KR101430525B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판은, 상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과; 상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과; 상기 비표시영역에 위치하여 상기 화소 박막트랜지스터를 구동하며, 구동 박막트랜지스터를 포함하는 구동부와; 상기 제1절연기판상의 상기 구동부 주변영역에 형성되어 있는 더미 반도체층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 게이트선 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 3은 도 1의 A부분의 확대도이고,
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면도이고,
도 5는 도 3의 B부분의 확대도이고,
도 6은 도 4의 C부분의 확대도이고,
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 액정표시장치의 구동을 설명하기 위한 도면이고,
도 13는 본 발명의 제5실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
100 : 제1기판 121 : 게이트선
123 : 게이트 구동부 135, 136 : 더미반도체층
221 : 블랙매트릭스 251 : 공통전극
300 : 실런트 400 : 액정층
500 : 연성부재 600 : 회로기판
700 : 광원
본 발명은, 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트 구동부가 기판 상에 형성되는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정표시패널과 백라이트 유닛을 포함한다. 액정표시패널은 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1 기판, 제1기판에 대향하는 제2기판, 그리고 양 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함한다. 액정표시패널은 비발광소자이며 제1기판 후방에 위치한 백라이트 유닛으로부터 빛을 공급받는다..
제1기판에는 게이트선, 데이터선, 및 이들 배선에 연결되어 있는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 각 화소는 박막트랜지스터에 연결되어 있으며, 화소별로 독립적으로 제어된다.
게이트선과 데이터선를 구동하기 위해서는 게이트 구동부와 데이터 구동부가 필요하다. 최근 구동부 비용을 절감하고자 게이트 구동부를 제1기판 상에 직접 형성하는 방법이 사용되고 있다.
기판 상에 형성된 게이트 구동부는 복수의 박막트랜지스터를 포함한다. 박막트랜지스터는 빛에 의해 특성이 변화하는데, 박막트랜지스터의 특성이 변화하면 게이트선의 구동이 불안정해지는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 게이트선의 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적은 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판은, 상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과; 상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과; 상기 비표시영역에 위치하여 상기 화소 박막트랜지스터를 구동하며, 구동 박막트랜지스터를 포함하는 구동부와; 상기 제1절연기판상의 상기 구동부 주변영역에 형성되어 있는 더미 반도체층을 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 구동부는 상기 게이트선과 연결되어 상기 게이트선을 구동하는 게이트 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 더미 반도체층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부와 상기 표시영역의 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 더미 반도체층은 상기 게이트 구동부의 외곽에 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층을 포함하며, 상기 반도체층과 상기 더미 반도체층은 동일한 층인 것이 바람직하다.
상기 더미 반도체층과 상기 게이트선은 이격되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제2기판은, 상기 표시영역 상에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와; 상기 비표시영역 상에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 포함하며, 상기 게이트 구동부는 상기 외부 블랙매트릭스의 영역 내에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 외부 블랙매트릭스는 유기물로 이루어져 있으며, 상기 제2기판은, 적어도 일부가 상기 표시영역에 대응하여 형성되어 있으며, 상기 게이트 구동부와는 마주하지 않는 공통전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 게이트 구동부는 상기 표시영역을 사이에 두고 서로 마주하는 제1게이트 구동부와 제2게이트 구동부를 포함하며, 상기 게이트선은 상기 제1게이트 구동부와 상기 제2게이트 구동부에 번갈아 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은, 상기 게이트선과 절연교차하며 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 데이터선과; 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하고, 상기 화소전극은 하나의 화소를 이루는 제1화소전극, 제2화소전극 및 제3화소전극을 포함하며, 상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 각각 서로 다른 상기 게이트선에 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극 중 2개는 동일한 상기 데이터선에 연결되어 있으며, 상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 상기 게이트선의 연장방향으로 길게 연장되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 순차적으로 구동되는 것이 바람직하다.
상기 더미 반도체층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부의 외곽에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 더미 반도체층은 게이트 구동부와 상기 표시영역의 사이에 더 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층을 포함하며, 상기 반도체층과 상기 더미 반도체층은 동일한 층인 것이 바람직하다.
