KR100711216B1 - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 눌림 시 셀갭 및 표면 전위에 의해 액정에 인가되는 전계와 전하값이 변동됨에 따라 발생되는 리플링, 무라 등을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관해 개시한다. 게이트 라인과 데이터 라인이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터가 설치되고 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극이 배치된 어레이기판과, 어레이기판과 일정 셀갭을 유지하며 화소에 해당되는 영역 내에 공통 전극이 배치된 컬러필터 기판과, 컬러필터 기판의 공통전극 면 상의 상기 화소경계부에 해당되는 영역에 배치된 블랙매트릭스 및 상기 화소에 해당하는 영역에 배치된 컬러필터와, 상기 결과의 어레이기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정이 구비된 액정표시소자에 있어서, 개시된 본 발명은 컬러필터기판에 배치되며 양기판 사이의 셀갭 변화에 따라 상기 액정에 인가되는 전계의 변동을 차단시키는 그라운드 전극을 포함한다.The present invention relates to a liquid crystal display device capable of preventing ripples, mura, etc. generated when the electric field and charge values applied to the liquid crystal are changed by the cell gap and the surface potential when pressed. A gate line and a data line are arranged to cross each other, and a thin film transistor is provided at an intersection between the lines, and an array substrate having pixel electrodes arranged in a pixel defined by the lines, and maintains a constant cell gap with the array substrate. A color filter substrate having a common electrode disposed in a region to be formed, a black matrix disposed at a region corresponding to the pixel boundary portion on a common electrode surface of the color filter substrate, a color filter disposed at a region corresponding to the pixel, and In the liquid crystal display device provided with the liquid crystal interposed between the array substrate and the color filter substrate, the present invention is disposed on the color filter substrate and grounded to block the fluctuation of the electric field applied to the liquid crystal due to the change in the cell gap between the two substrates An electrode.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시소자의 레이아웃도.1 is a layout diagram of a liquid crystal display device according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the prior art.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 1실시예.4 is a first embodiment of a first ground electrode according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 2실시예.5 is a second embodiment of a first ground electrode according to the present invention;
도 6는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 3실시예.6 is a third embodiment of a first ground electrode according to the present invention;
도 7는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 4실시예.7 is a fourth embodiment of a first ground electrode according to the present invention;
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.8 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 눌림 시 셀갭 및 표면 전위에 의해 액정에 인가되는 전계와 전하값이 변동됨에 따라, 상기 변동된 전위 레벨이 셀 내에 전달됨으로써, 발생되는 리플링, 무라 등을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display, and more particularly, a ripple generated by transferring the changed potential level into a cell as the electric field and charge value applied to the liquid crystal are changed by a cell gap and a surface potential when pressed. The present invention relates to a liquid crystal display device capable of preventing mura and the like.
정보기반(Infrastructure)의 발전과 더불어, 영상 및 음성의 정보단말기인 TV표시장치 또는 OA용 PC모니터는 발전을 계속하고 있다. 특히 공간절약, 전력절감의 사회적인 요청으로부터, 중소형 TV와 OA용 PC모니터로의 액정표시장치 적용은 앞으로도 확대일로에 이를 것으로 예측된다. 이들 액정표시장치가 시장의 요구에 응하기 위해서는 저 구동전압, 고 콘트라스트비, 고속응답이 필요하다. 이들 특성을 실현하기 위해서는 액정분자가 균일하게 배향된 액정층을 이용하는 표시모드가 바람직하며, 현재 가장 널리 사용되고 있는 TN모드가 이에 해당한다.In addition to the development of information infrastructure, TV display devices or OA PC monitors, which are video and audio information terminals, continue to be developed. In particular, the application of liquid crystal display devices to small and medium-sized TVs and OA PC monitors is expected to expand in the future from the social request for space and power saving. In order for these liquid crystal display devices to meet the market demand, low driving voltage, high contrast ratio, and high speed response are required. In order to realize these characteristics, a display mode using a liquid crystal layer having uniformly aligned liquid crystal molecules is preferable, and the TN mode which is most widely used now corresponds to this.
도 1은 종래 기술에 따른 TN모드 액정표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 레이아웃도이다.1 is a layout for schematically illustrating a TN mode liquid crystal display device according to the prior art.
