KR20040085787A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 눌림 시 셀갭 및 표면 전위에 의해 액정에 인가되는 전계와 전하값이 변동됨에 따라 발생되는 리플링, 무라 등을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관해 개시한다. 게이트 라인과 데이터 라인이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터가 설치되고 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극이 배치된 어레이기판과, 어레이기판과 일정 셀갭을 유지하며 화소에 해당되는 영역 내에 공통 전극이 배치된 컬러필터 기판과, 컬러필터 기판의 공통전극 면 상의 상기 화소경계부에 해당되는 영역에 배치된 블랙매트릭스 및 상기 화소에 해당하는 영역에 배치된 컬러필터와, 상기 결과의 어레이기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정이 구비된 액정표시소자에 있어서, 개시된 본 발명은 컬러필터기판에 배치되며 양기판 사이의 셀갭 변화에 따라 상기 액정에 인가되는 전계의 변동을 차단시키는 그라운드 전극을 포함한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 눌림 시 셀갭 및 표면 전위에 의해 액정에 인가되는 전계와 전하값이 변동됨에 따라, 상기 변동된 전위 레벨이 셀 내에 전달됨으로써, 발생되는 리플링, 무라 등을 방지할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보기반(Infrastructure)의 발전과 더불어, 영상 및 음성의 정보단말기인TV표시장치 또는 OA용 PC모니터는 발전을 계속하고 있다. 특히 공간절약, 전력절감의 사회적인 요청으로부터, 중소형 TV와 OA용 PC모니터로의 액정표시장치 적용은 앞으로도 확대일로에 이를 것으로 예측된다. 이들 액정표시장치가 시장의 요구에 응하기 위해서는 저 구동전압, 고 콘트라스트비, 고속응답이 필요하다. 이들 특성을 실현하기 위해서는 액정분자가 균일하게 배향된 액정층을 이용하는 표시모드가 바람직하며, 현재 가장 널리 사용되고 있는 TN모드가 이에 해당한다.
도 1은 종래 기술에 따른 TN모드 액정표시장치를 개략적으로 설명하기 위한 레이아웃도이다.
또한, 도 2는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 단면도로서, 어레이기판(1)은 도 1의 AB선을 절단한 단면을 보인 것이다.
종래 기술에 따른 TN모드 액정표시장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터(a) 및 화소전극(4) 등을 구비한 어레이 기판(1)과, 공통전극(12), 블랙매트릭스(14) 및 컬러필터(16) 등을 구비한 컬러필터 기판(10)이 액정층(미도시)의 개재하에 합착된 구조를 가진다.
자세하게, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(1) 상에는 수 개의 게이트 라인(2)과 데이터 라인(3)이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터(a)가 설치되고, 상기 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극(4)이 배치된다.
상기 컬러필터 기판(10) 상에는 화소 경계부에 해당하는 영역에 블랙매트릭스(14)가 형성되며, 화소에 해당하는 각 부분에는 레드, 그린 및 블루의컬러필터(16)가 형성되고, 상기 블랙매트릭스(14)와 컬러필터(16)를 포함한 전 영역 상에는 공통전극(12)이 형성된다.
그러나, 종래의 기술에서는 상기 공통전극이 컬러필터 기판 전면을 덮고 있으므로, 셀갭이 변화되면 액정을 운동시키는 액정의 캐패시터가 어레이기판보다 컬러필터기판이 더 크기때문에 캐패시터가 오랫동안 축적하지 못한다.
따라서, 이러한 홀딩 특성과 셀갭 변화에 의해 투과율이 제어됨으로써, 액정표시장치 내부의 리플링(rippling), 뮤라(mura) 등이 발생되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 눌림 시 셀갭 및 표면 전위의 변화에 따라 액정에 인가되는 전계와 전하값의 변동을 억제함으로써, 리플링, 무라 등의 발생을 줄일 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시소자의 레이아웃도.
도 2는 종래 기술에 따른 액정표시소자의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 1실시예.
도 5는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 2실시예.
도 6는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 3실시예.
도 7는 본 발명에 따른 제 1그라운드 전극의 제 4실시예.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.
