 배향법으로 형성되어 선 경사각이 실질적으로 0°가 될 때, 액정 표시 장치(100)의 시야각 비대칭 또는 색혼합이 효과적으로 저감될 수 있는 장점이 있다.
바람직하게는, 액정층(122)은 N형(negative type) 액정이다. N형 액정은 장축 방향의 유전율(ε||)이 장축에 수직인 방향의 유전율(ε⊥)보다 작은 것을 특징으로 한다. 그리고 액정층(122)의 두께 또는 액정층(122)의 셀갭(cell-gap)이 2.8㎛ 내지 3.3㎛로 구성된다. 보다 더 바람직하게는 셀갭이 3㎛로 구성된다. 단 이에 제한되지 않는다.
상술한 구성에 따르면, P형(positive type) 액정에 비해서, 액정층(122)의 최대 투과율이 증가하여 액정 표시 장치(100)의 최대 휘도 및 명암비가 증가하면서 동시에 응답속도가 빨라질 수 있는 장점이 있다. 부연 설명하면, N형 액정의 경우, 셀갭이 3.4㎛ 이상일 경우, 액정층(122)의 응답속도가 상대적으로 느려질 수 있으며, 셀갭이 2.8㎛ 이하일 경우, 편광된 광의 편광축 제어가 원활하지 않을 수 있다. 단 이에 제한되지 않는다.
제2 배향막(152)상에 제3 평탄화층(166)이 배치된다. 제3 평탄화층(166)상에는 컬러필터(164)가 배치된다. 제3 평탄화층(166)은 컬러필터(164)가 가지는 단차를 평탄화시키는 기능을 수행한다. 특히 제3 평탄화층(166)이 평탄하지 않을 경우, 제2 배향막(152) 또한 평탄하지 않게 된다. 따라서 액정층(122)의 배열을 어긋나게 하여, 액정 표시 장치(100)의 영상 품위를 저하시킬 수 있다.
도4에 도시된 컬러필터(164)는 서로 다른 해칭으로 도시되어 있다. 서로 다른 해칭의 의미는, 각각의 컬러필터가 서로 다른 적색, 녹색 및 청색 파장 대역을 가지도록 구성된 것을 의미한다.
컬러필터(164) 상에는 블랙 매트릭스(162)가 배치된다. 블랙 매트릭스(162)는 액정 표시 장치(100)의 서브-화소(PLX)들을 구분시키는 기능을 수행한다. 블랙 매트릭스(162)의 단면의 폭(W1)은 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)보다 넓게 구성된다. 특히 블랙 매트릭스(162)의 단면의 폭(W1)이 제1 공통 전극 배선의 단면의 폭(W2)보가 좁을 경우, 측면 시야각에서 제1 공통 전극 배선(146)이 시인될 수 있다. 또는 외광이 제1 공통 전극 배선(146)에 반사되어 외광 명암비가 저감되는 문제가 발생할 수 있다.
부연 설명하면, 다양한 실험을 통해서 공통 전극 배선(146)의 단면의 폭(W2)이 블랙 매트릭스(162)의 단면의 폭(W1)의 60% 내지 90%일 때, 측면 시야각에서 제1 공통 전극 배선(146)이 시인되는 문제가 최소화되는 것으로 판단되었다. 단 이에 제한되지 않는다.
이때 블랙 매트릭스(162)의 단면의 중앙은 제1 공통 전극 배선(146)의 단면의 중앙과 수직 방향으로 정렬되도록 배치되는 것이 바람직하다. 상술한 구성에 따르면, 블랙 매트릭스(162)가 제1 공통 전극 배선(146)의 중앙에 배치되기 때문에, 단면을 기준으로, 액정 표시 장치(100)의 좌측과 우측 방향의 시야각 특성이 서로 동일해질 수 있는 장점이 있다.
그리고 블랙 매트릭스(162)는 개구부에서 공통 전극 배선(146)과 서로 중첩되도록 배치된다.
