KR20070028142A - 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070028142A
KR20070028142A KR1020050083366A KR20050083366A KR20070028142A KR 20070028142 A KR20070028142 A KR 20070028142A KR 1020050083366 A KR1020050083366 A KR 1020050083366A KR 20050083366 A KR20050083366 A KR 20050083366A KR 20070028142 A KR20070028142 A KR 20070028142A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
gate
insulating substrate
data
Prior art date
Application number
KR1020050083366A
Other languages
English (en)
Inventor
손정호
정동훈
박준형
문현철
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050083366A priority Critical patent/KR20070028142A/ko
Publication of KR20070028142A publication Critical patent/KR20070028142A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/42—Arrangements for providing conduction through an insulating substrate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

좌·우 광특성이 동일하고, 투과율 및 응답 속도가 개선된 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 제1 절연 기판과, 제1 절연 기판 상에 형성된 게이트선들과, 제1 절연 기판 상에 게이트선들과 교차하도록 형성된 데이터선들과, 데이터선들을 따라 배열되고, 각각 일방향으로 절곡된 제1 화소 전극들과, 데이터선들을 따라 배열되고, 각각 타방향으로 절곡되며, 제1 화소 전극들과 교대로 배치된 제2 화소 전극들과, 각 게이트선 및 각 데이터선에 연결되고, 제1 화소 전극 또는 제2 화소 전극에 연결된 박막 트랜지스터들과, 제1 절연 기판과 대향하는 제2 절연 기판과, 제2 절연 기판 상에 형성되고, 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극을 포함한다.
액정 표시 장치, 화소 전극, 구동

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 전극 표시판의 배치도이다.
도 3은 도 1의 박막 트랜지스터 표시판과 도 2의 공통 전극 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ~Ⅳ'선에 대한 단면도이다.
도 5는 도 1의 Ⅴ~Ⅴ'선 및 Ⅴ'~Ⅴ''선에 의한 단면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅵ~Ⅵ'선에 대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동법을 설명한 설명도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1: 박막 트랜지스터 표시판 2: 공통 전극 표시판
3: 액정층 22: 게이트선
26: 게이트 전극 62: 데이터선
65: 소스 전극 66: 드레인 전극
82a: 제1 화소 전극 82b: 제2 화소 전극
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 좌·우 광특성이 동일한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다
수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 이와 같이 절개부 또는 돌기를 이용하여 하나의 화소를 다수의 도메인으로 분할하여 액정 분자의 방향을 결정하는 방법은 개구율이 낮으며, 텍스쳐(texture)가 발생하여 휘도가 감소하고, 응답속도가 저하되는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 화소 전극을 45도 방향으로 만들어 인근 화소 전극간에 생기는 전압차에 의한 측방향 전기장(lateral field)을 액정 분자의 방향 결정에 이용하는 방법이 사용되었다.
여기서 투과율 및 응답 속도는 개선되었으나, 액정 표시 장치의 좌·우 광특성이 비대칭적인 문제가 발생하였다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 좌·우 광특성이 동일한 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 제1 절연 기판과, 제1 절연 기판 상에 형성된 게이트선들과, 제1 절연 기판 상에 게이트선들과 교차하도록 형성된 데이터선들과, 데이터선들을 따라 배열되고, 각각 일방향으로 절곡된 제1 화소 전극들과, 데이터선들을 따라 배열되고, 각각 타방향으로 절곡되며, 제1 화소 전극들과 교대로 배치된 제2 화소 전극들과, 각 게이트선 및 각 데이터선에 연결되고, 제1 화소 전극 또는 제2 화소 전극에 연결된 박막 트랜지스터들과, 제1 절연 기판과 대향하는 제2 절연 기판과, 제2 절연 기판 상에 형성되고, 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공통 전극 표시판의 배치도이고, 도 3은 도 1의 박막 트랜지스터 표시판과 도 2의 공통 전극 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ~Ⅳ'선에 대한 단면도이고, 도 5는 도 1의 Ⅴ~Ⅴ'선 및 Ⅴ'~Ⅴ''선에 의한 단면도이고, 도 6은 도 3의 Ⅵ~Ⅵ'선에 대한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 표시판(1)과 이와 대향하여 위치하는 공통 전극 표시판(2) 및 이 두 표시판(1, 2) 사이에 형성되어 있고 그에 포함되어 있는 액정 분자(5)의 장축이 이들 표시판(1, 2)에 대하여 거의 수직으로 배향되어 있는 액정층(3)으로 이루어진다.