상기 제2기판은, 상기 표시영역 상에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와; 상기 비표시영역 상에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 포함하며, 상기 게이트 구동부는 상기 외부 블랙매트릭스의 영역 내에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 외부 블랙매트릭스는 유기물로 이루어져 있으며, 상기 제2기판은, 적어도 일부가 상기 표시영역에 대응하여 형성되어 있으며, 상기 게이트 구동부와는 마주하지 않는 공통전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적은 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판은, 상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과; 상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과; 상기 비표시영역에 위치하여 상기 화소 박막트랜지스터를 구동하며, 구동 박막트랜지스터를 포함하는 구동부를 포함하며, 상기 제2기판은, 상기 비표시영역에 대응하여 형성되는 외부 블랙매트릭스와; 적어도 일부가 상기 표시영역에 대응하여 형성되어 있으며 상기 구동부와 마주하지 않는 공통전극을 포함하는 것에 의해서도 달성된다.
상기 구동부는 상기 게이트선에 연결되어 상기 게이트선을 구동하는 게이트 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 외부 블랙매트릭스는 유기물질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 게이트 구동부는 외부 블랙매트릭스의 영역 내에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은, 상기 게이트 구동부의 주변영역에 형성되는 더미 반도체층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 더미 반도체층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부와 상기 표시영역 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 더미 반도체층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부의 외곽에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층을 포함하며, 상기 더미 반도체층과 상기 반도체층은 동일한 층인 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
상세한 설명에 앞서, 여러 실시예에 있어 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여하였다. 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하며 다른 실시예에서는 설명하지 않을 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치를 설명한다. 도 1은 도 2에서 연성부재(500)와 회로기판(600)을 제외한 제1기판(100) 만을 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 화소 박막트랜지스터(Tp)가 형성되어 있는 제1기판(100), 제1기판(100)과 마주하는 제2기판(200), 제1기판(100)과 제2기판(200)을 접합시키는 실런트(300), 양 기판(100, 200)과 실런트(300)로 둘러싸여 있는 액정층(400), 제1기판(100)의 후방에 위치하는 광원(700)을 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이 제1기판(100)에는 연성부재(500)가 연결되어 있으며, 연성부재(500)는 회로기판(600)에 연결되어 있다.
도시하지는 않았지만 액정표시장치(1)는 제1기판(100)과 광원(700) 사이에 위치하는 광학부재를 더 포함할 수 있다. 광학부재는 프리즘필름, 확산판, 확산시트, 반사편광필름 또는 보호필름을 포함한다.
제1기판(100)은 표시영역과 표시영역을 둘러싸고 있는 비표시영역으로 나누어진다.
표시영역을 도 1 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제1절연기판(111)위에 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122)을 포함한다.
도시되지 않았지만 게이트 배선은 화소전극(161)과 중첩되어 저장 용량을 형성하는 저장전극선(storage electrode line)을 더 포함할 수 있다.
질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선을 덮고 있다.
게이트 전극(122)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 저항 접촉층(133)은 2부분으로 분리되어 있다.
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142), 소스 전극(142)과 분리되어 있으며 일측의 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.
데이터 배선 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부에는 질화 실리콘 등으로 이루어진 보호막(151)이 형성되어 있다. 보호막(151)에는 드레인 전극(143)을 드러내는 접촉구(152)가 형성되어 있다.
보호막(151) 상에는 화소전극(161)이 형성되어 있다. 화소전극(161)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다.
투명한 전도물질로 이루어진 화소전극(161)은 접촉구(152)를 통해 화소 박막트랜지스터(Tp)와 연결되어 있다.
제1기판(100)의 비표시영역을 설명하면 다음과 같다.
도 1을 보면 표시영역 좌측의 비표시영역에는 게이트선(121)을 구동하기 위한 게이트 구동부(123)가 형성되어 있으며 상기 게이트 구동부(123)는 화소 박막트랜지스터(Tp)와 동시에 형성된다.
도 2 및 도3과 같이 게이트 구동부(123)는 연성부재(500), 패드부(125) 및 게이트 연결배선(124)을 통해 회로기판(600)으로부터 게이트 구동신호를 전달받는다. 전달 받는 구동신호로는 게이트 온 전압인 제1클락신호(CKV), 제 1클락신호와 반대 위상을 가지고 있는 제2클락신호(CKVB), 스캔시작신호(STVP), 게이트 오프 전압(Voff) 등을 포함한다.
