KR20170007610A - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 장치는 영상이 표시되는 표시 영역과 상기 표시 영역의 적어도 일측에 제공된 비표시 영역을 포함한다. 상기 표시 장치는 제1 베이스 기판과, 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되며 행 방향으로 연장된 n(n은 1 이상의 자연수)개의 게이트 라인들, 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되며 상기 행 방향과 교차하는 열 방향으로 연장된 m+1(m은 1 이상의 자연수)개의 데이터 라인들, 및 상기 게이트 라인들 중 대응하는 게이트 라인 및 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함한다. 첫번째 열의 화소들 및 m번째 열의 화소들은 상기 비표시 영역에 제공되며, 각 열의 화소들은 독립적으로 구동되되, 첫번째 데이터 라인 및 m+1번째 데이터 라인에 연결된 화소들은 블랙을 표시한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}

본 발명의 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 표시 품질이 개선된 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극이 형성된 두 개의 기판 사이에 액정을 형성하고, 상부 및 하부 기판 사이에서 액정의 배열을 변경함에 따라 광의 투과율을 조절하는 방식으로 구동된다.

이와 같은 표시 장치는 액정의 열화를 줄이고 화질을 높이기 위하여 화소 전압의 극성을 시간적, 공간적으로 반전시키는 반전 구동 방식에 의하여 구동된다

상기 반전 구동 방식에는 화소 전극에 인가되는 데이터 전압의 극성 반전의 형태에 따라 프레임 반전 방식, 컬럼 반전 방식, 및 도트 반전 방식 등이 있다.

본 발명의 목적은 표시 품질을 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 표시 장치는 영상이 표시되는 표시 영역과 상기 표시 영역의 적어도 일측에 제공된 비표시 영역을 포함한다. 상기 표시 장치는 제1 베이스 기판과, 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되며 행 방향으로 연장된 n(n은 1 이상의 자연수)개의 게이트 라인들, 상기 제1 베이스 기판 상에 제공되며 상기 행 방향과 교차하는 열 방향으로 연장된 m+1(m은 1 이상의 자연수)개의 데이터 라인들, 및 상기 게이트 라인들 중 대응하는 게이트 라인 및 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함한다. 첫번째 열의 화소들 및 m번째 열의 화소들은 상기 비표시 영역에 제공되며, 각 열의 화소들은 독립적으로 구동되되, 첫번째 데이터 라인 및 m+1번째 데이터 라인에 연결된 화소들은 블랙을 표시한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소들 중 홀수번째 게이트 라인에 연결된 화소들은 각 화소의 행방향 일측에 제공된 데이터 라인에 연결되며, 상기 화소들 중 짝수번째 게이트 라인에 연결된 화소들은 각 화소의 행방향 타측에 제공된 데이터 라인에 연결될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 각 화소는 상기 대응하는 게이트 라인 및 상기 대응하는 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 이격되며 공통 전압이 인가되는 공통 전극, 및 상기 제1 베이스 기판 상에 제공된 액정층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이버, 상기 게이트 신호에 따라 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 홀수 프레임 동안 홀수번째 데이터 라인들에 제1 극성의 데이터 전압이 인가되고, 짝수번째 데이터 라인들에 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성의 데이터 전압이 인가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 짝수 프레임 동안 상기 홀수번째 데이터 라인들에 상기 제2 극성의 데이터 전압이 인가되고, 상기 짝수번째 데이터 라인들에 상기 제1 극성의 데이터 전압이 인가될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 극성은 상기 공통 전압을 기준으로 정극성이고, 상기 제2 극성은 상기 공통 전압을 기준으로 부극성일 수 있으며, 또는 그 반대일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 액정층을 사이에 두고 상기 제1 베이스 기판에 대향하는 제2 베이스 기판을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 상기 제1 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공될 수 있으며, 또는, 상기 화소 전극은 상기 제1 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공되되, 상기 공통 전극은 상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제1 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공된 제1 배향막, 및 상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공된 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제1 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 중 하나에 제공되며, 상기 첫번째 열의 화소들 및 상기 m번째 열의 화소들과 중첩하는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 표시 영역의 가장자리에서 서로 인접한 표시 화소들과 더미 화소들 사이에 서로 동일한 데이터 전압이 인가되지 않으며, 이에 따른 이온성 불순물의 축적이나 DC 전류의 축적이 방지된다. 그 표시 영역의 가장자리에서 발생되는 결함, 예를 들어 화소들의 청색화나 적색화가 방지될 수 있다. 이에 따라 영상의 품질이 개선된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 블럭도이다.
도 2은 도 1에 도시된 표시 패널을 나타낸 평면도이다.
도 3a는 도 2에 있어서 i번째 게이트 라인과 j번째 데이터 라인에 연결된 하나의 화소를 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 반전 방식을 설명하기 위한 평면도로서, 홀수 프레임에서의 표시 패널을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 반전 방식을 설명하기 위한 평면도로서, 짝수 프레임에서의 표시 패널을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5a는 기존의 표시 장치에 따른 표시 패널의 반전 방식을 설명하기 위한 평면도로서, 홀수 프레임에서의 표시 패널을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5b는 기존의 표시 장치에 따른 표시 패널의 반전 방식을 설명하기 위한 평면도로서, 짝수 프레임에서의 표시 패널을 개략적으로 도시한 것이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시 예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(PNL), 타이밍 컨트롤러(TC), 게이트 드라이버(GDV), 및 데이터 드라이버(DDV)를 포함한다.

