KR100235592B1

KR100235592B1 - 평행전계형 액정표시장치

Info

Publication number: KR100235592B1
Application number: KR1019970001797A
Authority: KR
Inventors: 문범진; 하용민
Original assignee: 구본준; 엘지.필립스 엘시디주식회사; 론 위라하디락사
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1999-12-15
Also published as: KR19980066340A; US6421039B1

Abstract

액정표시장치는 기판 위에 주사선과 신호선이 직교하여 형성되어 있고, 그 교차부에 박막트랜지스터와 화소전극이 형성된 하판과 공통전극이 형성된 상판으로 구성되어 있다. 그리고, 상기 액정표시장치는 공통전극에 인가되는 공통전압과 화소전극에 인가되는 화소전압의 전압차에 의해 변하는 액정분자의 정렬에 의해 구동된다.

상기 액정표시장치를 구동시키는 구동방법으로는 화소전극에 인가하는 전압의 위상에 따라 라인인버전방식과 도트인버전방식의 구동방법이 있다. 라인인버전방식은 화소전압의 강하에 의해 플리커현상이 일어나 화질이 나쁘고, 도트인버전방식은 플리커현상이 적어 화질이 좋다.

그런데, 공통전극과 화소전극이 각각 분리된 기판에 형성된 액정표시장치는 시야각이 좁은 단점이 있다. 그래서, 공통전극과 화소전극을 하나의 기판에 형성시키는 IPS구조의 액정표시장치를 사용하기도 한다. 그리고, IPS구조의 액정표시장치는 도트인버전방식으로 구동되기 위해 화소전극에는 교류의 화소전압이 인가되지만, 공통전극에는 직류의 공통전압이 인가된다. 그 이유는 주사선방향으로 공통전극배선이 형성되어 있기 때문이다.

그러나, 공통전극에 직류의 공통전압이 인가되면, 액정표시장치의 소비전력이 높아지는 단점이 있다. 그래서, 공통전극에 교류의 공통전압을 인가하여야 한다.

본 발명은 IPS구조의 액정표시장치에서 공통전극배선이 신호선방향으로 형성되고, 홀수번째의 신호선에 대응되는 공통전극배선과 짝수번째의 신호선에 대응되는 공통전극배선에 서로 위상이 다른 교류의 공통전압을 인가하여 소비전력을 줄이는 IPS방식의 액정표시장치와 그 구동방법에 관한 것이다.

Description

평행전계형 액정표시장치.

본 발명은 평행전계형 액정표시장치에서 공통전극을 신호선과 평행하게 형성시키고, 인접한 공통전극에 서로 다른 극성의 공통전압을 인가함으로써 도트인버젼(Dot Inversion)구동방법에서 교류의 공통전압을 인가할 수 있는 액정표시장치의 구동방법에 관한 것이다.

현재 표시장치로써 가장 많이 사용되고 있는 CRT 브라운관은 색상구현이 쉽고, 동작속도가 빨라 TV와 컴퓨터모니터를 포함한 디스플레이 장치로서 각광을 받아 왔다. 그러나, CRT 브라운관은 전자총과 화면 사이의 거리를 어느정도 확보해야 하는 구조적 특성으로 인하여 두께가 두꺼울 뿐만 아니라, 전력소비가 크고, 게다가 무게도 상당히 무거워 휴대성이 떨어지는 단점이 있다.

상술한 CRT 브라운관의 단점을 극복하고자 여러 가지 다양한 표시장치가 고안되고 있는데, 그 중 가장 실용화 되어 있는 장치가 바로 액정표시장치이다.

액정표시장치는 CRT 브라운관에 비해 화면이 어둡고 동작속도가 다소 느리지만, 전자총과 같은 장치를 갖추지 않아도 각각의 화소를 평면 상에서 주사되는 신호에 따라 동작시킬 수 있으므로, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형 표시장치로 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 액정표시장치는 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등, 휴대용 표시장치로서 가장 적합하다는 평도 받고 있다.

