KR20000027768A - 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 누설광의 발생 대역을 감소시키어, 개구율의 저하를 방지할 수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치를 개시한다. 본 발명은, 액정을 사이에 두고 소정 거리 대향,대치되어 있는 상,하 기판과; 상기 하부 기판의 내측면에 액티브 매트릭스 형태로 배열되며, 단위 화소를 한정하는 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과; 상기 하부 기판의 내측면의 단위 화소 공간에 형성되는 투명한 카운터 전극과; 상기 단위 화소 공간에 형성되고, 카운터 전극과 상하 기판간의 거리보다 좁은 간격을 두고 이격되면서, 카운터 전극과 함께 액정내 분자를 구동시키기 위한 프린지 필드를 형성하는 투명한 화소 전극과; 상기 카운터 전극 및 화소 전극이 형성된 하부 기판과 액정층 사이 및 상기 상부 기판과 액정층 사이에 각각 형성된 배향막을 포함하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서, 상기 데이터 버스 라인과 대응되는 상부 기판의 배향막 표면에 상기 카운터 전극과 동일 신호가 인가되는 차폐 전극이 배치되어, 오프시 데이터 버스 라인과 차폐 전극사이에 전계를 형성하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다크시 누설광을 줄일 수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 IPS(In-Plane Switching) 모드의 액정 표시 장치는 TN(twist nematic) 모드 액정 표시 장치의 좁은 시야각 특성을 개선하기 위하여, 일본국 히다찌사에서 개발된 모드이다.
이러한 IPS 모드 액정 표시 장치는 액정 분자를 구동시키는 화소 전극과 카운터 전극을 모두 동일한 기판에 배치시키므로써, 기판과 평행한 형태의 전계를 형성한다.
그러나, 이러한 IPS 모드의 액정 표시 장치는 화소 전극과 카운터 전극이 모두 불투명 금속막으로 액정 표시 장치의 개구면에 배치되어, 개구율 및 투과율이 TN 모드 액정 표시 장치에 비하여 매우 낮다.
따라서, 종래에는 이러한 IPS 모드 액정 표시 장치의 개구율 및 투과율을 확보하고자, 화소 전극 및 카운터 전극을 투명 전도막으로 형성하는 기술이 국내 출원 98-9243호로 출원된 바 있다. 이러한 액정 표시 장치를 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치(또는 프린지 필드 스위칭 액정 표시 장치)라 하며, 이 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는 화소 전극과 카운터 전극이 모두 투명한 물질로 형성되고, 화소 전극과 카운터 전극 사이의 이격된 거리는 상하 기판간의 거리보다 좁도록 형성되며, 화소 전극과 카운터 전극사이에 형성되는 전계가 각각의 전극 상부의 모든 부분에 미칠 수 있을 정도의 폭을 갖도록 형성된다.
이러한 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는 화소 전극과 카운터 전극이 투명한 물질로 형성됨에 따라 개구율이 증대되고, 화소 전극과 카운터 전극 사이에 프린지 필드가 형성되어, 전극들 사이 및 전극들 상부에 존재하는 액정 분자까지 모두 동작시키므로써, 투과율이 증대된다.
그러나, 상기한 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는 누설광 발생대역이 IPS 모드에 비하여 상대적으로 넓다.
즉, 게이트 버스 라인에 선택되지않고, 데이터 버스 라인에 디스플레이 신호가 계속적으로 인가될 때, 데이터 버스 라인 신호와 인접하는 카운터 전극 사이에 기생 전계가 발생된다. 이에따라, 이 기생 전계에 의하여 액정 분자들이 틀어지게 되므로써, 광이 누설되는 것이다.
여기서, 오프시 누설광을 보여주는 시뮬레이션 결과도면이 도 1에 제시되어 있다. 도 1은 데이터 버스 라인에 6.5V 전압이 인가되고 있으며, 게이트 버스 라인에는 전압이 인가되는 않는 상태로서, 도면에서 X 영역은 액정 분자 분포 및 등전위면을 나타낸 것이고, Y 영역은 광의 투과율을 나타낸 것이다. 도면에서와 같이 데이터 버스 라인 주변에서 오프시 원치않는 누설광이 발생되고, 이 누설광은 화소 영역으로 약 9㎛ 정도 침범하게 된다.
