KR20000014978A - 횡전계방식 액정표시소자 - Google Patents

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KR20000014978A KR1019980034648A KR19980034648A KR20000014978A KR 20000014978 A KR20000014978 A KR 20000014978A KR 1019980034648 A KR1019980034648 A KR 1019980034648A KR 19980034648 A KR19980034648 A KR 19980034648A KR 20000014978 A KR20000014978 A KR 20000014978A
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Abstract

본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자는 액정층을 게재하여 서로 대향하는 한쌍의 제1 및 제2기판과, 제1기판 위의 화소영역에서 서로 평행하게 배열되어 횡전계를 인가하는 공통전극 및 데이터전극과, 제2기판 위에 형성되고 외부로부터의 이상전계를 차폐하는 전계차폐막과, 상기 전계차폐막에 전기적으로 접속되어 정전기를 방전하는 방전부와, 상기 방전부에 전기적으로 접속된 케이스로 이루어진다.

Description

횡전계방식 액정표시소자
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 정전기를 방지 혹은 제거하므로써 이상적인 디스플레이가 가능한 횡전계방식 액정표시소자에 관한 것이다.
최근, 액정분자를 기판과 거의 수평한 방향으로 배향하여 시야각문제를 해결하는 횡전계방식 액정표시소자(in-plane switching mode liquid crystal display device)가 활발하게 연구되고 있으며, 이러한 액정표시소자는 도 1 및 도 2에 나타내는 것과 같은 일반적인 구조를 갖는다.
도 1은 일반적인 횡전계방식 액정표시소자의 단위화소의 평면도, 도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도로서 도면에 나타낸 바와 같이, 투명한 기판(10)에는 화소영역을 정의하는 게이트배선(1) 및 데이터배선(2)이 종횡으로 배열되어 있다. 실제의 액정패널은 복수의 화소영역으로 구성되어 있지만 도면에서는 단위화소만을 나타낸다. 상기한 화소영역 내에는 게이트배선(1)과 평행한 공통배선(16)이 배열되어 있으며, 게이트배선(1)과 데이터배선(2)의 교차점에는 박막트랜지스터(thin film transistor)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터는 게이트전극(12), 게이트절연막(13), 소스/드레인전극(19), 반도체층(15), 오믹컨택층(17)으로 구성되며, 상기한 게이트전극(12) 및 소스/드레인전극(19)은 각각 게이트배선(1) 및 데이터배선(2)에 접속된다. 또한, 게이트절연막(12)은 기판 전체에 걸쳐서 적층되어 있다.
화소영역에는 서로 평행하게 배열되어 횡전계를 인가하는 공통전극(11) 및 데이터전극(20)이 형성되어 있다. 공통전극(11)은 기판(10) 위에 게이트전극(12)과 동시에 형성되어 공통배선(16)에 접속되며, 데이터전극(20)은 게이트절연막(13) 위에 소스/드레인전극(19)과 동시에 형성되어 소스/드레인전극(19)에 접속된다. 그리고 기판(10) 전체에 걸쳐서 보호막(도시하지 않음) 및 제1배향막(21)이 도포되어 있으며, 기판(10)의 반대측에는 제1편광판(35a)이 형성되어 있다.
상기 기판(10)에 대향하는 기판(23)에는 박막트랜지스터, 게이트배선(1) 및 데이터배선(2) 근처로 빛이 새는 것을 방지하는 차광층(25)과 컬러필터층(27) 및 제2배향막(29)이 도포되어 있고, 기판(23)의 반대측에는 외부에서 가해지는 이상전계로부터 장치를 보호하기 위한 전계차폐막(30) 및 제2편광판(35b)이 형성되어 있다. 이러한 전계차폐막은 도전성이 우수한 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명물질을 도포하여 형성한다.
상기한 기판(10) 및 대향기판(23) 사이에는 액정(40)이 게재되어 있다.
