KR20060134718A - 액정표시소자 - Google Patents

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KR20060134718A
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최우영
김성진
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 패드부 영역의 공통배선 상부에 절연막을 사이에 두고 Vcom 왜곡방지용 전극을 형성하여 커패시턴스를 구현함으로써 상기 커패시턴스로서 Vcom 신호의 왜곡을 초래하는 AC 성분을 제거하여 안정적인 Vcom 신호를 패널에 제공하여 화상불량을 제거하고자 하는 액정표시소자에 관한 것으로서, 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 그 외곽부의 패드부 영역으로 구분되는 액정표시소자에 있어서, 상기 제 1 기판 상에서 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과, 상기 제 1 기판의 패드부 영역에 형성되는 공통배선과, 상기 공통배선 상부에 형성되는 절연막과, 상기 절연막 상에서 상기 패드부 영역의 공통배선에 오버랩되는 Vcom 왜곡방지용 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
공통배선, 공통전압 왜곡, 잔상, 그리니쉬 현상, 플리커

Description

액정표시소자{Liquid Crystal Display Device}
도 1은 종래 기술에 의한 횡전계방식 액정표시소자의 평면도.
도 2는 데이터 전압에 따른 공통전압의 왜곡을 설명하기 위한 파형도.
도 3 및 도 4는 공통전압의 왜곡으로 인한 그리니쉬 현상을 설명하기 위한 파형도.
도 5는 본 발명에 의한 횡전계방식 액정표시소자의 평면도.
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ‘ 선상의 절단면도.
도 7a 내지 도 7c는 도 5의 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 영역을 각각 나타낸 확대평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명
111 : TFT 어레이 기판 112 : 게이트 배선
115 : 데이터 배선 117 : 공통배선
118 : Vcom 왜곡방지용 전극 122: 게이트 패드
125 : 데이터 패드 127 : 공통패드
128 : 더미패드 130 : 절연막
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 Vcom 신호의 왜곡을 초래하는 AC 성분을 제거하여 안정적인 Vcom 신호를 패널에 제공하고자 하는 액정표시소자에 관한 것이다.
평판표시소자로서 최근 각광받고 있는 액정표시소자는 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에 활발한 연구가 이루어지고 있다.
특히, 얇은 두께로 제작될 수 있어 장차 벽걸이 TV와 같은 초박형(超薄形) 표시장치로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 가볍고, 전력소비도 CRT 브라운관에 비해 상당히 적어 배터리로 동작하는 노트북 컴퓨터의 디스플레이로 사용되는 등, 차세대 표시장치로서 각광을 받고 있다. 또한, 소형 패널로 제작되어 휴대폰 디스플레이로도 사용되고 있어 그 활용이 다양하다.
이와같은 액정표시소자는 컬러필터 어레이 기판이라 불리는 상부기판과, TFT 어레이 기판이라 불리는 하부기판과, 서로 대향하는 상기 상,하부 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는데, 상기 상,하부 기판의 내측면에는 액정을 제어하여 일정한 방향으로 배향하기 위한 각종 패턴들이 형성되어 있다.
이 때, 일반적인 액정표시소자인 경우에는 하부기판에 화소전극이 구비되고 상부기판에 공통전극이 구비되어 두 전극 사이에 형성되는 수직전계에 의해 액정층을 구동하고, 횡전계방식 액정표시소자인 경우에는 하부기판에 화소전극 및 공통전극이 모두 구비되어 두 전극 사이에 형성되는 수평전계에 의해 액정층을 구동한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술에 의한 액정표시소자에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 이하에서는 횡전계방식 액정표시소자를 실시예로 하여 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 횡전계방식 액정표시소자의 평면도이고, 도 2는 데이터 전압에 따른 공통전압의 왜곡을 설명하기 위한 파형도이며, 도 3 및 도 4는 공통전압의 왜곡으로 인한 그리니쉬 현상을 설명하기 위한 파형도이다.