상기 표시 패널(PNL)은 액정층을 포함하는 액정 패널일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(PNL)은 영상을 표시하는 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)의 적어도 일측에 형성된 비표시 영역(NDA)을 포함한다.

상기 표시 패널(PNL)은 상기 게이트 라인들(GL1~GLn), 상기 데이터 라인들(DL1~DLm+1), 및 화소들(PX)을 포함하며, 상기 게이트 라인들(GL1~GLn), 상기 데이터 라인들(DL1~DLm+1), 및 상기 화소들(PX)은 상기 표시 영역(DA)과 상기 비표시 영역(NDA)에 걸쳐 제공된다.

상기 게이트 라인들(GL1~GLn)은 제1 방향(D1)으로 연장되며 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2) 방향으로 순차적으로 배열된다.

상기 데이터 라인들(DL1~DLm+1)은 상기 제2 방향(D2) 방향으로 연장되며 상기 제1 방향(D1) 방향으로 순차적으로 배열된다.

상기 화소들(PX)은 매트릭스 형상으로 배열된다. 상기 다수의 화소들(PX)은 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)을 행과 열로 하여 배열될 수 있다. 상기 화소들(PX)의 배열에 있어서, 상기 제1 방향(D1)은 행 방향과 열 방향 중 하나, 상기 제2 방향(D2)은 행 방향과 열 방향 중 나머지 하나일 수 있으며, 본 발명에 있어서, 상기 제1 방향(D1)은 행 방향으로, 상기 제2 방향(D2)은 열 방향으로 표시한다.

상기 타이밍 컨트롤러(TC)는 외부의 그래픽 제어부(도시하지 않음)로부터 영상 데이터(RGB) 및 제어 신호를 수신한다. 상기 제어 신호는 프레임 구별 신호인 수직 동기 신호(Vsync), 행 구별 신호인 수평 동기 신호(Hsync), 데이터가 들어오는 구역을 표시하기 위해 데이터가 출력되는 구간 동안만 하이(HIGH) 레벨인 데이터 인에이블 신호(DES) 및 메인 클록 신호(MCLK)를 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(TC)는 상기 영상 데이터(RGB)를 상기 데이터 드라이버(DDV)의 사양에 맞도록 변환하고, 변환된 영상 데이터(DATA)를 상기 데이터 드라이버(DDV)에 출력한다. 상기 타이밍 컨트롤러(TC)는 상기 제어 신호에 근거하여 게이트 제어 신호(GS1) 및 데이터 제어 신호(DS1)를 생성한다. 상기 타이밍 컨트롤러(TC)는 상기 게이트 제어 신호(GS1)를 상기 게이트 드라이버(GDV)에 출력하고, 상기 데이터 제어 신호(DS1)를 상기 데이터 드라이버(DDV)에 출력한다. 상기 게이트 제어 신호(GS1)는 상기 게이트 드라이버(GDV)를 구동하기 위한 신호이고, 상기 데이터 제어 신호(DS1)는 상기 데이터 드라이버(DDV)를 구동하기 위한 신호이다.

상기 게이트 드라이버(GDV)는 상기 게이트 제어 신호(GS1)에 기초하여 게이트 신호를 생성하고, 상기 게이트 신호를 상기 게이트 라인들(GL1~GLn)에 출력한다. 상기 게이트 제어 신호(GS1)은 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호와 게이트 온 전압의 출력 주기를 제어하는 적어도 하나의 클록 신호, 및 게이트 온 전압의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.

상기 데이터 드라이버(DDV)는 상기 데이터 제어 신호(DS1)에 기초하여 상기 영상 데이터(DATA)에 따른 계조 전압을 생성하고, 이를 데이터 전압으로 상기 데이터 라인들(DL1~DLm) 각각에 개별적으로 출력한다. 상기 데이터 전압은 공통 전압에 대하여 양의 값을 갖는 정극성 데이터 전압과 음의 값을 갖는 부극성 데이터 전압을 포함할 수 있다.

