JP2006201771A - アレイ基板、それを有する液晶表示パネル及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子は、互いに隣接するゲート配線と互いに隣接するデータ配線によって画定される単位ピクセル領域に形成される。メインピクセル部は単位ピクセル領域の第1領域に形成される。カップリングキャパシターはスイッチング素子に接続される。サブピクセル部はカップリングキャパシターに接続され、単位ピクセル領域の第2領域に形成される。それにより、PVA構造でゲート配線とピクセル電極とが重畳することにより発生する追加的なゲート/ソース間キャパシターの面積をメインピクセルからサブピクセルに移行し、メインピクセルのキックバック電圧を減少してピクセルのRMS原因によって発生する画質不良を改善することができる。
【選択図】図1
Description
液晶表示装置は、液晶によって遮蔽されない方向のみに光が透過して画像を具現するので、相対的に他の表示装置に比べて視野角が狭いという短所がある。それにより、広視野角を実現するために垂直配向モード(以下、VAモードと称す)の液晶表示装置が開発された。
動作の際、2つの基板の間に電圧が印加されない時には、液晶分子が基板表面に対して略垂直方向に整列することでブラックを表示する。アレイ基板の制御電極とそれと連係されたカラーフィルター基板の共通電極に所定の電圧が印加される時には、液晶分子が基板表面に略水平方向に整列されホワイトを表示し、ホワイト表示のための電圧より小さい電圧が印加された時には、液晶分子が基板表面に対して斜めの方向に傾くように配向されグレーを表示する。このとき、グレー・スケールは液晶分子の平均配向に依存して変わる。
前記したスーパーPVA技術は、単位ピクセル内に1つのTFTを形成し、メインピクセルには直接的にデータ電圧を印加し、サブピクセルにはカップリングキャパシターを経由して間接的にデータ電圧を印加し、電圧差異を誘導する方法である。即ち、前記したカップリングキャパシタンスを用いてサブピクセルにデータ電圧を印加すると、サブピクセルの電圧は、カップリングキャパシター用配線とサブピクセルのピクセル電極間のカップリングキャパシタンスの形成によって間接的に誘導され、カップリングキャパシタンスとサブピクセル部分のストレージキャパシターによって決定される。
本発明の他の目的は、前記したアレイ基板を有する液晶表示パネルを提供することにある。
前記サブピクセル部には複数の開口パターンが形成されることを特徴とする。
前記メインピクセル部は前記ゲート配線と平行し前記単位ピクセル領域を2分割する領域に形成されることを特徴とする。
前記メインピクセル部は、前記スイッチング素子に接続されることを特徴とする。前記メインピクセル部は下部に形成された第2カップリングパターンと、上部に形成され前記第2カップリングパターンとコンタクトするメイン電極とを含むことが望ましい。前記サブピクセル部は下部に形成された第1下部ストレージパターン、前記第1下部ストレージパターンとコンタクトする第1サブ電極、下部に形成された第2下部ストレージパターン及び前記第1サブ電極と分離されながら前記第2下部ストレージパターンとコンタクトする第2サブ電極を含むことが望ましい。
前記第1サブ電極には前記メイン電極に形成されたY字形状の開口パターンの第1ゲート配線と平行でない分岐部のうちの一方と平行な2つの開口パターンが形成されることを特徴とする。
前記した本発明の目的を実現するために他の実施例によるアレイ基板は、メインスイッチング素子、メインピクセル部、サブゲートライン、サブスイッチング素子及びサブピクセル部を含む。前記メインゲートランは単位ピクセル領域に形成される。前記メインスイッチング素子は前記メインゲートラインに接続される。前記メインピクセル部は前記メインスイッチング素子に接続され前記単位ピクセル領域の中央領域に形成される。前記サブゲートラインは前記単位ピクセル領域に形成される。前記サブスイッチング素子は前記サブゲートラインに接続される。前記サブピクセル部は前記単位ピクセル領域の残余領域に形成される。
前記した本発明の他の目的を実現するために一実施例による液晶表示パネルは、上部基板、液晶層及び下部基板を含む。前記上部基板は共通電極層を具備する。前記下部基板は前記上部基板との結合により前記液晶層を収容するものであり、単位ピクセル領域の第1領域(例えば、中央領域)に形成されたメインピクセル部、スイッチング素子に接続されたカップリングキャパシター及び前記カップリングキャパシターに接続され、前記単位ピクセル領域の第2領域(例えば、周辺領域)に形成されたサブピクセル部を具備する。