이러한 액정표시장치는 도1에서와 같이 영상을 표시하는 액정패널(12)과 영상신호를 발생하는 드라이버IC(10,11)로 구성되어 있는데, 상기 액정패널의 개략적인 구조는 도2에 나타낸 것과 같다. 먼저 제1기판(25)에는 복수개의 주사선(14)과 복수개의 신호선(15)이 매트릭스 형태로 형성되어 있고, 그 교차점에는 화소전극(도2의 26)과 박막트랜지스터(13)(Thin Film Transistor:이하 TFT)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1기판과 대향하는 제2기판(21)에는 공통전극(23)과 칼라필터(22)가 형성되어 있고, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 액정(24)이 주입된 구조로 되어 있다. 상기 액정을 사이에 두고 공통전극과 마주보고 있는 화소전극이 액정표시장치의 화소(畵素)(도1의 16)로서의 역할을 하게된다. 또, 상기 액정의 배향방향에 따라 상기 제1기판과 상기 제2기판의 바깥면에는 외부 빛의 투과방향을 일정하게 해주는 편광판(20)이 부착되어 있다.

상기 TFT는 도3에 나타낸 것과 같이 크롬 등의 금속으로 된 게이트전극(30)과 금속 또는, ITO와 같은 투명전극으로 된 소스전극(32)과 드레인전극(33), 및 반도체층(34)과 불순물반도체층(36)으로 구성되어 있다. 그리고, 상기 게이트전극(30)은 주사선(14)에 연결되어 있고, 상기 소스전극은 신호선(15)에 연결되어 있으며, 상기 드레인전극(33)은 화소전극(26)에 연결되어 있다. 이러한 구조를 가진 상기 TFT는 주사선을 통해 주사전압이 게이트전극에 인가되면, 상기 신호선에 흐르는 신호전압이 소스전극에서 드레인전극으로 반도체층을 통해 인가되도록 동작한다.

상기 소스전극에 신호전압이 인가되면, 소스전극과 연결된 화소전극에 신호전압이 인가됨으로써 상기 화소의 화소전극과 공통전극사이에 전압차가 발생한다. 그러면, 이러한 전압차로 인해 상기 화소전극과 공통전극 사이에 존재하고 있는 액정의 분자배열이 변화되는데, 이 액정의 분자배열이 변화됨으로 인하여 화소의 광투과량이 변하게 되어 데이터전압이 인가된 화소와 인가되지 않은 화소의 시각적인 차이가 발생한다. 이러한 시각적인 차이가 있는 화소들이 모임으로써 상기 액정표시장치는 표시장치의 역할을 하게 된다. 그런데, 상기 도2에 나타낸 액정표시장치는 화소전극이 형성된 기판과 공통전극이 형성된 기판이 분리된 구조로 되어 있다. 즉, 제1기판에 박막트랜지스터와 화소전극이 형성되어 있고, 제2기판의 전체에 걸쳐 공통전극이 형성된 구조로 되어 있다는 것이다.

그런데, 도2와 같이 공통전극을 제2기판 전체에 걸쳐 형성시킨 액정표시장치는 공통전극과 화소전극 사이의 액정이 선형적으로 정렬하기 때문에 시야각이 좁은 문제점이 있다. 그 이유는 공통전극과 화소전극 사이의 액정이 정렬되었을 때, 액정의 광투과율은 기판의 수직방향에서 최고치를 이루지만, 기판의 수직방향에서 조금만 기울어진 방향에서는 액정의 광투과율이 급격히 줄어들기 때문이다.

그래서, 시야각을 넓히기 위해서 도4에 나타낸 것과 같이 주사선과 같은 방향으로 공통전극을 형성한 IPS방식의 액정표시장치도 있다. 이 구조는 공통전극이 각각의 주사선과 동일한 방향이고, 신호선과 교차하는 방향으로 형성되었다.

도4에는 게이트전극(30)과 소스전극(32) 및 드레인전극(33)으로 이루어진 박막트랜지스터와 화소전극(26) 및 공통전극(23)을 하나의 기판에 형성시킨 IPS구조의 액정표시장치를 나타내고 있다. 이 도4의 액정표시장치 동작원리는 도2의 액정표시장치의 동작원리와 비슷하지만, 화소전극과 공통전극의 전압차에 의해 액정분자가 반원형으로 정렬하는 것이 다르다. 도5에 반원형으로 정렬된 액정분자(24)의 모양을 나타내었다.

도4에 나타낸 것과 같은 구조의 액정표시장치는 화소전극(26)과 공통전극(23)이 하판에 같이 형성되어 있으므로, 액정에 전계가 인가되었을 때에 반응하는 액정분자의 방향이 비선형으로 정렬하므로, 시야각이 도2의 액정표시장치보다 넓어진다는 장점이 있다.