상기 데이터 제어 신호(DS1)은 영상 데이터(DATA)가 상기 데이터 드라이버(DDV)로 전송되는 것의 시작을 알리는 수평 시작 신호(STH), 상기 데이터 라인들(DL1~DLm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호, 및 공통 전압에 대해 데이터 전압의 극성을 반전시키는 반전 신호 등을 포함할 수 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(TC), 상기 게이트 드라이버(GDV), 및 상기 데이터 드라이버(DDV) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 상기 표시 패널(PNL)에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 상기 표시 패널(PNL)에 부착되거나, 별도의 인쇄회로기판(printed circuit board) 위에 장착될 수 있다. 이와는 달리, 상기 게이트 드라이버(GDV) 및 상기 데이터 드라이버(DDV) 중 적어도 하나는 상기 게이트 라인들(GL1~GLn), 상기 데이터 라인들(DL1~DLm), 및 상기 트랜지스터와 함께 상기 표시 패널(PNL)에 집적될 수도 있다. 또한, 상기 타이밍 컨트롤러(TC), 상기 게이트 드라이버(GDV), 및 상기 데이터 드라이버(DDV)는 단일 칩으로 집적될 수 있다.

도 2은 도 1에 도시된 표시 패널을 나타낸 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 각 화소(PX)는 각 상기 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인 및 상기 데이터 라인들(DL1~DLm+1) 중 대응하는 데이터 라인에 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소들(PX) 중 홀수번째 게이트 라인들(GL1, GL3, GL5, ...)에 연결된 화소들은 각각 상기 화소들의 행방향 일측에 제공된 데이터 라인들에 연결되며, 상기 화소들 중 짝수번째 게이트 라인들(GL2, GL4, GL6, ...)에 연결된 화소들은 각각 상기 화소들의 행 방향 타측에 제공된 데이터 라인에 연결된다. 이에 따라, 동일한 행 방향에 배치되는 화소들은 동일한 게이트 라인들에 연결된다. 반면, 동일한 열 방향에 배치되는 화소들은 인접한 두 개의 데이터 라인들 사이에서 행마다 교번적으로 서로 다른 인접한 데이터 라인들과 연결된다.

행 방향을 따라 연결관계를 나타내면 다음과 같다. i(i는 1이상 n 이하의 홀수의 자연수)번째 행의 화소들은, 첫번째 데이터 라인부터 m번째 데이터 라인까지 순차적으로 연결되고, i+1번째 행의 화소들은 두번째 데이터 라인부터 m+1번째 데이터 라인까지 순차적으로 연결된다.

예를 들어, i번째 행 및 j번째 열에 배치된 화소는 i번째 게이트 라인 및 j번째 데이터 라인에 연결되고, i+1번째 행 및 j번째 열에 배치된 화소는 i+1번째 게이트 라인 및 j+1번째 데이터 라인에 연결된다.

또한, 열 방향을 따라 연결 관계를 나타내면, j(j는 1 이상 m+1 이하의 홀수 자연수)번째 열의 화소들은 첫번째 게이트 라인부터 n번째 게이트 라인까지 순차적으로 연결되고, j+1번째 열의 화소들 또한 첫번째 게이트 라인부터 n번째 게이트 라인까지 순차적으로 연결된다. 예를 들어, i번째 행 및 j번째 열에 배치된 화소는 i번째 게이트 라인 및 j번째 데이터 라인에 연결되고, i번째 행 및 j+1번째 열에 배치된 화소는 i번째 게이트 라인 및 j+1번째 데이터 라인에 연결된다.

상기 각 화소(PX)는 상기 대응하는 게이트 라인 및 상기 대응하는 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 이격되며 공통 전압이 인가되는 공통 전극, 및 액정층을 포함한다. 상기 각 화소의 구조에 대해서는 후술한다.

상기 화소들(PX)은 상기 표시 영역(DA)에 제공된 표시 화소들(IPX)과, 상기 비표시 영역(NDA)에 제공된 더미 화소들(DPX1, DPX2)로 나누어진다. 상기 더미 화소들(DPX1, DPX2)은 상기 표시 화소들(IPX)의 행 방향의 적어도 일측에 제공될 수 있다. 본 발명에서는 상기 표시 화소들(IPX)의 행 방향의 양 측에 제공된 것을 일 예로 도시하였으며, 상기 표시 화소들(IPX)의 행 방향의 일 측에 제공된 더미 화소들을 제1 더미 화소들(DPX1)로, 상기 표시 화소들의 행 방향의 타 측에 제공된 더미 화소들을 제2 더미 화소들(DPX2)로 표시하였다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 더미 화소들(DPX1)은 첫번째 데이터 라인(DL1)에 연결된 화소들일 수 있으며, 상기 제2 더미 화소들(DPX2)은 마지막 데이터 라인, 즉, m+1번째 데이터 라인(DLm+1)에 연결된 화소들일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 첫번째 데이터 라인(DL1) 및 상기 m+1번 째 데이터 라인(DLm+1)에 연결된 화소들에는 블랙을 표시하도록, 블랙 계조 데이터 전압이 제공된다. 상기 블랙 계조 데이터 전압은 정극성 데이터 전압이나 부극성 데이터 전압으로 제공될 수 있으며, 상기 데이터 전압의 극성 여부와 상관없이 언제나 블랙을 나타내도록 제공된다.

