KR100250797B1 - 액정 표시 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정전기를 효과적으로 방지할 수 있는 액정 표시 소자가 개시된다.
개시된 본 발명은, 게이트 라인과, 게이트 라인과 수직으로 교차하는 데이타 라인과, 게이트 라인과 데이타 라인의 교차점에 형성되는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 픽셀 전극과, 상기 픽셀 전극과 빛이 투과되는 면적 만큼 이격된 거리에 위치하는 카운터 전극의 동일한 하부 기판에 형성되는 액정 표시 소자로서, 하부 기판; 상기 하부 기판의 뒷면에 형성되는 제1편광판; 상기 하부 기판과 대향하는 상부 기판; 상기 상부 기판의 상부에 형성되는 정전기 방지용 도전막; 상기 도전막이 형성된 상부 기판 상부에 형성된 제2편광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 소자
본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정전기를 방지할 수 있는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 소자는 텔레비젼, 그래픽 디스플레이등의 표시소자를 구성하고, 특히 액티브 매트릭스형의 액정 표시 소자는 고속 응답 특성을 갖으며, 높은 화소수에 적합하여 디스플레이 화면의 고화질화, 대형화, 컬러 화면화등을 실현하는데 크게 기여하고 있다.
이러한 액정 표시 소자는, 박막 트랜지스터와 픽셀 전극이 매트릭스 형태로 배열된 하부 기판과, 컬러 필터 및 카운터 전극이 형성된 상부 기판, 및 상하 기판 사이에 개재되는 액정층으로 구성된다.
여기서, 최근 많이 이용되는 액정 표시 소자는 광학 특성이 우수한 트위스트 네마틱 모드(twist nematic mode:이하 TN)이다. 이 TN 모드 액정 표시 소자는 전계가 형성되기 이전, 액정 분자들이 상하의 유리 기판면에 평행하게 배열되면서, 양쪽 기판 사이에 90°꼬임 각도를 가지고 배열된다.
한편, 액정에 전계가 형성되면, 액정 분자는 전계가 평행하게 배열된다.
그런데, 이러한 TN 구조의 액정 표시 소자는 시야각이 매우 협소하다는 고질적인 문제점을 지니고 있다.
따라서, 종래에는 상부 유리 기판에 형성되었던 카운터 전극을 하부 유리 기판에 형성하여, 기판과 평행한 전계가 형성되도록 하여, 넓은 시야각을 확보할 수 있는 IPS 모드의 액정 표시 소자가 제안되었다.
이러한 IPS(In Plane Swiching) 모드의 액정 표시 소자가 도1에 도시되어 있다.
도1을 참조하여, 하부 유리 기판(1) 상부에 영상을 주사하기 위한 행 방향의 게이트 라인(2A)이 형성되고, 게이트 라인(2A)과 동일 평면상에 게이트 라인(2A)과 일정 거리만큼 이격되도록 카운터 전극(2B)이 형성된다. 이 카운터 전극(2B)은 액정을 일정 시간동안 유지하기 위한 보조 용량의 역할을 겸하며, 그 형태는 사각틀 형상을 갖는다. 도면에 도시되지는 않았지만 하부의 게이트 라인(2A)과, 이후에 형성되어질 물질들과의 전기적 절연을 도모하기 위하여, 게이트 절연막(도시되지 않음)이 형성되고, 게이트 라인(2A)을 포함하는 게이트 절연막의 소정 부분에는 박막 트랜지스터의 채널 역할을 하는 반도체층(4)이 형성된다. 데이터 라인(5A)과 픽셀 전극(5B)은 동일 평면상에 형성되는데, 그중 데이터 라인(5A)은 게이트 라인(2A)과 수직으로 교차되도록 형성된다. 이때, 데이터 라인(5A)은 게이트 라인(2A) 상부의 반도체층(4)과 소정 부분 오버랩되어 소오스 전극(5A-1)을 이룬다. 한편, 픽셀 전극(5B)은 카운터 전극(2B)으로 둘러싸인 면을 분할하도록 문자 "I"자 형태로 형성되고, 이 픽셀 전극(5B) 중 게이트 라인(2A)과 평행하는 부분들은 각각 카운터 전극(2B) 중 게이트 라인과 평행하는 부분과 오버랩되고, 픽셀 전극(5B)의 일단은 반도체층(4)과 오버랩되도록 연장 형상된다. 여기서, 미설명 부호 5A-1은 박막 트랜지스터의 소오스 전극이고, 5B-1은 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 나타낸다.
여기서, 미설명 부호 100은 하부에 구비된 백라이트(도시되지 않음)로 부터 빛이 입사되었을때, 빛이 투과되는 면을 나타낸다.