도2에 나타낸 것과 같은 액정표시장치의 구동방법은 신호전압의 인가방식에 따라 라인인버전(Line Inversion)과 칼럼인버전(Column Inversion) 및 도트인버전(Dot Inversion)으로 나뉘어진다. 라인인버전방식은 도6과 같이 화소전극에 인가되는 전압의 극성이 각 라인마다 반전되도록 신호전압을 인가하는 방식이고, 칼럼인버전방식은 도7과 같이 화소전극에 인가되는 전압의 극성이 각 칼럼마다 반전되도록 신호전압을 인가하는 방식이다. 반면, 도트인버전방식은 도8과 같이 화소전극에 인가되는 전압의 극성을 각 칼럼과 라인마다 동시에 반전되도록 신호전압을 인가하는 방식이다.

그런데, 상기 라인인버전방식과 칼럼인버전방식의 구동방법은 플리커(fliker)가 발생하여 화질이 나쁘다. 그 이유는 다음과 같다.

주사선의 주사전압이 하이(high)로 되면, 이 주사선과 연결된 모든 TFT가 도통되고 이 때 TFT의 소스에 연결된 신호선에 따라 신호전압이 화소전극에 화소전압으로 인가되며, 보조캐패시터에 전하를 저장한다. 그리고, 이 화소전극에 인가된 화소전압과 공통전극에 인가된 공통전압과의 전압차에 의해 액정이 구동되면서 영상을 표시한다. 또, 주사선의 주사전압이 로(Low)로 되면, 이 주사선과 연결된 모든 TFT가 단절되는데, 이 때에는 상기 보조캐패시터와 화소전극에 저장된 전하에 의하여 영상을 표현한다. 그러나, TFT의 게이트와 소스 사이에 존재하는 Cgs로 인해서 주사전압이 로(low)로 하강할 때, 화소전극에 인가되는 화소전압이 ΔV만큼 감소하게 된다. 이것은 정극성 신호전압과 부극성 신호전압이 화소전극에 인가됨으로써 충전되는 전하의 충전량을 다르게 하여 화소가 껌벅거리는 액정표시장치의 플리커를 유발시킨다.

그러나, 도트인버전방식은 라인인버전방식에 비해 플리커가 적어 화질이 좋다. 그 이유는 인접한 화소전극에 극성이 다른 화소전압이 인가되기 때문이다. 즉, 도8에 나타낸 것과 같이 만약 첫 번째 주기동안 1번화소에 정극성(+)의 화소전압이 인가되었을 경우, 인접한 2번화소에는 부극성(-)의 화소전압이 인가된다는 것이다. 그리고, 그 다음 주기동안 1번화소에 부극성의 화소전압이 인가되면, 인접한 2번화소에는 정극성의 화소전압이 인가된다. 그런데, 만약 소정의 주기동안 1번화소에 정극성의 화소전압에 전압강하가 일어날 때, 그 다음 주기에는 1번화소에 부극성의 화소전압이 인가되므로, 정극성의 화소전압강하가 보상되어진다.

다시말해, 한 개의 화소를 기준으로 한다면, 화소전극에는 도9와 같이 정극성의 화소전압과 부극성의 화소전압이 번갈아 인가되는데, 이 때 정극성의 화소전압에서 발생하는 전압강하와 부극성의 화소전압에서 발생하는 전압강하분(ΔV)을 공통전압의 조절에 의해 보상해 준다는 것이다. 그러면, 어느 정도 정극성의 화소전압과 부극성의 화소전압이 화소전극에 인가되었을 때에 액정에 충전되는 전하량이 비슷하게 되어 플리커현상을 줄일 수 있다.

만약 도4와 같은 IPS형 액정표시장치에서 도트인버전방식의 신호전압이 인가되면, 공통전극에는 항상 직류가 인가되어야 한다. 그 이유는 액정표시장치의 각 화소는 화소전극과 공통전극 사이의 전압차에 의해 구동되는데, 화소전압의 극성이 각 화소마다 다르면, 공통전압을 일정한 전위로 유지해야만 모든 화소에 인가되는 전압차가 일정하게 되기 때문이다.

그러나, 공통전압을 직류로 하면, 전력소비가 커지는 단점이 있다. 예를 들어 화소전압이 +5V∼0V의 범위에서 교류인가될 때, 직류의 공통전압으로 액정의 전위차를 2.5V로 유지하려면, 공통전압의 전위는 +2.5V을 유지하여야 한다.

