KR960006205B1 - 티에프티-엘씨디(tft-lcd)의 구조 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

티에프티 -엘씨디(TFT-LCD)의 구조
제 1 도는 종래의 제1TFT-LCD 레이아웃도
제 2 도는 종래 제2TFT-LCD 레이아웃도
제 3 도는 본 발명의 TFT-LCD 개념도
제 4 도는 본 발명의 TFT-LCD 레이아웃도
제 5 도는 제 4 도의 TFT-LCD 등가회로도
* 도면의 주요부분에 내한 부호의 설명
1, 1a : 게이트신호라인 2, 2a : 데이타신호라인
3 : 박막트랜지스터 4 : 투명전극
6, 6a, 6b : 축적용량 7 : 데이타
8 : 기준전극
본 발명은 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Disp1ay)에 관한 것으로, 특히 누설전류에 의한 TFT 특성감소와 액정러빙 방향에 따라 인근의 신호전극화 화소 전극 사이의 전계에 의한 역틸드(Reverse tilt) 현상해결에 적당하도록 한 TFT-LCD의 구조에 관한 것이다.
종래의 TFT-LCD를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제 1 도는 종래의 제 1 TFT-LCD 레이아웃도이고, 제 2 도는 종래의 제 2 TFT-LCD 레이아웃도로써, 게이트신호라인(1)과 데이타신호라인(2)이 서로 수직방향으로 배열되고, 게이트신호라인(1)과 데이타신호라인(2)이 배열되어 만든 화소영역에 투명전극(4)이 형성되고, 게이트신호라인(1)와 데이타신호라인(2)이 교차되는 부분에 박막트랜지스터(3)가 형성된다.
박막트랜지스터(3)는 게이트신호라인(1)을 게이트로 하고, 데이타신호라인(2)을 소오스로 하고 투명전극에 연결된 데이타인으로 형성된다.
여기서 제 2 도는 게이트신호라인(1)의 선택신호가 비선택신호로 변환되면 박막트랜지스터(3)가 전기적으로 차단될때 투명전극(4)의 전위가 변화하지 않도록 하기 위하여 전단의 게이트신호라인(1a)과 투명전극(4)이 접하도록 하여 축적용량(6)이 형성되어 있다.
이와같이 구성된 종래의 TFT-LCD의 동작은 다음과 같다.
먼저 투명전극(화소전극)의 면적이 이루는 액정전기 용량에 인가된 전압 또는 전하량은 화상정보에 따라 결정된다.
따라서, 투명전극(4)에 필요한 전압신호가 전달되기 위해서는 게이트신호라인(1)을 통해 일정시간 동안 선택신호가 인가되며, 이 선택신호에 의해 박막트랜지스터(3)가 전기적으로 도통되어 데이타신호라인(2)을 통해 화상신호전압이 투명전극(4)에 전달된다.
그리고 일정시간후 게이트신호라인(1)의 선택신호가 비선택신호로 바뀌면, 박막트랜지스터(3)는 전기적으로 차단되어 투명전극(4)에 축적된 전하는 다음번 선택신호가 인가될 때까지 프레임시간(frame time)동안 유지된다.
이때의 비선택 게이트신호 동안의 박막트랜지스터(3)의 누설전류와 액정의 누설전류에 의해 투명전극(4)의 활상신호 전압을 조금식 감소한다.
이것의 효과를 줄이기 위해서 제 2 도와 같이 그 전단의 게이트신호라인(1a)과 투명전극(4)이 겹치도록하여 게이트절연막을 사이에둔 축전용량(6)을 설계하여 화상신호의 악화를 줄였다.
그러나 이와같은 종래의 TFT-LCD에 있어서는 배향막의 러빙방향에 따라 인접한 게이트신호라인과 투명전극사이, 그리고 데이타신호라인과 투명전극 사이에는 수평방향의 전계(電界)가 존재하게 되어 역방향의 액정분자 배향이 발생하게 된다.
즉 제 1 도 및 제 2 도에서 리버스틸드(reverse tilt)영역(5)으로 표시하였다. 따라서 리버스틸영역(5)은 화상신호가 암(暗)일때 빛이 통과되므로 이로인해 LCD의 화상이 전하되고 이를 해결하기 위하여 투명전극(4)의 대향전극 기판에 금속으로 차광막을 형성하여 리버스틸영역(5)을 가리도록 설계한다.
따라서 게이트신호라인(1)과 데이타신호라인(2)으로부터 각각 소정의 영역(A, B)을 실제 유효표시 면적이 될 수 없고, 제 2 도에서 축적용량(6)부분의 게이트신호라인(1a)과 투명전극(4) 사이에 핀홀등에 의한 전기적 결함으로 해당화소가 구동되지 않게 되는 등으로 유효표시 면적이 감소하고 수율이 전하되는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 유효표시 면적과 수율을 증가시키는데 그 목적이 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 앞단의 게이트신호라인에 형성되는 축적 용량 면적을 줄이고 리버스틸드 영역과 설계규칙에 의하여 유효표시 면적이 될 수 없는 투명전극 좌우측에 별도의 축적용량을 설계한 것이다.