블랙 매트릭스(162) 상에는 제2 기판(124)이 배치된다. 제2 기판(124)에 대한 중복 설명은 이하 생략한다. 제2 기판(124) 상에는 제2 편광필름(126)이 배치된다. 제2 편광필름(126)에 대한 중복 설명은 이하 생략한다.
도5 내지 도6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(500)에 대하여 설명한다.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 X 영역의 평면도이다. 도6은 도5에 도시된 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다. 설명의 편의를 위해 액정 표시 장치(500)의 광원부(102)는 생략하여 도시한다.
액정 표시 장치(500)는 데이터 배선(132)상에 보조 공통 전극(510)이 더 배치되도록 구성된다. 이때 보조 공통 전극(510)은 개구부에 배치되도록 구성된다. 그리고 보조 공통 전극(510)은 제3 절연층(168)상에 배치되도록 구성된다. 즉 보조 공통 전극(510)은 화소 전극(136)과 동일한 물질로 형성된다. 그리고 보조 공통 전극(510)의 단면의 폭(W5)은 개구부의 단면의 폭(W4)보다 좁게 구성된다. 상술한 구성에 따르면, 보조 공통 전극(510)이 개구부에서 화소 전극(136)과의 전기장 형성에 도움을 주는 효과가 있다. 따라서 색혼합 현상이 더욱 더 저감될 수 있는 장점이 있다.
또한 보조 공통 전극(510)은 인접한, 분리된 하나의 공통 전극(138)과 전기적으로 서로 연결되도록 구성될 수 있다. 보조 공통 전극(510)과 분리된 하나의 공통 전극(138)은 컨택홀을 형성하여 연결시킬 수 있다. 특히 보조 공통 전극(510)과 분리된 하나의 공통 전극(138)이 서로 전기적으로 연결되면, 해당 보조 공통 전극(510)은 분리된 하나의 공통 전극(138)과 동일한 전압을 인가받을 수 있다.
부연 설명하면, 다양한 실험을 통해서 개구부의 단면의 폭(W4)이 대략 5.5㎛ 내지 6.5㎛일 경우, 보조 공통 전극(510)의 단면의 폭이 3㎛ 내지 4㎛로 설정되는 것이 액정 표시 장치(500)의 색혼합 현상을 최소화하는데 바람직한 것으로 판단되었다. 단 이에 제한되지 않는다.
앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(500)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)와 동일하므로, 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
도7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(700)에 대하여 설명한다.
도7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다. 설명의 편의를 위해 액정 표시 장치(700)의 광원부(102)는 생략하여 도시한다.
액정 표시 장치(700)는 제1 공통 전극 배선(146)대신 제2 공통 전극 배선(746) 및 제3 공통 전극 배선(748)을 포함하도록 구성된다.
제2 공통 전극 배선(746)상에 제3 공통 전극 배선(748) 배치된다. 그리고 제2 공통 전극 배선(746)은 제1 기판(120) 방향으로 노출되어 있다. 제3 공통 전극 배선(748)은 제2 기판(124) 방향으로 노출되어 있다.
제2 공통 전극 배선(746)과 제3 공통 전극 배선(748)의 가시광선 반사율은 서로 다른 것을 특징으로 한다. 제2 공통 전극 배선(746)과 제3 공통 전극 배선(748)은 서로 다른 금속층들이 적층된, 두 개 이상의 층을 가진 구조로 구성된 것을 특징으로 한다.
제2 공통 전극 배선(746)의 가시광선 반사율은 제3 공통 전극 배선(748) 의 가시광선 반사율보다 높은 것을 특징으로 한다.
