KR20000050909A - 액정표시장치 - Google Patents

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이창훈
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윤종용
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Abstract

본 발명의 박막 트랜지스터 액정표시장치는, 개구율의 향상을 위하여, 이중 데이터 배선 구조를 채용한다. 2중 데이터 배선은 두 개의 단위 화소마다 개재된다. 2중 데이터 배선 중 하부층에 위치하는 제 1 데이터 배선은, 제 1 데이터 배선을 기준으로 양측에 인접한 두 화소전극 중 일측의 화소전극과 연결된 제 1 박막 트랜지스터의 제 1 활성층의 일측 단부와 전기적으로 연결되고, 상부층에 위치하는 제 2 데이터 배선은 타측의 박막 트랜지스터의 제 2 활성층의 일측 단부와 연결된다. 제 1 활성층은 적어도 소정 부분이 제 1 데이터 배선과 오버랩된 상태로 콘택되어 있으며, 제 2 활성층은 상부의 게이트 절연막 및 층간 절연막에 형성된 콘택홀을 통하여 제 2 데이터 배선과 콘택된다.

Description

액정표시장치{Liquid crystal display}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2중 데이터 배선 구조를 갖는 박막 트랜지스터 액정표시장치에 관한 것이다.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 표시기에 채용되고 있는 음극선관(CRT)은 중량, 장치공간, 소비 전력 등이 크기 때문에 설치 및 이동시에 제약을 받는다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 액정을 이용하는 액정표시기, 면 방전을 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 발광을 이용한 표시기 등과 같이 평판패널을 이용한 표시기들이 제안되었고, 현재 널리 사용되고 있다.
평판표시기들 중 액정표시기는 여타의 평판표시기에 비하여 저 소비전력, 저 전압구동과 함께 고정세화, 풀 컬러표시등 음극선관에 가까운 표시품질이 가능하고, 제조공정의 용이화 등의 이유로 여러 전자 장치들에서 적용되고 있다.
이러한 액정표시기에서 표시품질을 음극선관에 가깝게 가져가기 위한 노력의 하나로서 광시야각을 구현하려는 노력이 시도되고 있다.
화소전극과 공통전극을 박막 트랜지스터 기판 상에 형성하여, 초기 배향상태의 액정분자들을 수평전기장에 의하여 움직이는 인 플레인 스위칭(In-Plane Switching) 모드 또는 씨이(CE:Coplanar Electrode) 모드의 액정표시기가 제안되었다.
그러나, 씨이 모드 액정표시기는 박막 트랜지스터 온 동안 전기장과 평행하게 또는 수직하게 정렬되었던 액정분자들이 초기 배향상태로 복귀하는데 걸리는 시간이 길어서 응답시간이 길어지는 문제를 가진다. 즉 라이징(Rising) 타임은 전장의 세기를 조절하는 것에 의하여 제어가 가능하지만 폴링(Falling) 타임은 순전히 액정의 점도 및 탄성상수에 의존하므로, 제어가 어렵다.
따라서, 본 발명은 씨이 모드의 액정표시기에서 응답속도를 향상시키는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터 기판의 개략적 부분 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터 기판의 단위 화소영역을 개략적으로 도시한 평면도.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시기는, 서로 평행한 적어도 하나의 공통전극과 화소전극이 동일 평면상에 위치하는 박막 트랜지스터 기판과, 상기 공통전극과 수직하도록, 컬러필터층의 행방향을 따라 배열된 다수의 투명전극을 갖는 컬러필터 기판을 포함한다.
상기 컬러필터 기판에 형성된 상기 투명전극은 액정의 초기 배향방향과 수직하게 구조를 가지도록, 단위 화소영역의 행방향의 블랙 매트릭스와 소정 각도를 이루고 있으며, 박막 트랜지스터 기판의 박막 트랜지스터가 오프될 때, 인접한 투명전극간에 형성된 전기장으로 액정 분자들이 초기의 배향방향으로 복귀하는 시간을 단축시킨다.
본 발명의 다른 목적과 특징 및 장점들은 다음의 상세한 설명과 첨부도면에 의하여 보다 분명해질 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 컬러필터 기판에서 투명전극의 구성을 보여주기 위한 개략적인 부분 평면도로서, 하나의 행 영역이 부분적으로 도시된다.
도 1을 참조하면, 각각의 단위 화소영역에 적(R:2a), 녹(G:2b), 청(B:2c)의 컬러필터층(2)이 매트릭스 배열된다. 여기서 각 컬러필터층에 액정의 초기 배향방향이 표시되어 있다. 각 컬러필터층(2a, 2b, 2c) 간의 색 혼입 및 박막 트랜지스터의 오프 커런트(Off current) 방지를 위하여 각 컬러필터층(2a, 2b, 2c)의 가장자리를 따라서 블랙 매트릭스 층(4)이 위치한다. 컬러필터층(2)의 각 행마다 투명전극(6)이 배치된다. 이들 투명전극(6)은 블랙 매트릭스(4)와 절연되어야 하므로, 절연막(미도시) 위에 형성된다.
각 단위 화소영역에서 투명전극(6)은 액정의 초기 배향방향(화살표로 표시)과 수직하도록, 행방향의 블랙 매트릭스(4)에 대하여 소정 각도로 경사지게 배열된다. 그러한 이유로 인하여, 단위 화소영역의 투명전극(6)은 화소 영역, 즉 개구영역으로 돌출되는 지그재그 구조를 가지지만, 투명전극(6) 자체가 높은 광 투과율을 가지므로, 투명전극으로 인한 광 투과율 저하는 그리 많지 않다.