액정표시소자의 상부기판에는 빛샘을 방지하는 블랙 매트릭스와 색상을 표현하기 위한 RGB의 컬러필터층이 형성되어 있고, 하부기판에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 배선(12) 및 데이터 배선(15)이 수직교차되어 정의된 단위 화소영역에 스위칭 역할을 하는 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor)와 횡전계를 형성하는 화소전극 및 공통전극이 구비되어 있다.
좀더 구체적으로, 상기 하부 기판(11)은 점선 내측의 액티브 영역과 점선 외측의 패드부 영역으로 구분되는바, 상기 액티브 영역은 화상이 표시되는 영역으로 전술한 바와 같이, 복수개의 게이트 배선(12), 데이터 배선(15), 박막트랜지스터, 공통전극 및 화소전극이 형성되어 있고, 상기 패드부 영역에는 외부 구동회로인 인쇄회로기판(도시하지 않음)으로부터 각종 신호를 공급받기 위한 게이트 패드(22), 데이터 패드(25), 공통배선(17) 및 공통패드(27)가 형성되어 있다.
이 때, 상기 게이트 패드(22)는 게이트 배선(12)과 일체형으로 형성되고, 상기 데이터 패드(25)는 데이터 배선(15)과 일체형으로 형성되고, 상기 공통패드(27) 및 공통배선(17)은 공통전극과 일체형으로 형성되어 각종 신호를 전달한다.
상기 데이터 패드(25)를 통해 데이터 배선(15)에는 데이터 신호가 인가되고 상기 공통배선(17)에는 데이터 신호의 기준전압을 제공하는 Vcom 신호가 인가된다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의한 액정표시소자는 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 패널에 공급되는 신호중, 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 신호(Vdata)는 AC(교류)로 인가되고, 공통신호(Vcom1)는 DC(직류)로 인가되는데, 데이터 배선(15)과 공통배선(17)이 오버랩되는 부분에서 데이터 배선의 AC 신호에 의해 공통배선의 DC신호가 왜곡되어 Vcom1이 Vcom2가 되는 커플링 현상이 발생한다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 커플링 현상에 의해 공통배선에 흐르는 공통전압(Vcom2)이 인가된 공통 DC전압(Vcom1)보다 상승하게 되는데, 이로써 녹색 화소영역에 인가되는 Vdata와 Vcom2의 전압차(V2)가 적,청색 화소영역에 인가되는 Vdata와 Vcom2의 전압차(V1)보다 높게 되어 전체적으로 녹색이 밝아보이는 현상이 발생하게 된다. 전압차가 커지면 액정회전이 커서 색상이 강하게 표현되기 때문이다.
반대로, 도 4에 도시된 바와 같이, 커플링 현상에 의해 공통배선에 흐르는 공통전압(Vcom2)이 인가된 공통 DC전압(Vcom1)보다 하강할 수도 있는데, 이경우 녹색 화소영역에 인가되는 Vdata와 Vcom2의 전압차(V3)가 적,청색 화소영역에 인가되는 Vdata와 Vcom2의 전압차(V4)보다 높게 되어 역시 녹색이 밝아보이는 현상이 발생하게 된다. 즉, 적,녹,청색이 균일한 휘도로 보이지 않고 녹색이 보다 밝아보이는 그리니쉬(greenish) 현상이 나타나게 되는 것이다.
