KR20030058200A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시소자(liquid crystal display)에 관한 것으로, 특히 액정 셀 별로 구비되는 박막 트랜지스터의 광누설전류(photo leakage current)가 적(R-red), 녹(G-green), 청(B-blue) 화소의 액정 셀 별로 상이함에 따라 특정 화소의 액정 셀에서 플리커(flicker)가 심화되는 것을 방지하기 위한 액정표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display, and in particular, the photo leakage current of a thin film transistor provided for each liquid crystal cell is red (R-red), green (G-green), and blue (B). The present invention relates to a liquid crystal display device for preventing deepening of flicker in a liquid crystal cell of a specific pixel as the liquid crystal cell of a blue pixel is different.
일반적으로, 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 액정 셀들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 액정 셀들의 광투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.In general, a liquid crystal display device displays a desired image by individually supplying data signals according to image information to liquid crystal cells arranged in a matrix form, and adjusting a light transmittance of the liquid crystal cells. to be.
따라서, 액정 표시장치는 화소 단위를 이루는 액정 셀들이 액티브(active) 매트릭스 형태로 배열되는 액정 패널과; 상기 액정 셀들을 구동하기 위한 드라이버 집적회로(integrated circuit : IC)가 구비된다.Accordingly, a liquid crystal display device includes: a liquid crystal panel in which liquid crystal cells forming a pixel unit are arranged in an active matrix form; A driver integrated circuit (IC) for driving the liquid crystal cells is provided.
이때, 상기 액정 패널은 서로 대향하는 컬러필터(color filter) 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판과, 그 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 이격 간격에 충진된 액정층으로 구성된다.In this case, the liquid crystal panel includes a color filter substrate and a thin film transistor array substrate facing each other, and a liquid crystal layer filled in spaced intervals between the color filter substrate and the thin film transistor array substrate.
그리고, 상기 액정 패널의 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에는 데이터 드라이버 집적회로로부터 공급되는 데이터 신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 데이터 라인들과, 게이트 드라이버 집적회로로부터 공급되는 주사신호를 액정 셀들에 전송하기 위한 다수의 게이트 라인들이 서로 직교하며, 이들 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차부마다 액정 셀들이 정의된다.On the thin film transistor array substrate of the liquid crystal panel, a plurality of data lines for transmitting the data signal supplied from the data driver integrated circuit to the liquid crystal cells and a scan signal supplied from the gate driver integrated circuit for the liquid crystal cells are provided. The plurality of gate lines are orthogonal to each other, and liquid crystal cells are defined at each intersection of these data lines and the gate lines.
이때, 상기 게이트 드라이버 집적회로는 다수의 게이트라인에 순차적으로 주사신호를 공급함으로써, 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들이 1개 라인씩 순차적으로 선택되도록 하고, 그 선택된 1개 라인의 액정 셀들에는 데이터 드라이버 집적회로로부터 데이터 신호가 공급된다.In this case, the gate driver integrated circuit sequentially supplies scan signals to a plurality of gate lines, so that the liquid crystal cells arranged in a matrix form are sequentially selected one by one, and a data driver is provided in the selected one line of liquid crystal cells. The data signal is supplied from the integrated circuit.
한편, 상기 컬러필터 기판 및 박막 트랜지스터 어레이 기판의 대향하는 내측 면에는 각각 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다. 이때, 화소전극은 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 액정 셀 별로 형성되는 반면에 공통전극은 컬러필터 기판의 전면에 일체화되어 형성된다. 따라서, 공통전극에 전압을 인가한 상태에서 화소전극에 인가되는 전압을 제어함으로써, 액정 셀들의 광투과율을 개별적으로 조절할 수 있게 된다.Meanwhile, a common electrode and a pixel electrode are formed on opposite inner surfaces of the color filter substrate and the thin film transistor array substrate to apply an electric field to the liquid crystal layer. In this case, the pixel electrode is formed for each liquid crystal cell on the thin film transistor array substrate, while the common electrode is integrally formed on the entire surface of the color filter substrate. Therefore, by controlling the voltage applied to the pixel electrode in a state where a voltage is applied to the common electrode, it is possible to individually control the light transmittance of the liquid crystal cells.
이와 같이 화소전극에 인가되는 전압을 액정 셀 별로 제어하기 위하여 각각의 액정 셀에는 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터가 형성된다.As described above, in order to control the voltage applied to the pixel electrode for each liquid crystal cell, a thin film transistor used as a switching element is formed in each liquid crystal cell.
상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 라인을 통하여 주사신호가 공급된 액정 셀들에서는, 그 박막 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극 사이에 도전채널이 형성되고, 이때 상기 데이터 라인을 통해 박막 트랜지스터의 소스 전극에 공급된 데이터신호가 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 경유하여 화소전극에 공급된다.In liquid crystal cells in which a scan signal is supplied to a gate electrode of the thin film transistor through a gate line, a conductive channel is formed between the source electrode and the drain electrode of the thin film transistor, and is supplied to the source electrode of the thin film transistor through the data line. The data signal is supplied to the pixel electrode via the drain electrode of the thin film transistor.
상기한 바와 같은 액정표시소자 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The liquid crystal display as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도1은 액정표시소자의 적(R), 녹(G), 청(B) 화소의 액정 셀 대한 일반적인 평면구성을 보인 예시도이다.First, FIG. 1 is an exemplary view showing a general planar configuration of a liquid crystal cell of red (R), green (G), and blue (B) pixels of a liquid crystal display.
도 1을 참조하면, 하부 기판은 각각의 적(R), 녹(G), 청(B) 데이터 라인(2)과 게이트 라인(4)의 교차부에 형성되는 화소는 박막 트랜지스터(TFT)와, 그 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(12)에 접속된 화소전극(14)을 구비한다.Referring to FIG. 1, the lower substrate may include pixels formed at the intersections of the red, green, and blue data lines 2 and the gate lines 4, respectively. And a pixel electrode 14 connected to the drain electrode 12 of the thin film transistor TFT.
상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(8)은 데이터 라인(2)에 접속되고, 게이트 전극(10)은 게이트 라인(4)에 접속된다.The source electrode 8 of the thin film transistor TFT is connected to the data line 2, and the gate electrode 10 is connected to the gate line 4.
그리고, 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(12)은 드레인 콘택홀(16)을 통하여 화소전극(14)에 접속된다.The drain electrode 12 of the thin film transistor TFT is connected to the pixel electrode 14 through the drain contact hole 16.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(4)을 통해 게이트 전극(10)에 공급되는 주사신호에 의해 소스 전극(8)과 드레인 전극(12) 사이에 도전 채널을 형성시키는 액티브층(도면상에 도시되지 않음)을 구비한다.The thin film transistor TFT has an active layer forming a conductive channel between the source electrode 8 and the drain electrode 12 by a scan signal supplied to the gate electrode 10 through the gate line 4 (on the drawing). Not shown).