그런데, 교류의 공통전압을 사용하면 낮은 전압으로도 액정의 적정한 전위차를 유지할 수 있다. 예를들어 공통전극에 인가되는 공통전압의 전위가 +1.25V∼-1.25V로 유지되고 있을 때, 액정의 전위차를 2.5V로 유지시키려면, 화소전극에 -1.25V∼+1.25V의 교류전압을 공통전압의 반대위상을 갖도록 인가하면 된다. 그러므로, 공통전극에 직류전압을 인가할 때보다 교류전압을 인가하였을 때 액정표시장치의 소비전력이 적다.

그런데, 상술한 바와 같이 도트인버전구동방식에서는 공통전극에 교류를 인가할 수 없다는 것이 문제이다. 그래서, 도트인버전구동방식에서도 교류의 공통전압을 인가할 수 있는 방법이 필요한 것이다.

도1은 일반적인 액정표시장치의 액정패널과 드라이버IC를 나타낸 개략도이다.

도2는 액정패널의 구조를 도시한 사시도이다.

도3은 일반적인 박막트랜지스터를 나타낸 단면도이다.

도4는 화소전극과 공통전극이 하판에 함께 형성된 IPS구조의 액정패널의 단면도이다.

도5는 IPS구조의 액정패널에서 액정분자가 비선형적으로 정렬된 모양을 나타낸 도면이다.

도6은 액정패널의 각 화소에 라인인버전방식으로 전압이 인가된 모양을 나타낸 도면이다.

도7은 액정패널의 각 화소에 칼럼인버전방식으로 전압이 인가된 모양을 나타낸 도면이다.

도8은 액정패널의 각 화소에 도트인버전방식으로 전압이 인가된 모양을 나타낸 도면이다.

도9는 도트인버전방식에서 하나의 화소에 인가되는 화소전압과 공통전압의 파형을 나타낸 도면이다.

도10은 공통전극배선이 신호선과 평행한 방향으로 형성된 IPS구조를 가진 본 발명의 액정패널을 나타낸 도면이다.

도11은 본 발명의 액정패널의 화소 하나의 구조를 나타낸 평면도이다.

도12는 본 발명의 화소의 단면도를 나타낸 것이다.

도13은 본 발명의 액정패널의 공통전극배선을 도시한 것이다.

도14는 도트인버전 시 화소전극에 인가되는 화소전압과 공통전극에 인가되는 공통전극의 위상을 나타낸 파형도이다.

도15는 본 발명의 주사전압과 신호전압 및 공통전압의 파형을 나타낸 것이다.

도16은 본 발명의 실시예1의 화소를 나타낸 평면도이다.

도17은 본 발명의 실시예1의 화소와 TFT의 제조공정을 나타낸 단면도이다.

도18은 본 발명의 실시예2의 화소를 나타낸 평면도이다.

도19은 본 발명의 실시예2의 화소와 TFT의 제조공정을 나타낸 단면도이다.

도20은 본 발명의 실시예3의 화소를 나타낸 평면도이다.

도21은 본 발명의 실시예3의 화소와 TFT의 제조공정을 나타낸 단면도이다.

도22은 본 발명의 실시예4의 화소를 나타낸 평면도이다.

도23은 본 발명의 실시예4의 화소와 TFT의 제조공정을 나타낸 단면도이다.

* 도면의 기호설명 *

10, 11 : 드라이버IC12 : 액정패널13 : 박막트랜지스터

14 : 주사선15 : 신호선16 : 화소

20 : 편광판21 : 제2기판(상판)22 : 컬러필터

23 : 공통전극24 : 액정25 : 제1기판(하판)

26 : 화소전극30 : 게이트전극31 : 절연막

32 : 소스전극33 : 드레인전극34 : 반도체층

35 : 보호막36 : 불순물반도체층

100 : 액정패널110 : 공통전극배선

111 : 제1공통전극배선112 : 제2공통전극배선120 : 주사선

130 : 신호선140 : 박막트랜지스터150 : 화소전극

160 : 화소170 : 보조용량

200 : 하판201 : 절연막210 : 주사선

220 : 게이트전극230 : 공통전극235 : 화소전극연결부

240 : 게이트절연막250 : 접촉홀(contact hole)260 : 소스전극

265 : 신호선270 : 화소전극280 : 드레인전극

290 : 공통전극배선연결부300 : 제2절연막305 : 반도체층

본 발명은 IPS모드의 액정표시장치에서 공통전극을 신호선방향으로 연결시켜 신호선과 동일한 주기를 갖는 교류전압을 공통전극에 인가하는 것을 포함하고 있다. 특히, 홀수번째의 신호선에 대응하는 제1공통전극과 짝수번째의 신호선에 대응하는 제2공통전극에 극성이 반대인 교류전압을 인가하는 것이다.