前記第1サブピクセル部は、一端が前記第1カップリングキャパシターに接続され、他端が共通電圧に接続された第1液晶キャパシター及び一端が前記第1カップリングキャパシターに接続され、他端がストレージ電圧に接続された第1ストレージキャパシターを含むことを特徴とする。
このようなアレイ基板、それを有する液晶表示パネル及び液晶表示装置によると、PVA構造でゲート配線とピクセル電極とが重畳され発生する追加的なゲート/ソース間キャパシターの面積をメインピクセルからサブピクセルに移転させることで、メインピクセルのキックバック電圧を減少させフリッカーのようにピクセルのRMS原因によって発生される画質不良を改善することができる。
ここで、紹介される実施例は当業者に本発明の思想が十分に伝達できるようにするために提供されたのである。図面において、多層(または膜)及び領域を明確に表現するために配線の幅や厚さを拡大して示している。全体的に、図面説明の際、観察者観点で説明し、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”にあるとするとき、これは他の部分“すぐ上”にある場合に限らず、その中間にさらに他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるという場合には中間に他の部分がないことを意味する。
図1は本発明の第1実施例による液晶表示パネルを説明する平面図であり、図2は図1に示された液晶表示パネルをI−I’線に沿って切断した断面図である。特に、透過型アレイ基板を有する液晶表示パネルを図示する。
図1及び図2に示すように、本発明の第1実施例による液晶表示パネルはアレイ基板100、液晶層180及びアレイ基板100との結合されることにより液晶層180を収容するカラーフィルター基板190を含む。
アレイ基板100は、縦方向に伸張されたソース配線120、ソース配線120から延長されたソース電極122及びソース電極122と一定間隔離間するドレイン電極123を含む。ここで、ゲート電極112、半導体層と半導体不純物層からなるアクティブ層114、ソース電極122及びドレイン電極123は薄膜トランジスタTFTを画定する。
アレイ基板100は薄膜トランジスタ(TFT)のドレイン電極123にコンタクトホールを通じて電気的に接続され開口されたパターン形状を有するピクセル電極部140を含む。
メイン電極144には単位ピクセル領域を図横方向の軸を中心として対称である2つのY字形状の開口パターンが形成される。対称に構成されるY字形状の分岐部(ゲート配線と平行でない部分)は90°の角度を有する2つの分岐部で構成される。第1サブ電極142には、Y字形状の分岐部の一方と平行である2つの開口パターンが形成される。第2サブ電極146には、Y字形状の分岐部の他方と平行であり、図横方向の軸を基準として、第1サブ電極142に形成された開口パターンと対称な2つの開口パターンが形成される。メイン電極144、第1及び第2サブ電極142、146に複数の開口パターンを形成するのは、この後カラーフィルター基板との結合により収容される液晶層のドメインを複数個に分割するためである。
一方、カラーフィルター基板190は単位ピクセル領域に対応して透明基板192上に形成された色画素層194と、色画素層194上に形成され、アレイ基板100に形成されたピクセル電極140の開口パターンをカバーし一部領域が開口された共通電極部196とを含み、アレイ基板100との結合により液晶層180を収容する。液晶層180内の液晶分子は垂直配向VAモードに配列される。
図3は図1に示された液晶表示装置の単位ピクセルを説明する等価回路図である。
ゲートラインGLはスイッチング素子をアクティブにするゲート信号をスイッチング素子TFTに伝達し、データラインDLはスイッチング素子TFTにデータ信号を伝達する。
第1カップリングキャパシターCcp1は、一端がスイッチング素子TFTに接続され、他端が前記第1サブピクセル部SP1に接続される。
第2カップリングキャパシターCcp2は、一端がスイッチング素子TFTに接続され、他端が第2サブピクセル部SP2に接続される。
図4〜図8は、図1に示されたアレイ基板の製造方法を説明する平面図である。特に、TFTに近接する位置に配置されたドレイン配線とTFTから離れた位置に配置されるドレイン配線のそれぞれに形成されたコンタクトホールを有するアレイ基板を示す。特に、図4はゲート配線の形成を説明し、図5はアクティブ開口パターンの形成を説明し、図6はソース/ドレイン配線の形成を説明し、図7はコンタクトホールが形成された有機絶縁膜を説明し、図8はITOのようなピクセル電極を説明する。
