KR20080086730A - 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치가 개시되어 있다. 표시 기판은 화소층, 컬러필터층 및 화소 전극을 포함한다. 화소층은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 포함하며, 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극 중 적어도 하나는 상이한 면적으로 형성된다. 컬러필터층은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함한다. 화소 전극은 적색, 녹색 및 청색 화소부 각각에 대응되도록 컬러필터층 상에 형성된다. 이때, 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극은 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 면적이 조절된다. 따라서, 저계조 영역에서의 색좌표 변화에 의한 컬러 쉬프트 문제를 해결할 수 있다.

Description

표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치{DISPLAY SUBSTRATE AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 표시 기판 110 : 화소층
111 : 게이트 배선 GE : 게이트 전극
STE : 스토리지 전극 112 : 데이터 배선
SE : 소오스 전극 SEC : 소오스 연장부
DE : 드레인 전극 116 : 보호막
120 : 컬러필터층 STH : 스토리지용 홀
130 : 화소 전극 300 : 대향 기판
320 : 공통 전극 400 : 액정층
본 발명은 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 색좌표의 변화에 의한 컬러 쉬프트 문제를 해결할 수 있는 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
영상을 표시하는 표시 장치 중의 하나인 액정표시장치는 표시 기판, 표시 기판과 대향하도록 결합된 대향 기판 및 두 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
일반적으로, 표시 기판은 다수의 화소들을 독립적으로 구동시키기 위하여 절연 기판 상에 형성된 신호 배선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등을 포함하며, 대향 기판은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 컬러필터들로 이루어진 컬러필터층, 및 화소 전극에 대향하는 공통 전극을 포함한다.
최근 들어, 표시 기판과 대향 기판간의 얼라인 미스로 인한 품질 저하를 방지하기 위하여, 표시 기판 상에 컬러필터층이 형성된 COA(Color filter On Array) 구조의 액정표시장치가 제안된 바 있다.
그러나, COA 구조의 액정표시장치의 계조별 색좌표의 변화를 살펴보면, 저계조로 갈수록 색좌표가 떨어지다가 어느 부분에서 급격히 올라가는 현상을 보이고 있다. 이와 같은 저계조 영역에서의 급격한 색좌표의 변화는 저계조로 표현되는 색상에서의 미세한 계조 변화부분의 컬러 쉬프트가 심하게 나타나 부드러운 이미지의 표현이 어렵게 되는 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 저계조 영역에서의 색좌표 변화에 의한 컬러 쉬프트 문제를 해결할 수 있는 표시 기판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기한 표시 기판을 갖는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 기판은 화소층, 컬러필터층 및 화소 전극을 포함한다. 상기 화소층은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극 중 적어도 하나는 상이한 면적으로 형성된다. 상기 컬러필터층은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함한다. 상기 화소 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된다. 이때, 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성되는 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 면적이 조절된다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 기판은 화소층, 컬러필터층 및 화소 전극을 포함한다. 상기 화소층은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 포함한다. 상기 컬러필터층은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부 각각에 대응되도록 상기 화소층 상에 형성되며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극의 위치에 대응하여 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀이 각각 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀 중 적어도 하나는 상이한 개구 면적으로 형성된다. 상기 화소 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부 각각에 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된다. 이때, 상기 제1,제2 및 제3 스토리지용 홀은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 개구 면적이 조절된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 표시 기판은 화소층, 컬러필터층 및 화소 전극을 포함한다. 상기 화소층은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성되어 게이트 전극과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 전극 중 적어도 하나는 게이트 전극과의 중첩 면적이 상이하게 형성된다. 상기 컬러필터층은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함한다. 상기 화소 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된다. 이때, 상기 제1,제2 및 제3 소오스 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 상기 게이트 전극과의 중첩 면적이 조절된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 표시 기판은 화소층, 컬러필터층 및 화소 전극을 포함한다. 상기 화소층은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 소오스 전극으로부터 연장되어 게이트 라인과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부 중 적어도 하나는 상기 게이트 라 인과의 중첩 면적이 상이하게 형성된다. 상기 컬러필터층은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함한다. 상기 화소 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된다. 이때, 상기 제1,제2 및 제3 소오스 연장부는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 상기 게이트 라인과의 중첩 면적이 조절된다.
