KR100665940B1 - An array substrate for LCD - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 액정 표시장치는 고 신뢰성을 가지는 IPS모드의 액정 표시장치를 제공하기 위한 것이다.The liquid crystal display device according to the present invention is to provide a liquid crystal display device of IPS mode having high reliability.
일반적으로, IPS모드는 노멀리 블랙모드(normally black mode)로 구동하기 때문에 전압이 온(on) 되었을 경우 화이트(white)를 표시하게 된다.In general, since the IPS mode is driven in a normally black mode, white is displayed when the voltage is turned on.
이때, 액정패널의 양측은 시각적으로 더욱 환하게 보이기 때문에, 마치 빛이 새는 것처럼 인지되는 문제가 있다.At this time, since both sides of the liquid crystal panel appear more visually bright, there is a problem that it is perceived as if light leaks.
따라서, 본 발명은 액정패널의 주변부에 구성된 데이터배선에 흐르는 전류를 낮추어 빛의 휘도를 줄이는 구조를 제안하여, 관찰자로 하여금 액정패널의 전 면적에 대해 균일한 휘도를 느낄 수 있도록 한다.Accordingly, the present invention proposes a structure that reduces the brightness of light by lowering the current flowing in the data wirings formed in the periphery of the liquid crystal panel, so that the viewer can feel the uniform brightness over the entire area of the liquid crystal panel.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이고,1 is a view schematically showing a general liquid crystal display device,
도 2는 IPS모드 액정표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이고,2 is a schematic cross-sectional view of a part of an IPS mode liquid crystal display device;
도 3은 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view schematically showing a part of an array substrate for an IPS mode liquid crystal display device;
도 4는 종래의 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판의 등가회로를 도시한 도면이고,4 is a diagram showing an equivalent circuit of a conventional array substrate for an IPS mode liquid crystal display device.
도 5는 본 발명의 제 1 예에 따른 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판의 등가회로를 도시한 도면이고,5 is a diagram showing an equivalent circuit of an array substrate for an IPS mode liquid crystal display device according to a first example of the present invention;
도 6은 본 발명의 제 2 예에 따른 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판의 등가회로를 도시한 도면이고,6 is a diagram showing an equivalent circuit of an array substrate for an IPS mode liquid crystal display device according to a second example of the present invention;
도 7은 본 발명의 제 3 예에 따른 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판의 등가회로를 도시한 도면이다.7 illustrates an equivalent circuit of an array substrate for an IPS mode liquid crystal display according to a third example of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
150 : 게이트 160a : 데이터 배선150:
164 : 더미배선 168 : 데이터 패드164: dummy wiring 168: data pad
본 발명은 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 횡전계방식(In-Plane Switching : 이하 "IPS" 모드라 칭함)으로 동작하는 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
특히, 본 발명은 IPS 모드 액정패널의 양측에서 발생하는 빛샘현상을 방지하기 위한 구조에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a structure for preventing light leakage occurring at both sides of the IPS mode liquid crystal panel.
일반적으로 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다. In general, the driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, when the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal due to optical anisotropy to express image information.
현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다. Currently, active matrix LCDs (AM-LCDs) in which thin film transistors and pixel electrodes connected to the thin film transistors are arranged in a matrix manner have attracted the most attention due to their excellent resolution and video performance.
일반적으로 액정표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다.In general, the structure of a liquid crystal panel, which is a basic component of a liquid crystal display, will be described.