이와같이 누설광이 발생하게 되면, 액정 표시 장치의 콘트라스트비가 저하되어, 표시 품위가 떨어지게 된다.
종래의 다른 방식으로는 누설광이 발생되는 영역의 면적을 고려하여, 블랙 매트릭스를 넓게 형성하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이 방법은 블랙 매트릭스가 액정 표시 장치의 개구 영역을 침범하게 되어, 개구율을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 누설광의 발생 대역을 감소시키어, 개구율의 저하를 방지할 수 있는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 오프시 시뮬레이션 결과그래프.
도 2는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 오프시 시뮬레이션 결과 그래프
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 - 하부 기판 11 - 카운터 전극
13 - 게이트 절연막 15 - 화소 전극
17 - 데이터 버스 라인 19, 25 - 배향막
20 - 상부 기판 23 - 블랙 매트릭스
27 - 차폐 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액정을 사이에 두고 소정 거리 대향,대치되어 있는 상,하 기판과; 상기 하부 기판의 내측면에 액티브 매트릭스 형태로 배열되며, 단위 화소를 한정하는 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과; 상기 하부 기판의 내측면의 단위 화소 공간에 형성되는 투명한 카운터 전극과; 상기 단위 화소 공간에 형성되고, 카운터 전극과 상하 기판간의 거리보다 좁은 간격을 두고 이격되면서, 카운터 전극과 함께 액정내 분자를 구동시키기 위한 프린지 필드를 형성하는 투명한 화소 전극과; 상기 카운터 전극 및 화소 전극이 형성된 하부 기판과 액정층 사이 및 상기 상부 기판과 액정층 사이에 각각 형성된 배향막을 포함하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서, 상기 데이터 버스 라인과 대응되는 상부 기판의 상부 배향막 상부에 상기 카운터 전극과 동일 신호가 인가되는 차폐 전극이 배치되어, 오프시 데이터 버스 라인과 차폐 전극사이에 전계를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서, 데이터 버스 라인과 대응되는 상부 기판에 오프시 누설광을 차단하는 차폐 전극을 설치한다. 이에따라, 오프시 누설되는 면적을 줄일 수 있어, 블랙 매트릭스의 면적을 좁게 형성할 수 있다. 따라서, 개구율이 개선된다.
(실시예)
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2는 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치를 시뮬레이션한 그래프이다.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치는, 하부 기판(10)과 상부 기판(20)은 소정 거리를 두고 대향,대치되어 있고, 하부 기판(10)과 상부 기판(20) 사이에는 수개의 액정 분자(도시되지 않음)를 포함하는 액정층(30)이 개재되어 있다. 여기서, 상하 기판(20,10)간의 거리 즉, 액정층(30)의 두께를 D라 한다. 또한, 액정층(30)은 유전율 이방성이 양 또는 음이 선택적으로 사용될 수 있다. 이때, 액정 분자의 굴절율 이방성과 셀갭의 곱(Δnd)은 0.2 내지 0.6㎛ 정도로 하는 것이 본 발명의 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치의 적정 화질을 구현하는데 적정하다.
하부 기판(10) 상에는 투명 전도체 예를들어, ITO로 된 카운터 전극(11)이 스트립(strip) 형태로, 소정 폭을 가지면서 일정 등간격으로 이격,배치된다. 카운터 전극(11)이 형성된 하부 기판(10) 상부에는 게이트 절연막(13)이 피복되고, 카운터 전극(11) 사이의 게이트 절연막(13) 상부에는 스트립 형상을 갖으며, 투명 전도체로 된 화소 전극(15)이 형성된다. 이때, 화소 전극(15)과 카운터 전극(11)간의 간격(L)은 프린지 필드를 형성하기 위하여 셀갭(D)보다 작으며, 카운터 전극(11)과 화소 전극(15)의 폭은 화소 전극(15)과 카운터 전극(11) 사이에 형성되는 전계가 각각의 전극(11,15) 상부에도 미칠수 있을 정도이다. 이때, 게이트 절연막(13)의 소정 부분 상부에는 단위 픽셀(도시되지 않음)이 한정되도록, 데이터 버스 라인(17)이 배치된다. 이때, 데이터 버스 라인(17)은 전도 특성이 우수한 불투명 금속막으로 형성된다. 화소 전극(15) 및 데이터 버스 라인(17)이 형성된 게이트 절연막(13) 상부에 하부 배향막(19)이 형성된다.
