KR0144061B1 - 실드된 픽셀 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

실드된 픽셀 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치

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KR0144061B1 KR1019950011537A KR19950011537A KR0144061B1 KR 0144061 B1 KR0144061 B1 KR 0144061B1 KR 1019950011537 A KR1019950011537 A KR 1019950011537A KR 19950011537 A KR19950011537 A KR 19950011537A KR 0144061 B1 KR0144061 B1 KR 0144061B1
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Abstract

액정 디스플레이 장치는 서로 이격되고 각각이 대향면을 가지며 이 대향면 사이에 액정 물질(23)이 위치되는 제 1 및 제 2 투명 기판(16,17)을 포함한다. 투명 전극(18)은 한 기판의 대향면을 덮는다. 다른 기판의 대향면은 (a)픽셀 전극(11)의 매트릭스와, (b) 제 1 방향으로 연장하는 복수의 데이타 라인(13)과, (c) 제 2 방향으로 연장하여 교차점에서 데이타 라인을 교차하는 복수의 선택 라인(14)과, (d) 상기 데이타 라인을 상기 픽셀 전극에 전기 접속하기 위한 보수의 고상 스위칭 소자(15)를 지지한다. 상기 픽셀 전극은 제 1 평면으로 놓여지는 반면, 상기 데이타 라인과 선택 라인은 상기 제 1 평면에서 이격된 적어도 하나의 다른 평면으로 놓여진다. 전도성 투명 실드(19)는 상기 제 1 평면과 다른 평면 사이에 연장한다.