그리고, Vcom 신호의 왜곡에 의해 액정분자가 불안정하게 회전하므로 화상전환시 이전 화상이 잔상하게 되는 문제점이 발생하며, 이외에도 화상이 깜빡거리는 플리커(flicker) 현상이 발생하여 화상 품질을 크게 떨어뜨린다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 패드부 영역의 공통배선 상부에 절연막을 사이에 두고 Vcom 왜곡방지용 전극을 형성하여 커패시턴스를 구현함으로써 상기 커패시턴스로서 Vcom 신호의 왜곡을 초래하는 AC 성분을 제거하여 안정적인 Vcom 신호를 패널에 제공하여 화상불량을 제거하고자 하는 액정표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시소자는 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 그 외곽부의 패드부 영역으로 구분되는 액정표시소자에 있어서, 상기 제 1 기판 상에서 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과, 상기 제 1 기판의 패드부 영역에 형성되는 공통배선과, 상기 공통배선 상부에 형성되는 절연막과, 상기 절연막 상에서 상기 패드부 영역의 공통배선에 오버랩되는 Vcom 왜곡방지용 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 패드부 영역의 공통배선 상에 절연막을 사이에 두고 Vcom 왜곡방지용 전극을 오버랩시켜 Vcom의 AC 성분을 제거하여 Vcom 왜곡을 방지하는 것을 특징으로 하는데, 이때, 상기 Vcom의 AC 성분을 제거하기 위해서는 Vcom 왜곡방지용 전극을 그라운드 접지시켜야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 액정표시소자를 살펴보면 다음과 같다. 이하에서는 횡전계방식 액정표시소자의 TFT 어레이 기판을 실시예로 하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 횡전계방식 액정표시소자의 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ‘ 선상의 절단면도이며, 도 7a 내지 도 7c는 도 5의 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 영역을 각각 나타낸 확대평면도이다.
본 발명에 의한 TFT 어레이 기판(111)에는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 액정분자의 배열 방향을 변환시킬 수 있는 박막트랜지스터가 형성된 점선 내측의 액티브 영역 및 외부 구동회로와 접속되는 점선 외측의 패드부 영역으로 구분되는바, 액티브 영역에는 복수개의 게이트 배선(112) 및 데이터 배선(115)이 수직 교차하여 화소를 정의하고, 도시하지는 않았으나, 상기 화소 내부에는 박막트랜지스터(TFT : Thin Film Transistor), 화소전극 및 공통전극이 각각 형성되어 있다. 상기 화소전극과 공통전극은 평행하도록 형성되어 액정층을 구동하기 위한 횡전계를 형성한다.
이때, 상기 게이트 배선층과 데이터 배선층 사이에는 게이트 절연막이 삽입되어 두 층을 절연시키고, 상기 데이터 배선층과 화소전극 사이에는 보호막이 삽입되어 두 층을 절연시킨다.
그리고, 패드부 영역에는 상기 게이트 배선(112)에서 연장되는 복수개의 게이트 패드(122)와, 상기 데이터 배선(115)에서 연장되는 복수개의 데이터 패드(125)와, 기판 가장자리에 일직선으로 형성되는 공통배선(117)과, 상기 공통배선 (117) 끝단에 형성되는 공통패드(127)와, 패드부 영역의 공통배선에 오버랩되어 상기 공통배선과의 사이에서 커패시턴스를 형성하는 Vcom 왜곡방지용 전극(118)이 형성된다.
상기 공통배선(117) 및 공통패드(127)는 상기 게이트 배선(112)과 동일층에 구비되는데, 상기 게이트 배선(112) 및 게이트 패드(122)와 접속하지 않도록 상기 게이트 패드가 형성되는 일 모서리변을 제외한 나머지 모서리변에서 일체형으로 형성되도록 패터닝한다.
이와같이, 공통배선(117)과 게이트 배선(112)이 동일층에 구비되는 경우, 상기 게이트 배선과 동일하게 공통배선(117) 상부에도 게이트 절연막 및 보호막이 적층므로, 패드부 영역의 공통배선(117)과 Vcom 왜곡방지용 전극(118) 사이에 게이트 절연막 및 보호막의 절연막이 개재된다.
따라서, 패드부 영역의 공통배선(117)과, 상기 공통배선에 오버랩되는 Vcom 왜곡방지용 전극(118)과, 두 패턴 사이에 개재되는 절연막(130)에 의해 Vcom 왜곡을 방지하기 위한 스토리지 커패시턴스(Cap)가 발생된다.
이때, 상기 Vcom 왜곡방지용 전극(118)은, 도 7a에 도시된 바와 같이, 외부구동회로가 접속되는 부분의 패드부 영역에서 더미패드(128, 도 5참고)에 연결하는데, 상기 더미패드를 통해서 인쇄회로기판의 그라운드에 접지시킨다. 그리고, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 같이, 패드부 영역의 공통배선(117)은 액티브 영역의 공통전극과 일체형으로 연결되고, Vcom 왜곡방지용 전극(118)은 공통배선 상부에 오버랩된다.
