KR100239336B1 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로 종래에는 전압 변화폭을 줄이기 위한 스토리지 콘덴서 값을 크게하기 위하여 스토리지 전극 면적을 크게함으로 인해 판넬의 개구율을 감소시켜 소자의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device. In the related art, the storage electrode area is increased to increase the storage capacitor value for reducing the voltage variation, thereby reducing the aperture ratio of the panel, thereby reducing the performance of the device.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 스토리지 전극위에 게이트 절연막과 반도체 층 및 투명 도전막을 형성하여 전압변화에 따라 가변하는 가변 스토리지 콘덴서를 구성하므로 전압변화의 폭을 최소화하여 판넬의 개구율을 향상하고, 잔상현상과 플리커현상을 방지하여 소자의 성능을 개선하는 효과가 있다.In view of the above-mentioned problems, the present invention forms a gate insulating film, a semiconductor layer, and a transparent conductive film on the storage electrode to form a variable storage capacitor that varies according to voltage changes, thereby minimizing the width of the voltage change to improve the panel opening ratio. In addition, there is an effect of improving the performance of the device by preventing afterimage and flicker.
Description
제1도는 종래의 액정 표시 소자 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display element.
제2도는 제1도의 전기적 등가 회로도.2 is an electrical equivalent circuit diagram of FIG.
제3도는 제1도의 동작 전압 파형도.3 is an operating voltage waveform diagram of FIG.
제4도는 본 발명의 액정 표시 소자 단면도.4 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention.
제5도는 제4도의 전기적 등가 회로도.5 is an electrical equivalent circuit diagram of FIG.
제6도의 (a) 내지 (c)는 제4도의 동작 전압 파형도.(A) to (c) of FIG. 6 are operating voltage waveform diagrams of FIG.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 유리 기판 2 : 게이트 전극1 glass substrate 2 gate electrode
3 : 게이트 절연층 4 : 반도체 층3: gate insulating layer 4: semiconductor layer
5 : 드레인 6 : 소스5: drain 6: source
7 : 드레인 전극 8 : 소스 전극7: drain electrode 8: source electrode
9 : 스토리지 전극 10 : 투명 도전막9: storage electrode 10: transparent conductive film
11 : 보호막 12 : 배향막11: protective film 12: alignment film
13 : 액정 14 : 칼라 필터13: liquid crystal 14: color filter
15 : 편광판 16 : 하부 판넬15: polarizing plate 16: lower panel
17 : 상부 판넬 Cgd, Cgs, CLC, Cst : 콘덴서17: upper panel Cgd, Cgs, C LC , Cst: condenser
본 발명은 전압 의존성을 갖는 스토리지 콘덴서(Storage Capacitor)를 포함하는 액정 표시 소자에 관한 것으로, 특히 액정 표시 소자의 플리커(flicker) 및 잔상(image sticking)현상을 감소 및 개구율 향상에 적당하도록 한 액정 표시 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device including a storage capacitor having a voltage dependency, and in particular, to reduce flicker and image sticking of the liquid crystal display device and to improve aperture ratio. It relates to an element.
제1도는 종래의 액정 표시 소자 단면도로서 이에 도시된 바와같이 유리 기판(1) 상부에 패턴구조의 게이트 전극(2)과 스토리지 전극(9)이 형성되고, 그 게이트 전극(2)과 스토리지 전극(9)위에 게이트 절연층(3)이 형성되며, 상기 게이트 전극(2)위의 게이트 절연층(3)위에 반도체 층(4)이 패턴구조로 형성되고 그 반도체 층(4)위에 불순물로 도핑된 반도체 층의 드레인(5)과 소스(6)가 개별화되어 형성된다.1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device. As shown therein, a gate electrode 2 and a storage electrode 9 having a pattern structure are formed on a glass substrate 1, and the gate electrode 2 and the storage electrode ( 9) a gate insulating layer 3 is formed on the semiconductor substrate 4, and a semiconductor layer 4 is formed in a pattern structure on the gate insulating layer 3 on the gate electrode 2 and doped with impurities on the semiconductor layer 4 The drain 5 and the source 6 of the semiconductor layer are formed separately.