続いて、蒸着された金属層をパターニングして図横方向に縁設され縦方向に配列される複数のゲートライン110、薄膜トランジスタを画定するためにゲートライン110から延長されたゲート電極112、単位ピクセル領域内でゲートライン110と平行方向に形成された第1及び第2下部ストレージパターンSTL1、STL2、及び単位ピクセル領域を横切る方向に設けられ単位ピクセル領域を2分割する第1カップリングパターンCPLを形成する。
続いて、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、銅(Cu)またはタングステン(W)などのような金属を蒸着する。
図2及び図7に示したように、アクティブ層114、データライン120、ソース電極122、ドレイン電極123、第1上部ストレージパターン124、第1延長パターン125、第2カップリングパターン126、第2延長パターン127及び第2上部ストレージパターン128で構成されたゲート絶縁層113上にスピンコーティング方法でレジスタを積層してパッシベーション層130と有機絶縁132を形成する。本実施例において、ドレインラインはストレージパターン124、第1延長パターン125、第2カップリングパターン126、第2延長パターン127及び第2上部ストレージパターン128を含む。
メイン電極144には、単位ピクセル領域を図横方向の軸を中心として対称である2つのY字形状の開口パターンが形成される。対称であるY字形状の2つの分岐部(ゲート配線と平行でない部分)は90°の角度を有する。第1サブ電極142には、Y字形状の分岐部の一方と平行である2つの開口パターンが形成される。第2サブ電極146には、Y字形状の分岐部の他方と平行であり、図横方向の軸を基準として第1サブ電極に形成された開口パターンと対称である2つの開口パターンが形成される。メイン電極144、第1及び第2サブ電極142、146に複数の開口パターンを形成することは、この後カラーフィルター基板との結合により収容される液晶層のドメインを複数個に分割するためである。
以上、説明したように、本発明の第1実施例によると、単位ピクセル領域の中央領域にスイッチング素子TFTと直接的に接続されるメインピクセル部を形成し、単位ピクセル領域の端領域にカップリングキャパシターを通じてスイッチング素子TFTと間接的に接続されるサブピクセル部を形成することで、メインピクセル部のキックバック電圧を顕著に減少させることができる。
図9は本発明によるゲート/ソース間キャパシターの移転を説明する平面図である。
図9に示すように、一般的なゲート/ソース間キャパシタンスCgs1はチャンネル層上でゲート配線とドレイン配線がオーバーレイされる面積によって画定される。本発明による追加的なゲート/ソース間キャパシタンスCgs2はゲート配線110とピクセル電極142がオーバーレイされる面積によって画定される。
キックバック電圧Vkは下記する数式1によって画定される。
ここで、Cgsはゲート/ソース間キャパシタンスであり、Cstはストレージキャパシタンスであり、Clcは液晶キャパシタンスであり、Vonはゲートオン電圧であり、Voffはゲートオフ電圧である。
また、本発明によるPVAモードの液晶表示装置は低階調残象を改善する効果がある。それは、サブピクセルのガンマ曲線が中間諧調までブラックを保持するからである。
(実施例2)
図10は本発明の第2実施例による液晶表示パネルを説明する平面図である。
図2、図10及び図11に示すように、本発明の第2実施例によるアレイ基板200は基板上に図横方向に延設されるゲート配線210、ゲート配線210から延長されたゲート電極212、ゲート配線210から離間して設けられ単位ピクセル領域内でゲートライン210に平行に形成された第1及び第2下部ストレージパターンSTL、STL2及び単位ピクセル領域を横切る方向に設けられ単位ピクセルを2分割する第1カップリングパターンCPLを含む。
アレイ基板200は図縦方向に延設されたソース配線220、ソース配線220から延長されたソース電極222、及びソース電極222と一定間隔離間して設けられるドレイン電極223を含む。ここで、ゲート電極212、半導体層214、半導体不純物層215、ソース電極222及びドレイン電極223は薄膜トランジスタTFTを画定する。
アレイ基板200は、コンタクトホールCNTST1を通じて下部の第2カップリングパターン224と接続され開口されたパターン形状を有するピクセル電極部を含む。
サブ電極242の下側には、Y字形状の分岐部の一方と平行な2つの開口パターンが形成され、サブ電極242の上側にはY字形状の分岐部の他方と平行な2つの開口パターンが形成される。サブ電極242の上側に形成された2つの開口パターンはサブ電極242の下側に形成された2つの開口パターンと、図横方向の軸を基準として対称に形成される。
