KR20070076298A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

킥백 전압을 낮추고, 빛샘 현상 및 크로스 토크를 억제할 수 있는 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 절연 기판과, 절연 기판 위에 형성된 게이트선과, 게이트선과 절연되어 교차하여 화소를 형성하는 데이터선과, 게이트선과 데이터선에 연결되어 화소마다 형성된 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극으로서, 게이트선과 평행한 제1 변 및 제1 변보다 길이가 짧고 제1 변과 이웃하는 제2 변을 갖는 화소 전극과, 화소 전극의 가장자리를 따라 형성되며, 게이트선과 나란히 인접하게 배치되고, 게이트선에 인접한 화소 전극과 부분 중첩하는 유지 전극선을 포함한다.

LCD, 유지 전극선, 빛샘, 크로스 토크

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이다.

도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 화소 배열(pixel array)를 나타내는 개략도이다.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치도이다.

도 3b는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲb-Ⅲb' 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 3c는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲc-Ⅲc' 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 3d는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲd-Ⅲd' 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 3e는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲe-Ⅲe' 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 3f는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲf-Ⅲf' 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 표시판의 배치도이다.

도 5a는 도 3a의 하부 표시판과 도 4의 상부 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도이다.

도 5b는 도 5a의 액정 표시 장치를 Ⅴb-Ⅴb'선을 따라 절개한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치 도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치도이다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 절연 기판 22: 게이트선

24: 게이트선 끝단 26: 게이트 전극

40: 반도체층 62: 데이터선

64, 664, 864: 유지 전극선 64a, 64b, 64c, 64d, 64d', 64e: 유지 전극

65: 소스 전극 66: 드레인 전극

68: 데이터선 끝단 74, 76, 78: 접촉 구멍

82: 화소 전극 86: 보조 게이트선 끝단

88: 보조 데이터선 끝단 90: 공통 전극

94: 블랙 매트릭스 98: 색필터

96: 절연 기판 100: 하부 표시판

150: 액정층 200: 상부 표시판

300: 액정 패널 어셈블리 400a, 400b: 게이트 구동부

500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부

664: 광차단 패턴 800: 계조 전압 생성부

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

최근에 텔레비전 등의 표시 장치의 대형화 추세에 따라 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT) 대신에 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP), 유기 이엘 표시 장치(Organic ElectroLuminiscent Display; OELD) 등과 같은 평판 패널형 표시 장치가 개발되고 있다. 이러한 평판 패널형 표시 장치 중에서 경량화 및 박형화가 가능한 액정 표시 장치가 특히 주목받고 있다.

액정 표시 장치는 공통 전극, 색필터, 블랙 매트릭스 등이 형성되어 있는 상부 표시판과, 박막 트랜지스터, 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 표시판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정 물질을 주입해 놓고, 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 액정 물질에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 투명 절연 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다.

하부 표시판은 주사 신호를 전달하는 게이트선과 화상 신호를 전달하는 데이터선이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 화소에는 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다.

이때 박막 트랜지스터는 게이트선의 일부인 게이트 전극, 채널을 형성하는 반도체층, 및 데이터선의 일부인 소스 전극과 드레인 전극 등을 포함하고 있으며, 게이트선을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터선을 통하여 전달되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단하는 스위칭 소자이다.

액정 표시 장치의 해상도가 증가함에 따라 데이터선의 수 및 데이터 구동 칩의 개수가 증가하여 제조 단가가 상승하고 액정 표시 장치를 소형화하기 어려운 문제가 있었다. 이를 해결하고자 화소의 장변을 가로 방향으로 배열하고, 적색, 녹색, 청색의 색필터를 가로 스트라이프(stripe) 형태로 배열함으로써 데이터 구동 칩의 개수를 현저히 줄여 제조 단가를 낮출 수 있었다.

하지만 이와 같은 구조의 액정 표시 장치의 경우, 화소 전극과 게이트선 사이의 기생 커패시턴스(parasitic capactace)가 증가함에 따라 킥백 전압(kick-back voltage)이 증가한다.

