KR102183921B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는마주하는 하부 기판 및 상부 기판; 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 위치하는 액정층; 상기 하부 기판 위에 위치하며, 가로 방향으로 길게 뻗어 있으며, 박막 트랜지스터 형성 영역과 표시 영역을 포함하는 복수의 화소 전극; 상기 표시 영역의 중앙을 따라서 세로 방향으로 연장되어 있는 기준 전압선; 및 상기 하부 기판 위에 위치하며 이웃하는 상기 화소 전극 사이에 가로 방향으로 길게 뻗어 있는 게이트선; 상기 하부 기판 위에 위치하며 상기 게이트선과 교차하는 데이터선; 및 상기 게이트선과 중첩하는 차폐 전극을 포함하고, 상기 차폐 전극은 상기 화소 전극의 가장자리 부분에서 굴곡되며, 상기 데이터선과 중첩하는 굴곡부를 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
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 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선, 그리고 신호선에 구동 신호를 인가하여 표시판을 구동하는 구동부를 포함한다.
구동부는 표시판의 게이트선에 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)으로 이루어진 게이트 신호를 공급하기 위한 게이트 구동부, 표시판의 데이터선에 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부, 데이터 구동부 및 게이트 구동부를 제어하기 위한 신호 제어부 등을 포함한다.
액정 표시 장치 중에서 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다.
수직 배향 방식 액정 표시 장치에서는 광시야각 확보가 중요한 문제이고, 이를 위해서 전기장 생성 전극에 미세 슬릿 등의 절개부를 형성하는 등의 방법을 사용한다. 절개부 및 돌기는 액정 분자가 기울어지는 방향(tilt direction)을 결정해 주므로, 이들을 적절하게 배치하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 시야각을 넓힐 수 있다.
화소 전극에 미세 슬릿을 형성하여, 복수의 가지 전극을 가지도록 하는 방법의 경우, 액정 분자의 미세 슬릿 외의 게이트 신호의 전기장에 의해서 액정이 스플레이(splay) 정렬 하며, 이로 인해 화소 사이에서의 빛샘 불량이 발생되는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 게이트 신호의 전기장에 의한 화소 사이에서의 빛샘 불량을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 액정 표시 장치의 투과율을 향상시키는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 마주하는 하부 기판 및 상부 기판; 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 위치하는 액정층; 상기 하부 기판 위에 위치하며, 가로 방향으로 길게 뻗어 있으며, 박막 트랜지스터 형성 영역과 표시 영역을 포함하는 복수의 화소 전극; 상기 표시 영역의 중앙을 따라서 세로 방향으로 연장되어 있는 기준 전압선; 및 상기 하부 기판 위에 위치하며 이웃하는 상기 화소 전극 사이에 가로 방향으로 길게 뻗어 있는 게이트선; 상기 하부 기판 위에 위치하며 상기 게이트선과 교차하는 데이터선; 및 상기 게이트선과 중첩하는 차폐 전극을 포함하고, 상기 차폐 전극은 상기 화소 전극의 가장자리 부분에서 굴곡되며, 상기 데이터선과 중첩하는 굴곡부를 포함할 수 있다.
상기 차폐 전극은 상기 화소 전극과 분리될 수 있다.
상기 기준 전압선은 상기 표시 영역의 외곽을 따라서 상기 박막 트랜지스터 형성 영역으로 연장되어 있는 가지부를 포함할 수 있다.
상기 가지부와 상기 차폐 전극 사이에 위치하며, 상기 가지부와 상기 차폐 전극을 연결하는 접촉 구멍을 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소 전극은 2행으로 배열되어 있는 제1 부화소 영역과 제2 부화소 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 부화소 영역과 상기 제2 부화소 영역은 각각 6개의 도메인을 포함할 수 있다.
상기 기준 전압선은 상기 제1 부화소 영역과 상기 제2 부화소 영역의 중앙을 가로지를 수 있다.
상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역 각각은 서로 연결되어 있는 복수의 단위 전극을 포함할 수 있다.