먼저, 도 1, 도 4 및 도 5를 참조하여 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다.
절연 기판(10) 위에 가로 방향으로 게이트선(22)이 형성되어 있고, 게이트선(22)에는 돌기의 형태로 이루어진 게이트 전극(26)이 형성되어 있다. 그리고, 게이트선(22)의 끝에는 다른 층 또는 외부로부터 게이트 신호를 인가받아 게이트선(22)에 전달하는 게이트선 끝단(24)이 형성되어 있고, 게이트선 끝단(24)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 이러한 게이트선(22), 게이트 전극(26) 및 게이트선 끝단(24)을 게이트 배선이라고 한다.
또한 절연 기판(10) 위에는 유지 전극선(28)과 유지 전극(29)이 형성되어 있다. 유지 전극선(28)은 화소 영역을 가로질러 가로 방향으로 뻗어 있고, 유지 전극선(28)에는 유지 전극선(28)에 비해 너비가 넓은 유지 전극(29)이 형성되어 있다. 이러한 유지 전극선(28) 및 유지 전극(29)을 유지 전극 배선이라고 하며, 다만 유지 전극 배선의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 전극 배선(28, 29)은 알루미늄(Al)과 같은 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어질 수 있다. 또한 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 전극 배선(28, 29)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 전극 배선(28, 29)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전 막은 다른 물질, 특히 ITO(Indium Tin Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열의 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 전극 배선(28, 29)은 다양한 여러가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 배선(22, 24, 26) 및 유지 전극 배선(28, 29)의 상부에는 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(30) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 반도체층(40)이 형성되어 있다. 이러한 반도체층(40)은 섬형, 선형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 본 실시예에서와 같이 게이트 전극(26) 상에 섬형으로 형성될 수 있다. 또한 반도체층(40)이 선형으로 형성되는 경우, 데이터선(62) 아래에 위치하여 게이트 전극(26) 상부까지 연장된 형상을 가질 수 있다.
반도체층(40) 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 이루어진 섬형의 저항성 접촉층 및 선형의 저항성 접촉층이 형성되어 있다. 본 실시예의 저항성 접촉층(55, 56)은 섬형의 저항성 접촉층으로서, 드레인 전극(66) 및 소스 전극(65) 아래에 위치한다. 선형의 저항성 접촉층의 경우 데이터선(62)의 아래까지 연장되어 형성된다.
저항성 접촉층(55, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 데이터선(62) 및 드레 인 전극(66)이 형성되어 있다. 데이터선(62)은 길게 뻗어 있으며 게이트선(22)과 교차한다. 데이터선(62)으로부터 가지 형태로 저항성 접촉층(55)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65)이 형성되어 있다. 그리고, 데이터선(62)의 끝에는 다른 층 또는 외부로부터 데이터 신호를 인가 받아 데이터선(62)에 전달하는 데이터선 끝단(68)이 형성되어 있고, 데이터선 끝단(68)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다. 드레인 전극(66)은 소스 전극(65)과 분리되어 있으며, 게이트 전극(26)에 대하여 소스 전극(65)의 반대쪽 저항성 접촉층(56) 상부에 위치한다. 이러한 데이터선(62), 데이터선 끝단(68), 드레인 전극(66) 및 소스 전극(65)을 데이터 배선이라고 한다.
여기서 데이터선(62)은 화소의 길이를 주기로 하여 반복적으로 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분이 나타나도록 형성되어 있다. 이 때, 데이터선(62)의 굽은 부분은 두 개의 직선 부분으로 이루어지며, 이들 두 개의 직선 부분 중 하나는 게이트선(22)에 대하여 45도를 이루고, 다른 하나는 게이트선(22)에 대하여 -45도를 이룬다. 데이터선(62)의 세로로 뻗은 부분에는 소스 전극(65)이 연결되어 있고, 이 부분이 게이트선(22) 및 유지 전극선(28)과 교차한다.
이 때, 데이터선(62)의 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분의 길이의 비는 1:1 내지 9:1 사이(즉, 데이터선(62) 중 굽은 부분이 차지하는 비율이 50%에서 90%사이)인 것이 바람직하다.