이와같이, 상부 기판에 전극이 형성되지 않은 IPS 모드의 액정 표시 소자는 도2와 같이, 카운터 전극(2B)과 픽셀 전극(5B) 사이에 평행한 전기장이 유도되어, 광 시야각을 확보하게 된다. 여기서, 미설명 부호 6은 하부 유리 기판 배면에서, 빛을 편광시키는 제1편광판이고, 10은 상부 기판이고, 11은 상부 기판의 배면에 형성되는 제2편광판이며, 12는 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재되는 액정이다.
그러나, 상기와 같은 액정 표시 소자는, 액정을 일정 방향으로 배향시키기 위한 러빙 공정, 편광판 부착시에 고압의 정전기가 발생되거나, 또는 편광판 상부에 부착되는 보호막을 사용자가 사용하기 위한 박리시 최외각에 존재하는 자유 전자의 이탈로 인한 전하의 균형이 깨지면서 정전하가 외부 유리 기판 표면에 발생하여,정전기가 발생한다.
특히, 상부 기판에 도전체가 구비되지 않는 IPS 모드인 경우, 상부 기판의 배면과, 정전기 발생 물질과 접촉됨에 의하여, 정전기가 쉽게 사라지지 않고, 남아있게 된다.
이러한 경우, 수평한 전기장을 유도하는 IPS 모드는 상기와 같은 정전기로 인하여, 도3과 같이,정전기 발생 부분과 하부 기판의 전극 영역사이에서 수직의 전기장이 형성된다.
이로 인하여, 평행한 전기장을 유도하여, 광 스위치 역할을 하는 본연의 IPS 모드의 구동 자체를 불가능하게 하고, 액정 표시 소자의 표시 기능을 저하시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은, IPS 모드의 액정 표시 소자의 정전기 발생시, 정전기를 효과적으로 누설시킬 수 있는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, IPS 모드의 액정 표시 소자의 표시 기능을 향상시킬 수 있는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.
도1은 일반적인 IPS 모드의 액정 표시 소자의 평면도.
도2는 일반적인 IPS 모드의 액정 표시 소자를 개략적으로 나타낸 단면도.
도3은 IPS 모드의 액정 표시 소자에 정전기가 발생되어, 수직 전기장이 형성된 액정 표시 소자의 단면도.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 IPS 모드의 액정 표시 소자의 단면도.
도5는 본 발명에 따른 정전기 방지용 도전막 구조를 나타낸 평면도.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 IPS 모드의 액정 표시 소자의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 하부 기판 21 : 제1편광판
22 : 픽셀 전극 23 : 카운터 전극
25 : 액정 30 : 상부 기판
31 : 제1 투명 도전막 31-1 : 제2 투명 도전막
32 : 제2편광판
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정 표시 소자는, 게이트 라인과, 게이트 라인과 수직으로 교차하는 데이타 라인과, 게이트 라인과 데이타 라인의 교차점에 형성되는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 픽셀 전극과, 상기 픽셀 전극과 빛이 투과되는 면적 만큼 이격된 거리에 위치하는 카운터 전극의 동일한 하부 기판에 형성되는 액정 표시 소자로서, 하부 기판; 상기 하부 기판의 뒷면에 형성되는 제1편광판; 상기 하부 기판과 대향하는 상부 기판; 상기 상부 기판의 상부에 형성되는 정전기 방지용 도전막; 상기 도전막이 형성된 상부 기판 상부에 형성된 제2편광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 소자는, 게이트 라인과, 게이트 라인과 수직으로 교차하는 데이타 라인과, 게이트 라인과 데이타 라인의 교차점에 형성되는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되는 픽셀 전극과, 상기 픽셀 전극과 빛이 투과되는 면적 만큼 이격된 거리에 위치하는 카운터 전극의 동일한 하부 기판에 형성되는 액정 표시 소자로서, 하부 기판; 상기 하부 기판의 뒷면에 형성되는 제1정전기 방지용 도전막; 상기 제1정전기 방지용 도전막 하부에 형성되는 제1편광판; 상부 하부 기판과 대향하는 상부 기판; 상기 상부 기판의 상부에 형성되며, 상기 제1정전기 방지용 도전막과 연결되어 있는 제2정전기 방지용 도전막; 상기 도전막이 형성된 상부 기판 상부에 형성된 제2편광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상부 기판 상부에 투명 도전막을 형성하여, 발생된 정전기를 효과적으로 누설시키므로서, 액정 표시 소자의 표시 기능이 향상된다.
[실시예]
이하 첨부한 도면에 의거하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도4는 본 발명의 액정 표시 소자의 단면도이고, 도4는 본 발명의 정전기 방지용 투명 도전막의 평면도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 소자에서, 도면부호 20은 하부 기판을 나타내고, 21은 하부 기판에 입사되는 빛을 편광시키는 제1편광판을 나타내며, 22는 하부 기판 상에 형성된 픽셀 전극이고, 23은 카운터 전극을 나타내고, 25는 액정을 나타낸다. 그리고, 도면 부호 30은 상부 기판을 나타내고, 31은 상부 기판 상부에서,정전기 방지용 도전막을 나타내며, 32는 정전기 방지용 도전막 상부의 제2편광판을 나타내고, 25는 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재되는 액정을 나타낸다.
