KR101931775B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표시 장치에서 복수의 화소에 공통으로 인가되는 전압이 있는 경우에 화소의 위치에 관계없이 일정한 전압이 인가될 수 있도록 하기 위하여 게이트선 방향 및 데이터선 방향으로 형성된 메쉬 구조의 배선을 포함하는 표시 장치에 대한 발명이다.
또한, 본 발명은 데이터선을 통하여 전달되는 데이터 전압이 지연되지 않도록 하거나 개구율 및 투과율이 감소되지 않도록 하는 표시 장치에 대한 것이다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시 장치에 대한 것으로 보다 상세하게는 배선을 통하여 각 화소에 공통으로 인가되는 전압을 가지는 표시 장치에 대한 것이다.

표시 장치는 현재 평판 표시 장치가 널리 사용되고 있으며, 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 및 마이크로 셔터 표시 장치 등으로 구분된다.

이중 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다. 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

한편, 전기장에 의하여 배향된 액정 분자들이 일정 시간(한 프레임)동안 유지되도록 하기 위하여 유지 전압을 인가받는 유지 커패시터를 포함한다.

뿐만 아니라 액정 표시 장치의 화소 구조에 따라서는 하나의 화소가 두 개 이상의 부화소로 구분되며, 부화소의 액정층간에 전기장이 서로 다르게 인가되도록 하기 위하여 유지 전압과 연결된 트랜지스터 따위의 소자를 사용할 수도 있다.

이와 같이 각 화소에 배선을 통하여 유지 전압과 같은 일정한 전압이 인가되는 경우에 화소의 위치에 따라서 인가되는 유지 전압의 크기가 변하는 문제가 발생한다.

또한, 액정 표시 장치에서는 유지 전압을 전달하는 배선(유지 전압선) 외에 게이트선과 데이터선이 서로 교차하고 있어 유지 전압선은 이들 배선 중 하나와 교차하거나 적어도 일부분 중첩되어 형성될 수 밖에 없다. 이와 같은 경우 각 화소로 전단되는 게이트 전압 또는 데이터 전압이 지연되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 데이터 전압은 하나의 수평 주기(1H)마다 변하는데, 인접하거나 대향 기판에 형성되어 있는 배선 또는 전극에 의하여 지연되는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 별도의 배선을 추가함으로 인하여 개구율 또는 투과율이 감소하는 문제가 발생될 수도 있다.

뿐만 아니라 컬러 필터를 하부 표시판에 형성하는 경우 게이트선과 데이터선이 교차하는 위치는 상대적으로 셀갭이 줄어들게 되므로 게이트선과 데이터선이 교차하는 지점위에 형성된 층은 상부 표시판의 공통 전극과 쇼트될 가능성이 높다.

이러한 문제는 액정 표시 장치뿐만 아니라 다른 평판 표시 장치에서도 발생할 수 있으며, 유지 전압이라는 용어를 사용하고 있지 않지만, 복수의 화소에 배선을 통하여 동일하게 인가되는 전압(예를 들면, 공통 전압 또는 기준 전압 등)인 경우에는 동일한 문제가 있을 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 각 화소에 배선을 통하여 전압이 인가되는 경우 화소의 위치와 관계없이 일정한 전압이 인가될 수 있는 표시 장치를 제공하고자 한다.

각 화소에 일정한 전압을 전달하는 배선으로 인하여 데이터 전압의 지연이 발생하지 않는 표시 장치를 제공하고자 한다.

한편, 데이터선에 인접하거나 대향하는 기판에 형성되어 있는 배선 또는 전극에 의하여 데이터 전압이 지연되지 않도록 하는 표시 장치를 제공하고자 한다.

또한, 별도의 배선을 형성함으로 인하여 개구율 및 투과율이 감소하지 않는 표시 장치를 제공하고자 한다.

또한, 컬러 필터를 하부 표시판에 형성하더라도 게이트선과 데이터선이 교차하는 위치에서 상부 표시판의 공통 전극과 쇼트의 가능성이 없는 표시 장치를 제공하고자 한다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 게이트선; 복수의 데이터선; 상기 게이트선의 방향으로 연장되어 있는 복수의 제1 배선; 상기 데이터선의 방향으로 연장되어 있는 복수의 제2 배선; 및 복수의 화소를 포함하며, 상기 하나의 화소는 제1 부화소 전극 및 제1 스위칭 소자를 포함하는 제1 부화소 및 제2 부화소 전극, 제2 스위칭 소자 및 제3 스위칭 소자를 포함하는 제2 부화소를 포함하며, 상기 제1 스위칭 소자는 제어 단자가 상기 복수의 게이트선 중 하나와 연결되어 있으며, 입력 단자가 상기 복수의 데이터선 중 하나와 연결되어 있으며, 출력 단자가 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있고,

상기 제2 스위칭 소자는 제어 단자가 상기 제1 스위칭 소자와 동일한 게이트선에 연결되어 있으며, 입력 단자가 상기 제1 스위칭 소자와 동일한 데이터선에 연결되어 있으며, 출력 단자가 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있고,

상기 제3 스위칭 소자는 제어 단자가 상기 제1 스위칭 소자와 동일한 게이트선에 연결되어 있으며, 입력 단자가 상기 제2 스위칭 소자의 출력 단자와 연결되어 있으며, 출력 단자가 상기 복수의 제2 배선 중 하나와 연결되어 있으며, 상기 복수의 제1 배선 및 상기 복수의 제2 배선은 상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 화소내에서 서로 전기적으로 연결되어 있다.

상기 복수의 제1 배선 중 하나와 상기 복수의 제2 배선 중 하나는 상기 제1 배선의 돌출부에서 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.

상기 제1 배선은 주 유지 전압선이며, 상기 제2 배선은 보조 유지 전압선이며, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선에는 유지 전압이 인가될 수 있다.

상기 복수의 주 유지 전압선은 한 쌍의 유지 전압바에 의하여 연결되어 있으며, 상기 복수의 보조 유지 전압선은 적어도 하나의 보조 유지 전압바에 의하여 연결되어 있을 수 있다.

상기 한 쌍의 유지 전압바는 상기 복수의 주 유지 전압선의 양단에 위치하며, 상기 적어도 하나의 보조 유지 전압바 중 하나는 좌측에 형성된 일부의 상기 복수의 보조 유지 전압선과 연결되며, 다른 하나는 우측에 형성된 나머지 상기 복수의 보조 유지 전압선과 연결되어 있을 수 있다.

상기 한 쌍의 유지 전압바 및 상기 적어도 하나의 보조 유지 전압바는 각각 데이터 구동부의 패드부로부터 상기 유지 전압을 전달받을 수 있다.

상기 한 쌍의 유지 전압바 및 상기 적어도 하나의 보조 유지 전압바에 상기 유지 전압을 인가하는 상기 데이터 구동부의 패드부는 가장 좌측에 형성된 두 개의 패드부 및 가장 우측에 형성된 두 개의 패드부일 수 있다.

상기 상기 복수의 제2 배선은 상기 화소 전극과 중첩할 수 있다.

상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각 가로 줄기부, 세로 줄기부 및 미세 가지부를 포함하며, 상기 보조 유지 전압선은 상기 세로 줄기부을 따라서 형성되는 부분을 포함할 수 있다.

상기 보조 유지 전압선은 제1 보조 유지 전압선 및 제2 보조 유지 전압선을 포함하며, 상기 제1 보조 유지 전압선은 상기 제1 부화소 전극의 상기 세로 줄기부와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 상기 주 유지 전압선의 돌출부로 연장되는 부분을 포함하며, 상기 제2 보조 유지 전압선는 상기 제2 부화소 전극의 상기 세로 줄기부와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 상기 제3 스위칭 소자와 연결되는 부분을 포함할 수 있다.

상기 제1 보조 유지 전압선 또는 상기 제2 보조 유지 전압선 중 적어도 하나는 상기 가로 줄기부와 중첩하는 부분을 포함할 수 있다.

상기 제2 보조 유지 전압선은 상기 제3 스위칭 소자의 제3 드레인 전극과 연결될 수 있다.

상기 제2 보조 유지 전압선 상기 제3 드레인 전극은 상기 주 유지 전압선의 상기 돌출부까지 연장되어 있으며, 상기 제1 보조 유지 전압선, 상기 제2 보조 유지 전압선 및 상기 주 유지 전압선은 상기 주 유지 전압선의 상기 돌출부에서 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.

상기 제1 보조 유지 전압선과 상기 제2 보조 유지 전압선은 상기 주 유지 전압선의 상기 돌출부에서 직접 연결되어 있으며, 동일한 물질로 형성되어 있을 수 있다.

상기 데이터선을 따라 형성된 차폐 전극선을 더 포함할 수 있다.

상기 보조 유지 전압선은 제1 보조 유지 전압선과 제2 보조 유지 전압선으로 분리되어 있으며, 상기 제1 보조 유지 전압선과 상기 제2 보조 유지 전압선은 유지 전극 연결 부재에 의하여 연결되어 있을 수 있다.