또한, 도 2는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 단면도로서, 어레이기판(1)은 도 1의 AB선을 절단한 단면을 보인 것이다.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the prior art, wherein the
종래 기술에 따른 TN모드 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터(a) 및 화소전극(4) 등을 구비한 어레이 기판(1)과, 공통전극(12), 블랙매트릭스(14) 및 컬러필터(16) 등을 구비한 컬러필터 기판(10)이 액정층(미도시)의 개재하에 합착된 구조를 가진다.As shown in FIG. 1, a TN mode liquid crystal display according to the related art includes an
자세하게, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(1) 상에는 수 개의 게이트 라인(2)과 데이터 라인(3)이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터(a)가 설치되고, 상기 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극(4)이 배치된다.In detail, as shown in FIG. 2,
상기 컬러필터 기판(10) 상에는 화소 경계부에 해당하는 영역에 블랙매트릭스(14)가 형성되며, 화소에 해당하는 각 부분에는 레드, 그린 및 블루의 컬러필터(16)가 형성되고, 상기 블랙매트릭스(14)와 컬러필터(16)를 포함한 전 영역 상에는 공통전극(12)이 형성된다. On the
그러나, 종래의 기술에서는 상기 공통전극이 컬러필터 기판 전면을 덮고 있으므로, 셀갭이 변화되면 액정을 운동시키는 액정의 캐패시터가 어레이기판보다 컬러필터기판이 더 크기때문에 캐패시터가 오랫동안 축적하지 못한다. However, in the related art, since the common electrode covers the entire surface of the color filter substrate, when the cell gap is changed, the capacitor does not accumulate for a long time because the capacitor of the liquid crystal that moves the liquid crystal is larger than that of the array substrate.
따라서, 이러한 홀딩 특성과 셀갭 변화에 의해 투과율이 제어됨으로써, 액정표시장치 내부의 리플링(rippling), 뮤라(mura) 등이 발생되는 문제점이 있었다.Accordingly, the transmittance is controlled by the holding characteristics and the cell gap change, thereby causing problems such as ripping and mura in the liquid crystal display.
이에 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 눌림 시 셀갭 및 표면 전위의 변화에 따라 액정에 인가되는 전계와 전하값의 변동을 억제함으로써, 리플링, 무라 등의 발생을 줄일 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, by suppressing the fluctuation of the electric field and charge value applied to the liquid crystal according to the change of the cell gap and the surface potential when pressed, it is possible to reduce the occurrence of ripple, mura, etc. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device.
상기 목적을 달성하기 위해, 게이트 라인과 데이터 라인이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터가 설치되고 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극이 배치된 어레이기판과, 어레이기판과 일정 셀갭을 유지하며 화소에 해당되는 영역 내에 공통 전극이 배치된 컬러필터 기판과, 컬러필터 기판의 공통전극 면 상의 상기 화소경계부에 해당되는 영역에 배치된 블랙매트릭스 및 상기 화소에 해당하는 영역에 배치된 컬러필터와, 상기 결과의 어레이기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정이 구비된 액정표시소자에 있어서, 본 발명은 컬러필터 기판에 배치되며 양기판 사이의 셀갭 변화에 따라 상기 액정에 인가되는 전계의 변동을 차단시키는 그라운드 전극을 포함한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an array substrate having a gate line and a data line intersected and a thin film transistor provided at an intersection portion between the lines and a pixel electrode arranged in a pixel defined by the lines, A color filter substrate having a cell gap and having a common electrode disposed in a region corresponding to a pixel, a black matrix disposed in a region corresponding to the pixel boundary portion on a common electrode surface of the color filter substrate, and a black matrix disposed in a region corresponding to the pixel In the liquid crystal display device having a color filter and a liquid crystal interposed between the resultant array substrate and the color filter substrate, the present invention is disposed on a color filter substrate and applied to the liquid crystal according to a cell gap change between the two substrates. Characterized in that it comprises a ground electrode to block the fluctuation of the.
이때, 상기 그라운드 전극은 컬러필터 기판과 상기 공통 전극 사이 및 컬러필터를 포함한 블랙매트릭스 전면 중 어느 하나의 부분에 배치된다.In this case, the ground electrode is disposed between any one of the front surface of the black matrix including the color filter and between the color filter substrate and the common electrode.
또한, 상기 그라운드 전극을 포함한 컬러필터 기판 위에 절연막이 추가되며, 상기 절연막으로는 유전율(ε)이 1.8<ε≤2범위를 가진 저유전막을 이용한다. In addition, an insulating film is added on the color filter substrate including the ground electrode, and a low dielectric film having a dielectric constant? In a range of 1.8 <ε≤2 is used as the insulating film.