하부 기판(20) 상부에는 공지의 방식에 따라, 게이트 라인(도시되지 않음)과, 게이트 라인과 수직으로 교차되는 데이타 라인(도시되지 않음), 게이트 라인과 데이타 라인의 교차점에 형성되는 박막 트랜지스터(도시되지 않음)와, 박막 트랜지스터의 드레인을 공유하는 픽셀 전극(22)과 픽셀 전극(22)과 소정 간격만큼 이격된 위치에 카운터 전극(23)이 형성된다. 여기서, 픽셀 전극(22)과 카운터 전극(23)은 불투명 금속막으로 이루어지고, 픽셀 전극(22)과 카운터 전극(23)에 소정의 전압이 인가되면, 픽셀 전극(22)과 카운터 전극(23) 상부의 액정(25)이 동작되어, 픽셀 전극(22)과 카운터 전극(23) 사이에는 평행한 전계가 형성된다.
또한, 하부 기판(20)과 대향하는 상부 기판(30)의 상부에는 정전기가 발생됨을 방지하기 위한 도전막(31)이 형성된다. 이 도전막은, 바람직하게는 투명 도전막 예를들어, ITO(indium tin oxide) 물질이다. 여기서, 도전막(31)은 상부 기판(30)의 전면에 형성될 수도 있고, 빛의 투과율을 최대화하기 위하여, 도5에 도시된 바와 같이, 하부 기판(20)에서, 빛이 투과되는 면(200)에 해당하는 부분이 오픈되도록 패터닝된 구조를 갖는다.
도전막(31) 상부에는 하부 기판을 통과한 빛을 일정 방향으로 편향시키는 제2편광판(32)이 형성된다.
이러한 투명한 도전막(31)은 플로팅(floating)된 접지 역할을 하여, 상부 기판면에 발생되는 정전기를 약화시키게 된다.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 소자의 단면도로서, 도5에 도시된 바와 같이, 상부 기판(30)과 제2편광판(32) 사이 뿐만 아니라, 하부 기판(20)과, 제1편광판(21) 사이에도 투명 도전막(31-1)을 개재하고, 상, 하부의 투명 도전막(31,31-1)을 도전성 필름(40) 또는 도체 커넥터(connector)로 연결시키어, 등전위를 형성하도록 한다. 이는 상하판 사이에 전위 형성을 억제시키어, 정전기를 방지할 수 있게 된다. 이때, 하부의 도전막(31-1) 또한, 도5와 같이 빛이 투과되는 부분이 노출되도록 패터닝된 구조를 가질 수 있다.
이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하여, 상부 기판과 상부 기판상의 편광판 사이 또는 하부 기판과 하부 기판하부의 편광판 사이에 정전기 발생 방지용 투명 도전막을 형성하여, 발생된 정전기를 효과적으로 제거하는 한편, 정전기의 발생을 방지하여, 표시 기능이 향상된 액정 표시 소자를 얻게 된다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시 할 수 있다.

Claims (12)

  1. (정정) 픽셀 전극과, 상기 픽셀 전극으로 부터 빛이 투과되는 면적 만큼 이격된 거리에 위치하는 카운터 전극이 형성된 하부 기판; 상기 하부 기판과 대향하는 상부 기판; 상기 상부 기판 뒷면에 형성되는정전기 방지용 도전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전기 방지용 도전막은 빛이 투과되는 면이 오픈된 형상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 정전기 방지용 도전막은 투명한 도전막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기정전기 방지용 도전막 ITO(indium tin oxide)막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  5. (정정) 제1항에 있어서, 상기 정전기 방지용 도전막 표면에 상부 편광판이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하부 기판의 뒷면에는 하부 기판에 발생된 정전기를 방지하는 정전기 방지용 도전막이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  7. (정정) 픽셀 전극과, 상기 픽셀 전극으로 부터 빛이 투과되는 면적 만큼 이격된 거리에 위치하는 카운터 전극이 형성된 하부 기판; 상기 하부 기판의 뒷면에 형성되는 제1정전기 방지용 도전막; 상기 하부 기판과 대향하는 상부 기판; 상기 상부 기판 뒷면에 형성되며, 상기 제1정전기 방지용 도전막과 연결되어 있는 제2정전기 방지용 도전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2정전기 방지용 도전막은 빛이 투과되는 면이 오픈된 형상인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 정전기 방지용 도전막은 투명한 도전막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 정전기 방지용 도전막은 ITO막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2정전기 방지용 도전막은, 도전성 필름에 의하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  12. (정정) 제7항에 있어서, 상기 제1정전기 방지용 도전막 표면과, 상기 제2정전기 방지용 도전막 표면에는 하부편광판과 상부편광판이 각각 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
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