KR20210099234A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210099234A
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장양규
최국현
김범준
정형기
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 개시는 표시 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 화소, 및 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 데이터선을 포함하고, 상기 더미 데이터선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고, 상기 더미 데이터선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 데이터선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 화면을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있다. 이러한 표시 장치는 휴대 전화, 내비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이 다양한 전자 기기들에 사용되고 있다.
표시 장치는 서로 다른 층에 위치하는 다양한 배선들을 포함할 수 있다. 이러한 배선들은 절연막에 의해 절연되어 있을 수 있다. 표시 장치는 여러 차례의 증착, 식각 등의 공정 과정을 거쳐서 제조되며, 이러한 공정 과정에서 불량이 발생할 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 층에 위치하여 전기적으로 절연되도록 설계된 배선들이 서로 전기적으로 연결되는 불량이 발생할 수 있다.
이러한 불량을 감지하기 위한 검사가 여러 단계에 걸쳐 시행되고 있으며, 초기에 불량 검출이 이루어지지 않고, 후기에 불량 검출이 이루어져 폐기 등이 되는 경우에는 손실 비용이 커지게 되는 문제점이 있다. 이는 초기에 불량이 발생하였음에도 불구하고 검사에서 발견이 되지 않아 놓치게 되는 경우일 수 있다. 또는, 초기에 불량이 발생하지는 않았으나, 고전압 테스트(High Voltage Stress Test) 등의 과정을 거치면서 불량이 발생하게 되는 경우일 수 있다.
실시예들은 일부 영역에서 서로 다른 층에 위치하는 배선들 간의 쇼트 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 화소, 및 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 데이터선을 포함하고, 상기 더미 데이터선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고, 상기 더미 데이터선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 데이터선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
상기 더미 데이터선의 개구부는 평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부, 및 평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부를 포함할 수 있다.
상기 더미 데이터선의 개구부의 개수는 상기 게이트선의 개수보다 많을 수 있다.
상기 더미 데이터선의 개구부의 개수는 상기 게이트선의 개수의 2배일 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 게이트선과 상기 데이터선 사이 및 상기 게이트선과 상기 더미 데이터선 사이에 위치하는 게이트 절연막을 더 포함하고, 상기 게이트선과 상기 데이터선은 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 중첩하고, 상기 게이트선과 상기 더미 데이터선은 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 중첩할 수 있다.
상기 게이트선은 제1 방향으로 연장되어 있고, 상기 데이터선은 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되어 있고, 상기 더미 데이터선은 상기 제2 방향으로 연장되어 있을 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 데이터선과 상기 더미 데이터선 사이에 위치하는 더미 화소를 더 포함하고, 상기 더미 화소는 플로팅되어 있을 수 있다.
상기 더미 데이터선은 플로팅되어 있을 수 있다.
상기 표시 장치는 복수의 게이트선, 복수의 데이터선 및 복수의 화소를 포함하고, 상기 복수의 화소는 매트릭스 형태로 배치되어 있고, 각각의 상기 게이트선은 상기 복수의 화소 중 동일한 행에 위치하는 화소에 연결되어 있고, 각각의 상기 데이터선은 상기 복수의 화소 중 상기 데이터선의 좌측에 위치하는 화소 및 상기 데이터선의 우측에 위치하는 화소에 번갈아 연결되어 있을 수 있다.
상기 복수의 데이터선 중 서로 인접한 데이터선에는 서로 다른 극성의 데이터 전압이 인가될 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 기준 전압선을 더 포함하고, 상기 더미 기준 전압선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고, 상기 더미 기준 전압선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 기준 전압선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있을 수 있다.
상기 데이터선은 제1 데이터선 및 제2 데이터선을 포함하고, 상기 더미 데이터선은 제1 더미 데이터선 및 제2 더미 데이터선을 포함하고, 상기 제1 더미 데이터선 및 상기 제2 더미 데이터선은 각각 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선 및 기준 전압선, 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 기준 전압선에 연결되어 있는 화소, 및 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 기준 전압선을 포함하고, 상기 더미 기준 전압선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고, 상기 더미 기준 전압선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 기준 전압선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있을 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 데이터선을 더 포함하고, 상기 더미 기준 전압선은 상기 더미 데이터선과 상기 데이터선 사이에 위치할 수 있다.
상기 더미 데이터선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고, 상기 더미 데이터선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 데이터선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있을 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 데이터선과 상기 더미 데이터선 사이에 위치하는 더미 화소를 더 포함하고, 상기 더미 화소는 플로팅되어 있을 수 있다.
상기 더미 기준 전압선 및 상기 더미 데이터선은 플로팅되어 있을 수 있다.
상기 더미 기준 전압선의 개구부는 평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부, 및 평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하고, 서로 교차하는 게이트선 및 데이터선, 상기 기판 위에 위치하고 일정한 전압이 인가되는 기준 전압선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터, 상기 게이트선, 상기 제2 트랜지스터, 및 상기 기준 전압선에 연결되어 있는 제3 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터에 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 상기 제2 트랜지스터에 연결되어 있는 제2 부화소 전극, 및 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 데이터선을 포함하고, 상기 더미 데이터선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고, 상기 더미 데이터선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 데이터선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 기준 전압선을 더 포함하고, 상기 더미 기준 전압선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고, 상기 더미 기준 전압선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 기준 전압선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있을 수 있다.
실시예들에 따르면, 표시 장치의 일부 영역에서 서로 다른 층에 위치하는 배선들 간에 쇼트가 발생하더라도 이에 따른 불량이 발생하는 것을 방지함으로써, 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 구조와 함께 한 화소를 도시하는 등가 회로도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 표시 장치의 화소와 신호선들의 연결 관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 일 실시에에 의한 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 5는 도 4에 도시된 하나의 화소 및 이에 인접한 더미 화소를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 5의 VII-VII선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 5의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 5의 IX-IX선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 12는 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 13은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다.
도 14는 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 15는 도 14에 도시된 하나의 화소를 나타낸 평면도이다.
도 16은 일 실시예에 의한 표시 장치의 하나의 더미 화소를 나타낸 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일 실시예에 의한 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 구조와 함께 한 화소를 도시하는 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(도시하지 않음)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 액정 표시판 조립체(300)의 양측 가장자리에는 더미 화소(dPX)가 더 위치할 수 있다. 예를 들면, 액정 표시판 조립체(300)의 좌측 가장자리 및 우측 가장자리에 복수의 더미 화소(dPX)가 열 방향으로 배치될 수 있다.
도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 대향 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선은 게이트 신호(Vg, "주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(도시하지 않음)과 데이터 전압(Vd)을 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소를 포함할 수 있고, 각 부화소는 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clca, Clcb)를 포함할 수 있다. 두 개의 부화소 중 적어도 하나는 게이트선, 데이터선 및 액정 축전기(Clca, Clcb)와 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
액정 축전기(Clca, Clcb)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 제1 및 제2 부화소 전극(PEa/PEb)과 대향 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 제1 및 제2 부화소 전극(PEa/PEb)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 제1 및 제2 부화소 전극(PEa/PEb)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(PE)을 이룬다. 공통 전극(CE)은 대향 표시판(200)의 전면에 형성될 수 있고, 공통 전압(Vcom)을 인가 받을 수 있다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할), 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 할 수 있다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 대향 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(CF)가 박막 트랜지스터 표시판(100)의 제1 및 제2 부화소 전극(PEa, PEb)의 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착될 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압("기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호(Vg)를 게이트선에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)에서 생성된 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압(Vd)으로서 데이터선에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고, 이 중에서 데이터 전압(Vd)을 선택한다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어할 수 있다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선 및 스위칭 소자 등과 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
이어, 도 3을 더욱 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 위치하는 복수의 화소와 신호선들의 연결 관계 및 더미 화소에 대해 더욱 설명한다.