따라서, 게이트선(22)과 데이터선(62)이 교차하여 이루는 화소는 꺽인 띠 모양으로 형성된다. 이와 같이, 데이터선(62)은 화소의 모양처럼 직선과 꺽인 띠 모 양의 조합으로 이루어질 수 있으나 본 발명은 이에 한정하지 않으며 데이터선(62)은 단순히 직선 모양 또는 꺽인 띠 모양으로 형성될 수 있다.
또, 드레인 전극(66)은 유지 전극(29)과 중첩하도록 형성되어, 유지 전극(29)과 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 중첩함으로써 유지 용량을 형성한다.
데이터선(62), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(미도시)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(미도시)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 앞서 설명한 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 또는 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막의 이중막 외에도 몰리브덴막-알루미늄막-몰리브덴막의 삼중막을 들 수 있다.
소스 전극(65)은 반도체층(40)과 적어도 일부분이 중첩되고, 드레인 전극(66)은 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극(65)과 대향하며 반도체층(40)과 적어도 일부분이 중첩된다. 여기서, 저항성 접촉층(55, 56)은 그 하부의 반도체층(40)과, 그 상부의 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66) 사이에 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.
드레인 전극(66)은 반도체층(40)과 중첩되는 막대형 끝 부분과, 이로부터 연장되어 유지 전극(29)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(67)를 가진다.
데이터선(62), 드레인 전극(66) 및 노출된 반도체층(40) 상에는 유기 절연막으로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있다. 여기서 보호막(70)은 질화규소 또는 산화규소로 이루어진 무기물, 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물 또는 플라즈마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진다. 또한 보호막(70)은 유기막의 우수한 특성을 살리면서도 노출된 반도체층(40) 부분을 보호하기 위하여 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(70)에는 데이터선 끝단(68) 및 드레인 전극 확장부(67)를 각각 드러내는 접촉 구멍(contact hole)(78, 76)이 형성되어 있으며, 보호막(70)과 게이트 절연막(30)에는 게이트선 끝단(24)을 드러내는 접촉 구멍(74)이 형성되어 있다. 접촉 구멍(76)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결되어 화소의 모양을 따라 꺽인 띠 모양의 화소 전극(82)이 형성되어 있다.
또한, 보호막(70) 위에는 접촉 구멍(74, 78)을 통하여 각각 게이트선 끝단(24)과 데이터선 끝단(68)과 연결되어 있는 보조 게이트선 끝단(86) 및 보조 데이터선 끝단(88)이 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극(82)과 보조 게이트 및 데이터선 끝단(86)은 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전체 또는 알루미늄 따위의 반사성 도전체로 이루어진다. 보조 게이트선 및 데이터선 끝단(86, 88)은 게이트선 끝단(24) 및 데이터선 끝단(68)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다.
화소 전극(82)은 접촉 구멍(76)을 통하여 드레인 전극(66)과 물리적/전기적으로 연결되어 드레인 전극(66)으로부터 데이터 전압을 인가받는다.
데이터 전압이 인가된 화소 전극(82)은 상부 표시판의 공통 전극과 함께 전 기장을 생성함으로써 화소 전극(82)과 공통 전극 사이의 액정층의 액정 분자들의 배열을 결정한다.
이러한 화소 전극(82)은 제1 화소 전극(82a)들과 제2 화소 전극(82b)들로 구성된다. 여기서 제1 화소 전극(82a)들은 데이터선(62)들을 따라 열방향으로 배열되어 형성된다. 또한 제2 화소 전극(82b)들은 데이터선(62)들을 따라 열방향으로 배열되어 형성된다.
여기서 제1 화소 전극(82a)들과 제2 화소 전극(82b)들은 교대로 배치된다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 제1 화소 전극(82a)들은 데이터선(62)들을 따라 배열되며, 각각 일방향으로 절곡되어 형성된다. 제1 화소 전극(82a)들과 교대로 배치되는 제2 화소 전극(82b)들은 데이터선(62)들을 따라 배열되며, 각각 타방향으로 절곡되어 형성된다. 이때, 제1 화소 전극(82a)들과 제2 화소 전극(82b)들은 서로 반대 방향으로 절곡된다.
