KR100746283B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

액정표시장치가 개시되어 있다. 본 발명에 의하면 TFT 기판의 러빙 방향에 따라서 화소 전극과 화소 전극 사이에 형성된 비유효 디스플레이 영역 및 화소 전극 상에도 형성된 전경선을 광 누설 방지막이 차단하여 전경선이 형성된 부분에서 발생한 광 누설을 차단하여 디스플레이 품질 저하가 발생되는 것을 방지한다. 이로써, 액정표시장치에서 원하는 않는 광에 의한 휘도 저하, 디스플레이 품질 저하를 방지할 수 있다.
액정표시장치, 전경선, 블랙 매트릭스

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래 전경선(declination line)에 의한 광 누설이 발생하는 액정표시장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의하여 전경선에 따른 광 누설을 방지한 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의하여 광 누설이 차단된 액정표시패널의 개념도이다.
도 4는 도 3의 Ⅲ-Ⅲ단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전원 인가 모듈 및 화소 전극을 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의하여 TFT 기판에 형성된 배향막에 배향홈을 형성하는 것을 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 TFT 기판의 표면을 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 TFT 기판과 컬러필터기판에서의 제 1, 제 2 배향홈의 방향을 정의한 좌표계이다.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 일실시예에 의하여 액정표시패널에 좌표계에 의하여 배향홈을 형성하였을 때 발생하는 역틸트 영역을 다양한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 16 또는 도 17은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의하여 라인 반전 구동 방식일 때, 광 누설 차단막 및 색화소 오버랩을 도시한 개념도이다.
도 18 또는 도 19는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의하여 컬럼 반전 구동 방식일 때, 광 누설 차단막 및 색화소 오버랩을 도시한 개념도이다.
도 20은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의하여 도트 반전 구동 방식일 때, 광 누설 차단막을 도시한 개념도이다.
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 전경선(disclination line)에 의하여 발생하는 누설광을 차단하여 고품질 디스플레이를 구현한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 광학적 이방성을 갖는 액정(Liquid Crystal)을 정밀하게 제어하여 화상을 표시하는 표시장치이다.
이때, 액정의 제어는 전계에 의해서 수행된다. 이와 같은 이유로 액정은 두 개의 전극 사이에 형성된다. 이와 같이 두 개의 전극 사이에 배향홈에 의하여 지정된 방향으로 배열 및 배향홈과 지정된 각으로 틸트된 액정을 주입한 상태에서 액정을 제어할 경우, 액정을 통과하는 "광투과도"를 정밀하게 제어할 수 있다.
첨부된 도 1을 참조하면, 액정(10)에 의한 고해상도 디스플레이는 매우 작은 면적 단위로 액정(10)을 정밀하게 제어하기에 적합한 구성을 필요로 한다. 이를 구현하기 위해서 액정(10)의 일측에는 일정한 크기의 레퍼런스 전압이 인가되는 공통전극(common electrode;20)이 형성된다. 또한, 공통 전극(20)과 마주보는 곳에는 해상도에 적합한 개수로 나뉘어진 화소 전극(pixel electrode;30,35)이 형성된다. 이때, 화소 전극(30)과 화소 전극(35)은 상호 단락 되지 않도록 배려한다. 이와 같은 구성을 갖는 각 화소 전극(30,35)에는 지정된 시기에 원하는 전압이 인가되도록 하는 전원인가 모듈(40)이 연결된다.
그러나, 고해상도 디스플레이를 구현하기 위하여 화소 전극(30,35)을 2 개 이상으로 나눌 경우, 화소 전극(30)과 화소 전극(35)의 사이에 미세한 갭(gap; W)이 존재하게 된다. 이와 같은 사이공간 W에서는 액정(20)을 제어할 수 없다. 즉, 화소 전극(30)과 화소 전극(35)의 사이공간 W에서는 디스플레이가 이루어지지 않음을 의미한다.
이처럼 디스플레이가 이루어지지 않는 곳에서 발생한 광은 디스플레이 품질을 크게 저하시킨다. 이처럼 디스플레이 품질이 저하되는 것을 방지하기 위해서 화소 전극(30)과 화소 전극(35)의 사이에 해당하는 위치는 띠 형상을 갖는 광차단막(50)에 의하여 가려진다. 또한, 이 광차단막(50)은 전원인가 모듈(40)이 사용자의 눈에 인식되지 않도록 하는 역할도 겸한다.
그러나, 액정표시장치에서는 광차단막(50)을 사용하더라도 일부 광이 광차단막(50)에 의하여 차단되지 않고 누설되는 현상이 발생된다.
이는 화소 전극이 1 개일 경우에는 발생하지 않지만, 화소 전극이 2 개 이상 일 경우에 발생된다.
이처럼 화소 전극이 2 개 이상일 경우 발생되는 광의 누설 현상은 화소 전극(30)과 화소 전극(35)에서 형성되는 "수평 전계"에 의해서이다.