도 1은 일반적인 액정 패널을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a general liquid crystal panel.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 블랙매트릭스(6)와 서브컬러필터(적, 녹, 청)(8)를 포함한 컬러필터(7)와 컬러필터 상에 투명한 공통전극(18)이 형성된 상부기판(5)과, 화소영역(P)과 화소영역 상에 형성된 화소전극(17)과 스위칭소자(T)를 포함한 어레이배선이 형성된 하부기판(22)으로 구성되며, 상기 상부기판(5)과 하부기판(22) 사이에는 액정(14)이 충진 되어있다.As shown, the liquid crystal display includes a color filter 7 including a black matrix 6 and a sub-color filter (red, green, blue) 8 and an upper substrate on which a transparent
상기 하부기판(22)은 어레이기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(T)가 매트릭스형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막트랜지스터를 교차하여 지나가는 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 형성된다.The
상기 화소영역(P)은 상기 게이트배선(13)과 데이터배선(15)이 교차하여 정의되는 영역이다. 상기 화소영역(P)상에 형성되는 화소전극(17)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같이 빛의 투과율이 비교적 뛰어난 투명도전성 금속을 사용한다. The pixel area P is an area defined by the
상기 액정패널의 동작을 설명하면, 상기 상부기판(5)에 형성된 공통전극(18)과, 상기 하부기판(22)에 형성된 화소전극(17)사이에 전압을 인가하여, 상기 두 기판 사이에 충진 되는 액정(14)의 배열상태에 따른 빛의 투과량을 달리 함으로써 화상을 표시하는 것이다.Referring to the operation of the liquid crystal panel, a voltage is applied between the
상술한 액정표시장치는 상부 기판인 컬러필터 기판에 공통전극이 형성된 구조이다. 즉, 상기 공통전극이 상기 화소전극과 수직으로 형성된 구조의 액정표시장 치는 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하며, 상판의 공통전극이 접지역할을 하게 되어 정전기로 인한 액정 셀의 파괴를 방지할 수 있다. The liquid crystal display described above has a structure in which a common electrode is formed on a color filter substrate, which is an upper substrate. That is, the liquid crystal display device having the structure in which the common electrode is formed perpendicular to the pixel electrode drives the liquid crystal by an electric field applied up and down, and has excellent characteristics such as transmittance and aperture ratio, and the common electrode of the upper plate serves as a ground. This prevents the destruction of the liquid crystal cell due to static electricity.
그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 갖고 있다. 따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술이 제안되고 있다. However, the liquid crystal drive by the electric field applied up-down has a disadvantage that the viewing angle characteristics are not excellent. Therefore, new techniques have been proposed to overcome the above disadvantages.
하기 기술될 액정표시장치는 횡전계에 의한 액정 구동방법으로 시야각 특성이 우수한 장점을 갖고 있다.The liquid crystal display device to be described below has an advantage of excellent viewing angle characteristics by a liquid crystal driving method using a transverse electric field.
이하, 도 2를 참조하여 IPS 모드의 액정표시장치에 관해 상세히 설명한다.Hereinafter, the liquid crystal display of the IPS mode will be described in detail with reference to FIG. 2.
기판(30) 상에 화소전극(34)과 공통전극(36)이 동일 평면상에 형성되어 있다. 즉, 액정(10)은 상기 동일 기판(30) 상에 상기 화소전극(34)과 공통전극(36)의 수평 전계(35)에 의해 작동한다. 상기 액정층(10) 상에는 컬러필터 기판(32)이 형성되어 있다.The
상술한 바와 같이 IPS 모드를 사용하는 액정표시장치는 동일 평면상에 화소전극(34)과 공통전극(36)이 모두 존재하기 때문에 횡전계(35)를 이용한다는 특징이 있다. As described above, the liquid crystal display using the IPS mode is characterized by using the transverse
도 3은 종래의 IPS 모드 액정표시장치의 평면도와 등가회로도를 도시한 도면이다. 3 is a plan view and an equivalent circuit diagram of a conventional IPS mode liquid crystal display device.