도 3은 일 실시예에 의한 표시 장치의 화소와 신호선들의 연결 관계를 나타낸 도면이다. 도 3은 일 실시예에 의한 표시 장치의 복수의 화소들 중 일부 화소를 나타내고 있고, 특히 표시 장치의 좌측 가장자리에 위치하는 일부 더미 화소들과 인접한 화소들 및 이에 연결되어 있는 신호선들을 나타내고 있다.
복수의 게이트선(GL)은 대략 행 방향으로 연장되어 있는 제1 게이트선(G1), 제2 게이트선(G2), 제3 게이트선(G3), 제4 게이트선(G4), 제5 게이트선(G5) 등을 포함할 수 있다. 복수의 데이터선(DL)은 게이트선과 교차하면서 대략 열 방향으로 연장되어 있는 제1 데이터선(D1), 제2 데이터선(D2), 제3 데이터선(D3), 제4 데이터선(D4), 제5 데이터선(D5), 제6 데이터선(D6), 제7 데이터선(G7) 등을 포함할 수 있다. 복수의 데이터선(DL) 중 가장 외측에 위치하고 있는 제1 데이터선(D1)에 인접하도록 더미 데이터선(dDL)이 위치하고 있다.
복수의 화소(PX)는 행 방향 및 열 방향을 따라 대략 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 각각의 화소(PX)는 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있다. 게이트선(GL)은 복수의 화소(PX) 중 동일한 행에 위치하는 화소(PX)들에 각각 연결되어 있다. 예를 들면, 제1 게이트선(G1)은 첫 번째 행에 위치하는 화소(PX)에 연결되어 있고, 제2 게이트선(G2)은 두 번째 행에 위치하는 화소(PX)에 연결되어 있으며, 제3 게이트선(G3)은 세 번째 행에 위치하는 화소(PX)에 연결되어 있다.
데이터선(DL)은 복수의 화소(PX) 중 데이터선(DL)의 좌측에 위치하는 화소(PX) 및 우측에 위치하는 화소에 번갈아 연결되어 있다. 제1 데이터선(D1)의 경우 첫 번째 열에 위치하는 화소(PX) 중 두 번째 행 및 네 번째 행에 위치하는 화소(PX)와 연결되어 있다. 제2 데이터선(D2)의 경우 첫 번째 열에 위치하는 화소(PX) 중 첫 번째 행, 세 번째 행 및 다섯 번째 행에 위치하는 화소(PX)와 연결되어 있고, 두 번째 열에 위치하는 화소(PX) 중 두 번째 행 및 네 번째 행에 위치하는 화소(PX)와 연결되어 있다. 제3 데이터선(D3)의 경우 두 번째 열에 위치하는 화소(PX) 중 첫 번째 행, 세 번째 행 및 다섯 번째 행에 위치하는 화소(PX)와 연결되어 있고, 세 번째 열에 위치하는 화소(PX) 중 두 번째 행 및 네 번째 행에 위치하는 화소(PX)와 연결되어 있다.
첫 번째 열에 위치하는 화소(PX)와 인접하도록 더미 화소(dPX)가 위치할 수 있다. 더미 화소(dPX)는 더미 데이터선(dDL)과 데이터선(DL) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 더미 화소(dPX)는 더미 데이터선(dDL)과 제1 데이터선(D1) 사이에 위치할 수 있다. 더미 화소(dPX)는 열 방향을 따라 배치될 수 있다. 더미 화소(dPX)는 게이트선(GL), 데이터선(DL) 및 더미 데이터선(dDL)과 연결되어 있지 않다. 더미 화소(dPX)는 플로팅되어 있다.
게이트선(GL)에는 게이트 신호가 인가될 수 있고, 데이터선(DL)에는 데이터 전압이 인가될 수 있다. 데이터 전압은 정극성과 부극성으로 이루어질 수 있다. 더미 데이터선(dDL)에는 신호가 인가되지 않는다. 더미 데이터선(dDL)은 플로팅되어 있다.
일부 데이터선(DL)에는 정극성의 데이터 전압이 인가될 수 있고, 다른 일부 데이터선(DL)에는 부극성의 데이터 전압이 인가될 수 있다. 이때, 서로 인접한 데이터선(DL)에는 서로 다른 극성의 데이터 전압이 인가될 수 있다. 예를 들면, 제1 데이터선(D1), 제3 데이터선(D3), 제5 데이터선(D5) 및 제7 데이터선(D7)에는 정극성의 데이터 전압이 인가될 수 있고, 제2 데이터선(D2), 제4 데이터선(D4) 및 제6 데이터선(D6)에는 부극성의 데이터 전압이 인가될 수 있다. 또한, 다음 프레임에서는 반대로 제1 데이터선(D1), 제3 데이터선(D3), 제5 데이터선(D5) 및 제7 데이터선(D7)에는 부극성의 데이터 전압이 인가될 수 있고, 제2 데이터선(D2), 제4 데이터선(D4) 및 제6 데이터선(D6)에는 정극성의 데이터 전압이 인가될 수 있다. 이때, 데이터선(DL)이 동일한 열에 위치하는 화소(PX)에만 연결되어 있지 않고, 좌측 및 우측에 위치하는 화소(PX)에 번갈아 연결되어 있으므로 동일한 열에 위치하는 화소(PX)들이 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 즉, 칼럼 반전 구동을 통해 도트 반전의 효과를 가질 수 있다.
이러한 구조에서 동일한 열에 위치하는 화소(PX)의 양측에 위치하는 데이터선과의 커패시턴스가 비대칭을 이루는 경우 RC 지연 변동에 따른 불량이 시인될 수 있다. 일 실시예에 의한 표시 장치에서는 가장자리에 위치하는 화소(PX) 예를 들면, 첫 번째 열에 위치하는 화소(PX)에 인접하도록 더미 데이터선(dDL)을 위치시킴으로써, 좌우 양측의 커패시턴스가 대칭을 이루도록 할 수 있다. 또한, 노광 등의 공정 진행시 최외곽 패턴의 경우 얇게 형성되는 등의 불량이 발생할 수 있다. 일 실시예에 의한 표시 장치에서는 양측 가장자리에 더미 데이터선(dDL) 및 더미 화소(PX)를 위치시킴으로써, 이러한 패턴 이상 불량을 방지할 수 있다.
이어, 도 4를 더욱 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 더욱 설명한다.
도 4는 일 실시에에 의한 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 복수의 신호선(GL, DL, RL)과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(GL, DL, RL)은 게이트 신호를 전달하는 게이트선(GL), 데이터 전압을 전달하는 데이터선(DL), 및 일정한 전압이 인가되는 기준 전압선(RL)을 포함한다.
동일한 게이트선(GL) 및 동일한 데이터선(DL)에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(T1) 및 제2 스위칭 소자(T2)가 형성되어 있다. 또한, 제1 및 제2 스위칭 소자(T1, T2)와 동일한 게이트선(GL)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(T2) 및 기준 전압선(RL)에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(T3)가 더 형성되어 있다. 제1 내지 제3 스위칭 소자(T1, T2, T3)는 박막 트랜지스터 등으로 이루어질 수 있다.
각 화소(PX)는 두 개의 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 스위칭 소자(T1)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clca)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 스위칭 소자(T2)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcb)가 형성되어 있다.
제1 스위칭 소자(T1)의 제1 단자는 게이트선(GL)에 연결되어 있고, 제1 스위칭 소자(T1)의 제2 단자는 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(T1)의 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있다. 이때, 제1 스위칭 소자(T1)의 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clca)를 구성하는 제1 부화소 전극(PEa)에 연결될 수 있다.
제2 스위칭 소자(T2)의 제1 단자는 게이트선(GL)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(T2)의 제2 단자는 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제2 스위칭 소자(T2)의 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다. 이때, 제2 스위칭 소자(T2)의 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)를 구성하는 제2 부화소 전극(PEa)에 연결될 수 있다.