본 발명의 일 특징에 따른 표시 장치는 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판, 및 상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 표시 기판은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 포함하는 화소층과, 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 형성되며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극의 위치에 대응하여 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀이 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층과, 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함한다. 이때, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극과 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀 중에서 적어도 하나는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부 별로 서로 다른 면적으로 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따른 표시 장치는 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판, 및 상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 표시 기판은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성되어 게이트 전극과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 전 극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 전극 중 적어도 하나는 상기 게이트 전극과의 중첩 면적이 상이하게 형성된 화소층과, 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층과, 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 표시 장치는 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판, 및 상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 표시 기판은 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 소오스 전극으로부터 연장되어 게이트 라인과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부 중 적어도 하나는 상기 게이트 라인과의 중첩 면적이 상이하게 형성된 화소층과, 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층과, 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함한다.
이러한 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 저계조 영역에서의 색좌표 변화에 의한 컬러 쉬프트 문제를 해결할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 기판(100)은 화소층(110), 컬러필터층(120) 및 화소 전극(130)을 포함한다.
화소층(110)은 투명한 절연 기판(140) 상에 형성된다. 절연 기판(140)은 예를 들어, 유리 또는 플라스틱으로 형성된다.
화소층(110)은 색의 구현을 위하여, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)를 포함한다. 또한, 화소층(110)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)를 개별적으로 구동시키기 위하여, 게이트 배선(111), 데이터 배선(112) 및 스토리지 전극(STE)을 포함한다.
게이트 배선(111)은 절연 기판(140) 상에 형성되며, 게이트 라인(GL) 및 게이트 라인(GL)과 연결된 게이트 전극(GE)을 포함한다. 게이트 라인(GL)은 예를 들어, 가로 방향으로 연장되도록 형성되어 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)의 상측 및 하측을 정의한다. 게이트 전극(GE)은 게이트 라인(GL)으로부터 연장되어 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 단자를 구성한다.
게이트 배선(111)이 형성된 절연 기판(140) 상에는 게이트 절연막(113)이 형성된다. 게이트 절연막(113)은 게이트 배선(111) 및 스토리지 전극(STE)을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로써, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성된다.
데이터 배선(112)은 게이트 절연막(113) 상에 형성되어 게이트 배선(111)과 절연된다. 데이터 배선(112)은 데이터 라인(DL), 드레인 전극(DE) 및 소오스 전극(SE)을 포함한다. 데이터 라인(DL)은 게이트 라인(GL)과 교차되는 방향, 예를 들어, 세로 방향으로 연장되도록 형성되어 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)의 우측 및 좌측을 정의한다. 드레인 전극(DE)은 데이터 라인(DL)과 연결되며, 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 단자를 구성한다. 소오스 전극(SE)은 박막 트랜지스터(TFT)의 채널을 형성하기 위하여 드레인 전극(DE)과 이격되게 형성되며, 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 단자를 구성한다. 소오스 전극(SE)은 보호막(116) 및 컬러필터층(120)에 형성된 콘택홀(CNT)을 통해 화소 전극(130)과 연결된다.
한편, 게이트 전극(GE)과 드레인 전극(DE) 및 소오스 전극(SE)의 사이에는 박막 트랜지스터(TFT)의 구성을 위한 액티브층(AC)이 형성된다. 액티브층(AC)은 게이트 전극(GE)의 위치에 대응하여 게이트 절연막(113) 상에 형성된다. 액티브층(AC)은 반도체층(114) 및 오믹 콘택층(115)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층(114)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon : 이하, a-Si)으로 이루어지며, 오믹 콘택층(115)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+a-Si)으로 이루어진다.
이와 같이, 게이트 전극(GE), 드레인 전극(DE), 소오스 전극(SE) 및 액티브층(AC)으로 이루어진 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결되어 각 화소에 적어도 하나 이상이 형성된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)을 통해 인가되는 게이트 전압에 반응하여 데이터 라인(DL)을 통해 인가되는 화소 전압을 화소 전극(130)에 인가한다.
스토리지 전극(STE)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)마다 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 형성된다. 스토리지 전극(STE)은 예를 들어, 게이트 라 인(GL)들 사이에서 게이트 라인(GL)들과 평행한 방향으로 연장되도록 형성된다.
