KR19990003553A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 게이터 전극 배선인 소오스 전극, 드레인 전극, 상기 드레인 전극과 연결된 화소 전극 및 상기 화소 전극과 수평한 전기장을 유도하는 상대 전극을 구비하는 하부 기판, 상기 하부 기판에 대향하며 컬러 필터와 컬러 필터간을 분할하는 블랙 매트릭스를 구비하는 상부 기판, 및 상기 상·하부 기판 사이에 게재되고 상기 화소 전극과 상대 전극간에 형성된 전기장에 의하여 배열되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자에 있어서, 상기 하부 기판에 대향하는 상기 상부 기판의 블랙 매트릭스를 도전성금속으로 구성하여 상기 상대 전극과, 동일한 전압이 인가되도록하며, 이웃하는 두액정 표시 소자의 상기 상대 전극 사이에 상기 데이터 전극 배선이 위치하도록 하여 상기 데이터 전극 배선의 전위에 따른 간섭을 상기 데이터 전극 배선의 좌우 및 상 부에 차폐하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 신호선이 형성된 하부 기판에 대향하는 상부 기판의 블랙 매트릭스를 도전성 금속으로 구성하여 상대 전극의 전위가 인가되게 함으로써 분자 배열의 왜곡을 최소화하여 시야각의 특성을 향상시키는 차폐 수단을 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 각각의 화소 전극에 비선형 능동 소자를 배치하여 독립적으로 구동함으로써 인접 화소의 데이터 신호에 의한 영향을 최소화시켜 콘트라스트비를 높이면서 주사선 수를 증가시키는 구동 방식인 액티브 매트릭스 구동은, 고화질, 풀컬러, 대용량, 빠른 응답 시간 등으로 인하여 모니터, 텔레비젼, 그래픽 디스플레이등의 표시 소자에 이용되고 있다. 현재까지 다양한 능동 소자를 이용한 액티브 매트릭스 액정 표시 소자가 제안되고 있으며, 그 중 가장 고품질 화상을 얻을 수 있는 3단자 방식의 박막 트랜지스터 액정 표시 소자(이하, TFT-LCD)에 관하여 활발하게 연구가 진행되고 있다. TFT 방식은 유리 등의 투명 기판을 사용하기 때문에 투과형표시가 가능하고 2단자 방식의 다이오드 방식에 비해 신호 전달 특성이 뛰어나 중간조를 균일하게 표시할 수 있다.

도 1은 광시야각을 개선하기 위하여 인-플레인 스위칭 모드(In-Plane Switch -ing Mode, 이하 IPS 모드)를 이용한 TFT-LCD의 하부 기판을 나타내는 평면도이다. 그 구조를 간략하게 설명하면, 하부 기판 상에 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극인 어드레스 전극 배선(110) 및 이 어드레스 전극 배선과 교차하며 박막 트랜지스터(T)의 소오스 전극인 데이터 전극 배선(120)이 형성되어 있다. 또한, 이 데이터 전극 배선(120)과 일부 교차하며 어드레스 전극 배선(110)과 일정 거리만큼 이격되어 I자 형태의 상대 전극(130)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막 두께만큼 단차를 달리하여 상기 I자 형태의 상대 전극(130)의 세로 부분의 전극을 포함하면서 가로 부분은 두 개의 스토리지 전극이 형성되도록 박스 형태의 화소 전극(140)이 형성되어 있다. 또한, 이 화소 전극(140)은 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극에 연결되어 있다. 그리고, 이들 신호선 상부에 보호막과 배향막(도시하지 않음)이 형성된다.

그러나, 도 1과 같이 화소 전극(140)이 데이터 전극 배선(120)과 인접하여 형성된 TFT-LCD는, 화소 전극이 유지 시간(Holding period)동안 플로팅 전위를 갖기 때문에 다른 전위에 영향을 받기 쉽다. 특히, 화소 전극과 상대 전극 사이의 전기장은 데이터 전극 배선의 전위의 변화에 쉽게 영향을 받아 액정 분자 배열의 왜곡 등 시야각의 특성을 저하시킨다.