제3 스위칭 소자(T3)의 제1 단자는 게이트선(GL)에 연결되어 있고, 제2 단자는 기준 전압선(RL)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제2 스위칭 소자(T2)의 제3 단자에 연결되어 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(GL)에 게이트 온 전압이 인가되면 이에 연결된 제1 내지 제3 스위칭 소자(T1, T2, T3)는 턴 온 되고, 데이터선(DL)을 통해 전달된 데이터 전압에 의해 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)가 충전된다.
이때, 제3 스위칭 소자(T3)가 턴 온 상태에 있으므로, 데이터선(DL)을 통해 제2 부화소(PXb)로 전달된 데이터 전압은 제2 스위칭 소자(T2)와 직렬로 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(T3)를 통해 분압이 이루어진다. 이때 제2 스위칭 소자(T2)와 제3 스위칭 소자(T3)의 채널의 크기에 따라 전압의 분배가 이루어진다. 따라서, 데이터선(DL)을 통해 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)에 전달된 데이터 전압이 동일하더라도 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전되는 전압은 서로 달라진다. 즉, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전되는 전압이 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압보다 낮아진다. 이로 인해 하나의 화소(PX) 내의 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXa, PXb)에 충전되는 전압을 달리하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이어, 도 5 내지 도 9를 더욱 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대하여 더욱 설명한다.
도 5는 도 4에 도시된 하나의 화소 및 이에 인접한 더미 화소를 나타낸 평면도이다. 도 5에 도시되어 있는 화소는 표시 장치의 좌상측 코너부에 위치하는 화소일 수 있고, 이러한 화소의 좌측에 더미 화소가 위치할 수 있다. 도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 5의 VII-VII선을 따라 나타낸 단면도이다. 도 8은 도 5의 VIII-VIII선을 따라 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 5의 IX-IX선을 따라 나타낸 단면도이다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대해 설명하면 다음과 같다.
제1 기판(110) 위에는 제1 방향으로 연장되어 있는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 위치할 수 있다.
게이트선(121)은 주로 행 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호(Vg)를 전달할 수 있다. 제1 기판(110) 위에는 게이트선(121)과 일체로 이루어져 있고, 서로 연결되어 있는 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)이 위치할 수 있다. 또한, 제1 기판(110) 위에는 게이트선(121)과 일체로 이루어져 있고, 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)과 인접하도록 제3 게이트 전극(124c)이 위치할 수 있다. 제1 내지 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c)은 동일한 게이트선(121)에 연결되어 있고, 동일한 게이트 신호가 인가될 수 있다.
유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 거의 나란한 방향으로 뻗어 있고, 유지 전극선(131)에는 일정한 유지 전압이 인가될 수 있다. 제1 기판(110) 위에는 유지 전극선(131)으로부터 돌출되어 있는 유지 전극(133)이 위치할 수 있다. 유지 전극(133)은 평면 상에서 유지 전극선(131)으로부터 상측으로 돌출하는 형상을 가질 수 있다. 유지 전극(133)은 이후 설명하게 될 제1 부화소 전극(191a)의 가장자리를 둘러싸도록 형성될 수 있고, 기준 전압선(172)과 중첩할 수 있다.
제1 기판(110) 위에는 게이트선(121)과 일체로 이루어져 있고, 서로 연결되어 있는 제1 더미 게이트 전극(124da) 및 제2 더미 게이트 전극(124db)이 위치할 수 있다. 또한, 제1 기판(110) 위에는 게이트선(121)과 일체로 이루어져 있고, 제1 더미 게이트 전극(124da) 및 제2 더미 게이트 전극(124db)과 인접하도록 제3 더미 게이트 전극(124dc)이 위치할 수 있다.
게이트선(121), 제1 내지 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c), 유지 전극선(131), 유지 전극(133), 제1 더미 게이트 전극(124da), 제2 더미 게이트 전극(124db) 및 제3 더미 게이트 전극(124dc)은 동일한 공정에서 형성될 수 있고, 동일한 층에 위치할 수 있으며, 이를 게이트 도전체라 한다. 게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(140)이 위치할 수 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c)가 위치할 수 있다. 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c)는 비정질 규소, 다결정 규소, 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 제1 반도체(154a)는 제1 게이트 전극(124a)과 중첩할 수 있고, 제2 반도체(154b)는 제2 게이트 전극(124b)과 중첩할 수 있으며, 제3 반도체(154c)는 제3 게이트 전극(124c)과 중첩할 수 있다.
또한, 게이트 절연막(140) 위에는 제1 더미 반도체(154da), 제2 더미 반도체(154db) 및 제3 더미 반도체(154dc)가 위치할 수 있다. 제1 더미 반도체(154da)는 제1 더미 게이트 전극(124da)과 중첩할 수 있고, 제2 더미 반도체(154db)는 제2 더미 게이트 전극(124db)과 중첩할 수 있으며, 제3 더미 반도체(154dc)는 제3 더미 게이트 전극(124dc)과 중첩할 수 있다.
제1 내지 제3 반도체(154a, 154b, 154c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 기준 전압선(172), 제1 소스 전극(173a), 제1 드레인 전극(175a), 제2 소스 전극(173b), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)이 위치할 수 있다.
제1 내지 제3 반도체(154a, 154b, 154c)는 제1 내지 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c) 위에 위치할 뿐만 아니라 데이터선(171) 아래에도 위치할 수 있다. 또한, 제2 반도체(154b)와 제3 반도체(154c)는 서로 연결될 수 있다. 다만, 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제3 반도체(154a, 154b, 154c)가 제1 내지 제3 게이트 전극(124a, 124b, 124c) 위에만 위치할 수도 있고, 제2 반도체(154b)와 제3 반도체(154c)가 서로 분리되도록 위치할 수도 있다.
데이터선(171) 및 기준 전압선(172)은 제2 방향으로 연장되어 있다. 제2 방향은 제1 방향과 교차하는 방향으로서, 예를 들면 제1 방향에 대해 수직한 방향일 수 있다.
데이터선(171)은 주로 열 방향으로 뻗어 있으며, 게이트선(121)과 교차하고, 데이터 전압(Vd)을 전달할 수 있다.
기준 전압선(172)은 데이터선(171)과 거의 나란한 방향으로 뻗어 있고, 기준 전압선(172)에는 일정한 기준 전압이 인가될 수 있다. 기준 전압선(172)은 인접한 두 개의 데이터선(171) 사이에 위치할 수 있다. 기준 전압선(172)은 화소 전극(191)과 중첩할 수 있고, 특히 화소 전극(191)의 중앙에 위치하면서 열 방향으로 뻗을 수 있다. 기준 전압선(172)은 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b) 사이에 위치하는 제3 스위칭 소자와 중첩하지 않도록 우회할 수 있다. 기준 전압선(172)은 유지 전극(133)과 중첩할 수 있다. 기준 전압선(172)에 인가되는 기준 전압은 유지 전극(133)에 인가되는 유지 전압과 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 소스 전극(173a)은 데이터선(171)으로부터 돌출되어 있으며, 제1 게이트 전극(124a)과 중첩할 수 있다. 제1 소스 전극(173a)은 제1 게이트 전극(124a) 위에서 U자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a) 위에서 제1 소스 전극(173a)과 이격되도록 위치할 수 있다. 서로 이격하는 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이로 노출된 부분의 제1 반도체(154a)에 채널이 형성되어 있다.
제2 소스 전극(173b)은 제1 소스 전극(173a)으로부터 연장되어 있으며, 제2 게이트 전극(124b)과 중첩할 수 있다. 제2 소스 전극(173b)은 제2 게이트 전극(124b) 위에서 U자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b) 위에서 제2 소스 전극(173b)과 이격되도록 위치할 수 있다. 서로 이격하는 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이로 노출된 부분의 제2 반도체(154b)에 채널이 형성되어 있다.
