KR100494708B1 - 프린지 필드 구동 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잔류 DC전하로 인해 발생되는 화면품위 저하를 방지할 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 관한 것으로, 하부기판상에 형성된 게이트 버스 라인과, 상기 게이트 버스 라인과 교차되며, 단위 화소 영역을 정의하는 데이터 버스 라인과, 상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인 교차점 부근에 배치되는 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 버스 라인과 평행한 제 1 부분과 상기 제 1 부분으로부터 데이터 버스 라인과 평행한 제 2 부분을 갖는 공통 전극 라인과, 상기 제 2 부분과 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 1 빗살부와, 상기 제 1 빗살부들을 연결하는 제 1 바를 갖으며 단위 화소영역에 배치되는 카운터 전극과, 상기 제 1 빗살부와 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 2 빗살부와, 상기 제 2 빗살부들을 연결하는 제 2 바를 갖으며 단위 화소영역에 배치되는 화소전극을 포함하며, 상기 홀수번째 제 2 빗살부 하부에 제 1 빗살부 존재시켜 콘택되고, 상기 짝수번째 상기 제 2 빗살부 하부에 제 1 빗살부를 존재시키지 않는 것을 특징으로 한다.

Description

프린지 필드 구동 액정 표시 장치{FRINGE FIELD SWITCHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 프린지 필드 구동 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 잔류 DC(direct current)전하로 인해 발생되는 화면품위 저하를 방지할 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 FFS 모드 액정 표시 장치는 일반적인 IPS 모드 액정 표시 장치의 낮은 개구율 및 투과율을 개선시키기 위하여, 대한민국 특허출원 제98-9243호로 출원되었다.
이러한 FFS 모드 액정 표시 장치는 카운터 전극과 화소 전극을 투명 전도체로 형성하면서, 카운터 전극과 화소 전극과의 간격을 상하 기판 사이의 간격보다 좁게 형성하여, 카운터 전극과 화소 전극 상부에 프린지 필드(fringe filed)가 형성되도록 함으로써, 전극들 상부에 존재하는 액정 분자들이 모두 동작되도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1a는 종래의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ′선에 따른 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이 하부기판(10)상에 게이트 버스 라인(11) 및 데이터 버스 라인(12)이 교차 배열되어 단위 화소를 한정하고, 상기 게이트 버스 라인(11)과 데이터 버스 라인(12)의 교차점 부근에는 박막 트랜지스터(13)가 형성된다.
그리고 상기 단위 화소 영역에 사각 플레이트 형상으로 투명한 물질로 구성된 카운터 전극(14)이 형성되며, 상기 카운터 전극(14)은 공통 전극 라인(15)과 콘택되어 지속적으로 공통 신호를 인가 받는다.
여기서, 상기 공통 전극 라인(15)은 상기 게이트 버스 라인(11)과 평행하면서 상기 카운터 전극(14)의 소정부분과 콘택되는 제 1 부분(15a)과, 상기 제 1 부분(15a)으로부터 데이터 버스 라인(12)과 평행하게 연장되면서 상기 카운터 전극(14)과 데이터 버스 라인(12) 사이에 각각 배치되는 제 2 부분(15b)으로 구성된다. 이때, 상기 제 2 부분(15b)은 상기 데이터 버스 라인(12)과는 절연되고, 상기 제 1 부분(15a)은 상기 게이트 버스 라인(11) 사이에 형성된다.
그리고 상기 카운터 전극(14)과 오버랩되도록 상기 단위 화소 영역에 각각 투명한 물질로 화소전극(16)이 형성된다. 상기 화소전극(16)은 상기 데이터 버스 라인(12)과 평행하면서 등간격으로 형성된 빗살부(16a)와, 상기 빗살부(16a)들을 연결하는 바(16b)로 구성된다. 이때, 상기 바(16b)는 상기 빗살부(16a)의 양 단부간을 연결할 수 있도록 한 쌍이 구비된다. 그리고 한 쌍의 바(16b)중 어느 하나는 상기 박막 트랜지스터(13)의 드레인 전극과 소정부분 콘택된다.