패드부(125)는 데이터 신호를 인가받기 위한 데이터 패드(125a)와, 게이트 신호를 인가받기 위한 신호 패드(125b 내지 125e)를 포함한다. 게이트 신호를 인가받기 위한 신호 패드(125b 내지 125e)는 각각 게이트 오프 전압(Voff), 제1클락신호(CKV), 제2클락신호(CKVB), 스캔시작신호(STVP)를 인가받는다.
게이트 연결배선(124)은 각 신호 패드(125b 내지 125e)에 연결되어 있는 복수의 서브 연결배선(124b 내지 124e)을 포함한다.
첫번째 게이트선(121)에 연결되어 있는 첫번째 게이트 구동부(123)는 스캔시작신호와 클락신호에 동기되어 게이트 온 전압의 출력을 시작하고 두번째 게이트 구동부(123)부터는 전단 게이트 구동부(123)의 출력전압과 클락신호에 동기되어 게이트 온 전압의 출력을 시작한다. 각 게이트 구동부(123)의 게이트 온 전압 출력의 종료는 후단 게이트 구동부(123)의 출력 시작 시점과 밀접한 관계가 있다.
도 5와 같이 게이트 구동부(123)에는 복수의 구동 박막트랜지스터(Td1 내지 Td7)가 형성되어 있다. 도 6에서는 이 중 어느 하나의 구동 박막트랜지스터(Td)만을 나타내었다.
도 6을 보면 구동 박막트랜지스터(Td)는 게이트 전극(1231), 반도체층(1232), 저항 접촉층(1233), 소스전극(1234) 및 드레인 전극(1235)을 포함한다. 구동 박막트랜지스터(Td)의 구조는 화소 박막트랜지스터(Tp)와 유사하며, 반복설명은 생략한다.
게이트 구동부(123)와 표시영역 사이와 게이트 구동부(123)의 외곽에는 더미 반도체층(135, 136)이 형성되어 있다. 더미 반도체층(135, 136)은 구동박막트랜지스터(Td)의 반도체층(1232)과 동일한 층으로 이루어진다. 더미 반도체층(135, 136)의 역할에 대하여는 후술한다.
도 4 및 도 6을 참조하여 제2기판(200)을 설명한다.
제2절연기판(211) 위에 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있다. 블랙매트릭 스(221)는 표시영역에 위치하며 화소 박막트랜지스터(Tp) 상에 위치하는 내부 블랙매트릭스(221a)와 표시영역 둘레에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스(221b)를 포함한다.
내부 블랙매트릭스(221a)는 일반적으로 적색, 녹색 및 청색 필터 사이를 구분하며, 제1 기판(100)에 위치하는 화소 박막트랜지스터(Tp)로의 직접적인 광조사를 차단하는 역할을 한다.
외부 블랙매트릭스(221b)는 게이트 구동부(123)를 모두 커버하도록 형성되어 있다.
블랙매트릭스(221)는 크롬으로 이루어지거나 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
컬러필터(231)는 내부 블랙매트릭스(221a)를 경계로 하여 형성되어 있으며, 각각 적색, 녹색 및 청색을 가지는 3개의 서브층(231a, 231b, 231c)을 포함한다. 컬러필터(231)는 광원(700)으로부터 조사되어 액정층(400)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(231)는 통상 감광성 유기물질로 이루어져 있다.
컬러필터(231)와 블랙매트릭스(221) 상에는 오버 코트층(241)이 형성되어 있다. 오버 코트층(241)은 유기물질로 이루어져 있으며, 평탄한 표면을 제공한다.
오버 코트층(241) 상에는 공통전극(251)이 형성되어 있다. 공통전극(251)은 제2절연기판(211)의 전체면에 걸쳐 형성되어 있으며, ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 공통전극(251)은 제1 기판(100)의 화소전극(161)과 함께 액정층(400)에 직접 전압을 인가한다.
실런트(300)는 제1기판(100)과 제2기판(200)을 접합시키며, 외부 블랙매트릭스(221b) 상에 위치한다.