본 발명의 요지는 다음과 같다. 도10의 구성도는 신호선(130)과 주사선(120) 및 제1공통전극배선(111)과 제2공통전극배선(112)과 박막트랜지스터(140) 및 화소(160)과 보조용량(170)이 형성된 액정패널(100)을 나타낸 것이다. 즉, 액정패널에 신호선과 평행한 방향으로 제1공통전극배선과 제2공통전극배선을 형성하여 신호전압과 동기하는 전압을 공통전극에 인가할 수 있게 한다는 것이다. 도10에 나타낸 하판의 각 화소의 구조는 도11과 같다. 그리고, 그 단면도는 도12와 같다. 하판(200)에 상기 제1공통전극배선 또는, 상기 제2공통전극배선에 연결되어 있는 공통전극(110)과 화소전극(150)이 함께 형성되어 있고, 공통전극과 화소전극에 인가된 전압에 의해 액정이 비선형으로 정렬하여 액정표시장치가 구동된다. 그리고, 공통전압과 신호전압이 동기하므로, 화소전극에 인가되는 화소전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 위상은 동시에 반전된다. 그래서, 화소전극에 정극성전압이 인가되었을 때 공통전극에 부극성전압이 인가된다면, 상기 화소전극에 부극성전압이 인가될 때 공통전극에는 정극성전압이 인가된다.

도13은 본 발명의 하판에서 제1공통전극배선(111)과 제2공통전극배선(112)만을 도시한 것이다. 홀수번째의 신호선에 대응되는 화소에는 제1공통전압(V1)이 인가되는 제1공통전극(도면미도시)을 제1공통전극배선에 연결하여 형성하고, 짝수번째의 신호선에 대응되는 화소에는 제2공통전압(V2)이 인가되는 제2공통전극(도면미도시)을 제2공통전극배선에 연결하여 형성한다. 도14는 도트인버전시 화소전극에 인가되는 화소전압과 공통전극에 인가되는 공통전압의 위상의 한 예을 나타낸 도면이다.

도15는 본 발명의 주사전압(Vg)과 신호전압(Vs) 및 공통전압(Vcom)의 파형을 나타낸 것이다. 홀수번째의 화소(도15a)에 해당하는 제1공통전압과 제1신호전압의 위상이 짝수번째의 화소(도15b)에 해당하는 제2공통전압과 제2신호전압의 위상의 반대임을 알 수 있다. 즉, 홀수번째의 신호선에 인가되는 제1신호전압과 짝수번째의 신호선에 인가되는 제2신호전압의 극성이 반대이고, 홀수번째의 신호선에 대응하는 제1공통전극에 인가되는 제1공통전압과 짝수번째의 신호선에 대응하는 제2공통전극에 인가되는 제2공통전압의 극성이 반대라는 것이다.

본 발명의 화소와 TFT를 포함하고 있는 액정패널은 복수개의 주사선과; 상기 주사선에 수직으로 교차하는 복수개의 신호선과; 상기 주사선과 상기 신호선과의 교차부의 일부에 형성된 화소전극과; 상기 주사선에 연결된 게이트전극과, 상기 신호선에 연결된 소스전극 및 상기 화소전극에 연결된 드레인전극으로 이루어진 박막트랜지스터와; 상기 신호선과 평행한 방향으로 서로 연결된 공통전극이 하나의 기판에 형성된 구조를 포함하여 이루어져 있다.

그리고, 본 발명의 공통전극 배선은 홀수번째 열의 신호선에 대응하는 제1공통전극배선과 짝수번째 열의 신호선에 대응하는 제2공통전극배선으로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 제1공통전극배선에는 제1공통전압인가수단과 상기 제2공통전극배선에는 제2공통전압인가수단이 연결되어 각각 다른 전압을 인가받을 수도 있다. 그래서, 액정패널에서 인접한 화소에는 서로 다른 위상을 갖는 공통전압이 인가되도록 할 수 있는 것이다.