상기한 구조의 액정표시소자에서 전압이 인가되지 않는 경우, 액정(40)은 상기 제1배향막(21) 및 제2배향막(29)의 배향방향에 따라 배향되고, 공통전극(11)과 데이터전극(20) 사이에 전압이 인가되면 상기한 공통전극(11)과 데이터전극(20) 사이에 기판(10)의 표면과 평행한 횡전계가 인가되어 액정(40)은 전계의 방향(도면의 좌우 점선화살표 방향)을 따라 회전하게 된다.
만약, 두 전극(11, 20) 사이에 전압이 인가되어 장치가 정상적으로 작동하고 있는 도중에 제2편광판(35b)방향으로부터 이상전계의 영향이 미치면, 전계차폐막(30)은 이상전계가 상기한 두 전극(11, 20) 사이에 형성된 전계에 영향을 미치지 않도록 하여 장치의 정상적인 작동을 보장하게 된다.
그러나, 장치의 제조공정 중 편광판의 보호필름을 제거하는 과정에서, 혹은 사용자가 장치표면의 먼지를 제거하고자 하는 목적에서 기판(23)의 표면을 문지를 경우 정전기가 발생하게 되고, 이렇게 발생된 정전기는 별도의 조치를 취하지 않는한 방전되지 않은 상태로 장시간, 심한 경우 수십시간, 장치내에 잔류하게 된다. 이러한 잔류 정전기는 이상전계(도면의 상하 점선화살표)를 형성하여 바람직한 횡전계의 형성을 방해하므로써, 결과적으로 디스플레이 특성을 나쁘게 하여 제품에 대한 소비자의 신뢰를 떨어뜨리는 요인이 된다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 외부로부터의 이상전계를 차폐하는 동시에 장치내부에 발생한 정전기를 효과적으로 방전시키므로써 바람직한 구동특성을 갖는 횡전계방식 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 복합전계방식 액정표시소자는 액정층을 게재하여 서로 대향하는 한쌍의 기판과, 기판 위에 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과, 상기한 화소영역 내에 형성된 게이트배선과 평행한 공통배선과, 게이트배선과 데이터배선의 교차점에는 형성된 박막트랜지스터(thin film transistor)와, 화소영역에서 서로 평행하게 배열되어 횡전계를 인가하는 공통전극 및 데이터전극과, 공통전극 및 데이터전극 위에 형성된 보호막과, 보호막 위에 형성된 제1배향막과, 기판을 사이에 두고 제1배향막과는 반대측에 형성되고 광원으로부터의 빛을 편광시키는 제1편광판과, 상기 기판과 대향하는 대향기판 위에 형성되고 박막트랜지스터, 게이트배선 및 데이터배선 근처로 빛이 새는 것을 방지하는 차광층과, R, G, 및 B의 컬러필터소자들로 이루어진 컬러필터층과, 컬러필터층 위에 형성된 제2배향막과, 대향기판을 사이에 두고 컬러필터층과는 반대측에 형성되고 외부로부터의 이상전계를 차폐하는 전계차페막과, 대향기판 위에서 전계차폐막에 전기적으로 접속되어 정전기를 방전하는 방전부와, 전계차폐막 위에 형성되고 액정층을 통과한 빛을 편광시키는 제2편광판으로 이루어진다.
상기한 전계차폐막으로는 도전성 및 투명성이 우수한 물질이라면 어느 것이라도 가능하며, 방전부를 구성하는 물질은 전계차폐막과 전기적으로 연결되는 것이라면 어느 것이라도 가능하다.
도 1은 일반적인 횡전계방식 액정표시소자의 단위 화소의 평면도.