상기 블랙 계조 데이터 전압이 제공되는 더미 화소들(DPX1, DPX2)은, 구체적으로, 상기 제1 더미 화소들(DPX1) 중 첫번째 데이터 라인(DL1)에 연결된 화소들은 첫번째 열의 홀수번째 행의 화소들이며, 상기 제2 더미 화소들(DPX2) 중 상기 m+1번 째 데이터 라인(DLm+1)에 연결된 화소들은 m번째 열의 짝수번째 행의 화소들이다.

도 3a와 도 3b를 참조하여 화소들을 포함하는 표시 패널에 대해 설명한다.

도 3a는 도 2에 있어서 i번째 게이트 라인과 j번째 데이터 라인에 연결된 하나의 화소를 도시한 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 I-I'선에 따른 단면도이다. 여기서, i는 1 이상 n이하의 홀수의 자연수이며, j는 1 이상 m+1 이하의 자연수이다. 여기서, i가 1 이상 n이하의 짝수의 자연수인 경우, 각 화소와 게이트 라인 및 데이터 라인이 연결되는 방향만 다르며 각 화소의 구조는 사실상 동일하므로 설명을 생략한다.

도 3a와 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널은 제1 기판(SUB1)과 상기 제1 기판(SUB1)에 대향하는 제2 기판(SUB2), 및 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 사이에 형성된 액정층(LC)을 포함한다.

상기 제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제공된 배선부와, 상기 배선부에 연결된 트랜지스터(TR), 상기 트랜지스터(TR)에 연결된 화소 전극(PE), 상기 화소 전극(PE)과 이격되어 절연된 공통 전극(CE), 및 제1 배향막(ALN1)을 포함한다.

상기 배선부는 n개의 게이트 라인들과, m+1개의 데이터 라인들을 포함하나, 도 3a 및 도 3b에서는 i번째 게이트 라인(GLi) 및 j번째 데이터 라인(GLj)이 도시되었다.

상기 i번째 게이트 라인(GLi)은 상기 제1 베이스 기판(BS1) 상에 제1 방향(D1)으로 연장되어 형성된다. 상기 j번째 데이터 라인(GLj)은 상기 i번째 게이트 라인(GLi)과 상기 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 상기 제1 방향(D1)에 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되어 제공된다. 상기 i번째 게이트 라인(GLi) 및/또는 상기 j번째 데이터 라인(GLj)은 직선 형태로 제공될 수 있으나, 필요에 따라 복수 회 절곡되는 등 일부 형상이 변경될 수 있다.

상기 게이트 절연막(GI)은 절연 물질로 이루어질 수 있는 바, 예를 들어, 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.

상기 트랜지스터(TR)은 상기 i번째 게이트 라인(GLi)과 상기 j번째 데이터 라인(GLj)에 연결된다. 상기 트랜지스터(TR)는 게이트 전극(GE), 반도체 패턴(SM), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.

상기 게이트 전극(GE)은 상기 i번째 게이트 라인(GLi)으로부터 돌출되거나 상기 i번째 게이트 라인(GLi)의 일부 영역 상에 제공된다.

상기 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 상기 게이트 전극(GE)은 상기 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상기 게이트 전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 및 몰리브덴이 순차적으로 적층된 삼중막이거나, 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 된 단일막일 수 있다.

상기 반도체 패턴(SM)은 상기 게이트 절연막(GI)상에 제공된다. 상기 반도체층(SM)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(GE) 상에 제공된다. 상기 반도체 패턴(SM)은 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 상기 반도체 패턴(SM)은 비정질 실리콘 박막 또는 산화물 반도체 박막으로 이루어질 수 있다.

상기 소스 전극(SE)은 상기 j번째 데이터 라인(DLj)에서 분지되어 제공된다. 상기 소스 전극(SE)은 반도체 패턴(SM) 상에 형성되며 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)과 중첩한다.

상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체 패턴(SM)을 사이에 두고 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되어 제공된다. 상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체 패턴(SM) 상에 형성되며 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하도록 제공된다.

상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 상기 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 이루어진 단일막일 수 있다.

상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)이 서로 이격됨으로써, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이의 상기 반도체 패턴(SM)의 상면이 노출된다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이의 상기 반도체 패턴(SM)은 상기 게이트 전극(GE)의 전압 인가 여부에 따라 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이룬다.

상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 상에는 층간막(IL)이 제공된다. 상기 층간막(IL)은 절연성 물질로 이루어지며, 예를 들어, 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.

상기 층간막(IL) 상에는 보호막(PSV)이 제공된다. 상기 보호막(PSV)은 예를 들어, 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.

상기 층간막(IL) 및 상기 보호막(PSV)에는 상기 드레인 전극(DE)의 상면의 일부를 노출하는 콘택홀(CH)이 제공된다.

상기 화소 전극(PE)은 상기 보호막(PSV) 상에 제공되며, 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)에 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 복수의 가지들을 가질 수 있다. 상기 가지들은 서로 일정 간격 이격될 수 있으며, 상기 공통 전극(CE)과 함께 전계를 형성할 수 있다. 상기 가지들의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 제공될 수 있다.