상기 제2 배선은 상기 데이터선과 중첩하며, 상기 데이터선의 방향으로 연장되어 있는 차폐 전극선이며, 상기 차폐 전극선은 상기 트랜지스터 영역으로 꺾여 들어오면서 확장되어 있는 확장부, 상기 확장부로부터 상기 데이터선과 중첩하지 않게 연장되어 있는 연장부 및 상기 데이터선쪽으로 꺾여 나가는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 하나의 화소는 상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소의 사이의 영역인 트랜지스터 영역을 더 포함하며, 상기 차폐 전극선은 상기 트랜지스터 영역으로 꺾여 들어오면서 확장되어 있는 확장부, 상기 확장부로부터 상기 데이터선과 중첩하지 않게 연장되어 있는 연장부 및 상기 데이터선쪽으로 꺾여 나가는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 확장부는 접촉구를 통하여 상기 주 유지 전압선과 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.

상기 주 유지 전압선은 제1 유지 전극 및 제2 유지 전극을 포함하며, 제1 유지 전극의 돌출부와 제2 유지 전극의 돌출부는 유지 전극 연결 부재에 의하여 연결되어 있을 수 있다.

상기 제1 유지 전극은 상기 제1 부화소에 형성되어 있으며, 상기 제2 유지 전극은 상기 제2 부화소에 형성되어 있으며, 상기 주 유지 전압선은 상기 제1 유지 전극과 직접 연결되어 있으며, 상기 제2 유지 전극은 상기 주 유지 전압선과 상기 유지 전극 연결 부재 또는 상기 제1 유지 전극을 통하여 연결되어 있을 수 있다.

상기 유지 전극 연결 부재는 인접하는 복수의 화소 중 하나에만 형성되어 있을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 표시 장치는 각 화소에 배선을 통하여 전압이 인가되는 경우 화소의 위치와 관계없이 일정한 전압이 인가될 수 있다.

한편, 각 화소에 일정한 전압을 전달하는 배선으로 인하여 데이터 전압의 지연이 발생하지 않는다.

한편, 데이터선에 인접하거나 대향하는 기판에 형성되어 있는 배선 또는 전극에 의하여 데이터 전압이 지연되지 않는다.

한편, 별도의 배선을 형성함으로 인하여 개구율 및 투과율이 감소하지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2A 내지 도 2C는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 유지 전압선의 구조, 유지 전압의 인가 위치 및 집적 회로의 패드부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 화소 구조에 대한 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 5는 도 4의 V-V 절단선에 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 4의 VI-VI 절단선에 따라 자른 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 4의 화소 중 일부에 대한 투과율을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면 및 그래프이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 일 부분에 대한 배치도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 인접하는 세 화소에 대한 배치도이다.
도 15 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이고, 도 2A 내지 도 2C 는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치에서 유지 전압선의 구조, 유지 전압의 인가 위치 및 집적 회로의 패드부를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판 조립체(display panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 각 화소(PX)는 표시 장치의 종류에 따라서 다양한 구조를 가질 수 있으며, 복수의 게이트선(G1-Gn) 중 하나 및 복수의 데이터선(D1-Dm) 중 하나와 연결된 스위칭 소자를 포함한다.

신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

표시판 조립체(300)는 복수의 화소(PX)에 공통으로 인가되는 전압(본 실시예에서는 이하 유지 전압이라 함)을 전달하는 복수의 배선(본 실시예에서는 이하 유지 전압선(130)이라 함)을 가진다. 유지 전압선(130)은 복수의 게이트선(G1-Gn)의 방향으로 연장되어 있는 복수의 주 유지 전압선(131)과 복수의 데이터선(D1-Dm)의 방향으로 연장되어 있는 복수의 보조 유지 전압선(137)을 포함한다. 유지 전압선(130)는 각 화소(PX)를 가로지르며, 각 화소(PX)는 유지 전압선(130)으로부터 유지 전압을 인가 받는다. 각 화소(PX)내에서 복수의 주 유지 전압선(131) 중 하나와 복수의 보조 유지 전압선(137) 중 하나가 서로 전기적으로 연결되어 있다.

유지 전압선(130)의 구조 및 유지 전압의 인가 방식은 도 2A에서 상세하게 도시되어 있다.

먼저 유지 전압선(130)의 구조를 살펴본다. 유지 전압선(130)은 주 유지 전압선(131), 보조 유지 전압선(137), 유지 전압바(135) 및 보조 유지 전압바(137-1)를 포함한다.

주 유지 전압선(131)과 보조 유지 전압선(137)은 각 화소(PX)의 내에서 서로 교차하며, 각 화소(PX)의 내에서 서로 전기적으로 연결되어 있다.

유지 전압바(135)는 게이트선(G1-Gn)의 방향으로 연장되어 있는 복수의 주 유지 전압선(131)을 연결하며, 데이터선(D1-Dm)의 방향으로 연장되어 있다. 유지 전압바(135)는 표시 영역(310)의 좌측 및 우측에 한 쌍으로 형성되어 있다. 즉, 한 쌍의 유지 전압바(135)는 주 유지 전압선(131)의 양단에 각각 위치한다.

보조 유지 전압바(137-1)는 데이터선(D1-Dm)의 방향으로 연장되어 있는 복수의 보조 유지 전압선(137)을 연결하며, 게이트선(G1-Gn)의 방향으로 연장되어 있다. 보조 유지 전압바(137-1)는 표시 영역(310)의 상측에 하나로 형성되며, 실시예에 따라서는 하측에 형성될 수도 있으며, 상측 또는 하측에 서로 분리된 한 쌍의 보조 유지 전압바(137-1)로 형성될 수도 있다. 한 쌍으로 형성되는 경우 그 중 하나는 표시 영역(310)의 좌측에 형성된 일부의 보조 유지 전압선(137)과 연결되며, 다른 하나는 표시 영역(310)의 우측에 형성된 나머지 보조 유지 전압선(137)과 연결될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 한 쌍의 보조 유지 전압바(137-1) 각각과 연결된 보조 유지 전압선(137)의 개수는 동일하게 형성될 수 있다.

이상과 같은 유지 전압선(130)에는 유지 전압(Vcst)이 인가되며, 도 2A를 참고로 하면 데이터 구동부(500)의 패드부(190) 중 일부를 통하여 인가되도록 형성되어 있다. 도 2A에서 데이터 구동부(500)의 패드부(190)를 190A와 190B로 구분하여 도시하고 있는데, 이는 패드부(190)가 위치에 따라서 패드의 배열 구조가 다를 수 있고, 이를 각각 도 2B 및 도 2C에서 구분하여 도시하고자 A 및 B를 붙여 도시하였다.

데이터 구동부(500)는 복수의 집적 회로를 포함하며, 각 집적 회로는 표시판 조립체(300)의 배선과 연결되기 위하여 패드부(190)를 포함한다. 도 2A에서는 데이터 구동부(500)의 복수의 집적 회로의 패드부(190)로 총 6개를 도시하고 있는데, 실시예에 따라서 그 개수는 변경될 수 있다. 그 중 제일 좌측 및 제일 우측에 형성된 두 개의 집적 회로의 패드부는 190A로 도시되어 있어 나머지 패드부(190B로 도시됨)와 패드부 구조가 다를 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 도 2B 및 도 2C에서 설명한다.

먼저 제일 좌측 및 제일 우측에 형성된 두 개의 집적 회로의 패드부(190A)를 통하여 유지 전압(Vcst)을 전달하는 구조에 대하여 살펴본다.

제일 좌측 및 제일 우측에 형성된 두 개의 집적 회로의 패드부(190A)는 각각의 Vcst 패드를 통하여 유지 전압바(135)에 유지 전압(Vcst)를 인가한다. 즉, 제일 좌측에 위치하는 패드부(190A)의 Vcst 패드는 제1 유지 전압 전달선(135-1)을 통하여 제일 좌측에 위치하는 유지 전압바(135)에 유지 전압(Vcst)를 인가하며, 제일 우측에 위치하는 패드부(190A)의 Vcst 패드는 제1 유지 전압 전달선(135-1)을 통하여 제일 우측에 위치하는 유지 전압바(135)에 유지 전압(Vcst)를 인가한다.

한편, 그 외의 패드부(190B)는 각각의 Vcst 패드를 통하여 하나의 보조 유지 전압바(137-1)에 유지 전압(Vcst)를 인가한다. 즉, 복수의 Vcst 패드는 각각의 연결된 제2 유지 전압 전달선(137-3)을 통하여 하나의 보조 유지 전압바(137-1)의 각 지점에 유지 전압(Vcst)를 인가한다. 보조 유지 전압바(137-1)는 복수의 유지 전압(Vcst)을 인가 받아 일정한 유지 전압(Vcst)을 유지할 수 있다.

한편, 도 2B 및 도 2C에서는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 190A의 패드부와 190B의 패드부의 구조를 상세하게 도시하고 있다.