예를 들면, 제2 공통 전극 배선(746)은 일반적인 금속 배선으로 형성될 수 있다. 일반적으로 금속 배선은 높은 가시광선 반사율 특성을 가진다. 제3 공통 전극 배선(748)은 탄소, 질소 또는 산소 중 적어도 하나의 원소를 포함하도록 구성된다. 이러한 구성에 따르면, 금속층의 가시광선 흡수율이 증가될 수 있다. 보다 바람직하게는, 제3 공통 전극 배선(748) 즉, 최상측에 배치된 금속층은 질화 구리(CuNx)로 이루어지며, 그 두께는 적어도 250Å 이상이 되도록 구성된다. 예를 들어, 금속층의 두께가 250Å 이하가 될 때, 금속층이 가시광선 투과성을 가질 수 있다. 따라서, 금속층의 가시광선 흡수율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상술한 구성에 따르면, 공통 전극 배선의 폭이 증가하여 발생되는 다양한 문제를 개선할 수 있는 장점이 있다.
첫째, 제2 공통 전극 배선(746)의 가시광선 반사율이 높으면, 광원부(102)에서 제2 공통 전극 배선(746)에 차단된 광원이 다시 광원부(102)의 반사판(110)으로 반사되어 광원이 재활용되어, 액정 표시 장치(100)의 휘도가 증가할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 제3 공통 전극 배선(746)의 가시광선 흡수율이 높으면, 블랙 매트릭스(162)와 같은 기능을 수행할 수 있다. 따라서 외광 명암비가 향상될 수 있는 장점이 있다.
앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(700)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)와 동일하므로, 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
몇몇 실시예에서는, 공통 전극 배선은, 적어도 세 개 이상의 층으로 구성될 수 있으며, 이때, 최상측에 배치된 금속층의 가시광선 반사율이 제일 높도록 구성되고, 최하측에 배치된 금속층의 가시광선 반사율이 제일 낮도록 구성될 수 있다.
도8을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(800)에 대하여 설명한다.
도8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 X 영역에 대응되는 단면도이다. 설명의 편의를 위해 액정 표시 장치(800)의 광원부(102)는 생략하여 도시한다.
액정 표시 장치(800)는 제1 공통 전극 배선(146)상에 제4 공통 전극 배선(846)을 더 포함하도록 구성된다. 이때 제4 공통 전극 배선(846)은 데이터 배선(132)과 동일한 단면의 형상을 가지도록 구성된 것을 특징으로 한다.
특히 이러한 경우 제1 공통 전극 배선(146)과 제4 공통 전극 배선(846)의 단면의 형상은 테이퍼(taper)를 가지는 계단형상일 수 있다.
상술한 구성에 따르면, 데이터 배선(132)과 동일한 형상으로 추가적인 공통 전극 배선을 더 구성할 수 있기 때문에, 공통 전극 배선의 배선 저항을 더 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
앞서 설명한 부분을 제외하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(500)는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)와 동일하므로, 중복되는 내용에 대해서 설명을 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 500, 700, 800: 액정 표시 장치
102: 광원부
104: 액정 패널
106: 광원회로부
108: 광원
110: 반사판
112: 광학시트
114: 지지부
116: 도광판
118: 제1 편광필름
120: 제1 기판
122: 액정층
124: 제2 기판
126: 제2 편광필름
128: 실링 부재
130: 게이트 배선
132: 데이터 배선
134: 박막 트랜지스터
136: 화소 전극
138: 분리된 공통 전극
140: 패드부
142: 게이트 구동부
144: 데이터 구동부
146: 제1 공통 전극 배선
148: 연성 인쇄 회로 기판
150: 제1 배향막
152: 제2 배향막
154: 제1 절연층
156: 제1 평탄화층
158: 제2 절연층
160: 제2 평탄화층
162: 블랙 매트릭스
164: 컬러필터
166: 제3 평탄화층
168: 제3 절연층
510: 보조 공통 전극
746: 제2 공통 전극 배선
748: 제3 공통 전극 배선
846: 제4 공통 전극 배선
AA: 화소 영역
PA: 주변 영역
PXL: 서브-화소
Cs: 저장 커패시터

Claims (29)

  1. 제1 기판 상에 배치된 복수의 공통 전극 배선;
    상기 복수의 공통 전극 상에 배치된 제1 평탄화층;
    상기 제1 평탄화층 상에 배치된 복수의 데이터 배선;
    상기 복수의 데이터 배선 상에 배치된 제2 평탄화층;
    상기 제2 평탄화층 상에 배치된 복수의 분리된 공통 전극;
    상기 분리된 공통 전극 상에 배치된 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치된 화소 전극 및 보조 공통 전극을 포함하고,
    상기 분리된 공통 전극들 사이에는 개구부가 구성되고,
    상기 공통 전극 배선 및 상기 데이터 배선은 상기 개구부에서 서로 중첩되도록 배치되고,
    상기 개구부와 인접한 서브-화소들 간의 색혼합을 저감시키도록, 상기 공통 전극 배선의 폭이 상기 데이터 배선의 폭보다 넓게 구성되고,