メイン電極244及びサブ電極242は、透明な導電性物質で形成することができる。このような透明な導電性物質の例としてはインジウム錫酸化物ITO、インジウム亜鉛酸化物IZO、亜鉛酸化物ZOなどを挙げることができる。
以上、説明した本発明の第2実施例によると、有機膜コンタクトホールの個数を2つに減少することで、工程及び有機膜材料の不良に対する信頼性を確保することができる。
(実施例3)
図12は本発明の第3実施例による液晶表示パネルを説明する平面図である。図13は図12に示されたアレイ基板300の平面図である。特に、スイッチング素子TFTに近接してストレージ配線と遠接するストレージ配線それぞれにコンタクトホールを形成し、中央部位のストレージ配線の幅を増加させアレイ基板を示す。
アレイ基板300は、図縦方向に延設されたソース配線320、ソース配線320から延長されたソース電極322及びソース電極322と一定間隔で離間して設けられるドレイン電極323を含む。ここで、ゲート電極312、半導体層314、半導体不純物層315、ソース電極322及びドレイン電極323は薄膜トランジスタTFTを画定する。
具体的に、ピクセル電極部は第2カップリングパターン326とコンタクトするメイン電極344、第1下部ストレージパターンSTL1とコンタクトする第1サブ電極342及び第1サブ電極342と分離され第2下部ストレージパターンSTL2とコンタクトする第2サブ電極346を含む。
平面上で観察するとき、メイン電極344、第1及び第2サブ電極342、346それぞれによって互いに異なる複数のドメインが形成される。従って、前記したアレイ基板やカラーフィルター基板に形成され液晶を配向する配向膜の表面を一定の方向にラビングする工程の省略も可能で、配向膜を形成しなくてもよい。
(実施例4)
図14は本発明の第4実施例による液晶表示パネルを説明する平面図である。図15は図14に示されたアレイ基板400の平面図である。特に、スイッチング素子TFTに近接するドレイン配線、遠接するドレイン配線に形成されたコンタクトホール、及び中央部位のストレージ配線の幅を増加させたアレイ基板を示す。
アレイ基板400は、図縦方向に延設されたソース配線420、ソース配線420から延長されたソース電極422及びソース電極422と一定間隔離間して設けられたドレイン電極423を含む。ここで、ゲート電極412、半導体層414、半導体不純物層415、ソース電極422及びドレイン電極423は薄膜トランジスタTFTを画定する。
具体的に、第1上部ストレージパターン424は、ドレイン電極423から延長され第1下部ストレージパターンSTL1上に形成される。第1延長パターン425は単位ピクセ領域を図縦に分割するようにセンターに形成され、第1上部ストレージパターン424から延長される。第2カップリングパターン426は、第1延長パターン425に接続され第1カップリングパターンCPLをカバーする。第2延長パターン427は単位ピクセル領域を図縦に分割するようにセンターに形成され、第1延長パターン425に接続される。第2上部ストレージパターン428は第2延長パターン427に接続され第2下部ストレージパターンSTL2上に形成される。
具体的に、ピクセル電極部は第2カップリングパターン426とコンタクトするメイン電極444、第1下部ストレージパターンSTL1とコンタクトする第1サブ電極442、第1サブ電極442と分離され第2下部ストレージパターンSTL2とコンタクトする第2サブ電極446を含む。
第1サブ電極442にはY字形状の分岐部の一方と平行な2つの開口パターンが形成される。
平面上で観察するとき、メイン電極444、第1及び第2サブ電極442、446それぞれによって互いに異なる複数のドメインが形成される。従って、前記したアレイ基板やカラーフィルター基板に形成され液晶を配向する配向膜の表面を一定の方向にラビングする工程の省略も可能で、配向膜を省略することもできる。
(実施例5)
図16は本発明の第5実施例による液晶表示パネルを説明する平面図である。図17は図16に示されたアレイ基板500の平面図である。特に、スイッチング素子TFTに近接してドレイン配線にコンタクトホールを形成し、中央部位のストレージ配線の幅を増加させたアレイ基板を示す。
アレイ基板500は縦方向に伸長されたソース配線520、ソース薄膜520から延長されたソース電極522及びソース電極522と一定間隔離間して形成されるドレイン電極523を含む。ここで、ゲート電極512、半導体層514、半導体不純物層515、ソース電極522及びドレイン電極523は薄膜トランジスタTFTを画定する。