또한 일반적으로 TN(Twisted Nematic) 모드로 동작하는 액정 표시 장치의 하부 표시판에 대하여 좌상부에서 우하부 방향으로 러빙을 실시한다. 이러한 러빙 방향에 의해 각 화소의 상측, 즉 화소 전극과 전단 게이트선이 인접한 부분에서 액정 분자의 리벌스 틸트 도메인(reverse tilt domain)이 형성되어 빛샘 현상이 발생한다. 이를 방지하기 위해 화소 전극과 전단 게이트선과의 간격을 넓힐 경우 개구율이 감소하게 된다.

또한 소비전력 감소를 위하여 컬럼 반전 구동(column inversion driving)을 하는 경우 수직 방향의 크로스 토크(cross-talk)가 발생하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 킥백 전압을 낮추고, 빛샘 현상 및 크로스 토크를 억제할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 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, 절연 기판과, 상기 절연 기판 위에 형성된 게이트선과, 상기 게이트선과 절연되어 교차하여 화소를 형성하는 데이터선과, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 상기 화소마다 형성된 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극으로서, 상기 게이트선과 평행한 제1 변 및 상기 제1 변보다 길이가 짧고 상기 제1 변과 이웃하는 제2 변을 갖는 화소 전극과, 상기 화소 전극의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 게이트선과 나란히 인접하게 배치되고, 상기 게이트선에 인접한 상기 화소 전극과 부분 중첩하는 유지 전극선을 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 형태 로 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 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치의 화소 배열(pixel array)를 나타내는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널 어셈블리(liquid crystal panel assembly)(300), 이에 연결된 게이트 구동부(400a, 400b) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.

액정 패널 어셈블리(300)는 등가 회로로 볼 때 다수의 표시 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 다수의 화소(PX)를 포함한다. 여기서, 액정 패널 어셈블리(300)는 서로 마주 보는 하부 표시판, 상부 표시판 및 이들 사이에 개재된 액정층을 포함한다.

표시 신호선은 하부 표시판에 구비되어 있으며, 게이트 신호를 전달하는 다수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX)는 해당 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있는 스위칭 소자와, 이에 연결된 액정 커패시터(liquid crystal capacitor)를 포함한다. 여기서 필요에 따라 스위칭 소자에 유지 커패시터(storage capacitor)를 형성할 수 있다.

여기서 각 화소(PX)의 스위칭 소자는 박막 트랜지스터 등으로 이루어지며, 각각 해당 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 있는 제어 단자, 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 액정 커패시터에 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 삼단자 소자이다.

게이트 구동부(400a, 400b)는 게이트선(G1-Gn)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호를 게이트선(G1-Gn)에 인가한다. 도 1에 도시된 한 쌍의 게이트 구동부(400a, 400b)는 각각 액정 패널 어셈블리(300)의 좌우에 위치하여 홀수 번째 및 짝수 번째 게이트선(G1-Gn)에 각각 연결되어 있다. 물론 게이트 구동부(400a, 400b)는 액정 패널 어셈블리(300)의 한쪽에 배치될 수 있다. 또한 게이트 구동부(400a, 400b)는 집적 회로 형태로 액정 패널 어셈블리(300)의 하부 표시판 상에 내장될 수 있다.

계조 전압 생성부(gray voltage generator)(800)는 화소의 투과율과 관련된 계조 전압을 생성한다. 계조 전압은 각 화소에 제공되며, 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함한다.

데이터 구동부(500)는 액정 패널 어셈블리(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 데이터 전압으로서 화소에 인가한 다. 여기서 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 기본 계조 전압만을 제공하는 경우, 데이터 구동부(500)는 기본 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 전압을 선택할 수 있다.

게이트 구동부(400a, 400b) 또는 데이터 구동부(500)는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)과 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 등과 함께 액정 패널 어셈블리(300)에 집적될 수 있다. 이와는 달리 게이트 구동부(400a, 400b) 또는 데이터 구동부(500)는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(미도시) 위에 장착되어 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package)의 형태로 액정 패널 어셈블리(300)에 부착될 수도 있다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400a, 400b) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 각 화소의 가로 길이가 세로 길이보다 길기 때문에 적색, 녹색, 청색의 색필터를 가로 스트라이프 형태로 배열한다. 즉 데이터선(D1-Dm)을 따라 순차적으로 적색, 녹색 청색의 색필터가 반복 배열된다.