이와 같이 액티브층은 게이트 라인(4)으로부터 공급되는 주사 신호에 응답하여 소스 전극(8) 및 드레인 전극(12) 사이에 도전 채널을 형성시킴에 따라 데이터 라인(2)을 통해 소스 전극(8)으로 공급된 데이터 신호가 드레인 전극(12)에 전송되도록 한다.As such, the active layer forms a conductive channel between the source electrode 8 and the drain electrode 12 in response to the scan signal supplied from the gate line 4, and thus, the source electrode 8 through the data line 2. The data signal supplied thereto is transmitted to the drain electrode 12.
한편, 상기 드레인 콘택홀(16)을 통해 드레인 전극(12)에 접속된 화소전극(14)은 단위 액정 셀의 액정이 위치하는 영역에 형성되며, 광투과율이 높은 ITO(indium tin oxide) 물질로 형성된다.Meanwhile, the pixel electrode 14 connected to the drain electrode 12 through the drain contact hole 16 is formed in a region in which the liquid crystal of the unit liquid crystal cell is located, and is made of indium tin oxide (ITO) material having high light transmittance. Is formed.
이때, 상기 화소전극(14)은 드레인 전극(12)으로부터 공급되는 데이터 신호에 의해 컬러필터 기판(도면상에 도시되지 않음)에 형성되는 공통 전극(도면상에 도시되지 않음)과 함께 액정층에 전계를 발생시킨다.In this case, the pixel electrode 14 is connected to a liquid crystal layer together with a common electrode (not shown) formed on a color filter substrate (not shown) by a data signal supplied from the drain electrode 12. Generate an electric field.
또한, 상부 기판은 블랙매트릭스와 박막트랜지스터가 형성된 각 단위 액정 셀에 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터가 형성되어 있다.In addition, a color filter of red (R), green (G), and blue (B) colors is formed in each unit liquid crystal cell in which the black matrix and the thin film transistor are formed.
상기 블랙매트랙스(72)는 데이터 라인(4) 및 게이트 라인(2)과 박막트랜지스터에 대응하는 영역에 화소간의 빛샘 방지 및 적(R), 녹(G), 청(B) 화소별 빛의 간섭을 방지하기 위하여 형성된다.The black matrix 72 prevents light leakage between pixels in areas corresponding to the data line 4 and the gate line 2 and the thin film transistor and prevents red (R), green (G), and blue (B) light for each pixel. It is formed to prevent interference.
상기 액정층에 전계가 인가되면, 액정은 유전 이방성에 의해 회전하여 백라이트(back light, 도면상에 도시되지 않음)로부터 발광되는 빛을 화소전극(14)을 통해 컬러필터 기판 쪽으로 투과시키며, 그 투과되는 빛의 양은 데이터 신호의 전압값에 의해 조절된다.When an electric field is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal rotates by dielectric anisotropy to transmit light emitted from a back light (not shown in the drawing) toward the color filter substrate through the pixel electrode 14, and transmits the light. The amount of light to be controlled is controlled by the voltage value of the data signal.
한편, 스토리지 콘택홀(22)을 통해 화소 전극(14)에 접속된 스토리지 전극(20)은 게이트 라인(4) 상에 증착되어 스토리지 커패시터(18)를 형성하며, 스토리지 전극(20)과 그 게이트 라인(4) 사이에는 상기 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 형성과정에서 증착되는 게이트 절연막(도면상에 도시되지 않음)이 삽입되어 서로 이격된다.Meanwhile, the storage electrode 20 connected to the pixel electrode 14 through the storage contact hole 22 is deposited on the gate line 4 to form the storage capacitor 18, and the storage electrode 20 and the gate thereof. A gate insulating film (not shown), which is deposited in the process of forming the thin film transistor TFT, is inserted between the lines 4 to be spaced apart from each other.
상기한 바와같은 스토리지 커패시터(18)는 전단 게이트 라인(4)에 주사신호가 인가되는 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-온(turn-on) 기간 동안 주사신호의 전압값을 충전시킨 후, 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-오프(turn-off) 기간 동안 그 충전된전압을 화소전극(14)에 공급함으로써, 액정의 구동이 유지되도록 한다.The storage capacitor 18 as described above charges the voltage value of the scan signal during the turn-on period of the thin film transistor TFT to which the scan signal is applied to the front gate line 4, and then the thin film transistor. By supplying the charged voltage to the pixel electrode 14 during the turn-off period of the TFT, driving of the liquid crystal is maintained.
도2는 도 1에 있어서 A-A` 영역의 TFT-LCD 패널의 단면을 도시한 것이다.FIG. 2 shows a cross section of the TFT-LCD panel in the area A-A 'in FIG.
도면에 도시한 바와 같이, 액정표시소자는 각각의 적(R), 녹(G), 청(B)의 단위 액정셀에 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 TFT 어레이 기판(50)과, 상기 단위 액정셀에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러 필터(73)가 형성된 컬러 필터(C/F) 기판(70) 사이에 액정층(80)이 충진되어 있다.As shown in the drawing, the liquid crystal display device includes a TFT array substrate 50 having a thin film transistor TFT formed on each of red (R), green (G), and blue (B) unit liquid crystal cells, and the unit liquid crystal. The liquid crystal layer 80 is filled between the color filter (C / F) substrate 70 on which the color filters 73 of red (R), green (G), and blue (B) are formed corresponding to the cells.
상기 C/F 기판(70)과 TFT 기판(50) 사이에는 액정을 주입시킬 수 있도록 스페이서를(spacer)(미도시)두어 일정한 높이의 공간이 형성되도록 한다. 패널의 가장자리에 위치한 실런트(sealant)(미도시)는 액티브 셀(active cell) 영역을 구성하고 C/F 기판(70)과 TFT 기판(50)을 고정시켜주는 접착제의 역할을 한다.Spacers (not shown) may be formed between the C / F substrate 70 and the TFT substrate 50 to form a space having a predetermined height. A sealant (not shown) located at the edge of the panel forms an active cell region and serves as an adhesive for fixing the C / F substrate 70 and the TFT substrate 50.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 주사신호가 인가되는 게이트 전극(10)과, 주사신호에 대응하여 데이터 신호를 전송하도록 마련된 액티브층(36)과, 액티브층(36)과 게이트 전극(10)을 전기적으로 격리시켜주는 게이트 절연막(30)과, 액티브층(36)의 상부에 형성되어 데이터 신호를 인가하는 소오스 전극(8)과, 데이터 신호를 화소 전극에 인가하는 드레인 전극(12)과, 소오스 전극(8) 및 드레인 전극(12)을 보호하는 보호막(51)으로 이루어져 있다. 그리고 드레인 전극(12)은 컨택홀(16)을 통하여 화소 전극(14)과 연결되어 있으며, 화소 전극(은 광빔이 투과 되도록 ITO로 이루어진 투명 전극으로 형성되어 있다. 액티브층(36)은 비정질 실리콘(a-Si)을 증착하여 형성된 반도체층(34)과, 반도체층(34)의 양측 상부에 n+ 도핑된 오믹 접촉층(ohmic contact layer)(32)으로 구성되어 있다.The thin film transistor TFT may include a gate electrode 10 to which a scan signal is applied, an active layer 36 provided to transmit a data signal in response to the scan signal, and an active layer 36 and a gate electrode 10 electrically connected to each other. A gate insulating film 30 which is isolated from each other, a source electrode 8 formed on the active layer 36 to apply a data signal, a drain electrode 12 applying a data signal to the pixel electrode, and a source electrode. (8) and the protective film 51 which protects the drain electrode 12. As shown in FIG. The drain electrode 12 is connected to the pixel electrode 14 through the contact hole 16, and is formed of a transparent electrode made of ITO so that the light beam is transmitted through the contact hole 16. The active layer 36 is made of amorphous silicon. A semiconductor layer 34 formed by depositing (a-Si) and an ohmic contact layer 32 doped with n + on both sides of the semiconductor layer 34 are formed.