상기 단위 전극은 판형 구조를 가지는 중앙 전극과 상기 중앙 전극의 변으로부터 뻗어 있는 복수의 미세 가지부를 포함할 수 있다.
상기 제2 부화소 영역의 단위 전극의 면적은 상기 제1 부화소 영역의 단위 전극의 면적과 같거나 크게 할 수 있다.
상기 제2 부화소 영역에 인가되는 전압은 상기 제1 부화소 영역에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 형성 영역은, 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터; 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터; 및 상기 기준 전압선과 연결되어 있는 제3 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 상부 기판 위에는 상부 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 상부 공통 전극은 가로 개구부; 상기 가로 개구부와 교차하는 세로 개구부; 및 상기 가로 개구부와 상기 세로 개구부로 이루어진 십자형 개구부를 포함할 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면 게이트 신호의 전기장에 의한 화소 사이에서의 빛샘 불량을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 화소 전극의 외곽에서 빛샘을 차단하기 위한 차광 부재(BM)를 축소하여 액정 표시 장치의 투과율을 높일 수 있고, 화소 전극의 외곽 공간을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접하는 두 개의 화소의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 전극 및 그 주변을 도시한 배치도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예 따른 액정 표시 장치의 인접하는 두 화소에 대한 배치도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 빛샘 방지 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 빛샘 방지 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 빛샘 방지 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 빛샘 방지 효과를 설명하기 위한 도면이다.
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 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 영상을 표시하는 표시 패널(300), 표시 패널(300)을 구동하는 데이터 구동부(500), 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)를 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
표시 패널(300)은 복수의 게이트선(G1-Gn)과 복수의 데이터선(D1-Dm+1)을 포함한다. 복수의 게이트선(G1-Gn)은 가로 방향으로 연장되어 있으며, 복수의 데이터선(D1-Dm+1)은 복수의 게이트선(G1-Gn)과 절연되어 교차하면서 세로 방향으로 연장되어 있다. 또한, 복수의 데이터선(D1-Dm+1)의 사이에는 세로 방향으로 연장되어 있는 기준 전압선(V1-Vm)이 위치하고 있다. 기준 전압선(V1-Vm)도 게이트선(G1-Gn)과 절연되어 교차한다.
하나의 게이트선 및 하나의 데이터선은 하나의 화소(PX)와 연결되어 있다. 화소(PX)는 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 화소(PX)는 게이트선(G1-Gn)의 연장 방향인 가로 방향으로 길게 형성되어 있다. 이와 같은 가로형 화소(PX) 하나에는 박막 트랜지스터, 액정 커패시터 및 유지 커패시터를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터의 제어 단자는 하나의 게이트선(G1-Gn)에 연결되며, 박막 트랜지스터의 입력 단자는 하나의 데이터선(D1-Dm+1)에 연결되며, 박막 트랜지스터의 출력 단자는 액정 커패시터의 일측 단자(화소 전극) 및 유지 커패시터의 일측 단자에 연결될 수 있다. 액정 커패시터의 타측 단자는 공통 전극에 연결되며, 유지 커패시터의 타측 단자는 유지 전압(Vcst)을 인가 받을 수 있다. 실시예에 따라서는 박막 트랜지스터의 채널층은 비정질 실리콘, 폴리 실리콘 또는 산화물 반도체일 수 있다. 기준 전압선(V1-Vm)은 화소(PX)에 기준 전압을 제공한다. 기준 전압은 시간에 따라서 변하지 않는 전압 레벨을 가진다. 하지만, 실시예에 따라서 기준 전압은 변하는 전압 레벨을 가질 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하나의 데이터선은 좌우에 위치하는 화소(PX)와 번갈아 연결되어 있다. 즉, 첫번째 행에서 우측에 위치하는 화소(PX)와 연결되면, 두번째 행에서는 좌측에 위치하는 화소(PX)와 연결되며, 세번째 행에서는 다시 우측에 위치하는 화소(PX)와 연결된다. 한편, 하나의 게이트선은 한 행의 화소(PX) 전체와 연결되어 있다.