보다 구체적으로, 액정(10)은 화소 전극(30,35)과 공통 전극(20)에 형성된 "수직 전계(12)"에 의해서만 배열되는 것이 가장 이상적이지만, 화소 전극(30)과 화소 전극(35)의 사이에서 형성되는 "수평 전계(14)"가 화소 전극(30,35)상에 형성되는 수직 전계(12)에 영향을 미치기 때문이다. 이 수평 전계(14)는 화소 전극의 에지에 동심원 형상으로 형성된다.
이때, 액정(20)은 전계 방향에 대하여 평행하도록 하려는 특성을 갖는 바, 화소 전극(30)과 화소 전극(35)의 사이에서는 액정(20)이 동심원 형상으로 형성된 수평 전계(14)를 따라서 평행하게 형성된다.
이처럼 수평 전계(14)를 따라서 동심원 형상으로 형성될 경우, 화소 전극의 상면에 형성된 배향막(60)에 형성된 배향홈(65)의 러빙 방향과 마주보는 쪽의 화소 전극(30)에서는 액정(20)이 역틸트 영역(70)이 발생된다.
이와 같은 액정의 역틸트 영역(70)에서는 액정(20)의 제어가 이루어지지 않게 되고, 이 부분에서는 화소 전극(30)과 화소 전극(35)의 사이공간 W에서와 마찬가지로 광 누설이 발생된다.
이 부분은 "전경선(declination line)"이라 불린다.
이처럼 화소 전극(30) 상에서 발생된 전경선은 심각한 디스플레이 불량을 발생시킨다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 화소 전극 상에 전경선이 형성되더라도 외부에서 전경선에 따른 누설광을 인식할 수 없도록 하여 고품질 디스플레이가 가능토록 함에 있다.
이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 액정표시장치는 (a) 기판에 제 1 전극 및 제 1 전극에 전원을 공급하는 전원인가수단이 행렬 형태로 형성된 화소들 및 화소들이 형성된 기판에 제 1 러빙 방향으로 러빙 된 제 1 배향홈이 형성된 제 1 배향막을 갖는 TFT 기판, (b) 1 전극과 대향하는 2 전극, 레드, 그린, 블루 색화소 박막 및 제 2 러빙 방향으로 러빙 된 제 2 배향홈이 형성된 제 2 배향막이 형성된 컬러필터 기판, (c) TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 형성되며 제 1, 제 2 배향홈에 의하여 틸트(tilt) 및 트위스트 된 액정, (d) 화소와 화소의 사이에 형성된 비유효 디스플레이 영역 및 비유효 디스플레이 영역과 인접한 제 1 전극의 일부에 배향홈의 제 1 러빙 방향에 의하여 역틸트(reverse tilt)된 액정에 의한 광 누설 영역을 가리는 광 누설 방지 수단을 포함하는 액정표시패널 및 액정표시패널로 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 액정표시장치의 보다 구체적인 구성 및 구성에 따른 독특한 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2에는 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치(300)가 개념적으 로 도시되어 있다. 첨부된 도 2를 참조하면, 액정표시장치(300)는 전체적으로 보아 액정표시패널 어셈블리(100) 및 백라이트 어셈블리(200)로 구성된다.
보다 구체적으로, 백라이트 어셈블리(200)는 선광원 광학 분포를 갖는 광을 발생시키는 광원(210), 선광원 광학 분포를 갖는 광이 면광원 광학 분포를 갖도록 변경하는 도광판(220) 및 도광판(220)에서 면광원 광학 분포로 변경된 광의 휘도 균일성을 향상시키는 광학 시트류(230)를 포함한다. 이와 같은 구성을 갖는 백라이트 어셈블리(200)에서 출사된 광은 액정표시패널(100)로 입사된다.
액정표시패널(100)은 백라이트 어셈블리(200)에서 출사된 광의 투과도를 미세 면적 단위로 제어하여 화상이 디스플레이 되도록 하는 역할을 수행한다.
첨부된 도 3 또는 도 4에는 액정표시패널(100)의 외관 및 액정표시패널(100)의 내부 구조가 보다 구체적으로 도시되어 있다.
보다 구체적으로, 액정표시패널(100)은 TFT 기판(110), 액정(130;도 4참조), 컬러필터기판(120)과 함께 테이프 캐리어 패키지(140) 및 구동 인쇄회로기판(150)으로 구성된다.
TFT 기판(110)은 다시 첨부된 도 4에 도시된 바와 같이 유리 기판(111), 화소 전극(112), 전원인가 모듈(113), 제 1 배향막(114) 및 제 1 배향홈(114a)으로 구성된다. 미설명 도면부호 115는 편광판이다.
구체적으로, 전원인가 모듈(113)은 유리 기판(111)의 상면에 형성된다. 도 4 또는 도 5를 참조하면, 전원인가 모듈(113)은 다시 박막 트랜지스터(113a) 및 공통 신호선(113g,113h)으로 구성된다.