그리고, 절연막은 재질로 BCB, 아크릴, 실록산 및 에어로겔 중 어느 하나를 이용하며, 0.5㎛이상의 두께로 형성된다.In addition, the insulating film uses any one of BCB, acrylic, siloxane, and airgel as a material, and is formed to a thickness of 0.5 μm or more.
상기 블랙매트릭스 및 컬러필터를 구비한 컬러필터 기판 위에 전도성 편광판이 추가된다.A conductive polarizer is added on the color filter substrate having the black matrix and the color filter.
한편, 상기 그라운드 전극은 상기 화소영역, 1도트의 컬러필터, 게이트 라인 및 데이타라인 중 어느 하나와 대응되는 부분에 형성되며, 상기 어레이기판의 게이트 라인 및 데이터 라인 중 어느 하나의 방향을 따라 스트라이프 형태로 배열된다. 상기 스트라이프 형태는 단일 구조 및 다수개가 조합된 그물형 구조 중 어느 하나이다.On the other hand, the ground electrode is formed in a portion corresponding to any one of the pixel region, one dot color filter, the gate line and the data line, the stripe shape along the direction of any one of the gate line and the data line of the array substrate Is arranged. The stripe shape is any one of a single structure and a reticulated net structure.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터(b) 및 화소전극(26) 등을 구비한 어레이 기판(20)과, 공통전극(32), 블랙매트릭스(38) 및 컬러필터(40) 등을 구비한 컬러필터 기판(30)이 액정층(미도시)의 개재 하에 합착된 구조를 가진다. As shown in FIG. 3, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes an
자세하게, 상기 어레이 기판(20) 상에는 다수 개의 게이트 라인(24)과 데이터 라인(22)이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터(b)가 설치되고, 상기 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극(26)이 배치된다.In detail, a plurality of
또한, 상기 컬러필터 기판(30) 위에는 그라운드 전극(32) 및 절연막(34)이 차례로 배열되며, 상기 절연막(34)이 구비된 컬러필터 기판(30) 위에 화소 경계부에 해당하는 영역에 블랙매트릭스(38)가 형성되며, 화소에 해당하는 각 부분에는 레드, 그린 및 블루의 컬러필터(40)가 형성된다. 이때, 절연막(34)과 컬러필터(40) 사이인 블랙매트릭스(38)에 의해 노출된 화소 부분에 공통 전극(36)이 배열된다.In addition, the
여기에서,상기 그라운드 전극(32)은 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(30) 사이의 셀갭 변화에 따라 액정에 인가되는 전계의 변동을 차단시키는 역할을 하며, 재질로는 ITO(Indium Tin Oxide)를 이용한다.Here, the
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 구조의 컬러필터 기판 및 어레이 기판 사이에는 액정층이 개재된다.Although not shown in the drawings, a liquid crystal layer is interposed between the color filter substrate and the array substrate of the above structure.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4실시예를 도시한 도면이다. 여기서, 점선 처리된 부분이 그라운드 전극이 된다.4, 5, 6 and 7 show the first, second, third and fourth embodiments of the ground electrode according to the present invention, respectively. Here, the dotted line portion becomes the ground electrode.
자세하게는, 도 4는 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 1실시예로서, ㄱ라운드 전극이 데이타 라인 또는 게이트 라인 방향을 따라서 단일 구조의 스트라이프 타입으로 배열된 것을 보인 도면이다. (점선 참조)In detail, FIG. 4 illustrates a ground electrode arranged in a stripe type in a single structure along a data line or gate line direction as a first embodiment of the ground electrode according to the present invention. (See dotted line)
도 5는 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 2실시예로서, 그라운드 전극(점선처리된 부분)이 스트라이프 형태를 조합한 그물형상으로 배열된 것을 보인 도면이다.FIG. 5 is a view showing that the ground electrodes (dotted portions) are arranged in a mesh shape combining stripe shapes as a second embodiment of the ground electrode according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 3실시예로서, 그라운드 전극(점선처리된 부분)이 게이트 라인 방향을 따라서 스트라이프 형태로 길게 배열되되, 상기 스트라이프 형태가 이분화된 것을 보인 도면이다.6 is a third embodiment of the ground electrode according to the present invention, in which the ground electrodes (dotted portions) are arranged in a stripe shape along the gate line direction, and the stripe shape is divided into two.
도 7은 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 4실시예로서, 그라운드 전극(점선처리된 부분)이 데이타 라인 방향을 따라서 스트라이프 형태로 길게 배열되되, 상기 스트라이프 형태가 이분화된 것을 도면이다.7 is a fourth embodiment of the ground electrode according to the present invention in which the ground electrodes (dotted portions) are arranged in a stripe shape along the data line direction, and the stripe form is divided into two.