스토리지 전극(STE)은 게이트 절연막(113) 및 보호막(116)을 사이에 두고 화소 전극(130)과 대향하여 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다. 예를 들어, 스토리지 전극(STE)에는 공통 전압(Vcom)이 인가된다. 따라서, 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 화소 전극(130)에 인가된 화소 전압은 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 한 프레임 동안 유지된다.
스토리지 전극(STE)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성되는 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극(STE1, STE2, STE3)을 포함한다. 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극(STE1, STE2, STE3)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성되는 스토리지 커패시터(Cst)의 커패시턴스가 동일해지도록, 적어도 하나가 상이한 면적으로 형성된다. 이와 같이 스토리지 전극(STE)의 면적을 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)별로 달리 형성하는 이유에 대해서는 이후 상세히 설명하기로 한다.
화소층(110) 상에는 보호막(116)이 형성될 수 있다. 보호막(116)은 화소층(110)을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로써, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성된다.
컬러필터층(120)은 보호막(116) 상에 형성된다. 컬러필터층(120)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 대응되도록 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)를 포함한다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)는 감광성 유기 조성물에 적색, 녹색 및 청색 안료가 각각 포함된 구조를 갖는다. 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)는 보호막(116) 상에 일정한 패턴을 갖도록 규칙적으로 형성된다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)는 가로 방향 또는 세로 방향을 따라 교대로 배열된다.
컬러필터층(120)은 표시 기판(100)의 평탄화를 위하여 비교적 두꺼운 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 컬러필터층(120)은 약 2.5㎛ ~ 3.5㎛의 두께로 형성된다. 이와 같이, 대향 기판에 형성되던 컬러필터층(130)을 표시 기판(100)에 두께운 두께로 형성함으로써, 표시 기판(100)의 평탄화를 위해 형성되던 유기절연막을 제거하여 투과율을 향상시키고 원가를 절감할 수 있다.
컬러필터층(120)에는 스토리지 커패시터(Cst)의 형성을 위하여, 스토리지 전극(STE)이 형성된 위치에 대응하여 스토리지용 홀(STH)이 형성된다. 일반적으로, 스토리지용 홀(STH)을 포함하는 컬러필터층(120)을 형성할 때, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)는 동일 마스크를 사용하거나 동일 디자인의 마스크를 사용하여 형성된다. 이때, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)의 재료의 차이 및 공정 편차로 인해 두께, 유전율 및 스토리지용 홀(STH)의 개구폭(CD) 등이 서로 다르게 형성된다. 예를 들어, 40인치 제품의 경우, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)간의 최대 두께 차이는 약 2000Å으로 나타났으며, 최대 개구폭(CD)의 차이는 약 3㎛로 나타났으며, 유전율은 약 3.3 ~ 3.5로 차이가 발생되었다.
이와 같은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)간의 두께, 유전율 및 개구폭(CD)의 차이는 화소의 주요 성분인 액정 커패시터(Clc), 스토리지 커패시 터(Cst), 및 게이트 전극(GE)과 소오스 전극(SE)간의 기생 커패시터(Cgs)를 변화시킨다. 또한, 액정 커패시터(Clc), 스토리지 커패시터(Cst) 및 기생 커패시터(Cgs)의 변화에 따라, 각 화소의 킥백(kick back) 전압(Vkb)에 차이가 발생되게 된다.
이와 같은 킥백 전압(Vkb)의 차이는 공통 전압(Vcom)을 기준으로 정,부 극성으로 반전구동을 하는 제품의 특성상 계조 전압의 변화를 일으키게 되는데, 만약 적색, 녹색 및 청색 화소간에 킥백 전압(Vkb)의 차이가 발생되면, 저계조 영역에서 킥백 전압(Vkb)이 크고, 전압-투과율(V-T) 곡선의 기울기도 커지게 되므로, 동일 전압의 화소 전압을 인가하더라도 저계조에서 적색, 녹색 및 청색 화소별 감마(gamma) 전압의 차이가 심하게 발생되며, 이로 인해 저계조 영역에서 색좌표의 변화가 심하게 발생된다.