이와 같은 구조에 의하면 하나의 화소열에 속하는 홀수번째 화소와 짝수번째 화소는 서로 다른 데이터선에 연결되어 있으며, 데이터선(D1-Dm+1)이 한 프레임 동안 동일한 극성의 데이터 전압을 인가하는 경우에도 화소(PX)에 표시되는 극성 반전은 도트 반전으로 나타내게 된다.
데이터선(D1-Dm+1)은 화소열의 수(m)보다 하나 더 많은 개수를 가질 수 있다. 도 1의 실시예에서 첫번째 데이터선(D1)의 좌측에는 화소열이 존재하지 않아 우측에 위치하는 화소열과만 번갈아 연결되어 있으며, m+1번째 데이터선(Dm+1)은 우측에 화소열이 존재하지 않아 좌측에 위치하는 화소열과만 번갈아 연결되어 있을 수 있다.
신호 제어부(600)는 외부로부터 입력되는 입력 데이터(input data) 및 이의 제어 신호, 예를 들어 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭 신호(MCLK), 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등에 응답하여 액정 표시 패널(300)의 동작 조건에 적합하게 처리한 후, 영상 데이터(DAT), 게이트 제어 신호(CONT1), 데이터 제어 신호(CONT2) 및 클록 신호를 생성하여 출력한다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 시작 신호(STV) 및 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기를 제어하는 게이트 클록 신호(CPV) 등을 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm+1)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(TP) 등을 포함할 수 있다.
표시 패널(300)의 복수의 게이트선(G1-Gn)은 게이트 구동부(400)와 연결되어 있으며, 게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터 인가된 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라서 게이트 온 전압(Von)이 순차적으로 인가된다.
게이트선(G1-Gn)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되지 않는 구간에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가된다.
표시 패널(300)의 복수의 데이터선(D1-Dm+1)은 데이터 구동부(500)와 연결되어 있으며, 데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터 데이터 제어 신호(CONT2) 및 영상 데이터(DAT)를 전달받는다. 데이터 구동부(500)는 계조 전압 생성부(도시하지 않음)에서 생성된 계조 전압을 이용하여 영상 데이터(DAT)를 데이터 전압으로 변환하고 이를 데이터선(D1-Dm+1)으로 전달한다. 데이터 전압은 양의 극성의 데이터 전압과 음의 극성의 데이터 전압을 포함한다. 양의 극성의 데이터 전압과 음의 극성의 데이터 전압은 프레임, 행 또는 열을 기준으로 교대로 인가되어 반전 구동한다. 이러한 반전 구동은 동영상을 표시하거나 정지 영상을 표시하거나 모두 적용된다.
실시예에 따라서는 도 1에서 도시하고 있지 않은 다양한 화소 연결 구조를 가질 수도 있다.
이하에서는 도 2를 통하여 인접하는 두 개의 화소(PX)의 구조를 개략적으로 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인접하는 두 개의 화소의 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 화소(PX)는 가로 방향으로 길게 형성된 가로형 화소이다. 또한, 화소(PX)는 크게 박막 트랜지스터 형성 영역(TA)과 표시 영역(DA)를 포함한다. 표시 영역(DA)에는 화소 전극이 형성되며, 표시 영역(DA)에 위치하는 액정 분자를 통하여 화상을 표시한다. 박막 트랜지스터 형성 영역(TA)은 표시 영역(DA)의 화소 전극에 인가할 전압을 전달하는 박막 트랜지스터 등의 소자 및 배선이 형성되어 있다.
도 2의 실시예에 따른 화소(PX)는 표시 영역(DA)의 중앙을 따라서 세로 방향으로 기준 전압선(V)이 위치하고 있다. 또한, 하나의 화소 영역(PX1, PX2)의 화소 전극은 2행으로 배열되어 있는 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)을 가진다.
제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)은 각각 6개의 도메인을 포함한다. 각 도메인은 도 2에서 점선으로 구분되어 있다. 즉, 하나의 화소(PX1, PX2)는 총 12개의 도메인을 포함한다. 또한, 기준 전압선(V)은 12개의 도메인을 반으로 나누면서 위치하고 있다. 즉, 기준 전압선(V)은 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)의 중앙을 가로 지르면서 위치하고 있다.