도 2는 도 1의 I-I'선에 따른 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자의 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 기판 11 : 공통전극
12 : 게이트전극 13 : 게이트절연막
20 : 데이터전극 21 : 제1배향막
23 : 대향기판 25 : 차광층
29 : 제2배향막 30 : 전계차폐막
35a,b : 편광판 40 : 액정
50 : 방전부 60 : 케이스
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자의 단위화소의 단면도로서, 도면에 나타낸 바와 같이 투명한 기판(10)에는 화소영역을 정의하는 게이트배선(도시하지 않음) 및 데이터배선(도시하지 않음)이 종횡으로 배열되어 있다. 실제의 액정패널은 복수의 화소영역으로 구성되어 있지만 도면에서는 단위화소만을 나타낸다. 상기한 화소영역 내에는 게이트배선과 평행한 공통배선(도시하지 않음)이 배열되어 있으며, 게이트배선과 데이터배선의 교차점에는 박막트랜지스터(thin film transistor)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터는 게이트전극(12), 게이트절연막(13), 소스/드레인전극(19), 반도체층(15), 오믹컨택층(17)으로 구성되며, 상기한 게이트전극(12) 및 소스/드레인전극(19)은 각각 게이트배선(1) 및 데이터배선(2)에 접속된다. 게이트절연막(12)은 도면에서와 같이 기판 전체에 걸쳐서 적층할 수도 있고, TFT영역에만 한정하므로써 데이터전극(20)을 공통전극(11)과 동일 평면상에 형성하여 인가되는 전계의 세기를 강하게 하는 것도 가능하다. 이 경우 두 전극(11, 20) 사이에 존재하는 액정은 낮은 구동전압에 의해서도 바람직한 구동특성을 나타내게 된다.
공통전극(11)은 기판(10) 위에 게이트전극(12)과 동시에 형성되어 공통배선에 접속되며, 데이터전극(20)은 게이트절연막(13) 위에 소스/드레인전극(19)과 동시에 형성되어 소스/드레인전극(19)에 접속된다. 그리고 기판(10) 전체에 걸쳐서 보호막(도시하지 않음) 및 제1배향막(21)이 도포되어 있으며, 기판(10)의 반대측에는 광원(도시하지 않음)으로부터의 빛을 편광시키는 제1편광판(35a)이 형성되어 있다.
상기 기판(10)에 대향하는 대향기판(23)에는 박막트랜지스터, 게이트배선 및 데이터배선 근처로 빛이 새는 것을 방지하는 차광층(25)과 컬러필터층(27) 및 제2배향막(29)이 도포되어 있고, 기판(23)의 반대측에는 외부에서 가해지는 이상전계로부터 장치를 보호하기 위한 전계차폐막(30)과, 기판(23) 위에서 전계차폐막(30)에 전기적으로 접속되어 케이스(60)를 통하여 정전기를 방전하는 방전부(50)가 형성되어 있다. 전계차폐막(30) 위에는 액정층을 통과한 빛을 편광시키는 제2편광판으로 이루어진다. 상기한 케이스(60)는 금속, 예를 들면 알루미늄으로 이루어진다.
상기한 전계차폐막(30)은 도전성이 우수한 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명물질을 도포하여 형성한다.
상기한 기판(10) 및 대향기판(23) 사이에는 액정(40)이 게재되어 있다.
제1배향막(21) 또는 제2배향막(29)의 배향방향은 폴리아미드(polyamide) 또는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, PVA(polyvinylalcohol), 폴리아믹산(polyamic acid) 또는 SiO2등의 물질을 도포하고 러빙을 실시하여 결정하거나, 폴리실록산신나메이트(polysiloxanecinnamate), 폴리비닐신나메이트(polyvinylcinnamate) 또는 셀루로즈신나메이트(cellulosecinnamate) 등의 광배향물질을 도포하고 광을 조사하여 결정할 수도 있다. 광조사는 편광되거나, 편광되지 않은 빛을 1회 또는 그 이상 조사하므로써 수행되는데, 이때, 상기한 빛은 자외선이 바람직하다.
정전기 및/또는 먼지 발생에 의한 기판의 손상을 방지하기 위해서는 러빙과 같은 기계적인 방법보다는 광배향법을 이용하는 것이 바람직하다.