이와같이, 제 1 커패시터 전극이 그라운드 접지되고 이에 오버랩되는 제 2 커패시터 전극에 신호가 흐르는 경우에 있어서, 흐르는 신호가 DC일 경우 커패시터에 걸리는 저항이 무한대가 되어 신호가 흐르지 않게 되고, 흐르는 신호가 AC일 경우 쇼트되어 제 2 커패시터 전극의 신호가 제 1 커패시터 전극으로 흘러 결국, 그라운드로 빠져버린다.
따라서, Vcom 왜곡방지용 전극을 그라운드 접지시키고 공통배선(117)에 Vcom 신호를 인가하는 경우, Vcom 신호가 DC로 흐르게 되면 커패시터의 저항이 커져 커패시터를 통해서 신호가 흐르지 않게 되고 Vcom 신호가 AC성분에 의해 왜곡되면 공통배선의 AC 성분이 Vcom 왜곡방지용 전극으로 흘러, 결국 그라운드로 빠져버린다. 결국, Vcom 신호의 AC 성분은 그라운드로 빠져버리고 DC성분만 흐르게 되므로 Vcom 신호의 왜곡이 방지되는 것이다.
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 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
즉, 상기 실시예에서는 횡전계방식 액정표시소자를 실시예로 하여 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 일반적인 액정표시소자에도 적용가능하다. 공통전극을 상부기판에 형성하는 경우, 은도트를 통해 하부기판의 공통배선에 연결되어 Vcom 신호를 전달받는데, 이경우에도 하부기판의 패드부영역에 형성되어 있는 공통배선 상부에 그라운드 접지된 Vcom 왜곡방지용 전극을 오버랩시켜 Vcom에 AC 성분을 제 거하여 Vcom 왜곡을 방지할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 패드부 영역의 공통배선 상부에 절연막을 사이에 두고 Vcom 왜곡방지용 전극을 형성하여 커패시턴스를 구현함으로써 상기 커패시턴스로서 Vcom 신호의 왜곡을 초래하는 AC 성분을 제거하여 안정적인 Vcom 신호를 패널에 제공할 수 있게 된다.
따라서, 왜곡된 Vcom 신호에 의해 발생했던 잔상, 플리커, 그리니쉬 현상 등을 제거할 수 있으므로 화상품질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 패드부 영역의 공통배선 상부에 오버랩되는 Vcom 왜곡방지용 전극은 액티브 영역의 화소전극과 동시에 형성하므로, Vcom 왜곡방지용 전극을 형성하기 위한 별도의 공정 없이 Vcom 왜곡을 방지할 수 있다.

Claims (8)

  1. 제 1 ,제 2 기판 사이에 액정층이 구비되어 액티브영역 및 그 외곽부의 패드부 영역으로 구분되는 액정표시소자에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에서 수직교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소에 형성되는 박막트랜지스터 및 화소전극과,
    상기 제 1 기판의 패드부 영역에 형성되는 공통배선과,
    상기 공통배선 상부에 형성되는 절연막과,
    상기 절연막 상에서 상기 패드부 영역의 공통배선에 오버랩되는 Vcom 왜곡방지용 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공통배선은 상기 게이트 배선과 동일층에 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Vcom 왜곡방지용 전극은 상기 화소전극과 동일층에 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연막은 상기 공통배선 상부에 형성되는 게이트 절연막 및 보호막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 Vcom 왜곡방지용 전극은 그라운드 접지되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 Vcom 왜곡방지용 전극은 패드부 영역의 더미패드를 통해 인쇄회로기판의 그라운드에 연결되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판 상에 공통전극이 더 구비되어 상기 제 1 기판의 공통전극에 콘택되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 액티브 영역에 상기 화소전극과 평행하게 형성되고 상기 공통배선에 연결되는 공통전극이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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