제3 소스 전극(173c)은 기준 전압선(172)으로부터 돌출되어 있으며, 제3 게이트 전극(124c)과 중첩할 수 있다.
제3 드레인 전극(175c)은 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있으며, 제3 게이트 전극(124c)과 중첩할 수 있다. 제3 드레인 전극(175c)은 제3 게이트 전극(124c) 위에서 제3 소스 전극(173c)과 이격되도록 위치할 수 있다. 서로 이격하는 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이로 노출된 부분의 제3 반도체(154c)에 채널이 형성되어 있다.
상기에서 설명한 제1 게이트 전극(124a), 제1 반도체(154a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 스위칭 소자(T1)를 이룬다. 또한, 제2 게이트 전극(124b), 제2 반도체(154b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 스위칭 소자(T2)를 이루고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체(154c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 스위칭 소자(T3)를 이룬다.
제1 내지 제3 더미 반도체(154da, 154db, 154dc) 및 게이트 절연막(140) 위에는 더미 데이터선(171d), 더미 기준 전압선(172), 제1 더미 소스 전극(173da), 제1 더미 드레인 전극(175da), 제2 더미 소스 전극(173db), 제2 더미 드레인 전극(175db), 제3 더미 소스 전극(173dc) 및 제3 더미 드레인 전극(175dc)이 위치할 수 있다.
제1 내지 제3 더미 반도체(154da, 154db, 154dc)는 제1 내지 제3 더미 게이트 전극(124da, 124db, 124dc) 위에 위치할 뿐만 아니라 더미 데이터선(171d) 아래에도 위치할 수 있다. 또한, 제2 더미 반도체(154db)와 제3 더미 반도체(154dc)는 서로 연결될 수 있다. 다만, 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제3 더미 반도체(154da, 154db, 154dc)가 제1 내지 제3 더미 게이트 전극(124da, 124db, 124dc) 위에만 위치할 수도 있고, 제2 더미 반도체(154db)와 제3 더미 반도체(154dc)가 서로 분리되도록 위치할 수도 있다.
더미 데이터선(171d) 및 더미 기준 전압선(172d)은 데이터선(171) 및 기준 전압선(172)과 거의 나란한 방향으로 연장될 수 있다.
더미 데이터선(171d)은 데이터선(171)과 인접하여 위치하고, 주로 열 방향으로 뻗어 있으며, 게이트선(121)과 교차할 수 있다. 더미 데이터선(171d)은 플로팅되어 있으며, 더미 데이터선(171d)에는 신호가 인가되지 않는다.
더미 데이터선(171d)은 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부(911, 912)를 포함한다. 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)는 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부(911) 및 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부(912)를 포함할 수 있다. 개구부(911, 912)를 기준으로 양측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분들은 서로 분리되어 있다. 예를 들면, 상측 개구부(911)의 상측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분과 상측 개구부(911)의 하측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분은 서로 분리되어 있다. 또한, 하측 개구부(912)의 상측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분과 하측 개구부(912)의 하측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분은 서로 분리되어 있다. 따라서, 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)의 양측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
이처럼 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)는 게이트선(121)과의 중첩부의 상측과 하측에 위치하고 있으므로, 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)의 개수는 게이트선(121)의 개수보다 많을 수 있다. 예를 들면, 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)의 개수는 게이트선(121)의 개수의 약 2배일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)가 모든 게이트선(121)과의 중첩부에 인접하여 형성되지 않고, 일부 게이트선(121)과의 중첩부에만 인접하도록 형성될 수도 있다. 이에 따라 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
더미 기준 전압선(172d)은 데이터선(171)과 인접하여 위치하고, 주로 열 방향으로 뻗어 있으며, 게이트선(121)과 교차할 수 있다. 더미 기준 전압선(172d)은 데이터선(171)과 더미 데이터선(171d) 사이에 위치할 수 있다. 더미 기준 전압선(172d)은 플로팅되어 있으며, 더미 기준 전압선(172d)에는 신호가 인가되지 않는다. 더미 기준 전압선(172d)은 더미 화소 전극(191d)과 중첩할 수 있고, 특히 더미 화소 전극(191d)의 중앙에 위치하면서 열 방향으로 뻗을 수 있다.
더미 기준 전압선(172d)은 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부(951, 952)를 포함한다. 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)는 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부(951) 및 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부(952)를 포함할 수 있다. 개구부(951, 952)를 기준으로 양측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분들은 서로 분리되어 있다. 예를 들면, 상측 개구부(951)의 상측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분과 상측 개구부(951)의 하측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분은 서로 분리되어 있다. 또한, 하측 개구부(952)의 상측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분과 하측 개구부(952)의 하측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분은 서로 분리되어 있다. 따라서, 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)의 양측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
이처럼 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)는 게이트선(121)과의 중첩부의 상측과 하측에 위치하고 있으므로, 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)의 개수는 게이트선(121)의 개수보다 많을 수 있다. 예를 들면, 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)의 개수는 게이트선(121)의 개수의 약 2배일 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)가 모든 게이트선(121)과의 중첩부에 인접하여 형성되지 않고, 일부 게이트선(121)과의 중첩부에만 인접하도록 형성될 수도 있다. 이에 따라 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
제1 더미 소스 전극(173da)은 더미 데이터선(171d)으로부터 돌출되어 있으며, 제1 더미 게이트 전극(124da)과 중첩할 수 있다. 제1 더미 소스 전극(173da)은 제1 더미 게이트 전극(124da) 위에서 U자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제1 더미 드레인 전극(175da)은 제1 더미 게이트 전극(124da) 위에서 제1 더미 소스 전극(173da)과 이격되도록 위치할 수 있다.
제2 더미 소스 전극(173db)은 제1 더미 소스 전극(173da)으로부터 연장되어 있으며, 제2 더미 게이트 전극(124db)과 중첩할 수 있다. 제2 더미 소스 전극(173db)은 제2 더미 게이트 전극(124db) 위에서 U자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제2 더미 드레인 전극(175db)은 제2 더미 게이트 전극(124db) 위에서 제2 더미 소스 전극(173db)과 이격되도록 위치할 수 있다.
제3 더미 소스 전극(173dc)은 더미 기준 전압선(172d)으로부터 돌출되어 있으며, 제3 더미 게이트 전극(124dc)과 중첩할 수 있다.
제3 더미 드레인 전극(175dc)은 제2 더미 드레인 전극(175db)과 연결되어 있으며, 제3 더미 게이트 전극(124dc)과 중첩할 수 있다. 제3 더미 드레인 전극(175dc)은 제3 더미 게이트 전극(124dc) 위에서 제3 더미 소스 전극(173dc)과 이격되도록 위치할 수 있다.
더미 데이터선(171d), 더미 기준 전압선(172), 제1 내지 제3 더미 소스 전극(173da, 173db, 173dc), 제1 내지 제3 더미 드레인 전극(175da, 175db, 175dc)은 각각 데이터선(171), 기준 전압선(172), 제1 내지 제3 소스 전극(173a, 173b, 173c), 제1 내지 제3 드레인 전극(175a, 175b, 175c)과 유사한 평면 형상을 가질 수 있다.
데이터선(171), 기준 전압선(172), 제1 내지 제3 소스 전극(173a, 173b, 173c), 제1 내지 제3 드레인 전극(175a, 175b, 175c), 더미 데이터선(171d), 더미 기준 전압선(172), 제1 내지 제3 더미 소스 전극(173da, 173db, 173dc), 제1 내지 제3 더미 드레인 전극(175da, 175db, 175dc)은 동일한 공정에서 형성될 수 있고, 동일한 층에 위치할 수 있으며, 이를 데이터 도전체라 한다.