상기한 구조의 액정표시소자에서 전압이 인가되지 않는 경우, 액정(40)은 상기 제1배향막(21) 및 제2배향막(29)의 배향방향에 따라 배향되고, 이와는 반대로 공통전극(11)과 데이터전극(20) 사이에 전압이 인가되면, 상기한 공통전극(11)과 데이터전극(20) 사이에는 기판(10)의 표면과 평행한 횡전계가 인가되어 액정(40)은 전계의 방향(도면의 점선화살표 방향)을 따라 회전하게 된다.
전계차폐막(30)은, 두 전극(11, 20) 사이에 전압이 인가되어 장치가 정상적으로 작동하고 있는 도중에 제2편광판(35b)방향으로부터 이상전계의 영향이 미치면, 이상전계가 상기한 두 전극(11, 20) 사이에 형성된 전계에 영향을 미치지 않도록 하여 장치의 정상적인 작동을 보장하게 된다.
상기한 전계차폐막(30)과 전기적으로 접속된 방전부(50)는 장치의 제조공정 중 편광판의 보호필름을 제거하는 과정에서, 혹은 사용자가 장치표면의 먼지를 제거하고자 하는 목적에서 기판(23)의 표면을 문지를 경우 발생되는 정전기로부터 장치를 보호하는 것으로서, 방전부(50)는 케이스(60)의 안쪽에 부착된 금속(도시하지 않음)에 접속되어 정전기 발생시 상기한 금속을 통하여 정전기를 방전시킨다.
방전부(50)를 구성하는 물질로는 스프링과 같은 금속탄성체, Si 및 C로 이루어진 화합물을 주요성분으로 하는 도전성 고무, 또는 도전성 페이스트(paste), 예를 들면 은페이스트 등과 같이 전류를 통할 수 있는 물질이라면 어느 것이라도 가능하다.
본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자는 전계차폐막에 의해 외부로부터의 이상전계를 차폐하는 동시에 방전부를 두어 장치내부에 발생한 정전기를 효과적으로 방전시키므로써, 바람직한 횡전계의 형성을 유도하여 디스플레이 특성을 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (9)

  1. 액정층을 게재하여 서로 대향하는 한쌍의 제1 및 제2기판과,
    제1기판 위의 화소영역에서 서로 평행하게 배열되어 횡전계를 인가하는 공통전극 및 데이터전극과,
    제2기판 위에 형성되고 외부로부터의 이상전계를 차폐하는 전계차폐막과,
    상기 전계차폐막에 전기적으로 접속되어 정전기를 방전하는 방전부로 이루어진 횡전계방식 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전계차폐막이 ITO(indium tin oxide)로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방전부를 구성하는 물질이 금속탄성체, 도전성 고무 및 도전성 페이스트로 이루어진 제1군으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 금속탄성체가 스프링인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 도전성고무가 규소 및 탄소를 포함하는 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 데이터전극과 공통전극이 동일층에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 데이터전극과 공통전극이 서로 다른 층에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
  8. 액정층을 게재하여 서로 대향하는 한쌍의 제1 및 제2기판과,
    제1기판 위의 화소영역에서 서로 평행하게 배열되어 횡전계를 인가하는 공통전극 및 데이터전극과,
    상기 공통전극 및 데이터전극 위에 형성된 제1배향막과,
    제2기판 위에 형성되어 빛의 누설을 방지하는 차광층과,
    상기 차광층 위에 형성된 컬러필터층과,
    상기 컬러필터층 위에 형성된 제2배향막과,
    제2기판을 사이에 두고 컬러필터층과는 반대측에 형성되고 외부로부터의 이상전계를 차폐하는 전계차폐막과,
    상기 전계차폐막에 전기적으로 접속되어 정전기를 방전하는 방전부와,
    상기 방전부에 전기적으로 접속된 케이스로 이루어진 횡전계방식 액정표시소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방전부를 구성하는 물질이 금속탄성체, 도전성 고무 및 도전성 페이스트로 이루어진 제1군으로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
KR1019980034648A 1998-08-26 1998-08-26 횡전계방식액정표시소자 KR100320416B1 (ko)

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