具体的に、ピクセル電極部は、単位ピクセル領域の中央部を介して第2カップリングパターン526を経由して電気的に接続されたメイン電極544およびサブ電極542を含む。メイン電極544は図右側方向に尖端を有するくさび形状であり、サブ電極542はメイン電極542が形成されていない領域に形成される。
サブ電極542のうちメイン電極544の下側に位置する領域には、メイン電極544に設けられたY字形状の開口パターンのうち一方の分岐部と平行な2つの開口パターンが形成さる。また、サブ電極542のうちメイン電極544の上側に位置する領域には、メイン電極544に設けられたY字形状の開口パターンのうちの他方の分岐部と平行な2つの開口パターンが形成される。メイン電極544の上側に位置する領域に形成された2つの開口パターンと、メイン電極544の下側に位置する領域に形成された2つの開口パターンとは、横方向の軸を基準として対称に形成される。
メイン電極544及びサブ電極542は透明な導電性物質で形成される。このような透明な導電性物質の例としてはインジウム錫酸化物ITO、インジウム亜鉛酸化物IZO、亜鉛酸化物ZOなどを挙げることができる。
以上、説明した本発明の第5実施例によると、ゲート配線とピクセル電極とのオーバーレイにより発生する追加的なゲート/ソース間キャパシター(Cgs)面積をメインピクセルからサブピクセルに移転させることで、メインピクセルのキックバック電圧を減少させ画質不良を改善することができる。
一般的なスーパーPVA構造におけるコンタクトホールは、ゲート配線とソース配線と間のオーバーレイ部分に1ポイント、下部基板の共通電極層とソース配線と間のオーバーレイ部分に2ポイントに形成される反面、本発明の第5実施例におけるコンタクトホールは、ゲート配線とソース配線と間のオーバーレイ部分に1ポイント、下部基板の共通電極層とソース配線と間のオーバーレイ部分に1ポイント形成するだけであり、ゲート/ソース間ショートポイントを減少することができる。ゲート/ソース間ショートポイント不良は、三層膜配線MoAlMo上に有機膜を覆う工程でメイン不良中の1つである。
(実施例6)
図18は本発明の第6実施例による液晶表示パネルを説明する平面図である。図19は図18に示されたアレイ基板600の平面図である。特に、図1と比較するときスイッチング素子に近接する位置に配置されるドレイン配線とスイッチング素子から遠い位置に配置されたドレイン配線それぞれにコンタクトホールを形成し、スイッチング素子に近接する位置のドレイン配線と素一Tin具素子から遠い位置のドレイン配線とを接続する配線をピクセルの中央部位に移動したアレイ基板を示す。
アレイ基板600は、図縦方向に延設されたソース配線620、ソース配線620で延長されたソース電極622及びソース電極622と一定間隔離間して設けられるドレイン電極623を含む。ここで、ゲート電極612、半導体層614、半導体不純物層615、ソース電極622及びドレイン電極623は薄膜トランジスタTFTを画定する。
具体的に、第1上部ストレージパターン624は、ドレイン電極623から延長され第1下部ストレージパターンSTL1上に形成される。第1延長パターン625は単位ピクセル領域を上下に分割するようにセンターに形成され第1上部ストレージパターン624から延長される。第2カップリングパターン626は、第1延長パターン625に接続され第1カップリングパターンCPLをカバーする。第2延長パターン627は単位ピクセル領域を上下に分割するようにセンターに形成され第1延長パターン625に接続される。第2上部ストレージパターン628は、第2延長パターン627に接続され第2下部ストレージパターンSTL2上に形成される。
具体的に、ピクセル電極部は第2カップリングパターン626とコンタクトするメイン電極644、第1下部ストレージパターンSTL1とコンタクトする第1サブ電極642及び第1サブ電極642と分離され第2下部ストレージパターンSTL2とコンタクトする第2サブ電極646を含む。
第1サブ電極642にはメイン電極644に形成されたY字形状の開口パターンのうち一方の分岐部と平行な2つの開口パターンが形成される。
平面上で観察するとき、メイン電極644、第1及び第2サブ電極642、446はそれぞれによって互いに異なる複数のドメインが形成される。従って、前記したアレイ基板やカラーフィルター基板に形成され液晶を配向する配向膜の表面を一定の方向にラビングする工程の省略も可能で、配向膜を省略することも可能である。
以上、説明した本発明の第6実施例によると、ドレイン配線を単位ピクセルの中央に配置することで、ソース配線とドレイン配線と間に発生するショートを防止することができる。
