KR20020010321A - 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 화소전극에 공통전압을 인가하는 공통전극을 복수개로 분할하여 각각 독립적인 공통전압을 인가하는 것에 의해 공통전압의 편차를 최소화하여 플리커 현상을 제거할 수 있는 액정 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다. 이를 위한 본 발명의 액정 디스플레이 장치는두 장의 유리기판 사이에 액정이 봉입된 액정 디스플레이 장치에 있어서, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판상에 형성된 화소전극 어레이들과, 상기 제 2 기판상에 복수개의 영역으로 분할되며 해당 영역에 상응하는 상기 화소전극에 공통전압을 인가하는 복수개의 공통전극들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 디스플레이 장치{Liquid Crystal Display}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 분할된 공통전극을 갖는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 TFT-LCD는 액정의 신호전압을 인가하고 차단하는 스위칭소자이다. 이러한 TFT-LCD는 노트 북 PC응용을 시작으로 모니터 및 다른 응용 분야로까지 그 비중이 점차 증대되고 있는 추세에 있다.

TFT-LCD 산업의 발전과 그 응용은 크기의 증가, 해상도의 증가에 의해 가속되었으며, 생산성 증가와 낮은 가격을 위해서 제조공정의 단순화 및 수율향상의 관점에서 노력이 계속되고 있다.

최근, 관심이 집중되고 있는 TFT-LCD는 액정 TV, 노트 북 PC, 액정 게임기, 투사형 TV, HD-TV 등에 이용되고 있으며, 수소화된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 넓은 면적으로 낮은 기판온도(300~350℃)에서 제작할 수 있고 제작비가 저렴하다는 점에서 액정 사용 기술의 발전과 더불어 많은 관심을 받고 있다.

도 1은 일반적인 액정 디스플레이 장치의 구성도로서, 크게 상판과 하판, 그리고 상판과 하판 사이에 봉입(도시되지 않음)된 액정으로 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하판(11)에는 주사라인(12)으로부터 연장되는 게이트 전극과, 데이터 라인(13)으로부터 연장되는 소오스 전극 및 드레인 전극으로 구성되는 박막 트랜지스터(TFT)가 일정 간격을 갖고 매트릭스 형태로 형성된다.

각 화소영역에는 각 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극에 연결되는 화소전극이 형성되고, 상판(11a)에는 하판(11)에 형성된 화소전극을 제외한 부분으로 빛의 투과를 차단하기 위한 블랙매트릭스층(14)이 매트릭스 형태로 형성된다.

각 블랙매트릭스층(14) 사이에는 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층(15)이 형성된다. 그리고 칼라필터층(15)과 블랙매트릭스(14)에 걸쳐 공통전극(16)이 형성된다.

이와 같은 액정 디스플레이 소자는 백라이트에서 입사된 백색 편면광을 구동회로부로부터 입력되는 각각의 화소전압에 따라 화소에 투과되는 빛의 양을 조절하여 칼라 이미지를 디스플레이 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 패널을 설명하기로 한다.

도 2a 내지 2b는 종래 액정 디스플레이 장치에 따른 공통전극의 구조를 도시한 것으로서, 도 2a는 TN모드에 따른 상판(칼라필터 기판)의 공통전극 구조를 도 2b는 IPS모드에 따른 공통전극의 구조를 도시한 것이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, TN모드에 따른 공통전극(21)은 패널(20)의 전영역에 걸쳐 일체형으로 구성된다.

참고적으로, Ag도트(23)는 공통전압(Vcom)을 공통전극(21)으로 전달하는 것으로서, 공통전극(21)은 상판에 형성되는 반면에 공통전압(Vcom)은 하판으로부터 공급되기 때문에 상기 하판으로부터 공급되는 공통전압을 상판의 공통전극(21)으로 전달해 주는 역할을 한다.

이와 같은 TN모드의 액정 디스플레이 장치에 있어서, 대면적 및 고해상도의 요구 조건을 만족시키기 위해서는 무엇보다도 플리커(flicker) 문제를 해결하기 않으면 안된다.

플리커란, 패널 내부에 ΔVp의 편차(패널내에 존재하는 전하가 게이트 신호가 로우(low) 레벨로 떨어질 때 발생)에 의해 발생하는 현상으로서, 도 2a에서와 같이, 공통전극(21)이 패널(20) 전영역에 걸쳐 일체형으로 형성될 경우에는 편차가 심할 뿐만 아니라, 편차 보상이 어렵다. 여기서, ΔVp는 패널내에 존재하는 전하가 게이트 신호가 로우 레벨로 변화할 때 발생한다.