이때, 박막 트랜지스터(113a)는 1 개 이상이 유리 기판(111)상에 행렬 형태로 배열되며, 이때, 박막 트랜지스터(113a)의 개수는 해상도에 의하여 결정된다. 예를 들어, 해상도가 800 ×600 이고 풀 컬러 디스플레이를 수행하기 위해서는 800 ×600 ×3 개의 박막 트랜지스터를 필요로 한다.
이와 같이 엄청난 개수로 유리 기판(113)에 형성된 박막 트랜지스터(113a)는 2 개의 신호 입력포트 및 1 개의 신호 출력포트를 갖는다. 또한, 이와 같은 구조를 갖는 박막 트랜지스터(113a)를 작동시키기 위해서는 2 개의 공통 신호선(113g,113h)을 필요로 한다.
이하, 첨부된 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여 박막 트랜지스터(113a) 및 공통 신호선(113g,113h)의 관계를 구체적으로 설명하기로 한다.
유리 기판(111)의 상면에는 행렬(matrix) 형태로 박막 트랜지스터(113a)의 2 개의 신호 입력포트중 하나인 게이트 전극(113b)이 형성된다. 이 게이트 전극(113b)들은 행(column) 단위로 2 개의 공통 신호선 중 하나가 연결된다. 이하, 이 공통 신호선을 "게이트 라인(113g)"이라 정의하기로 한다. 이 게이트 라인(113g)은 게이트 전극(113b)이 형성되는 과정에서 형성된다.
이때, 게이트 전극(113b)의 상면에 형성된 박막은 절연막(113c)이다. 이 절연막(113c)에 의하여 절연된 상태에서 절연막(113c)중 게이트 전극(113g)의 상면에 해당하는 부분에는 채널층(113d)이 형성된다. 이 채널층(113d)은 아몰퍼스 실리콘, 다결정 실리콘 또는 단결정 실리콘과 같은 반도체 물질로 이루어진다. 이와 같은 채널층(113d)은 게이트 전극(113b)에 전원이 공급되지 않을 때에는 부도체 특성을 갖고, 게이트 전극(113b)에 전원이 공급되면 도전체 특성을 갖는다.
한편, 채널층(113d)의 상면에는 선택적으로 n+ 이온이 아몰퍼스 실리콘에 이온 주입된 n+ 아몰퍼스 실리콘 박막이 더 형성될 수 있다. 이 층은 도전층으로 서로 쇼트 되지 않도록 2 개의 부분으로 나뉘어지며 "오믹 콘택층"이라 불린다.
이때, 2 조각으로 나뉘어진 오믹 콘택층 중 어느 하나의 상면에는 박막 트랜지스터(113a)의 2 개의 신호 입력포트 중 나머지 하나의 신호 입력포트인 소오스 전극(113e)이 형성된다. 이 소오스 전극(113e)들은 열(row) 단위로 나머지 하나의 공통 신호선에 연결된다. 이하, 소오스 전극(113e)에 연결된 공통 신호선을 "데이터 라인(113h)"이라 정의하기로 한다.
한편, 오믹 콘택층 중 나머지 하나의 상면에는 박막 트랜지스터(113a)의 신호 출력포트인 드레인 전극(113f)이 형성된다.
이와 같은 전원인가 모듈(113)은 각 박막 트랜지스터(113a)의 드레인 전극(113f)으로 원하는 전압이 출력되도록 하기에 특히 적합한 구성을 갖는다. 즉, 이는 소정 면적을 갖는 유리 기판(111)을 박막 트랜지스터(111a)의 개수만큼 분할하여 서로 다른 전원을 공급할 수 있음을 의미한다.
한편, 이와 같은 전원인가 모듈(113)의 각 박막 트랜지스터(113a) 중 드레인 전극(113f)에는 화소 전극(112)이 형성된다. 이때, 각 박막 트랜지스터(113a)중 드레인 전극(113f)에 형성된 화소 전극(112)들은 서로 쇼트 되지 않도록 구성된다. 즉, 첨부된 도 4를 참조하면, 화소 전극(112a)과 화소 전극(112b)의 사이에는 빈 공간 W1이 존재한다. 이하, 본 발명에서는 화소 전극(112a)과 화소 전극(112b) 사이공간을 "비유효 디스플레이 영역(W1)"이라 정의하기로 한다.
한편, 화소 전극(112)이 형성된 유리 기판(111)의 전면적에 걸쳐 폴리이미드 재질의 제 1 배향막(first orientation film;114)이 형성된다. 이와 같은 제 1 배향막(114)에는 다시 도 6에 도시된 바와 같이 러빙천(310)이 감겨진 러빙 롤러(300)가 지정된 방향으로 제 1 배향막(114)에 제 1 배향홈(first orientation groove;114a)을 형성한다.