図20は本発明の第7実施例による液晶表示パネルを説明する平面図である。図21は図20に示されたアレイ基板700の平面図である。特に、図17と比較するときスイッチング素子TFTから離れた位置に配置されるドレイン配線にコンタクトホールを形成し、スイッチング素子TFTに近接する位置に配置されるドレイン配線とスイッチング素子TFTから離れた位置に配置されるドレイン配線を接続する配線をピクセルの中央部位に移動したアレイ基板を示す。
アレイ基板700は図縦方向に延設されたソース配線720、ソース配線720から延長されたソース電極722及びソース電極722と一定間隔離間して形成されるドレイン電極723を含む。ここで、ゲート電極712、半導体層714、半導体不純物層715、ソース電極722及びドレイン電極723は薄膜トランジスタTFTを画定する。
具体的に、第1上部ストレージパターン724は、ドレイン電極723から延長され第1下部ストレージパターンSTL1上に形成される。第1延長パターン725は単位ピクセル領域を上下に分割するようにセンターに形成され第1上部ストレージパターン724から延長される。第2カップリングパターン726は、第1延長パターン725に接続され第1カップリングパターンCPLをカバーする。第2延長パターン727は、単位ピクセル領域を上下に分割するようにセンターに形成され第1延長パターン725に接続される。第2上部ストレージパターン728は第2延長パターン727に接続され第2下部ストレージパターンSTL2上に形成される。
具体的に、ピクセル電極部は、単位ピクセル領域の中央領域に位置して形成されるサブ電極744と、サブ電極744の下側と上側にそれぞれ形成され単位ピクセル領域の図右側を通じて接続されたメイン電極742を含む。サブ電極744は右側方向に向かって尖端を有するくさび形状で構成され、メイン電極742はサブ電極744が形成されていない領域に形成される。
メイン電極742のうちサブ電極744の下側に位置する領域には、サブ電極744に形成される開口パターンの一方の分岐部と平行な2つの開口パターンが形成され、メイン電極742のうちサブ電極744の上側に位置する領域には、サブ電極744に形成される開口パターンの他方の分岐部と平行な2つの開口パターンが形成される。メイン電極742の上側領域に形成された2つの開口パターンはメイン電極742の下側領域に形成された2つの開口パターンと、横方向の軸を基準として対称に形成される。
メイン電極742及びサブ電極744は透明な導電性物質で形成することができる。このような透明な導電性物質の例としてはインジウム錫酸化物ITO、インジウム亜鉛酸化物IZO、亜鉛酸化物ZOなどを挙げることができる。
以上、説明した本発明の第7実施例によると、有機膜コンタクトホールの個数を2つに減少させることで、工程及び有機膜材料の不良に対する信頼性を確保することができる。
以上、説明した本発明の第7実施例によると、ドレイン配線を単位ピクセルの中央に配置することで、ソース配線とドレイン配線と間に発生するショートを防止することができる。
(実施例8)
図22は本発明の第8実施例による液晶表示パネルを説明する平面図である。図23は図22に示されたアレイ基板800の平面図である。特に、単位ピクセル領域に2つのスイッチング素子TFTを形成し、中央部位のストレージ配線と接続されたドレイン電極を有するスイッチング素子TFTが形成された領域をメインピクセルと画定し、端部位のストレージ配線と接続されたドレイン電極を有するスイッチング素子TFTが形成された領域をサブピクセルとして画定する。
アレイ基板800は第1ドレイン電極823Mから延長され第1カップリングパターンCPLをカバーする第2カップリングパターン826を含む。
パッシベーション層と有機絶縁層は第1ソース電極822Mと第1ドレイン電極823Mとの間の第1チャンネル層814M及び第2ソース電極822Sと第2ドレイン電極823Sとの間の第2チャンネル層814Sをカバーして保護する役割と、メイン及びサブ薄膜トランジスタとピクセル電極部とを絶縁する役割を果たす。第1及び第2チャンネル層814M、814Sそれぞれは半導体層及び半導体層上に形成された半導体不純物層を含む。
メイン電極部844は図右側方向に向かって尖端を有するくさび形状に形成され、サブ電極842はメイン電極844が形成されていない領域、即ち、単位ピクセル領域においてメイン電極844の下側及び上側に形成される。
メイン電極844及びサブ電極842は透明な導電性物質で形成される。このような透明な導電性物質の例としてはインジウム錫酸化物ITO、インジウム亜鉛酸化物IZO、亜鉛酸化物ZOなどを挙げることができる。
以上、説明したように、本発明によると、PVA構造で、ゲート背面とピクセル電極が重畳されることによって発生する追加的なゲート/ソース間キャパシターの面積をメインピクセルからサブピクセルに移行することで、メインピクセルのキックバック電圧を減少しフリッカーのようにピクセルのRMS原因により発生される画質不良を改善することができる。