이하, 도 3a 내지 도 8을 참조하여, 앞서 설명한 본 발명의 액정 표시 장치의 다양한 실시예들을 상세하게 설명한다.

우선 도 3a 내지 도 5b를 이용하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판, 이와 마주보고 있는 상부 표시판 및 이들 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다.

여기서 도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치도이다. 그리고 도 3b는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲb-Ⅲb' 선을 따라 절개한 단면도이고, 도 3c는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲc-Ⅲc' 선을 따라 절개한 단면도이고, 도 3d는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲd-Ⅲd' 선을 따라 절개한 단면도이고, 도 3e는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲe-Ⅲe' 선을 따라 절개한 단면도이고, 도 3f는 도 3a의 하부 표시판을 Ⅲf-Ⅲf' 선을 따라 절개한 단면도이다.

그리고 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 표시판의 배치도이다. 그리고 도 5a는 도 3a의 하부 표시판과 도 4의 상부 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 5b는 도 5a의 액정 표시 장치를 Ⅴb-Ⅴb'선을 따라 절개한 단면도이다.

먼저 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 액정 표시 장치의 하부 표시판에 대하여 상세하게 설명한다.

절연 기판(10) 위에 대략 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.

게이트 배선(22, 24, 26)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등은 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)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 배선(22, 24, 26)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 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 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 한정되지 않으며, 게이트 배선(22, 24, 26)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트 배선(22, 24, 26) 위에는 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 실시예와 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)의 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉층(55, 56)이 형성되어 있다. 이러한 저항성 접촉층(55, 56)은 섬형, 선형 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 본 실시예에서와 같이 섬형 저항성 접촉층(55, 56)의 경우 드레인 전극(66) 및 소스 전극(65) 아래에 위치하고, 선형의 저항성 접촉층의 경우 데이터선(62)의 아래까지 연장되어 형성될 수 있다.

저항성 접촉층(55, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 데이터선(62) 및 드레인 전극(66)이 형성되어 있다. 데이터선(62)은 길게 뻗어 있으며 게이트선(22)과 교차하여 화소를 정의한다. 데이터선(62)으로부터 가지 형태로 반도체층(40)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65)이 형성되어 있다. 그리고 데이터선(62)의 끝에는 다른 층 또는 외부로부터 데이터 신호를 인가받아 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)을 중심으로 소스 전극(65)과 대향하도록 반도체층(40) 상부에 위치한다. 드레인 전극(66)은 반도체층(40) 상부의 막대형 패턴과, 막대형 패턴으로부터 연장되어 넓은 면적을 가지며 접촉 구멍(76)이 위치하는 드레인 전극 확장부(67)를 포함한다. 이러한 데이터선(62), 데이터선 끝단(68), 소스 전극(65), 및 드레인 전극(66)을 데이터 배선이라고 한다.

또한 게이트 절연막(30) 위에는 데이터선(62)을 따라 세로 방향으로 뻗어 있으며, 게이트선(22)과 교차하는 유지 전극선(28)이 형성되어 있다. 유지 전극선(28)은 화소 내에는 화소 전극(82)의 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 유지 전극 선(64)에는 공통 전압(Vcom)이 인가된다.

유지 전극선(64)은 해당 게이트선(22)과 인접하게 배치된 제1 유지 전극(64a)과, 제1 유지 전극(64a)과 연결되고 후단 데이터선(62)과 인접하게 배치된 제2 유지 전극(64b)과, 제2 유지 전극(64b)과 연결되고 전단 게이트선(22)과 인접하게 배치된 제3 유지 전극(64c)과, 이웃하는 화소들의 유지 전극선(64)들을 서로 연결하기 위해 게이트선(62)과 절연되어 교차하는 유지 전극 연결부(64d)를 포함한다. 유지 전극선(64)과 화소 전극(82)과의 관계에 대해서는 후에 자세히 설명한다.

데이터 배선(62, 65, 66, 67)과 유지 전극선(64)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 반도체층(40)과 소스 전극(65) 및 반도체층(40)과 드레인 전극(66) 사이에 개재되어 이들 사이에 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.

