KR101213096B1 - 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판및 이를 구비하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 구비하는 액정표시장치가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 구획되어지는 영역에 형성되며 병렬적으로 배치된 다수의 공통 전극 및 화소 전극을 구비하는 픽셀(pixel), 게이트 라인과 평행하게 형성되며 일단으로부터 타단 방향으로 인가되는 제 1 공통 전압을 픽셀의 일측 공통 전극을 통해 전달하는 제 1 공통 전압 인가 라인 및 게이트 라인과 평행하게 형성되며 타단으로부터 일단 방향으로 인가되는 제 2 공통 전압을 픽셀의 타측 공통 전극을 통해 전달하는 제 2 공통 전압 인가 라인을 포함한다.
공통 전압, 반픽셀, 횡전계 방식 액정표시장치

Description

횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 구비하는 액정표시장치{In-plane switching mode thin film transistor array panel and liquid crystal display comprising the same}
도 1a는 종래 횡전계 방식 액정표시장치의 반픽셀 밝음 현상을 나타내는 사진이다.
도 1b는 종래 방식에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 공통 전압 인가 라인을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 공통 전압 인가 라인을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 2의 공통 전압 인가 라인이 구비된 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
210 : 픽셀 220 : 상부 공통 라인
225 : 하부 공통 라인 230 : 분리부
300 : 액정표시패널 310 : 하부 기판
320 : 상부기판 350 : 백 라이트 유닛
351 : 광학 시트 352 : 확산판
354 : 램프 355 : 반사판
본 발명은 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 보다 용이한 방식에 의해 화질 불량 등을 개선할 수 있도록 개량된 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.
근래들어 액정표시장치가 디스플레이 수단으로 각광받고 있다.
액정표시장치는 패널의 내부에 주입된 액정의 전기적, 광학적 성질을 이용하여 디스플레이 기능을 수행하는데, 소형, 경량 및 저소비 전력 등의 장점에 의해 컴퓨터 모니터나 이동 통신 단말기 등의 다양한 분야에 폭넓게 응용되고 있는 추세이다.
그 사용 영역의 확대와 이에 따른 사용자 수의 폭발적 증가에 비례하여, 생산 공정 단계의 감축, 제조 비용의 절감, 수율 증가 및 품질 향상 등을 위한 새로운 기술들이 지속적으로 개발되고 있다. 비교적 근래에 개발되었으나 점차 그 적용 범위가 확장되어 가고 있는 대표적인 기술로 횡전계 방식(In-plane switching mode) 액정표시장치를 들 수 있다.
횡전계 방식 액정표시장치는 동일 기판 상에 형성된 공통 전극과 화소 전극 사이의 전압차를 이용하여 액정에 수평 전계를 인가함으로써 화상 정보를 표현하는 방식을 사용하는 액정표시장치인데, 특히 시야각 특성 등에 많은 장점이 있는 것으로 알려져 있다.
도 1a는 종래 횡전계 방식 액정표시장치의 반픽셀 밝음 현상을 나타내는 사진이고, 도 1b는 종래 방식에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 공통 전압 인가 라인을 설명하기 위한 개념도이다.
먼저, 도 1a 를 참조하면, 종래 횡전계 방식 액정표시장치에 있어서는 사진과 같은 반픽셀 밝음 현상이 문제가 되었다. 이는 편광판 투과축과 배향막 러빙축의 틀어짐 등에 의한 액정의 배향 불량 등에 기인하는 현상으로, 각각의 픽셀에 있어 상부 반픽셀 또는 하부 반픽셀이 나머지 반픽셀에 비하여 더 밝게 나타남으로써 액정표시장치의 화질을 저하시키게 된다.
이러한 반픽셀 밝음 현상과 같은 화질 불량을 구동적으로 해결할 수 있기 위해서는 픽셀 전체가 아닌 반픽셀에 대한 구동 제어 기술이 요구된다.
하지만 도 1b를 참조하면, 종래 방식에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 공통 전압 인가 라인은, 박막 트랜지스터 기판의 좌측과 우측으로부터 각각 상하로 분기되어 각각의 픽셀(110)의 상하부와 연결되는 공통 라인(120)을 구성하게 된다.