また、有機膜コンタクトホールの個数を2つに減少することで、工程及び有機膜材料の不良に対する信頼性を確保することができる。
また、一般的なスーパーPVA構造では、コンタクトホールをゲート配線とソース配線と間のオーバーレイ部分に1ポイント、下部基板の共通電極層とソース配線と間のオーバーレイ部分に2ポイントに形成しているが、本発明においてはゲート配線とソース配線と間のオーバーレイ部分に1ポイント、下部基板の共通電極層とソース配線間のオーバーレイ部分に1ポイント形成するだけであり、ゲート/ソース間ショートポイントを減少することができる。
また、以上で説明した本発明によると、ドレイン配線を単位ピクセルの中央に配置することで、ソース配線とドレイン配線と間に発生するショートを防止することができる。
110 ゲート配線
180 液晶層
190 カラーフィルター基板
STL1、STL2 下部ストレージパターン
CPL、126 カップリングパターン
120 ソース配線
124、128 上部ストレージパターン
125、127 延長パターン
142、146 サブ電極
144 メイン電極
GL ゲートライン
DL データライン
MP メインピクセル部
Ccp1、Ccp2 カップリングキャパシター
SP1、SP2 サブピクセル部
Claims (23)
- 絶縁基板と、
前記絶縁基板上の互いに隣接する第1ゲート配線と第1データ配線によって画定されるピクセル領域に形成されたスイッチング素子と、
前記ピクセル領域の中央領域に形成され、メインキャパシターを有するメインピクセル部と、
一端が前記スイッチング素子に電気的に接続されたカップリングキャパシターと、
前記カップリングキャパシターの他端に接続され、少なくとも1つのキャパシターを有し、前記ピクセル領域の残余領域に形成されたサブピクセルと、
を含むことを特徴とするアレイ基板。 - 前記メインピクセル部には複数の開口パターンが形成されることを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。
- 前記サブピクセル部には複数の開口パターンが形成されることを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。
- 前記メインピクセル部は、前記第1ゲート配線に沿って前記ピクセル領域を2分割することを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。
- 前記メインピクセル部は、前記スイッチング素子に接続され、前記スイッチング素子はトランジスタであることを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。
- 前記メインピクセル部は、
前記絶縁基板に形成された第2カップリングパターンと、
前記第2カップリングパターンと電気的に接続されるメイン電極と、
を含むことを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。 - 前記サブピクセル部は、
前記絶縁基板に形成された第1下部ストレージパターンと、
前記第1下部ストレージパターンと電気的に接続される第1サブ電極と、
前記絶縁基板に形成された第2下部ストレージパターンと、
前記第1サブ電極と離間して形成され前記第2下部ストレージパターンと電気的に接続される第2サブ電極と、
を含むことを特徴とする請求項6記載のアレイ基板。 - 前記メイン電極には単位ピクセル領域の前記第1ゲート配線と略平行方向の軸を中心として対称である2つのY字形状の開口パターンが形成されることを特徴とする請求項7記載のアレイ基板。
- 前記第1サブ電極には、前記メイン電極に形成されたY字形状の開口パターンのうち前記第1ゲート橋線と平行でない一方の分岐部に平行である2つの開口パターンが形成されることを特徴とする請求項8記載のアレイ基板。
- 前記第2サブ電極には、前記メイン電極に形成されたY字形状の開口パターンのうち第1ゲート配線に平行でない他方の分岐部に平行であり、前記第1ゲート配線と略平行方向の軸を中心として前記第1サブ電極に形成された開口パターンと対称である2つの開口パターンが形成されることを特徴とする請求項9記載のアレイ基板。
- 前記メインキャパシターは、メイン液晶キャパシターからなることを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。
- 前記メインキャパシターは、メインストレージキャパシターをさらに含むことを特徴とする請求項11記載のアレイ基板。