일반적으로, 킥백 전압(Vkb)은 다음의 수학식 1로 간단히 정의될 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112007023259990-PAT00001
수학식 1에서 보는 바와 같이, 킥백 전압(Vkb)은 화소 전극(130)과 공통 전극간의 액정 커패시터(Clc), 스토리지 전극(STE)과 화소 전극(130)간의 스토리지 커패시터(Cst) 및 게이트 전극(GE)과 소오스 전극(SE)간의 기생 커패시터(Cgs) 등에 영향을 받는다.
따라서, 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)간의 재료의 차이 및 공정 편차에 따른 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)간의 킥백 전압(Vkb)의 차이를 스토리지 커패시터(Cst)를 통해 보상할 수 있다.
이를 위해, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극(STE1, STE2, STE3)은 서로 다른 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극(STE1, STE2, STE3)의 면적을 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)별로 다르게 조절함으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)의 킥백 전압(Vkb)이 동일해지도록 제어할 수 있다.
화소 전극(130)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 대응되도록 컬러필터층(120) 상에 형성된다. 화소 전극(130)은 광이 투과할 수 있는 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 화소 전극(130)은 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 형성된다.
화소 전극(130)은 컬러필터층(120) 및 보호막(116)에 형성된 콘택홀(CNT)을 통해 소오스 전극(SE)과 전기적으로 연결된다. 또한, 화소 전극(130)은 컬러필터층(120)의 스토리지용 홀(STH) 영역에서, 보호막(116) 및 게이트 절연막(113)을 사이에 두고 스토리지 전극(STE)과 중첩되어 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다.
화소 전극(130)은 광시야각의 구현을 위하여 각 화소부를 다수의 도메인으로 분할하기 위한 특정한 개구 패턴을 가질 수 있다. 또한, 화소 전극(130)은 서로 다른 전압이 인가되는 메인 전극 및 서브 전극으로 분할된 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 화소 전극(130)이 메인 전극과 서브 전극으로 분할될 경우, 각 화소부에는 메인 전극 및 서브 전극과 각각 연결되는 2개의 박막 트랜지스터가 형성될 수 있다.
화소 전극(130)은 각 화소부에 독립적으로 형성되므로, 인접한 화소부들 사이가 개구되어 컬러필터층(120)이 노출될 수 있다. 컬러필터층(120)의 노출된 영역을 통해 불순물이 유출되어 액정을 오염시킬 수 있으므로, 컬러필터층(120)과 화소 전극(130) 사이에는 불순물 유출을 방지하기 위한 무기 절연막이 더 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 3을 참조하면, 스토리지 전극(STE)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에서 모두 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 반면, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀(STH1, STH2, STH3) 중 적어도 하나는 상이한 개구 면적을 갖도록 형성된다.
즉, 스토리지 커패시터(Cst)는 스토리지용 홀(STH) 영역에서 스토리지 전극(STE)과 화소 전극(130)이 중첩되는 면적에 의해 결정된다. 따라서, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터(RCF,GCF,BCF)에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀(STH1, STH2, STH3)의 개구 면적을 변화시킴으로써, 스토리지 커패시터(Cst)를 변화시킬 수 있다.
이와 같이, 스토리지 전극(STE)의 면적을 동일하게 형성한 상태에서, 스토리지용 홀(STH)의 개구 면적을 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)별로 다르게 조절함으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)의 킥백 전압(Vkb)이 동일해지도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극(STE1, STE2, STE3) 중 적어도 하나는 상이한 면적으로 형성된다. 또한, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀(STH1, STH2, STH3) 중 적어도 하나는 상이한 개구 면적을 갖도록 형성된다.
이와 같이, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)별로 스토리지 전극(STE)의 면적과 스토리지용 홀(STH)의 개구 면적을 동시에 변경시킴으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)의 킥백 전압(Vkb)이 동일해지도록 제어할 수 있다.
이상의 실시예에서는 스토리지 커패시터(Cst)의 변경을 통해 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)간의 킥백 전압(Vkb)의 차이를 보상하는 방법에 대해서 설명하였다. 이와 달리, 게이트 배선(111)과 소오스 전극(SE)간의 기생 커패시터(Cgs)의 변경을 통해 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)간의 킥백 전압(Vkb)의 차이를 보상할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)간의 킥백 전압(Vkb)의 차이를 보상하기 위하여, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 소오스 전극(SE1, SE2, SE3) 중 적어도 하나는 게이트 전극(GE)과의 중첩 면적이 상이하게 형성된다. 예를 들어, 게이트 전극(GE)과 중첩되는 소오스 전 극(SE)의 길이 또는 폭을 변경시킴으로써, 게이트 전극(GE)과의 중첩 면적을 변경시킬 수 있다.