도면에 도시된 바와 같이 가로방향으로 게이트 배선(50)과 공통 배선(54)이 평행을 이루며 형성되어 있고, 세로방향으로 데이터 배선(60)이 상기 게이트 배선(50)및 공통배선(54)과 수직을 이루며 형성되어 있다. As shown in the drawing, the
상기 게이트배선(50)의 끝단에는 게이트전압을 입력받는 게이트패드(51)가 구성되며, 상기 데이터배선(60)의 끝단에는 화상신호를 입력받는 데이터패드(61)가 구성된다.A
등가 회로도에 도시한 바와 같이, 상기 각 배선과 패드를 잇는 중간영역에는 정전기 방지회로(67)가 구성된다.As shown in the equivalent circuit diagram, an
그리고, 상기 게이트 배선(50)의 일 측에는 게이트 전극(52)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극(52) 부근의 상기 데이터 배선(60)에는 소스전극(62)이 상기 게이트 전극(52)과 소정면적 겹쳐져서 형성되어 있고, 상기 소스전극(62)과 갭을 두고 대응되는 위치에 드레인 전극(64)이 형성되어 있다.In addition, a
또한, 상기 공통배선(54)은 상기 공통배선(54)에서 분기된 다수개의 공통전극(54a)이 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극(64)에는 인출배선(66)이 연결되어 있고, 상기 인출배선(66)은 인출배선(66)에서 분기된 다수개의 화소전극(66a)이 형성되어 있다. In addition, the
전술한 구성에서 상기 공통전극(54a)과 상기 화소전극(66a)은 교대로 나란히 구성되어 있다.In the above configuration, the
이와 같은 구성에서, 상기 화소영역(P)에 구성된 공통전극(54a,54b)은 공통배선(54)에서 입력받은 공통전압이 항상 인가되는 상태이다.In such a configuration, the
이와는 다르게, 상기 화소전극(66,66a)에는 상기 게이트 전극(52)에 인가된 게이트 전압의 레벨에 따라, 상기 데이터배선(60)을 통해 다양한 레벨의 화상신호가 인가된다.Differently, image signals of various levels are applied to the
따라서, 상기 화소영역(P)에는 화소전극(66,66a)과 공통전극(54a,54b)에 인가된 전압에 의해 횡전계가 분포하게 되고, 전계의 세기에 따라 액정의 배열정도가 달라진다.Therefore, in the pixel region P, the transverse electric field is distributed by the voltages applied to the
도 4는 종래의 IPS모드 액정표시장치용 어레이기판의 평면을 등가회로로 구성한 도면이다. 4 is a diagram in which a plane of a conventional array substrate for an IPS mode liquid crystal display device is configured by an equivalent circuit.
(도 4의 도면에서, 게이트배선과 데이터배선의 교차하여 정의된 단위 화소의 구성은 도 3의 등가회로와 같다.)(In the drawing of FIG. 4, the configuration of the unit pixel defined by the intersection of the gate wiring and the data wiring is the same as that of the equivalent circuit of FIG. 3).
IPS모드 액정표시장치는 일반적으로 스위칭 소자가 온(on)상태가 되면 화이트(white)를 표시하는 노멀리 블랙모드(normally black mode)로 동작하게된다.In general, the IPS mode liquid crystal display device operates in a normally black mode that displays white when the switching element is turned on.
이때, 관찰자는 액정표시장치의 중앙부(A)에 비해 양측(B)의 외곽 데이터배선(61a, 61b)에 연결된 화소가 더 환하게 보이는 시감의 차이를 느끼게 된다. In this case, the observer feels a difference in visibility when the pixels connected to the
따라서, 전술한 바와 같은 어레이기판(30)의 외곽에서 보이는 빛샘현상을 가리기 위해 통상, 상부기판 중 빛샘영역에 대응하는 위치에 블랙매트릭스(미도시)를 형성한다.Therefore, in order to cover the light leakage phenomenon seen from the outside of the
그러나, 전술한 구성은 상기 블랙매트릭스의 면적만큼 액정패널의 개구율이 감소하는 문제가 있다.However, the above-described configuration has a problem in that the aperture ratio of the liquid crystal panel is reduced by the area of the black matrix.