여기서 제1 화소 전극(82a)의 절곡부는 이웃하는 두 개의 게이트선(22)들 사이에 위치하며, 제2 화소 전극(82b)의 절곡부는 게이트선(22)들 상에 위치한다. 또한 게이트 전극(26), 드레인 전극(66) 및 소스 전극(65)으로 구성되고, 제1 화소 전극(82a)과 연결된 박막 트랜지스터(A)는 제1 화소 전극(82a)의 말단부에 위치한다. 마찬가지로 게이트 전극(26), 드레인 전극(66) 및 소스 전극(65)으로 구성되고, 제2 화소 전극(82b)과 연결된 박막 트랜지스터(B)는 제2 화소 전극(82b)의 중앙부에 위치한다.
여기서 제2 화소 전극(82b)의 경우, 게이트선(22)이 제2 화소 전극(82b)의 중앙부를 통과하기 때문에 빛샘 현상이 발생할 수 있는데, 이것은 박막 트랜지스터 구성시 유기막을 적용하거나, 게이트선(22)이 통과하는 부분에 블랙 매트릭스를 형성함으로써 해결할 수 있다.
이러한 화소 전극(82), 보조 게이트선 및 데이터선 끝단(86, 88) 및 보호막(70) 위에는 액정층(3)을 배향할 수 있는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.
이하 도 2, 도 3 및 도 6을 참조하여 공통 전극 표시판에 대하여 설명한다.
유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 절연 기판(110)의 아래면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(120)와 화소에 순차적으로 배열되어 있는 적, 녹, 청색의 색필터(130)가 형성되어 있고, 색필터(130) 위에는 유기 물질로 이루어진 오버코트막(150)이 형성되어 있다. 오버코트막(150)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 절개부(142)를 가지는 공통 전극(140)이 형성되어 있다. 이때, 절개부(142)는 화소가 굽은 모양을 따라 굽은 형태를 취하고 있다. 이러한 절개부(142)는 도메인 분할 수단으로 작용하며 그 폭은 9㎛에서 12㎛ 사이인 것이 바람직하다. 또한 절개부(142) 대신 유기물 돌기를 형성할 수도 있으며 이때, 유기물 돌기의 폭을 5㎛에서 10㎛ 사이로 하는 것이 바람직하다.
이러한 절개부(142)는 제1 화소 전극(82a) 상에 위치하고 일방향으로 절곡된 제1 절개부(142a)와, 제2 화소 전극(82b) 상에 위치하고 타방향으로 절곡된 제2 절개부(142b)를 포함한다. 또한 절개부(142)는 게이트선(22)에 대하여 대략 45도 또는 -45도로 경사져 형성된다. 즉, 절개부(142)는 제1 화소 전극(82a) 상에 일방향으로 절곡되어 위치하여 제1 화소 전극(82a)을 좌우로 양분하는 제1 절개부(142a) 와 제2 화소 전극(82b) 상에 타방향으로 절곡되어 위치하여 제2 화소 전극(82b)를 좌우로 양분하는 제2 절개부(142b)를 가진다.
블랙 매트릭스(120)는 데이터선(62)의 굽은 부분에 대응하는 선형 부분과 데이터선(62)의 세로로 뻗은 부분 및 박막 트랜지스터 부분에 대응하는 부분을 포함한다.
또한 색필터(130)는 블랙 매트릭스(120)에 의하여 구획되는 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있고 화소의 모양을 따라 주기적으로 구부러져 있다.
공통 전극(140) 위에는 액정 분자(5)들을 배향하는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.
도 3은 도 1의 박막 트랜지스터 표시판과 도 2의 공통 전극 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도로서, 공통 전극(140)의 절개부(142)는 제1 및 제2 화소전극(82)의 가운데에 배열된다.
이와 같은 구조의 박막 트랜지스터 표시판(1)과 공통 전극 표시판(2)을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정층(3)을 형성하여 수직 배향하면 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 구조가 이루어진다.
액정층(3)에 포함되어 있는 액정 분자(5)는 제1 및 제2 화소 전극(82a, 82b)과 공통 전극(140) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 그 방향자가 박막 트랜지스터 표시판(1)과 공통 전극 표시판(2)에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있고, 음의 유전율 이방성을 가진다.