하부 기판(10)과 대향하는 상부 기판(20)면에는 데이터 버스 라인(17)과 대응되도록 블랙 매트릭스(23)가 배치된다. 이때, 블랙 매트릭스(23)는 데이터 버스라인(17) 주변에서 발생되는 누설광을 방지할 수 있도록 데이터 버스 라인(17)의 폭보다는 넓은 폭으로 형성되지만, 종래의 폭보다는 좁게 형성된다. 이에 대하여는 하기에서 설명될 것이다. 블랙 매트릭스(23)가 형성된 상부 기판(20)면에는 상부 배향막(25)이 형성되고, 블랙 매트릭스(23) 상의 상부 배향막(25) 상부에는 누설광의 발생 자체를 차단하는 차폐 전극(27)이 형성된다. 이때, 차폐 전극(27)은 불투명 금속막으로 형성되고, 차폐 전극(27)의 폭은 데이터 버스 라인(17)의 폭보다는 크고, 블랙 매트릭스(23)의 폭보다는 작다. 아울러, 차폐 전극(27)은 카운터 전극(11)과 동일한 신호가 인가된다.
여기서 차폐 전극(27)은 오프시 데이터 버스 라인(17)과 전계를 형성하게 되므로, 데이터 버스 라인(17)과 이웃하는 카운터 전극(11)과 전계가 발생될 확률을 줄이게 되어, 누설광이 크게 감소된다. 이때, 블랙 매트릭스(23)은 블랙 수지 물질로 형성되고, 차폐 전극(27)은 불투명 금속막으로 형성함이 바람직하다.
실제적으로 도 3은 상기와 같은 본 발명의 액정 표시 장치를 시뮬레이션한 결과 그래프로서, 오프시 데이터 버스 라인(17)에는 6.5V를 인가하고, 카운터 전극(11) 및 화소 전극(15)에 0V를 인가하였다,
그러면, 액정 표시 장치의 오프시, 도 3에서와 같이, 데이터 버스 라인(17) 상부 및 데이터 버스 라인(17) 주변에서 누설광이 발생된다. 이때, 누설광이 발생되는 폭은 종래의 폭(9㎛)보다 좁은 약 7㎛ 정도이다. 이때, 누설광이 발생되는 폭이 종래보다 좁게 나타나는 것은 상기 차폐 전극(27)과 데이터 버스 라인(17)간에 전계를 형성하였기 때문이다. 이에따라, 누설광이 발생 영역이 감소하였으므로, 블랙 매트릭스의 면적또한 감소되어, 액정 표시 장치의 화이트 개구율이 개선된다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서, 데이터 버스 라인과 대응되는 상부 기판에 오프시 누설광을 차단하는 차폐 전극을 설치한다. 이에따라, 오프시 누설되는 면적을 줄일 수 있어, 블랙 매트릭스의 면적을 좁게 형성할 수 있다. 따라서, 개구율이 개선된다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
Claims (2)
- 액정을 사이에 두고 소정 거리 대향,대치되어 있는 상,하 기판과; 상기 하부 기판의 내측면에 액티브 매트릭스 형태로 배열되며, 단위 화소를 한정하는 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인과; 상기 하부 기판의 내측면의 단위 화소 공간에 형성되는 투명한 카운터 전극과; 상기 단위 화소 공간에 형성되고, 카운터 전극과 상하 기판간의 거리보다 좁은 간격을 두고 이격되면서, 카운터 전극과 함께 액정내 분자를 구동시키기 위한 프린지 필드를 형성하는 투명한 화소 전극과; 상기 카운터 전극 및 화소 전극이 형성된 하부 기판과 액정층 사이 및 상기 상부 기판과 액정층 사이에 각각 형성된 배향막을 포함하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치에 있어서,상기 데이터 버스 라인과 대응되는 상부 기판의 배향막 표면에 상기 카운터 전극과 동일 신호가 인가되는 차폐 전극이 배치되어, 오프시 데이터 버스 라인과 차폐 전극사이에 전계를 형성하는 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 차폐 전극의 폭은 상기 데이터 버스 라인의 폭보다는 크고, 상기 블랙 매트릭스의 폭보다는 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 고개구율 및 고투과율 액정 표시 장치.
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