한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, IPS모드에 따른 공통전극(21)은 패널(20)의 가로방향(또는 세로방향)을 따라 일정 간격을 갖고 형성되며 그 양쪽 끝단에는 각각의 공통전극(21)들을 하나로 숏트(short)시키는 숏팅 바(25)가 구성된다.

실제적으로, IPS 모드에 따른 공통전극(21)의 저항은 TN모드에 따른 공통전극에 비해 더 크므로 공통전압(Vcom)의 편차 또한, TN모드에 비해 더 심하다. 따라서, IPS모드의 액정표시장치는 TN모드의 액정표시장치에 비해 상기 편차를 보정해 주지 않는 이상 플리커(filcker) 현상이 더욱 심각하다.

그러나 상기와 같은 종래 액정 디스플레이 장치에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

TN모드나 IPS모드의 경우 고해상도 및 대면적의 요구 조건을 만족시키기 위해서는 무엇보다도 패널 내부에서의 공통전압(Vcom)의 편차를 최소화하여 플리커를 최대한 방지하여야 하는데, 공정 마진의 한계, 설계적 대응의 어려움 등으로 인하여 공통전압의 편차를 감소시키는데는 한계가 있으며, 그에 따라 플리커에 대한 충분한 마진을 확보할 수가 없다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 공통전극을 복수개로 분할하여 각각 독립적인 공통전압을 인가하는 것에 의해 ΔVp의 편차를 최대한 보상함으로써, 플리커 현상을 제거하는데 적당한 액정 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 액정 디스플레이 장치의 단면 구조도

도 2a는 종래 TN모드의 액정 디스플레이 장치에 따른 상판의 구조를 도시한 도면

도 2b는 종래 IPS모드의 액정 디스플레이 장치에 따른 하판의 구조를 도시한 도면

도 3은 본 발명 TN모드의 액정 디스플레이 장치에 따른 공통전극의 구조를 도시한 도면

도 4는 본 발명 다른 실시예의 TN 모드의 액정 디스플레이 장치에 따른 공통전극의 구조를도시한 도면

도 5a 내지 5d는 본 발명 IPS 모드의 액정 디스플레이 장치에 따른 공통전극의 다른 실시예를 도시한 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20,30 : 패널 21,31a,31b,31c,31d : 공통전극

23,33: Ag도트 25,35 : 숏팅 바

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 디스플레이 장치는 두 장의 유리기판 사이에 액정이 봉입된 액정 디스플레이 장치에 있어서, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판상에 형성된 화소전극 어레이들과, 상기 제 2 기판상에 복수개의 영역으로 분할되며 해당 영역에 상응하는 상기 화소전극에 공통전압을 인가하는 복수개의 공통전극들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 액정 디스플레이 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명 액정 디스플레이 장치에 따른 공통전극의 구조를 도시한 것으로서, TN모드의 액정 디스플레이 장치에 따른 공통전극의 구조이다.

도면에 도시한 바와 같이, 상판에 형성되는 공통전극(31a,31b)로 분할된 구조를 갖는다. 이때, 공통전극을 몇 개로 분할할 것인가는 패널의 사이즈 및 패드의 구성에 따라 달리질 수 있으며, 분할면은 주사라인이나 데이터 라인에 대응하는 부위가 되도록 한다.

도 3과 같이 2개로 분할된 구조 이외에도 도 4a 내지 4d에서와 같이 여러가지 형태로 공통전극을 분할하는 것이 가능하며, 각각 분할된 공통전극이 상, 하 또는 좌, 우 대칭적이거나 비대칭적으로 구성할 수 있다.

이때, 분할면은 직선적이거나 비직선적일 수도 있다.

각각의 공통전극(31a,31b,31c,31d)에는 독립적인 공통전압(Vcom)이 인가되는데, 상기 공통전압은 해당 공통전극에 연결된 Ag도트(33)를 통해 인가된다.