또한, 상기 컬러필터 기판(70)은 도 1에 도시한 데이터 라인(4), 게이트 라인(2) 및 박막트랜지스터(TFT)에 대응하여 형성된 블랙매트릭스(72)와, 각각의 적(R), 녹(G), 청(B) 단위 액정 셀에 대응하여 적(R), 녹(G), 청(B) 세가지 기본색깔의 염료나 혹은 안료를 포함하는 수지막의 컬러 필터(73)와, 액정셀에 전압을 인가하기 위해 형성된 투명한 전기 전도체인 ITO로 만들어진 공통전극(74)과, 액정 분자들의 배향을 위해 형성된 배향막(75)으로 구성되어 있다.In addition, the color filter substrate 70 may include a black matrix 72 formed corresponding to the data line 4, the gate line 2, and the thin film transistor TFT shown in FIG. The color filter 73 of the resin film which contains dyes or pigments of three basic colors red (R), green (G), and blue (B) corresponding to the green (G) and blue (B) unit liquid crystal cells, and the liquid crystal A common electrode 74 made of ITO, a transparent electrical conductor formed to apply a voltage to a cell, and an alignment film 75 formed for alignment of liquid crystal molecules.
상기한 바와 같이 구성된 액정표시소자의 광 투과과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the light transmission process of the liquid crystal display device configured as described above will be described in detail.
먼저, 컬러 필터 기판(70)의 전면에 일체화되어 형성된 공통전극(74)에 공통전극전압이 공급된다.First, the common electrode voltage is supplied to the common electrode 74 formed integrally with the front surface of the color filter substrate 70.
그리고, 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)에 형성된 게이트 드라이버 집적회로에서 주사신호가 순차적으로 게이트 라인(4)에 공급된다. 따라서, 매트릭스 형태로 배열된 액정 셀들이 게이트 라인(4) 단위로 순차적으로 선택된다.In the gate driver integrated circuit formed on the thin film transistor (TFT) array substrate 50, scan signals are sequentially supplied to the gate line 4. Therefore, the liquid crystal cells arranged in a matrix form are sequentially selected in units of the gate lines 4.
상기 선택된 게이트 라인(4)의 액정 셀들에 공급된 주사신호는 액정 셀들에 각각 구비된 박막트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(10)에 인가되어 소스 전극(8)과 드레인 전극(12) 사이에 도전채널을 형성한다.The scan signals supplied to the liquid crystal cells of the selected gate line 4 are applied to the gate electrode 10 of the TFTs provided in the liquid crystal cells, respectively, so as to conduct the conductive signals between the source electrode 8 and the drain electrode 12. Form a channel.
한편, 상기 선택된 게이트 라인(4)의 액정 셀들에는 데이터 드라이버 집적회로에서 데이터 라인(2)을 통해 데이터신호가 공급되고, 그 데이터신호는 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 소스 전극(8)에 인가된다.Meanwhile, data signals are supplied to the liquid crystal cells of the selected gate line 4 through the data line 2 in the data driver integrated circuit, and the data signal is supplied to the source electrode 8 of the thin film transistor TFT. Is approved.
따라서, 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(8)에 공급된 데이터신호는주사신호가 인가되는 기간동안 도전채널을 통해 드레인 전극(12)에 공급되고, 그 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 드레인 전극(12)에 공급된 데이터신호는 드레인 전극(12)과 접속된 화소전극(14)에 공급되어 액정을 구동시킨다.Therefore, the data signal supplied to the source electrode 8 of the thin film transistor TFT is supplied to the drain electrode 12 through the conductive channel during the period in which the scan signal is applied, and the thin film transistor TFT of the thin film transistor TFT The data signal supplied to the drain electrode 12 is supplied to the pixel electrode 14 connected to the drain electrode 12 to drive the liquid crystal.
그리고, 상기 화소전극(14)은 스토리지 콘택홀(22)을 통해 스토리지 전극(20)에 접속되므로, 화소전극(14)에 공급된 데이터신호는 주사신호가 인가되는 기간 동안 스토리지 전극(20)에 공급되어 스토리지 커패시터(18)에 충전된다.In addition, since the pixel electrode 14 is connected to the storage electrode 20 through the storage contact hole 22, the data signal supplied to the pixel electrode 14 is applied to the storage electrode 20 during a scan signal period. Supplied and charged to the storage capacitor 18.
상기 스토리지 커패시터(18)에 충전된 전압은 주사신호가 인가되지 않는 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 턴-오프 기간 동안 화소전극(14)에 공급됨으로써, 액정의 구동이 유지되도록 한다.The voltage charged in the storage capacitor 18 is supplied to the pixel electrode 14 during the turn-off period of the TFT (TFT) to which the scan signal is not applied, thereby maintaining the driving of the liquid crystal.
상술한 바와 같이 컬러 필터 기판(70)의 전면에 일체화되어 형성된 공통전극(74)에 공통전극전압이 인가되고, 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50) 상에 게이트 라인(4) 단위로 선택된 액정 셀들의 화소전극(14)에 데이터신호의 전압이 인가되므로, 상기 공통전극(74)과 화소전극(14)의 사이에 형성된 액정층(80)에 전계가 인가된다.As described above, the common electrode voltage is applied to the common electrode 74 which is integrally formed on the front surface of the color filter substrate 70, and the liquid crystal selected in the unit of the gate line 4 on the TFT array substrate 50. Since the voltage of the data signal is applied to the pixel electrodes 14 of the cells, an electric field is applied to the liquid crystal layer 80 formed between the common electrode 74 and the pixel electrode 14.
상기 액정층(80)에 전계가 인가되면, 액정은 유전 이방성에 의해 회전되어 백라이트에서 발광되는 빛을 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)으로부터 화소전극(14), 액정층(80), 그리고 공통전극(74)을 통해 컬러필터 기판(70) 쪽으로 투과시킨다.When an electric field is applied to the liquid crystal layer 80, the liquid crystal is rotated by dielectric anisotropy to emit light emitted from the backlight from the TFT array substrate 50, the pixel electrode 14, the liquid crystal layer 80, and The light is transmitted through the common electrode 74 toward the color filter substrate 70.