한편 상기 스토리지 전극(9)위의 게이트 절연막(3)위에 투명 도전막(10)이 형성되고, 그 투명 도전막(10)과 상기 소스(6)위에 소스 전극(8)이 형성되며 상기 드레인(5)위에 드레인 전극(7)이 형성되고, 그 드레인, 소스 전극(7)(8)과 투명 도전막(10)위에 산화 실리콘 막(SiO2) 또는 질화 실리콘 막(SiNx)등의 절연층인 소자 보호용 보호막(11)이 형성되며 그 보호막(11)위 배향막(12)이 형성되어 하부 판넬(16)을 구성하며, 유리 기판(1')위에 칼라 필터(14)가 형성되고, 그 칼라 필터(14)위에 코먼(COMMON)전극인 투명도전막(10')이 형성되고, 그 위에 배향막(12')이 형성되어 상부 판넬(17)을 구성하며 상기 하부 판넬(16)과 상부 판넬(17) 사이에 액정(13)이 주입되고 상기 유리 기판(1)(1') 하부에 편광판(15)(15')이 각기 형성된다.Meanwhile, a transparent conductive film 10 is formed on the gate insulating film 3 on the storage electrode 9, a source electrode 8 is formed on the transparent conductive film 10 and the source 6, and the drain ( 5) a drain electrode 7 is formed on the drain electrode, and an insulating layer such as a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (SiNx) on the drain, the source electrodes 7 and 8 and the transparent conductive film 10. A protective film 11 for protecting the device is formed and an alignment film 12 is formed on the protective film 11 to form the lower panel 16. A color filter 14 is formed on the glass substrate 1 ′, and the color filter is formed. A transparent conductive film 10 ', which is a common electrode, is formed on 14, and an alignment layer 12' is formed thereon to form an upper panel 17, and the lower panel 16 and the upper panel 17 are formed. The liquid crystal 13 is injected between the polarizers 15 and 15 ', respectively, below the glass substrate 1 and 1'.
상기와 같은 종래의 액정 표시 소자의 전기적 등가회로는 제2도에 도시된 바와 같이 게이트 전극(2)과 드레인 전극(7) 사이에 콘덴서(Cgd)가 접속되고 상기 게이트 전극(2)과 소스 전극(8) 사이에는 콘덴서(Cgs)가 접속되며, 그 소스 전극(8)에 병렬접속된 액정 콘덴서(CLC)와 스토리지 콘덴서(Cst)가 접속되어 구성한다.In the electrical equivalent circuit of the conventional liquid crystal display device as described above, as shown in FIG. 2, a capacitor Cgd is connected between the gate electrode 2 and the drain electrode 7, and the gate electrode 2 and the source electrode are connected. A capacitor (Cgs) is connected between the (8), and the liquid crystal capacitor (C LC ) and the storage capacitor (Cst) connected in parallel to the source electrode (8) are connected.
상기와 같이 구성된 종래 액정 표시 소자의 동작과정 및 문제점을 동작 전압 파형도인 제3도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.An operation process and a problem of the conventional liquid crystal display device configured as described above will be described with reference to FIG. 3, which is an operating voltage waveform diagram.
게이트 전극(2)에 전압이 인가되면 드레인(5)과 소스(6) 사이에 채널이 형성되어 드레인(5)의 전압이 액정(13)에 유기되고 게이트 전극(2)에 인가되는 전압이 차단되면 상기 드레인(5)과 소스(6) 사이의 채널이 차단되어 액정(13)에 전압이 유지된다.When a voltage is applied to the gate electrode 2, a channel is formed between the drain 5 and the source 6 so that the voltage of the drain 5 is induced in the liquid crystal 13 and the voltage applied to the gate electrode 2 is blocked. When the channel between the drain 5 and the source 6 is blocked, the voltage is maintained in the liquid crystal 13.
