KR101205766B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트배선과; 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 상기 다수의 게이트배선과 교차하여 다수의 부화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과; 상기 제 2 방향으로 연장되고, 이웃하는 상기 다수의 데이터배선 사이에 위치하는 다수의 공통배선을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display device}
도 1은 공통배선을 갖는 종래의 액정표시장치를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 개략도.
도 3은 본발명의 실시예에 따른 적, 녹, 청 부화소영역의 수평방향 스트라이프구조를 도시한 개략도.
도 4는 본발명의 실시예에 따른 적, 녹, 청 부화소영역의 수직방향 스트라이프구조를 도시한 개략도.
도 5는 본발명의 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 도시한 평면도.
도 6은 본발명의 실시예에 따른 스토리지 온 커먼 방식 액정표시장치를 도시한 평면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
GL : 게이트배선 DL : 데이터배선
CL : 공통배선 SP : 부화소영역
본 발명은 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD device)에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), ELD(electro luminescent display), VFD(vacuum fluorescent display)와 같은 여러가지 평판표시장치가 활용되고 있다.
평판표시장치 중 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 현재 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 액정표시장치는 서로 마주보는 두 기판과 두 기판 사이에 개재된 액정으로 이루어진다. 한편, 두기판의 가장자리에는 두기판을 합착하기 위한 씰패턴(seal pattern)이 형성되어 있다. 따라서, 액정은 씰패턴에 의해 둘러싸여지게 된다. 액정표시장치는 두 기판 각각에 형성된 화소전극과 공통전극 사이에 발생된 전계에 의해 액정 배열을 변화시켜 영상을 표시하게 된다.
도 1은 공통배선을 갖는 종래의 액정표시장치를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 수평방향으로 다수의 게이트배선(GL)이 배치되어 있고, 수직방향으로 다수의 데이터배선(DL)이 배치되어 있다. 서로 교차하는 다수의 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)은 다수의 부화소영역(SP)을 정의한다. 다수 의 공통배선(CL)은 게이트배선(GL)에 평행하게 이격되고, 이웃하는 게이트배선(GL) 사이에 배치되어 있다.
이와 같은 액정표시장치는 영상을 표시하기 위해, 다수의 게이트배선(GL)은 수직방향으로 순차적으로 스캔(scan)되어 온게이트전압(on gate voltage)이 인가된다. 이때, 다수의 데이터배선(DL)을 통해 다수의 데이터전압이 인가되고, 이들 데이터전압은 온게이트전압이 인가된 다수의 부화소영역(SP)들에 저장된다. 이에 따라, 하나의 수평라인에 위치한 부화소영역(SP)들은 데이터전압이 동시에 업데이트(update)된다.
그런데, 공통배선(CL)들은 수평방향으로 연장되어 있기 때문에, 데이터전압이 동시에 업데이트되는 하나의 수평라인에 위치한 부화소영역(SP)들은 하나의 공통배선(CL)을 서로 공유하게 되어, 이들 부화소영역(SP)들은 공통배선(CL)의 저항특성에 영향을 받게 된다. 따라서, 도 1의 액정표시장치에는 플리커(flicker)나 크로스토크(cross-talk)가 발생되어 화질 저하가 유발된다.
이와 같은 문제를 개선하기 위해, 공통배선의 폭을 증가시켜 저항을 낮출 수 있는 방안이 제안되었다. 그런데, 공통배선의 폭을 증가시킴에 따라 개구율이 감소하는 문제가 발생하게 된다.
공통배선의 폭 증가에 따른 개구율의 감소 없이 플리커나 크로스토크를 개선하기 위해, 이웃하는 부화소영역들이 서로 다른 극성을 갖도록 구동하는 도트 인버전(dot inversion) 방식이 제안되었다. 도트 인버전 방식을 사용함에 따라, 공통배선에서는 부화소영역 사이의 서로 다른 극성을 갖는 전압들이 상쇄되어, 플리커나 크로스토그를 개선할 수 있다. 그런데, 도트 인버전 방식을 사용하더라도, 하나의 수평라인에 위치한 다수의 부화소영역들은 하나의 공통배선을 공유하기 때문에, 플리커나 크로스토크를 근본적으로 제거할 수 없는 문제가 있다. 특히, 부화소영역들이 특정패턴으로 배치되는 경우에는 여전히 플리커가 발생하게 된다.
따라서, 도트 인버전 방식은 플리커나 크로스토크를 제거하는 근본적인 방안이 될 수 없다.
본 발명은, 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 플리커나 크로스토크를 개선하여 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트배선과; 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 상기 다수의 게이트배선과 교차하여 다수의 부화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과; 상기 제 2 방향으로 연장되고, 이웃하는 상기 다수의 데이터배선 사이에 위치하는 다수의 공통배선을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
여기서, 상기 공통배선은 상기 데이터배선과 동일층에 위치하고 동일물질로 이루어질 수 있다. 상기 액정표시장치는 스토리지 온 커먼 방식으로 구동될 수 있 다. 상기 액정표시장치는 스토리지 온 커먼 및 게이트 방식으로 구동될 수 있다. 상기 액정표시장치는 횡전계 방식, 트위스티드 네마틱 방식, 버티컬 얼라인먼트 방식 중 어느 하나로 구동될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 개략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 수평방향으로 다수의 게이트배선(GL)이 배치되어 있고, 수직방향으로 다수의 데이터배선(DL)이 배치되어 있다. 서로 교차하는 다수의 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)은 다수의 부화소영역(SP)을 정의한다.