이때, 화소전극(14)에 인가되는 데이터신호의 전압 크기에 따라 전계의 강약이 조절되며, 액정층(80)의 광투과율이 그 전계의 강약에 의해 조절된다.At this time, the strength of the electric field is adjusted according to the voltage magnitude of the data signal applied to the pixel electrode 14, and the light transmittance of the liquid crystal layer 80 is controlled by the strength of the electric field.
도 3의 액정 패널에 인가되는 전압 파형을 보인 예시도를 참조하면, 공통전극전압(Vcom)이 공통전극(74)에 인가되고, 데이터신호의 전압값(VDATA)이 데이터 라인(2)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(8)에 인가되며, 주사신호(VG)가 매 프레임(frame) 단위로 게이트 라인(4)을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(10)에 인가된다.Referring to the exemplary diagram showing the voltage waveform applied to the liquid crystal panel of FIG. 3, the common electrode voltage Vcom is applied to the common electrode 74, and the voltage value V DATA of the data signal is applied to the data line 2. Is applied to the source electrode 8 of the thin film transistor TFT, and the scan signal V G is applied to the gate electrode 10 of the thin film transistor TFT through the gate line 4 every frame. do.
따라서, 먼저 제n 프레임의 주사신호(VG)가 고전위로 인가되는 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 턴-온 구간에서는 양(positive)의 데이터신호 전압값(VDATA)이 소스 전극(8)으로부터 드레인 전극(12)을 통해 화소전극(14)에 공급되어 액정을 구동시키고, 스토리지 커패시터(18)에 충전된다. 이때, 화소전극(14)에 인가되는 양(positive)의 데이터신호 전압값(VDATA)은 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-온 구간에서 액정 용량 및 스토리지 커패시터(18) 용량의 영향으로 인해 점차로 충전(charging)되며, 도2에 도시한 바와같이 화소전극전압(VP) 파형으로 나타난다.Therefore, first, in the turn-on period of the thin film transistor TFT (TFT) to which the scan signal V G of the nth frame is applied at high potential, the positive data signal voltage value V DATA is the source electrode 8. Is supplied to the pixel electrode 14 through the drain electrode 12 to drive the liquid crystal, and is charged in the storage capacitor 18. At this time, the positive data signal voltage value V DATA applied to the pixel electrode 14 is gradually charged due to the influence of the liquid crystal capacitance and the storage capacitor 18 capacitance in the turn-on period of the thin film transistor TFT. (charging), and, even when the pixel electrode voltage (V P) waveform as shown in Fig.
그리고, 상기 주사신호(VG)가 고전위에서 저전위로 천이하여 박막 트랜지스터(TFT)가 턴-오프되는 경우에는 상기 충전된 화소전극전압(VP)으로부터 기생 용량에 의해 전압강하가 발생하는데, 이를 킥-백 전압(kick-back voltage, △VP)이라 한다.Further, the scan signal (V G) is to transition to the top low-potential thin film transistor (TFT) on the classical is turned to have a voltage drop caused by the parasitic capacitance from the charged pixel electrode voltage (V P) when turned off, it This is called the kick-back voltage (ΔV P ).
그리고, 상기 주사신호(VG)가 저전위로 인가되는 박막 트랜지스터(TFT)의턴-오프 구간에서는 상기 스토리지 커패시터(18)에 충전된 화소전극전압(VP)이 화소전극(14)에 지속적으로 공급되어 액정의 구동을 유지시키게 된다.Further, the scan signal (V G) a low potential to the top is a thin film transistor (TFT) uiteon is - continuously supplied to the off period of the pixel electrode voltage (V P) charged in the storage capacitor 18. The pixel electrode 14 Thus, the driving of the liquid crystal is maintained.
한편, 제n+1 프레임에서는 상술한 반전 구동방식이 적용되기 때문에 음(negative)의 데이터신호 전압값(VDATA)이 소스 전극(8)으로부터 드레인 전극(12)을 통해 화소전극(14)에 공급되고, 스토리지 커패시터(18)에 충전된다.On the other hand, in the n + 1 frame, since the inversion driving method described above is applied, a negative data signal voltage value V DATA is applied from the source electrode 8 to the pixel electrode 14 through the drain electrode 12. Is supplied and charged to the storage capacitor 18.
따라서, 제n+1 프레임의 화소전극전압(VP)은 도2에 도시한 바와 같이 공통전극전압(Vcom)을 기준으로 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-온, 천이, 그리고 턴-오프 구간에서 제n 프레임의 화소전극전압(VP)과 대칭되는 전압 파형을 갖게 된다.Accordingly, the pixel electrode voltage of the n + 1 frame (V P) of turn of a common electrode voltage thin film transistor (TFT) on the basis of (Vcom) as shown in FIG. 2 - in the off-period-on, transition, and turns the n will have a pixel electrode voltage (V P) and a symmetrical voltage waveform of the frame.
한편, 상기 액정층(80)에 전계가 인가되어 백라이트에서 발광되는 빛이 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)으로부터 컬러필터 기판(70) 쪽으로 투과될 때, 그 투과되는 빛의 일부는 컬러필터 기판(70)에 형성된 블랙매트릭스(72)와 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)들에서 반사되며, 그 반사된 빛의 일부는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)의 채널영역에 조사된다.On the other hand, when the electric field is applied to the liquid crystal layer 80 and the light emitted from the backlight is transmitted from the TFT array substrate 50 toward the color filter substrate 70, a part of the transmitted light is a color filter. Reflected by the black matrix 72 formed on the substrate 70 and the color filters 73 of red (R), green (G), and blue (B) colors, a part of the reflected light is a thin film transistor (TFT) The channel region of the thin film transistor TFT formed on the array substrate 50 is irradiated.
이때, 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 채널영역은 비정질실리콘으로 이루어진 반도체층(32)이므로, 빛이 흡수되는 경우에 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-오프 전류가 증가된다.In this case, since the channel region of the thin film transistor TFT is a semiconductor layer 32 made of amorphous silicon, when the light is absorbed, the turn-off current of the thin film transistor TFT is increased.
상기한 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-오프 전류가 증가하는 경우에는 도3에 도시한 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-오프 기간동안 스토리지 캐패시터(18)에 충전된 화소전극전압(VP)이 점차로 감소된다.As described above, when the turn-off current of the thin film transistor TFT increases, as illustrated in FIG. 3, the pixel electrode voltage V charged in the storage capacitor 18 during the turn-off period of the thin film transistor TFT. P ) gradually decreases.
그런데, 상기 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)는 빛의 반사율이 다르기 때문에, 그 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)에 대응하는 각각의 액정 셀에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)의 반도체층(32)에 입사되는 빛의 양이 달라진다.By the way, the red (R), green (G), blue (B) color filter 73 has a different reflectance of light, so the red (R), green (G), blue (B) color of the color The amount of light incident on the semiconductor layer 32 of the thin film transistor TFT formed in each liquid crystal cell corresponding to the filter 73 varies.