데이터 구동부(500)의 복수의 집적 회로의 패드부(190)는 제일 좌측 및 제일 우측에 형성된 두 개의 집적 회로의 패드부(190A)가 서로 동일한 신호를 전달하며, 그 외의 집적 회로의 패드부(190B)가 서로 동일한 신호를 전달한다.

먼저, 도 2B에서 도시하고 있는 바와 같이 제일 좌측 및 제일 우측에 형성된 두 개의 집적 회로의 패드부(190A)에 대하여 살펴본다.

패드부(190A)는 데이터 전압을 전달하는 패드부(data)를 중심으로 양측에 대칭으로 형성된 제어 신호 인가 패드(Vcom, Contact, CLOCK, VSS, STV, Vcst) 및 정렬 마크(Align)가 형성되어 있다.

여기서 Vcom 패드는 공통 전압을 인가하는 패드이고, Contact 패드는 컨택 저항을 측정시 사용되며, 평소에는 별도의 신호가 인가되지 않을 수 있는 패드이고, CLOCK 패드(CK 패드, CKB 패드)들은 게이트 구동부(400)에서 사용되는 클록 신호를 인가하는 패드이며, VSS 패드는 게이트 구동부(400)에서 사용되는 저전압을 인가하는 패드이고, STV 패드는 게이트 구동부(400)의 시작 신호를 인가하는 패드이다. 한편, Vcst 패드는 유지 전압을 인가하는 패드로 도 2A에서 도시하고 있는 바와 같이 제1 유지 전압 전달선(135-1)을 통하여 하나의 유지 전압바(135)에 유지 전압을 인가한다.

도 2B의 실시예에서 제일 좌측에 위치하는 집적 회로의 패드부(190A)가 두 개의 Vcst 패드를 가져 유지 전압이 인가되는 패드가 총 두 개 존재한다. 이와 같은 실시예에서는 좌측으로부터 두 번째 Vcst 패드는 제1 유지 전압 전달선(135-1)을 통하여 하나의 유지 전압바(135)에 유지 전압을 인가시키거나 제2 유지 전압 전달선(137-3)을 통하여 보조 유지 전압바(137-1)에 유지 전압을 인가시키거나 할 수 있다.

또한, 실시예에 따라서는 CLOCK 패드, VSS 패드, STV 패드, Vcst 패드 및 data 패드의 사이에는 더미(dummy) 패드가 더 형성되어 있어 인접하는 패드 간의 신호 간섭을 방지하는 역할을 수행할 수도 있다.

또한, 실시예에 따라서는 Vcom 패드, Contact 패드, CK 패드, CKB 패드, 및 VSS 패드는 하나 이상의 패드로 이루어질 수 있다. 여기서, Vcom 패드 및 VSS 패드는 서로 다른 레벨의 전압을 인가하는 두 개 이상의 패드로 이루어 질 수 있으며, CK 패드 및 CKB 패드는 각각 서로 다른 이상을 가지는 두 개 이상의 패드로 이루어 질 수 있다.

도 2B에서 Vcom 패드, Contact 패드, CK 패드, CKB 패드, VSS 패드, STV 패드 및 Vcst 패드는 모두 동일한 폭을 가지는 것으로 도시하고 있지만, 실시예에 따라서 서로 다른 폭을 가질 수도 있다. 여기서, 패드의 폭은 각 패드에 인가되는 전압의 레벨 또는 특성에 따라 변경될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 제어 신호 인가 패드(Vcom, Contact, CLOCK, VSS, STV, Vcst) 중 하나와 데이터 전압을 전달하는 패드부(data)의 폭이 같을 수도 있다.

본 실시예에서는 제일 우측에 형성된 집적 회로의 패드부(190A)에서도 게이트 구동부(400)에서 사용되는 신호(클록 신호, 저전압 및 시작 신호 등)가 인가되고 있는데, 이는 도 1의 실시예와 달리 표시 패널(300)의 우측에도 게이트 구동부(400)가 형성되어 있는 실시예임을 알 수 있다.

한편, 도 2C에서 도시하고 있는 패드부(190B)는 데이터 구동부(500)의 집적 회로에서 데이터 전압을 전달하는 data 패드가 복수개 형성되어 있으며, 그 외에 유지 전압(Vcst), 공통 전압(Vcom) 및 정렬 마크 등이 추가로 형성되어 있다. 유지 전압(Vcst)를 전달하는 Vcst 패드는 도 2A에서 도시하고 있는 바와 같이 제2 유지 전압 전달선(137-3)을 통하여 하나의 보조 유지 전압바(137-1)의 각 지점에 유지 전압(Vcst)를 인가한다.

도 2B 및 도 2C에서는 data 패드와 data 패드 사이에 생략 표시를 하고 총 4개의 data 패드를 도시하고 있지만, 집적 회로는 데이터 전압을 데이터선에 인가하기 위하여 형성되는 것이 주된 이유 이므로 대 부분의 패드가 data 패드이다.

또한, 실시예에 따라서는 Vcom 패드는 하나 이상의 패드로 이루어질 수 있 있다. 여기서, Vcom 패드는 서로 다른 레벨의 전압을 인가하는 두 개 이상의 패드로 이루어 질 수 있다.

도 2C에서 Vcom 패드, Dummy 패드 및 Vcst 패드는 모두 동일한 폭을 가지는 것으로 도시하고 있지만, 실시예에 따라서 서로 다른 폭을 가질 수도 있다. 여기서, 패드의 폭은 각 패드에 인가되는 전압의 레벨 또는 특성에 따라 변경될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 Vcom 패드 및 Dummy 패드 중 하나와 데이터 전압을 전달하는 패드부(data)의 폭이 같을 수도 있다.

또한, 도 2B 및 도 2C에서는 좌우 대칭의 구조를 가지는 것으로 도시되어 있지만, 실시예에 따라서는 좌우 대칭의 구조를 가지지 않을 수도 있으며, 이 때에는 패드부 내의 좌측에서 인가하는 신호와 우측에서 인가하는 신호가 다를 수 있다.

이상과 같이 유지 전압(Vcst)이 유지 전압바(135)를 통하여 주 유지 전압선(131)으로 전달된 후 화소(PX)에 인가되며, 뿐만 아니라 보조 유지 전압바(137-1)를 통하여 보조 유지 전압선(137)으로 전달된 후 화소(PX)에 인가된다. 그리고 주 유지 전압선(131)과 보조 유지 전압선(137)은 각 화소(PX)에서 서로 전기적으로 연결되어 있다. 그러므로 각 화소(PX)에 인가되는 유지 전압(Vcst)의 크기가 일정할 수 있다.

도 2에서는 주 유지 전압선(131)과 보조 유지 전압선(137)이 일직선 형태를 가지는 것으로 도시하고 있지만, 이는 간략하게 도시한 것일 뿐이며, 각 전압선(131, 137)은 실시예에 따라서는 꺾인 구조를 가질 수도 있다.

또한, 주 유지 전압선(131)과 보조 유지 전압선(137)에 유지 전압(Vcst)을 인가하는 패드부(190)의 구조도 도 2와 달리 다양한 구조를 가질 수도 있다.

다시 도 1로 돌아가서 표시 장치의 다른 구성 요소를 살펴보면 아래와 같다.

계조 전압 생성부(800)는 구동 전압(AVDD)을 인가 받아 화소(PX)의 투과율과 관련된 두 벌의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.

게이트 구동부(400)는 표시판 조립체(300)에 집적될 수 있으며, 표시판 조립체(300)의 게이트선(G1-Gn)과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선(D1-Dm)에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택할 수 있다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다. 신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호를 수신한다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 행의 화소(PX)에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 행의 화소(PX)에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시킨다. 그러면, 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소(PX)에 인가된다.

게이트 구동부(400)를 제외한 구동 회로(500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 또는 IC 칩의 형태로 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 유연성을 가지는 필름 위에 장착되어 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 회로(500, 600, 800)가 신호선(G1-Gn, D1-Dm) 및 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.

이상에서는 화소(PX)가 다양한 구조를 가질 수 있다는 전제로 설명하였다. 이하에서는 화소(PX)의 구조를 명확하게 설명하기 위하여 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우를 실시예로 들어 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 화소 구조에 대한 등가 회로도이다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(G) 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D) 포함하는 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다.

화소(PX)는 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc) 및 제1 및 제2 액정 축전기(Clc_H, Clc_L)를 포함한다. 화소(PX)는 고계조 부화소(High; 제1 부화소라고도 함)와 저계조 부화소(Low; 제2 부화소라고도 함)로 구분되며, 고계조 부화소(High)는 제1 스위칭 소자(Qa)와 제1 액정 축전기(Clc_H)를 포함하며, 저계조 부화소(Low)는 제2 및 제3 스위칭 소자(Qb, Qc) 및 제2 액정 축전기(Clc_L)를 포함한다. 여기서, 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc)는 각각 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자일 수 있다.

제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 각각 게이트선(G) 및 데이터선(D)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 게이트선(G) 및 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자에 연결되어 있다.

제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)의 제어 단자는 게이트선(G)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D)과 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clc_H)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clc_L) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 입력 단자에 연결되어 있다.