게이트 도전체와 데이터 도전체 사이에는 게이트 절연막(140)이 위치하고 있다. 예를 들면, 게이트선(121)과 데이터선(171) 사이에는 게이트 절연막(140)이 위치하고 있다. 즉, 게이트선(121)과 데이터선(171)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 서로 중첩할 수 있다. 또한, 게이트선(121)과 기준 전압선(172) 사이에는 게이트 절연막(140)이 위치하고 있다. 즉, 게이트선(121)과 기준 전압선(172)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 서로 중첩할 수 있다. 마찬가지로, 게이트선(121)과 더미 데이터선(171d) 사이에는 게이트 절연막(140)이 위치하고 있다. 즉, 게이트선(121)과 더미 데이터선(171d)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 서로 중첩할 수 있다. 또한, 게이트선(121)과 더미 기준 전압선(172d) 사이에는 게이트 절연막(140)이 위치하고 있다. 즉, 게이트선(121)과 더미 기준 전압선(172d)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 서로 중첩할 수 있다.
이처럼 절연막을 사이에 두고 있는 두 개의 금속층은 서로 절연되어 있다. 그러나, 공정 진행 중에 절연막이 얇게 증착되거나, 금속층의 식각 과정에서 절연막에 손상을 주는 등 다양한 원인에 의해 서로 절연되어야 하는 두 개의 금속층이 쇼트되는 불량이 발생할 수 있다. 게이트선(121)과 데이터선(171) 사이의 쇼트 불량, 게이트선(121)과 기준 전압선(172) 사이의 쇼트 불량의 경우 공정 진행 과정에서 초기에 발견이 용이한 편이다. 이에 비해 게이트선(121)과 더미 데이터선(171d) 사이의 쇼트 불량, 게이트선(121)과 더미 기준 전압선(172) 사이의 쇼트 불량의 경우 상대적으로 초기에 발견이 용이하지 않은 편이다. 더미 화소는 차광 부재(220)에 의해 가려져 있기 때문에 쇼트 불량의 발견이 용이하지 않다. 이러한 불량이 편광자, 인쇄 회로 기판 등의 부착 후에 발견되는 경우 제품 폐기시 손실이 크게 발생할 수 있다.
본 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 개구부(911, 912)를 포함하고, 더미 기준 전압선(172d)이 개구부(951, 952)를 포함함으로써, 이러한 쇼트 불량이 발생하더라도 게이트선(121)에 인가되는 게이트 신호가 변동하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 개구부가 없는 경우 더미 데이터선(171d)과 게이트선(121) 사이에 쇼트가 발생하거나, 더미 기준 전압선(172d)과 게이트선(121) 사이에 쇼트가 발생하는 경우 게이트선(121)에 인가되는 신호에 로드(load)가 발생하여 게이트 신호가 변동될 수 있다. 본 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 개구부(911, 912)를 포함함으로써, 더미 데이터선(171d)과 게이트선(121) 사이에 쇼트가 발생하더라도 게이트 신호의 로드를 최소화하여 게이트 출력 파형의 변동폭을 최소화할 수 있다. 또한, 더미 기준 전압선(172d)이 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 개구부(951, 952)를 포함함으로써, 더미 기준 전압선(172d)과 게이트선(121) 사이에 쇼트가 발생하더라도 게이트 신호의 로드를 최소화하여 게이트 출력 파형의 변동폭을 최소화할 수 있다.
데이터 도전체 위에는 보호막(180)이 위치할 수 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질, 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 절연 물질은 색 필터(color filter)로 이루어질 수도 있다.
보호막(180)은 제1 드레인 전극(175a)과 중첩하는 제1 접촉 구멍(185a)을 포함할 수 있다. 또한, 보호막(180)은 제2 드레인 전극(175b)과 중첩하는 제2 접촉 구멍(185b)을 포함할 수 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 더미 화소 전극(191d)이 위치할 수 있다. 화소 전극(191)은 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)을 포함할 수 있다. 더미 화소 전극(191d)은 제1 더미 부화소 전극(191da) 및 제2 더미 부화소 전극(191db)을 포함할 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 연결될 수 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 연결될 수 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받을 수 있다. 이때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 드레인 전극(175c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기보다 작아지게 된다. 이는 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 데이터 전압이 정극성(+)인 경우이고, 이와 반대로, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 데이터 전압이 부극성(-)인 경우에는 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압이 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압보다 작게 된다.
제2 부화소 전극(191b)의 면적은 제1 부화소 전극(191a)의 면적 대비하여 약 1배 이상 약 2배 이하일 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 열 방향으로 이웃할 수 있고, 전체적인 모양은 대략 사각형일 수 있으며, 가로 줄기부(192) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(193)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함할 수 있다. 또한, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 가로 줄기부(192)와 세로 줄기부(193)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역에는 복수의 미세 가지부(194)가 위치할 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 미세 가지부(194) 중 하나는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 다른 하나의 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한, 다른 하나의 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 나머지 하나의 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
각 미세 가지부(194)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(192)와 약 40도 내지 약 45도의 각을 이룰 수 있다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194)는 서로 직교할 수 있다.
제1 더미 부화소 전극(191da)은 제1 더미 드레인 전극(175da)과 중첩할 수 있으나, 제1 더미 드레인 전극(175da)과 연결되지는 않는다. 제2 더미 부화소 전극(191db)은 제2 더미 드레인 전극(175db)과 중첩할 수 있으나, 제2 더미 드레인 전극(175db)과 연결되지는 않는다. 더미 화소 전극(191d)은 플로팅되어 있으며, 더미 화소 전극(191d)에는 전압이 인가되지 않는다.
더미 화소 전극(191d)은 화소 전극(191)과 유사한 평면 형상을 가질 수 있다.
이어, 대향 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제2 기판(210) 위에는 차광 부재(220)가 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아줄 수 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩할 수 있다. 또한, 차광 부재(220)는 더미 데이터선(171d), 더미 기준 전압선(172d) 및 더미 화소 전극(191d)과 중첩할 수 있다. 즉, 더미 화소는 화면을 표시하는 부분이 아니므로 차광 부재(220)에 의해 가려진다.
제2 기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 복수의 색 필터(230)가 위치할 수 있다. 색 필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 길게 뻗을 수도 있다. 각 색 필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 황색(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
상기에서 차광 부재(220) 및 색 필터(230)가 제2 기판(210) 위에 위치하는 것으로 설명하였으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 차광 부재(220) 및 색 필터(230) 중 적어도 어느 하나가 제1 기판(110) 위에 위치할 수도 있다.
색 필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(240)이 위치할 수 있다.
덮개막(240) 위에는 공통 전극(270)이 위치할 수 있다.
박막 트랜지스터 표시판(100) 및 대향 표시판(200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 위치할 수 있다. 두 편광자의 편광축은 직교할 수 있으며, 이중 한 편광축은 게이트선(121)에 대하여 나란할 수 있다. 반사형 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.
데이터 전압을 인가 받은 화소 전극(191)은 공통 전압을 인가 받는 대향 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써, 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정할 수 있다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)과 공통 전극(270)은 액정 축전기(Clca, Clcb)를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 이때, 미세 가지부(194)의 변들은 전기장을 왜곡하여 미세 가지부(194)의 변에 수직인 수평 성분을 만들어 내고 액정 분자들의 경사 방향은 수평 성분에 의하여 결정되는 방향으로 결정된다. 따라서 액정 분자들이 처음에는 미세 가지부(194)의 변에 수직인 방향으로 기울어지려 한다. 그러나 이웃하는 미세 가지부(194)의 변에 의한 전기장의 수평 성분의 방향이 반대이고 미세 가지부(194) 사이의 간격이 좁기 때문에 서로 반대 방향으로 기울어지려는 액정 분자들이 함께 미세 가지부(194)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어지게 된다.
