KR20040019141A - 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20040019141A
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Abstract

본 발명은 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 액정 분자로 채워진 액정층을 사이에 두고 하부기판과 상부기판이 합착되어 있으며, 상기 하부기판상에는 투명체로 구성된 화소전극과 상대전극이 형성되어 있으며, 상기 화소전극과 상대전극 사이의 간격은 상기 하부기판과 상부기판간의 간격보다 작으며, 상기 화소전극의 폭보다 작은 것을 특징으로 하며, 전극간의 간격을 셀갭과 전극 폭보다 작게하고 전극을 투명체로 형성함으로써 광시야각을 가지면서도 고휘도 특성을 지니게 되어 화질이 보다 더 향상되는 효과가 있는 것이다.

Description

흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치{BLACK AND WHITE THIN FILM TRANSISTOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극간에 프린지 필드를 형성시켜 휘도를 향상시킬 수 있는 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
종래 의료용 모니터나 비파괴 검사장치 등과 같이 흑백 이미지를 표시하는 액정 디스플레이 장치에 있어서 그 주요 특성인 휘도, 시야각, 대비비 등을 향상시키기 위하여 위상보상(Phase Compensation), VA(Vertical Alignment), IPS(In Plane Switching) 등의 기술을 적용하였다.
기존의 TN(Twisted Nematic) 모드는 광효율은 우수하나 시야각이 협소하다는 문제점 있어 대형 패널에 적용하기가 어려웠다. 이를 개선하기 위하여 광보상 필름을 개발하였으나 역시 시야각의 개선 효과가 작았고 TN 모드 자체가 안고있는 근본적인 한계가 존재하였다.
이러한 시야각 협소 문제를 극복하기 위하여 새로운 광시야각 기술인 IPS, VA 모드 등이 제안되었고, 특히 17" 이상의 대형 패널에 있어서는 IPS 모드가 주류를 이루었다.
IPS 모드를 이용한 종래 기술에 따른 흑백 액정 디스플레이 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하부기판(10)상에 화소전극(12)과 상대전극(14)간의 간격(L1)이 전극 폭(W1)과 셀갭(D1)보다 크다. 따라서, L1/D1및 L1/W1은 항상 1보다 크므로 전압 인가시 화소전극(12)과 상대전극(14) 사이의 액정층(17)내에는 수평 전계(E1)가 형성된다.
이러한 수평 전계(E1)에 의해 하부기판(10)과 상부기판(20) 사이의 액정 분자(16)들이 회전하게 되어 빛을 투과시키고 소정의 이미지를 구현한다.
이러한 IPS를 이용한 종래의 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치는 액정 분자의 장축이 수평 전계와 평행하게 회전하게 된다. 따라서, 사용자는 어느 방향에서나 액정 분자의 장축을 보게 되어 액정 디스플레이 장치의 시야각은 개선된다.
그러나, 종래 기술에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래 기술에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전압 인가시 전극들(12)(14) 사이에서 수평 전계(E1)가 형성되어 하부기판(10)과 상부기판(20) 사이에 꼬임없이 배열되어 있던 액정 분자(16)들은 전극들(12)(14) 사이에서만 회전하게 된다.
따라서, 빛은 전극들(12)(14) 사이에서만 통과되어 투과영역(A1)이 협소하게 된다. 이러한 이유로 종래 기술에 따른 흑백 액정 디스플레이 장치는 협소한 투과영역으로 인하여 휘도가 낮다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 VA 모드에 있어서도 한 화소내에 적어도 4개의 도메인을 형성해야 했기 때문에 디스클리네이션 라인(Disclination Line)이 존재하여 이 역시 휘도가 낮다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전극간의 간격을 셀갭과 전극 폭보다 작게하고 전극을 투명체로 형성함으로써 광시야각을 가지면서도 고휘도 특성을 지니는 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100; 하부기판110; 게이트 라인
120; 화소전극130; 데이터 라인
140; 상대전극150; 공통라인
160; 액정층170; 액정 분자
190; 박막트랜지스터200; 상부기판
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치는, 액정 분자로 채워진 액정층을 사이에 두고 하부기판과 상부기판이 합착되어 있으며, 상기 하부기판상에는 투명체로 구성된 화소전극과 상대전극이 형성되어 있으며, 상기 화소전극과 상대전극 사이의 간격은 상기 하부기판과 상부기판간의 간격보다 작으며, 상기 화소전극의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전극간의 간격을 셀갭과 전극 폭보다 작게하고 전극을 투명체로 형성함으로써 광시야각을 가지면서도 고휘도 특성을 지기게 된다.