상기 액정표시장치 외곽의 빛샘현상을 방지하기 위한 또 다른 방법으로는 어레이기판의 양측에 구성되는 배선의 저항을 달리하여, 인위적으로 휘도를 낮추는 방법이 제안되었다.As another method for preventing light leakage around the outside of the liquid crystal display, a method of artificially lowering luminance by varying resistances of wirings formed on both sides of the array substrate has been proposed.
그러나, 이러한 방법은 상기 어레이기판(30)의 양측에 위치하는 데이터배선(61a,61b)의 저항만을 달리하는 것은 공정적인 제어가 불가능한 문제가 있다.However, this method has a problem that it is impossible to make a fair control by varying only the resistances of the
따라서, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 상기 액정패널의 양측에 위치하는 데이터배선에 흐르는 전류의 양을 분배하는 구조를 제안한다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention proposes a structure for distributing the amount of current flowing through the data wirings located on both sides of the liquid crystal panel.
이와 같은 본 발명의 구조는, 액정패널의 전 면적에 대해 관찰자가 고른 휘도를 느낄수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
The structure of the present invention as described above aims to allow the observer to feel uniform luminance over the entire area of the liquid crystal panel.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시장치용 어레이기판은 표시영역과 비표시 영역이 정의된 기판; 상기 기판의 일 측 비표시 영역에 구성되는 게이트패드와; 상기 게이트패드와 평행하지 않은 타측 비표시 영역에 구성된 데이터 패드와; 상기 표시영역에 구성하고, 게이트패드에 연결된 다수의 게이트배선과; 상기 게이트배선과 이격하여 평행하게 구성된 공통배선과; 상기 표시영역에 구성하고 게이트배선과 교차하여 화소영역을 정의하고, 상기 데이터패드에 연결된 다수의 데이터배선과; 상기 데이터 배선 중, 기판의 좌측과 우측의 최외각 데이터 배선에 각각 병렬로 연결된 더미 배선과; 상기 데이터 배선을 정전기 방지회로를 사이에 두고 모두 연결하는 제 1 정전기 방지배선과; 상기 게이트 배선을 정전기 방지회로를 사이에 두고 모두 연결하는 제 2 정전기 방지배선을 포함한다.
상기 더미배선은 상기 정전기 방지회로에 연결된다.
또한, 상기 기판의 외곽에 그라운드(GND) 배선을 더욱 포함하며, 상기 더미 배선은 상기 그라운드 배선과 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 더미 배선에 스위칭 소자를 더욱 구성할 수 있으며, 상기 스위칭 소자는 게이트 전극과 액티브층과 소스전극과 드레인 전극으로 구성되고, 상기 소스 전극이 상기 더미 배선과 연결되고, 상기 게이트 전극이 상기 게이트 배선과 연결되고 상기 드레인 전극은 상기 공통 배선과 연결되는 것을 특징으로 한다.An array substrate for a liquid crystal display device for achieving the object of the present invention includes a substrate in which a display area and a non-display area are defined; A gate pad formed on one side of the non-display area of the substrate; A data pad configured on the other non-display area not parallel to the gate pad; A plurality of gate wirings formed in the display area and connected to gate pads; A common wiring arranged in parallel with the gate wiring; A plurality of data lines arranged in the display area and defining a pixel area crossing the gate lines, and connected to the data pads; Dummy wirings connected in parallel to the outermost data wirings on the left and right sides of the substrate, among the data wirings; A first antistatic wiring connecting the data wires with the antistatic circuit interposed therebetween; And a second antistatic wiring connecting the gate wirings with the antistatic circuit interposed therebetween.
The dummy wiring is connected to the antistatic circuit.
In addition, the substrate further includes a ground (GND) wiring, wherein the dummy wiring is connected to the ground wiring.