본 실시예에서 하나의 화소의 미세 가지부(194)가 뻗어 나가는 길이 방향이 모두 네 방향이므로 액정 분자들이 기울어지는 방향도 총 네 방향이 될 수 있다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 함으로써, 표시 장치의 기준 시야각을 크게 할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 10에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 더미 기준 전압선이 개구부를 포함하지 않는다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 10은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 도 10은 표시 장치의 어느 한 화소 및 이에 인접한 더미 화소를 나타내고 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121), 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(171) 및 더미 데이터선(171d)을 포함한다. 또한, 일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121)과 교차하는 기준 전압선(172) 및 더미 기준 전압선(172d)을 더 포함할 수 있다.
앞선 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 개구부(911, 912)를 포함하고, 더미 기준 전압선(172d)이 개구부(951, 952)를 포함한다. 본 실시예에서는 더미 데이터선(171d)은 개구부(911, 912)를 포함하나, 더미 기준 전압선(172d)은 개구부를 포함하지 않는다.
더미 데이터선(171d)은 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부(911, 912)를 포함한다. 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)는 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부(911) 및 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부(912)를 포함할 수 있다. 더미 데이터선(171d)의 개구부(911, 912)의 양측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
다음으로, 도 11을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 11에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 더미 데이터선이 개구부를 포함하지 않는다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 11은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 도 11은 표시 장치의 어느 한 화소 및 이에 인접한 더미 화소를 나타내고 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121), 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(171) 및 더미 데이터선(171d)을 포함한다. 또한, 일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121)과 교차하는 기준 전압선(172) 및 더미 기준 전압선(172d)을 더 포함할 수 있다.
앞선 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 개구부(911, 912)를 포함하고, 더미 기준 전압선(172d)이 개구부(951, 952)를 포함한다. 본 실시예에서는 더미 기준 전압선(172d)은 개구부(951, 952)를 포함하나, 더미 데이터선(171d)은 개구부를 포함하지 않는다.
더미 기준 전압선(172d)은 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부(951, 952)를 포함한다. 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)는 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부(951) 및 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부(952)를 포함할 수 있다. 더미 기준 전압선(172d)의 개구부(951, 952)의 양측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
다음으로, 도 12를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 12에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 더미 데이터선 및 더미 기준 전압선이 하측 개구부를 포함하지 않는다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 12는 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 도 12는 표시 장치의 어느 한 화소 및 이에 인접한 더미 화소를 나타내고 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121), 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(171) 및 더미 데이터선(171d)을 포함한다. 또한, 일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121)과 교차하는 기준 전압선(172) 및 더미 기준 전압선(172d)을 더 포함할 수 있다.
앞선 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 상측 개구부(911) 및 하측 개구부(912)를 포함하고, 더미 기준 전압선(172d)이 상측 개구부(951) 및 하측 개구부(952)를 포함한다. 본 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 상측 개구부(911)를 포함하고, 더미 기준 전압선(172d)이 상측 개구부(951)를 포함한다. 더미 데이터선(171d)은 하측 개구부를 포함하지 않고, 더미 기준 전압선(172d)은 하측 개구부를 포함하지 않는다.
더미 데이터선(171d)의 상측 개구부(911)의 양측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다. 더미 기준 전압선(172d)의 상측 개구부(951)의 양측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
다음으로, 도 13을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 13에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 더미 데이터선 및 더미 기준 전압선이 상측 개구부를 포함하지 않는다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 13은 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 도 13은 표시 장치의 어느 한 화소 및 이에 인접한 더미 화소를 나타내고 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121), 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(171) 및 더미 데이터선(171d)을 포함한다. 또한, 일 실시예에 의한 표시 장치는 게이트선(121)과 교차하는 기준 전압선(172) 및 더미 기준 전압선(172d)을 더 포함할 수 있다.
앞선 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 상측 개구부(911) 및 하측 개구부(912)를 포함하고, 더미 기준 전압선(172d)이 상측 개구부(951) 및 하측 개구부(952)를 포함한다. 본 실시예에서는 더미 데이터선(171d)이 하측 개구부(912)를 포함하고, 더미 기준 전압선(172d)이 하측 개구부(952)를 포함한다. 더미 데이터선(171d)은 상측 개구부를 포함하지 않고, 더미 기준 전압선(172d)은 상측 개구부를 포함하지 않는다.
더미 데이터선(171d)의 하측 개구부(912)의 양측에 위치하는 더미 데이터선(171d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다. 더미 기준 전압선(172d)의 하측 개구부(952)의 양측에 위치하는 더미 기준 전압선(172d)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
다음으로, 도 14 내지 도 16을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 14 내지 도 16에 도시된 실시예에 의한 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 실시예에 의한 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 데이터선이 제1 데이터선 및 제2 데이터선을 포함한다는 점 등에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 14는 일 실시예에 의한 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이고, 도 15는 도 14에 도시된 하나의 화소를 나타낸 평면도이며, 도 16은 일 실시예에 의한 표시 장치의 하나의 더미 화소를 나타낸 평면도이다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 복수의 신호선(GL, DL1, DL2)과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(GL, DL1, DL2)은 게이트 신호를 전달하는 게이트선(GL), 제1 데이터 전압을 전달하는 제1 데이터선(DL1), 및 제2 데이터 전압을 전달하는 제2 데이터선(DL2)을 포함한다.
게이트선(GL)과 제1 데이터선(DL1)에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(T1)가 형성되어 있고, 게이트선(GL)과 제2 데이터선(DL2)에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자(T2)가 형성되어 있다. 제1 스위칭 소자(T1) 및 제2 스위칭 소자(T2)는 동일한 게이트선(GL)에 연결되어 있다.
제1 부화소(PXa)에는 제1 스위칭 소자(T1)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clca)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 스위칭 소자(T2)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcb)가 형성되어 있다.
제1 스위칭 소자(T1)의 제1 단자는 게이트선(GL)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제1 데이터선(DL1)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있다.
제2 스위칭 소자(T2)의 제1 단자는 게이트선(GL)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제2 데이터선(DL2)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(GL)에 게이트 온 전압이 인가되면 이에 연결된 제1 스위칭 소자(T1) 및 제2 스위칭 소자(T2)가 턴 온 된다. 제1 데이터선(DL1)과 제2 데이터선(DL2)에는 서로 다른 전압이 인가되어, 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)는 서로 다른 전압으로 충전된다. 따라서, 하나의 화소(PX) 내의 제1 부화소(PXa)와 제2 부화소(PXb)에 충전되는 전압을 달리하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도 15를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 하나의 화소의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
제1 기판(도시하지 않음) 위에는 제1 방향으로 연장되어 있는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 위치할 수 있다. 또한, 게이트선(121)으로부터 돌출되어 있는 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131)으로부터 돌출되어 있는 유지 전극(135)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131) 및 유지 전극(135)은 화소 전극(191) 하부에 유기막을 사용하는 구조에서 차폐 전극의 역할을 할 수 있다.
유지 전극선(131) 및 유지 전극(135)의 모양 및 배치는 다양하게 변경될 수 있다.
도시는 생략하였으나, 게이트선(121), 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 유지 전극선(131) 및 유지 전극(135) 위에는 게이트 절연막이 위치할 수 있다.
게이트 절연막 위에는 제1 반도체(154a) 및 제2 반도체(154b)가 위치할 수 있다. 제1 반도체(154a)는 제1 게이트 전극(124a)과 중첩할 수 있고, 제2 반도체(154b)는 제2 게이트 전극(124b)과 중첩할 수 있다.
게이트 절연막 위에는 제2 방향으로 연장되어 있는 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)이 위치할 수 있다. 제2 방향은 제1 방향과 교차하는 방향으로서, 예를 들면 제1 방향에 대해 수직한 방향일 수 있다.