이와 같은 구성을 갖는 TFT 기판(110)에는 다시 컬러 필터 기판(120)이 겹쳐진다. 이때, 컬러 필터 기판(120)은 유리 기판(121), 광 누설 방지막(122), 색화소(123a,123b;123), 공통전극(124), 제 2 배향막(125) 및 제 2 배향홈(125a)으로 구성된다. 미설명 도면부호 126은 편광판이다.
색화소(123a,123b;123)는 레드 파장의 광을 출사하는 레드 색화소(123a), 그린 파장의 광을 출사하는 그린 색화소(123b) 및 블루 파장의 광을 출사하는 블루 색화소(미도시)로 구성된다.
이 색화소(123)는 화소 전극(112a,112b;112)과 일대일 매치 되는 위치에 형성되고, 색화소(123)의 사이사이에는 광 누설 방지막(122)이 형성된다. 한편, 컬러 필터 기판(120)의 유리 기판(121)에는 전면적에 걸쳐 투명한 공통 전극(124)이 형성된다. 또한, 이 공통 전극(124)의 상면에는 TFT 기판(110)에 형성된 것처럼 제 2 배향막(125)이 형성되고 제 2 배향막(125)에는 제 2 배향홈(125a)이 형성된다.
이때, 제 1 배향홈(114a)과 컬러 필터 기판(120)에 형성된 제 2 배향홈(125a)은 서로 다른 방향을 갖는다.
한편, 이와 같은 구성을 갖는 TFT 기판(110) 및 컬러 필터 기판(120)의 사이에는 액정(130)이 실런트(미도시)에 의하여 밀봉되어 액정표시패널(100)이 제조된다.
이와 같은 구성을 갖는 액정표시장치는 화소 전극(112a)과 화소 전극(112b)의 사이로 정의된 비유효 디스플레이 영역(W1)뿐만 아니라, 화소 전극(112b)의 일부에서도 제어할 수 없는 "수평 전계"에 따라 비유효 디스플레이 영역(W1)이 형성 될 수 있다. 이 수평 전계가 화소 전극(112b)에 형성되는 방향은 제 1 배향홈(114a)의 방향에 의하여 결정된다. 이하, 화소 전극(112b)의 수직 전계가 형성될 부분에 수평 전계가 형성된 영역을 "역틸트 영역(W2)"이라 칭하기로 한다.
이하, 화소 전극(112b)에 형성되는 역틸트 영역(W2)의 형성 위치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 역틸트 영역(W2)의 발생 위치는 TFT 기판(110)에 형성된 제 1 배향막(114)의 1 배향홈(114a)의 방향에 의하여 결정된다.
제 1 배향홈(114a)의 방향을 정의하기 위해서, 첨부된 도 8에 도시된 바와 같이 게이트 라인(113g)을 좌표계의 X축 및 게이트 라인(113g)과 직교하는 데이터 라인(113h)을 좌표계의 Y 축으로 설정하기로 한다. X축 및 Y 축을 원점 O 라 정의하기로 한다.
이와 같은 상태에서 +X축 및 +Y축을 "제 1 영역"이라 정의하고, +X축 및 -Y축을 "제 2 영역", -X축 및 -Y축을 "제 3 영역"이라 정의하고, -X축 및 +Y축을 "제 4 영역"이라 정의하기로 한다.
이와 같이 좌표계가 형성된 상태에서, 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 TFT 기판(110)의 화소 전극(112)의 상면에 형성되는 제 1 배향홈(114a)은 제 3 영역으로부터 제 1 영역을 향하는 방향으로 러빙 된다. 반면, 컬러 필터 기판(120)에 형성된 제 2 배향홈(125a)은 제 2 영역으로부터 제 4 영역을 향하는 방향으로 러빙 된다.
이와 같은 방향으로 제 1 배향홈(114a)의 방향이 결정됨에 따라 화소 전극(112) 중 제 1 배향홈(114a)의 배향 방향과 마주보는 화소 전극(112)의 2 개의 인접한 에지(edge;112c,112d)에 액정의 역틸트 영역(W2)이 발생된다. 이때, 액정의 역틸트 영역(W2)은 모든 화소 전극(112)에 공통적으로 형성된다.
이때, 도 9에 도시된 바와 같이 화소 전극(112)의 2 개의 인접한 에지(112c,112d)에 형성된 역틸트 영역(W2)중 게이트 라인(113g)과 평행한 에지(112d)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 1 역틸트 영역(W3)이라 정의하기로 하고, 데이터 라인(113h)과 평행한 에지(112c)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 2 역틸트 영역(W4)이라 정의하기로 한다.
다른 실시예로, 도 10에 도시된 바와 같이 화소 전극(112)의 상면에 형성되는 제 1 배향홈(114a)은 제 2 영역으로부터 제 4 영역을 향하는 방향으로 형성된다. 반면, 컬러 필터 기판(120)에 형성된 제 2 배향홈(125a)은 제 3 영역으로부터 제 1 영역을 향하는 방향으로 형성된다.