Description

실드된 픽셀 구조를 갖는 액정 디스플레이 장치
제 1 도는 종래 기술의 액정 디스플레이 장치에 대한 부분도.
제 2 도는 픽셀 전극이 중첩되어 있기는 하지만 데이타 라인 및 선택 라인에 전기적으로 절연되어 있다는 것을 나타내기 위해 상부 기판과 액정 물질이 제거되어 있는 액정 디스플레이 장치의 바람직한 실시예에 대한 평면도.
제 3 도는 각종 구성요소의 상호 구성형태를 나타내는 제 2 도의 액정 디스플레이 장치에 대한 개략도.
제 4 도는 제 2 도의 바람직한 실시예에 대한 단면도.
제 5 도는 픽셀 침투 효과를 개선하기 위한 리세스부를 갖는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 대한 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 픽셀 전극 13 : 데이타 라인
14 : 선택 라인 15 : 스위칭 소자
16 : 제 1 기판 17 : 제 2 기판
18 : 투명 전극 19 : 전도성 투명 실드
23 : 액정 물질
본 발명은 전반적으로 액정 디스플레이(LCD)에 관한 것으로, 특히 이러한 디스플레이 장치에 대한 실드 픽셀 구조에 관한 것이다.
LCD 디스플레이 장치의 해상도를 개선하고 제조비를 경감시키기 위해 능동 메트릭스 액정 디스플레이 장치(AMLCD)의 픽셀 크기를 축소시키려는 노력이 지속되어 왔다. 이것은 투영 LCD에서 특히 더 부각되어 왔다. 이러한 노력은 개구비(aperture rate) 및 에지 이펙트(edge effect)라는 문제점 때문에 요구된 바대로 성공적이진 못하였다.
LCD의 픽셀 전극은 인듐 주석 산화물(ITO), 복합 실리콘 즉 αSI 와 같은 투명성 전도 재료로 제조된다. LCD는 픽셀 전극이외에도 선택 라인, 데이타 라인 및 이 데이타 라인을 픽셀 전극에 접속시키는 고상(solid state)스위칭 소자를 포함한다. 또한, LCD는 광이 픽셀 사이를 빠져나오지 못하게 함으로써 디스플레이 휘도를 개선하기 위해 블랙 매트릭스를 포함한다. 데이타 라인, 선택 라인 TFT 및 블랙 매트릭스는 불투명하다. 개구비는 전체 패널 영역으로 나눈 패널의 투명 영역으로 정의된다. 디스플레이의 불투명 요소가 거의 동일 크기로 남아 있기 때문에, 픽셀 전극이 소형화되는 경우에 이 개구비는 문제가 된다. 투영 디스플레이와 같은 고밀도 디스플레이에서, 디스플레이의 불투명 요소는 전체 영역으 70% 정도를 차지하며 나머지 30%정도는 투명하게 남아 있다. 그러므로, 70%의 광이 손실되어 저품질 입상(granular) 이미지를 나타낸다. 광 투과 영역의 퍼센트를 증가시키는 구조는 종래 기술에 비해 현저한 진전을 이루어 왔다.
소형 픽셀은 비평면 표면에 의해 야기된 에지 이펙트에 더 민감하며 전계를 침범한다. 이러한 에지 이펙트는 색도 대비율을 저하시켜 디스플레이시에 불균일성을 야기할 것이다.
본 발명에 따라, 액정 디스플레이 장치는 실질적으로 평행 이격된 투명 기판 및 이 기판들의 대향면(facing surfaces)사이의 액정 물질을 포함한다. 투명 전극은 이 기판의 대향면에 중첩된다. 다른 기판의 대향면은 (a) 픽셀 전극 매트릭스, (b) 한 방향으로 연장하는 복수의 데이타 라인, (c) 또 다른 한 방향으로 연장하여 교차점에서 데이타 라인을 교차하는 복수의 선택 라인, (d) 상기 데이타 라인을 픽셀 전극에 전기 접속시키기 위한 복수의 고상 스위칭 소자를 지지한다. 상기 픽셀 전극이 제 1 평면에 놓여지는 반면, 데이타 라인과 선택 라인은 적어도 하나의 다른 평면에 놓여진다. 전도성 투명 실드는 제 1 평면과 다른 평면 사이에 존재한다.
제 1 도는 공간(12)에 의해 양방향으로 분리된 픽셀 전극(11)의 매트릭스를 포함하는 종래 기술의 액정 디스플레이 장치의 일부분을 도시하고 있다. 데이타 라인(13)은 한 방향으로 연장하는 공간에 배치되는 반면 선택 라인 (14)은 직각 방향으로 연장하는 공간에 배치된다. 데이타 라인 및 선택 라인은 픽셀 전극의 각 측면에 평행하다. 데이타 라인(13) 및 선택 라인(14)은 교차점을 교차하며 서로 절연된다. 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 고상 스위칭 소자(15)는 데이타 라인 및 선택 라인의 각 교차점에 배치된다. 상기 스위칭 소자는 요구된 이미지가 선택 라인상의 전압에 응답하여 디스플레이 장치의 투시 영역을 가로질러 디스플레이되도록 상기 데이타 라인을 픽셀 전극에 접속시키는데 사용되며, 이 방법은 공지되어 있다.
제 2 도는 픽셀 전극(11)이 중첩되어 있지만 데이타 라인 및 선택 라인에 전기적으로 절연되어 있다는 것을 나타내기 위해 픽셀 전극 위의 모든 구성 요소가 제거되어 있는 본 발명에 따른 바람직한 장치에 대한 평면도이다. 상기 데이타 라인과 선택 라인은 교차점에서 서로 절연되어 있다. TFT(15)는 교차점에 인접 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 중첩은 블랙 매트릭스의 필요성을 제거하며, 따라서 중첩으로 인해 광이 픽셀 전극을 빠져 나올 수 없기 때문에 개구비가 개선된다.
제 3 도는 픽셀 구성요소의 배치를 도시한다. 2개의 투명 기판(16,17)은 단단한 이격 관계로 고정되므로 이 기판은 평행한 대향면을 각기 갖는다. 기판(16)의 대향면은 투명 전극(18)을 지지한다. 기판(17)의 대향면은 데이타 라인(13), 선택 라인(14) 및 TFT(15)를 지지한다. 픽셀 전극(11)은 데이타 및 선택 라인의 평면에서 이격된 평면으로 지지된다. 투명 전도 실드(19)는 픽셀 전극(11)의 평면 및 데이타 라인과 선택 라인의 평면 사이에 배치된다. 개구(20)는 픽셀 전극(11)이 컨넥터(11a)에 의해 FET(15)의 드레인에 전기 접속 가능한 위치로 실드(19)내에 배치된다. 픽셀 전극(11)은 평면화되며 데이타 및 선택 라인에서 발생하는 측면 전계로부터 실드된다. 실드(19)는 기준 전위(접지)로 설정될 수 있으며, 실드의 존재로 인해 각 픽셀부에서 커패시턴스가 급격히 증가한다. 픽셀의 바람직한 실시예에 대한 실제 구조는 제 4도에 도시되어 있다.
제 4 도는 본 발명에 사용된 픽셀의 바람직한 실시예에 대한 단면도이다. 기판(17)은 N+ 로 표시된 2 개의 도핑부와 이 사이의 채널부(15a : 전도통로)를 갖는 TFT(15)를 지지한다. 선택 라인(14)은 공지된 방법으로 증착되며 절연층(21)이 덮여진다. 투명 전도 실드(19)는 절연층(21)상에 증착된다. 개구(20)는 제 2 도에 도시된 바와 같이 여러 위치로 실드(19)내에 형성되며, 컨넥터(11a)가 상기 개구를 관통하여 픽셀 전극(11)을 TFT(15)의 드레인에 접속시킨다. 다른 절연층(22)이 실드(19)상에 증착된다. 또한 절연 재료로 개구(20)을 채운다. 절연층(22)이 가해진 후, 절연층(22)의 증착동안에 개구(20)내로 유입되는 절연 물질과 두 절연층(21,22)을 관통하여 실드(19)내의 개구(20)보다 작은 직경을 갖는 홀이 형성된다.(에칭으로 형성하는 것이 바람직함). 픽셀 전극(11)은 절연층(22)상에 증착되며, 컨넥터(11a)를 형성하여 픽셀 전극(11)을 FET(15)의 드레인에 접속시키기 위해 전도 물질이 절연층을 관통하여 개구에 증착된다. 기판(16,17)은 공지된 방법으로 결합되어 기판(16)의 대향면 상의 투명 전도 전극(18)이 픽셀 전극(11)을 대향한다. 종래의 액정 물질(23)이 전극(11,18)사이에 형성된 공간내로 주입된다.
인접 픽셀 전극(11)이 동일한 전위 즉, 동일 정보를 기억하고 있는 경우, 구조를 최적화함으로써 바람직하지 않은 에지 이펙트가 감소될 것이다. 이렇나 전압 조건이 모든 경우에 존재하는 것은 아니므로, 인접 전극상의 전압간의 차가 증가하는 때에 에지 이펙트는 증가한다.
제 5 도는 인접한 픽셀 전극(11)사이의 분리 공간 즉 갭(12)에서 멀리 떨어져 있는 실드(19)의 일부(19a)를 굴곡시킴으로써 에지 이펙트가 최소화되는 실시예를 도시한다. 이러한 방법으로, 인접한 픽셀 전극을 결합하는 측면 전계 및 액정 물질을 통과하는 기계적 결합은 픽셀 전극 사이의 갭 지역내에서 조차도 액정 물질의 정렬(alignment)을 제어하기에 충분하다. 결과적으로, 개구비는 선택 라인, 데이타 라인 및 트랜지스터 지역의 두께에 의해서만 제한되므로 개구비는 100%에 달할 것이다. 본 실시예는 픽셀을 형성하는 각종 층중의 어떠한 층이 가해지기 전에 기판(17)에 리세스부를 위치시켜 제조될 수도 있다. 실드(19)외에도 절연층(21,22)이 리세스부를 포함할 수도 있다. 이것은 전기적으로 문제가 없다. 픽셀 전극(11)은 절연층(22)이 가해진 후에 리세스부(19a)를 채움으로써 평면화된다.