실런트(300)는 에폭시 수지 및 아크릴 수지를 주성분으로 아민계의 경화제와, 알루미나 파우더와 같은 충진제, 프로필렌-글리콜-디아세테이트와 같은 용제로 이루어져 있다. 실런트(300)는 양 기판(100, 200)을 접착시키는 역할 외에 양 기판(100, 200)사이의 간격을 결정하는 역할도 한다. 실런트(300) 내에는 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 스페이서(spacer)가 위치할 수 있다.
액정층(400)은 제1기판(100)과 제2기판(200) 사이에 위치한다. 액정층(400)은 화소전극(161)과 공통전극(251) 간에 형성되는 전계에 따라 배열이 달라지면서 투과율을 조절한다.
광원(700)은 면광원, 램프 또는 발광 다이오드 일 수 있다. 램프는 냉음극 형광램프 또는 외부전극형광램프일 수 있다.
이상 설명한 제1실시예에서 구동박막트랜지스터(Td)의 반도체층(1232)으로는 화소박막트랜지스터(Tp)의 반도체층(132)과 같이 비정질 실리콘을 사용한다. 비정질 실리콘은 빛을 받으면 불안정해져 구동박막트랜지스터(Td)의 Ion 전류를 증가시키고 소비전력을 증가시킨다.
구동박막트랜지스터(Td)의 반도체층(1232)으로 입사되는 빛은 대부분 광원(700)으로부터의 빛이다. 광원(700)의 빛은 제1기판(100)을 통과한 후 제2기판(200)의 외부 박막트랜지스터(221b) 또는 공통전극(251)에 반사된 후 구동박막트 랜지스터(Td)로 입사된다.
제1실시예에 따르면 게이트 구동부(123)의 양측에는 더미 반도체층(135, 136)이 위치한다. 따라서 광원(700)에서의 빛은 더미 반도체층(135, 136)에 의해 차단되어 구동박막트랜지스터(Td)로 입사되지 못한다.
제1실시예에 따르면 구동 박막트랜지스터(Td)가 안정되어 게이트선(121) 구동이 안정적으로 이루어진다. 또한 소비전력도 감소된다.
다른 실시예에서, 반도체층(1232)은 이 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 게이트 구동부(123)의 외곽이 서브 연결배선(124b 내지 124e) 등으로 광원(700)의 빛이 충분히 차단되면, 더미 반도체층(136)은 생략될 수 있다.
도 7a 내지 도 7e를 참조하여 제1실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법을 설명한다.
먼저, 도 7a에 도시한 바와 같이, 제1절연기판(111) 상에 금속층을 형성하고 패터닝하여 게이트 전극(122, 1231)을 형성한다.
이후 도 4b와 같이 게이트 절연막(131), 비정질 실리콘층(171) 및 n+비정질 실리콘층(172)을 형성한다. 게이트 절연막(131), 비정질 실리콘층(171) 및 n+비정질 실리콘층(172)은 화학기상증착방법으로 연속하여 형성될 수 있다.
이후 도 7c와 같이 비정질 실리콘층(171) 및 n+비정질 실리콘층(172)을 패터닝하여, 반도체층(132, 1232)과 더미 반도체층(135, 136)을 형성한다. 이 단계에서 반도체층(132, 1232)와 더미 반도체층(135, 136)의 상부에는 패터닝된 n+비정질 실리콘층(172a)이 형성되어 있다.
반도체층(132, 1232) 상부의 패터닝된 n+비정질 실리콘층(172a)은 양쪽으로 분리되어 있지 않다.
다음으로 도 7d와 같이 금속층을 증착하고 패터닝하여 소스 전극(142, 1234), 드레인 전극(143, 1235)을 형성하여 화소 박막트랜지스터(Tp)와 구동 박막트랜지스터(Td)를 완성한다.
이 과정은 소스 전극(142, 1234), 드레인 전극(143, 1235)을 형성한 후, 노출된 패터닝된 n+비정질 실리콘층(172a)을 식각하여 제거하는 과정을 포함한다.
패터닝된 n+비정질 실리콘층(172a)의 식각을 통해, 반도체층(132, 1232) 상부의 패터닝된 n+비정질 실리콘층(172a)은 양쪽으로 분리되어 저항접촉층(133, 1233)이 형성된다. 이와 함께 더미 반도체층(135, 136) 상부의 패터닝된 n+비정질 실리콘층(172a)이 제거된다.