이와 같은 방향으로 제 1 배향홈(114a)의 방향이 결정됨에 따라 화소 전극(112) 중 제 1 배향홈(114a)의 배향 방향과 마주보는 화소 전극(112)의 2 개의 인접한 에지(edge;112d,112f)에 액정의 역틸트 영역(W2)이 발생된다. 이때, 액정의 역틸트 영역(W2)은 모든 화소 전극(112)에 공통적으로 형성된다.
이때, 도 11에 도시된 바와 같이 화소 전극(112)의 2 개의 인접한 에지에는 역틸트 영역(W2)이 형성된다. 이때, 게이트 라인(113g)과 평행한 에지(112d)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 1 역틸트 영역(W3)이라 정의하기로 하고, 데이터 라인(113h)과 평행한 에지(112f)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 2 역틸트 영역(W4)이라 정의하기로 한다.
또 다른 실시예로, 도 12에 도시된 바와 같이 화소 전극(112)의 상면에 형성되는 제 1 배향홈(114a)은 제 4 영역으로부터 제 2 영역을 향하는 방향으로 형성된다. 반면, 컬러 필터 기판(120)에 형성된 제 2 배향홈(125a)은 제 3 영역으로부터 제 1 영역을 향하는 방향으로 형성된다.
이와 같은 방향으로 제 1 배향홈(114a)의 방향이 결정됨에 따라 화소 전극(112) 중 제 1 배향홈(114a)의 배향 방향과 마주보는 2 개의 인접한 에지(edge;112c,112e)에 액정의 역틸트 영역(W2)이 발생된다. 이때, 액정의 역틸트 영역(W2)은 모든 화소 전극(112)에 공통적으로 형성된다.
이때, 도 13에 도시된 바와 같이 화소 전극(112)의 2 개의 인접한 에지에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)중 게이트 라인(113g)과 평행한 에지(112e)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 1 역틸트 영역(W3)이라 정의하기로 하고, 데이터 라인(113h)과 평행한 에지(112c)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 2 역틸트 영 역(W4)이라 정의하기로 한다.
또 다른 실시예로, 도 14에 도시된 바와 같이 화소 전극(112)의 상면에 형성되는 제 1 배향홈(114a)은 제 1 영역으로부터 제 3 영역을 향하는 방향으로 형성된다. 반면, 컬러 필터 기판(120)에 형성된 제 2 배향홈(125a)은 제 4 영역으로부터 제 2 영역을 향하는 방향으로 형성된다.
이와 같은 방향으로 제 1 배향홈(114a)의 방향이 결정됨에 따라 화소 전극(112) 중 제 1 배향홈(114a)의 배향 방향과 마주보는 화소 전극(112)의 2 개의 인접한 에지(edge;112e,112f)에 액정의 역틸트 영역(W2)이 발생된다. 이때, 액정의 역틸트 영역(W2)은 모든 화소 전극(112)에 공통적으로 형성된다.
이때, 도 14에 도시된 바와 같이 화소 전극(112)의 2 개의 인접한 에지에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)중 게이트 라인(112g)과 평행한 에지(112e)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 1 역틸트 영역(W3)이라 정의하기로 하고, 데이터 라인(113h)과 평행한 에지(112f)에 형성된 액정의 역틸트 영역(W2)을 제 2 역틸트 영역(W4)이라 정의하기로 한다.
이때, 첨부된 도 9 내지 도 15에 도시된 바에 의하면, 제 1 역틸트 영역(W3)은 예를 들어, 2 개의 화소 전극(112a,112b)이 인접한 상태에서 어느 하나의 화소 전극(112b)에만 형성된다. 마찬가지로, 제 2 역틸트 영역(W4)도 2 개의 화소 전극(112)이 인접한 상태에서 어느 하나의 화소 전극(112b)에만 형성된다.
이때, 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3, W4)에서는 액정이 제어가 되지 않음으로 광 누설이 발생된다. 즉, 이는 액정표시장치로부터 광 누설이 발생되지 않도록 하 기 위해서는 비유효 디스플레이 영역뿐만 아니라 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3, W4)도 함께 가려져야 함을 의미한다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 역틸트 영역(W3) 및 비유효 디스플레이 영역(W1)은 모두 광 누설 방지막()에 의하여 가려진다. 이때, 광 누설 방지막(122)은 크롬 물질로 이루어진다.
이때, 화소 전극(112)중 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3, W4)이 형성되지 않는 쪽은 화소 전극(112) 및 비유효 디스플레이 영역(W1)의 경계에 광 누설 방지막(122)의 에지가 위치한다. 한편, 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3, W4)이 형성된 쪽은 화소 전극(122)과 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3, W4)의 경계까지 광 누설 방지막(122)이 화소 전극(122)의 상부 쪽으로 연장된다.
이때, 특이하게 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3, W4)에서 누설된 광의 강도에는 다소 차이가 발생하는데, 이 차이는 액정표시장치의 구동 방식이 따른다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이 n ×n의 매트릭스 형태를 갖는 화소 전극 중 예를 들어, n-1번째 행에 속한 모든 화소 전극들이 (+) 극성으로 전계가 형성된 상태에서 n 번째 행에 속한 모든 화소 전극들은 (-) 극성으로 전계가 형성된다고 하기로 한다. 이와 같은 방식은 "라인 반전 구동 방식"이라 불린다.