데이터선(62), 드레인 전극(66), 유지 전극선(64) 및 노출된 반도체층(40) 위에는 절연막으로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있다. 여기서 보호막(70)은 질 화규소 또는 산화규소로 이루어진 무기물, 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물 또는 플라스마 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 드레인 전극(66) 및 데이터선 끝단(68)을 각각 드러내는 접촉 구멍(contact hole)(76, 78)이 형성되어 있으며, 보호막(70)과 게이트 절연막(30)에는 게이트선 끝단(24)을 드러내는 접촉 구멍(74)이 형성되어 있다.

보호막(70) 위에는 화소의 모양을 따라 대략 가로 방향으로 긴 직사각형 형상의 화소 전극(82)이 형성되어 있다. 화소 전극(82)은 접촉 구멍(76)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결된다.

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), 보조 게이트선 끝단(86), 및 보조 데이터선 끝단(88)은 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전체 또는 알루미늄 따위의 반사성 도전체로 이루어질 수 있다. 보조 게이트선 및 데이터선 끝단(86, 88)은 게이트선 끝단(24) 및 데이터선 끝단(68)과 외부 장치를 접합하는 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.

화소 전극(82), 보조 게이트선 끝단(86), 보조 데이터선 끝단(88) 및 보호막(70) 위에는 액정층을 배향할 수 있는 배향막(미도시)이 도포될 수 있다.

이하 도 3a 및 도 3d 내지 도 3f를 참조하여 본 발명의 액정 표시 장치에서 화소 전극과 유지 전극선과의 관계를 설명한다.

우선 앞서 언급한 바와 같이 유지 전극선(64)은 화소 전극(82)의 가장자리를 따라 형성된다.

도 3a 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 제1 유지 전극(64a)은 해당 게이트선(22)과 인접하게 해당 게이트선(22)을 따라 형성되고, 화소 전극(82)과 부분적으로 중첩한다. 일반적으로 킥백 전압(Vk)은 게이트 전극(26)과 드레인 전극(66) 사이의 기생 커패시턴스, 다시 말해 게이트 전극(26)에 연결된 게이트선(22)과, 드레인 전극(66)에 연결된 화소 전극(82) 사이의 기생 커패시턴스에 비례한다. 본 실시예와 같이 게이트선(22)과 나란히 인접하게 제1 유지 전극(64a)을 배치하고, 제1 유지 전극(64a)의 폭 방향으로 제1 유지 전극(64a)과 화소 전극(82)을 부분 중첩시킴으로써 이러한 기생 커패시턴스를 줄일 수 있다. 따라서 킥백 전압(Vk)이 감소될 수 있다.

도 3a 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 제2 유지 전극(64b)은 후단 데이터선(62)과 인접하게 후단 데이터선(62)을 따라 형성되고, 화소 전극(82)과 부분적으로 중첩한다. 일반적으로 후단 데이터선(62)과 화소 전극(82) 사이의 기생 커패시턴스에 의해 수직방향의 크로스 토크가 발생한다. 본 실시예와 같이 후단 데이터선(62)과 나란히 인접하게 제2 유지 전극(64b)을 배치하고, 제2 유지 전극(64b)의 폭 방 향으로 제2 유지 전극(64b)과 화소 전극(82)을 부분 중첩시킴으로써 이러한 기생 커패시턴스를 줄일 수 있다. 따라서 수직 방향의 크로스 토크를 억제할 수 있다.

도 3a 및 도 3f에 도시된 바와 같이, 제3 유지 전극(64c)은 전단 게이트선(22)과 인접하게 전단 게이트선(22)을 따라 형성되고, 화소 전극(82)과 완전히 중첩한다. 일반적으로 TN(Twisted Nematic) 모드로 동작하는 액정 표시 장치의 하부 표시판에 대하여 좌상부에서 우하부 방향으로 러빙을 실시한다. 이러한 러빙 방향에 의해 화소 전극(82)의 가장자리 중 상측에서 빛샘 현상이 발생한다. 본 실시예와 마찬가지로, 전단 게이트선(22)과 나란히 인접하게 제3 유지 전극(64c)을 배치하고, 제3 유지 전극(64c)의 폭 방향으로 제3 유지 전극(64c)과 화소 전극(82)을 완전히 중첩시킴으로써, 화소 전극(82)과 전단 게이트선(22)을 가까이 배치하더라도 제3 유지 전극(64c)을 광차단 패턴으로 사용함으로써 이러한 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 나아가 제3 유지 전극(64c)은 블랙 매트릭스(도 5a의 도면부호 94 참조)에 의해 가려지므로 더욱이 빛샘 현상을 방지할 수 있다.