특히, 상기 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73) 중에 적(R), 청(B) 색상은 낮은 반사율을 갖는데 비하여 녹(G) 색상은 높은 반사율을 갖는다.In particular, the red (R), blue (B) color of the red (R), green (G), blue (B) color of the red (R), blue (B) color has a low reflectance, while the green (G) color has a high reflectance Have
그러나, 도 4에 도시한 바와 같이, 종래의 액정표시소자는 각각의 단위 액정셀에 형성된 박막트랜지스터(TFT)의 채널층을 지나는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)의 면적이 동일하기 때문에, 채널층에 반사되는 빛의 양이 달라져 박막 트랜지스터(TFT)의 전기적인 특성이 달라지게 되어 서로 다른 턴-오프 전류를 갖게 된다.However, as shown in FIG. 4, the conventional liquid crystal display device has red, green, and blue colors passing through the channel layer of the thin film transistor TFT formed in each unit liquid crystal cell. Since the area of the filter 73 is the same, the amount of light reflected by the channel layer is changed, so that the electrical characteristics of the thin film transistor TFT are changed to have different turn-off currents.
즉, 도 4의 게이트 인가전압(Vg)에 따른 드레인-소스의 전류값(Ids)을 보인 그래프도에 도시한 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 턴-오프 구간에서 컬러 필터(73)가 적용되지 않은 파형(S1)의 턴-오프 전류값이 가장 작게 나타나고, 그 다음으로 적(R), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)에 의한 파형(S2,S3)이 비슷한 크기로 나타나며, 녹(G) 색상 컬러 필터(73)에 의한 파형(S4)이 가장 크게 나타난다.That is, as shown in the graph showing the current value Ids of the drain-source according to the gate applied voltage Vg of FIG. 4, the color filter 73 in the turn-off period of the thin film transistor TFT. The turn-off current value of the waveform S1 to which the waveform is not applied is the smallest, and the waveforms S2 and S3 by the color filter 73 of red (R) and blue (B) colors are the same in size. The waveform S4 by the green (G) color filter 73 appears the largest.
결과적으로, 도 5의 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)에 따른 액정 셀의 화소전극전압(VP)을 보인 그래프도에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(TFT)(TFT)의 턴-오프 기간동안 녹(G) 색상의 컬러 필터(73)에 대응하는 액정 셀의 스토리지 커패시터(18)에 충전된 화소전극전압(VP)이 가장 심하게 감소된다.As a result, as shown in a graph showing the pixel electrode voltage V P of the liquid crystal cell according to the color filters 73 of red (R), green (G), and blue (B) colors of FIG. During the turn-off period of the TFT, the pixel electrode voltage V P charged in the storage capacitor 18 of the liquid crystal cell corresponding to the color filter 73 of green (G) color is most severely reduced.
따라서, 종래의 액정표시소자는 적(R), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)에 대응하는 액정 셀들과 녹(G) 색상의 컬러 필터(73)에 대응하는 액정 셀들의 휘도차로 인한 플리커가 심하게 발생하는 문제점이 있었다.Accordingly, the liquid crystal display according to the related art is caused by a difference in luminance between liquid crystal cells corresponding to the color filters 73 of red (R) and blue (B) colors and liquid crystal cells corresponding to the color filter 73 of the green (G) color. There was a problem that badly flicker occurs.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 박막트랜지스터(TFT)를 지나는 영역의 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터를 제거함으로써 특정 화소의 액정 셀에서 플리커가 심화되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problem, and by removing the red (R), green (G), and blue (B) color filters in the region passing through the TFT, flicker in the liquid crystal cell of a specific pixel. The purpose is to prevent deepening.
도 1은 액정 표시장치의 단위 액정 셀에 대한 일반적인 평면구성을 보인 예시도.1 is an exemplary view showing a general planar configuration of a unit liquid crystal cell of a liquid crystal display.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 절단한 박막 트랜지스터 영역의 단면구성을 보인 예시도.FIG. 2 is an exemplary view illustrating a cross-sectional configuration of a thin film transistor region cut along the line AA ′ of FIG. 1.
도 3은 도 1내지 도 2에 있어서, 액정 패널에 인가되는 전압 파형을 보인 예시도.3 is an exemplary view showing a voltage waveform applied to a liquid crystal panel in FIGS. 1 to 2.
도 4는 도 1내지 도 2에 있어서, 게이트 인가전압(Vg)에 따른 드레인-소스의 전류값(Ids)을 보인 그래프도.4 to 2 are graphs showing current values Ids of the drain-source according to the gate applied voltage Vg.
도 5는 도 1내지 도 2에 있어서, 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러필터에 따른 액정 셀의 화소전극전압을 보인 그래프도.5 is a graph illustrating pixel electrode voltages of liquid crystal cells according to color filters of red (R), green (G), and blue (B) colors in FIGS. 1 to 2;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 액정 셀에 대한 액정표시소자의 예시도.6 is an exemplary view of a liquid crystal display device for a unit liquid crystal cell according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 6의 B-B' 선을 따라 절단한 박막 트랜지스터 영역의 단면구성을 보인 예시도.FIG. 7 is an exemplary view illustrating a cross-sectional configuration of a thin film transistor region cut along the line BB ′ of FIG.
도 8은 도 6및 도 7에 있어서, 적(R), 녹(G), 청(B) 화소 액정 셀의 화소전 전압을 보인 그래프도.FIG. 8 is a graph showing pixel electric voltages of red (R), green (G), and blue (B) pixel liquid crystal cells in FIGS. 6 and 7;
도 9는 도 6 및 도7에 있어서, 적(R), 녹(G), 청(B) 화소 액정 셀의 게이트 인가전압(Vg)에 따른 드레인-소스의 전류값(Ids)을 보인 그래프도.FIG. 9 is a graph showing the current values Ids of the drain-source according to the gate applied voltage Vg of the red (R), green (G), and blue (B) pixel liquid crystal cells in FIGS. .
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10: 게이트 전극8: 소오스 전극10 gate electrode 8: source electrode
12: 드레인 전극14: 화소 전극12 drain electrode 14 pixel electrode
72: 블랙매트릭스73: 컬러 필터72: black matrix 73: color filter
74: 공통 전극74: common electrode
R,G,B: 적(R),녹(G),청(B) 화소R, G, B: Red (R), Green (G), Blue (B) pixels
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러필터가 구비된 컬러필터 기판과; 상기 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러필터에 대응하는 적(R), 녹(G), 청(B) 화소의 액정 셀들이 액티브 매트릭스 형태로 배열되며, 각각의 액정 셀에 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판과; 상기 컬러필터 기판과 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판 사이에 충진된 액정층을 포함하여 구성되는 액정 표시소자에 있어서, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 지나는 영역을 제외한 화소의 액정 셀 영역에 컬러필터가 형성되어 있는 것을 특징으로한다.A liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object is a color filter substrate having a color filter of red (R), green (G), blue (B) color; The liquid crystal cells of the red (R), green (G), and blue (B) pixels corresponding to the color filters of the red (R), green (G), and blue (B) colors are arranged in an active matrix form. A thin film transistor (TFT) array substrate having a thin film transistor (TFT) in a liquid crystal cell; In a liquid crystal display device including a liquid crystal layer filled between the color filter substrate and a thin film transistor (TFT) array substrate, a color filter is formed in a liquid crystal cell region of a pixel except for a region passing through the thin film transistor (TFT). It is characterized by that.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기한 바와 같은 본 발명의 액정표시소자에대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the liquid crystal display device of the present invention as described above.