또한, 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb) 각각은 6개의 도메인에 대응하는 6개의 단위 전극(UP)을 포함하고 있다. 여기서, 제2 부화소 영역(PXb)의 단위 전극(UP)의 면적은 제1 부화소 영역(PXa)의 단위 전극의 면적과 같거나 클 수 있다. 이때, 제2 부화소 영역(PXb)에 인가되는 전압은 제1 부화소 영역(PXa)에 인가되는 전압보다 낮을 수 있다.
또한, 게이트선(121)은 인접하는 두 개의 화소(PX1, PX2) 사이에 가로 방향으로 뻗어 있다. 구체적으로, 게이트선(121)은 하나의 화소(PX1)의 제2 부화소 영역(PXb)과 인접하는 다른 화소(PX2)의 제1 부화소 영역(PXa) 사이에 가로 방향으로 뻗어 있다.
게이트 신호를 전달하는 게이트선(121)에 의해 게이트 신호의 전기장이 발생하게 된다. 게이트선(121) 위에 있는 액정은 게이트 신호의 전기장에 의해서 스플레이(splay) 정렬된다. 이로 인해 두 개의 화소(PX1, PX2) 사이에서의 빛샘 불량이 발생하게 되는데, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호의 전기장를 차폐하기 위해서 게이트선(121) 위에 차폐 전극(200)이 형성되어 있다.
이하에서는 도 3을 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)에서 화소 전극 및 기준 전압선(V)의 구조를 살펴본다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 전극 및 그 주변을 도시한 배치도이다.
하나의 화소(PX) 내에 위치하는 화소 전극은 제1 부화소의 화소 전극인 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소의 화소 전극인 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 각각 6개의 도메인에 대응하는 6개의 단위 화소 전극(UP)을 포함하며, 각 단위 화소 전극(UP)은 중앙 전극(198)과 중앙 전극(198)의 변으로부터 바깥쪽으로 뻗는 복수의 미세 가지부(199)를 포함한다. 복수의 미세 가지부(199)는 가로 방향 또는 세로 방향에 대하여 45도 각도를 가질 수 있으며, 40도 이상 50도 이하의 각도로 형성될 수 있다. 또한, 중앙 전극(198)의 일 변과 미세 가지부(199)는 직교할 수 있다. 중앙 전극(198)의 가장자리 변에 의한 프린지 필드를 통해 액정 제어력이 강화되어 액정 표시 장치의 투과율을 더욱 높일 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 6개의 단위 화소 전극은 연장부를 통하여 서로 연결되어 있다. 도 3의 실시예에서는 중앙 전극(198)의 크기가 단위 화소 전극이 형성되는 영역의 변과 접하도록 형성되어 있지만, 중앙 전극(198)이 이보다 작을 수 있으며, 이 때, 중앙 전극(198)의 모서리에 미세 가지부(199)가 위치할 수도 있다. 단위 화소 전극(UP)의 연장부는 중앙 전극(198)에서 연장되거나 미세 가지부(199)에서 연장될 수도 있다. 연장부에 의하여 연결되는 6개의 단위 화소 전극(UP)은 서로 동일한 전압을 인가 받는다. 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b) 내에 속하는 각각의 단위 화소 전극은 서로 연장부를 통하여 연결되어 있으며, 다른 화소 전극(191a, 191b)에 속하는 단위 화소 전극(UP)과는 분리되어 있다.
단위 화소 전극(UP)이 위치하는 하나의 도메인 영역의 상부 공통 전극에는 도메인 분할 수단인 개구부(72, 73, 78)가 형성되어 있다. 즉, 상부 공통 전극에는 가로 개구부(72) 및 이와 교차하는 세로 개구부(73)로 이루어진 십자형 개구부가 형성되어 있으며, 본 실시예에서는 십자형 개구부의 중심 부분에 위치하는 중앙 개구부(78)를 더 포함할 수 있다. 중앙 개구부(78)는 십자형 개구부에 의해서 나뉘는 네 부영역에 각각 위치하는 네 직선변을 포함하는 다각형 구조를 가지며, 본 실시예에서는 마름모 구조를 가진다.