패터닝된 n+비정질 실리콘층(172a)의 식각 과정에서, 더미 반도체층(135, 136)과 채널영역의 반도체층(132, 1232)의 두께도 다소 감소한다.
이후 도 7e와 같이 보호막(151)을 형성하고 접촉구(152)를 형성한다.
다음으로 화소전극(161)을 형성하면 제1기판(100)이 완성된다.
제2기판(200)의 형성, 기판(100, 200) 간의 결합 및 액정층(400)의 형성은 공지의 방법에 의해 수행되며 설명은 생략한다.
도 8을 참조하여 제2실시예를 설명한다.
더미반도체층(135, 136)은 게이트선(121)과 이격되어 있다. 즉 더미반도체층(135)는 게이트선(121) 사이에 형성되어 있으며, 서로 분리된 복수개로 마련되어 있다.
제2실시예에 따르면 더미반도체층(135, 136)과 게이트선(121) 사이의 기생용량 형성을 억제할 수 있다.
도 9를 참조하여 제3실시예를 설명한다.
제3실시예에서는 더미 반도체층(135, 136)은 마련되지 않으며, 블랙매트릭스(121)는 유기물질로 이루어진다. 한편 공통전극(251)은 게이트 구동부(123) 상에 존재하지 않도록, 즉 게이트 구동부(123)와 마주하지 않도록 패터닝되어 있다.
광원(700)의 빛 중 게이트 구동부(123)와 표시영역 사이로 입사된 빛은 제2기판(200)으로 입사된다. 그런데, 게이트 구동부(123) 상부의 제2기판(200)에는 반사 특성이 좋은 공통전극(251)이 형성되어 있지 않고, 반사 특성이 불량한 외부 블랙매트릭스(221b)가 위치하고 있다.
외부 블랙매트릭스(221b)에 입사된 빛은 반사되지 못하고 대부분 외부 블랙매트릭스(121b)에 흡수된다. 이에 따라 구동박막트랜지스터(Td)의 반도체층(1232)으로 입사되는 빛이 감소한다.
이 외에, 제3실시예에 따르면, 상기 게이트 구동부(123)에 대응되는 상기 제2기판상의 영역에 공통전극(251)이 형성되어 있지 않으므로 게이트 구동부(123)와 공통전극(251) 간에 형성될 수 있는 기생용량이 방지된다.
한편, 실런트(300)의 미경화로 인하여 상기 게이트 구동부(123)가 노출될 경우, 상기 게이트 구동부(123)와 상기 공통전극(251)간의 전압차에 의하여 이온불순물 등이 상기 게이트 구동부(123)에 흡착되고 이에 의하여 상기 게이트 구동 부(123)에 부식이 발생될 수 있다. 상기 제2실시예에 따르면, 상기 게이트 구동부(123)에 대응되는 상기 제2기판상의 영역에 공통전극(251)이 형성되어 있지 않으므로 이와 같은 게이트 구동부(123)의 부식도 함께 방지될 수 있는 효과를 갖는다.
도 10을 참조하여 제4실시예를 설명한다.
제4실시예에서는 더미 반도체층(135, 136)이 마련되어 있으며, 블랙매트릭스(221)는 반사특성이 불량한 유기물질로 이루어진다. 또한 공통전극(251)은 게이트 구동부(123) 상에 존재하지 않도록, 즉 게이트 구동부(123)와 마주하지 않도록 패터닝되어 있다.
광원(700)의 빛 중 게이트 구동부(123) 주변으로 입사되는 빛의 대부분은 더미 반도체층(135, 136)에 의해 차단되어 제2기판(200)으로 입사되지 못한다. 제2기판(200)으로 입사된 일부의 빛은 대부분 외부 블랙매트릭스(221b)에서 흡수된다.
이에 따라 구동박막트랜지스터(Td)의 반도체층(1232)으로 입사되는 빛이 감소한다.
이하 도 11 내지 도 13를 참조하여 제5실시예를 설명한다.
도 11을 보면 화소전극(161)은 게이트선(121)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있는 직사각형 형태이다.