이와 같이 라인 반전 구동 방식에 의하여 화소 전극에 전계가 형성될 경우, 동일 행(column)에 속한 화소 전극간 전계차보다 인접한 서로 다른 행에 속한 화소 전극간 전계차가 훨씬 크게 된다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이 n-1번째 행에 속한 화소 전극들에 가 해진 전원이 각각 +5V, +4V, +3V이고, n 번째 행에 속한 화소 전극에 가해진 화소 전극들에 가해진 전원이 각각 -10V, -9V, -10V일 경우, n-1번째 행 및 n 행에 속한 화소 전극들간 전계차는 겨우 Δ1V에 불과하지만, n-1번째 행이면서, n-2 열, n-1열, n 열에 속한 화소 전극들 및 n 번째 행이면서, n-2 열, n-1열, n 열에 속한 화소 전극의 전계차는 최소한 Δ10V 이상이 된다.
결국, 이와 같은 경우, 제 1 역틸트 영역(W3)에서는 디스플레이 불량이 심화되고, 제 2 역틸트 영역(W4)에서는 제 1 역틸트 영역(W3)에 비하여 상대적으로 양호한 디스플레이가 수행된다.
이와 같은 이유로 "라인 반전 구동 방식"의 경우, 화소 전극(122)중 제 1 역틸트 영역(W3)이 형성된 부분 및 비유효 디스플레이 영역(W1)은 광 누설 방지막(122)에 의하여 가려진다. 보다 구체적으로, 광 누설 방지막(122)은 게이트 라인(113g)과 평행한 방향으로만 형성된다. 이때, 미설명 도면부호 C는 화소 전극과 화소 전극의 중심이다.
한편, 라인 반전 구동 방식에서 제 1 역틸트 영역(W3)과 비유효 디스플레이 영역(W1)은 조절된 광 누설 방지막(122)에 의하여 커버되지만 제 2 역틸트 영역(W4)에서 발생하는 미약한 광 누설은 차단되지 않는 상태임으로 제 2 역틸트 영역(W4)에서 발생한 미약한 광 누설 역시 차단되어야 한다.
이를 위해서, 본 발명에서는 일실시예로 도 17에 도시된 바와 같이 색화소를 오버랩 시키는 방법이 사용된다.
색화소의 오버랩은 매우 간단하다. 먼저, 레드 색화소(123a), 그린 색화소(123b) 및 블루 색화소(123c)들은 행렬 방식으로 배열된 화소 전극(122) 중 n-2열, n-1열, n 열(row)에 속한 화소 전극들을 그룹별로 커버하는 긴 띠 형상을 갖는다.
이때, 각 색화소의 오버랩은 비유효 디스플레이 영역(W1) 및 제 2 역틸트 영역(W4)에서 이루어진다. 구체적으로, 도 17에 도시된 바와 같이 레드 색화소(123a)는 +5V 및 -10V가 인가된 화소 전극을 덮으면서 +4V 및 -9V가 인가된 화소 전극에 형성된 제 2 역틸트 영역(W4)까지 연장된다.
한편, 그린 색화소(123b)는 +4V 및 -9V가 인가된 화소 전극을 덮으면서 일측으로는 +5V 및 -10V가 인가된 화소 전극의 에지까지 연장되고, 타측으로는 +3V 및 -10V가 인가된 화소 전극에 형성된 제 2 역틸트 영역(W4)까지 연장된다.
또한, 블루 색화소(123c)는 +3V 및 -10V가 인가된 화소 전극을 덮으면서 +4V 및 -9V가 인가된 화소 전극의 에지까지 연장된다.
이로써, 레드, 그린, 블루 색화소(123a,123b,123c)들은 도시된 바와 같이 빗금친 영역에서 오버랩 된다. 이때, 레드 색화소- 그린 색화소, 그린 색화소-블루 색화소가 겹쳐진 곳에서는 광투과도가 현저히 저하됨에 따라 비유효 디스플레이 영역(W1) 및 제 2 역틸트 영역(W4)을 가리는 역할을 할 수 있다.
한편, 첨부된 도 18 및 도 19에는 액정표시장치의 구동 방법에 따라 제 1, 제 2 역틸트 영역 및 비유효 디스플레이 영역에 의한 디스플레이 특성 저하를 방지하는 방법에 도시되어 있다.
예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이 n ×n의 매트릭스 형태를 갖는 화소 전극 중 예를 들어, n-2번째 열(row)에 속한 모든 화소 전극들이 (+) 극성으로 전계가 형성된 상태에서 n-1번째 열에 속한 모든 화소 전극들은 (-) 극성으로 전계가 형성되고, n 번째 열에 속한 모든 화소 전극들이 다시(+) 극성으로 전계가 형성된다고 하기로 한다. 이와 같은 방식은 "컬럼 반전 구동 방식"이라 불린다.