이와 같이, 소오스 전극(SE)과 게이트 전극(GE)의 중첩 면적을 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)별로 다르게 조절함으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에서의 킥백 전압(Vkb)이 동일해지도록 제어할 수 있다.
이때, 스토리지 전극(STE) 및 스토리지용 홀(STH)은 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에서 모두 동일한 면적으로 형성된다.
한편, 게이트 전극(GE)과 중첩되는 소오스 전극(SE)의 길이 또는 폭을 변경시키면, 박막 트랜지스터(TFT)의 채널의 폭 또는 길이가 변경되어 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)별로 박막 트랜지스터(TFT) 특성에 편차가 발생될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 기판을 나타낸 평면도이다.
도 7을 참조하면, 소오스 전극(SE)은 박막 트랜지스터(TFT)들의 특성 편차를 방지하기 위하여, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에서 게이트 전극(GE)과 동일한 면적으로 중첩된다. 반면, 소오스 전극(SE)은 게이트 라인(GL)과 중첩되도록 연장되는 소오스 연장부(SEC)를 더 포함할 수 있다.
적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부(SEC1, SEC2, SEC3) 중 적어도 하나는 게이트 라인(GL)과의 중첩 면적이 상이하게 형성된다. 예를 들어, 게이트 라인(GL)과 중첩되는 소오스 연장부(SEC)의 길이 또는 폭을 변경시킴으로써, 게이트 라인(GL)과의 중첩 면적을 변경시킬 수 있다.
게이트 라인(GL)은 게이트 전극(GE)과 서로 연결되어 있고, 소오스 연장부(SEC)는 소오스 전극(SE)과 연결되어 있기 때문에, 소오스 연장부(SEC)와 게이트 라인(GL)간의 중첩 면적을 조절하는 것은 실질적으로, 소오스 전극(SE)과 게이트 전극(GE)간의 중첩 면적을 조절하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 소오스 연장부(SEC)과 게이트 라인(GL)간의 중첩 면적을 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)별로 다르게 조절함으로써, 박막 트랜지스터(TFT)들의 특성 편차 없이도, 적색, 녹색 및 청색 화소부(R,G,B)에서의 킥백 전압(Vkb)이 동일해지도록 제어할 수 있다.
한편, 도 1, 도 3 및 도 4에서는 스토리지 커패시터(Cst)의 변경을 통해 킥백 전압(Vkb)을 보상하고, 도 5 및 도 7에서는 기생 커패시터(Cgs)의 변경을 통해 킥백 전압(Vkb)을 보상하나, 이와 달리, 스토리지 커패시터(Cst)와 기생 커패시터(Cgs)를 동시에 변경하는 방법으로 킥백 전압(Vkb)을 보상할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(200)는 표시 기판(100), 표시 기판(100)과 대향하여 결합되는 대향 기판(300) 및 표시 기판(100)과 대향 기판(300) 사이에 배치되는 액정층(400)을 포함한다.
표시 기판(100)은 일 예로, 도 2에 도시된 것과 동일한 구조가 도시되어 있으나, 실질적으로, 도 1 내지 도 7에 도시된 것과 같은 다양한 실시예로 형성될 수 있다. 따라서, 표시 기판(100)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
대향 기판(300)은 액정층(400)을 사이에 두고 표시 기판(100)과 대향하도록 결합된다. 대향 기판(300)은 표시 기판(100)과 대향하는 절연 기판(310)의 대향면에 형성된 공통 전극(320)을 포함한다. 공통 전극(320)은 광의 투과를 위하여 투명한 도전성 물질로 형성된다. 예를 들어, 공통 전극(320)은 화소 전극(130)과 동일한 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 형성된다. 공통 전극(320)에는 광시야각의 구현을 위한 개구 패턴이 형성될 수 있다.
한편, 대향 기판(300)에는 블랙 매트릭스 및 평탄화를 위한 유기막 등이 더 형성될 수 있다.