이하 도 4 내지 도 5b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 상부 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 표시판의 배치도이다. 도 5a는 도 3a의 하부 표시판과 도 4의 상부 표시판을 포함하는 액정 표시 장치의 배치도이다. 도 5b는 도 5a의 액정 표시 장치를 Ⅴb-Ⅴb'선을 따라 절개한 단면도이다.

도 4 내지 도 5b를 참조하면, 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 절연 기판(96) 위에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(94)와 화소에 순차적으로 배열 되어 있는 적색, 녹색, 청색의 색필터(98)가 형성되어 있고, 색필터(98) 위에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(90)이 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(94)는 하부 표시판(100) 상의 게이트선(22) 및 데이터선(62)을 가려주기 위해 게이트선(22) 및 데이터선(62) 상에 위치한다.

공통 전극(90) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배항막(미도시)이 도포될 수 있다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 이와 같은 구조의 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정층(150)을 형성하면 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 구조가 이루어진다.

액정 표시 장치는 이러한 기본 구조에 편광판, 백라이트 등의 요소들을 배치하여 이루어진다.

이때 편광판(미도시)은 기본 구조 양측에 각각 하나씩 배치되며 그 투과축은 서로 수직을 이루도록 배치한다.

이하 도 6을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치도이다. 설명의 편의상, 상기 제1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 하부 표시판은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예의 하부 표시판과 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다.

즉 도 6에 도시된 바와 같이, 유지 전극선(64)은 해당 게이트선(22)과 인접하게 배치된 제1 유지 전극(64a)과, 제1 유지 전극(64a)과 연결되고 후단 데이터선(62)과 인접하게 배치된 제2 유지 전극(64b)과, 이웃하는 화소들의 유지 전극선(64)들을 서로 연결하는 유지 전극 연결부(64d)를 포함한다. 여기서 제3 유지 전극(도 3a 의 도면 부호 64d 참조)을 대신하여 본 실시예에서는 유지 전극선(64)과 전기적으로 절연된 광차단 패턴(664)이 형성되어 있다. 광차단 패턴(664)은 유지 전극선(64)과 동일한 층에 동일한 물질로 형성할 수 있다. 전단 게이트선(22)과 인접하게 광차단 패턴(664)을 배치되고, 광차단 패턴(664)의 폭 방향으로 광차단 패턴(664)과 화소 전극(82)을 완전히 중첩시킴으로써, 화소 전극(82)과 전단 게이트선(22)을 가까이 배치하더라도 광차단 패턴(664)을 이용하여 빛샘 현상을 방지할 수 있다.

이하 도 7을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치도이다. 설명의 편의상, 상기 제1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 하부 표시판은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예의 하부 표시판과 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다.

즉 도 7에 도시된 바와 같이, 유지 전극선(764)은 해당 게이트선(22)과 인접하게 배치된 제1 유지 전극(64a)과, 제1 유지 전극(64a)과 연결되고 후단 데이터선(62)과 인접하게 배치된 제2 유지 전극(64b)과, 제2 유지 전극(64b)과 연결되고 전 단 게이트선(22)과 인접하게 배치된 제3 유지 전극(64c)과, 이웃하는 화소들의 유지 전극선(764)을 서로 연결하는 유지 전극 연결부(64d) 및 보조 유지 전극 연결부(64d')를 포함한다.

보조 유지 전극 연결부(64d')는 유지 전극선(764)이 단락되는 것을 방지하기 위해 유지 전극 연결부(64d)을 역할을 도와준다.

이하 도 8을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판의 배치도이다. 설명의 편의상, 상기 제1 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 하부 표시판은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예의 하부 표시판과 다음을 제외하고는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다.