박막 트랜지스터 표시판(1)과 공통 전극 표시판(2)은 제1 및 제2 화소 전극 (82a, 82b)이 색필터(130)에 정확하게 중첩되도록 정렬된다. 이렇게 하면, 화소는 공통 전극(140)의 절개부(142)에 의해 다수의 도메인으로 분할된다. 이때, 화소는 절개부(142)에 의하여 좌우로 분할되나 화소의 꺽인 부분을 중심으로 하여 상하에서 액정의 배향 방향이 서로 달라서 4종류의 도메인으로 분할된다. 즉, 화소는 액정층(3)에 포함된 액정 분자(5)의 주 방향자가 전계 인가시 배열하는 방향에 따라 4종류의 도메인으로 분할된다.
액정 표시 장치는 이러한 기본 구조에 편광판, 백라이트, 보상판 등의 요소들을 배치하여 이루어진다.
이 때 편광판(미도시)은 상술한 액정 표시 장치의 기본 구조 양측에 각각 하나씩 배치되며, 그 투과축은 게이트선(22)에 대하여 둘 중 하나는 나란하고 나머지 하나는 수직을 이루도록 배치한다.
이상과 같은 구조로 이루어진 액정 표시 장치를 형성하며 액정에 전계가 인가되었을 때 각 도메인 내의 액정이 도메인의 장변에 대하여 수직을 이루는 방향으로 기울어지게 된다. 그런데 이 방향은 데이터선(62)에 대하여 수직을 이루는 방향이므로 데이터선(22)을 사이에 두고 인접하는 두 화소 전극, 즉 제1 및 제2 화소 전극(82a, 82b) 사이에서 형성되는 측방향 전계(lateral field)에 의하여 액정이 기울어지는 방향과 일치하는 것으로서 측방향 전계가 각 도메인의 액정 배향을 도와주게 된다.
또한 액정 표시 장치는 편광판의 투과축을 게이트선(22)에 대하여 수직 또는 나란한 방향으로 배치하므로 편광판을 저렴하게 제조할 수 있으면서도 모든 도메인 에서 액정의 배향 방향이 편광판의 투과축과 45도를 이루게 되어 최고 휘도를 얻을 수 있다.
다만, 데이터선(62)이 구부러지므로 배선의 길이가 증가하게 되는데, 데이터선(62)에서 굽은 부분이 50%를 차지할 경우 배선의 길이는 약 20% 증가하게 된다. 데이터선(62)의 길이가 증가할 경우 배선의 저항과 부하가 증가하게 되어 신호 왜곡이 증가하는 문제점이 있다. 그러나 초고개구율 구조에서는 데이터선(62)의 폭을 충분히 넓게 형성할 수 있고, 두꺼운 유기물 보호막(70)을 사용하므로 배선의 부하도 충분히 작아서 데이터선(62)의 길이 증가에 따른 신호 왜곡 문제는 무시할 수 있다.
한편 액정 표시 장치는 데이터선(62) 양측에 위치하는 제1 및 제2 화소 전극(82a, 82b)에 극성이 반대인 전압을 인가하는 반전 구동 방법을 일반적으로 사용하므로 측방향 전계는 거의 항상 발생하고 그 방향은 도메인의 액정 배향을 돕는 방향이 된다. 이러한 반전 구동법에는 점반전 구동, 열반전 구동, 부분열 반전 구동, 2점 반전 구동 등이 있으며, 도 7 및 도 8을 참조하여 후에 상세히 설명한다.
또한 박막 트랜지스터 표시판(1)과 공통 전극 표시판(2) 각각은 액정 분자(5)들을 배향하기 위한 배향막(미도시)을 포함하고 있다. 이때, 배향막은 액정 분자(5)를 수직으로 배향하기 위한 특성을 가지고 있으며, 그렇지 않을 수도 있다.
이하 도 7 및 도 8을 참조하여 액정 표시 장치의 구동법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구동법을 설명한 설명도이다.
도 7을 참조하면 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(1)과 이에 연결된 게이트 구동부(720)와, 데이터 구동부(710)와, 데이터 구동부(710)에 연결된 계조 전압 생성부(730)와, 이들을 제어하는 타이밍 컨트롤러(700)를 포함한다.
또한 박막 트랜지스터 표시판(1)에는 등가 회로로 볼 때 표시 신호선(G1, G2…Gn-1, Gn, D1, D2, D3…Dm)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬 형태로 배열된 복수의 화소(Px)를 포함한다.