상기 목적을 달성하기 위해, 게이트 라인과 데이터 라인이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터가 설치되고 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극이 배치된 어레이기판과, 어레이기판과 일정 셀갭을 유지하며 화소에 해당되는 영역 내에 공통 전극이 배치된 컬러필터 기판과, 컬러필터 기판의 공통전극 면 상의 상기 화소경계부에 해당되는 영역에 배치된 블랙매트릭스 및 상기 화소에 해당하는 영역에 배치된 컬러필터와, 상기 결과의 어레이기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정이 구비된 액정표시소자에 있어서, 본 발명은 컬러필터기판에 배치되며 양기판 사이의 셀갭 변화에 따라 상기 액정에 인가되는 전계의 변동을 차단시키는 그라운드 전극을 포함한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 그라운드 전극은 컬러필터 기판과 상기 공통 전극 사이 및 컬러필터를 포함한 블랙매트릭스 전면 중 어느 하나의 부분에 배치된다.
또한, 상기 그라운드 전극을 포함한 컬러필터 기판 위에 절연막이 추가되며, 상기 절연막으로는 유전율(ε)이 1.8<ε≤2범위를 가진 저유전막을 이용한다.
그리고, 절연막은 재질로 BCB, 아크릴, 실록산 및 에어로겔 중 어느 하나를 이용하며, 0.5㎛이상의 두께로 형성된다.
상기 블랙매트릭스 및 컬러필터를 구비한 컬러필터 기판 위에 전도성 편광판이 추가된다.
한편, 상기 그라운드 전극은 상기 화소영역, 1도트의 컬러필터, 게이트 라인 및 데이타라인 중 어느 하나와 대응되는 부분에 형성되며, 상기 어레이기판의 게이트 라인 및 데이터 라인 중 어느 하나의 방향을 따라 스트라이프 형태로 배열된다. 상기 스트라이프 형태는 단일 구조 및 다수개가 조합된 그물형 구조 중 어느 하나이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 박막트랜지스터(b) 및 화소전극(26) 등을 구비한 어레이 기판(20)과, 공통전극(32),블랙매트릭스(38) 및 컬러필터(40) 등을 구비한 컬러필터 기판(30)이 액정층(미도시)의 개재 하에 합착된 구조를 가진다.
자세하게, 상기 어레이 기판(20) 상에는 다수 개의 게이트 라인(24)과 데이터 라인(22)이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터(b)가 설치되고, 상기 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극(26)이 배치된다.
또한, 상기 컬러필터 기판(30) 위에는 그라운드 전극(32) 및 절연막(34)이 차례로 배열되며, 상기 절연막(34)이 구비된 컬러필터 기판(30) 위에 화소 경계부에 해당하는 영역에 블랙매트릭스(38)가 형성되며, 화소에 해당하는 각 부분에는 레드, 그린 및 블루의 컬러필터(40)가 형성된다. 이때, 절연막(34)과 컬러필터(40) 사이인 블랙매트릭스(38)에 의해 노출된 화소 부분에 공통 전극(36)이 배열된다.
여기에서,상기 그라운드 전극(32)은 어레이 기판(20)과 컬러필터 기판(30) 사이의 셀갭 변화에 따라 액정에 인가되는 전계의 변동을 차단시키는 역할을 하며, 재질로는 ITO(Indium Tin Oxide)를 이용한다.
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 구조의 컬러필터 기판 및 어레이 기판 사이에는 액정층이 개재된다.
도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 각각 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4실시예를 도시한 도면이다. 여기서, 점선 처리된 부분이 그라운드 전극이 된다.
자세하게는, 도 4는 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 1실시예로서, ㄱ라운드 전극이 데이타 라인 또는 게이트 라인 방향을 따라서 단일 구조의 스트라이프타입으로 배열된 것을 보인 도면이다. (점선 참조)
도 5는 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 2실시예로서, 그라운드 전극(점선처리된 부분)이 스트라이프 형태를 조합한 그물형상으로 배열된 것을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 3실시예로서, 그라운드 전극(점선처리된 부분)이 게이트 라인 방향을 따라서 스트라이프 형태로 길게 배열되되, 상기 스트라이프 형태가 이분화된 것을 보인 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 그라운드 전극의 제 4실시예로서, 그라운드 전극(점선처리된 부분)이 데이타 라인 방향을 따라서 스트라이프 형태로 길게 배열되되, 상기 스트라이프 형태가 이분화된 것을 도면이다.
한편, 상기 그라운드 전극(32)은, 1도트의 컬러필터, 화소영역, 게이트 라인 또는 데이타라인과 대응되는 부분에 형성될 수도 있다.
상기 그라운드 전극(32)은 서로 대칭된 구조로 배열 가능하다.