한편, 상기 카운터 전극(14)과 상기 화소전극(16)은 게이트 절연막(17)을 사이에 두고 절연된다.
여기서, 상기와 같이 구성된 종래의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 다음과 같이 동작한다.
상기 카운터 전극(14)과 화소전극(16) 사이에 전계가 형성되면, 상기 카운터 전극(14)과 화소전극(16) 사이의 거리 즉, 게이트 절연막(17)의 두께보다 상하부 기판간의 거리가 크므로 상기 카운터 전극(14)과 화소전극(16) 사이에 수직 성분을 포함하는 프린지 필드가 형성된다. 상기와 같은 프린지 필드는 카운터 전극(14) 및 화소전극(16) 상부 전역에 미치게 되며, 전극 상부에 있는 액정 분자들을 모두 동작시킨다.
그러나 상기와 같은 종래의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.
카운터 전극(14)과 화소전극(16) 사이에 게이트 절연막(17)과 보호막(도면에 도시하지 않았음)이 적층되어 있다. 이로 인하여, 전극 사이의 거리가 증가되어, 보조 캐패시턴스가 저하될 뿐만 아니라, 전계가 걸리는 경로차가 서로 달라서, 잔상과 같은 문제점이 발생되며, 전계의 세기가 약해져서, 구동 전압이 상승하게 된다.
즉, 카운터 전극(14)과 화소전극(16) 사이에 존재하는 게이트 절연막(17)과 보호막은 상기 카운터 전극(14)과 화소전극(16)의 전계에 반대되는 이온들을 계면 사이에 트랩핑(trapping)한다.
따라서, 이온의 트랩핑은 잔류 DC 성분을 유발하여 잔상의 원인이 되어 화면 품위를 저하시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 잔류 DC 성분을 억제하여 잔상을 개선시켜 화면 품위를 향상시킬 수 있는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치는 하부기판상에 형성된 게이트 버스 라인과, 상기 게이트 버스 라인과 교차되며, 단위 화소 영역을 정의하는 데이터 버스 라인과, 상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인 교차점 부근에 배치되는 박막 트랜지스터와, 상기 게이트 버스 라인과 평행한 제 1 부분과 상기 제 1 부분으로부터 데이터 버스 라인과 평행한 제 2 부분을 갖는 공통 전극 라인과, 상기 제 2 부분과 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 1 빗살부와, 상기 제 1 빗살부들을 연결하는 제 1 바를 갖으며 단위 화소영역에 배치되는 카운터 전극과, 상기 제 1 빗살부와 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 2 빗살부와, 상기 제 2 빗살부들을 연결하는 제 2 바를 갖으며 단위 화소영역에 배치되는 화소전극을 포함하며, 상기 홀수번째 제 2 빗살부 하부에 제 1 빗살부 존재시켜 오버랩되고, 상기 짝수번째 상기 제 2 빗살부 하부에 제 1 빗살부를 존재시키지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공통 전극 라인 제 1 부분과 상기 카운터 전극 제 1 바가 서로 콘택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 카운터 전극의 제 1 빗살부의 폭 및 간격은 0∼10㎛로 조절하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 빗살부 한 개당 두 개의 제 2 빗살부가 오버랩되도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 빗살부 한 개당 세 개의 제 2 빗살부가 오버랩된 후, 네 번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 빗살부 한 개당 두 개의 제 2 빗살부가 오버랩된 후, 다음번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 빗살부 한 개당 두 개의 제 2 빗살부가 오버랩되고, 다음번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않으며, 그 다음번째 제 2 빗살부 하부에 제 1 빗살부가 존재하여 오버랩된 후, 그 다음번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ′선에 따른 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 하부기판(100)상에 게이트 버스 라인(101) 및 데이터 버스 라인(102)이 교차 배열되어 단위 화소를 한정하고, 상기 게이트 버스 라인(101)과 데이터 버스 라인(102)의 교차점 부근에는 박막 트랜지스터(103)가 형성된다.
그리고 상기 게이트 버스 라인(101)과 평행한 제 1 부분(105a)과 상기 제 1 부분(104a)으로부터 데이터 버스 라인(102)과 평행한 제 2 부분(105b)을 갖는 공통 전극 라인(105)이 형성된다.