도 6은 적(R), 녹(G), 청(B) 화소에 대한 박막트랜지스터(TFT)의 광누설전류가 동일하도록 형성된 본 발명의 액정표시소자를 도시한 것이다.FIG. 6 illustrates a liquid crystal display device of the present invention in which the light leakage currents of the thin film transistor TFTs for the red (R), green (G), and blue (B) pixels are the same.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자는 데이터 라인(2)과 게이트 라인(4)의 교차부에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)와, 그 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(12)에 접속된 화소전극(14)을 포함하는 하부기판과; 상기 데이터 라인(4) 및 게이트 라인(2)과, 박막트랜지스터(TFT)(TFT)가 형성된 부분에 대응하는 영역에 형성된 블랙매트릭스(TFT)와, 박막트랜지스터(TFT)(TFT)를 지나는 영역("a")을 제외한 각각의 단위 화소셀에 형성된 컬러 필터(73)를 포함하는 하부기판(70)으로 이루어진다.As shown in the figure, the liquid crystal display device of the present invention includes a thin film transistor TFT formed at the intersection of the data line 2 and the gate line 4, and the drain electrode 12 of the thin film transistor TFT. A lower substrate including a pixel electrode 14 connected to the lower substrate; A region passing through the data line 4 and the gate line 2, a black matrix TFT formed in a region corresponding to a portion where a thin film transistor TFT is formed, and a region passing through the thin film transistor TFT The lower substrate 70 includes a color filter 73 formed in each unit pixel cell except for “a”.
상기 블랙매트릭스(72)는 하부 기판에 형성된 데이터 라인(4) 및 게이트 라인(2)과 박막트랜지스터(TFT) 위에 형성되어 데이터 라인(4) 및 게이트 라인(2)과 화소전극(51) 사이에 빛이 새어나가는 것을 방지해주고, 적(R), 녹(G), 청(B) 단위 화소에서 나오는 빛이 화소가 인접하는 영역에서 간섭되는 것을 막아주는 역할을 한다.The black matrix 72 is formed on the data line 4 and the gate line 2 and the thin film transistor TFT formed on the lower substrate, and is disposed between the data line 4 and the gate line 2 and the pixel electrode 51. It prevents light from leaking out and prevents light emitted from red (R), green (G), and blue (B) unit pixels from interfering with adjacent pixels.
또한, 상기 칼라필터(73)는 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 영역을 제외한 나머지 액정셀 영역에만 형성되어, 적(R), 녹(G), 청(B) 단위 화소마다 형성된 컬러 필터(73)의 빛의 반사율 차이로 인하여 박막트랜지스터(TFT)의 채널영역에 조사되는 빛의 양이 서로 달라서 생기는 플리커 현상을 막을 수 있다.In addition, the color filter 73 is formed only in the liquid crystal cell region except for the region where the thin film transistor TFT is formed, and the color filter 73 is formed for each red, green, and blue unit pixel. Due to the difference in the reflectance of the light, it is possible to prevent the flicker phenomenon caused by the amount of light irradiated to the channel region of the TFT.
즉, 도면에 도시하지는 않았지만, 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 하부기판의하부에 설치된 백라이트로부터 액정 패널에 입사되는 빛은 액정 패널을 투과하여 화면에 칼라화상을 나타내게 되는데, 이때 투과되는 빛 중 일부가 상부기판에 형성된 블랙매트릭스와 칼라필터에 의해서 다시 하부 기판으로 반사하게 된다. 이 반사빛은 박막트랜지스터(TFT)의 채널영역으로 조사되어 광누설전류를 발생시키게 되는데, 이 광누설전류는 칼라필터의 반사율 차이로 인하여 적(R), 녹(G), 청(B) 화소에 대하여 각각 다른값을 가진다. 실질적으로, 적(R) 색과 청(B) 색의 칼라필터(73)의 반사율은 서로 비슷하나, 녹(G) 색의 칼라필터(73)의 반사율은 적(R) 색과 청(B) 색의 칼라필터(73)에 비해서 월등히 높다.That is, although not shown in the drawing, the light incident on the liquid crystal panel from the backlight installed under the lower substrate on which the thin film transistor (TFT) is formed is transmitted through the liquid crystal panel to display a color image on the screen. The black matrix and the color filter formed on the upper substrate reflect back to the lower substrate. The reflected light is irradiated to the channel region of the thin film transistor (TFT) to generate a light leakage current, which is caused by red (R), green (G), and blue (B) pixels due to the difference in reflectance of the color filter. Have different values for. Substantially, the reflectances of the red (R) color and the blue (B) color color filter 73 are similar to each other, but the reflectance of the green (G) color filter 73 is the red (R) color and the blue (B) color. It is much higher than the color filter 73 of () color.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명은 박막트랜지스터(TFT)를 지나는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터 일부분을 제거한 것이다.Accordingly, in order to solve this problem, the present invention removes a portion of the color filter of red (R), green (G), and blue (B) colors passing through the thin film transistor (TFT).
이하, 도 6에 도시한 액정 패널의 단면을 참조하여 본 발명의 액정표시소자의 제조방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail with reference to the cross section of the liquid crystal panel shown in FIG. 6.
도 7은 도 6에 있어서 B-B`선을 따라 절단한 액정 패널의 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel taken along the line BB ′ in FIG. 6.
먼저, 상기 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)의 유리기판(1) 상에 금속물질로 예를 들어, Mo, Al 또는 Cr 등을 스퍼터링 방법으로 증착한 다음 제1마스크를 통해 패터닝하여 게이트 전극(10)을 형성한다.First, a metal, for example, Mo, Al, or Cr, is deposited on the glass substrate 1 of the TFT array substrate 50 by a sputtering method, and then patterned through a first mask to form a gate electrode. To form (10).
그리고, 상기 게이트 전극(10)이 형성된 유리기판(1) 상에는 SiNx 등의 절연물질을 전면 증착하여 게이트 절연막(30)을 형성한다.In addition, an insulating material such as SiNx is entirely deposited on the glass substrate 1 on which the gate electrode 10 is formed to form a gate insulating film 30.
그리고, 상기 게이트 절연막(30) 상에는 비정질 실리콘(amorphous silicon)으로 이루어진 반도체층(32)과, 인(P)이 고농도로 도핑된 n+ 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹접촉층(Ohmic contact layer, 34)을 연속 증착한 다음 제2마스크를 통해 패터닝하여 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 액티브층(36)을 형성한다.On the gate insulating layer 30, a semiconductor layer 32 made of amorphous silicon and an ohmic contact layer 34 made of n + amorphous silicon doped with phosphorus (P) in a high concentration are successively formed. Deposition and then patterning through a second mask to form an active layer 36 of a thin film transistor (TFT) (TFT).