한편, 다수의 공통배선(CL)은 데이터배선(DL)에 평행하게 이격되고, 이웃하는 데이터배선(DL) 사이에 배치되어 있다. 이와 같이, 공통배선(CL)을 데이터배선(L)L과 평행하게 배치함으로써, 하나의 수평라인에 위치하는 다수의 부화소영역(SP)들 각각은 서로 다른 공통배선(CL)들을 갖게 된다. 이에 따라, 하나의 수평라인에 위치하는 다수의 부화소영역(SP)들은 독립적으로 공통배선(CL)을 이용할 수 있게 되어, 종래와 같이 공통배선의 저항특성에 민감하게 구동되지 않게 된다.
즉, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 영상을 표시하기 위해, 다수의 게이트배선(GL)은 수직방향으로 순차적으로 스캔되어 온게이트전압이 인가된다. 이때, 다수의 데이터배선(DL)을 통해 다수의 데이터전압이 인가되고, 이들 데이터전압은 온게이트전압이 인가된 다수의 부화소영역(SP)들에 저장된다. 이에 따라, 하 나의 수평라인에 위치한 부화소영역(SP)들은 동시에 데이터전압이 업데이트(update)된다.
이와 같이, 하나의 수평라인에 위치하여 동시에 업데이트되는 부화소영역(SP)들은, 종래와는 달리, 수직방향으로 배치된 공통배선(CL)에 의해, 독립적으로 구동된다. 따라서, 종래와 같이 하나의 수평라인에 위치한 다수의 부화소영역들이 하나의 공통배선을 공유하게 됨으로써 발생되는 플리커나 크로스토크를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
또한, 부화소영역(SP)들은 저항특성에 민감하지 않기 때문에, 저항을 낮추기 위해 공통배선(CL)의 폭을 넓게 하지 않아도 되어, 개구율의 감소는 문제가 되지 않는다.
따라서, 공통배선(CL)을 데이터배선(DL)과 평행하게 배치함으로써, 개구율 저하 없이, 플리커나 크로스토크를 효과적으로 개선할 수 있게 된다.
한편, 도시하지는 않았지만, 다수의 공통배선(CL)은, 다수의 부화소영역들이 배치된 표시영역 주변의 비표시영역에서 서로 하나로 연결되어 동일한 공통전압을 인가받게 된다.
도 3과 4는 본발명의 실시예에 따른 적, 녹, 청 부화소영역의 배치구조를 도시한 개략도로서, 도 3은 적, 녹, 청 부화소영역의 수평방향 스트라이프구조를 도시한 개략도이고, 도 4는 적, 녹, 청 부화소영역의 수직방향 스트라이프구조를 도시한 개략도이다.
도 3에 도시한 수평방향 스트라이프구조에서는, 하나의 화소영역(P)을 정의 하는 적(R), 녹(G), 청(B) 부화소영역(SP)들이 수평방향으로 배치되어 있으며, 각 부화소영역(SP)은 수직길이가 수평길이에 비해 긴 구조를 갖고 있다.
도 4에 도시한 수직방향 스트라이프구조에서는, 하나의 화소영역(P)을 정의하는 적(R), 녹(G), 청(B) 부화소영역(SP)들이 수직방향으로 배치되어 있으며, 각 부화소영역은 수평길이가 수직길이에 비해 긴 구조를 갖고 있다.
한편, 본발명의 실시예는, 도 3과 4에 도시한 구조 이외에도, 예를 들면, 적(R), 녹(G), 청(B), 백(W, white) 부화소영역이 서로 이웃하여 사각형상을 이루는 쿼드(quad)구조에 대해서도 적용될 수 있다.
한편, 본발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 횡전계 방식(in-plane switching mode) 액정표시장치, 스토리지 온 커먼(storage on common) 방식 액정표시장치 등 공통배선을 사용하는 액정표시장치에 대해서 다양하게 적용될 수 있다.
도 5는 본발명의 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치를 도시한 평면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이기판에는 서로 교차하여 부화소영역(SP)을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)이 교차하는 부분에 형성된 박막트랜지스터(T)와, 데이터배선(DL)과 평행하게 연장된 공통배선(CL)이 형성되어 있다.
박막트랜지스터(T)는 게이트배선(GL)과 연결된 게이트전극(113)과, 반도체층(131), 데이터배선(DL)과 연결된 소스전극(143) 및 소스전극(143)과 이격된 드레인전극(145)으로 구성된다.
부화소영역(SP)에는, 서로 평행하게 이격되어 횡전계를 형성하는 화소전극 및 공통전극(161, 117)이 형성되어 있다. 공통전극(117)은 연장부(115)를 통해 공통배선(CL)에 연결되어 있고, 화소전극(161)은 드레인전극(145)에 연결되어 있다.