제3 스위칭 소자(Qc)의 제어 단자는 게이트선(G)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clc_L)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 유지 전압선(130)에 연결되어 유지 전압(Vcst)를 인가 받는다.

게이트선(G)에 게이트 온(Von) 전압이 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 된다. 이에 따라 데이터선(D)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제1 액정 축전기(Clc_H) 및 제2 액정 축전기(Clc_L)의 일단을 이루는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극에 인가된다. 하지만, 제2 부화소 전극에 인가되는 전압은 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 되어 있으므로 유지 전압(Vcst)과 입력된 데이터 전압간의 전압 차이 및 제3 스위칭 소자(Qc)가 가지는 저항값에 따라서 분압된다. 분압된 전압이 제2 부화소 전극에 인가되고 분압된 전압에 따라서 제2 액정 축전기(Clc_L)가 충전된다. 즉, 제2 부화소 전극에 인가되는 전압은 제1 부화소 전극에 인가되는 전압보다 더 작게 되며, 제1 액정 축전기(Clc_H)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clc_L)에 충전된 전압은 서로 달라지게 된다. 제1 액정 축전기(Clc_H)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clc_L)에 충전된 전압이 서로 다르므로 제1 부화소와 제2 부화소에서 액정 분자의 배향 방향이 다르게 되고, 이에 따라 두 부화소가 표시하는 휘도가 달라진다. 즉, 두 부화소가 표시하는 휘도를 합하여 표시하고자 하는 정면 휘도를 나타내는 경우 측면에서는 다양한 액정 배향으로 인하여 측면 시인성이 향상된다.

도 3과 같은 액정 표시 장치의 화소(PX)는 제1 부화소와 제2 부화소가 가지는 킥백(kickback) 전압의 크기가 다르다. 그러므로 각 부화소에서 킥백 전압을 고려한 공통 전압(Vcom)의 값은 서로 다르다. 그렇지만 동일한 데이터 전압과 동일한 공통 전압(Vcom)이 인가되는 구조를 가지므로 서로 다른 킥백 전압으로 인하여 플리커나 잔상과 같은 표시 흠결이 발생될 수 있다. 하지만, 도 3과 같은 구조에서 유지 전압(Vcst)을 높이면 제1 부화소와 제2 부화소가 가지는 킥백 전압의 차이가 줄어들어 플리커나 잔상의 문제가 제거될 수 있다.

이에 대해서는 아래의 표 1 내지 표 3을 통하여 살펴본다.

Vcst 전압	8V	9V	10V	11V	12V
투과율	6.11%	6.23%	6.36%	6.46%	6.45%

우선 표 1은 유지 전압(Vcst)가 증가함에 따라서 제2 부화소의 투과율이 증가하는 것을 보여준다. 다만, 유지 전압(Vcst)가 11V에 이르면 포화되어 더 이상 투과율이 증가하지 않는 것을 확인할 수 있다. 여기서 투과율은 특정 실시예에서 제2 부화소의 투과율에 대한 상대적인 증가율을 보여준다.

Vcst 전압	4V	6V	8V	10V	12V
Level 차이	3.0	2.3	1.6	1.0	0.7

여기서, 레벨(level)의 차이는 제1 부화소와 제2 부화소에서 킥백 전압에 따른 공통 전압(Vcom)간의 차이를 나타낸다.

표 2는 유지 전압(Vcst)가 증가함에 따라서 레벨(level)의 차이가 감소하는 것을 알 수 있으며, 공통 전압(Vcom)간의 차이가 줄어들기 때문에 플리커나 잔상의 문제가 발생하지 않는다.

아래의 표 3에서는 플리커와 유지 전압(Vcst)간의 관계를 보여준다.

Vcst 전압	플리커 정도
8V	16
9V	14.3
10V	12.6
11V	11.1
12V	9
13V	7.4
14V	5.3
15V	4

표 1 내지 표 3에 의하면 유지 전압(Vcst)는 높을수록 좋지만, 유지 전압(Vcst) 값 중 투과율이 향상되는 9 내지 15V의 전압을 사용할 수 있다. 이 때, 공통 전압(Vcom)은 7V가 사용될 수 있다.

각각 일정한 유지 전압(Vcst)을 인가 받아야 저계조 부화소(Low)의 제2 액정 축전기(Clc_L)에 충전되는 전압이 적절하게 분합되어 충전된다. 그러므로 일정한 유지 전압(Vcst)을 인가하기 위하여 도 1 및 도 2와 같은 유지 전압선(130)의 구조가 사용될 필요가 있다.

먼저, 도 4 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 화소 구조를 상세하게 살펴본다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 5는 도 4의 V-V 절단선에 따라 자른 단면도이고, 도 6은 도 4의 VI-VI 절단선에 따라 자른 단면도이다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 개재되어 있는 액정층(3) 및 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광판(미도시)을 포함한다.

먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)이 및 주 유지 전압선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 주 유지 전압선(131)은 유지 전극(133) 및 게이트선(121) 방향으로 돌출된 돌출부(134)를 포함한다. 유지 전극(133)은 제1 부화소 전극(191a)을 둘러싸는 제1 유지 전극(133h) 및 전단 화소의 제2 부화소 전극(191b)을 둘러싸는 제2 유지 전극(133l)을 포함한다. 도 4에서는 전단 화소가 도시되어 있지 않지만, 도 4의 제1 유지 전극(133h)의 수평부(133')는 전단 화소의 제2 유지 전극(133l)의 수평부(133'')와 분리되지 않은 일체의 배선으로 서로 연결되어 있다.

게이트선(121) 및 주 유지 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다.

제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c) 위에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있는데, 도 5에서 제1 반도체(154a)위에 형성된 저항성 접촉 부재(163a, 165a)만이 도시되어 있으며, 도 6에서는 제3 반도체(154c) 위에 형성된 저항성 접촉 부재(165c)만이 도시되어 있다. 이는 다른 부분에서는 단면선을 자르지 않았기 때문이다.

저항성 접촉 부재(163a, 165a, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c)가 형성되어 있다. 또한, 저항성 접촉 부재(163a, 165a) 및 게이트 절연막(140) 위에는 보조 유지 전압선(137)이 형성되어 있으며, 보조 유지 전압선(137)은 제1 보조 유지 전압선(137a) 및 제2 보조 유지 전압선(137b)를 포함한다. 도 6을 참고하면, 데이터선(171) 및 보조 유지 전압선(137)의 아래에는 반도체층(151, 157) 및 저항성 접촉 부재(161, 167)가 위치하고 있다.

제1 보조 유지 전압선(137a)은 제1 부화소 전극(191a)의 세로 줄기부(193)와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134)로 연장되는 부분을 포함한다.

또한, 제2 보조 유지 전압선(137b)는 제2 부화소 전극(191b)의 세로 줄기부(193)와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 제3 드레인 전극(175c)과 연결되는 부분을 포함한다. 연결된 제2 보조 유지 전압선(137b), 및 제3 드레인 전극(175c)은 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134)까지 연장되어 있다.

제1 보조 유지 전압선(137a) 및 제2 보조 유지 전압선(137b)이 각각 제1 부화소 전극(191a)의 세로 줄기부(193) 및 제2 부화소 전극(191b)의 세로 줄기부(193)와 중첩하는 부분의 폭은 세로 줄기부(193)의 폭보다 좁다. 실시예에 따라 다양할 수 있지만, 본 실시예에서는 제1 보조 유지 전압선(137a) 및 제2 보조 유지 전압선(137b)이 세로 줄기부(193)와 중첩하는 영역의 폭은 3㎛로 형성되며, 세로 줄기부(193)는 7㎛로 형성되어 세로 줄기부(193)가 2배 이상 폭이 크다.

제1 보조 유지 전압선(137a), 제2 보조 유지 전압선(137b) 및 주 유지 전압선(131)은 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134)위에서 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 도 4의 실시예에서는 직접 연결되어 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 추후에 설명할 유지 전극 연결 부재(139)에 의하여 연결될 수도 있다.

그리고 제1 보조 유지 전압선(137a)와 전단 화소(PX)의 제2 보조 유지 전압선(137b)는 전기적으로 연결되어 있으며, 제2 보조 유지 전압선(137b)와 후단 화소(PX)의 제1 보조 유지 전압선(137a)는 전기적으로 연결되어 있다. 본 실시예에서는 서로 직접 연결되어 있으며, 동일한 층에 동일한 물질로 형성되어 있다.

제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 제1 박막 트랜지스터(Qa)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체 부분(154a)에 형성된다. 이와 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체 부분(154b)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체 부분(154c)에 형성된다.

데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 컬러 필터(230) 및 보호막(180)이 형성되어 있다. 컬러 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다. 컬러 필터(230)는 인접하는 화소마다 서로 다른 색을 표시하는 물질로 형성되어 있을 수 있으며, 도 6에서는 두 컬러 필터가 서로 다른 색을 나타내는 것을 표시하고자 230a와 230b로 구분하여 부호를 나타내었다. 또한, 도 6에서는 인접하는 컬러 필터(230a, 230b)가 중첩하는 영역(데이터선(171)의 상부)의 상부에는 셀갭이 줄어들어 g 간격만큼만 가지는 것을 도시하고 있다. g 간격은 총 셀갭의 반정도일 수 있다.