그리고, 상기 게이트 절연막(30)과 오믹접촉층(34) 상에 금속물질을 증착한 다음 제3마스크를 통해 패터닝하여 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 소스 전극(8) 및 드레인 전극(12)을 형성한다. 이때, 소스 전극(8) 및 드레인 전극(12)은 액티브층(36)의 상부에서 서로 이격되어 대향하도록 패터닝된다.In addition, a metal material is deposited on the gate insulating layer 30 and the ohmic contact layer 34, and then patterned through a third mask to form the source electrode 8 and the drain electrode 12 of the TFT (TFT). To form. In this case, the source electrode 8 and the drain electrode 12 are patterned to face each other at the top of the active layer 36.
따라서, 상기 액티브층(36) 상부의 오믹접촉층(34)이 노출되는데, 이 노출된 오믹접촉층(34)이 제거되어, 그 하부의 반도체층(32)이 노출될 수 있도록 상기 소스 전극(8) 및 드레인 전극(12)의 패터닝을 수행하며, 이때 노출된 반도체층(32)은 박막 트랜지스터(TFT)(TFT)의 채널영역으로 정의된다.Accordingly, the ohmic contact layer 34 over the active layer 36 is exposed, and the exposed ohmic contact layer 34 is removed to expose the underlying semiconductor layer 32. 8) and the drain electrode 12 are patterned, and the exposed semiconductor layer 32 is defined as a channel region of the thin film transistor TFT.
그리고, 상기 노출된 반도체층(32)을 포함하여 소스 전극(8) 및 드레인 전극(12) 등이 형성된 게이트 절연막(30) 상에 화학 기상 증착(chemical vapor deposition : CVD) 방식을 통해 SiNx 재질의 보호막(passivation film, 38)을 전면 증착한다. 이때, 보호막(38)의 재료로는 주로 SiNx 등의 무기물질이 적용되었으며, 최근들어 액정 셀의 개구율을 향상시키기 위하여 BCB(benzocyclobutene), SOG(spin on glass) 또는 Acryl 등의 유전율이 낮은 유기물질이 사용되고 있다.The SiNx material may be formed through a chemical vapor deposition (CVD) method on the gate insulating layer 30 including the exposed semiconductor layer 32 and the source electrode 8, the drain electrode 12, and the like. A passivation film 38 is deposited on the entire surface. At this time, an inorganic material such as SiNx is mainly used as a material of the protective film 38, and in recent years, an organic material having a low dielectric constant such as benzocyclobutene (BCB), spin on glass (SOG) or acryl to improve the opening ratio of the liquid crystal cell Is being used.
그리고, 상기 드레인 전극(12) 상의 보호막(38) 일부를 제4마스크를 통해 선택적으로 식각하여 드레인 전극(12)의 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(16)을 형성한다.A portion of the passivation layer 38 on the drain electrode 12 is selectively etched through a fourth mask to form a drain contact hole 16 exposing a portion of the drain electrode 12.
그리고, 상기 보호막(38) 상에 투명 전극물질을 스퍼터링 증착한 다음 제5마스크를 통해 패터닝하여 화소전극(14)을 형성하되, 그 화소전극(14)이 상기 드레인 콘택홀(16)을 통해 드레인 전극(12)에 접속되도록 패터닝한다.Then, the transparent electrode material is sputter deposited and deposited on the passivation layer 38, and then patterned through a fifth mask to form a pixel electrode 14, wherein the pixel electrode 14 is drained through the drain contact hole 16. Patterned so as to be connected to the electrode 12.
최종적으로, 상기한 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT) 영역이 형성된 결과물의 상부전면에 배향막(51)을 형성한 다음 러빙(rubbing)을 실시하여 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)의 제작을 완료한다.Finally, as described above, the alignment layer 51 is formed on the upper surface of the resultant in which the TFT region is formed, followed by rubbing to complete the fabrication of the TFT array substrate 50. .
한편, 상기 컬러필터 기판(70)의 제작과정을 살펴보면, 먼저 유리기판(71) 상에 블랙매트릭스(black matrix, 72)를 일정한 간격으로 도포한다. 상기 블랙매트릭스(72)의 물질로는 크롬(Cr)이나 혹은 산화크롬(CrOx)이 사용되며, 스퍼터링 방법을 통하여 형성한다.Meanwhile, referring to the manufacturing process of the color filter substrate 70, first, a black matrix 72 is coated on the glass substrate 71 at regular intervals. As the material of the black matrix 72, chromium (Cr) or chromium oxide (CrOx) is used, and is formed through a sputtering method.
그리고, 상기 블랙매트릭스(72)가 이격된 유리 기판(71)의 상부에 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)를 형성하되, 각각의 컬러 필터(73)가 하나의 단위 화소에 대하여 1:1 대응을 이루도록 형성한다.In addition, a color filter 73 of red (R), green (G), and blue (B) colors is formed on the glass substrate 71 in which the black matrix 72 is spaced apart from each other, respectively. ) Forms a 1: 1 correspondence with respect to one unit pixel.
그 다음, 컬러 필터(73)에 의하여 박막트랜지스터(TFT)에 조사되는 빛의 양을 최소화하기 위하여 박막트랜지스터(TFT)를 지나는 컬러 필터(73)의 일부영역("a")을 패터닝하여 제거한다.Then, in order to minimize the amount of light irradiated to the thin film transistor TFT by the color filter 73, a partial region “a” of the color filter 73 passing through the thin film transistor TFT is patterned and removed. .
실질적으로, 상기 블랙매트릭스 및 칼라필터의 반사율을 저하시키는 것이 액정표시소자의 품질향상에 중요한 요소이다. 특히, 적(R), 녹(G), 청(B) 색상을 가지는 칼라필터의 반사율차이로 인하여 백라이트로부터 입사된 빛의 일부가 칼라필터에 반사되어 박막트랜지스터(TFT)에 조사하는 빛의 양이 다르기 때문에 각각의 화소에 대한 휘도 차이를 발생시킨다. 따라서, 박막트랜지스터(TFT) 위를 지나는컬러필터를 제거함으로써, 컬러필터에 의하여 박막트랜지스터(TFT)에 반사되는 빛을 제거할 수 있다.Substantially, lowering the reflectance of the black matrix and the color filter is an important factor for improving the quality of the liquid crystal display device. In particular, due to the difference in reflectance between color filters having red (R), green (G), and blue (B) colors, part of the light incident from the backlight is reflected on the color filter, and thus the amount of light irradiated to the TFT. Because of this difference, a luminance difference for each pixel is generated. Therefore, by removing the color filter passing over the thin film transistor TFT, the light reflected by the color filter to the thin film transistor TFT may be removed.
상기와 같이 컬러필터가 완성되면 컬러 필터(73)의 상부전면에 금속물질을 형성한 다음 패터닝하여 공통전극(74)을 형성한다.When the color filter is completed as described above, a metal material is formed on the upper surface of the color filter 73 and then patterned to form a common electrode 74.
그리고, 상기 결과물의 상부전면에 배향막(75)을 형성한 다음 러빙을 실시하여 상부기판(70)의 제작을 완료한다.Then, the alignment layer 75 is formed on the upper surface of the resultant, followed by rubbing to complete the manufacture of the upper substrate 70.