또한, 상기 절연막(34)은 유전율(ε)이 1.8<ε<2.5 범위, 바람직하게는 1.8<ε≤2 범위를 가진 저유전막으로서, 재질로는 BCB, 아크릴(acryl), 실록산(siloxane) 및 에어로겔(aerogel) 중 어느 하나를 이용한다. 이때, 상기 절연막(34)으로서 저유전율을 갖는 물질을 사용하는 이유로는 상기 물질이 픽셀에 인가되는 전위/전하를 오랫동안 홀딩할 수 있게 하여 줌으로써, 액정표시장치의 특성을 향상시키는 역할을 하기 때문이다.
한편, 상기 절연막(34)은 0.5㎛ 이상의 두께로 형성되며, 상기 절연막의 두께가 두꺼울수록 전위 변동에 의한 현상들을 저감시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 TN모드 액정표시장치의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 그라운드 전극(42)이 컬러필터기판과 공통 전극 사이에 배치되는 본 발명의 일 실시예와는 달리, 상부기판(30) 위의 블랙매트릭스(38) 및 컬러필터(40)를 덮도록 배치된다. 이때, 상기 그라운드 전극(42)의 재질로는 ITO(Indium Tin Oxide)를 이용한다.
또는, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 그라운드 전극 대신 상부기판 위의 블랙 매트릭스 및 컬러필터 구조를 덮도록 전도성 편광판을 배열하여도 상관하다.
본 발명에 따르면, 컬러필터기판 위에 그라운드 전극을 배치시킴으로써, 상기 그라운드 전극은 셀갭의 변화에 의해 변동된 전위 레벨이 셀 내에 전달되지 않도록 보호해주는 역할을 한다.
이상에서와 같이, 본 발명은 컬러필터 기판 위에 게이트 라인 또는 데이타 라인 방향을 따라 공통 전극을 스트라이프 형태로 그라운드 전극를 배치함으로써, 공통전극과 게이트 라인 또는 데이타라인 간의 간섭(coupling)에 의한 신호 지연 등이 개선되어 선명한 화질을 얻을 수 있으며, 또한 눌림 등에 의한 역학적인 진동 및 정전기적 전위 변화를 이웃한 화소에 전달시키지 않음으로써 신호 전달이 개선되어 저소비전력, 높은 개구율, 높은 투과율의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 셀 내의 전위변동이 줄어들어 전체 투과율 차이가 적게 됨으로써, 리플링 또는 뮤라 등의 현상이 발생되지 않는다.
한편, 본 발명은 절연막으로서 BCB, 아크릴, 실록산 및 에어로겔 중 어느 하나를 이용함으로써, 상기 절연막을 통해 공통전극과의 기생용량을 감소시켜 구동 전압을 높이지 않고도 외부 전위 및 내부 전위 변화를 줄일 수 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (9)

  1. 게이트 라인과 데이터 라인이 교차 배열되며, 상기 라인들간의 교차부에는 박막 트랜지스터가 설치되고, 상기 라인들에 의해 한정된 화소 내에는 화소전극이 배치된 어레이기판과,
    상기 어레이기판과 일정 셀갭을 유지하며, 상기 화소에 해당되는 영역 내에 공통 전극이 배치된 컬러필터 기판과,
    상기 컬러필터 기판의 공통전극 면 상의 상기 화소경계부에 해당되는 영역에 배치된 블랙매트릭스 및 상기 화소에 해당하는 영역에 배치된 컬러필터와,
    상기 결과의 어레이기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정이 구비된 액정표시소자에 있어서,
    상기 컬러필터기판에 배치되며, 상기 양기판 사이의 셀갭 변화에 따라 상기 액정에 인가되는 전계의 변동을 차단시키는 그라운드 전극을 포함한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 그라운드 전극은
    상기 컬러필터 기판과 상기 공통 전극 사이 및 상기 컬러필터를 포함한 블랙매트릭스 전면 중 어느 하나의 부분에 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 그라운드 전극을 포함한 컬러필터 기판 위에 절연막이 추가된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제 3에 있어서, 상기 절연막은 유전율(ε)이 1.8<ε≤2범위를 가진 저유전막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제 3에 있어서, 상기 절연막은 BCB, 아크릴, 실록산 및 에어로겔 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제 3에 있어서, 상기 절연막은 0.5㎛이상의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 상기 화소영역, 1도트의 컬러필터, 게이트 라인 및 데이타라인 중 어느 하나와 대응되는 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 그라운드 전극은 상기 어레이기판의 게이트 라인 및 데이터 라인 중 어느 하나의 방향을 따라 스트라이프 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 스트라이프 형태는 단일 구조 및 다수개가 조합된 그물형 구조 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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