상기와 같은 동작을 할 때 제3도에 도시된 바와같이 특정시간(t2)(t5)에서 게이트 전압이 일정 전압차(△Vg)로 떨어질 때 직렬로 접속된 콘덴서(Cgs)(CLC)에 의해서 액정(13) 전압의 전압 변동(△V)은 다음과 같이 수식으로 표현할 수 있다.In the above operation, as shown in FIG. 3, the capacitor Cgs (C LC ) connected in series when the gate voltage drops to a constant voltage difference ΔVg at a specific time t 2 (t 5 ). ), The voltage variation ΔV of the voltage of the liquid crystal 13 can be expressed by the following equation.
△Vg : 전압차 VCOM: 코먼전압ΔVg: Voltage difference V COM : Common voltage
Vd : 드레인 전압Vd: Drain Voltage
이때 액정(13)의 전압 변동은 드레인(5)의 전압에 따라 변화하여 공통 전극에서 보상하지만 액정 표시 소자 판넬상의 각 위치마다 데이타값이 상이하여 판넬 전체를 보상하지 못한다.In this case, the voltage variation of the liquid crystal 13 is changed according to the voltage of the drain 5 to compensate for the common electrode, but the data value is different for each position on the liquid crystal display panel, so that the entire panel cannot be compensated.
이로인해 화면이 껌벅거리는 플리커(flicker)현상과 직류전압의 발생으로 화면이 바뀌어도 직전 화면이 남아 있는 잔상현상(image sticking)이 발생하므로 스토리지 콘덴서(Cst)값을 크게 하여 인가전압에 의한 전압변화(△V)폭을 줄이고 있다.As a result, flickering of the screen and flickering of the screen causes image sticking, even if the screen is changed, so that the last screen remains. ΔV) is decreasing.
상기와 같이 동작하는 종래 액정 표시 소자는 전압변화(△V)폭을 줄이기 위한 스토리지 콘덴서(Cst)값을 크게 하기 위해 스토리지 전극 면적을 크게 하므로 개구율을 감소시켜 소자의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.The conventional liquid crystal display device operating as described above has a problem in that the storage electrode area is increased to increase the storage capacitor (Cst) value for reducing the voltage change (ΔV) width, thereby reducing the aperture ratio and degrading the performance of the device.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 스토리지 콘덴서를 전압에 따라 변화하는 가변 콘덴서로 형성하여 스토리지 전극의 면적이 감소함으로써 발생하는 개구율 저하를 방지하여 소자의 성능을 향상하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention is to form a storage capacitor as a variable capacitor that changes according to voltage to prevent a decrease in the aperture ratio caused by the reduction of the area of the storage electrode, thereby improving device performance.