상기 공통 전극(CE)은 상기 층간막(IL)과 상기 보호막(PSV) 사이에 제공될 수 있다. 상기 공통 전극(CE)은 화소 영역(DA)이 전부 커버되도록 통판으로 형성될 수 있다. 상기 공통 전극(CE)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 인접한 화소 영역들에서 서로 연결되어 동일한 공통 전압이 인가될 수 있다면 다른 형상으로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 콘택홀(CH)이 제공되는 영역에 상기 공통 전극(CE)이 제거된 개구부를 가지며, 상기 공통 전극(CE)과 상기 화소 전극(PE)은 상기 보호막(PSV)을 사이에 두고 절연된다. 상기 공통 전극(CE)과 상기 화소 전극(PE) 및 상기 보호막(PSV)은 각 화소의 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다.

상기 제1 배향막(ALN)은 상기 화소 전극(PE) 상에 형성될 수 있다.

상기 제1 배향막(ALN1)은 광 배향막의 구성 재료를 도포한 기판에 일부 편광 또는 전편광된 광을 조사하여 광반응을 일으킴으로써 얻어질 수 있으며, 상기 액정층(LC)의 상기 액정 분자들을 일 방향으로 배향시킨다.

상기 제1 배향막(ALN1)의 구성 재료는 광이 제공되었을 때 반응을 일으켜 상기 제1 배향막(ALN1)에 이방성을 부여하는 재료라면 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 배향막(ALN1)은 광 반응기를 갖는 고분자를 포함하며, 상기 제1 배향막(ALN1)은 상기 광 반응기에 광이 조사됨으로써 상기 광의 조사 방향에 따른 방향성을 가질 수 있다. 상기 고분자로는 폴리아믹산, 폴리아믹산을 부분적으로 이미드화한 폴리머, 또는 이 폴리아믹산을 탈수고리화하여 얻어지는 폴리이미드가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 광 반응기는 광 분해 반응(photo-decomposition) 을 일으키는 작용기일 수 있다. 본 발명의 일 실시예예 따르면, 상기 제1 배향막(ALN1)은 시클로부탄계 이무수물 또는 그의 유도체와 디아민으로 구성되는 폴리아믹산 또는 폴리이미드를 포함할 수 있으며, 상기 폴리아믹산 및 폴리 이미드는 가교제에 의해 가교된다. 상기 시클로부탄계 이무수물은 시클로부탄테트라카르복실산 이무수물일 수 있으며, 상기 디아민은 방향족 디아민일 수 있다.

상기 제1 배향막(ALN1)에는 산화 방지제 및 이의 유도체가 포함될 수 있다. 상기 산화 방지제는 공지의 힌더드 아민계 산화 방지제일 수 있다.

상기 산화 방지제는 표시 장치의 제조 공정 중이나 그 이후에 발생할 수 있는 액정 화합물, 특히, 알케닐 액정 화합물이나 알콕시 액정 화합물의 산화를 방지하며, 상기 알케닐 액정 화합물, 알콕시 액정 화합물 이외에도 반응성이 높은 작용기를 갖는 액정의 산화를 방지한다. 또한, 상기 산화 방지제는 상기 제1 배향막(ALN1)의 구성 재료들의 잔류물 등의 산화를 방지한다. 상기 산화 방지제의 유도체는 상기 산화 방지제가 상기 액정 화합물이나 제1 배향막(ALN1) 구성 재료들의 산화를 방지하는 과정에서 부산물로서 나온 중간체 또는 결과물 등을 의미한다.

상기 제2 기판(SUB2)은 상기 제1 기판(SUB1)에 대향하여 구비된다. 상기 제2 기판(SUB2)은 제2 베이스 기판(BS2), 컬러 필터 (CF), 블랙 매트릭스(BM), 및 제2 배향막(ALN2)을 포함할 수 있다.

상기 컬러 필터(CF)는 표시 영역에 제공될 수 있으며, 레드, 그린, 및 블루를 나타낼 수 있다. 한편, 이에 제한되는 것은 아니고, 화이트, 옐로우, 시안, 마젠타 등 다양한 색상을 표시할 수 있다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 표시 영역에서 상기 컬러 필터들(CF) 사이에 형성되며, 인접한 화소들 사이에서 상기 액정층(LC)을 투과하는 광을 차단한다. 도시하지는 않았으나, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 또한 상기 제2 베이스 기판(BS2) 상에 비표시 영역과 중첩하도록 형성된다. 이에 따라 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 제1 더미 화소들과 상기 제2 더미 화소들과 평면 상에서 볼 때 중첩할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 컬러 필터(CF)가 상기 제2 기판(SUB2)에 제공된 것이 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에서는 상기 제1 기판(SUB1) 상에 제공될 수 있다.

상기 제2 배향막(ALN2)은 상기 컬러 필터(CF)와 상기 블랙 매트릭스(BM) 상에 제공될 수 있다.

상기 제2 배향막(ALN2)은 상기 제1 배향막(ALN1)과 실질적으로 동일한 재료로 이루어지므로 설명을 생략한다.