기준 전압선(V; 178)은 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 중앙을 가로 지르면서 위치하고 있다
이와 같은 화소 전극, 공통 전극, 및 기준 전압선의 구조를 가지는 화소의 전체 구조를 도 4를 통하여 살펴본다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 화소의 상세 구조를 도시한 도면으로, 본 발명의 일 실시예 따른 액정 표시 장치의 인접하는 두 화소에 대한 배치도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판과 상부 표시판, 그리고 이들 두 표시판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다.
먼저, 하부 표시판에 대하여 설명하면, 하부 기판 위에 복수의 게이트선(121)이 위치한다.
게이트선(121)은 복수의 화소 전극(191) 사이에 가로 방향으로 길게 뻗어 있으며, 게이트선(121)에서 상부로 돌출되어 연장되어 있는 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)은 게이트선(121)에서 상부를 향하여 연장되다가 확장되어 제3 게이트 전극(124c)이 위치하고, 제3 게이트 전극(124c)에서 다시 연장되어 제1 게이트 전극(124a)과 제2 게이트 전극(124b)이 위치하고 있다. 제1 게이트 전극(124a)과 제2 게이트 전극(124b)은 하나의 확장된 영역에 형성될 수도 있다. 또한, 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗는 본선에서 주기적으로 굴곡되어 있는 굴곡부를 포함할 수 있다.
게이트선(121) 위에 게이트 절연막이 위치하고, 그 위이며, 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)의 위에 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c)가 각각 위치한다.
제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 및 제3 반도체(154c) 위 및 게이트 절연막의 위에는 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c), 그리고 기준 전압선(178)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며, 하부 기판 위에서 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)은 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 각각 뻗은 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)을 포함한다.
기준 전압선(178)은 데이터선(171)과 대체로 평행한 본선(178a)과 본선(178a)으로부터 뻗어 나와 게이트선(121)에 대체로 평행한 가지부(178b)를 포함할 수 있다. 가지부(178b)는 표시 영역의 외곽을 따라서 박막 트랜지스터 형성 영역(TA)까지 연장되어 있으며, 가지부(178b)의 한 쪽 끝 부분은 제3 드레인 전극(175c)을 이룬다.
제1 드레인 전극(175a)은 제1 소스 전극(173a)과 마주하고, 제2 드레인 전극(175b)은 제2 소스 전극(173b)과 마주하고, 제3 드레인 전극(175c)은 제3 소스 전극(173c)과 마주한다. 제3 소스 전극(173c)은 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a), 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 제1 박막 트랜지스터를 형성하고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b), 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 제2 박막 트랜지스터를 형성하며, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체(154c)와 함께 제3 박막 트랜지스터를 형성한다. 즉, 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터는 소스 전극을 통하여 데이터 전압이 인가되지만, 제3 박막 트랜지스터는 소스 전극을 통하여 기준 전압이 인가되고 있다.
데이터 도전체 위에는 보호막이 위치하고 있고, 그 위에는 화소 전극이 위치한다.
하나의 화소 전극은 도 3에서 살펴본 바와 같이 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다.
제1 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극(175a)는 제1 부화소 전극(191a)과 제1 접촉 구멍(185a)를 통하여 연결되어 있다.
제2 박막 트랜지스터의 제2 드레인 전극(175b)은 제2 부화소 전극(191b)과 제2 접촉 구멍(185b)를 통하여 연결되어 있다.
차폐 전극(200)은 게이트선(121) 위에 위치하며, 게이트선(121)과 중첩되도록 위치하고 있다. 즉, 차폐 전극(200)은 인접하는 두 화소 전극(191) 사이에 게이트선(121)과 중첩되도록 가로 방향으로 뻗어 있다.