한편, 보호막(180)은 질화 규소와 산화 규소 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물로 만들어진다.

컬러 필터(230) 및 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 각각 노출하는 제1 접촉구(185a) 및 제2 접촉구(185b)가 형성되어 있다. 또한, 컬러 필터(230) 및 보호막(180)에는 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134), 제3 드레인 전극(175c) 및 제1 보조 유지 전압선(137a)을 노출시키는 제3 접촉구(185c)가 형성되어 있다. 또한, 보호막(180)에는 컬러 필터(230)로부터 방출되는 가스를 모아둘 수 있는 개구부(189)가 형성되어 있다. 도 4에 의하면 하나의 화소에는 한 쌍의 개구부(189)가 형성될 수 있다.

보호막(180) 위에는 제1 부화소 전극(191a)와 제2 부화소 전극(191b)을 포함하는 화소 전극(191) 및 유지 전극 연결 부재(139)이 형성되어 있다. 또한, 보호막(180)의 개구부(189)의 위에는 개구부(189)를 덮는 덮개부(199)가 형성되어 있을 수 있다. 덮개부(199)는 컬러 필터(230)에서 방출되는 가스가 다른 소자로 전달되는 것을 차단시키기 위하여 형성되어 있으며, 도 4에 의하면 하나의 화소에 한 쌍의 덮개부(199)가 형성될 수 있다. 화소 전극(191), 덮개부(199) 및 유지 전극 연결 부재(139)는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 열 방향으로 이웃하고, 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부(192) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(193)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부(192)와 세로 줄기부(193)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부(194)를 포함한다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 미세 가지부(194)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(192)와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 특히, 제1 부화소 전극(191a)에 포함되는 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192)와 대략 40도의 각을 이룰 수 있고, 제2 부화소 전극(191b)에 포함되는 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192)와 대략 45도의 각을 이룰 수 있다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194)는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부(194)의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부(194)간의 간격이 다를 수 있다.

제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 접촉구(185a, 185b)을 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기보다 작을 수 있다. 여기서, 제2 부화소 전극(191b)의 면적은 제1 부화소 전극(191a)의 면적 대비하여 1배 이상 2배 이하일 수 있다.

한편, 유지 전극 연결 부재(139)는 접촉구(185c)를 통하여 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134), 제3 드레인 전극(175c) 및 제1 보조 유지 전압선(137a)가 서로 연결되도록 한다. 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 및 제1 보조 유지 전압선(137a)은 유지 전압(Vcst)가 인가되므로 유지 전압(Vcst)가 일정한 전압값을 가지도록 하며, 제3 드레인 전극(175c)을 통하여 제3 박막 트랜지스터(Qc)로 유지 전압(Vcst)이 인가되도록 한다. 그 결과 제2 부화소에 인가되는 전압이 낮아질 수 있도록 한다.

이제, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다.

기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 절연 물질로 만들어질 수 있으며, 덮개막(250)은 생략할 수도 있다.

덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

표시판(100, 200)의 양쪽 면에는 배향막(alignment layer)(도시하지 않음)이 형성되어 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다.

표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 두 편광자의 편광축은 직교하며 이중 한 편광축은 게이트선(121)에 대하여 나란한 것이 바람직하다.

데이터 전압을 인가 받은 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 공통 전압을 인가 받는 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191a, 191b, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.

도 4의 실시예에서는 유지 전압을 전달하는 보조 유지 전압선(137)이 화소 전극(191a, 191b)과 동일한 층에 형성되지 않고 그 보다 낮은 데이터선(171)과 동일한 층에 형성된다. 그러므로 유지 전압(Vcst)을 높이더라도 공통 전극(270)과의 간격이 멀어 문제가 없다. 그러므로 도 4의 실시예에서는 위의 [표 1] 내지 [표 3]에서 사용된 다양한 유지 전압(Vcst) 중에 높은 전압을 사용할 수 있으며, 도 4의 실시예에서는 [표 1]에서 투과율이 포화되는 11V이상의 전압을 유지 전압(Vcst)으로 사용한다. 이 때, 공통 전압(Vcom)으로는 7V의 전압을 사용한다.

이하에서는 도 7 및 도 8을 이용하여 보조 유지 전압선(137)이 부화소 전극(191a, 191b)의 세로 줄기부(193)와 중첩하면서 형성하도록 함에 의하여 개구율 및 투과율이 감소하는지에 대하여 살펴본다.

도 7 및 도 8은 도 4의 화소 중 일부에 대한 투과율을 시뮬레이션 한 결과를 보여주는 도면 및 그래프이다.

먼저, 도 7은 도 4의 실시예에서 제1 부화소를 중심으로 투과율을 시뮬레이션한 도면이다. 도 7에서 도시된 바와 같이 제1 부화소에서는 가로 및 세로의 줄기부(192, 193)부분에서는 원래 빛이 투과하지 않는 부분(X 부분 참고)이므로 보조 유지 전압선(137)을 형성하더라도 투과율 및 개구율을 감소시키지 않는다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 8에서는 도 7의 시뮬레이션 결과를 위치에 대한 투과율 그래프로 나타낸 것으로 도 7의 X 부분에 대응하는 부분은 투과율이 급격하게 감소되어 빛이 거의 투과되지 않기 때문에 보조 유지 전압선(137)을 형성하더라도 투과율을 감소시키지 않으며, 개구율이 감소되지 않음을 확인할 수 있다.

도 7 및 도 8의 결과를 기초로 본 발명의 보조 유지 전압선(137)으로 인한 개구율 및 투과율의 저하 여부에 대하여 살펴보면 아래와 같다.

서로 연결되어 있는 제1 보조 유지 전압선(137a) 및 제2 보조 유지 전압선(137b)은 대부분의 영역에서 각각 제1 부화소 전극(191a)의 세로 줄기부(193) 및 제2 부화소 전극(191b)의 세로 줄기부(193)와 중첩하고 나머지 부분은 차광 부재(220)로 가려지는 화소의 중앙 부분에 위치하므로 개구율을 감소시키지 않는다. 특히 부화소 전극(191a, 191b)의 세로 줄기부(193)부분은 도 7 및 도 8의 X 부분과 같이 빛이 투과하지 않는 부분이므로 이 부분을 통하여 보조 유지 전압선(137)을 형성하더라도 개구율의 감소 및 투과율의 감소가 없다.

그러므로 도 4의 실시예와 같이 부화소 전극(191a, 191b)의 세로 줄기부(193)를 따라서 보조 유지 전압선(137)을 형성하는 것은 각 화소에 일정한 유지 전압(Vcst)을 인가시킬 수 있으며, 그에 따라 개구율 감소 및 투과율 감소는 없다.

뿐만 아니라 보조 유지 전압선(137)은 데이터선(171)과 거의 평행하며, 중첩하지 않음으로 데이터선(171)으로 전달되는 데이터 전압이 지연되지 않는 장점을 가진다.

이하에서는 도 9 내지 도 12를 이용하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 각각 살펴본다.

도 9 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.

먼저 도 9의 실시예에 대하여 살펴본다.

도 9의 실시예는 도 4의 실시예에 추가적으로 차폐 전극선(138)을 더 포함하며, 차폐 전극선(138)은 데이터선(171)과 중첩하며 연장되어 있으며, 제1 부화소와 제2 부화소의 사이 영역(이하 트랜지스터 영역이라고도 함)에서는 데이터선(171)과 함께 폭이 줄어드는 구조를 가진다. 차폐 전극선(138)의 폭은 데이터선(171)의 폭보다 좁을 수 있다. 차폐 전극선(138)은 데이터선(171)으로 전달되는 데이터 전압이 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 커패시턴스에 의하여 지연되는 것을 차단하고자 그 사이에 위치하고 있다.

즉, 도 9의 실시예에 의하면 데이터선(171)이 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)으로 인하여 데이터 전압이 지연되지 않는 장점을 가진다.

한편, 도 10의 실시예를 살펴보면 아래와 같다.

도 10의 실시예는 도 4의 실시예와 달리 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)의 미세 가지부(194)의 길이가 l 만큼 더 길어진 실시예이다. 즉, 도 4의 부화소 전극(191a, 191b)보다 미세 가지부(194)의 길이가 길어 전계에 의하여 제어할 수 있는 액정층의 범위가 넓어지고 부화소의 크기가 커져 상대적으로 개구율이 증가한 실시예이다. 미세 가지부(194)는 데이터선(171)의 인근까지 연장될 수 있으며, 실시예에 따라서는 데이터선(171)과 일부 중첩될 수도 있다.

한편, 도 9의 실시예에서는 데이터선(171)의 위에 차폐 전극선(138)이 형성되어 있으므로 미세 가지부(194)가 길어지는 데는 한계가 있다.

한편, 도 11의 실시예를 살펴보면 아래와 같다.