상기에서 언급한 바와 같이, 종래 하부 기판에 데이터 전극 배선과 화소 전극이 인접하여 형성되는 TFT-LCD의 경우, 화소 전극은 유지 시간동안 다른 전극에 영향을 받기 쉽다. 또한, 화소 전극과 상대 전극간에 형성된 전기장은 데이터 전극 배선 전위의 변화에 쉽게 영향을 받아 액정 분자 배열의 왜곡 등 시야각 특성을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 종래와 달리 하부기판 상의 상대 전극은 데이터 전극 배선과 한 면이 인접한 박스 형태로 형성되고, 화소 전극은 상기 데이터 전극 배선과 수직한 방향으로 상대 전극과 2개의 스토리지 캐퍼시터를 형성하는 I자 형태로 형성된다. 그리고, 이들 신호선이 형성된 하부기판에 대향하는 상부 기판의 블랙 매트릭스를 도전성 금속으로 구성하고, 상·하부 기판의 합착시 도전성 페이스트를 산재시켜 상대 전극의 전위가 인가되게 함으로써, 데이터 전극 전위에 따른 화소 전극의 간섭을 화소 전극의 좌우 및 상부에서 차폐하여 화소 전극과 상대 전극 간에 형성된 평행장에 의해 배열된 액정 분자 배열의 왜곡을 최소화할 수 있는 차폐 수단을 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 l은 종래 IPS 모드 TFT-LCD의 하부 기판에 형성된 신호선의 배열을 나타내는 평면도.

도 2a는 본 발명에 따른 IPS 모드 TFT-LCD의 하부 기판에 형성된 신호선의 배열을 나타내는 평면도.

도 2b는 본 발명에 따른 TFT-LCD를 도 2a의 Ⅱb-Ⅱb′ 위치에서 절단한 경우의 상하 기판 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110, 210 : 어드레스 전극 배선 120, 220 : 데이터 전극 배선

130, 230 : 상대 전극 140, 240 : 화소 전극

240a, 240b : 스토리지 캐퍼시터 250 : 블랙 매트릭스

260 : 컬러 필터

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 데이터 전극 배선인 소오스 전극, 드레인 전극, 상기 드레인 전극과 연결된 화소전극 및 상기 화소 전극과 수평한 전기장을 유도하는 상대 전극을 구비하는 하부기판, 상기 하부 기판에 대향하며 컬러 필터와 컬러 필터간을 분할하는 블랙 매트릭스를 구비하는 상부 기판, 및 상기 상·하부 기판 사이에 게재되고 상기 화소 전극과 상대 전극간에 형성된 전기장에 의하여 배열되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자에 있어서, 상기 하부 기판에 대향하는 상기 상부 기판의 블랙 매트릭스를 도전성 금속으로 구성하여 상기 상대 전극과 동일한 전압이 인가되도록하며, 이웃하는 두액정 표시 소자의 상기 상대 전극 사이에 상기 데이터 전극 배선이 위치하도록하여 상기 데이터 전극 배선의 전위에 따른 간섭을 상기 데이터 전극 배선의 좌우 및 상부에 차폐하는 것을 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 IPS 모드 TFT-LCD의 하부 기판에 형성된 신호선의 배열을 나타내는 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 Ⅱb-Ⅱb' 위치에서 절단한 경우의 TFT-LCD의 상하 기판 단면도를 나타낸다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 하부 기판 상에 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극인 어드레스 전극 배선(210)및 이 어드레스 전극 배선과 교차하며 박막 트랜지스터(T)의 소오스 전극인 데이터 전극 배선(220)이 형성된다. 또한, 이 이드레스 전극 배선(210)과 일정 간격 이격되고, 두 개의 라인이 상기 데이터 전극 배선(220)과 나란하며 다른 두 개의 라인은 상기 어드레스 전극 배선(210)과 나란하면서 한 라인의 연장된 부분이 상기 데이터 전극(220)과 일부 교차되도록 박스 형태로 상대 전극(230)이 형성된다. 그리고, 상기 TFT-LCD 소자의 화소 전극(240)은 상기 어드레스 전극 배선(210)과 나란한 방향으로 상기 상대 전극(230)과 두 개의 스토리지 캐퍼시터(240a, 240b)를 형성하면서 상기 상대 전극(230) 사이에 포함되는 I자 형태로 드레인 전극과 연결된다.