차폐 전극(200)은 화소 전극(191)과 분리되어 있고, 기준 전압선(178)의 가지부(178b)와 접촉 구멍(185c)을 통하여 연결되어 있다. 즉, 접촉 구멍(185c)은 차폐 전극(200)과 기준 전압선(178)의 가지부(178b) 사이에 위치하여 차폐 전극(200)과 기준 전압선(178)을 연결한다. 그 결과, 차폐 전극(200)에는 기준 전압선(178)에서 공급되는 전압이 인가된다.
종래 기술에 따르면 이웃하는 화소 전극(191) 사이에 게이트선(121)이 위치하는데, 게이트선(121)에 게이트 오프 전압(Voff)가 인가될 때 공통 전극과 게이트선(121) 사이의 큰 전압차로 인해 전하가 화소(PX) 경계에 쌓이게 되고, 누적된 전하에 의한 전기장에 의해 화소(PX) 경계에서 빛샘 불량이 발생할 수 있다.
그러나 본 발명의 실시예에 따르면 게이트선(121)에 의한 전기장을 차폐하기 위해서 게이트선(121) 위에 기준 전압선(178)과 연결되어 있는 차폐 전극(200)을 형성함으로써, 게이트 오프 전압(Voff)에 의한 전기장이 차단되고, 이로 인해 화소 전극(191) 사이에 액정이 스플레이 되는 현상이 사라져 빛샘 불량을 개선할 수 있다.
또한, 차폐 전극(200)은 화소 전극(191)의 가장자리 부분에서 굴곡되어 있는 굴곡부(200a)를 포함할 수 있다. 굴곡부(200a)는 화소 전극(191)과 데이터선(171)간에 발생하는 전기장을 차폐하기 위해서 데이터선(171)과 중첩되도록 데이터선(171) 위에 배치할 수 있다.
종래 기술에 따르면 데이터선(171)의 전기장을 차단하기 위해서 상기 제1 부화소 전극(191a)과 데이터선(171) 사이에 차폐 전극의 굴곡부가 형성된다.
즉, 종래에는 화소 전극(191)의 외곽에서 빛샘을 차단하기 위한 차광 부재(BM, 미도시)가 데이터선 및 차폐 전극의 굴곡부까지 형성되어야 하지만, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 굴곡부(200a)를 데이터선(171)과 중첩되도록 형성함으로써, 제1 부화소 전극(191a) 외곽에서 빛샘을 차단하기 위한 차광 부재(BM)를 데이터선까지만 형성하도록 축소할 수 있어 액정 표시 장치의 투과율을 높일 수 있고, 제1 부화소 전극(191a) 외곽 공간을 확보할 수 있다.
다음으로 도시하지는 않았지만, 상부 표시판에 대하여 설명하면, 상부 표시판은 상부 기판 위에 색필터(color filter) 및 차광 부재(light blocking member)가 위치할 수 있다.
차광 부재는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막을 수 있다. 차광 부재는 데이터선(171), 게이트선(121), 그리고 박막 트랜지스터의 대부분을 가릴 수 있다.
색필터는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색 중 하나를 표시할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 차광 부재와 색필터 중 적어도 하나는 하부 표시판에 위치할 수 있다.
색필터 및 차광 부재 위에는 덮개막(overcoat)이 위치하고, 덮개막 위에는 상부 공통 전극이 위치한다. 공통 전압(Vcom)을 인가 받는 상부 공통 전극은 도 3에서 살펴본 바와 같이 개구부(72, 73, 78)를 가진다. 실시예에 따라서는 상부 공통 전극의 개구부 대신 돌기 구조가 형성되어 도메인 분할 수단으로 사용될 수 있다.
하부 표시판과 상부 표시판 사이에 위치하는 액정층은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함한다. 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 대체로 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 8을 참고하여, 본 발명의 실험예에 따른 액정 표시 장치의 빛샘 방지 효과를 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 빛샘 방지 효과를 설명하기 위한 도면으로, 도 4의 S영역에 대한 시뮬레이션 도면이다.
도 5(a) 내지 도 8(a)는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치로, 도 5(a)는 화소 전극(191) 사이의 게이트선(121) 위에 제2 부화소 전극(191b)과 연결된 연결막을 적용한 것이고, 도 6(a) 내지 도 8(a)는 상기 연결막과 차광부재(BM)를 y축 아래로 이동시켰을 때의 액정 배열을 나타낸다.