도 11의 실시예에서는 도 4의 실시예와 달리 보조 유지 전압선(137)이 주 유지 전압선(131)과 화소 내에서 서로 연결되는 구조가 삭제된 실시예이다.

즉, 도 11의 실시예는 도 4의 실시예에서 유지 전극 연결 부재(139), 제3 접촉구(185c) 및 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134)를 포함하고 있지 않다.

즉, 보조 유지 전압선(137)은 제1 보조 유지 전압선(137a), 제2 보조 유지 전압선(137b) 및 이들을 직접 연결하며, 제3 드레인 전극(175c)과 연결되어 있는 제3 보조 유지 전압선(137c)을 포함한다. 제1 보조 유지 전압선(137a), 제2 보조 유지 전압선(137b) 및 제3 드레인 전극(175c)은 제4 실시예와 동일하지만, 제3 드레인 전극(175c)과 제1 보조 유지 전압선(137a)의 사이에 제3 보조 유지 전압선(137c)이 형성되어 있을 뿐, 주 유지 전압선(131)과 연결되는 구조가 없다.

그 결과 도 11의 실시예에서는 주 유지 전압선(131)과 보조 유지 전압선(137)이 화소 내에서 연결되지 않는다. 그 결과 각 화소에서의 유지 전압(Vcst)이 위치에 따라서 변할 수 있지만, 제3 스위칭 소자(Qc)에 인가되는 유지 전압(Vcst)이 보다 긴 게이트선 방향을 따라 전달되지 않고 보다 짧은 데이터선 방향을 따라 전달되므로 그 편차가 적다. 그러므로 제3 스위칭 소자(Qc)에 인가되는 유지 전압(Vcst)을 게이트선을 따라 연장된 주 유지 전압선(131)으로 인가하는 실시예보다는 향상된 특성을 가질 수 있다.

또한, 도 11의 실시예에서는 도 4, 도 9, 도 10의 실시예 보다 1 부화소와 제2 부화소의 사이 영역인 트랜지스터 영역의 폭을 줄일 수 있다. 이는 제3 접촉구(185c)를 형성할 공간을 만들지 않아도 되기 때문이다. 그 결과 트랜지스터 영역의 폭이 줄어 화소의 개구율이 향상되는 장점을 가진다.

한편, 도 12의 실시예를 살펴보면 아래와 같다.

도 12의 실시예에서는 도 4의 실시예와 달리 보조 유지 전압선(137)은 제1 보조 유지 전압선(137a)과 이와 분리되어 있는 제2 보조 유지 전압선(137b)을 포함한다.

제1 보조 유지 전압선(137a)은 제1 부화소 전극(191a)의 세로 줄기부(193)와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134)로 연장된 부분(137a')을 포함한다.

또한, 제2 보조 유지 전압선(137b)는 제2 부화소 전극(191b)의 세로 줄기부(193)와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 연장되고 확장된 부분(137b')을 포함한다.

여기서 제2 보조 유지 전압선(137b)는 제3 드레인 전극(175c)과 직접 연결되어 있지 않다.

제3 드레인 전극(175c), 제1 보조 유지 전압선(137a) 및 주 유지 전압선(131)은 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134)위에서 서로 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 보호막(180)에는 제1 보조 유지 전압선(137a)의 연장된 부분(137a')과 제2 보조 유지 전압선(137b)의 확장된 부분(137b')을 각각 노출시키는 접촉구(185c, 185d)을 가진다. 두 접촉구(185c, 185d)의 위에는 유지 전극 연결 부재(139')가 형성되어 있으며, 두 접촉구(185c, 185d)을 통하여 제1 보조 유지 전압선(137a)과 제2 보조 유지 전압선(137b)을 전기적으로 연결한다.

제1 보조 유지 전압선(137a)은 전단 화소의 제2 보조 유지 전압선(137b)과 직접 연결되어 있으며, 제2 보조 유지 전압선(137b)은 후단 화소의 제1 보조 유지 전압선(137a)과 직접 연결되어 있다.

즉, 도 12의 실시예에서는 보조 유지 전압선(137a)이 화소 영역 내에서 유지 전극 연결 부재(139')를 통하여 연결되며, 유지 전극 연결 부재(139')에서 접촉구(185c)를 통해서는 보조 유지 전압선(137)과 주 유지 전압선(131) 및 제3 드레인 전극(175c)가 연결되고 있다.

또한, 도 12의 실시예에서는 도 4의 트랜지스터 영역의 우측에 형성되어 있던 개구부(189) 및 덮개부(199)가 삭제되어 있으며, 트랜지스터 영역의 좌측에만 개구부(189) 및 덮개부(199)를 가진다.

도 12와 같은 실시예는 도 4의 실시예에 비하여 접촉구(185d)를 더 포함하고, 이와 연결되는 유지 전극 연결 부재(139')를 가지기 때문에 트랜지스터 영역의 폭이 더 넓어야 할 필요가 있어 개구율이 감소되는 단점이 있다. 하지만, 이러한 단점은 본 발명의 다른 실시예와 비교하였을 때의 단점일 뿐이고, 각 화소에 인가되는 유지 전압(Vcst)가 일정할 수 있다는 장점은 여전히 가지고 있어 필요에 따라서는 도 12의 실시예를 사용할 수도 있다.

도 4 내지 도 12의 실시예에서는 데이터선(171)과 보조 유지 전압선(137)이 서로 중첩하지 않는다. 이는 컬러 필터(230)가 하부 표시판(200)에 형성된 경우 데이터선(171)과 게이트선(121)/주 유지 전극선(131)이 교차하는 영역은 셀갭이 상대적으로 줄어(도 6의 g 참고) 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 쇼트될 가능성이 높지만, 보조 유지 전압선(137)이 데이터선(171)과 게이트선(121)/주 유지 전극선(131)이 교차하는 영역에는 형성되지 않기 때문에 쇼트될 가능성은 없다.

또한, 도 4 내지 도 12의 실시예에서는 유지 전압을 전달하는 보조 유지 전압선(137)이 화소 전극(191a, 191b)과 동일한 층에 형성되지 않고 그 보다 낮은 데이터선(171)과 동일한 층에 형성된다. 그러므로 유지 전압(Vcst)을 높이더라도 공통 전극(270)과의 간격이 멀어 문제가 없다. 그러므로 도 4의 실시예에서는 위의 [표 1] 내지 [표 3]에서 사용된 다양한 유지 전압(Vcst) 중에 높은 전압을 사용할 수 있으며, 도 4 내지 도 12의 실시예에서는 [표 1]에서 투과율이 포화되는 11V 이상의 전압을 유지 전압(Vcst)으로 사용할 수 있다. 이 때, 공통 전압(Vcom)으로는 7V의 전압을 사용할 수 있다.

이하에서는 도 13 및 도 14를 이용하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소의 일부분의 구조에 대하여 살펴본다.

먼저 도 13에 대하여 살펴본다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 일 부분에 대한 배치도이다.

도 13의 실시예에서는 차폐 전극선(138)을 이용하여 보조 유지 전압선의 역할도 수행하도록 하는 실시예이다. 즉, 도 9의 실시예와 유사하지만, 차폐 전극선(138)이 데이터선(171)과 중첩하지 않는 부분이 있다.

도 13의 실시예에서 차폐 전극선(138)은 데이터선(171)을 따라서 연장되다가 트랜지스터 영역에서는 데이터선(171)과 중첩하지 않고 일측 트랜지스터 영역으로 꺾여 들어오는 구조를 가진다. 즉, 차폐 전극선(138)은 트랜지스터 영역으로 꺾여 들어오면서 유지 전극 연결 부재(139)에 연결된 후, 유지 전극 연결 부재(139)로부터 데이터선(171)과 중첩하지 않게 연장되어 있는 연장부(139-2), 데이터선(171)쪽으로 꺾여 나가는 연결부(139-3)를 포함한다.

전극 연결 부재(139)는 접촉구(185c)를 통하여 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134), 제3 드레인 전극(175c) 및 제1 보조 유지 전압선(137a)와 연결되어 있다.

연결부(139-3)는 데이터선(171)의 타측에 위치하는 트랜지스터 영역내의 보호막(180)에 형성된 개구부(189)를 덮는 덮개부(199)와 연결되어 있다.

또한, 차폐 전극선(138)은 유지 전압(Vcst)가 인가되어 데이터선(171)이 연장된 방향으로 유지 전압(Vcst)를 전달하는 역할을 한다.

도 13의 실시예에서는 데이터선(171)과 중첩하는 차폐 전극(138)이 존재하는데, 컬러 필터(230)가 하부 표시판(100)에 형성된 경우 데이터선(171)과 게이트선(121)/주 유지 전극선(131)이 교차하는 영역은 셀갭이 상대적으로 줄어(도 6의 g 참고) 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 쇼트될 가능성이 높다. 이에 도 13에서는 게이트선(121) 및 주 유지 전극선(131)이 데이터선(171)과 교차하는 영역의 위에서도 차폐 전극(138)이 트랜지스터 영역쪽으로 휘어 있다. 그 결과 데이터선(171)과 게이트선(121)/주 유지 전극선(131)이 교차하는 영역에서 차폐 전극선(138)이 공통 전극(270)과 쇼트될 가능성이 적다.