데이터선(141) 연장방향으로 인접 배치된 3개의 화소전극(161)이 하나의 화소를 이룬다. 하나의 화소를 이루는 각 화소전극(161)은 서로 다른 게이트선(121)에 연결되어 있다. 데이터선(141)의 연장방향을 따라 화소전극(161)은 좌측의 데이터선(141)과 우측의 데이터선(141)에 교대로 연결되어 있다.
제1실시예에 따른 액정표시장치에서는 하나의 화소를 이루는 3개의 화소전극(161)이 게이트선(121) 연장방향으로 배치되어 있으며, 각 화소전극(161)은 서로 다른 데이터선(141)에 연결되었다. 제4실시예에 따르면 동일한 화소 수를 구현하기 위해, 게이트선(121)은 종래의 3배로 증가하며, 데이터선(141)은 1/3로 감소한다.
게이트 구동부(123)는 표시영역 좌측의 비표시영역에 형성되어 있는 제1게이트 구동부(123a)와 및 표시영역 우측의 비표시영역에 형성되어 있는 제2게이트 구동부(123b)를 포함한다.
제1게이트 구동부(123a)에는 홀수번째 게이트선(121)이 연결되어 있으며 제2게이트 구동부(123b)에는 짝수번째 게이트선(121)이 연결되어 있다.
일반적으로 데이터선(141)을 구동하기 위한 회로는 게이트선(121)을 구동하기 위한 회로보다 복잡하고 고가이다. 본 실시예에 따르면 데이터선(141)이 1/3로 감소하여 데이터선(141) 구동을 위한 회로를 감소시켜 제조비용을 감소시킬 수 있다.
데이터선(141)과 달리 게이트선(121)은 3배로 늘어나, 게이트선(121)을 구동하기 위한 회로 비용은 증가할 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면 게이트선(121)은 제1절연기판(111) 상에 형성되는 게이트 구동부(123)를 이용하여 구동되기 때문에 회로 비용이 증가하지 않는다.
한편, 화소전극(161)이 게이트선(121) 연장방향으로 길게 연장되어 있어, 게이트선(121) 간의 간격은 감소되어 있다. 이에 의해 게이트 구동부(123)를 형성할 공간이 제한되는데, 본 발명에 따르면 게이트 구동부(123)는 표시영역의 양편에 나누어 마련되므로 공간확보가 용이하다.
도 12를 참조하여 액정표시장치(1)의 구동을 살펴본다.
(n-1)번 째 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 공급되면, 여기에 연결되어 있는 화소 박막트랜지스터(Tp)가 온 된다. 이에 따라 (n-1)번 째 게이트선(121)에 연결되어 있는 (a)행의 화소전극(161)이 온 된다.
이후 (n)번째 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 공급되며, 이에 따라 (n)번째 게이트선(121)에 연결된 (b)행의 화소전극(161)이 온 된다.
이후 같은 방법으로 (n+1)번째 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 공급되면 (c)행의 화소전극(161)이 온된다. 이로써 하나의 화소(pixel) 표시가 완성된다. 하나의 화소 표시를 위해 3개의 게이트선(121)이 순차적으로 구동되며, 데이터선(141)은 각 화소전극(161)에 해당하는 데이터 전압을 게이트선(121)의 구동에 맞추어 공급한다.
이 때 화소전극(161)에 인가되는 전압의 극성은 도트 인버젼(dot inversion)이 되도록 조절된다.
도 13을 보면 더미 반도체층(135, 136)은 제1게이트 구동부(123a)의 좌우에 마련되어 있는 좌측 더미 반도체층(135a, 136a)과 제2게이트 구동부(123b) 의 좌우에 마련되어 있는 우측 더미 반도체층(135b, 136b)을 포함한다.
이와 함께 공통전극(251)은 제1게이트 구동부(123a) 및 제2게이트 구동부(123b) 상에 형성되어 있지 않다.
더미반도체층(135, 136)과 패터닝된 공통전극(251)에 의해 게이트 구동 부(123)에 입사되는 빛이 감소한다. 따라서 게이트 구동부(123)는 외부로부터의 빛 또는 광원(700)으로부터의 빛에 의해 불안정해지지 않는다.