제4도는 본 발명의 액정 표시 소자 단면도로서 이에 도시한 바와같이 유리 기판(1)위에 게이트 전극(2)과 스토리지 전극(9)이 형성되고, 그 게이트 전극(2)과 스토리지 전극(9)위에 산화 실리콘 막(SiO2) 또는 질화 실리콘 막(SiNx)의 게이트 절연막(3)이 형성되며 상기 게이트 전극(2)과 스토리지 전극(9)위의 게이트 절연막(3)위에 패턴구조를 갖는 비정질 반도체 층인 반도체 층(4)(4')이 형성되고 그 반도체 층(4)위에 드레인(5)과 소스(6)가 개별화되어 형성되며, 상기 반도체 층(4')위에 투명 도전막(10)이 형성되고, 그 투명 도전막(10)과 상기 소스(6)위에 서로 접속되게 소스 전극(8)이 형성되며, 상기 드레인(5)위에 불순물이 도핑된 드레인 전극(7)이 형성되고, 그 드레인 전극(7)과 소스 전극(8) 및 투명 도전막(10)위에 절연층인 보호막(11)이 형성되며, 그 보호막(11)위에 배향막(12)이 구비되어 하부 판넬(16)을 형성하며, 유리기판(1')위에 칼라 필터(14)가 형성되고, 그 칼라 필터(14)위에 코먼전극인 투명도전막(10')이 형성되고, 그 위에 배향막(12')이 형성되어 상부 판넬(17)을 형성하여, 상기 하부 판넬(16)과 합착시 사이에 액정(13)을 포함하며 상기 상하부 판넬(17)(16)의 유리 기판(1')(1)에 편광판(15')(15)이 구비된다.4 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device of the present invention, as shown therein, a gate electrode 2 and a storage electrode 9 are formed on the glass substrate 1, and the gate electrode 2 and the storage electrode 9 are formed on the glass substrate 1. A gate insulating film 3 of a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (SiNx) is formed and is an amorphous semiconductor layer having a pattern structure on the gate insulating film 3 on the gate electrode 2 and the storage electrode 9. The semiconductor layers 4 and 4 'are formed, and the drain 5 and the source 6 are formed separately on the semiconductor layer 4, and the transparent conductive film 10 is formed on the semiconductor layer 4'. A source electrode 8 is formed on the transparent conductive film 10 and the source 6 so as to be connected to each other, a drain electrode 7 doped with impurities is formed on the drain 5, and the drain electrode (7) and a protective film 11 as an insulating layer are formed on the source electrode 8 and the transparent conductive film 10, and on the protective film 11 An alignment layer 12 is provided to form the lower panel 16, a color filter 14 is formed on the glass substrate 1 ′, and a transparent conductive film 10 ′, which is a common electrode, is formed on the color filter 14. An alignment layer 12 'is formed thereon to form an upper panel 17, which includes a liquid crystal 13 between the lower panel 16 and the glass panel of the upper and lower panels 17 and 16. Polarizing plates 15 'and 15 are provided on the substrates 1' and 1 '.
상기와 같이 구성한 본 발명 액정 표시 소자의 전기적 등가회로는 제5도에 도시한 바와같이 게이트 전극(2)과 드레인 전극(7) 사이에 콘덴서(Cgd)가 접속되고, 상기 게이트 전극(2)과 소스 전극(8) 사이에 콘덴서(Cgs)가 접속되며, 그 소스 전극(8)에 병렬접속된 가변 액정 콘덴서(CLC)와 가변 스토리지 콘덴서(Cst)가 접속되어 구성한다.In the electrical equivalent circuit of the liquid crystal display device of the present invention configured as described above, a capacitor Cgd is connected between the gate electrode 2 and the drain electrode 7, as shown in FIG. The capacitor Cgs is connected between the source electrodes 8, and the variable liquid crystal capacitor C LC and the variable storage capacitor Cst connected in parallel to the source electrode 8 are connected to each other.
상기와 같이 구성한 본 발명 액정 표시 소자의 동작과정 및 작용효과를 동작 전압 파형도인 제6도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An operation process and an effect of the liquid crystal display device according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 6, which is an operating voltage waveform diagram.
게이트 전극(2)에 전압을 인가하면 소스(6), 드레인(5)에 채널이 형성되어 드레인 전극(7)에 인가된 전압을 액정(13)에 유기시키고, 전압을 차단하면 상기의 과정에 의해 형성된 채널이 소멸되어 상기 액정(13)에 인가된 전압은 유지된다.When voltage is applied to the gate electrode 2, a channel is formed at the source 6 and the drain 5 to induce the voltage applied to the drain electrode 7 to the liquid crystal 13, and when the voltage is cut off, the above process is performed. The channel formed by this disappears and the voltage applied to the liquid crystal 13 is maintained.