한편, 카운터 전극(104)은 투명한 물질로 상기 제 2 부분(105b)과 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 1 빗살부(104a)와, 상기 제 1 빗살부(104a)들을 연결시키면서 상기 공통 전극 라인(105)과 콘택되어 지속적으로 공통 신호를 인가 받는 제 1 바(104b)를 갖으며 단위 화소영역에 형성된다.
이때, 상기 공통 전극 라인(105) 상기 카운터 전극(104)과 데이터 버스 라인(102) 사이에 상기 제 2 부분(105b)이 각각 배치되고, 상기 제 2 부분(105b)은 상기 데이터 버스 라인(102)과는 절연되며, 상기 제 1 부분(105a)은 상기 게이트 버스 라인(101) 사이에 형성된다. 상기 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a)의 폭 및 간격은 0∼10㎛로 조절하여 프린지 필드 및 투과유을 최적화한다.
그리고 상기 단위 화소 영역에 형성되는 화소전극(106)은 상기 카운터 전극(105)의 제 1 빗살부(104a)와 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 2 빗살부(106a)와, 상기 제 2 빗살부(106a)들을 연결하는 제 2 바(106b)를 갖는다. 이때, 상기 제 2 바(106b)는 제 2 빗살부(106a)의 양 단부간을 연결할 수 있도록 한 쌍이 구비된다. 또한, 한 쌍의 제 2 바(106b)중 어느 하나는 박막 트랜지스터(103)의 드레인 전극 소정부분 콘택된다. 또한, 상기 화소전극(106)은 상기 카운터 전극(104)과 마찬가지로 투명한 물질로 형성되면서 상기 카운터 전극(104)과 화소전극(106)과의 간격을 상하 기판 사이의 간격을 보다 좁게 형성하여 상기 카운터 전극(104)과 화소전극(106) 상부에 프린지 필드(fringe field)가 형성되도록 한다.
그리고, 상기 카운터 전극(104)과 상기 화소전극(106)은 게이트 절연막(107)을 사이에 두고 절연된다.
한편, 상기 화소전극(106)의 홀수번째 제 2 빗살부(106a) 하부에는 상기 카운터 전극(105)의 제 1 빗살부(104a)를 존재시켜 서로 오버랩되도록 하고, 상기 짝수번째 상기 제 2 빗살부(106a) 하부에 제 1 빗살부(104a)를 존재시키지 않으므로 상기 카운터 전극(104) 및 화소전극(106) 사이의 게이트 절연막(107) 및 보호막(도면에 도시하지 않았음)에서의 이온들이 계면등에 트랩핑에 의한 잔류 DC 현상을 감소시킨다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 단면도로서, 하부기판(100)상의 단위 화소영역에 상기 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a) 한 개당 상기 화소전극(106) 두 개의 제 2 빗살부(104a)가 오버랩되도록 구성시킨다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 단면도로, 상기 하부기판(100)상의 단위 화소영역에 상기 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a) 한 개당 상기 화소전극(106) 세 개의 제 2 빗살부(106a)가 오버랩되도록한 후, 상기 화소전극(106) 네 번째 제 2 빗살부(106a) 하부에는 상기 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a)가 존재하지 않도록 구성한다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치의 단면도로써, 상기 하부기판(100)상의 단위 화소영역에 형성된 상기 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a) 한 개당 상기 화소전극(106) 두 개의 제 2 빗살부(106a)가 오버랩되도록한 후, 상기 화소전극(106)의 그 다음번째 제 2 빗살부(106a) 하부에는 상기 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a)가 존재하지 않도록 구성한다.