이와 같이 컬럼 반전 구동 방식에 의하여 화소 전극들에 규칙적인 전계가 형성될 경우, 동일 열(row)에 속한 화소 전극간 전계차보다 인접한 서로 다른 열에 속한 화소 전극간 전계차가 훨씬 크게 된다.
예를 들어, 도 18의 n-2번째 열에 속한 화소 전극들에 가해진 전원이 각각 +1V, +6V이고, n-1 번째 열에 속한 화소 전극들에 가해진 전원이 각각 -5V, -2V이고, n번째 열에 속한 화소 전극들에 가해진 전원이 각각 +7V, +4V라 하기로 한다. 이때, n-2 열, n-1열, n 열에 속한 화소 전극의 전계차보다 각 열간 전계차가 훨씬 크게 된다.
이는 제 2 역틸트 영역(W4)에서의 디스플레이 불량이 제 1 역틸트 영역(W3)보다 심화됨을 의미한다.
이와 같은 이유로 "칼럼 반전 구동 방식"의 경우, 도 18에 도시된 바와 같이 화소 전극 중 제 2 역틸트 영역(W4)이 형성된 부분 및 비유효 디스플레이 영역(W1)은 광 누설 방지막(122)에 의하여 가려진다. 보다 구체적으로, 광 누설 방지막(122)은 데이터 라인(113h)과 평행한 방향으로만 형성된다. 이때, 광 누설 방지막(122)은 서로 인접한 화소 전극 중 제 2 역틸트 영역(W4)이 형성되지 않은 화소 전극이 최소의 면적을 덮도록 하여 화소 전극의 개구 면적이 감소되지 않도록 한다.
한편, 칼럼 반전 구동 방식에서 제 2 역틸트 영역(W4)과 비유효 디스플레이 영역(W1)은 위치 조절된 광 누설 방지막(122)에 의하여 커버되지만 제 1 역틸트 영역(W3)에서의 미약한 디스플레이 특성 저하 또한 보정되어야 한다.
이를 위해서, 본 발명에서는 일실시예로 도 19에 도시된 바와 같이 색화소를 오버랩 시키는 방법이 사용된다.
색화소(129)의 오버랩은 매우 간단하다. 먼저, 레드 색화소(129a), 그린 색화소(129b) 및 블루 색화소(미도시)들은 행렬 방식으로 배열된 화소 전극 중 n-1 행 및 n 행(column)에 속한 화소 전극들을 공통적으로 커버하는 긴 띠 형상을 갖는다.
이때, 각 색화소의 오버랩은 비유효 디스플레이 영역(W1) 및 제 1 역틸트 영역(W3)에서 이루어진다. 구체적으로, 도 18에 도시된 바와 같이 레드 색화소(129a)는 +1V, -5V, +7V가 인가된 화소 전극을 덮으면서 +6V, -2V, +4V가 인가된 화소 전극까지 연장된다.
한편, 그린 색화소(129b)는 +6V, -2V, +4V가 인가된 화소 전극을 덮으면서 일측으로는 +1V, -5V, +7V가 인가된 화소 전극에 형성된 제 1 역틸트 영역(W3)까지 연장된다.
이로써, 색화소(129)들은 도 19에 도시된 바와 같이 빗금친 영역에서 오버랩 된다. 이때, 레드 색화소(129a)- 그린 색화소(129b)가 겹쳐진 곳에서는 광투과도가 현저히 저하됨에 따라 비유효 디스플레이 영역(W1) 및 제 2 역틸트 영역(W4)을 가 리는 역할을 할 수 있다.
한편, 첨부된 도 20 에는 액정표시장치의 구동 방법에 따라 제 1, 제 2 역틸트 영역 및 비유효 디스플레이 영역에 의한 디스플레이 특성 저하를 방지하는 방법에 도시되어 있다.
첨부된 도 20에는 화소 전극이 행 방향 및 열 방향으로 극성이 반전되는 "도트 반전 구동 방식"이 도시되어 있다.
이와 같은 도트 반전 구동 방식에 의하여 형성된 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3, W4)에서는 모두 강한 광 누설이 발생됨으로 색화소를 오버랩 하는 방식으로는 그다지 큰 효과를 얻을 수 없다.
이와 같은 이유로 제 1, 제 2 역틸트 영역(W3,W4) 및 비유효 디스플레이 영역(W1)은 모두 광 누설 방지막(122)에 의하여 가림으로써 액정의 역틸트 영역(W2)에 의한 디스플레이 불량을 최소화할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 액정표시장치에서 액정의 러빙 방향에 따라 발생하는 광 누설을 광 누설 방지막의 면적 증대 없이 광 누설 방지막의 위치를 최적화하여 개구율 감소 없이 액정표시장치로부터 광의 누설이 발생하지 않도록 하는 효과를 갖는다.