그런데, 본 발명의 액정패널은 공통전극과 화소전극을 하판의 어느층에 형성시키느냐에 따라 여러 가지의 경우가 나올 수 있다. 자세한 사항은 실시예를 통해 설명하도록 하겠다.

(실시예1)

도16은 공통전극(230)을 게이트전극(220), 즉 주사선(210)과 동일한 층에 형성하고, 공통전극의 배선(290)을 신호선(265)과 동일한 물질로 연결하는 구조의 평면도를 나타낸 것이다.

본 실시예1의 화소와 TFT를 형성하는 공정은 도17과 같다. 먼저 기판(200) 위에 TFT의 게이트전극(220)과 주사선(210)을 형성하고, 이어서 공통전극(230)을 형성한다.(도17A) 그리고, 상기 게이트전극과 주사선 및 공통전극이 형성된 기판 전체에 절연막(240)을 도포한다. 이 때, 공통전극의 일부에 접촉홀(contact hole)(250)을 뚫는다.(도17B) 그 후, 화소전극(270)과 TFT의 소스전극(260) 및 드레인전극(280)을 형성하고, 수직방향으로 인접한 공통전극 사이의 연결부(290)를 상기 화소전극과 동일한 물질로 연결시킨다.(도17C) 본 실시예의 공통전극을 채용한 화소의 중요부의 단면도는 상기 도17C에 나타낸 것과 같다.

(실시예2)

도18에 나타난 평면도의 실시예2은 실시예1과 달리 공통전극(230)을 신호선(265)과 동일한 층에 형성하고, 화소전극(270)을 주사선(210)과 동일한 층에 형성하는 것이다. 다만, TFT와 화소전극은 접촉홀(contact hole)(250)로 연결하는 구조를 포함한다.

본 실시예2의 화소와 TFT를 제조하는 공정은 도19과 같다. 먼저 기판(200) 위에 TFT의 게이트전극(220)과 주사선(210)을 형성하고, 이어서 화소전극(270)을 형성한다.(도19A) 그리고, 절연막(240)을 도포하고, 상기 화소전극의 일부에 접촉홀(250)을 뚫는다.(도19B) 그 후, 신호선(도면미도시)과 TFT의 소스전극(260) 및 드레인전극(280) 및 공통전극(230)을 형성한다. 이 때, 상기 공통전극과 동일한 물질로 드레인전극과 화소전극의 연결부(235)를 연결시킨다.(도19C) 본 실시예의 공통전극을 채용한 화소의 중요부의 단면도는 상기 도19C에 나타낸 것과 같다.

(실시예3)

도20에 나타난 평면도의 실시예3은 실시예2와 같이 공통전극(230)을 신호선(265)과 동일한 층에 형성하되, 화소전극(270)을 주사선(210) 층에 형성하는 것이 아니라 제3의 층에 투명전극으로 형성하는 것이다.

본 실시예3의 화소와 TFT를 형성하는 공정은 도21와 같다. 먼저 TFT의 게이트전극(220)과 주사선(210)을 형성하고, 절연막(240)으로 상기 게이트전극과 주사선을 덮는다.(도21A) 그리고, 소스전극(260)과 드레인전극(280) 및 신호선(도면미도시)을 형성하고, 이어서 공통전극(230)을 형성한다.(도21B) 그 후, 반도체층(305)을 형성한 후, 상기 소스전극과 드레인전극 및 반도체층과 공통전극을 덮는 제2절연막(300)을 도포하고, 드레인전극의 일부에 접촉홀(contact hole)(250)을 형성한다.(도21C) 마지막으로 상기 드레인전극에 접속되는 화소전극(270)을 형성한다.(도21D) 본 실시예의 공통전극(230)을 채용한 화소의 중요부의 단면도는 상기 도21D에 나타낸 것과 같다.

(실시예4)

도22에 나타낸 본 실시예4는 화소전극(270)과 신호선(265)을 동일한 층에 동일한 물질로 형성하고, 상기 화소전극과 절연층(도면미도시)으로 분리된 층에 공통전극(230)을 형성하는 것이다.