이때 드레인 전압(Vd)에 따라 변화하는 액정 콘덴서(CLC)와 가변 스토리지 콘덴서(Cst)의 합이 일정하게, 스토리지 전극(9)에 전압을 인가하며 게이트 전극(2)의 전압변화(△V)를 수식으로 표현하면 다음과 같다.At this time, the sum of the liquid crystal capacitor C LC and the variable storage capacitor Cst that changes according to the drain voltage Vd is constant, and a voltage is applied to the storage electrode 9 while the voltage change of the gate electrode 2 is ΔV. ) Is expressed as an expression as follows.
이 식에서 게이트 전극(2)과 소스 전극(8) 사이의 콘덴서(Cgs)는 액정 콘덴서(CLC)와 가변 스토리지 콘덴서(Cst)에 비해 상대적으로 적어 생략가능하며 드레인 전압(Vd)에 따라 변화하는 액정 콘덴서(CLC)와 가변 스토리지 콘덴서(Cst)의 합은 다음과 같은 일정 관계식을 갖는다.In this equation, the capacitor (Cgs) between the gate electrode (2) and the source electrode (8) is relatively small compared to the liquid crystal capacitor (C LC ) and the variable storage capacitor (Cst) and can be omitted, and varies according to the drain voltage (Vd). The sum of the liquid crystal capacitor C LC and the variable storage capacitor Cst has a constant relationship as follows.
CLC(Vd-VCOM)+Cst(Vd-VSt)=CSUM(전압에 일정)C LC (Vd-V COM ) + Cst (Vd-V St ) = C SUM (constant on voltage)
상기의 식을 유지하기 위해 스토리지 전극(9)을 독립적으로 구동한다.In order to maintain the above equation, the storage electrode 9 is driven independently.
전압에 따른 액정 콘덴서(CLC)와 가변 스토리지 콘덴서(Cst)특성은 제6도의 (a) 및 (b)와 동일하며 임의의 드레인 전압(Vd)을 인가했을 때 가변 스토리지 콘덴서(Cst)와 액정 콘덴서(CLC)가 일정값을 유지하기 위한 스토리지 전압(Vst)은 제6도의 (c)와 동일하다.The characteristics of the liquid crystal capacitor C LC and the variable storage capacitor Cst according to the voltage are the same as those in FIGS. 6A and 6B, and the variable storage capacitor Cst and the liquid crystal are applied when an arbitrary drain voltage Vd is applied. The storage voltage Vst for the capacitor C LC to maintain a constant value is the same as in FIG.
그러므로 액정 콘덴서(CLC)값의 크기인 작은 스토리지 콘덴서(Cst)를 사용하고도 전압변화(△V)폭을 줄여 개구율의 증가로 판넬의 화면 밝기를 향상시킨다.Therefore, even though a small storage capacitor (Cst), the size of the liquid crystal capacitor (C LC ) value, the voltage change (ΔV) width is reduced to increase the aperture ratio to improve the screen brightness of the panel.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명의 액정 표시 소자는 스토리지 콘덴서를 전압에 따라 변화하는 가변 콘덴서를 사용하여 스토리지 전극 면적을 감소시키므로 발생하는 전압변화(△V)폭의 증가를 방지하였고 이로 인한 개구율 향상으로 소자의 성능을 개선하는 효과가 있다.As described in detail above, the liquid crystal display of the present invention prevents an increase in the voltage change (ΔV) width caused by reducing the storage electrode area by using a variable capacitor that changes the storage capacitor according to voltage, thereby improving aperture ratio. This has the effect of improving the performance of the device.
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Cited By (2)
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1992
- 1992-09-29 KR KR1019920017807A patent/KR100239336B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
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| US8358295B2 (en) | 2009-03-05 | 2013-01-22 | Samsung Display Co., Ltd. | Vertical alignment display device with enhanced contrast |
| US8854287B2 (en) | 2009-03-05 | 2014-10-07 | Samsung Display Co., Ltd. | Vertical alignment display device with enhanced contrast |
| WO2010123290A2 (en) | 2009-04-22 | 2010-10-28 | (주)알테오젠 | In vivo half life increased fusion protein or peptide maintained by sustained in vivo release, and method for increasing in vivo half-life using same |
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