A switching device may be further configured on the dummy wire, wherein the switching device includes a gate electrode, an active layer, a source electrode, and a drain electrode, the source electrode is connected to the dummy wire, and the gate electrode is connected to the gate wire. And the drain electrode is connected to the common wiring.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
-- 실시예--Example
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 IPS모드 어레이기판의 등가회로를 도시한 도면이다. 5 is a diagram showing an equivalent circuit of an IPS mode array substrate according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 교차하여 단위화소(P)를 정의하는 게이트배선(150)과 데이터배선(160)을 구성한다.As shown in the drawing, the
이때, 상기 게이트배선(150)과 게이트배선(150)의 사이에는 공통배선(151)이 구성된다.In this case, the
상기 데이터배선(160)과 게이트배선(150)의 교차지점에는 스위칭 소자(T)가 구성되며, 단위화소(P)를 구동하는 역할을 한다. The switching element T is configured at the intersection of the
전술한 구성에서, 본 발명의 특징은 상기 액정패널의 양측의 최 외곽에 구성한 데이터배선(160a, 160b)에 더미배선(164)을 더욱 구성하는 것이다.In the above-described configuration, a feature of the present invention is that the
이러한 구성은, 단일 데이터패드(168)에 입력된 전류(i)가, 데이터배선(160a,160b)과 더미배선(164)에 각각 i1과 i2로 나누어져 흐르게 되는 결과가 되므로, 상기 데이터배선(160a,160b)에 흐르는 신호가 약해지므로, 데이터배선(160a,160b)에 연결된 다수 화소(P1)의 휘도가 감소된다.This configuration results in the current i input to the
도 6은 도 5의 좀더 개선된 구조이다.6 is a more advanced structure of FIG.
도 6의 구조는 상기 더미배선(164)만으로 전류의 양분효과를 충분히 거둘 수 없을 경우를 위한 개선된 구조로서, 상기 더미배선(164)을 하부의 정전기 배선(170)에 연결하지 않고, 그라운드 배선(172)에 연결하여 전류의 소비를 증가하도록 한 구조이다.
상기 더미배선(164)으로 흐르는 전류의 양을 더욱 늘리기 위한 또 다른 구조는, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 더미배선(164)에 스위칭 소자(T)를 연결하는 구조이다.
이때, 도시한 바와 같이, 상기 스위칭 소자(T)의 게이트 전극은 상기 게이트 배선(150)과 연결되고, 상기 소스 전극은 상기 더미배선(164)에 연결되고, 상기 드레인 전극은 상기 공통 배선(151)에 연결되도록 구성한다. The structure of FIG. 6 is an improved structure for a case in which the dividing effect of the current cannot be sufficiently achieved by the
Another structure for further increasing the amount of current flowing through the
In this case, as illustrated, the gate electrode of the switching element T is connected to the
스위칭 소자(T)를 연결하면 소비하는 전류의 양을 증가시키는 효과가 더 크다.Connecting the switching element T has a greater effect of increasing the amount of current consumed.
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더욱 바람직하게는 상기 스위칭 소자(T)가 연결된 더미배선(164)을 그라운드 배선(172)에 연결하면, 양분된 전류의 소비를 증가시키는 효과를 크게 할 수 있다.More preferably, when the
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 어레이기판 구조는, IPS모드 액정표시장치 외에도 일반적인 모드(TN모드)로 구동되는 액정표시장치용에도 적용할 수 있다.The array substrate structure according to the present invention as described above can be applied to a liquid crystal display device driven in a general mode (TN mode) in addition to the IPS mode liquid crystal display device.
이때, 상기 TN 모드는 상기 IPS모드와는 달리 전압을 인가하지 않았을 경우에 백색을 표시하는 경우이기 때문에, 이에 따른 약간의 구성상 변경이 있으면 적용 가능하다.In this case, unlike the IPS mode, since the TN mode displays white when no voltage is applied, the TN mode may be applied if there is a slight configuration change.
본 발명에 따른 액정 표시장치는 관찰자로 하여금 액정표시장치의 양측과 중 앙부분의 휘도가 균일하게 느껴지도록 하는 화질개선 효과가 있다.
The liquid crystal display according to the present invention has an image quality improvement effect that allows the viewer to feel uniformly the luminance of both sides and the center portion of the liquid crystal display.
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