이와같은 본 발명의 TFT-LCD를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 3 도는 본 발명의 TFT-LCD 개념도이고, 제 4 도는 본발명의 TFT-LCD 레이아웃도이며, 제 5 도는 제 4 도의 등가회로도로써, 게이트신호라인(1, 1a)이 일정간격을 갖고 일방향으로 복수개 배열되고, 데이타신호라인(2, 2a)이 일정간격을 갖고 게이트신호라인(1, 1a)과 수직한 방향으로 복수개 배열되고, 게이트신호라인(1, 1a)과 데이타신호라인이 교차되는 부분에 게이트신호라인(1, 1a)을 게이트로 하고, 데이타신호라인(2, 2a)을 소오스로 하는 박막트랜지스터(3)가 복수개 형성되고, 데이타신호라인(2, 2a)과 게이트신호라인(1, 1a)이 배열되어 만든 화소영역에는 투명전극(4)이 복수개 형성되고, 일화소에 있어서 투명전극(4)과 그전단의 게이트신호라인(1a)이 겹쳐서 그 전단의 게이트신호라인(1a)폭에 하나의 축적용량(6)에 형성되고,그 절단의 게이트신호라인(2a)과 다이오드(7)가 순방향으로 연결되고, 데이타(7) 일측에 아령모양(I)의 기준전극(8)이 연결되며, 투명전극(4)과 기준전극(8)이 리버스틸드 영역(데이타라인 좌우측)에서 또 다른 두개의 축적용량(6a, 6b)이 형성된 구조이다.
여기서, 또 다른 두개의 축적용량(6a, 6b)는 해당 화소영역내의 다이오드(7)을 통한 기준전극(8)과 투명전극(4) 사이에 하나의 축적용량(6a)이 형성되고, 이웃하는 화소영역내의 데이타(7)를 통한 기준전극(8)과 투명전극(4) 하나의 축적용량(6b)이 형성되며, 데이타(7)는 박막트랜지스터를 이용하여 구성된 다이오드이다.
이와같이 구성된 본 발명은 TFT-LCD의 동작은 다음과 같다.
좌,우측의 축적용량(6a, 6b)의 기준전극은 한쪽방향으로만 전류를 통하는 다이오드(7)에 의해 앞단의 게이트신호라인(1a)과 연결되어 있으므로, 앞단의 게이트신호전극(1a)이 선택신호를 받을때(가장높은 양(+)의 전압) 좌우측의 축적용량(6a, 6b)의 기준전극(8)로 게이트신호라인(1a)의 선택신호차를 갖는다.
따라서, 한번의 가장 높은 값의 양(+)의 전압을 갖게 된 축적용량(6a, 6b)의 기준전극(8)은 앞단의 게이트신호라인(1a)이 비선택신호로 변환되더라도 일정한 값, 즉 다이오드(7)의 역방향 특성에 의해서 게이트신호라인(1a)의 선택신호차를 유지하게 된다.
그리고, 좌우측의 축적용량(6a, 6b)에 핀홀등의 부량이 발생하여 전기적 도통현상이 일어날 경우에도 기준전극(8)은 투명전극(4)과 동일한 전압을 띠게 되며, 투명전극(4)에 연결된 박막트랜지스터(3)에 의해 화상전압이 인가되면, 좌우측의 축적용량(6a, 6b)의 기준전극(8)은 화상전압을 띠게되며, 이 화상전압은 앞단의 게이트신호라인(1a)보다 높은 값을 갖게 되므로 다이오드(7)에 의해 전기적으로 격기되어 투명전극(4)은 정상적인 동작을 할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 TFT-LCD에 있어서는 리버스틸드 영역과 설계 규칙상 활용가치가 없는 화소영역을 축적용량으로 사용하여 유효표시 비율(Aperture Ratio)을 높이고, 축적용량이 핀홀등으로 인해 불량이 날 경우도 화소전극에 정상적인 화상신호가 인가되므로 정상적인 동작이 가능하여 수율을 향상시키며, 축적용량이 증가되므로 LCD화질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 데드 존(Dead zone)에 설치된 축적용량의 금속패턴이 새는 빛을 막아주므로 블랙 매트릭스의 설계공차를 줄일 수 있어 공정의 단순화를 이루는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 일정한 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트신호라인(,1a)과, 일정한 간격을 갖고 게이트신호라인(1, 1a)과 수직방향으로 배열되는복수개의 데이타신호라인(2, 2a)과, 상기게이트신호라인(1, 1a)과 데이타신호라인(2, 2a)이 배열되어 만든 각 화소영역에 형성되는 투명전극(4)과, 게이트신호라인(1, 1a)과 데이타신호라인이 교차되는 영역에 형성되어 각 투명전극(4)에 화상신호를 스위칭하는 복수개의 박막트랜지스터(3)와, 각 투명전극(4)과, 그 전단의 게이트신호라인(1a) 사이에 형성되는 제 1 축적용량(6)과, 각투명전극(4)과 그 전단의 게이트신호라인(1a)과 다이오드(7)을 통해 데이타라인에 평행하게 형성되는 제 2 축적용량(6a)을 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 TFT-LCD의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1, 제 2축적영역량은 리버스틸드영역 활용가치가 없는 화소영역내에 설치됨을 특징으로 하는 TFT-LCD의 구조.
  3. 제 1 항에 있어서, 다이오드(7)는 박막트랜지스터를 이용하여 구성됨을 특징으로 하는 TFT-LCD의 구조.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 2 축적용량은 해당화소영역의 데이타(7)를 통해 연결된 기준전극(8)과, 투명전극(4) 사이에 하나가 형성되고, 이웃하는 화소영역의 다이오드(7)를 통해 연결된 기준전극(8)과 투명전극(4) 사이에 또 하나가 형성됨을 특징으로 하는 TFT-LCD의 구조.
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