또한, 도 13의 실시예에서 138번을 차폐 전극선이라는 용어를 사용하였지만, 보조 유지 전압선이라고 명명할 수도 있다. 이 경우에는 도 13에서 도시되어 있는 제1 및 제2 보조 유지 전압선(137a, 137b)이 생략될 수도 있다. 즉, 차폐 전극선(138)과 제1 및 제2 보조 유지 전압선(137a, 137b)이 모두 동일하게 유지 전압(Vcst)을 전달하는 실시예에서는 이 들 중 하나의 배선이 생략될 수도 있다. 차폐 전극선(138)이 생략되는 경우는 도 4의 실시예가 된다. 또한, 제1 및 제2 보조 유지 전압선(137a, 137b)이 생략되는 경우는 도 13에서 해당 배선(제1 및 제2 보조 유지 전압선(137a, 137b))을 삭제하여 제3 드레인 전극(175c)과 제3 드레인 전극(175c)이 연장되어 주 유지 전압선(131)의 돌출부(134) 위의 제3 접촉구(185c)까지 형성되는 구조만 남게 된다.(도 14의 제3 드레인 전극(175c) 형태 참고) 또한 138번을 차폐 전극선이라는 용어 대신 보조 유지 전압선이라고 할 때, 139-2, 139-3을 각각 연장부, 연결부 대신 이들을 합하여 유지 전극 연결 부재라고 명명할 수도 있다.

또한, 도 13의 실시예에서는 유지 전압(Vcst)을 전달하는 차폐 전극선(138)이 화소 전극(191a, 191b)과 동일한 층에 형성되고, 도 6을 참고할 때, 공통 전극(270)과의 거리가 멀지 않아 공통 전압(Vcom)과 차이가 큰 전압을 유지 전압(Vcst)으로 사용하기 어렵다. 만약, 공통 전압(Vcom)과 유지 전압(Vcst)이 차이가 큰 경우에는 전기장에 의하여 주변 액정 분자가 배열되게 되며, 이는 원하지 않는 배열 방향이므로 빛샘 현상의 원인이 된다. 그러므로 도 13의 실시예에서는 위의 [표 1] 내지 [표 3]에서 사용된 다양한 유지 전압(Vcst) 중에서 공통 전압(Vcom; 7V 사용됨)과 차이가 적은 전압이 사용되며, 9V의 전압을 유지 전압(Vcst)으로 사용할 수 있다.

이하에서는 도 14의 실시예를 기초로 각 색의 화소 별로 유지 전압(Vcst)을 연결하는 구조를 다르게 할 수 있는 실시예를 살펴본다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 인접하는 세 화소에 대한 배치도이다.

도 14의 실시예에서 도시하고 있는 화소의 배치 구조는 도 4, 도 9 내지 도 13과 약간 다른 구조를 가지고 있다. 하지만, 화소 구조를 회로도로 도시하면 도 3의 회로도로 나타난다.

도 14에서는 좌측부터 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 나타내고 있다. 이들 세 화소 중에서 유지 전압(Vcst)를 데이터선(171)이 연장된 방향으로 전달하는 구조는 하나의 화소(도 14의 실시예 상에서는 청색 화소)에만 형성되어 있다.

즉, 적색 화소 및 녹색 화소에서는 유지 전극 연결 부재(139)를 이용하여 주 유지 전극선(131)과 제3 드레인 전극(175c)를 연결하는 구조를 가진다.

하지만, 청색 화소에서는 유지 전극 연결 부재(139)를 변형한 유지 전극 연결 부재(139'')를 형성하여 주 유지 전극선(131)과 제3 드레인 전극(175c)를 연결시킬 뿐만 아니라, 제2 부화소의 제2 유지 전극(133l)의 돌출부(134')와 연결시켜 유지 전압(Vcst)이 직접 제2 부화소쪽으로 전달되도록 한다. 제2 부화소의 제2 유지 전극(133l; 이하 제2 연결 부분이라고도 함)은 그 아래에 위치하고 있는 화소의 제1 부화소의 제1 유지 전극(133h; 이하 제1 연결 부분이라고도 함)와 연결되어 있고, 제1 유지 전극(133h)는 주 유지 전극선(131)과 직접 연결되어 있으므로 유지 전압(Vcst)가 일정해지는 역할을 한다. 청색 화소에 형성된 유지 전극 연결 부재(139'')는 도 14에서 도시한 바와 같이 인접하는 복수 개의 화소 중 하나씩만 형성되더라도 충분하게 유지 전압(Vcst)을 일정하게 유지시켜주는 역할을 할 수 있다.

도 14에서는 보조 유지 전압선 또는 차폐 전극선을 포함하는 구조가 도시되어 있지 않지만, 도 4, 도 9 내지 도 13에서와 같이 세로 방향으로 유지 전압(Vcst)를 전달하는 배선(보조 유지 전압선 또는 차폐 전극선)이 형성되는 경우 인접하는 복수의 화소 중 하나에만 형성될 수도 있다.

도 14의 실시예에서는 데이터선(171)과 유지 전극 연결 부재(139'')가 대부분 서로 중첩하지 않는다. 이는 컬러 필터(230)가 하부 표시판(200)에 형성된 경우 데이터선(171)과 게이트선(121)/주 유지 전극선(131)이 교차하는 영역은 셀갭이 상대적으로 줄어(도 6의 g 참고) 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 쇼트될 가능성이 높지만, 유지 전극 연결 부재(139'')가 데이터선(171)과 게이트선(121)/주 유지 전극선(131)이 교차하는 영역에는 형성되지 않기 때문에 쇼트될 가능성은 없다.

또한, 도 14의 실시예에서는 유지 전압을 데이터선(171) 방향으로 전달하는 유지 전극 연결 부재(139'')이 화소 전극(191a, 191b)과 동일한 층에 형성되지만, 데이터선(171)의 상부에 형성되지 않아 공통 전극(270)과의 거리가 매우 가깝지 않다. 하지만, 데이터선(171)과 동일한 층에 형성되어 공통 전극(270)과의 거리가 매우 먼 것이 아니므로 사용할 수 있는 유지 전압(Vcst)은 도 13의 실시예의 유지 전압이상 도 4 내지도 12의 유지 전압 이하의 전압을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 공통 전압(Vcom)으로 7V를 사용하는 경우 유지 전압(Vcst)으로는 9V 이상 11V 이하의 전압을 사용할 수 있다.

또한, 도 14에서 사용된 유지 전극 연결 부재(139'')의 구조는 도 4, 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12의 실시예에서도 적용될 수 있다. 또한, 도 14에서 사용된 유지 전극 연결 부재(139'')의 구조는 데이터선(171)의 방향으로 유지 전압(Vcst) 등의 전압을 전달하는 구조를 포함하는 다양한 표시 패널에서 적용될 수 있다.

이상에서는 유지 전압, 유지 전압선의 용어를 사용하였지만, 이에 한정되지 않으며, 배선을 통하여 복수의 화소에 각각 공통으로 인가되는 전압이면 어떠한 용어를 사용하더라도 본 발명의 범위에 포함된다. 사용될 수 있는 용어는 다양할 수 있으며, 일 예로는 공통 전압, 기준 전압, 구동 전압 등이 있을 수 있다. 즉, 유기 발광 표시 장치의 화소에서는 유기 발광 소자와 연결되어 있는 구동 트랜지스터로 인가되는 구동 전압 등을 일 예로 들 수 있다. 그러므로 이상의 명세서에서는 주 유지 전압선 및 보조 유지 전압선(또는 차폐 전극선)이라는 용어를 사용하였지만, 전달하는 전압이 유지 전압이 아닐 수도 있으므로 이들 명칭을 포괄적으로 각각 제1 배선 및 제2 배선이라고도 명명할 수 있다. 이 때 각 화소에 공통적으로 인가되는 전압은 제1 전압이라고 명명할 수 있다.

도 15 내지 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.

도 15 내지 도 17의 실시예는 도 4의 변형예로 제1 보조 유지 전압선(137a) 또는 제2 보조 유지 전압선(137b)의 구조가 변형되어 있다.

즉, 도 15에서는 제1 보조 유지 전압선(137a)이 제1 부화소 전극(191a)의 세로 줄기부(193)뿐만 아니라 가로 줄기부(192)와도 중첩하도록 십자 형태의 부분을 가진다. 그 결과 도 4의 실시예에 비하여 유지 용량이 증가되어 시인성이 향상된다.