따라서, 임의의 어느 한 공통전극에 인가되는 공통전압(Vcom)의 유효 대응면적이 종래에 비해 현저하게 감소되는 것을 알 수 있다. 예를들어, 공통전극을 2개로 분할할 경우에는 공통전압의 유효 대응면적이 종래에 비해 1/2로 감소하게 되고, 상기 공통전극을 4개로 분할 하였을 경우에는 1/4로 감소하게 된다.

이와 같은 이유로, 공통전극으로 인가되는 공통전압(Vcom)의 편차를 최소화할 수 있어 패널의 전영역에 걸쳐 편차가 거의 없는 균일한 공통전압을 인가할 수 있다.

도 5a 내지 5c는 IPS모드의 액정 디스플레이 장치에 따른 공통전극의 구조를 도시한 것이다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 패널의 사이즈 및 패드의 구성에 따라 상판에 형성된 공통전극(31a,31b)을 상,하로 분할하거나 도 5b에서와 같이 좌,우로 분할하는 구조를 갖는다. 이외에도 도 5c에서와 같이, 상,하,좌,우로 분할할 수 있으며, 좌,우 분할면이 지그재그(ZigZag)형태를 갖도록 할 수도 있다.

IPS모드에 따른 공통전극은 메탈라인으로 구성되는데, 공통전극을 좌,우로분할할 경우(도 5b 참조), 메탈라인의 길이를 그 만큼 작게할 수 있어 메탈라인의 저항을 최소화한다. 상기 메탈라인의 저항 감소는 종래 저항으로 인해 나타나는 전압의 강하(drop)를 최소화할 수 있음을 의미한다.

IPS모드에 따른 공통전극은 메탈라인으로 구성되는데, 종래에는 도 2b에 도시된 바와 같이, 공통전극으로 사용되는 메탈라인이 패널의 가로 방향을 따라 복수개 형성되며, 메탈라인의 양쪽 끝단에 숏팅 바를 통해 복수개의 메탈라인을 하나로 연결하는 구조인 반면에, 본 발명에서는 공통전극으로 사용되는 메탈라인을 그룹화하고, 각 그룹별 메탈라인은 숏팅 바(35)를 통해 서로 연결한 후, 각각의 숏팅 바에 독립적인 공통전압(Vcom)을 인가함으로써, 공통전극을 분할하였다.

참고적으로 IPS모드에서는 Ag도트가 구성되지 않으며, 공통 전극이 하판(TFT기판)에 형성되므로 공통 전압은 패드로부터 직접 공급 받는다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 액정 디스플레이 장치는 화소전극에 공통전압을 인가하는 공통전극을 복수개로 분할함으로써, 공통전극에 인가되는 공통전압의 편차를 최소화한다.

따라서, 공통전압의 편차에 의해 발생하는 플리커 현상을 방지할 수 있으며, 특히, IPS모드의 경우 공통전극으로 사용되는 메탈라인의 저항을 획기적으로 감소시켜 메탈라인의 저항으로 인한 휘도 불균일 현상을 방지할 수 있다.

Claims (11)

1. 두 장의 유리기판 사이에 액정이 봉입된 액정 디스플레이 장치에 있어서,

   제 1 기판;

   제 1 기판에 대향하는 제 2 기판;

   상기 제 1 기판상에 형성된 화소전극 어레이들;

   상기 제 2 기판상에 복수개의 영역으로 분할되며 해당 영역에 상응하는 상기 화소전극에 공통전압을 인가하는 복수개의 공통전극들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 공통전극들은 좌우 또는 상하 또는 상하좌우로 분할되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 분할된 공통전극은 서로 대칭이거나 또는 비대칭인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 공통전극들은 각각 독립된 공통전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 공통전극의 분할면은 직선형태이거나 또는 비직선형태인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 공통전극들 각각은 일체형의 ITO 평판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
7. 두 장의 유리기판 사이에 액정이 봉입된 IPS모드의 액정표시장치에 있어서,

   제 1 기판;

   제 1 기판에 대향하는 제 2 기판;

   상기 제 1 기판상에 형성된 화소전극 어레이들;

   상기 제 2 기판상에 복수개의 영역으로 분할되며 각각의 영역은 다수의 메탈 라인들로 구성되는 공통전극들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 공통전극들은 각각 독립된 공통전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 다수의 메탈라인들은 그 양측 끝단에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 공통전극들은 상하 또는 좌우 또는 상하좌우로 분할되는 것을 포함함을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 분할된 공통전극들은 대칭 또는 비대칭적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.