상기한 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(70)의 제작이 완료되면, 그 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50) 상에 실링재(미도시)를 인쇄함과 아울러 상기 컬러필터 기판(70) 상에는 스페이서(미도시)를 산포한다. 이때, 공정 요건을 감안하여 실링재(60)는 컬러필터 기판(70)에 인쇄하고, 스페이서는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)에 산포할 수도 있다.As described above, when fabrication of the thin film transistor (TFT) array substrate 50 and the color filter substrate 70 is completed, a sealing material (not shown) is printed on the thin film transistor (TFT) array substrate 50. Spacers (not shown) are scattered on the color filter substrate 70. In this case, in consideration of process requirements, the sealing material 60 may be printed on the color filter substrate 70, and the spacer may be distributed on the thin film transistor (TFT) array substrate 50.
그리고, 상기 실링재(60) 인쇄 및 스페이서 산포가 완료되면, 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(70)을 합착한다. 이때, 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(70)의 합착을 위한 정렬은 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(70)의 설계과정에서 주어진 마진(margin)에 의해 결정되는데 통상 수 ㎛ 정도의 정밀도가 요구되며, 이를 벗어날 경우에는 빛이 새어 나오게 되어 액정 표시장치의 원하는 화질 특성을 기대할 수 없게 되며, 박막트랜지스터(TFT) 어레이 기판(50)과 컬러필터 기판(70)의 배향막(51,75)이 서로 일정하게 이격되어 마주보도록 합착한 다음, 액정을 주입한 후, 밀봉하여 도 7에 도시한 바와 같은 액정표시소자를 완성한다.When the sealing material 60 is printed and the dispersion of the spacer is completed, the thin film transistor (TFT) array substrate 50 and the color filter substrate 70 are bonded to each other. At this time, the alignment for bonding the TFT array substrate 50 and the color filter substrate 70 is a margin given during the design process of the TFT array substrate 50 and the color filter substrate 70. It is usually determined by the precision of about several μm, and if it is out of this, light leaks out, so that the desired image quality characteristics of the liquid crystal display cannot be expected, and the thin film transistor (TFT) array substrate 50 and the color filter can be expected. The alignment layers 51 and 75 of the substrate 70 are bonded to face each other at regular intervals, and then injected with liquid crystal and then sealed to complete the liquid crystal display device as shown in FIG.
상기와 같이 완성된 액정표시소자는 박막트랜지스터(TFT)의 채널영역을 지나는 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터의 일부분을 제거함으로써, 컬러필터의 반사빛에 의한 박막트랜지스터(TFT)의 광누설전류를 줄일 수 있고, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러필터의 반사율 차이로 인한 각 화소의 휘도 차이를 막을 수 있다. 즉, 시간에 따른 도 8의 적(R), 녹(G), 청(B) 화소 액정 셀의 화소전극전압(VP)을 보인 그래프도에 도시한 바와 같이 적(R), 녹(G), 청(B) 화소에 구비된 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-오프 기간동안 적(R), 녹(G), 청(B) 화소 액정 셀의 화소전극전압(VP)이 동일하게 나타난다.The completed liquid crystal display device removes a portion of the red (R), green (G), and blue (B) color filters passing through the channel region of the thin film transistor (TFT), thereby reducing the thin film transistor by the reflected light of the color filter The light leakage current of the TFT can be reduced, and the luminance difference of each pixel due to the difference in reflectance of the red (R), green (G), and blue (B) color filters can be prevented. That is, as shown in the graph showing the pixel electrode voltage V P of the red (R), green (G), and blue (B) pixel liquid crystal cells of FIG. ), The pixel electrode voltage V P of the red (R), green (G), and blue (B) pixel liquid crystal cells is the same during the turn-off period of the thin film transistor TFT provided in the blue (B) pixel. .
또한, 본 발명의 액정표시소자는 각각의 단위 액정셀에 형성된 박막트랜지스터(TFT)의 채널층을 지나는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 컬러 필터(73)가 제거되기 때문에, 박막트랜지스터(TFT)의 채널층에 반사되는 빛의 양이 동일해져 박막 트랜지스터(TFT)의 전기적인 특성이 같게 되어 도 9에 도시한 바와 같이 서로 같은 턴-오프 전류를 갖게 된다.In addition, in the liquid crystal display of the present invention, the red (R), green (G), and blue (B) color filters 73 passing through the channel layer of the thin film transistor (TFT) formed in each liquid crystal cell are removed. As a result, the amount of light reflected by the channel layer of the thin film transistor TFT is the same, so that the electrical characteristics of the thin film transistor TFT are equal to each other, thereby having the same turn-off current as shown in FIG. 9.
도 9는 게이트 인가전압(Vg)에 따른 드레인-소스의 전류값(Ids)을 보인 그래프로써, 도면 도시한 바와 같이 박막 트랜지스터(TFT)의 턴-오프 구간에서 전류값은 도 4에 도시된 컬러필터가 적용되지 않은 파형(S1)의 턴-오프 전류값과 같으며, 적(R), 녹(G), 청(B) 화소의 액정 셀에 대하여 모두 동일한 턴-오프 전류값을 가진다.9 is a graph showing the current value Ids of the drain-source according to the gate applied voltage Vg. As shown in the drawing, the current value is shown in FIG. 4 in the turn-off period of the thin film transistor TFT. It is equal to the turn-off current value of the waveform S1 to which the filter is not applied, and has the same turn-off current value for the liquid crystal cells of the red (R), green (G), and blue (B) pixels.
상술한 바와 같은 본 발명에 의한 액정표시소자는 박막트랜지스터(TFT) 위를 지나는 칼라필터를 제거함으로써, 박막트랜지스터(TFT)의 광누설전류를 줄일 수 있고, 적(R), 녹(G), 청(B) 색상 칼라필터의 반사율 차로 인해 액정 셀 별로 구비되는 박막 트랜지스터(TFT)의 광누설전류가 적(R), 녹(G), 청(B) 화소의 액정 셀 별로 상이함에 따라 특정 화소의 액정 셀에서 플리커가 심화되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The liquid crystal display according to the present invention as described above can reduce the light leakage current of the thin film transistor (TFT) by removing the color filter passing through the thin film transistor (TFT), red (R), green (G), Due to the difference in reflectance of the blue (B) color filter, the light leakage current of the TFTs provided for each liquid crystal cell is different according to the liquid crystal cells of the red (R), green (G), and blue (B) pixels. There is an effect that can prevent the flicker deepening in the liquid crystal cell of.
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2001
- 2001-12-29 KR KR10-2001-0088593A patent/KR100498631B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20170021868A (en) * | 2014-06-25 | 2017-02-28 | 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | Color film substrate and curved surface display device |
KR101880870B1 (en) * | 2014-06-25 | 2018-07-20 | 센젠 차이나 스타 옵토일렉트로닉스 테크놀로지 컴퍼니 리미티드 | Color film substrate and curved surface display device |
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