이에 따라, 좌측 또는 우측의 공통 전압(Vcom)을 조절한다 하더라도 이의 영향이 픽셀 전체에 미치기 때문에 반픽셀에서 발생되는 화질의 문제를 해결할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 반픽셀 밝음 등의 화질 문제를 구동적으로 해결할 수 있도록 하기 위한 반픽셀 제어 기술이 요구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 보다 용이한 방식에 의해 화질 불량 등을 개선할 수 있도록 개량된 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 구비하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판은, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 구획되어지는 영역에 형성되며 병렬적으로 배치된 다수의 공통 전극 및 화소 전극을 구비하는 픽셀(pixel), 게이트 라인과 평행하게 형성되며 일단으로부터 타단 방향으로 인가되는 제 1 공통 전압을 픽셀의 일측 공통 전극을 통해 전달하는 제 1 공통 전압 인가 라인 및 게이트 라인과 평행하게 형성되며 타단으로부터 일단 방향으로 인가되는 제 2 공통 전압을 픽셀의 타측 공통 전극을 통해 전달하는 제 2 공통 전압 인가 라인을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발 명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치의 공통 전압 인가 라인을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 기판은 픽셀(210) 및 공통 라인(220, 225) 등을 포함하여 구성된다.
픽셀(210) 내에는 화소 전극과 공통 전극이 교차되지 않으며 평행하도록 번갈아 형성된다.
공통 전극에는 공통 라인(220, 225)으로부터 전달되는 공통 전압(Vcom)이 인가된다.
화소 전극은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극과 컨택홀을 통해 연결되어 데이터 라인을 통해 인가되는 데이터 신호를 전달받음으로써, 공통 전극에 인가되는 공통 전압과의 전압차에 의해 액정의 배향을 위한 수평전계를 형성하게 된다. 즉, 박막 트랜지스터는 다수의 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 데, 각각의 게이트 라인을 통해 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 활성화 또는 비활성화 시키기 위한 게이트 신호가 순차적으로 인가되면, 라인 단위의 화소들에 데이터 라인을 통해 데이터 신호가 인가된다.
인가된 데이터 신호는 소스 전극으로 전달된 후 게이트 신호에 대응되는 게이트 전극의 활성화, 비활성화 여부에 따라 드레인 전극으로 전달되는데, 이렇게 드레인 전극에 전달된 데이터 신호가 다시 컨택홀을 통해 연결된 화소 전극에 전달되는 것이다. 따라서, 공통 전극에 인가되는 공통 전압 또는 화소 전극에 인가되는 계조 전압 가운데 어느 하나만 변화되더라도 액정의 배향이 변화될 수 있음을 알 수 있다.
도면을 참조하면, 공통 전압 인가 라인은 박막 트랜지스터 어레이 기판의 좌측으로 연결되어 각각의 픽셀(210)의 상부 반픽셀에 대한 공통 전압을 인가하기 위한 상부 공통 라인(220) 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 우측으로 연결되어 각각의 픽셀(210)의 하부 반픽셀에 대한 공통 전압을 인가하기 위한 하부 공통 라인(225)으로 분기된다.
이에 따라, 각각의 픽셀(210)에 대해 상부 반픽셀에 연결된 상부 공통 라인(220)을 통해서는 제 1 공통 전압(Vcom 1)이 인가되고, 하부 반픽셀에 연결된 하부 공통 라인(225)을 통해서는 제 2 공통 전압(Vcom 2)이 인가되므로, 상부 반픽셀과 하부 반픽셀에 인가되는 공통 전압은 서로 다른 크기로 형성될 수 있다. 그러므로, 반픽셀 밝음 현상과 같은 화질 불량이 발생될 경우, 밝음 현상이 발생된 측의 반픽셀에 대한 공통 전압만을 조절하여 액정의 배향을 변경시킬 수 있게 됨으로써, 이 러한 화질 불량을 구동적인 방식에 의해 용이하게 해결할 수 있게 되었다. 따라서, 좌우 양측 각각의 공통 전압 인가부(Vcom 1, Vcom 2)에는 사용자에 의해 인가되는 공통 전압의 크기를 조절할 수 있는 별도의 조절부 등이 형성되는 것이 좋다.
또한, 각각의 픽셀(210)의 상부 반픽셀과 하부 반픽셀에 인가되는 제 1 공통 전압 및 제 2 공통 전압이 서로 교류되지 않을 수 있도록 하기 위한 분리부(230) 등이 픽셀(210)의 중심부와 같은 소정 영역에 형성될 수 있음은 도시된 바와 같다.
이때, 공통 전극 및 화소 전극이 ITO 또는 IZO와 같은 투명성 도전 물질에 의해 형성될 수 있음은 당연하다.
도 3은 도 2의 공통 전압 인가 라인이 구비된 횡전계 방식 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정표시장치는 전체적으로 보아 액정표시패널(300), 백라이트 유닛(350) 및 탑 샤시(360) 등을 포함하여 구성된다.
액정표시패널(300)은 하부 기판(310), 상부 기판(320), 액정(미도시), 게이트 테이프 캐리어 패키지(TCP : Tape Carrier Package, 330), 게이트 인쇄회로기판(PCB : printed circuit board, 335), 데이터 TCP(340) 및 데이터 PCB(345) 등으로 구성된다.