따라서, 이와 같은 구조는 두 개의 이웃하는 액정 표시 소자의 상대 전극 사이에 데이터 전극 배선이 위치하게 된다.

그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이 게이트 전극 배선인 어드레스선, 데이터 배선 전극, 트랜지스터 및 화소 전극 등이 구비된 하부 기판(200a)에 대향하는 상부 기판(200b) 상에 형성된 블랙 매트릭스(250)는 불필요한 광투과를 막아 누설 전류를 차단하는 역할을 한다. 본 발명은 데이터 전극 배선의 신호 인가에 따른 간섭을 최소화하기 위하여 상기 블랙 매트릭스(250)를 도전성 불투명 금속으로 구성한다. 그리고, 블랙 매트릭스(250) 상에 컬러 필터(260)가 형성된다.

이와 같이, 형성된 상·하부 기판에 배향막이 형성되고 러빙 공정이 진행된 후 하부 기판에 도전성 페이스트(Paste)를 산재(dotting)시켜 하부 기판에 형성된 상대 전극의 전위가 상부 기판의 블랙 매트릭스에도 인가되도록 한다. 그리고, 상기 상부 기판의 블랙 매트릭스 상에 상기 상대 전극의 전압이 인가되게 하는 수단으로 사용되는 트랜스퍼는 은 또는 납 페이스트이다.

따라서, 상기와 같이 이웃하는 두 액정 표시 소자의 상기 상대 전극 사이에 상기 데이터 전극 배선이 위치하도록하고, 그 상부의 블랙 매트릭스를 도전성 불투명 금속으로하여 상대 전극과 같은 전위가 인가되도록 함으로써 상기 데이터 전극 배선의 좌우 및 상부에 상대 데이터 전극의 간섭을 차폐한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 데이터 전극 배선이 이웃하는 액정표시 소자의 상대 전극 사이에 위치하고, 이들 전극 배선이 형성된 하부 기판에 대향하는 상부 기판의 블랙 매트릭스를 도전성 불투명 금속으로 구비하여 상대 전극과 같은 신호가 인가되게 함으로써 데이터 전극 배선의 전위에 의한 화소 전극 전위의 간섭을 최소화하여, 간섭에 의한 액정 분자 배열의 왜곡을 막아 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (4)

1. 박막 트랜지스터의 게이트 전극 데이터 전극 배선인 소오스 전극, 드레인 전극, 상기 드레인 전극과 연결된 화소 진극 및 상기 화소 전극과 수평한 전기장을 유도하는 상대 전극을 구비하는 하부 기판, 상기 하부 기판에 대향하며 컬러 필터와 컬러 필터간을 분할하는 블랙 매트릭스를 구비하는 상부 기판, 및 상기 상·하부 기판 사이에 게재되고 상기 화소 전극과 상대 전극간에 형성된 전기장에 의하여 배열되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자에 있어서, 상기 하부 기판에 대향하는 상기 상부 기판의 블랙 매트릭스를 도전성 금속으로 구성하여 상기 상대 전극과 동일한 전압이 인가되도록하며, 이웃하는 두 액정 표시 소자의 상기 상대 전극 사이에 상기 데이터 전극 배선이 위치하도록하여 상기 데이터 전극 배선의 전위에 따른 간섭을 상기 데이터 전극 배선의 좌우 및 상부에 차폐하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 게이트 선극 배선인 어드레스 전극 배선, 상기 어드레스 전극 배선과 교차하여 형성된 상기 데이터 전극 배선, 상기 어드레스 전극 배선과 일정 간격 이격되고, 두 개의 라인이 상기 데이터 전극 배선과 나란하며 다른 두개의 라인은 상기 어드레스 전극 배선과 나란하면서 한 라인의 연장된 부분이 상기 데이터 전극에 일부 교차되는 박스 형태의 상대 전극 및 상기 어드레스 전극 배선과 나란한 방향에서 상기 상대 전극과 두 개의 스토리지 캐퍼시터를 형성하며, 상기 상대 전극 사이에 포함되는 I자 형태로 드레인 전극과 연결된 화소 전극을 구비하는것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 도전성 불투명 금속인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 상부 기판의 블랙 매트릭스 상에 상기 상대 전극의 전압이 인가되게 하는 수단으로 사용되는 트랜스퍼는 은 또는 납 페이스트인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.