제1 기판(도시하지 않음) 위에는 매트릭스 형태로 화소가 배치되어 있다. 즉, 복수의 화소 열과 복수의 화소 행이 형성될 수 있다. 제1 데이터선(171a)은 각 화소 열의 좌측 가장자리에 위치할 수 있고, 제2 데이터선(171b)은 각 화소 열의 우측 가장자리에 위치할 수 있다.
게이트 절연막 위에는 제1 데이터선(171a)으로부터 돌출되어 있는 제1 소스 전극(173a), 및 제1 소스 전극(173a)과 이격되어 있는 제1 드레인 전극(175a)이 위치할 수 있다. 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a)과 중첩할 수 있다. 또한, 게이트 절연막 위에는 제2 데이터선(171b)으로부터 돌출되어 있는 제2 소스 전극(173b), 및 제2 소스 전극(173b)과 이격되어 있는 제2 드레인 전극(175b)이 위치할 수 있다. 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b)과 중첩할 수 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 반도체(154a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 스위칭 소자(T1)를 이룬다. 제2 게이트 전극(124b), 제2 반도체(154b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 스위칭 소자(T2)를 이룬다. 제1 및 제2 스위칭 소자(T1, T2)의 채널(channel)은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 사이의 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)에 형성될 수 있다.
도시는 생략하였으나, 제1 및 제2 데이터선(171a, 171b), 제1 및 제2 스위칭 소자(T1, T2) 위에는 보호막이 위치할 수 있다. 보호막은 제1 드레인 전극(175a)과 중첩하는 제1 접촉 구멍(185a)을 포함할 수 있고, 제2 드레인 전극(175b)과 중첩하는 제2 접촉 구멍(185b)을 포함할 수 있다.
보호막 위에는 화소 전극(191)이 위치할 수 있다. 화소 전극(191)은 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)을 포함할 수 있다. 제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 연결될 수 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 연결될 수 있다. 제1 부화소 전극(191a)은 제1 스위칭 소자(T1)와 연결될 수 있고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 스위칭 소자(T2)와 연결될 수 있다. 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 하나의 화소 내에 위치하고, 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리될 수 있다. 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)의 면적은 제2 부화소 전극(191b)의 면적보다 작을 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 열 방향으로 이웃할 수 있고, 전체적인 모양은 대략 사각형일 수 있으며, 가로 줄기부(192) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(193)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함할 수 있다. 또한, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 가로 줄기부(192)와 세로 줄기부(193)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역에는 복수의 미세 가지부(194)가 위치할 수 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 미세 가지부(194) 중 하나는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 다른 하나의 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한, 다른 하나의 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 나머지 하나의 미세 가지부(194)는 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
각 미세 가지부(194)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(192)와 약 40도 내지 약 45도의 각을 이룰 수 있다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194)는 서로 직교할 수 있다.
제1 기판(110)과 마주보는 제2 기판(210) 위에는 색 필터(230), 차광 부재(220), 덮개막(240) 및 공통 전극(270)이 위치할 수 있다. 또한, 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에는 액정층(3)이 위치할 수 있다.
이하에서, 도 16을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 하나의 더미 화소의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
제1 기판 위에는 게이트선(121), 게이트선(121)과 교차하는 더미 데이터선(171d)이 위치할 수 있다. 게이트선(121)과 더미 데이터선(171d) 사이에는 게이트 절연막이 위치할 수 있다. 즉, 게이트선(121)과 더미 데이터선(171d)은 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 중첩할 수 있다.
더미 데이터선(171d)은 데이터선(171)과 거의 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 더미 데이터선(171d)은 더미 화소를 기준으로 양측에 위치하는 제1 더미 데이터선(171da) 및 제2 더미 데이터선(171db)을 포함할 수 있다. 제1 더미 데이터선(171da)은 더미 화소 전극(191d)의 좌측에 위치할 수 있고, 제2 더미 데이터선(171db)은 더미 화소 전극(191d)의 우측에 위치할 수 있다. 제1 더미 데이터선(171da) 및 제2 더미 데이터선(171db)은 플로팅되어 있으며, 제1 및 제2 더미 데이터선(171da, 171db)에는 신호가 인가되지 않는다.
제1 더미 데이터선(171da) 및 제2 더미 데이터선(171db)은 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부(921, 922, 961, 962)를 포함한다.
제1 더미 데이터선(171da)의 개구부(921, 922)는 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부(921) 및 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부(922)를 포함할 수 있다. 개구부(921, 922)를 기준으로 양측에 위치하는 제1 더미 데이터선(171da)의 부분들은 서로 분리되어 있다. 예를 들면, 상측 개구부(921)의 상측에 위치하는 제1 더미 데이터선(171da)의 부분과 상측 개구부(921)의 하측에 위치하는 제1 더미 데이터선(171da)의 부분은 서로 분리되어 있다. 또한, 하측 개구부(922)의 상측에 위치하는 제1 더미 데이터선(171da)의 부분과 하측 개구부(922)의 하측에 위치하는 제1 더미 데이터선(171da)의 부분은 서로 분리되어 있다. 따라서, 제1 더미 데이터선(171da)의 개구부(921, 922)의 양측에 위치하는 제1 더미 데이터선(171da)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
본 실시예에서는 제1 더미 데이터선(171da)이 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 개구부(921, 922)를 포함함으로써, 제1 더미 데이터선(171da)과 게이트선(121) 사이에 쇼트가 발생하더라도 게이트 신호의 로드를 최소화하여 게이트 출력 파형의 변동폭을 최소화할 수 있다.
제2 더미 데이터선(171db)의 개구부(961, 962)는 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부(961) 및 평면 상에서 게이트선(121)과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부(962)를 포함할 수 있다. 개구부(961, 962)를 기준으로 양측에 위치하는 제2 더미 데이터선(171db)의 부분들은 서로 분리되어 있다. 예를 들면, 상측 개구부(961)의 상측에 위치하는 제2 더미 데이터선(171db)의 부분과 상측 개구부(961)의 하측에 위치하는 제2 더미 데이터선(171db)의 부분은 서로 분리되어 있다. 또한, 하측 개구부(962)의 상측에 위치하는 제2 더미 데이터선(171db)의 부분과 하측 개구부(962)의 하측에 위치하는 제2 더미 데이터선(171db)의 부분은 서로 분리되어 있다. 따라서, 제2 더미 데이터선(171db)의 개구부(961, 962)의 양측에 위치하는 제2 더미 데이터선(171db)의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있다.
본 실시예에서는 제2 더미 데이터선(171db)이 게이트선(121)과의 중첩부와 인접한 부분에 개구부(961, 962)를 포함함으로써, 제2 더미 데이터선(171db)과 게이트선(121) 사이에 쇼트가 발생하더라도 게이트 신호의 로드를 최소화하여 게이트 출력 파형의 변동폭을 최소화할 수 있다.
더미 화소 영역에는 게이트선(121)으로부터 돌출되어 있는 제1 더미 게이트 전극(124da), 제2 더미 게이트 전극(124db)이 더 위치할 수 있다. 또한, 제1 더미 게이트 전극(124da)과 중첩하는 제1 더미 반도체(154da), 제2 더미 게이트 전극(124db)과 중첩하는 제2 더미 반도체(154db)가 더 위치할 수 있다. 또한, 제1 더미 데이터선(171da)으로부터 돌출되어 있는 제1 더미 소스 전극(173da), 제1 더미 소스 전극(173da)과 이격되어 있는 제1 더미 드레인 전극(175da)이 위치할 수 있다. 제1 더미 소스 전극(173da) 및 제1 더미 드레인 전극(175da)은 제1 더미 게이트 전극(124da)과 중첩할 수 있다. 또한, 제2 더미 데이터선(171db)으로부터 돌출되어 있는 제2 더미 소스 전극(173db), 제2 더미 소스 전극(173db)과 이격되어 있는 제2 더미 드레인 전극(175db)이 위치할 수 있다.