표시 신호선(G1, G2…Gn-1, Gn, D1, D2, D3…Dm)은 게이트 구동부(720)에 연결되어 게이트 구동 신호를 전달하는 복수의 게이트선(G1, G2…Gn-1, Gn)과, 데이터 구동부(710)에 연결되어 데이터 구동 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1, D2, D3…Dm)을 포함하며, 이때 게이트선(G1, G2…Gn-1, Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(D1, D2, D3…Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
화소(Px)는 표시 신호선(G1, G2…Gn-1, Gn, D1, D2, D3…Dm)에 연결된 스위칭 소자(미도시)와 이에 연결된 액정 충전기(liquid crystal capacitor)(미도시) 및 유지 축전기(storage capacitor)(미도시)를 포함한다. 이 때, 유지 축전기는 필요에 따라 생략할 수 있다.
또한 스위칭 소자는 삼단자 소자로서 그 게이트 전극 및 소스 전극은 각각 게이트선(G1, G2…Gn-1, Gn) 및 데이터선(D1, D2, D3…Dm)에 연결되어 있으며, 드레 인 전극은 액정 축전기 및 유지 축전기에 연결되어 있다.
계조 전압 생성부(730)는 화소(Px)의 투과율과 관련된 두 벌의 복수 계조 전압을 생성한다. 두 벌 중 한 벌은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지고 다른 한 벌은 음의 값을 가진다.
게이트 구동부(720)는 박막 트랜지스터 표시판(1)의 게이트선(G1, G2…Gn-1, Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 구동 신호를 게이트선(G1, G2…Gn-1, Gn)에 인가한다.
데이터 구동부(710)는 박막 트랜지스터 표시판(1)의 데이터선(D1, D2, D3…Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(730)로부터의 계조 전압을 선택하여 데이터 신호로서 화소(Px)에 인가하며 통상 복수의 집적회로로 이루어진다.
타이밍 컨트롤러(700)는 게이트 구동부(720) 및 데이터 구동부(710)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하며, 각 해당하는 제어 신호를 게이트 및 데이터 구동부(720, 710)에 제공한다. 여기서 타이밍 컨트롤러(700)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 적색, 녹색 및 청색의 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클럭(MCLK) 및 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 타이밍 컨트롤러(700)는 입력 제어 신호를 기초로 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성하고 영상 신호(R, G, B)를 박막 트 랜지스터 표시판(1)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(720)에 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(R', G', B')는 데이터 구동부(710)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 펄스(게이트 온 전압 구간)의 출력 시작을 지시하는 수직 동기 신호(STV), 게이트 온 펄스의 출력 시기를 제어하는 게이트 클럭 신호(CPV) 및 게이트 온 펄스의 폭을 한정하는 출력 인에이브 신호(OE) 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(R', G', B')의 입력 시작을 지시하는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1, D2, D3…Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압 극성을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클럭 신호(HCLK) 등을 포함한다.
여기서, 데이터 구동부(710)는 타이밍 컨트롤러(700)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대응하는 영상 데이터(R', G', B')를 차례로 입력받고, 계조 전압 생성부(730)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(R', G', B')에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써, 영상 데이터(R', G', B')를 해당 데이터 전압으로 변환한다.
이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1, G2…Gn-1, Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다.
이 때, 한 프레임 내에서 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통해 흐르는 데이터 전압의 극성을 바꾸어 구동할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 횡 방향으로 연속 배열된 4개의 화소를 하나의 유니트로 묶고, 이러한 유니트에 인접하는 타 유니트의 극성을 반전 구동시키는 데이터 전압을 출력하는 부분 컬럼반전(partial column inversion) 방식으로 액정 표시 장치를 구동한다.
여기서 짝수 데이터선(D2, D4…Dm)과 홀수 데이터선(D1, D3…Dm-1)을 통해 흐르는 데이터 전압은 그 극성이 서로 반대이다. 즉, 짝수 데이터선(D2, D4…Dm)에 연결된 제1 화소 전극에 인가되는 데이터 전압과, 제1 화소 전극과 교대로 배치되고 홀수 데이터선(D1, D3…Dm-1)에 연결된 제2 화소 전극에 인가되는 데이터 전압은 극성이 서로 반전되어 구성된다.
이러한 부분 컬럼반전에 의해 액정 표시 장치의 구동시 발생하는 플리커(flicker)나 수직 크로스토크를 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 액정 표시 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 좌·우 광특성이 동일한 장점이 있다.
