KR100356990B1

KR100356990B1 - 고개구율을 갖는 액정표시장치

Info

Publication number: KR100356990B1
Application number: KR1019990019523A
Authority: KR
Inventors: 이건희; 곽동영; 박광섭
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2002-10-18
Also published as: KR20000075120A

Abstract

본 발명은 고개구율을 갖는 액정표시소자에 관한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 데이터신호를 전송하는 데이터배선과, 일측이 데이터배선과 중첩되어진 제1 측변과 데이터배선으로부터 이격되어진 제2 측변을 포함한 화소전극을 구비한다.

이러한 구성에 따라, 본 발명의 액정표시소자는 개구율을 향상시키게 된다.

Description

고개구율을 갖는 액정표시장치{Liquid Crystal Display with High Aperture Ratio}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 개구율을 높이도록 구성된 고개구율을 갖는 액정표시소자에 관한 것이다.

통상적으로, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기등에 이용되고 있는 실정이다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 데이터신호에 대응하여 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 액정표시소자는 데이터배선(22)에서 분기되어 영상신호를 인가하는 소스전극(14)과, 게이트배선(24)에서 분기되어 주사신호를 인가하는 게이트전극(4)과, 데이터신호를 화소전극(20)에 인가하는 드레인전극(16)을 구비한다., 데이터배선(22)은 기판(2)상에 수직방향으로 다수개 형성되어 도시하지 않은 데이터 구동부로부터 인가되는 데이터신호를 소스전극(14)으로 전송하게 된다. 또한, 게이트배선(24)은 데이터배선(22)과 교차되도록 기판(2) 상에 수평방향으로 다수개 형성되어 게이트 구동부로부터 인가되는 주사신호를 게이트전극(4)으로 전송하게 된다. 이 때, 게이트배선(24)에서 전송되는 주사신호는 게이트전극(4)에 인가되어 데이터신호가 드레인전극(16)으로 전송되도록 한다. 즉, 게이트전극(4)은 주사신호에 대응하여 데이터신호를 스위칭하게 된다. 이러한 과정에의해 드레인전극(16)에 전송된 데이터신호는 화소전극(20)에 인가되어 광빔의 투과량을 조절하게 된다. 이하, 데이터배선(22)과 게이트배선(24)의 교차점에 형성된 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 "TFT"라 한다)에 대하여 도 2를 결부하여 살펴보기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 TFT는 기판(2)의 상부에 형성되어 주사신호가 인가되는 게이트전극(4)과, 주사신호에 대응하여 데이터신호를 전송하도록 마련된 액티브층(26)과, 액티브층(26)과 게이트전극(4)을 전기적으로 격리시키는 게이트 절연막(Gate Insulator;6)과, 액티브층(26)의 상부에 형성되어 데이터신호를 인가하는 소스전극(14)과, 데이터신호를 화소전극(20)에 인가하는 드레인전극(16)과, 소스전극(14) 및 드레인전극(16)을 보호하는 보호막(18)을 구비한다. 액티브층(26)은 비정질실리콘(a-Si)을 증착하여 형성된 반도체층(8)과, 반도체층(8)의 양측 상부에 n+ 비정질실리콘을 증착하여 형성된 오믹접촉층(Ohmic Contact Layer;10)으로 구성된다. 오믹접촉층(10) 사이에는 스토퍼층(12)이 형성되어 오믹접촉층간을 전기적으로 격리시키게 된다. 상기 게이트전극(4)에 하이레벨을 갖는 주사신호가 인가되면 액티브층(26)에는 전자가 이동할수 있는 채널이 형성되므로 소스전극(14)의 데이터신호가 액티브층(26)을 경유하여 드레인 전극(16)으로 전달된다. 반면에, 게이트전극(4)에 로우레벨을 갖는 주사신호가 인가되면 액티브층(26)에 형성된 채널이 차단되므로 드레인전극(16)으로 데이터신호의 전송이 차단된다. 또한, 보호막(18)은 소스전극(14)과 드레인전극(16)을 보호하는 기능을 수행함과 아울러, 화소전극(20)과 데이터배선(22)을 전기적으로 격리시키게 된다. 보호막(18)은 유전율이 높아 크로스토크를 유발시키게 된다. 실제로, 비정질실리콘의 보호막으로 사용되는 SiNx는 소정의 유전율(예를들면, 6.4 - 6.6)을 가지게 되어 화소전극(20)과 데이터배선(22) 간에는 커플링(Coupling)이 발생되어 크로스토크를 유발하게 된다. 이러한, 문제를 해결하기 위하여 데이터배선(22)과 화소전극(20)을 도 1에 도시된 바와 같이 소정의 거리(d,예를들면 3-5㎛) 만큼 이격되도록 형성시키게 된다. 화소전극(20)은 광빔이 투과되도록 아이티오(Indium Thin Oxide; 이하"ITO"라 한다)를 사용하는 것이 바람직하다. 도광판(도시되지 않음)에서 기판(2)으로 진행하는 광빔은 화소전극(20)이 형성된 영역을 투과하게되고 그외의 영역에서는 차단되게 된다. 즉, 화소전극(20)과 데이터배선(22) 간의 이격된 공간에 해당하는 영역에서는 광빔이 차단되어진다. 이에 따라, 종래의 액정표시소자 에서는 개구율(Aperture Ratio)이 낮은 문제점이 도출되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 개구율을 높이도록 구성된 고개구율을 갖는 액정표시장치를 제공 하는데 있다.