제2 더미 소스 전극(173db) 및 제2 더미 드레인 전극(175db)은 제2 더미 게이트 전극(124db)과 중첩할 수 있다. 또한, 제1 더미 데이터선(171da)과 제2 더미 데이터선(171db) 사이에는 더미 화소 전극(191d)이 위치할 수 있다. 더미 화소 전극(191d)은 제1 더미 부화소 전극(191da) 및 제2 더미 부화소 전극(191db)을 포함할 수 있다. 제1 더미 부화소 전극(191da)은 제1 더미 드레인 전극(175da)과 중첩할 수 있으나, 제1 더미 드레인 전극(175da)과 연결되지는 않는다. 제2 더미 부화소 전극(191db)은 제2 더미 드레인 전극(175db)과 중첩할 수 있으나, 제2 더미 드레인 전극(175db)과 연결되지는 않는다. 더미 화소 전극(191d)은 플로팅되어 있으며, 더미 화소 전극(191d)에는 전압이 인가되지 않는다.
제1 더미 데이터선(171da), 제2 더미 데이터선(171db), 제1 및 제2 더미 게이트 전극(124da, 124db), 제1 및 제2 더미 반도체(154da, 154db), 제1 및 제2 더미 소스 전극(173da, 173db), 제1 및 제2 더미 드레인 전극(175da, 175db), 제1 및 제2 더미 부화소 전극(191da, 191db)은 각각 제1 데이터선(171a), 제2 데이터선(171b), 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b), 제1 및 제2 반도체(154a, 154b), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b), 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b), 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)과 유사한 평면 형상을 가질 수 있다.
상기에서 설명한 스위칭 소자의 개수 및 배치 형태는 다양하게 변경이 가능하다. 또한, 스위칭 소자의 다양한 연결 방식에 따라 표시 장치의 구동 방식이 다양하게 변경이 가능하다. 또한, 상기에서 설명한 화소 전극의 형상 및 화소의 배치 형태 등은 다양하게 변경이 가능하다.
또한, 상기에서 표시 장치가 두 개의 기판 사이에 위치하는 액정의 구동에 의해 화면이 표시되는 액정 표시 장치에 대해 설명하였으나, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에 의한 표시 장치는 유기 발광 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 전기 습윤 표시 장치 등으로 이루어질 수도 있다. 뿐만 아니라 마이크로 발광 다이오드(Micro LED) 표시 장치, 양자점 발광 다이오드(QLED) 표시 장치, 양자점 유기 발광 다이오드(QD-OLED) 표시 장치 등의 차세대 표시 장치로 이루어질 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
121: 게이트선
171: 데이터선
171a: 제1 데이터선
171b: 제2 데이터선
171d: 더미 데이터선
171da: 제1 더미 데이터선
171db: 제2 더미 데이터선
172: 기준 전압선
172d: 더미 기준 전압선
191: 화소 전극
191a: 제1 부화소 전극
191b: 제2 부화소 전극
191d: 더미 화소 전극
191da: 제1 더미 부화소 전극
191db: 제2 더미 부화소 전극
911: 더미 데이터선의 상측 개구부
912: 더미 데이터선의 하측 개구부
921: 제1 더미 데이터선의 상측 개구부
922: 제1 더미 데이터선의 하측 개구부
951: 더미 기준 전압선의 상측 개구부
952: 더미 기준 전압선의 하측 개구부
961: 제2 더미 데이터선의 상측 개구부
962: 제2 더미 데이터선의 하측 개구부

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하는 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 화소, 및
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 데이터선을 포함하고,
    상기 더미 데이터선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고,
    상기 더미 데이터선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 데이터선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 더미 데이터선의 개구부는,
    평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부, 및
    평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 더미 데이터선의 개구부의 개수는 상기 게이트선의 개수보다 많은 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 더미 데이터선의 개구부의 개수는 상기 게이트선의 개수의 2배인 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 게이트선과 상기 데이터선 사이 및 상기 게이트선과 상기 더미 데이터선 사이에 위치하는 게이트 절연막을 더 포함하고,
    상기 게이트선과 상기 데이터선은 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 중첩하고,
    상기 게이트선과 상기 더미 데이터선은 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 중첩하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 게이트선은 제1 방향으로 연장되어 있고,
    상기 데이터선은 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되어 있고,
    상기 더미 데이터선은 상기 제2 방향으로 연장되어 있는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 데이터선과 상기 더미 데이터선 사이에 위치하는 더미 화소를 더 포함하고,
    상기 더미 화소는 플로팅되어 있는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 더미 데이터선은 플로팅되어 있는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 표시 장치는 복수의 게이트선, 복수의 데이터선 및 복수의 화소를 포함하고,
    상기 복수의 화소는 매트릭스 형태로 배치되어 있고,
    각각의 상기 게이트선은 상기 복수의 화소 중 동일한 행에 위치하는 화소에 연결되어 있고,
    각각의 상기 데이터선은 상기 복수의 화소 중 상기 데이터선의 좌측에 위치하는 화소 및 상기 데이터선의 우측에 위치하는 화소에 번갈아 연결되어 있는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 복수의 데이터선 중 서로 인접한 데이터선에는 서로 다른 극성의 데이터 전압이 인가되는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 기준 전압선을 더 포함하고,
    상기 더미 기준 전압선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고,
    상기 더미 기준 전압선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 기준 전압선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있는 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 데이터선은 제1 데이터선 및 제2 데이터선을 포함하고,
    상기 더미 데이터선은 제1 더미 데이터선 및 제2 더미 데이터선을 포함하고,
    상기 제1 더미 데이터선 및 상기 제2 더미 데이터선은 각각 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하는 표시 장치.
  13. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하는 데이터선 및 기준 전압선,
    상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 기준 전압선에 연결되어 있는 화소, 및
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 기준 전압선을 포함하고,
    상기 더미 기준 전압선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고,
    상기 더미 기준 전압선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 기준 전압선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 데이터선을 더 포함하고,
    상기 더미 기준 전압선은 상기 더미 데이터선과 상기 데이터선 사이에 위치하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 더미 데이터선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고,
    상기 더미 데이터선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 데이터선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 데이터선과 상기 더미 데이터선 사이에 위치하는 더미 화소를 더 포함하고,
    상기 더미 화소는 플로팅되어 있는 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 더미 기준 전압선 및 상기 더미 데이터선은 플로팅되어 있는 표시 장치.
  18. 제13항에서,
    상기 더미 기준 전압선의 개구부는,
    평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 상측에 위치하는 상측 개구부, 및
    평면 상에서 상기 게이트선과의 중첩부의 하측에 위치하는 하측 개구부를 포함하는 표시 장치.
  19. 기판,
    상기 기판 위에 위치하고, 서로 교차하는 게이트선 및 데이터선,
    상기 기판 위에 위치하고 일정한 전압이 인가되는 기준 전압선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터,
    상기 게이트선, 상기 제2 트랜지스터, 및 상기 기준 전압선에 연결되어 있는 제3 트랜지스터,
    상기 제1 트랜지스터에 연결되어 있는 제1 부화소 전극,
    상기 제2 트랜지스터에 연결되어 있는 제2 부화소 전극, 및
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 데이터선을 포함하고,
    상기 더미 데이터선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고,
    상기 더미 데이터선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 데이터선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있는,
    표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 기판 위의 가장자리에 위치하고, 상기 게이트선과 교차하는 더미 기준 전압선을 더 포함하고,
    상기 더미 기준 전압선은 상기 게이트선과의 중첩부와 인접한 부분에 위치하는 개구부를 포함하고,
    상기 더미 기준 전압선의 개구부의 양측에 위치하는 상기 더미 기준 전압선의 부분들은 서로 전기적으로 절연되어 있는 표시 장치.
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