한편, 도 16에서는 제2 보조 유지 전압선(137b)이 제2 부화소 전극(191b)의 세로 줄기부(193)뿐만 아니라 가로 줄기부(192)와도 중첩하도록 십자 형태의 부분을 가지며, 도 17에서는 제1 보조 유지 전압선(137a) 및 제2 보조 유지 전압선(137b)이 모두 가로 줄기부(192)와 중첩하는 십자 형태 부분을 가진다. 그 결과 도 16 및 도 17에서도 도 4의 실시예에 비하여 유지 용량이 증가되어 시인성이 향상된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 하부 표시판 110, 210: 절연 기판
121: 게이트선 124a, 124b, 124c: 게이트 전극
130: 유지 전압선 131: 주 유지 전극선
133, 133h, 133l: 유지 전극 135: 유지 전압바
135-1: 유지 전압 전달선
137, 137a, 137b, 137c: 보조 유지 전압선
137-1: 보조 유지 전압바 137-3: 유지 전압 전달선
138: 차폐 전극선
139, 139', 139'': 유지 전극 연결 부재
139-2: 연장부 139-3: 연결부
140: 게이트 절연막
151, 157, 154a, 154b, 154c: 반도체
161, 167, 163a, 165a, 165c: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 173a, 173b, 173c: 소스 전극
175a, 175b, 175c: 드레인 전극 180: 보호막
185a, 185b, 185c, 185d: 접촉구 189: 개구부
190: 패드부 191: 화소 전극
191a, 191b: 부화소 전극 192: 가로 줄기부
193: 세로 줄기부 194: 미세 가지부
199: 덮개부 200: 상부 표시판
220: 차광 부재 230, 230a, 230b: 컬러 필터
250: 덮개막 270: 공통 전극
3: 액정층 300: 표시판 조립체
310: 표시 영역 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
800: 계조 전압 생성부

Claims (22)

1. 복수의 게이트선;
   복수의 데이터선;
   상기 게이트선의 방향으로 연장되어 있는 복수의 제1 배선;
   상기 데이터선의 방향으로 연장되어 있는 복수의 제2 배선; 및
   복수의 화소를 포함하며,
   하나의 화소는 제1 부화소 전극 및 제1 스위칭 소자를 포함하는 제1 부화소 및 제2 부화소 전극, 제2 스위칭 소자 및 제3 스위칭 소자를 포함하는 제2 부화소를 포함하며,
   상기 제1 스위칭 소자는 제어 단자가 상기 복수의 게이트선 중 하나와 연결되어 있으며, 입력 단자가 상기 복수의 데이터선 중 하나와 연결되어 있으며, 출력 단자가 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있고,
   상기 제2 스위칭 소자는 제어 단자가 상기 제1 스위칭 소자와 동일한 게이트선에 연결되어 있으며, 입력 단자가 상기 제1 스위칭 소자와 동일한 데이터선에 연결되어 있으며, 출력 단자가 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있고,
   상기 제3 스위칭 소자는 제어 단자가 상기 제1 스위칭 소자와 동일한 게이트선에 연결되어 있으며, 입력 단자가 상기 제2 스위칭 소자의 출력 단자와 직접 연결되어 있으며, 출력 단자가 상기 복수의 제2 배선 중 하나와 연결되어 있으며,
   상기 복수의 제1 배선 및 상기 복수의 제2 배선은 상기 복수의 화소 중 적어도 하나의 화소내에서 서로 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
2. 제1항에서,
   상기 복수의 제1 배선 중 하나와 상기 복수의 제2 배선 중 하나는 상기 제1 배선의 돌출부에서 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
3. 제1항에서,
   상기 제1 배선은 주 유지 전압선이며, 상기 제2 배선은 보조 유지 전압선이며, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선에는 유지 전압이 인가되는 표시 장치.
4. 제3항에서,
   상기 복수의 주 유지 전압선은 한 쌍의 유지 전압바에 의하여 연결되어 있으며,
   상기 복수의 보조 유지 전압선은 적어도 하나의 보조 유지 전압바에 의하여 연결되어 있는 표시 장치.
5. 제4항에서,
   상기 한 쌍의 유지 전압바는 상기 복수의 주 유지 전압선의 양단에 위치하며,
   상기 적어도 하나의 보조 유지 전압바 중 하나는 좌측에 형성된 일부의 상기 복수의 보조 유지 전압선과 연결되며, 다른 하나는 우측에 형성된 나머지 상기 복수의 보조 유지 전압선과 연결되어 있는 표시 장치.
6. 제4항에서,
   상기 한 쌍의 유지 전압바 및 상기 적어도 하나의 보조 유지 전압바는 각각 데이터 구동부의 패드부로부터 상기 유지 전압을 전달받는 표시 장치.
7. 제6항에서,
   상기 한 쌍의 유지 전압바 및 상기 적어도 하나의 보조 유지 전압바에 상기 유지 전압을 인가하는 상기 데이터 구동부의 패드부는 가장 좌측에 형성된 두 개의 패드부 및 가장 우측에 형성된 두 개의 패드부인 표시 장치.
8. 제3항에서,
   상기 복수의 제2 배선은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 중 적어도 하나와 중첩하는 표시 장치.
9. 제8항에서,
   상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각 가로 줄기부, 세로 줄기부 및 미세 가지부를 포함하며,
   상기 보조 유지 전압선은 상기 세로 줄기부을 따라서 형성되는 부분을 포함하는 표시 장치.
10. 제9항에서,
    상기 보조 유지 전압선은 제1 보조 유지 전압선 및 제2 보조 유지 전압선을 포함하며,
    상기 제1 보조 유지 전압선은 상기 제1 부화소 전극의 상기 세로 줄기부와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 상기 주 유지 전압선의 돌출부로 연장되는 부분을 포함하며,
    상기 제2 보조 유지 전압선는 상기 제2 부화소 전극의 상기 세로 줄기부와 중첩하는 부분 및 꺾이면서 상기 제3 스위칭 소자와 연결되는 부분을 포함하는 표시 장치.
11. 제10항에서,
    상기 제1 보조 유지 전압선 또는 상기 제2 보조 유지 전압선 중 적어도 하나는 상기 가로 줄기부와 중첩하는 부분을 포함하는 표시 장치.
12. 제10항에서,
    상기 제2 보조 유지 전압선은 상기 제3 스위칭 소자의 제3 드레인 전극과 연결되어 있는 표시 장치.
13. 제12항에서,
    상기 제2 보조 유지 전압선 상기 제3 드레인 전극은 상기 주 유지 전압선의 상기 돌출부까지 연장되어 있으며,
    상기 제1 보조 유지 전압선, 상기 제2 보조 유지 전압선 및 상기 주 유지 전압선은 상기 주 유지 전압선의 상기 돌출부에서 서로 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
14. 제13항에서,
    상기 제1 보조 유지 전압선과 상기 제2 보조 유지 전압선은 상기 주 유지 전압선의 상기 돌출부에서 직접 연결되어 있으며, 동일한 물질로 형성되어 있는 표시 장치.
15. 제9항에서,
    상기 데이터선을 따라 형성된 차폐 전극선을 더 포함하는 표시 장치.
16. 제9항에서,
    상기 보조 유지 전압선은 제1 보조 유지 전압선과 제2 보조 유지 전압선으로 분리되어 있으며, 상기 제1 보조 유지 전압선과 상기 제2 보조 유지 전압선은 유지 전극 연결 부재에 의하여 연결되어 있는 표시 장치.
17. 제1항에서,
    상기 제2 배선은 상기 데이터선과 중첩하며, 상기 데이터선의 방향으로 연장되어 있는 차폐 전극선이며,
    상기 차폐 전극선은 상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소의 사이의 영역인 트랜지스터 영역으로 꺾여 들어오면서 확장되어 있는 확장부, 상기 확장부로부터 상기 데이터선과 중첩하지 않게 연장되어 있는 연장부 및 상기 데이터선쪽으로 꺾여 나가는 연결부를 포함하는 표시 장치.
18. 제15항에서,
    상기 하나의 화소는 상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소의 사이의 영역인 트랜지스터 영역을 더 포함하며,
    상기 차폐 전극선은 상기 트랜지스터 영역으로 꺾여 들어오면서 확장되어 있는 확장부, 상기 확장부로부터 상기 데이터선과 중첩하지 않게 연장되어 있는 연장부 및 상기 데이터선쪽으로 꺾여 나가는 연결부를 포함하는 표시 장치.
19. 제18항에서,
    상기 확장부는 접촉구를 통하여 상기 주 유지 전압선과 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
20. 제5항에서,
    상기 주 유지 전압선은 제1 유지 전극 및 제2 유지 전극을 포함하며,
    제1 유지 전극의 돌출부와 제2 유지 전극의 돌출부는 유지 전극 연결 부재에 의하여 연결되어 있는 표시 장치.
21. 제20항에서,
    상기 제1 유지 전극은 상기 제1 부화소에 형성되어 있으며,
    상기 제2 유지 전극은 상기 제2 부화소에 형성되어 있으며,
    상기 주 유지 전압선은 상기 제1 유지 전극과 직접 연결되어 있으며,
    상기 제2 유지 전극은 상기 주 유지 전압선과 상기 유지 전극 연결 부재 또는 상기 제1 유지 전극을 통하여 연결되어 있는 표시 장치.
22. 제20항에서,
    상기 유지 전극 연결 부재는 인접하는 복수의 화소 중 하나에만 형성되어 있는 표시 장치.

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