도 1은 종래의 액정표시소자의 구조를 도시한 평면도.

도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 평면도.

도 4는 도 3의 B-B'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.

도 5는 도 3의 C-C'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 구조를 도시한 평면도.

도 7은 도 6의 D-D'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.

도 8은 도 6의 E-E'선을 따라 절단하여 도시한 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

2,32 : 기판 4,34 : 게이트전극

6,36 : 게이트절연막 12 : 스토퍼

14,44 : 소스전극 16,46 : 드레인전극

18,38 : 보호막 20,40,70 : 화소전극

22,52,62 : 데이터배선 24,54 : 게이트배선

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 데이터신호를 전송하는 데이터배선과, 일측이 데이터배선과 중첩되어진 제1 측변과 데이터배선으로부터 이격되어진 제2 측변을 포함한 화소전극을 구비한다.본 발명의 다른 실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 서로 다른 폭의 제1 폭 및 제2 폭을 가지는 데이터배선과, 일측이 데이터배선의 제1 폭 부분에 중첩됨과 아울러 데이터배선의 제2 폭 부분에서 데이터배선으로부터 이격되는 화소전극들을 구비한다.본 발명의 다른 실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 기준라인에서 좌측으로 쉬프트되고 기준라인에서 우측으로 쉬프트되는 지그재그 형태의 데이터배선과, 일측이 데이터배선의 좌측 쉬프트 부분에 중첩되는 측변부와 데이터배선의 우측 쉬프트 부분으로부터 이격되는 측변부를 포함한 제1 화소전극과, 제1 화소전극과 인접하고 일측이 데이터배선의 좌측 쉬프트 부분으로부터 이격되는 측변부와 상기 데이터배선의 우측 쉬프트 부분에 중첩되는 측변부를 구비한다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 아령형구조로 형성된 데이터배선(52)과, 데이터배선(52)과 일부분이 중첩되도록 형성된 화소전극(40)을 구비한다. 데이터배선(52)은 배선의 폭이 다르게 형성되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 데이터배선(52)의 일부에는 제1 폭(W1, 예를들면, 9.5 - 12.5 ㎛)을 갖도록 형성되어 있고 데이터배선의 다른 영역에서는 제2 폭(W2, 예를들면, 8 - 10㎛)을 갖도록 형성되어 있다. 데이터배선(52)에는 반복적으로 제1 및 제2 폭(W1,W2)을 갖도록 형성되어 있으므로 데이터배선(52)이 아령형 구조를 가지게 된다. 한편, 데이터배선이 제1 폭(W1)을 갖는 영역에는 화소전극(40)이 데이터배선(52)의 양변부에 각각 소정간격(d,d', 예를들면, 1.5 -2.5 ㎛)으로 중첩되도록 형성되어 있다. 도 4를 결부하여 이에 대하여 살펴보기로 한다. 도 4에 도시된 바와 같이 기판(32)의 상부에 제1 폭(W1, 예를들면, 9.5 - 12.5 ㎛)을 갖도록 데이터배선(52)을 형성한다. 이 때, 데이터배선(52)과 기판(32) 사이에는 액티브층(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 이어서, 데이터배선(52)의 상부에 데이터배선(52)을 전기적으로 격리시키는 보호막(38)을 형성한다. 보호막(38)의 재질로는 SiNx를 사용하게 된다. 보호막(38)의 상부에 데이터배선(52)과 소정의 간격(d,d', 예를들면, 1.5 - 2.5 ㎛)으로 중첩되도록 화소전극(40)을 형성한다. 이 때, 데이터배선(52)에 중첩되는 화소전극들(40,40')이 중첩된 간격(d,d')은 서로 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 데이터배선(52)에 상부에 형성되는 화소전극들(40,40')의 중첩 면적이 동일하게 된다. 또한, 데이터배선(52)이 제2 폭(W2)을 갖는 영역에는 화소전극(40)이 데이터배선(52)과 소정의 간격(d1,d1', 예를들면, 2 - 3 ㎛)으로 이격되도록 형성되어 있다. 도 5를 결부하여 이에 대하여 살펴보기로 한다. 도 5에 도시된 바와 같이 기판(32)의 상부에 제2 폭(W2, 예를들면, 8 - 10 ㎛)을 갖도록 데이터배선(52)을 형성한다. 데이터배선(52)과 기판(32) 사이에는 액티브층(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 이어서, 데이터배선(52)의 상부에 데이터배선(52)을 전기적으로 격리시키는 보호막(38)을 형성한다. 이 때, 보호막(38)의 재질로는 SiNx를 사용하게 된다. 보호막(38)의 상부에 데이터배선(52)과 소정의 간격(d1,d1', 예를들면, 2 - 3 ㎛)으로 이격되도록 화소전극(40)을 형성한다. 