Claims (4)

  1. 실질적으로 평행한 이격 관계로 배치되어서 각각이 대향면을 갖는 제 1 및 제 2 투명 기판(16,17)과; 상기 대향면 사이에 위치되는 액정 물질(23)과; 상기 제 1 기판(16)의 상기 대향면을 덮는 투명 전극(18)을 포함하는 액정 디스플레이 장치에 있어서, 상기 제 2 기판(17)의 상기 대향면은 (a) 픽셀 전극(11)의 매트릭스와, (b) 제 1 방향으로 연장하는 복수의 데이타 라인 (13)과, (c) 제 2 방향으로 연장하여 교차점에서 상기 데이타 라인과 교차하는 복수의 선택 라인(14)과, (d) 상기 데이타 라인을 상기 픽셀 전극에 전기 접속하기 위한 복수의 고상 스위칭 소자(15)를 지지하는데, 상기 픽셀 전극은 제 1 평면으로 놓여지고 상기 데이타 라인과 선택 라인은 상기 제 1 평면에서 이격된 적어도 하나의 다른 평면으로 놓여지며; 전도성 투명 실드(19)가 상기 제 1 평면과 상기 적어도 하나의 다른 평면 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 픽셀 전극(11)은 상기 데이타 라인(13)및 상기 선택 라인(14)을 덮는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 실드(19)는 개구(20)을 포함하며, 이 개구를 통하여 상기 픽셀 전극(11)이 상기 스위칭 소자(15)에 접속되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항, 제 2 항 및 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 실드(19)는 상기 픽셀 전극(11)을 분리하는 공간(12)에 인접한 리세스부(19a)를 포함하는데, 상기 리세스부는 상기 픽셀 전극에서 멀리 연장하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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