도 5(a) 내지 도 8(a)을 참고하면, 화소 전극 사이에 위치한 액정이 스플레이(splay) 정렬 현상이 나타나는 것을 알 수 있다. 즉, 종래 기술에 따른 액정 표시 장치는 스플레이(splay) 정렬 현상이 발생하고, 이로 인해 정면과 측면 모두에서 빛샘이 발생하게 된다.
반면에, 도 5(b) 내지 도 8(b)는 본 발명에 따른 액정 표시 장치로 화소 전극 사이에 차폐 전극을 적용했을 때의 화소 전극 사이의 액정 배열을 나타낸다.
도 5(b) 내지 도 8(b)를 참고하면, 화소 전극 사이에 위치한 액정이 스플레이(splay) 정렬 현상이 나타나지 않는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극 사이에 액정이 스플레이 되는 현상이 사라져 정면과 측면 모두에서 빛샘 불량을 개선할 수 있다.
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.
121: 게이트선 124: 게이트 전극
154: 반도체 171: 데이터선
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
178: 기준 전압선 178b: 가지부
185: 접촉 구멍 191: 화소 전극
198: 중앙 전극 199: 미세 가지부
200: 차폐 전극 200a: 굴곡부
300: 표시 패널 400: 게이트 구동부
500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부
72, 73, 78: 개구부

Claims (14)

  1. 마주하는 하부 기판 및 상부 기판;
    상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 사이에 위치하는 액정층;
    상기 하부 기판 위에 위치하며, 가로 방향으로 길게 뻗어 있으며, 박막 트랜지스터 형성 영역과 표시 영역을 포함하는 복수의 화소 전극;
    상기 표시 영역의 중앙을 따라서 세로 방향으로 연장되어 있는 기준 전압선; 및
    상기 하부 기판 위에 위치하며 이웃하는 상기 화소 전극 사이에 가로 방향으로 길게 뻗어 있는 게이트선;
    상기 하부 기판 위에 위치하며 상기 게이트선과 교차하는 데이터선; 및
    상기 게이트선과 중첩하는 차폐 전극을 포함하고,
    상기 차폐 전극은 상기 화소 전극의 가장자리 부분에서 굴곡되며, 상기 데이터선과 중첩하는 굴곡부를 포함하며,
    상기 차폐 전극은 상기 세로 방향에서 두께가 상이한 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차폐 전극은 상기 화소 전극과 분리되어 있는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 전압선은 상기 표시 영역의 외곽을 따라서 상기 박막 트랜지스터 형성 영역으로 연장되어 있는 가지부를 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가지부와 상기 차폐 전극 사이에 위치하며, 상기 가지부와 상기 차폐 전극을 연결하는 접촉 구멍을 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소 전극은 2행으로 배열되어 있는 제1 부화소 영역과 제2 부화소 영역을 포함하고,
    상기 제1 부화소 영역과 상기 제2 부화소 영역은 각각 6개의 도메인을 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기준 전압선은 상기 제1 부화소 영역과 상기 제2 부화소 영역의 중앙을 가로지르는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 부화소 영역 및 상기 제2 부화소 영역 각각은 서로 연결되어 있는 복수의 단위 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단위 전극은 판형 구조를 가지는 중앙 전극과 상기 중앙 전극의 변으로부터 뻗어 있는 복수의 미세 가지부를 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 부화소 영역의 단위 전극의 면적은 상기 제1 부화소 영역의 단위 전극의 면적과 같거나 크고,
    상기 제2 부화소 영역에 인가되는 전압은 상기 제1 부화소 영역에 인가되는 전압보다 낮은 액정 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판 위에는 상부 공통 전극을 포함하고,
    상기 상부 공통 전극은 가로 개구부;
    상기 가로 개구부와 교차하는 세로 개구부; 및
    상기 가로 개구부와 상기 세로 개구부로 이루어진 십자형 개구부를 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 삭제
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