공통배선(CL)은 수직방향으로 연장되어, 수직라인을 따라 배치된 다수의 부화소영역(SP)을 연결하게 된다. 공통배선(CL)은 데이터배선(DL)과 동일층에 위치하고 동일물질로 이루어질 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 어레이기판과 마주보는 컬러필터기판에는 컬러필터가 형성되어 있고, 어레이기판과 컬러필터기판 사이에는 액정층이 위치한다.
그리고, 도 5에서는 횡전계 방식 액정표시장치에 대해 설명하였지만, 공통배선이 수직방향으로 연장된 경우에는, 트위스티드 네마틱 방식(twisted nematic mode : TN mode), 버티컬 얼라인먼트 방식 (vertical alignment mode : VA mode) 등 다양한 방식의 액정표시장치에 적용될 수 있다.
도 6은 본발명의 실시예에 따른 스토리지 온 커먼 방식 액정표시장치를 도시한 평면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 스토리지 온 커먼 방식 액정표시장치용 어레이기판에는, 서로 교차하여 부화소영역(SP)을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과, 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)이 교차하는 부분에 형성된 박막트랜지스터(T)와, 데이터배선(DL)과 평행하게 연장된 공통배선(CL)이 형성되어 있다. 박막트랜지스터(T)는 게이트배선(GL)과 연결된 게이트전극(213)과, 반도체층(231), 데이터배선(DL)과 연결된 소스전극(243) 및 소스전극(243)과 이격된 드레인전극(245) 으로 구성된다.
부화소영역(SP)에는, 드레인콘택홀(230)을 통해 드레인전극(245)과 연결되는 화소전극(261)이 형성되어 있다. 공통배선(CL)은, 공통배선(CL)과 중첩되는 화소전극(261)과 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 형성하게 된다.
공통배선(CL)은 수직방향으로 연장되어, 수직라인을 따라 배치된 다수의 부화소영역(SP)을 연결하게 된다. 공통배선(CL)은 데이터배선(DL)과 동일층에 위치하고 동일물질로 이루어질 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 어레이기판과 마주보는 컬러필터기판에는 컬러필터, 화소전극과 마주보는 공통전극이 형성되어 있고, 어레이기판과 컬러필터기판 사이에는 액정층이 위치한다.
그리고, 도 6에서는 스토리지 온 커먼 방식 액정표시장치에 대해 설명하였지만, 화소전극(261)이 이전단의 게이트배선(GL) 상부까지 중첩되도록 연장형성되어 공통배선(CL) 뿐만 아니라 게이트배선(GL)과도 스토리지 커패시터를 형성하는 스토리지 온 커먼 및 게이트 방식(또는 하이브리드(hybrid) 방식) 액정표시장치가 사용될 수도 있다.
한편, 공통배선이 수직방향으로 연장되어 있다면, 전술한 도 5와 6에 도시한 액정표시장치의 구조 이외에도, 다양한 액정표시장치의 구조에서도 본발명의 실시예가 적용될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
본 발명은, 공통배선을 데이터배선과 평행하게 배치하게 됨으로써, 하나의 수평라인에 위치하는 다수의 부화소영역들 각각은 서로 다른 공통배선들을 갖게 된다. 이에 따라, 하나의 수평라인에 위치하는 다수의 부화소영역들은 독립적으로 공통배선을 이용할 수 있게 되어, 공통배선의 저항특성에 민감하게 구동되지 않게 된다. 따라서, 하나의 수평라인에 위치한 다수의 부화소영역들이 하나의 공통배선을 공유하게 됨으로써 발생되는 플리커나 크로스토크를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 다수의 게이트배선과;
    상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되고, 상기 다수의 게이트배선과 교차하여 다수의 부화소영역을 정의하는 다수의 데이터배선과;
    상기 다수의 게이트배선 및 상기 다수의 데이터배선이 교차하는 부분에 각각 형성되고, 상기 다수의 게이트배선 각각에 연결되는 게이트전극, 반도체층, 상기 다수의 데이터배선 각각에 연결되는 소스전극 및 상기 소스전극과 이격된 드레인전극으로 구성되는 박막트랜지스터와;
    상기 다수의 부화소영역 각각에서 상기 드레인전극에 연결되고, 상기 제 2 방향에 평행하게 형성되는 다수의 화소전극과;
    상기 다수의 부화소영역 각각에서 상기 다수의 화소전극과 서로 평행하게 이격되어 횡전계를 형성하는 다수의 공통전극과;상기 제 2 방향으로 연장되고, 이웃하는 상기 다수의 데이터배선 사이에 위치하는 다수의 공통배선과;
    상기 다수의 부화소영역 각각에서 상기 다수의 공통전극을 상기 다수의 공통배선 각각과 연결하고, 상기 제 1 방향에 평행하게 형성되는 연장부
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 화소전극, 상기 다수의 공통전극, 상기 연장부, 상기 다수의 공통배선은 각각 상기 다수의 데이터배선과 동일층에 위치하고 동일물질로 이루어진 액정표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 횡전계 방식으로 구동되는 액정표시장치.
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