액정층(400)은 이방성 굴절률, 이방성 유전율 등의 광학적, 전기적 특성을 갖는 액정들이 일정한 형태로 배열된 구조를 갖는다. 액정층(400)은 화소 전극(130)과 공통 전극(320) 사이에 형성되는 전계에 의하여 액정들의 배열이 변화되고, 액정들의 배열 변화에 따라서 통과하는 광의 투과율을 제어한다.
이와 같은 표시 기판 및 이를 갖는 표시 장치에 따르면, 스토리지 전극의 면적 또는 스토리지용 홀의 개구 면적을 적색, 녹색 및 청색 화소부별로 다르게 조절하는 방법으로 스토리지 커패시터를 변경함으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소부간의 킥백 전압의 편차를 제거하고, 저계조 영역에서의 색좌표 변화에 따른 컬러 쉬프트 문제를 해결할 수 있다.
또한, 소오스 전극과 게이트 배선간의 중첩 면적을 적색, 녹색 및 청색 화소부별로 다르게 조절하는 방법으로 기생 커패시터를 변경함으로써, 적색, 녹색 및 청색 화소부간의 킥백 전압의 편차를 제거하고, 저계조 영역에서의 색좌표 변화에 따른 컬러 쉬프트 문제를 해결할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극 중 적어도 하나는 상이한 면적으로 형성된 화소층;
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층; 및
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 표시 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터에는 상기 제1, 제2 및 l제3 스토리지 전극의 위치에 대응하여 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극과 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지 도록 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극의 면적과 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀의 개구 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화소층은
    게이트 라인 및 상기 게이트 라인과 연결된 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선; 및
    게이트 절연막을 통해 상기 게이트 배선과 절연되며, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 데이터 라인과 연결된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극과 이격된 소오스 전극을 포함하는 데이터 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 스토리지 전극은 상기 게이트 배선과 동일한 평면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  7. 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 포함하는 화소층;
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성되며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극의 위치에 대응하여 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀이 각각 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀 중 적어도 하나는 상이한 개구 면적으로 형성된 컬러필 터층; 및
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 표시 기판.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 개구 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  9. 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성되어 게이트 전극과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 전극 중 적어도 하나는 상기 게이트 전극과의 중첩 면적이 상이하게 형성된 화소층;
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층; 및
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 표시 기판.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 상기 게이트 전극과의 중첩 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화소층은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 더 포함하며,
    상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터에는 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극의 위치에 대응하여 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  12. 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 소오스 전극으로부터 연장되어 게이트 라인과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부 중 적어도 하나는 상기 게이트 라인과의 중첩 면적이 상이하게 형성된 화소층;
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층; 및
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 표시 기판.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 상기 게이트 라인과의 중첩 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 화소층은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 더 포함하며,
    상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터에는 상기 제1, 제2및 제3 스토리지 전극의 위치에 대응하여 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 표시 기판.
  15. 표시 기판;
    상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판; 및
    상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며,
    상기 표시 기판은,
    적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극을 포함하는 화소층,
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 형성되며, 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극의 위치에 대응하여 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀이 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층, 및
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함하며,
    상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극과 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀 중에서 적어도 하나는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부 별로 서로 다른 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1,제2 및 제3 스토리지 전극과 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지 전극의 면적과 상기 제1, 제2 및 제3 스토리지용 홀의 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 표시 기판;
    상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판; 및
    상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며,
    상기 표시 기판은,
    적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성되어 게이트 전극과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 전극을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 전극 중 적어도 하나는 상기 게이트 전극과의 중첩 면적이 상이하게 형성된 화소층;
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층, 및
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 전극은 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 상기 게이트 전극과의 중첩 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 표시 기판;
    상기 표시 기판과 대향하여 결합되며, 대향면에 공통 전극이 형성된 대향 기판; 및
    상기 표시 기판과 상기 대향 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며,
    상기 표시 기판은,
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 형성된 소오스 전극으로부터 연장되어 게이트 라인과 중첩되는 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부을 포함하며, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부 중 적어도 하나는 상기 게이트 라인과의 중첩 면적이 상이하게 형성된 화소층,
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 화소층 상에 형성된 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하는 컬러필터층, 및
    상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에 각각 대응되도록 상기 컬러필터층 상에 형성된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 소오스 연장부는 상기 적색, 녹색 및 청색 화소부에서의 킥백 전압이 동일해지도록 상기 게이트 라인과의 중첩 면적이 조절되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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