상기 액정층(LC)은 음의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함하며, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 형성된 전계에 따라 광의 투과율을 변화시킴으로써 영상을 표시한다. 상기 액정층(LC)은 극성 액정 화합물, 비극성 액정 화합물, 중성 액정 화합물 등이 다양하게 혼합된 조성물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 액정층(LC)은 터페닐계 액정 화합물, 시클로헥실계 액정 화합물 등을 포함하는 조성물일 수 있다. 상기 액정 화합물에는 치환기로서 알킬기, 알케닐기, 또는 알콕시기 등이 포함될 수 있다. 상기 액정 조성물의 유전율 이방성이나 종류에 대해서는 다양한 변용이 가능하며, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 액정층(LC)은 유전율 이방성이 양인 액정 조성물들로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소(PX)은 상기 트랜지스터(TR)에 의해 구동된다. 즉, 상기 i번째 게이트 라인(GLi)을 통해 제공되는 게이트 신호에 응답하여 상기 트랜지스터(TR1)가 턴 온되면, 상기 j번째 데이터 라인(GLj)을 통해 제공되는 데이터 전압이 상기 턴-온된 트랜지스터(TR)를 통해 상기 화소 전극(PE)으로 제공된다. 이에 따라, 상기 데이터 전압이 인가된 상기 화소 전극(PE)과 공통 전압이 인가된 상기 공통 전극(CE)과의 사이에는 전계가 형성된다. 상기 전계에 따라 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동되며 그 결과 상기 액정층(LC)을 투과하는 광량에 따라 화상이 표시된다.

본 실시예에 있어서, 상기 공통 전극이 통판으로, 상기 화소 전극이 가지들을 가지며 상기 표시 장치는 PLS(plane-to-line switching) 모드로 구동될 수 있다. 그러나, 상기 화소 전극이나 공통 전극의 형상 및 이의 구동 모드는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 공통 전극에도 복수의 가지들이 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 화소 전극의 가지들은 상기 공통 전극의 가지들과 평면상에서 서로 교번하여 배치되어 IPS(in plane switching) 모드로 동작할 수 있다.

또한 본 발명의 개념에 반하지 않는 이상, 상기 표시 장치의 구조는 상기 PLS 모드나 IPS 모드를 제외한 다른 모드를 가질 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 도시하지는 않았으나, 상기 표시 장치는 TN(twisted nematic) 모드 또는 VA(vertical alignment) 모드로 구동될 수 있다. 이 경우, 상기 공통 전극은 제1 기판이 아닌 제2 기판, 예를 들어, 상기 컬러 필터와 블랙 매트릭스 상에 제공될 있으며, 상기 공통 전극(CE)에는 슬릿이나 돌기가 제공될 수도 있다.

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 반전 방식을 설명하기 위한 평면도이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 프레임 단위의 영상을 표시하는 바, 도 4a는 홀수 프레임에서의 표시 패널을 도시한 것이며, 도 4b는 짝수 프레임에서의 표시 패널을 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 컬럼 반전 형태로 구동되는 바, 도 4a에서 도시된 바와 같이, 홀수 프레임 동안 홀수번째 데이터 라인들(DL1, DL3, DL5, ...)에 제1 극성의 데이터 전압이 인가되고, 짝수번째 데이터 라인들(DL2, DL4, DL5, ...)에 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성의 데이터 전압이 인가된다. 그리고, 도 4b에서 도시된 바와 같이, 짝수 프레임 동안 홀수번째 데이터 라인들(DL1, DL3, DL5, ...)에 상기 제2 극성의 데이터 전압이 인가되고, 짝수번째 데이터 라인들(DL2, DL4, DL6, ...)에 상기 제1 극성의 데이터 전압이 인가된다.

도 4a 및 도 4b에 있어서, 상기 제1 극성은 정극성이며, 상기 제2 극성은 부극성일 수 있으며, 또는 그 반대일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 극성이 상기 공통 전압을 기준으로 정극성, 제2 극성이 상기 공통 전압을 기준으로 부극성인 경우를 일 예로서 설명한다.

도 4a를 다시 참조하면, 홀수번째 프레임에는, 첫번째 데이터 라인(DL1)부터 m+1번째 데이터 라인(DLm+1)에는 정극성, 부극성, 정극성...의 순으로 교번하여 데이터 전압이 인가된다. 이때, 홀수번째 행의 화소들은 첫번째 데이터 라인(DL1)부터 m번째 데이터 라인(DLm)까지 순차적으로 연결되므로, 상기 홀수번째 행의 화소들에는 정극성, 부극성, 정극성,...의 순서로 데이터 전압이 인가된다. 짝수번째 행의 화소들은 두번째 데이터 라인(DL2)부터 m+1번째 데이터 라인(DLm+1)까지 순차적으로 연결되므로, 상기 짝수번째 행의 화소들에는 부극성, 정극성, 부극성...의 순서로 데이터 전압이 인가된다.