본 실시예4의 화소와 TFT를 형성하는 공정은 도23과 같다. 먼저 TFT의 게이트전극(220)과 주사선(210)을 기판(200) 위에 형성하고, 절연막(240)으로 도포한다.(도23A) 그리고, TFT의 소스전극(260)과 드레인전극(280) 및 화소전극(270)을 형성한다. 이 때, 화소전극과 드레인전극을 동일한 배선재로 해도 된다.(도23B) 그리고, 반도체층(305)을 형성한 후, 상기 소스전극과 드레인전극 및 화소전극을 제2절연막(300)으로 도포하고, 그 위에 공통전극(230)을 별도의 층에 형성한다.(도23C) 본 실시예의 공통전극을 채용한 화소의 중요부의 단면도는 상기 도23C에 나타낸 것과 같다.

종래에는 도트인버전구동시 공통전극에 직류를 인가하여 소비전력이 상당히 컸었다. 또, 공통전극배선을 주사선과 평행한 방향으로 형성하여 도트인버전구동시 교류를 인가할 수 없었다.

그러나, 본 발명은 공통전극배선을 신호선과 평행한 방향으로 형성하여 도트인버전이나 칼럼인버전 구동시 공통전극에 교류를 인가할 수 있도록 하였다. 그래서, 소비전력을 줄일 수 있다. 즉, 홀수번째 화소에 해당하는 공통전극과 짝수번째 화소에 해당하는 공통전극에 인가하는 공통전압의 위상을 다르게 함으로써 도트인버전구동이 가능하게 하였다.

종래에는 라인인버전으로 교류구동할 경우, 크로스토크가 일어나는 문제가 있는데, 칼럼인버전이나, 도트인버전에서 교류구동을 하더라도 크로스토크 현상이 크게 줄어들 수 있다. 크로스토크의 가장 큰 원인은 공통전극과 신호선 사이의 용량커플링(coupling)에 의한 것인데, 본 발명의 구조에서는 공통전극과 신호선 사이의 교차부가 없기 때문에 크로스토크가 줄어들 수 있고, 특히 칼럼인버전구동의 경우, 한 프레임 동안 공통전극이 직류로 유지되기 때문에 공통전극과 신호선에 일어날 수 있는 용량커플링에 의한 크로스토크 현상이 크게 줄어든다.

뿐만아니라 본 발명은 공통전극이 화소전극과 동일한 기판에 형성된 IPS구조의 액정표시장치이므로, 종래에 공통전극과 화소전극이 분리된 기판에 형성되었던 액정표시장치보다 시야각이 넓어지는 장점도 있다.

Claims

복수개의 주사선과;

상기 주사선에 수직으로 교차하는 복수개의 신호선과;

상기 주사선과 상기 신호선과의 교차부의 일부에 형성된 화소전극과;

상기 주사선에 연결된 게이트전극과, 상기 신호선에 연결된 소스전극 및 상기 화소전극에 연결된 드레인전극으로 이루어진 박막트랜지스터와;

상기 화소전극에 대응되는 공통전극이 상기 신호선과 평행한 방향으로 연결되어 형성된 평행전계형 액정패널.
제1항에 있어서, 상기 공통전극이 상기 주사선과 동일한 층(layer)에 형성된 평행전계형 액정패널.
제2항에 있어서, 상기 화소전극이 상기 신호선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제1항에 있어서, 상기 공통전극이 신호선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제1항 또는, 제4항에 있어서, 상기 화소전극이 주사선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제5항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 드레인전극이 접촉홀(contact hole)에 의해 연결된 구조로 된 액정패널.
제1항 또는, 제4항에 있어서, 화소전극이 독립된 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제7항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 드레인전극이 접촉홀(contact hole)에 의해 연결된 구조로 된 액정패널.
제1항에 있어서, 상기 화소전극이 신호선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제1항 또는, 제9항에 있어서, 상기 공통전극이 독립된 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제1항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 공통전극이 절연막으로 구분되는 층(layer)에 형성된 평행전계형 액정패널.
복수개의 주사선과;

상기 주사선에 수직으로 교차하는 복수개의 신호선과;

상기 주사선과 상기 신호선과의 교차부의 일부에 형성된 화소전극과;

상기 주사선에 연결된 게이트전극과, 상기 신호선에 연결된 소스전극 및 상기 화소전극에 연결된 드레인전극으로 이루어진 박막트랜지스터와;

상기 신호선의 홀수번째 열과 평행한 방향으로 연결된 제1공통전극과;