이격된 간격(d1,d1')은 서로 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 데이터배선(52)의 양변부에 중첩된 간격(d,d') 및 이격된 간격(d1,d1')을 조절함에 의해 데이터배선(52)의 양변부에 위치한 화소전극의 캐패시턴스가 동일하게 된다. 상기와 같이 데이터배선(52)의 상부에 화소전극들(40)이 동일한 면적을 갖도록 중첩되므로써 동일한 캐패시턴스를 가지게 된다. 이 때, 데이터배선과 중첩되는 화소전극들(40)의 캐패시턴스는 동일하므로 액정표시소자의 구동시 서로 상쇄되어 화질에 악영향을 미치지 않게 된다. 이에따라, 본 발명의 일실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 데이터배선과 화소전극의 일부분이 동일한 면적을 갖도록 중첩되므로써 종래의 액정표시소자에 비해 개구율이 증가하게 된다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 지그재그(Zigzag) 구조로 형성된 데이터배선(62)과, 데이터배선(62)과 일부분이 중첩되도록 형성된 화소전극(70,70')을 구비한다. 데이터배선(62)은 소정의 폭(W, 예를들면, W2<W<W1)을 갖도록 형성되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 데이터배선(62)은 기준라인에서 소정간격 만큼 좌측으로 쉬프트 되어 소정길이(l)를 갖도록 형성되고, 기준라인에서 소정간격 만큼 우측으로 쉬프트 되어 소정길이(l)를 갖도록 형성되어 있다. 이 데이터배선(62)은 기준라인에서 좌·우로 쉬프트되도록 반복적으로 형성되어 있으므로 지그재그형 구조를 가지게 된다. 한편, 데이터배선(62)에서 좌측으로 쉬프트된 영역에는 데이터배선(62)의 좌측 일부에 화소전극(70')이 소정의 간격(d, 예를들면, 1.5 - 2.5 ㎛)으로 중첩되도록 소정의 길이로 형성되어 있고, 데이터배선(62)의 우측 일부에 화소전극(70)이 소정의 간격(d1', 예를들면, 2 - 3㎛)로 이격되어 각각 형성되어 있다. 도 7을 결부하여 이에 대하여 살펴보기로 한다. 도 7에 도시된 바와 같이 기판(32)의 상부에 기준라인에서 좌측으로 이동되도록 소정의 폭(W)을 갖는 데이터배선(62)을 형성한다. 데이터배선(62)과 기판(32) 사이에는 액티브층(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 이어서, 데이터배선(62)의 상부에 데이터배선(62)을 전기적으로 격리시키는 보호막(38)을 형성한다. 이 때, 보호막(38)의 재질로는 SiNx를 사용하게 된다. 보호막(38)의 상부에 데이터배선(62)의 좌측에는 소정의 간격(d)으로 중첩되도록 화소전극(40)을 형성함과 아울러, 데이터배선(62)의 우측에는 소정의 간격으로 이격되도록 화소전극(70)을 형성하게 된다. 또한, 데이터배선(62)에서 우측으로 이동한 영역에서는 데이터배선(62)의 우측 일부에 화소전극(70')이 소정의 간격(d', 예를들면, 1.5 - 2.5 ㎛)으로 중첩되도록 소정의 길이로 형성되어 있고, 데이터배선(62)의 좌측 일부에 화소전극(70)이 소정의 간격(d1, 예를들면, 2 - 3 ㎛)으로 이격되어 각각 형성되어 있다. 도 8을 결부하여 이에 대하여 살펴보기로 한다. 도 8에 도시된 바와 같이 기판(32)의 상부에 기준라인에서 우측으로 이동되도록 데이터배선(62)을 형성한다. 데이터배선(62)과 기판(32) 사이에는 액티브층(도시되지 않음)이 형성되어 있다. 이어서, 데이터배선(62)의 상부에 데이터배선(62)을 전기적으로 격리시키는 보호막(38)을 형성한다. 이 보호막(38)의 재질로는 SiNx를 사용하게 된다. 보호막(38)의 상부에 데이터배선(62)의 우측에는 소정의 간격(d)으로 중첩되도록 화소전극(70)을 형성함과 아울러, 데이터배선(52)의 좌측에는 소정의 간격으로 이격되도록 화소전극(40)을 형성하게 된다. 이 경우, 데이터배선(62)의 양변부에 소정의 길이(l)로 중첩된 간격(d,d') 및 이격된 간격(d1,d1')을 조절함에 의해 데이터배선(62)의 양변부에 위치한 화소전극의 캐패시턴스가 동일하게 된다. 상기와 같이 데이터배선(62)의 상부에 화소전극들(70,70')이 동일한 면적을 갖도록 중첩되므로써 동일한 캐패시턴스를 가지게 된다. 데이터배선(62)과 중첩되는 화소전극들(70,70')의 캐패시턴스는 동일하므로 액정표시소자의 구동시 서로 상쇄되어 화질에 악영향을 미치지 않게 된다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고개구율을 갖는 액정표시소자는 데이터배선(62)과 화소전극(70,70')의 일부분이 동일한 면적을 갖도록 중첩되므로써 종래의 액정표시소자에 비해 개구율이 증가하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 고개구율을 갖는 액정표시소자는 개구율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