설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부 터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
예를 들면, 본 발명에서 구동 방식이 "라인 반전 구동 방식" 또는 "컬럼 반전 구동 방식"이더라도 도 20에 도시된 바와 같이 화소 전극과 화소 전극의 사이에 모두 블랙 매트릭스를 형성할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. (a) 기판에 제 1 전극 및 상기 제 1 전극에 전원을 공급하는 전원인가수단이 행렬 형태로 형성된 화소들 및 상기 화소들이 형성된 상기 기판에 제 1 러빙 방향으로 러빙 된 제 1 배향홈이 형성된 제 1 배향막을 갖는 TFT 기판, (b) 상기 1 전극과 대향하는 2 전극, 레드, 그린, 블루 색화소 박막 및 제 2 러빙 방향으로 러빙 된 제 2 배향홈이 형성된 제 2 배향막이 형성된 컬러필터 기판, (c) 상기 TFT 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 형성되며 상기 제 1, 제 2 배향홈에 의하여 틸트(tilt) 및 트위스트 된 액정, (d) 상기 화소와 화소의 사이에 형성된 비유효 디스플레이 영역 및 상기 비유효 디스플레이 영역과 인접한 상기 제 1 전극의 일부에 상기 제 1 배향홈의 상기 제 1 러빙 방향에 의하여 역틸트(reverse tilt)된 액정에 의한 광 누설 영역을 가리는 광 누설 방지 수단을 포함하는 액정표시패널; 및
    상기 액정표시패널로 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며,
    상기 역틸트된 액정은 상기 전원인가수단을 작동시키는 제 1 라인과 평행한 제1 역틸트 액정 영역 및 상기 전원인가수단의 작동에 따라 상기 제 1 전극으로 출력되도록 전원을 공급하는 제 2 라인과 평행한 제2 역틸트 액정 영역에 형성되며, 상기 비유효 디스플레이 영역, 제1 역틸트 영역 및 제2 역틸트 영역 중 상기 광 누설 방지 수단에 의해 가려진 부분을 제외한 상기 비유효 디스플레이 영역 중 나머지와, 상기 나머지에 나란한 상기 제1 또는 제2 역틸트 액정 영역은 상기 레드, 그린 및 블루 색화소 박막 중 선택된 2 개의 그룹을 오버랩 시켜 가리는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 역틸트 액정 영역 및 제2 역틸트 액정 영역은 상기 제1 러빙 방향과 마주보는 상기 제1 전극의 인접한 2개의 에지들에 각기 대응하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 역틸트 액정 영역은 각 상기 제 1 전극의 동일한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 전원인가수단은 상기 제 1 라인과 평행한 방향으로 배열된 상기 제 1 전극들을 행(column) 단위로 극성이 반전된 전원을 공급하며, 상기 광 누설 방지 수단은 상기 제 1 역틸트 액정 영역 및 비유효 디스플레이 영역 중 상기 제 1 라인과 평행한 방향에 해당하는 비유효 디스플레이 영역을 띠 형태로 감싸는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 라인과 평행한 상기 비유효 디스플레이 영역은 상기 컬러필터기판에 형성된 상기 레드, 그린 및 블루 색화소 박막 중 선택된 2 개 의 그룹을 오버랩 시켜 가리는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 각각의 상기 레드, 그린 및 블루 색화소 박막은 상기 제 1 전극들 중 각 열(row)에 속한 제 1 전극들을 동시에 가리도록 띠 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 광 누설 방지 수단은 광을 흡수하는 금속 박막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 전원인가수단은 상기 제 2 라인과 평행한 방향으로 배열된 상기 제 1 전극들을 열(row) 단위로 극성이 반전된 전원을 공급하며, 상기 광 누설 방지 수단은 상기 제 2 역틸트 액정 영역 및 비유효 디스플레이 영역 중 상기 제 2 라인과 평행한 방향에 해당하는 비유효 디스플레이 영역을 띠 형태로 감싸는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 라인과 평행한 상기 비유효 디스플레이 영역은 상기 컬러필터기판에 형성된 상기 레드, 그린 및 블루 색화소 박막 중 선택된 2 개의 그룹을 오버랩 시켜 가리는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 각각의 상기 레드, 그린 및 블루 색화소 박막은 상기 제 1 전극들 중 각 행(column)에 속한 제 1 전극들을 동시에 가리도록 띠 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 광 누설 방지 수단은 광을 흡수하는 적어도 1 층 이상의 금속 박막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 2 항에 있어서, 상기 전원인가수단은 상기 제 1 전극들을 행렬(matrix) 단위로 극성이 반전된 전원을 공급하며, 상기 광 누설 방지 수단은 상기 제 1 역틸트 액정 영역, 제 2 역틸트 액정 영역 및 비유효 디스플레이 영역을 격자 형태로 감싸는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 광 누설 방지 수단은 광을 흡수하는 금속 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 금속 박막은 크롬 박막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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