이하, 본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치의 평면도이다.
본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 액정 분자(160)로 채워진 액정층(170)을 사이에 두고 유리(Glass)와 같은 투명성 절연체로 구성된 하부기판(100)과 상부기판(200)은 일정한 셀갭(D2)을두고 합착되어 있다.
여기서, 상기 하부기판(100)에는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명체로 구성되고 수개의 가지로 이루어진 슬릿형태의 화소전극(120)과 상대전극(140)이 일정한 간격(L2)으로 이격되어 형성되어 있다.
또한, 상기 화소전극(120)과 상대전극(140)은 절연층(미도시)과 같은 소정의 층을 사이에 두고 형성되어 있어서 그 간격(D2)은 0이 될 수 있다.
한편, 상기 화소전극(120)과 상대전극(140)간의 간격(L2)은 상기 하부전극(100)과 상부전극(200)간의 간격인 셀갭(D2) 보다 작으며, 상기 화소전극(120)의 폭(W2) 보다 작다.
따라서, L2/D2는 항상 1보다 작거나 O이며, 또한 L2/W2도 항상 1보다 작거나 0이된다. 그결과, 전압 인가시 상기 전극들(120)(140)간에는 포물선 전계(E2)가 셩성되어 전극들(120)(140) 사이는 물론 전극들(120)(140) 위의 모든 액정 분자(160)가 회전하게 된다. 그러므로, 투과영역(A2)이 상기 상부기판(200) 전반에 걸쳐 형성되므로 휘도가 커지게 된다.
또한, 상기 전극들(120)(140)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명체로 되어 있기 때문에 투과율 증가에 기여한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(110)과 데이터 라인(130)이 수직 교차되어 있는 하부기판(100)상에 형성되어 있는 상대전극(140)을 슬릿 형태가아닌 박스(box) 형태로 구성하여 스토리지 캐패시턴스(Cst)를 증가시킴으로써 피드-쓰루(Feed-Through) 전압 △Vp 감소효과를 동반하여 화면 품위를 향상시킬 수 있다.
여기서, 상대전극(140)은 공통라인(150)으로부터 계속적으로 공통신호를 인가 받으며, 화소전극(120)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(190)에 콘택되어 데이터 라인(130)으로부터 들어온 디스플레이 신호를 인가 받는다. 따라서, 화소전극(120)과 상대전극(140) 사이에 포물선 전계가 형성되는 것이다.
본 발명의 원리와 정신에 위배되지 않는 범위에서 여러 실시예는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 뿐만 아니라 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 본원에 첨부된 특허청구범위는 이미 상술된 것에 한정되지 않으며, 하기 특허청구범위는 당해 발명에 내재되어 있는 특허성 있는 신규한 모든 사항을 포함하며, 아울러 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 균등하게 처리되는 모든 특징을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치에 의하면 전극간의 간격을 셀갭과 전극 폭보다 작게하고 전극을 투명체로 형성함으로써 광시야각을 가지면서도 고휘도 특성을 지니게 되어 화질이 보다 더 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 액정 분자로 채워진 액정층을 사이에 두고 하부기판과 상부기판이 합착되어 있으며, 상기 하부기판상에는 투명체로 구성된 화소전극과 상대전극이 형성되어 있으며, 상기 화소전극과 상대전극 사이의 간격은 상기 하부기판과 상부기판간의 간격보다 작으며, 상기 화소전극의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상대전극과 화소전극은 수개의 가지로 이루어진 슬릿 형태인 것을 특징으로 하는 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상대전극은 박스 형태이고 상기 화소전극은 수개의 가지로 이루어진 슬릿 형태인 것을 특징으로 하는 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투명체는 ITO인 것을 특징으로 하는 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극과 상대전극간의 간격은 0인 것을 특징으로 하는 흑백 박막트랜지스터 액정 디스플레이 장치.
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