즉 도 8에 도시된 바와 같이, 유지 전극선(864)은 해당 게이트선(22)과 인접하게 배치된 제1 유지 전극(64a)과, 제1 유지 전극(64a)과 연결되고 후단 데이터선(62)과 인접하게 배치된 제2 유지 전극(64b)과, 제2 유지 전극(64b)과 연결되고 전단 게이트선(22)과 인접하게 배치된 제3 유지 전극(64c)과, 제3 유지 전극(64c)과 연결되고 해당 데이터선(62)과 인접하게 배치된 제4 유지 전극(64e)과, 이웃하는 화소들의 유지 전극선(764)을 서로 연결하는 유지 전극 연결부(64d)를 포함한다.

여기서 해당 데이터선(62)과 인접하게 제4 유지 전극(64e)을 배치하고, 제4 유지 전극(64e)의 폭 방향으로 제4 유지 전극(64e)과 화소 전극(82)을 부분 중첩시킴으로써, 화소 전극(82)과 해당 데이터선(62) 사이의 커플링(coupling)을 최소화 할 수 있다. 따라서 액정 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 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 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 의하면, 킥백 전압을 낮추고, 빛샘 현상 및 크로스 토크를 억제할 수 있다.

Claims (12)

1. 절연 기판:

   상기 절연 기판 위에 형성된 게이트선;

   상기 게이트선과 절연되어 교차하여 화소를 형성하는 데이터선;

   상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 상기 화소마다 형성된 박막 트랜지스터;

   상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극으로서, 상기 게이트선과 평행한 제1 변 및 상기 제1 변보다 길이가 짧고 상기 제1 변과 이웃하는 제2 변을 갖는 화소 전극; 및

   상기 화소 전극의 가장자리를 따라 형성되며, 상기 게이트선과 나란히 인접하게 배치되고, 상기 게이트선에 인접한 상기 화소 전극과 부분 중첩하는 유지 전극선을 포함하는 액정 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 유지 전극선은 상기 유지 전극선의 폭 방향으로 상기 게이트선에 인접한 상기 화소 전극과 부분 중첩하는 액정 표시 장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 유지 전극선은 이웃하는 화소의 데이터선과 나란히 인접하게 배치되고 상기 이웃하는 화소의 데이터선에 인접한 상기 화소 전극과 부분 중첩하는 액정 표시 장치.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 유지 전극선은 상기 유지 전극선의 폭 방향으로 상기 이웃하는 화소의 데이터선에 인접한 상기 화소 전극과 부분 중첩하는 액정 표시 장치.
5. 제3 항에 있어서,

   상기 유지 전극선은 전단 게이트선과 나란히 인접하게 배치되고 상기 전단 게이트선에 인접한 상기 화소 전극과 완전히 중첩하는 액정 표시 장치.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 유지 전극선은 상기 유지 전극선의 폭 방향으로 상기 전단 게이트선에 인접한 상기 화소 전극과 완전히 중첩하는 액정 표시 장치.
7. 제5 항에 있어서,

   상기 유지 전극선은 상기 데이터선과 나란히 인접하게 배치되고 상기 데이터선에 인접한 상기 화소 전극과 부분 중첩하는 액정 표시 장치.
8. 제7 항에 있어서,

   상기 유지 전극선은 상기 유지 전극선의 폭 방향으로 상기 데이터선에 인접한 상기 화소 전극과 부분 중첩하는 액정 표시 장치.
9. 제1 항에 있어서,

   이웃하는 상기 화소들의 각 유지 전극선을 서로 연결하도록 상기 게이트선과 절연되어 교차하는 하나 이상의 유지 전극 연결부를 더 포함하는 액정 표시 장치.
10. 제1 항에 있어서,

    상기 유지 전극선과 절연되고, 전단 게이트선과 나란히 인접하게 배치되고, 상기 화소 전극과 완전히 중첩하는 광차단 패턴을 더 포함하는 액정 표시 장치.
11. 제10 항에 있어서,

    상기 광차단 패턴은 상기 유지 전극과 동일한 층에 동일한 물질로 형성되는 액정 표시 장치.
12. 제1 항에 있어서,

    상기 유지 전극선은 상기 데이터선과 동일한 층에 동일한 물질로 형성되는 액정 표시 장치.

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