도 4b를 다시 참조하면, 짝수번째 프레임에는 첫번째 데이터 라인(DL1)부터 m+1번째 데이터 라인(DLm+1)에는 부극성, 정극성, 부극성, ...의 순으로 교번하여 데이터 전압이 인가된다. 이때, 홀수번째 행의 화소들은 첫번째 데이터 라인(DL1)부터 m번째 데이터 라인(DLm)까지 순차적으로 연결되므로, 상기 홀수번째 행의 화소들에는 정극성, 부극성, 정극성,...의 순서로 데이터 전압이 인가된다. 짝수번째 행의 화소들에는 두번째 데이터 라인(DL2)부터 m+1번째 데이터 라인(DLm+1)까지 순차적으로 연결되므로, 상기 짝수번째 화소들에는 부극성, 정극성, 부극성...의 순서로 데이터 전압이 인가된다.

이에 따라, 상기 표시 장치의 각 화소들은 도트 반전 방식과 동일하게 구동된다. 즉, 어느 한 프레임에서 어느 한 화소를 기준으로 그 화소를 둘러싼 화소들의 극성이 모두 반대가 되며, 그 다음 프레임에서는 모든 화소들의 극성이 반전되므로, 역시 어느 한 화소를 기준으로 그 화소를 둘러싼 화소들의 극성이 모두 반대가 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 도트 반전 방식에서는 데이터 구동부로부터 데이터 라인에 공급되는 화소 전압의 극성이 행 및 열 방향으로 반전되며, 행 및 열 방향으로 인접한 화소들 간에 발생되는 플리커가 서로 상쇄된다.

본 발명의 일 실시예에 다른 표시 장치는 표시 영역의 가장자리 부분에서의 화소의 컬러 변성이 발생되지 않는다. 이를 설명하면 다음과 같다.

도 5a 및 도 5b는 기존의 표시 장치에 있어서, 표시 패널의 반전 방식을 설명하기 위한 평면도이다. 기존 발명에 따른 표시 장치는 프레임 단위의 영상을 표시하는 바, 도 5a는 홀수 프레임에서의 표시 패널을 도시한 것이며, 도 5b는 짝수 프레임에서의 표시 패널을 도시한 것이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 홀수 프레임에서, 비표시 영역에 제공된 첫번째 열의 화소들(즉, 더미 화소들)에는 두번째 열의 표시 화소들(즉, 표시 화소들)과 동일한 데이터 전압이 인가된다. 도시하지는 않았으나, 첫번째 데이터 라인(DL1)과 두번째 데이터 라인(DL2)은 서로 연결되어 첫번째 데이터 라인(DL1)과 두번째 데이터 라인(DL2)은 서로 동일한 데이터 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 홀수번째 행의 첫번째 열의 더미 화소들과 두번째 열의 화소들은 모두 정극성의 동일한 데이터 전압이 인가된다.

짝수 프레임에서도 비표시 영역에 제공된 첫번째 열의 화소들(즉, 더미 화소들)에는 두번째 열의 표시 화소들(즉, 표시 화소들)과 동일한 데이터 전압이 인가된다. 즉, 홀수번째 행의 첫번째 열의 더미 화소들과 두번째 열의 화소들은 모두 부극성의 동일한 데이터 전압이 인가된다.

그 결과, 동일한 데이터 전압이 인가되는 홀수번째 행의 첫번째 및 두번째 화소들에는 극성의 반전 여부와 상관없이 언제나 서로 동일한 극성의 데이터 전압이 충전된다.

또한, 홀수 프레임에서, 비표시 영역에 제공된 m번째 열의 화소들(즉, 더미 화소들)에는 표시 영역의 m-1번째 열의 화소들과 동일한 데이터 전압이 인가되었다. 즉, 짝수번째 행의 m번 째 열의 더미 화소들과 m-1번 째 열의 화소들은 모두 정극성의 동일한 데이터 전압이 인가된다. 짝수 프레임에서도, 비표시 영역에 제공된 m번째 열의 화소들(더미 화소들)에는 m-1번째 열의 화소들(즉, 표시 화소들)과 동일한 데이터 전압이 인가된다. 즉, 짝수번째 행의 m번째 열의 더미 화소들과, m-1번째 열의 화소들은 모두 부극성의 동일한 데이터 전압이 인가된다.

그 결과, 동일한 데이터 전압이 인가되는 짝수번째 행의 m번째, 및 m-1번째 화소들에는 극성의 반전 여부와 상관없이 언제나 서로 동일한 극성의 데이터 전압이 충전된다.

상기한 바와 같이, 표시 영역의 가장자리의 화소들과 비표시 영역의 더미 화소들이 서로 동일한 극성을 가진 상태로 장시간 반전 구동되는 경우, 상기 표시 영역의 가장자리 부분에 이온성 불순물이 용이하게 축적된다.