- 前記少なくとも1つのキャパシターは、サブピクセル部の液晶キャパシターからなることを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。
- 前記少なくとも1つのキャパシターは、サブピクセル部のストレージキャパシターをさらに含むことを特徴とする請求項13記載のアレイ基板。
- 前記ピクセル領域は、絶縁基板上の第1ゲート配線に接続される第2ゲート配線と、第1データ配線に接続される第2データ配線によってさらに画定されることを特徴とする請求項1記載のアレイ基板。
- ピクセル領域を有する絶縁基板と、
前記ピクセル領域に形成されたメインゲートラインと、
前記メインゲートラインに接続されたメインスイッチング素子と、
前記メインスイッチング素子に接続され前記単位ピクセル領域の中央領域に形成されたメインピクセル部と、
前記ピクセル領域に形成されたサブゲートラインと、
前記サブゲートラインに接続されたサブスイッチング素子と、
前記ピクセル領域の残余領域に形成されたサブピクセル部と、
を含むことを特徴とするアレイ基板。 - 前記ゲートラインと平行に形成された第1下部ストレージパターンと、単位ピクセル領域を横方向に2分割する第1カップリングパターンとをさらに含み、
前記第1カップリングパターンは単位ピクセルの端部領域で前記第1下部ストレージパターンと電気的に接続されることを特徴とする請求項16記載のアレイ基板。 - 透明基板及び前記透明基板に形成された共通電極を具備する上部基板と、
互いに隣接する第1ゲート配線と第1データ配線によって画定されるピクセル領域に形成された絶縁基板と、
前記ピクセル領域の中央領域に形成され、メインキャパシターを有するメインピクセル部と、
一端が前記絶縁基板上に形成されたスイッチング素子に電気的に接続されるカップリングキャパシターと、
前記カップリングキャパシターの他端に接続され、少なくとも1つのキャパシターを有し、前記ピクセル領域の残余領域に形成されたサブピクセル部を含む下部基板と、
前記上部基板と前記下部基板との間に介在された液晶層と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記メインピクセル部及び前記サブピクセル部それぞれには複数の開口パターンが形成され、
液晶表示装置の作動の際、前記ピクセル領域で前記液晶層を複数のドメイン領域に分割するために前記共通電極層に複数の開口パターンが形成されることを特徴とする請求項18記載の液晶表示装置。 - 透明基板及び前記透明基板に形成された共通電極を具備する上部基板と、
絶縁基板と、
前記絶縁基板に形成されゲート信号を伝達するゲートラインと、
前記絶縁基板に形成されデータ信号を伝達するデータラインと、
前記絶縁基板に形成され前記ゲートライン及び前記データラインに電気的に接続されたスイッチング素子と、
前記絶縁基板に形成され前記スイッチング素子に電気的に接続されたメインピクセル部と、
一端が前記スイッチング素子に電気的に接続された第1カップリングキャパシターと、
前記絶縁基板に形成され、前記第1カップリングキャパシターを経由して前記スイッチング素子に電気的に接続された第1サブピクセル部と、
一端が前記スイッチング素子に電気的に接続された第2カップリングキャパシターと、
前記絶縁基板に形成され、前記第2カップリングキャパシターを経由して前記スイッチング素子に電気的に接続された第2サブピクセル部を含む下部基板と、
前記上部基板と前記下部基板との間に介在された液晶層と、
を含むことを特徴とする液晶表示装置。 - 前記メインピクセル部は、
一端が前記スイッチング素子に電気的に接続され、他端が共通電圧に接続されたメイン液晶キャパシターと、
一端が前記スイッチング素子に電気的に接続され、他端がストレージ電圧に接続されたストレージキャパシターと、
を含むことを特徴とする請求項20記載の液晶表示装置。 - 前記第1サブピクセル部は、
一端が前記第1カップリングキャパシターに電気的に接続され、他端が共通電圧に接続された第1液晶キャパシターと、
一端が前記第1カップリングキャパシターに電気的に接続され、他端がストレージ電圧に接続された第1ストレージキャパシターと、
を含むことを特徴とする請求項20記載の液晶表示装置。 - 前記第2サブピクセル部は、
一端が前記第2カップリングキャパシターに電気的に接続され、他端が前記共通電圧に接続された第2液晶キャパシターと、
一端が前記第2カップリングキャパシターに電気的に接続され、他端が前記ストレージ電圧に接続された第2ストレージキャパシターと、
を含むことを特徴とする請求項20記載の液晶表示装置。
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