비록 본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 게이트선의 구동이 안정적으로 이루어지는 액정표시장치가 제공된다.

Claims (25)

  1. 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과;
    상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과;
    상기 비표시영역에 위치하여 상기 화소 박막트랜지스터를 구동하며, 반도체층을 포함하는 구동 박막트랜지스터 및 상기 게이트선과 연결되어 상기 게이트선을 구동하는 게이트 구동부를 포함하는 구동부와;
    상기 제1절연기판상의 상기 구동부 주변영역에 형성되어 있는 더미 반도체층을 포함하며,
    상기 더미 반도체 층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부와 상기 표시영역의 사이에 형성되며, 상기 반도체층과 상기 더미 반도체 층은 동일한 층인것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 더미 반도체층은 상기 게이트 구동부의 외곽에 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 더미 반도체층과 상기 게이트선은 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2기판은,
    상기 표시영역 상에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와;
    상기 비표시영역 상에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 포함하며,
    상기 게이트 구동부는 상기 외부 블랙매트릭스의 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외부 블랙매트릭스는 유기물로 이루어져 있으며,
    상기 제2기판은,
    적어도 일부가 상기 표시영역에 대응하여 형성되어 있으며, 상기 게이트 구동부와는 마주하지 않는 공통전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항, 제4항, 제5항 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 게이트 구동부는 상기 표시영역을 사이에 두고 서로 마주하는 제1게이트 구동부와 제2게이트 구동부를 포함하며,
    상기 게이트선은 상기 제1게이트 구동부와 상기 제2게이트 구동부에 번갈아 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 게이트선과 절연교차하며 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 데이터선과;
    상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하고,
    상기 화소전극은 하나의 화소를 이루는 제1화소전극, 제2화소전극 및 제3화소전극을 포함하며,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 각각 서로 다른 상기 게이트선에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극 중 2개는 동일한 상기 데이터선에 연결되어 있으며,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 상기 게이트선의 연장방향으로 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1화소전극, 상기 제2화소전극 및 상기 제3화소전극은 순차적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 반도체층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부의 외곽에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 더미 반도체층은 게이트 구동부와 상기 표시영역의 사이에 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 구동 박막트랜지스터는 반도체층을 포함하며,
    상기 반도체층과 상기 더미 반도체층은 동일한 층인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2기판은,
    상기 표시영역 상에 형성되어 있는 내부 블랙매트릭스와;
    상기 비표시영역 상에 형성되어 있는 외부 블랙매트릭스를 포함하며,
    상기 게이트 구동부는 상기 외부 블랙매트릭스의 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 외부 블랙매트릭스는 유기물로 이루어져 있으며,
    상기 제2기판은,
    적어도 일부가 상기 표시영역에 대응하여 형성되어 있으며, 상기 게이트 구동부와는 마주하지 않는 공통전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과, 상기 제1기판에 대향하는 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 화소 박막트랜지스터가 형성되어 있는 표시영역과, 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역을 갖는 제1절연기판과;
    상기 표시영역에 형성되어 있으며, 상기 화소 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 게이트선과;
    상기 비표시영역에 위치하여 상기 화소 박막트랜지스터를 구동하며, 반도체층을 포함하는 구동 박막트랜지스터 및 상기 게이트선에 연결되어 상기 게이트선을 구동하는 게이트 구동부를 포함하는 구동부와;
    상기 게이트 구동부의 주변영역에 형성되는 더미 반도체층을 포함하며,
    상기 제2기판은,
    상기 비표시영역에 대응하여 형성되는 외부 블랙매트릭스와;
    적어도 일부가 상기 표시영역에 대응하여 형성되어 있으며 상기 구동부와 마주하지 않는 공통전극을 포함하며,
    상기 더미 반도체층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부와 상기 표시영역의 사이에 형성되며, 상기 반도체층과 상기 더미 반도체층은 동일한 층인것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 삭제
  20. 제18항에 있어서,
    상기 외부 블랙매트릭스는 유기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 게이트 구동부는 외부 블랙매트릭스의 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 제18항에 있어서,
    상기 더미 반도체층은 적어도 일부가 상기 게이트 구동부의 외곽에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  25. 삭제
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