상기 신호선의 짝수번째 열과 평행한 방향으로 연결된 제2공통전극이 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항에 있어서, 상기 제1공통전극이 상기 주사선과 동일한 층(layer)에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항에 있어서, 상기 제2공통전극이 상기 주사선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제13항에 있어서, 상기 화소전극이 상기 신호선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항에 있어서, 상기 제1공통전극이 신호선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항에 있어서, 상기 제2공통전극이 신호선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항 또는, 제16항에 있어서, 상기 화소전극이 주사선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제18항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 드레인전극이 접촉홀(contact hole)에 의해 연결된 구조로 된 액정패널.
16항에 있어서, 화소전극이 독립된 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제20항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 드레인전극이 접촉홀(contact hole)에 의해 연결된 구조로 된 액정패널.
제12항에 있어서, 상기 화소전극이 신호선과 동일한 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항 또는, 제22항에 있어서, 상기 제1공통전극이 독립된 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항 또는, 제22항에 있어서, 상기 제2공통전극이 독립된 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 제1공통전극이 절연막으로 구분되는 층(layer)에 형성된 평행전계형 액정패널.
제12항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 제2공통전극이 절연막으로 구분되는 층에 형성된 평행전계형 액정패널.
복수개의 주사선에 주사전압을 첫 번째 라인부터 마지막 라인까지 순차적으로 인가하고;

상기 주사선에 수직으로 교차하는 복수개의 신호선의 홀수번째 라인에 제1신호전압을 인가하고;

상기 신호선의 짝수번째 라인에 상기 제1신호전압과 극성이 반대인 제2신호전압을 인가하고;

상기 홀수번째 신호선과 평행한 방향으로 서로 연결된 제1공통전극에 제1공통전압을 인가하고;

상기 짝수번째 신호선과 평행한 방향으로 서로 연결된 제2공통전극에 제2공통전압을 인가하는 평행전계형 액정표시장치의 구동방법.
제27항에 있어서, 상기 제1신호전압이교류인 것을 특징으로 하는 평행전계형 액정표시장치의 구동방법.
제27항 또는, 제28항에 있어서, 상기 제2신호전압이 교류인 것을 특징으로 하는 평행전계형 액정표시장치의 구동방법.
제27항에 있어서, 상기 제1공통전압이 제1신호전압과 동기하는 교류인 것을 특징으로 하는 평행전계형 액정표시장치의 구동방법.
제27항 또는, 제30항에 있어서, 상기 제2공통전압이 상기 제2신호전압과 동기하는 교류인 것을 특징으로 하는 평행전계형 액정표시장치의 구동방법.
제27항에 있어서, 상기 제1공통전압과 제2공통전압의 극성이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 구동방법.
게이트전극과 주사선을 형성하는 공정과;

상기 게이트전극 및 주사선에 제1절연막을 도포하는 공정과;

소스전극과 드레인전극 및 신호선을 형성하는 공정과;

상기 소스전극과 드레인전극 및 신호선에 제2절연막을 도포하는 공정과;

화소전극을 형성하는 공정과;

공통전극을 형성하는 공정을 포함하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제33항에 있어서, 상기 공통전극을 형성하는 공정이 상기 게이트전극 및 주사선을 형성하는 공정과 제1절연막을 도포하는 공정 사이에 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제34항에 있어서, 상기 제1절연막을 형성하는 공정과 상기 공통전극을 형성하는 공정 사이에, 상기 화소전극에 도포된 절연막의 일부를 제거하여 접촉홀(contact hole)을 뚫는 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제33항에 있어서, 상기 공통전극을 형성하는 공정이 상기 소스전극과 드레인전극을 형성하는 공정과 제2절연막을 도포하는 공정 사이에 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제33항에 있어서, 상기 화소전극을 형성하는 공정이 게이트전극 및 주사선을 형성하는 공정과 제1절연막을 도포하는 공정 사이에 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제33항에 있어서, 상기 화소전극을 형성하는 공정이 제2절연막을 형성한 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제38항에 있어서, 상기 제2절연막을 형성한 후, 드레인전극 위에 도포된 제2절연막의 일부를 제거하여 접촉홀을 뚫고; 화소전극을 연결하는 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제33항에 있어서, 화소전극을 형성하는 공정이 소스전극과 드레인전극 및 신호선을 형성하는 공정과 제2절연막을 도포하는 공정 사이에 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.
제40항에 있어서, 공통전극을 형성하는 공정이 제2절연막을 도포한 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정패널의 하판의 제조방법.