또한, 도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 단면도로 상기 하부기판(100)상의 단위 화소영역에 형성된 상기 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a) 한 개당 상기 화소전극(106) 두 개의 제 2 빗살부(106a)가 오버랩되도록 하고, 상기 화소전극(106)의 그 다음번째 제 2 빗살부(106a) 하부에는 상기 카운터 전극(104) 제 1 빗살부(104a)가 존재하지 않도록 하며, 상기 화소전극(106)의 그 다음번째 제 2 빗살부(106a) 하부에 카운터 전극(104)의 제 1 빗살부(104a)가 존재하도록 하여 오버랩되도록 한다. 그리고 상기 화소전극(106)의 그 다음번째 제 2 빗살부(106a) 하부에는 카운터 전극(104) 제 1 빗살부(104a)가 존재하지 않도록 구성한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치에 의하면, 카운터 전극과 화소전극 사이의 절연층(게이트 절연막과 보호막)의 면적을 감소시켜 잔류 DC를 감소시킬 수 있어 잔상을 억제시킬 수 있다.
또한, 카운터 전극과 화소전극 사이의 절연층의 면적을 감소시킴으로 전계 등에 의한 층간 숏트 방지할 수 있다.
따라서, 화면 품위를 향상시킬 수 있다.
도 1a는 종래의 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ′선에 따른 단면도
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 평면도
도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ′선에 따른 단면도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
도 6는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 프린지 필드 구동 액정 표시 장치를 나타낸 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 하부기판 101 : 게이트 버스 라인
102 : 데이터 버스 라인 103 : 박막 트랜지스터
104 : 카운터 전극 104a : 제 1 빗살부
104b : 제 1 바 105 : 공통 전극 라인
105a : 제 1 부분 105b : 제 2 부분
106 : 화소전극 106a : 제 2 빗살부
106b : 제 2 바 107 : 게이트 절연막

Claims (7)

  1. 하부기판 상에 형성된 게이트 버스 라인과;
    상기 게이트 버스 라인과 교차되며, 단위 화소 영역을 정의하는 데이터 버스 라인과;
    상기 게이트 버스 라인과 데이터 버스 라인 교차점 부근에 배치되는 박막 트랜지스터와;
    상기 게이트 버스 라인과 평행한 제 1 부분과 상기 제 1 부분으로부터 데이터 버스 라인과 평행한 제 2 부분을 갖는 공통 전극 라인과;
    상기 제 2 부분과 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 1 빗살부와, 상기 제 1 빗살부들을 연결하는 제 1 바를 갖으며 단위 화소영역에 배치되는 카운터 전극과;
    상기 제 1 빗살부와 평행하면서 등간격으로 형성된 복수개의 제 2 빗살부와, 상기 제 2 빗살부들을 연결하는 제 2 바를 갖으며 단위 화소영역에 배치되는 화소전극과;
    상기 카운터 전극과 상기 화소전극 사이에 개재된 게이트절연막과,
    이로부터 얻어지는 결과물을 덮는 보호막을 포함하며,
    상기 화소전극의 제 2빗살부 중 홀수번째 제2 빗살부 하부에는 상기 카운터 전극의 제 1 빗살부가 존재되어 서로 오버랩되도록 하고, 상기 화소전극의 제 2빗살부 중 짝수번째 제 2 빗살부 하부에는 상기 카운터 전극의 제 1 빗살부가 존재되지 않도록 배열되도록 하여, 상기 게이트절연막과 상기 보호막에서의 이온들이 계면에 트래핑에 의한 잔류 DC현상을 감소시키는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통 전극 라인 제 1 부분과 상기 카운터 전극 제 1 바가 서로 콘택되는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카운터 전극의 제 1 빗살부의 폭 및 간격은 0∼10㎛로 조절하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살부 한 개당 두 개의 제 2 빗살부가 오버랩되도록 구성됨을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살부 한 개당 세 개의 제 2 빗살부가 오버랩된 후, 네 번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살부 한 개당 두 개의 제 2 빗살부가 오버랩된 후, 다음번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않도록 구성됨을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 빗살부 한 개당 두 개의 제 2 빗살부가 오버랩되고, 다음번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않으며, 그 다음번째 제 2 빗살부 하부에 제 1 빗살부가 존재하여 오버랩된 후, 그 다음번째 제 2 빗살부 하부에는 제 1 빗살부가 존재하지 않도록 구성됨을 특징으로 하는 프린지 필드 구동 액정 표시 장치.
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