    상기 보조 공통 전극은 상기 개구부에 배치되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선의 폭은 상기 개구부의 폭보다 넓도록 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선의 일부는 상기 개구부와 인접한 상기 분리된 공통 전극 각각의 일부와 중첩되도록 배치된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    컬러필터 및 블랙 매트릭스가 배치된 제2 기판을 더 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 개구부에서 상기 공통 전극 배선과 서로 중첩되도록 배치되고,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 공통 전극 배선의 폭보다 넓게 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 평탄화층은 무기물로 이루어지고,
    상기 제2 평탄화층은 유기물로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 평탄화층은 적어도 0.8㎛ 두께로 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)로 이루어지고,
    상기 제2 평탄화층은 적어도 1㎛ 두께로 포토 아크릴(photo acryic) 또는 폴리 이미드(polyimid)로 이루어진 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 공통 전극은 인접한 상기 분리된 하나의 공통 전극과 전기적으로 서로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 보조 공통 전극의 폭은 상기 개구부의 폭보다 좁게 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 분리된 공통 전극은 셀프-커패시턴스(self-capacitance)의 변화를 감지하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 공통 전극 배선은 상기 복수의 데이터 배선과 동일한 방향으로 연장되도록 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 공통 전극 배선 및 상기 복수의 데이터 배선은 주변 영역에 배치된 데이터 구동부에 연결된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선은 가시광선 반사율이 서로 다른 금속층들이 적층된, 두 개 이상의 층으로 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선의 최하측에 배치된 금속층의 가시광선 반사율은 상기 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 가시광선 반사율보다 높은 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층은 탄소, 질소 또는 산소 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층은 질화 구리(CuNx)로 이루어지며, 상기 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 두께는 적어도 250Å 이상인 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선의 최하측에 배치된 금속층의 폭은 상기 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 폭보다 넓은 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 공통 전극 배선의 최상측에 배치된 금속층의 폭은 상기 데이터 배선의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  24. 컬러필터 기판, 어레이 기판 및 상기 컬러필터 기판과 상기 어레이 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하도록 구성된 액정패널;
    상기 어레이 기판 상에 복수의 분리된 공통 전극들;
    상기 컬러필터 기판의 서브-화소들을 구분하도록 구성된 블랙 매트릭스; 및
    상기 어레이 기판 상에서 상기 복수의 분리된 공통 전극들 사이에 구성된 개구부와 중첩하여 배치되며, 상기 블랙 매트릭스에 의해 구분된 상기 서브-화소들간의 색혼합(color-washout)을 저감시키는 색혼합(color-washout) 저감층을 포함하고,
    상기 색혼합(color-washout) 저감층은 상기 복수의 분리된 공통 전극들과 다른 층에 형성되고,
    상기 색혼합(color-washout) 저감층은 컨택홀을 통하여 상기 복수의 분리된 공통 전극들에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
  25. 삭제
  26. 제24 항에 있어서,
    상기 색혼합 저감층은 상기 분리된 공통 전극들을 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 표시 장치
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 제24 항에 있어서,
    상기 색혼합 저감층의 단면은 테이퍼를 가지는 계단형상인 것을 특징으로 하는, 표시 장치.
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