한편, 상기 그라운드 전극(32)은, 1도트의 컬러필터, 화소영역, 게이트 라인 또는 데이타라인과 대응되는 부분에 형성될 수도 있다.The
상기 그라운드 전극(32)은 서로 대칭된 구조로 배열 가능하다.The
또한, 상기 절연막(34)은 유전율(ε)이 1.8<ε<2.5 범위, 바람직하게는 1.8<ε≤2 범위를 가진 저유전막으로서, 재질로는 BCB, 아크릴(acryl), 실록산(siloxane) 및 에어로겔(aerogel) 중 어느 하나를 이용한다. 이때, 상기 절연막(34)으로서 저유전율을 갖는 물질을 사용하는 이유로는 상기 물질이 픽셀에 인가되는 전위/전하를 오랫동안 홀딩할 수 있게 하여 줌으로써, 액정표시장치의 특성을 향상시키는 역할을 하기 때문이다. In addition, the
한편, 상기 절연막(34)은 0.5㎛ 이상의 두께로 형성되며, 상기 절연막의 두 께가 두꺼울수록 전위 변동에 의한 현상들을 저감시킬 수 있다.On the other hand, the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a TN mode liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에서는, 그라운드 전극(42)이 컬러필터기판과 공통 전극 사이에 배치되는 본 발명의 일 실시예와는 달리, 상부기판(30) 위의 블랙매트릭스(38) 및 컬러필터(40)를 덮도록 배치된다. 이때, 상기 그라운드 전극(42)의 재질로는 ITO(Indium Tin Oxide)를 이용한다.In another embodiment of the present invention, unlike the embodiment of the present invention in which the
또는, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 그라운드 전극 대신 상부기판 위의 블랙 매트릭스 및 컬러필터 구조를 덮도록 전도성 편광판을 배열하여도 상관하다.Alternatively, although not shown in the drawing, the conductive polarizer may be arranged so as to cover the black matrix and the color filter structure on the upper substrate instead of the ground electrode.
본 발명에 따르면, 컬러필터기판 위에 그라운드 전극을 배치시킴으로써, 상기 그라운드 전극은 셀갭의 변화에 의해 변동된 전위 레벨이 셀 내에 전달되지 않도록 보호해주는 역할을 한다.According to the present invention, by placing the ground electrode on the color filter substrate, the ground electrode serves to protect the potential level changed by the change of the cell gap from being transferred into the cell.
이상에서와 같이, 본 발명은 컬러필터 기판 위에 게이트 라인 또는 데이타 라인 방향을 따라 공통 전극을 스트라이프 형태로 그라운드 전극를 배치함으로써, 공통전극과 게이트 라인 또는 데이타라인 간의 간섭(coupling)에 의한 신호 지연 등이 개선되어 선명한 화질을 얻을 수 있으며, 또한 눌림 등에 의한 역학적인 진동 및 정전기적 전위 변화를 이웃한 화소에 전달시키지 않음으로써 신호 전달이 개선되어 저소비전력, 높은 개구율, 높은 투과율의 효과를 얻을 수 있다.As described above, the present invention arranges the ground electrode in the form of a stripe of the common electrode along the gate line or data line direction on the color filter substrate, thereby reducing signal delay due to coupling between the common electrode and the gate line or data line. It is possible to obtain a clear picture quality and to improve signal transmission by not transmitting dynamic vibrations and electrostatic potential changes due to pressing to neighboring pixels, thereby achieving low power consumption, high aperture ratio, and high transmittance.
또한, 본 발명에서는 셀 내의 전위변동이 줄어들어 전체 투과율 차이가 적게 됨으로써, 리플링 또는 뮤라 등의 현상이 발생되지 않는다. In addition, in the present invention, since the potential variation in the cell is reduced and the total transmittance difference is reduced, phenomena such as ripple or muura do not occur.
한편, 본 발명은 절연막으로서 BCB, 아크릴, 실록산 및 에어로겔 중 어느 하나를 이용함으로써, 상기 절연막을 통해 공통전극과의 기생용량을 감소시켜 구동 전압을 높이지 않고도 외부 전위 및 내부 전위 변화를 줄일 수 있다.On the other hand, the present invention by using any one of the BCB, acrylic, siloxane and airgel as the insulating film, it is possible to reduce the external potential and internal potential changes without increasing the driving voltage by reducing the parasitic capacitance with the common electrode through the insulating film. .
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.
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