상기 이온성 불순물은 표시 장치를 구동하는 경우 열이나 자외선 등의 에너지가 액정에 가해졌을 때, 액정 조성물 내에서 액정 화합물 자체가 분해되거나 반응하거나, 액정 조성물 내에 포함된 액정 외 다른 물질이 분해됨으로써 형성될 수 있다. 상기 이온성 불순물은 반응성이 강한 반응기, 예를 들어, 알케닐기 및/또는 알콕시기를 갖는 액정 화합물로부터 기인할 수 있으며, 또한, 광분해형 배향막의 잔류물로부터 기인할 수 있다. 이에 더해, 상기 이온성 불순물은 배향막 형성시 액정 화합물이나 광분해형 배향막의 잔류물들의 산화를 막는 산화 방지제로부터 기인한 것일 수도 있다.

상기 이온성 불순물은 DC 전류의 축적을 야기하여 액정 분자들의 이상 구동을 일으킬 수 있다. 상기 액정 분자들의 이상 구동시에는 표시 영역의 가장자리부에서의 청색화나 적색화가 발생할 수 있다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 표시 영역의 가장자리에서 서로 인접한 표시 화소들과 더미 화소들 사이에 서로 동일한 데이터 전압이 인가되지 않으며, 이에 따른 이온성 불순물의 축적이나 DC 전류의 축적이 방지된다. 그 표시 영역의 가장자리에서 발생되는 결함, 예를 들어 화소들의 청색화나 적색화가 방지될 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예로서 PLS 모드로 구동되는 액정 표시 장치를 주로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이온성 불순물에 의한 화질 저하가 일어나는 액정 표시 장치라면 구동 모드와 상관없이 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.

GL1, GL2, ..., GLn : 게이트 라인들
DL1, DL2, ..., DLm+1 : 데이터 라인들
PX : 화소
DPX1, DPX2 : 제2 및 제2 더미 화소
DA : 표시 영역
NDA : 비표시 영역
IPX : 표시 화소

Claims (13)

1. 영상이 표시되는 표시 영역과 상기 표시 영역의 적어도 일측에 제공된 비표시 영역을 포함하는 표시 장치에 있어서,
   제1 베이스 기판;
   상기 제1 베이스 기판 상에 제공되며 행 방향으로 연장된 n(n은 1 이상의 자연수)개의 게이트 라인들;
   상기 제1 베이스 기판 상에 제공되며 상기 행 방향과 교차하는 열 방향으로 연장된 m+1(m은 1 이상의 자연수)개의 데이터 라인들; 및
   상기 게이트 라인들 중 대응하는 게이트 라인 및 상기 데이터 라인들 중 대응하는 데이터 라인에 각각 연결된 복수의 화소들을 포함하고,
   첫번째 열의 화소들 및 m번째 열의 화소들은 상기 비표시 영역에 제공되며, 각 열의 화소들은 독립적으로 구동되되, 첫번째 데이터 라인 및 m+1번째 데이터 라인에 연결된 화소들은 블랙을 표시하는 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 화소들 중 홀수번째 게이트 라인에 연결된 화소들은 각 화소의 행방향 일측에 제공된 데이터 라인에 연결되며, 상기 화소들 중 짝수번째 게이트 라인에 연결된 화소들은 각 화소의 행방향 타측에 제공된 데이터 라인에 연결되는 표시 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   각 화소는
   상기 대응하는 게이트 라인 및 상기 대응하는 데이터 라인에 연결된 박막 트랜지스터;
   상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극;
   상기 화소 전극과 이격되며 공통 전압이 인가되는 공통 전극; 및
   상기 제1 베이스 기판 상에 제공된 액정층을 포함하는 표시 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 게이트 라인들에 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이버, 상기 게이트 신호에 따라 상기 데이터 라인들에 데이터 전압을 출력하는 데이터 드라이버를 더 포함하는 표시 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   홀수 프레임 동안 홀수번째 데이터 라인들에 제1 극성의 데이터 전압이 인가되고, 짝수번째 데이터 라인들에 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성의 데이터 전압이 인가되는 표시 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   짝수 프레임 동안 상기 홀수번째 데이터 라인들에 상기 제2 극성의 데이터 전압이 인가되고, 상기 짝수번째 데이터 라인들에 상기 제1 극성의 데이터 전압이 인가되는 표시 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 극성은 상기 공통 전압을 기준으로 정극성이고, 상기 제2 극성은 상기 공통 전압을 기준으로 부극성인 표시 장치.
8. 제6 항에 있어서,
   상기 제1 극성은 상기 공통 전압을 기준으로 부극성이고, 상기 제2 극성은 상기 공통 전압을 기준으로 정극성인 표시 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 액정층을 사이에 두고 상기 제1 베이스 기판에 대향하는 제2 베이스 기판을 더 포함하는 표시 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극은 상기 제1 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공된 표시 장치.
11. 제9 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 제1 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공되며, 상기 공통 전극은 상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공된 표시 장치.
12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공된 제1 배향막, 및 상기 제2 베이스 기판과 상기 액정층 사이에 제공된 제2 배향막을 더 포함하는 표시 장치.
13. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 베이스 기판 및 상기 제2 베이스 기판 중 하나에 제공되며, 상기 첫번째 열의 화소들 및 상기 m번째 열의 화소들과 중첩하는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 표시 장치.
    

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