데이터신호를 전송하는 데이터배선과,

일측이 상기 데이터배선과 중첩되어진 제1 측변과 상기 데이터배선으로부터 이격되어진 제2 측변을 포함한 화소전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 1 항에 있어서,

상기 데이터배선과 화소전극을 전기적으로 격리시키는 보호막의 재질이 SiNx인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
서로 다른 폭의 제1 폭 및 제2 폭을 가지는 데이터배선과,

일측이 상기 데이터배선의 제1 폭 부분에 중첩됨과 아울러 상기 데이터배선의 제2 폭 부분에서 상기 데이터배선으로부터 이격되는 화소전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 3 항에 있어서,

상기 제1 폭이 9.5 내지 12.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 3 항에 있어서,

상기 제2 폭이 8 내지 10㎛ 인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터배선과 화소전극이 중첩된 간격이 1.5 내지 2.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터배선과 화소전극이 이격된 간격이 2 내지 3㎛ 인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 3 항에 있어서,

상기 데이터배선과 화소전극을 전기적으로 격리시키는 보호막의 재질이 SiNx인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
기준라인에서 좌측으로 쉬프트되고 상기 기준라인에서 우측으로 쉬프트되는 지그재그 형태의 데이터배선과,

일측이 상기 데이터배선의 좌측 쉬프트 부분에 중첩되는 측변부와 상기 데이터배선의 우측 쉬프트 부분으로부터 이격되는 측변부를 포함한 제1 화소전극과,

상기 제1 화소전극과 인접하고 일측이 상기 데이터배선의 좌측 쉬프트 부분으로부터 이격되는 측변부와 상기 데이터배선의 우측 쉬프트 부분에 중첩되는 측변부를 포함한 제2 화소전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 데이터배선과 제1 화소전극이 중첩된 길이와, 상기 데이터배선과 제2 화소전극이 중첩면적이 동일한 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 데이터배선과 제1 및 제2 화소전극이 중첩된 간격이 1.5 내지 2.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 데이터배선과 제1 및 제2 화소전극이 이격된 간격이 2 내지 3㎛ 인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 데이터배선과 화소전극을 전기적으로 격리시키는 보호막의 재질이 SiNx인 것을 특징으로 하는 고개구율을 갖는 액정표시소자.