하부 기판(310)은 게이트 라인, 데이터 라인, 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 공통 전극 등을 포함하고, 상부 기판(320)은 하부 기판(310)의 상부에 이와 대향하도록 위치되며 컬러 필터 및 블랙 매트릭스 등을 포함하지만 이를 도시하지는 않았다.
게이트 TCP(330)는 하부 기판(310)에 형성된 각 게이트 라인에 접속되고, 데이터 TCP(340)는 하부 기판(310)에 형성된 각 데이터 라인에 접속된다.
한편, 게이트 PCB(335) 및 데이터 PCB(345)에는, 게이트 TCP(330)에 게이트 구동신호, 데이터 TCP(340)에 데이터 구동 신호가 입력 가능하도록, 게이트 구동신호 및 데이터 구동신호를 모두 처리할 수 있는 여러 회로부품이 실장된다.
이때, 하부 기판(310)의 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 픽셀의 공통 전극에 공통 전압을 인가하기 위한 공통 라인은, 픽셀의 상부 반픽셀에 제 1 공통 전압을 인가하기 위한 상부 공통 라인 및 픽셀의 하부 반픽셀에 제 2 공통 전압을 인가하기 위한 하부 공통 라인 등으로 분리 형성된다. 이에 따라, 반픽셀 밝음과 같은 화질 불량이 발생되는 경우 구동적인 방식에 의해 용이하게 이를 해결할 수 있게 되었다.
여기서, 제 1 공통 전압 및 제 2 공통 전압을 각각 조절할 수 있도록 하기 위한 조절부 및/또는 제 1 공통 전압 및 제 2 공통 전압의 픽셀 내부 교류를 방지하기 위한 분리부 등이 추가로 구비될 수 있음은 전술한 바와 같다.
이에 대한 보다 상세한 내용은, 앞서 도 2를 통해 설명된 사항을 참조하도록 한다.
백 라이트 유닛(350)은 광학 시트(351), 확산판(352), 몰드 프레임(353), 램프(354) 및 반사판(355) 등으로 구성된다.
즉, 램프(354)는 광을 조사(助射)하며, 반사판(355)은 램프(354)의 하부에 설치되어 램프(354)의 하부로 방출되는 빛을 반사판(355)의 상부 확산판(352) 방향으로 반사한다.
램프(354)로부터 조사된 광과 반사판(355)에 의해 반사된 광은 확산판(352)에 의해 동일한 휘도를 갖도록 확산된 후 프리즘 등의 광학 시트(351)에 의해 집광된다.
몰드 프레임(353)과 바텀 샤시(370)의 결합에 의해 구획되는 내부 공간에, 앞서 설명한 백 라이트 유닛(350)의 구성 요소들이 수납되며, 바텀 샤시(370)는 다시 탑 샤시(360)와 결합되어 액정표시장치의 전체 틀을 형성한다.
도 3의 실시예를 통해 설명된 액정표시장치에 있어서는 백 라이트 유닛(350)이 직하형인 것으로 도시되었으나 이는 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명의 액정표시장치에 적용되는 백 라이트 유닛(350)으로 직하형, 에지형 또는 쐐기형 등의 다양한 방식이 사용될 수 있음은 당연하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 이를 구비하는 액정표시장치에 따르면, 반픽셀에 대 한 공통 전압을 각각 조절할 수 있게 되었다.
이에 따라, 편광판 투과축과 배향막 러빙축의 틀어짐 등에 의해 발생되는 반픽셀 밝음 현상과 같은 화질 불량 문제를 구동적인 방식에 의해 용이하게 해결할 수 있게 되었다는 등의 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 게이트 라인과 데이터 라인의 교차에 의해 구획되어지는 영역에 형성되며, 병렬적으로 배치된 다수의 공통 전극 및 화소 전극을 구비하는 픽셀(pixel);
    상기 게이트 라인과 평행하게 형성되며, 일단으로부터 타단 방향으로 인가되는 제 1 공통 전압을 상기 픽셀의 일측 공통 전극을 통해 전달하는 제 1 공통 전압 인가 라인; 및
    상기 게이트 라인과 평행하게 형성되며, 타단으로부터 일단 방향으로 인가되는 제 2 공통 전압을 상기 픽셀의 타측 공통 전극을 통해 전달하는 제 2 공통 전압 인가 라인을 포함하고, 상기 제 1 공통 전압 인가 라인은 상기 제 2 공통 전압 인가 라인과 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공통 전압 및 상기 제 2 공통 전압 중 적어도 하나는 사용자에 의해 미세 조절 가능한 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 픽셀의 일측 공통 전극 및 타측 공통 전극 사이를 전기적으로 분리하기 위한 분리부를 더 포함하는 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 투명성 도전 물질에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판을 구비하는 횡전계 방식 액정표시장치.
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