인접한 한 쌍의 투명전극(6) 사이에 수 볼트의 전위차가 형성되도록, 전압이 인가된다. 이를 위하여, 예를 들어, 기수열의 투명전극을 서로 연결하여 동일전압을 인가하고, 우수열의 투명전극을 서로 연결하여 기수열의 투명전극과는 다른 전압을 인가한다.
전압 인가를 위하여, 기수열과 우수열의 투명전극을 연결하는 각각의 공통단자는 쇼팅 패드(Shorting pad)를 통하여 박막 트랜지스터 기판의 구동 집적회로의 단자와 연결된다.
도 2는 도 1에서 언급한 컬러필터 기판의 단위 화소영역과, 박막 트랜지스터 기판의 단위 화소영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.
예를 들어, 액정의 초기 배향방향(7)이 열방향의 블랙 매트릭스(4)와 평행한 수직선에 대하여 약 10.52도의 경사각을 가지며, 투명전극(6)은 행방향의 블랙 매트릭스에 대하여 동일한 경사각을 가진다.
한편, 박막 트랜지스터 기판에 형성된 화소전극(14)은 박막 트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)과 연결되고, 게이트 라인(미도시)에 평행한 주라인(미도시)과, 주라인으로부터 동일간격을 갖도록 수직하게 분기된 다수의 브랜치를 포함한다. 도 2에서 다수의 브랜치(14)는 단위 화소영역의 열 방향을 따라 배열된다.
그리고, 공통전극(12)은 공통전극 단자와 연결되고, 게이트 라인과 평행한 두 개의 라인과, 두 라인 사이에 화소전극의 분기선(14)과 소정 간격을 갖고서 서로 평행하게 배열된 분기선으로 이루어진 창살 구조를 가진다.
이들 공통전극(12)과 화소전극(14)에는 박막 트랜지스터의 온 동작동안 서로 다른 전압이 인가되므로, 분기선에 수직한 인 플레인(In-plane) 전기장이 형성된다.
박막 트랜지스터의 온 동작동안, 화소전극(14)과 공통전극(12) 사이에 형성된 전기장의 방향을 따라서 액정분자들(30)은 움직인다. 물론, 박막 트랜지스터 기판에 인-플레인 전기장이 형성되는 동안, 컬러필터 기판의 투명전극(4) 사이에도 박막 트랜지스터 기판에 형성된 전기장과 수직한 전기장이 형성된다.
전기장은 두 전극간의 거리에 반비례하므로, 박막 트랜지스터 기판의 두 전극(12, 14)간에 형성된 전기장의 세기는 컬러필터 기판의 투명전극(6)간에 형성된 전기장에 비하여 세기가 강하다. 그러므로, 박막 트랜지스터의 온 동작 동안, 액정분자들은 박막 트랜지스터 기판에 형성된 전기장의 방향을 따라서 정렬되고, 박막 트랜지스터의 오프동작 동안, 컬러필터 기판의 투명전극(6)에는 계속적으로 전압이 인가되므로, 액정의 초기 배향상태로 돌아가기 위한 탄성력에 더하여 컬러필터 기판에 형성된 전기장의 도움으로 보다 빨리 초기 배향상태로 돌아가게 된다.
한편, 컬러필터 기판에 형성된 투명전극(6)이 존재하는 행 방향의 블랙 매트릭스(4) 부위에서는 전기장이 왜곡될 가능성이 존재한다. 즉, 순순하게 횡전계에 의해 액정이 구동되어야 하나, 컬러필터 기판의 투명전극과 인접한 부위에서는 액정이 상하 방향으로 구동될 수 있으므로, 그에 따른 그레이 반전(Gray inversion)이 발생할 가능성이 예견된다. 하지만, 응답속도를 단축시키므로써, 동화상을 완벽하게 구현할 수 있다면, 시야각이 다소 줄어든다고 해도 본 발명의 개념은 큰 의미를 가질 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 화소전극과 공통전극을 박막 트랜지스터 기판에 형성하여 광 시야각을 구현하는 씨이 모드의 액정표시기에서 컬러필터 기판에 단위 화소의 열방향을 따라서 투명전극을 배치하므로써, 전압의 제거동안 액정분자들이 초기 배향상태로 복귀하는 응답시간을 단축시킨다. 그 결과, 광 시야각에 더하여 완벽한 동화상을 구현할 수 있도록 한다.
여기에서는, 본 발명의 특정실시예에 대하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명의 사상과 정신을 위배하지 않는 한 통상의 지식을 가진 자들에 의하여 변형과 개선이 가능할 것이다. 따라서, 이하 본 발명의 특허청구범위는 그러한 모든 변형과 개선을 포함하는 것으로 간주된다.

Claims (4)

  1. 서로 평행한 적어도 하나의 공통전극과 화소전극이 동일 평면상에 위치하는 박막 트랜지스터 기판;
    상기 공통전극과 수직하도록, 컬러필터층을 따라 배열된 다수의 투명전극을 갖는 컬러필터 기판; 및
    상기 컬러필터 기판과 상기 박막 트랜지스터 기판 사이에 개재된 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컬러필터 기판에 형성된 상기 투명전극은 상기 액정의 초기 배향방향과 수직한 구조를 가지도록, 단위 화소영역의 행방향의 블랙 매트릭스와 소정 각도를 이루는 지그재그 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컬러필터 기판에 형성된 상기 투명전극은 서로에게 연결된 기수열 전극과 우수열 전극으로 구성되고, 상기 기수열 및 우수열 전극은 상기 박막 트랜지스터 기판의 화소전극과 공통전극을 구동하기 위한 구동 집적회로의 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 컬러필터 기판에 형성된 상기 투명전극과 상기 투명전극 하부의 블랙 매트릭스층과의 사이에 개재된 유기절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시기.
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