둘째, 투과율 및 응답 속도가 개선되는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 제1 절연 기판;
    상기 제1 절연 기판 상에 형성된 게이트선들;
    상기 제1 절연 기판 상에 상기 게이트선들과 교차하도록 형성된 데이터선들;
    상기 데이터선들을 따라 배열되고, 각각 일방향으로 절곡된 제1 화소 전극들;
    상기 데이터선들을 따라 배열되고, 각각 타방향으로 절곡되며, 상기 제1 화소 전극들과 교대로 배치된 제2 화소 전극들;
    상기 각 게이트선 및 상기 각 데이터선에 연결되고, 상기 제1 화소 전극 또는 상기 제2 화소 전극에 연결된 박막 트랜지스터들;
    상기 제1 절연 기판과 대향하는 제2 절연 기판; 및
    상기 제2 절연 기판 상에 형성되고, 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 화소 전극들의 절곡부는 이웃하는 상기 게이트선들 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 화소 전극들의 절곡부는 상기 게이트선들 상에 위치하는 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터선들은 두 개의 직선으로 구성된 굽은 부분을 포함하고, 상기 두 개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선들에 대하여 실질적으로 45도를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선들에 대하여 실질적으로 -45도를 이루는 액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 도메인 분할 수단은 절개부 또는 돌출부인 액정 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 상기 도메인 분할 수단에 의해 상기 데이터선을 따라 분할되고, 상기 도메인 분할 수단은 상기 제1 및 제2 화소 전극 상에 위치하는 액정 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 도메인 분할 수단은 상기 제1 화소 전극 상에 위치하고, 상기 일방향으로 절곡된 제1 절개부와, 상기 제2 화소 전극 상에 위치하고, 상기 타방향으로 절 곡된 제2 절개부를 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하며, 음의 유전율 이방성을 가지는 액정으로 이루어진 액정층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 액정의 장축은 상기 제1 및 상기 제2 절연 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 데이터선들에 부분 컬럼반전 구동 신호 전압이 인가되는 액정 표시 장치.
KR1020050083366A 2005-09-07 2005-09-07 액정 표시 장치 KR20070028142A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050083366A KR20070028142A (ko) 2005-09-07 2005-09-07 액정 표시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050083366A KR20070028142A (ko) 2005-09-07 2005-09-07 액정 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070028142A true KR20070028142A (ko) 2007-03-12

Family

ID=38101045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050083366A KR20070028142A (ko) 2005-09-07 2005-09-07 액정 표시 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070028142A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034656A (zh) * 2020-09-11 2020-12-04 合肥鑫晟光电科技有限公司 阵列基板和显示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112034656A (zh) * 2020-09-11 2020-12-04 合肥鑫晟光电科技有限公司 阵列基板和显示装置
CN112034656B (zh) * 2020-09-11 2022-08-26 合肥鑫晟光电科技有限公司 阵列基板和显示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101358334B1 (ko) 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
JP4969109B2 (ja) 液晶表示装置
KR101071256B1 (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 액정 표시 장치
US20070109238A1 (en) Liquid crystal display and method thereof
KR20080009897A (ko) 액정 표시 장치
US7764350B2 (en) Liquid crystal display
US20080024406A1 (en) Liquid Crystal Display
KR20070047439A (ko) 액정 표시 장치
KR20070041988A (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 액정 표시 장치
KR20060112043A (ko) 액정 표시 장치
JP2007079568A (ja) 液晶表示装置
KR20060115161A (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 그를 포함하는 액정 표시 장치
US20080074601A1 (en) Liquid crystal display
JP2006221174A (ja) 液晶表示装置
US8711302B2 (en) Liquid crystal display
KR101080356B1 (ko) 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터 표시판 및 표시 장치
KR101143001B1 (ko) 액정 표시 장치
US20070001948A1 (en) Liquid crystal display
KR20070028142A (ko) 액정 표시 장치
KR20080028664A (ko) 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법
KR20070076624A (ko) 액정 표시 장치
KR101061852B1 (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 액정 표시 장치
KR101061851B1 (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 액정 표시 장치
KR20060028539A (ko) 박막 트랜지스터 표시판 및 액정 표시 장치
KR20070073047A (ko) 박막 트랜지스터 표시판

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination