KR101404544B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되어 있으며, 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 빗각을 이루는 제1 사선부를 적어도 하나 포함하는 제1 경사 방향 결정 부재를 갖는 화소 전극, 그리고 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 이웃하고 상기 제1 사선부와 평행한 경사 방향 보조 부재를 포함한다.
절개부, 전계왜곡, pulse, PVA

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
이러한 액정 표시 장치 중에서도, 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode)의 액정 표시 장치는 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.
수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전기장 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전기장 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부와 돌기로 액정 분자가 기우는 방향을 결정할 수 있으므로, 이들을 사용하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.
그런데 돌기나 절개부가 있는 부분은 빛이 투과하기 어려우므로 이들이 많을수록 개구율이 떨어진다. 개구율을 높이기 위하여 돌기나 절개부의 간격을 넓힌 초고개구율 구조가 제시되었다. 그러나 이 경우 돌기나 절개부 사이 영역의 중앙부에 위치하는 액정 분자는 돌기나 절개부에 의하여 형성되는 수평 전기장의 영향을 받기 힘들어 액정 분자들의 배향이 흐트러지고 이에 따라 텍스처(texture)나 빛샘이 생기며 응답 시간이 길어진다.
본 발명이 이루고자 하는 한 기술적 과제는 액정 표시 장치의 개구율을 높이면서 응답 속도 및 투과율을 향상하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 소자, 상기 스위칭 소자와 연결되어 있으며, 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 빗각을 이루는 제1 사선부를 적어도 하나 포함하는 제1 경사 방향 결정 부재를 갖는 화 소 전극,그리고 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 이웃하고 상기 제1 사선부와 평행한 경사 방향 보조 부재를 포함한다.
상기 경사 방향 보조 부재는 상기 화소 전극에 형성되어 있는 단차부를 포함할 수 있다.
상기 데이터선과 상기 화소 전극 사이에 형성되어 있는 절연막을 더 포함하고, 상기 경사 방향 보조 부재는, 상기 화소 전극의 단차부에 상응하며 상기 절연막에 형성되어 있는 오목부를 포함할 수 있다.
상기 오목부의 폭은 4㎛ 내지 8㎛일 수 있다.
상기 오목부의 깊이는 500Å 내지 2500Å일 수 있다.
상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 공통 전극은 상기 경사 방향 보조 부재를 사이에 두고 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 마주하고 상기 제1 사선부와 평행한 제2 사선부를 적어도 하나 포함하는 제2 경사 방향 결정 부재를 가질 수 있다.
상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 상기 제2 경사 방향 결정 부재 사이의 거리는 40㎛ 이상일 수 있다.
상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 상기 경사 방향 보조 부재 사이의 거리에 대한 상기 제2 경사 방향 결정 부재와 상기 경사방향 보조 부재 사이의 거리의 비는 1/3 이상 1 이하일 수 있다.
상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 경사 방향 보조 부재와 상기 제1 경사 방향 결정 부재 사이의 거리는 상기 경사 방향 보조 부재와 상기 제2 경사 방향 결정 부재 사이의 거리보다 짧을 수 있다.
상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 상기 경사 방향 보조 부재 사이의 거리에 대한 상기 제2 경사 방향 결정 부재와 상기 경사 방향 보조 부재 사이의 거리의 비는 1 초과 3 이하일 수 있다.
본 발명에 따르면 액정 표시 장치의 개구율을 높이면서 응답 속도 및 투과율을 향상시킬 수 있다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 하부 표시판의 배치도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 상부 표시판의 배치도이며, 도 3은 도 1의 하부 표시판과 도 2의 상부 표시판으로 이루어진 액정 표시 장치의 배치도이며, 도 4 및 도 5는 각각 도 3의 액정 표시 장치를 Ⅳ-Ⅳ 및 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 도 1, 도 3, 도 4 및 도 5를 참고하여 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 아래위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되 는 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗은 줄기선과 이로부터 갈라진 복수의 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)을 포함한다. 유지 전극선(131) 각각은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 위치한다. 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)은 세로 방향으로 뻗으며 서로 마주한다. 그러나 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.
게이트 도전체(121, 131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 섬형 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치한다.
반도체(154) 위에는 한 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터 선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124)을 향하여 각각 뻗어 U자 형으로 굽은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 데이터 구동부(500)와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 구동부(500)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다. 각 드레인 전극(175)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있으며, 막대형 끝 부분은 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸여 있다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 아래의 반도체(154)와 그 위의 데이터 도전체(171, 175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(171, 175)로 가리지 않고 노출된 부분이 있다
데이터 도전체(171, 175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지거나 유기막 및 무기막의 이중막으로 형성될 수 있으며 표면이 평탄할 수 있다.
보호막(180)에는 복수의 오목부(60)가 형성되어 있다. 오목부(60)는 제1 하부 및 상부 오목부(61a, 61b), 제2 하부 및 상부 오목부(62a 62b), 제3 하부 및 상부 오목부(63a, 63b), 그리고 제4 하부 및 상부 오목부(64a, 64b)를 포함한다.
또한 보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175)의 한 쪽 끝을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(common electrode)(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 배향 방향을 결정한 다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 달라진다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 "액정 축전기(liquid crystal capacitor)"라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
화소 전극(191)은 유지 전극(137a, 137b)를 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하며, 화소 전극(191)이 유지 전극선(131)과 중첩하여 이루는 축전기를 "유지 축전기(storage capacitor)"라 하며, 유지 축전기는 액정 축전기의 전압 유지 능력을 강화한다.
각 화소 전극(191)은 게이트선(121) 또는 데이터선(171)과 거의 평행한 네 개의 주 변을 가지며 왼쪽 모퉁이가 모따기되어 있는(chamfered) 대략 사각형 모양이다. 화소 전극(191)의 모딴 빗변(90a, 90b)은 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이룬다.
화소 전극(191)에는 제1 중앙 절개부(91) 및 제2 중앙 절개부(92)가 형성되어 있으며, 화소 전극(191)은 이들 절개부(91, 92)에 의하여 복수의 영역(patition)으로 분할 된다. 절개부(91, 92)는 화소 전극(191)을 이등분하는 가상의 가로 중심선에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.
제1 중앙 절개부(91)는 세로부 및 이와 연결된 한 쌍의 사선부를 포함한다. 세로부는 화소 전극(191)의 가로 중심선에 수직으로 짧게 뻗으며, 한 쌍의 사선부는 세로부에서 화소 전극(191)의 오른쪽 변을 향하여 뻗으며, 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이루며 서로 수직으로 뻗어 있다.
제2 중앙 절개부(92)는 화소 전극(191)의 가로 중심선을 따라 뻗으며 오른쪽 변 쪽에 입구를 가지고 있다. 제2 중앙 절개부(92)의 입구는 제1 중앙 절개부(91)의 사선부에 각각 거의 평행한 한 쌍의 빗변을 가지고 있다.
화소 전극(191)의 하반부는 제1 중앙 절개부(91)의 사선부에 의하여 두 개의 영역(partition)으로 나뉘고, 상반부 또한 제1 중앙 절개부(91)의 사선부에 의하여 두 개의 영역으로 분할된다. 이 때, 영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소 전극(191)의 크기, 화소 전극(191)의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라질 수 있다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
다음, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막는다. 차광 부재(220)는 데이터선(171)에 대응하는 선형 부분(221)과 박막 트랜지스터에 대응하는 면형 부분을 포함하며, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막고 화소 전극(191)과 마주하는 개구 영역을 정의한다. 그러나 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주보며 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부(도시하지 않음) 를 가질 수도 있다.
기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.
덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어지며 공통 전극(270)에는 복수의 절개부(70) 집합이 형성되어 있다.
하나의 절개부(70) 집합은 하나의 화소 전극(191)과 마주하며 중앙 절개부(71), 하부 절개부(72a) 및 상부 절개부(72b)를 포함한다. 절개부(70) 각각은 화소 전극(191)의 인접 절개부(91-92b) 사이 또는 절개부(92a, 92b)와 화소 전극(191)의 모딴 빗변(90a, 90b) 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(70)는 화소 전극(191)의 중앙 절개부(91)의 사선부와 거의 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선부를 포함한다. 절개부(70)는 화소 전극(191)의 가로 중심선에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.
하부 및 상부 절개부(72a, 72b) 각각은 사선부와 가로부 및 세로부를 포함한다. 사선부는 대략 화소 전극(191)의 위쪽 또는 아래쪽 변에서 왼쪽 변으로 뻗는 다. 가로부 및 세로부는 사선부의 각 끝에서부터 화소 전극(191)의 변을 따라 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이룬다.
중앙 절개부(71)는 중앙 가로부, 한 쌍의 사선부 및 한 쌍의 종단 세로부를 포함한다. 중앙 가로부는 대략 화소 전극(191)의 왼쪽 변에서부터 화소 전극(191)의 가로 중심선을 따라 오른쪽으로 뻗는다. 한 쌍의 사선부는, 중앙 가로부의 끝에서부터 화소 전극(191)의 오른쪽 변을 향하여 중앙 가로부와 둔각을 이루면서, 각각 하부 및 상부 절개부(72a, 72b)와 거의 나란하게 뻗는다. 종단 세로부는 해당 사선부의 끝에서부터 화소 전극(191)의 오른쪽 변을 따라 오른쪽 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이룬다.
절개부(70)의 수효 또한 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(70)와 중첩하여 절개부(70) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다.
적어도 하나의 절개부(70, 90)는 돌기(protrusion)(도시하지 않음)나 함몰부(depression)(도시하지 않음)로 대체할 수 있다. 돌기는 유기물 또는 무기물로 만들어질 수 있고 전기장 생성 전극(191, 270)의 위 또는 아래에 배치될 수 있다.
한편 보호막(180)의 오목부(60)는 화소 전극(191)의 절개부(90) 또는 모딴 빗변(90a, 90b)과 공통 전극(270)의 절개부(70) 사이에 배치되어 있다. 즉 제1 하부 및 상부 오목부(61a, 61b)는 공통 전극(270)의 중앙 절개부(71)와 화소 전극(191)의 제1 중앙 절개부(91) 사이에 배치되며, 제2 하부 오목부(62a)는 화소 전극(191)의 제1 중앙 절개부(91)와 공통 전극(270)의 하부 절개부(72a) 사이에 배치되며, 제2 상부 오목부(62b)는 화소 전극(191)의 제1 중앙 절개부(91)와 공통 전 극(270)의 상부 절개부(72b) 사이에 배치되며, 제3 하부 오목부(63a)는 공통 전극(270)의 하부 절개부(72a)와 화소 전극(191)의 모딴 빗변(90a, 90b) 사이에 배치되며, 제3 상부 오목부(63b)는 공통 전극(270)의 상부 절개부(72b)와 화소 전극(191)의 모딴 빗변(90a, 90b) 사이에 배치되며, 제4 하부 및 상부 오목부(64a, 64b)는 공통 전극(270)의 중앙 절개부(70)과 화소 전극(92)의 제1 중앙 절개부(91) 사이에 배치된다.
이제 도 6, 도 7, 그리고 앞서 설명한 도 3을 참고하여 화소 전극의 절개부, 공통 전극의 절개부 및 보호막의 오목부에 대하여 상세하게 설명한다.
도 6은 도 3에 도시한 액정 표시 장치에서 점선으로 표시한 원 부분을 확대 도시한 도면이며, 도 7은 도 6을 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 보호막(180)의 오목부(60)는 화소 전극(191)의 절개부(90)과 공통 전극(270)의 절개부(70) 사이에 배치되어 있다. 화소 전극(191)에는 보호막(180)의 오목부(60)의 형태에 따라 형성되어 있는 단차부(191a)가 형성되어 있다.
화소 전극(191)의 절개부(90) 및 오목부(60)와 공통 전극(270)의 절개부(70)를 동일한 평면에 투영했을 때, 화소 전극(191)의 절개부(90)와 공통 전극(270)의 절개부(70) 사이의 거리(A)는 액정 표시 장치의 개구율을 충분히 확보하기 위하여 40㎛이상인 것이 바람직다. 화소 전극(191)의 절개부(90)와 오목부(60) 사이의 거리(B)에 대한 공통 전극(270)의 절개부(70)와 오목부(60) 사이의 거리(C)의 비는 1:1 내지 1:3이거나 1:1 내지 3:1일 수 있다.
오목부(60)는 화소 전극(191)에 단차부(191a)가 충분히 형성되게 하기 위하여, 그 폭(D)은 4㎛ 내지 8㎛인 것이 바람직하며, 그 깊이(E)는 500Å 내지 2500Å인 것이 바람직하다.
액정층(3)을 이루는 액정 분자들이 기울어지는 방향은 일차적으로 전기장 생성 전극(191, 270)의 절개부(70, 90)와 화소 전극(191)의 빗변이 주 전기장을 왜곡하여 만들어내는 수평 성분에 의하여 결정된다. 이러한 주 전기장의 수평 성분은 절개부(70, 90)의 변과 화소 전극(191)의 빗변에 거의 수직이다.
절개부(70, 90)에 의하여 나뉜 각 부영역 위의 액정 분자들은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.
이 때 화소 전극(191)의 절개부(90)과 공통 전극(270)의 절개부(70) 사이의 거리가 멀어지면 액정 표시 장치의 개구율은 증가한다. 그러나 각 절개부(70, 90) 사이의 절개부(70, 90)로부터 먼 부분은 절개부(70, 90)와 화소 전극의 빗변이 주 전기장을 왜곡하여 만들어내는 수평 성분의 영향을 받기 힘들다. 절개부(70, 90)로부터 먼 부분에 위치한 액정 분자의 배열이 흐트러져 텍스처(texture)가 발생하고, 액정 분자의 응답 속도가 떨어진다.
그러나 본 발명의 한 실시예와 같이 각 절개부(70, 90) 사이 또는 절개부(70)와 화소 전극(191)의 빗변 사이에 화소 전극(191)의 단차부(191a)를 두면, 단차부(191a)로 인하여 전계가 왜곡된다. 이러한 전계의 왜곡은 해당 부분에 위치 한 액정 분자의 배열을 제어한다. 따라서 절개부(70, 90) 사이의 거리 또는 절개부(70)와 화소 전극(191)의 빗변 사이의 거리를 넓혀 개구율을 확보하면서도, 액정 분자의 텍스처 발생을 방지하고 응답 속도를 높일 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참고하면, 표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(11, 21)이 형성되어 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다.
표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(12, 22)가 구비되어 있는데, 두 편광자(12, 22)의 편광축은 직교하며 이중 한 편광축은 게이트선(121a, 121b)에 대하여 나란한 것이 바람직하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다.
액정 표시 장치는 편광자(12, 22), 위상 지연막, 표시판(100, 200) 및 액정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.
이제 도 8a 및 도 8b을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정 분자의 거동에 대하여 상세하게 설명한다.
도 8a는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치를 구동하고 8msec가 경과한 후를 도시하는 도면이며, 도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 구동하고 8msec가 경과한 후를 도시하는 도면이다.
도 8a에 도시한 바와 같이 종래 기술에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극 절 개부(90)와 공통 전극 절개부(70)만이 구비되며, 도 8b에 도시한 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극 절개부(90)와 공통 전극 절개부(70) 사이에 보호막(180)의 오목부(60)가 배치되어 있다.
도 8a 및 도 8b 각각에서 점선의 원으로 표시한 부분에서 검은 색으로 나타나는 부분이 액정 분자가 전계의 영향을 미쳐 받지 못하여 아직 움직이지 못한 부분이다. 도 8a 및 도 8b를 비교하면 도 8b의 경우가 도 8a보다 검은 부분의 폭이 작은 것을 알 수 있다. 즉 화소 전극 절개부(90)와 공통 전극 절개부(70) 사이에 오목부(60)를 배치하여 전계를 왜곡함으로써, 액정 분자의 응답 속도가 높아진 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 하부 표시판의 배치도.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 상부 표시판의 배치 도.
도 3은 도 1의 하부 표시판과 도 2의 상부 표시판으로 이루어진 액정 표시 장치의 배치도.
도 4 및 도 5는 각각 도 3에 도시한 액정 표시 장치를 Ⅳ-Ⅳ 및 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 잘라 도시한 단면도.
도 6은 도 3에 도시한 액정 표시 장치의 일부를 확대 도시한 도면.
도 7은 도 6을 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 잘라 도시한 단면도.
도 8a는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도를 나타내는 도면이며, 도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 응답 속도를 나타내는 도면이다.
<도면 부호의 설명>
11, 12: 배향막 12, 22: 편광자
60, 61a, 61b, 62a, 62b, 63a, 63b: 오목부
70, 71, 72a, 72b: 공통 전극 절개부
90, 91, 92: 화소 전극 절개부
100: 하부 표시판 110, 210: 기판
121: 게이트선 124: 게이트 전극
131: 유지 전극선 137a, 137b: 유지 전극
140: 게이트 절연막 154: 섬형 반도체
171: 데이터선 173: 소스 전극
175: 드레인 전극 180: 보호막
181, 182, 185: 접촉 구멍 191: 화소 전극
200: 상부 표시판 220: 차광 부재
230: 색필터 250: 덮개막
270: 공통 전극

Claims (10)

  1. 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하는 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 소자,
    상기 스위칭 소자와 연결되어 있으며, 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 빗각을 이루는 제1 사선부를 적어도 하나 포함하는 제1 경사 방향 결정 부재를 갖는 화소 전극, 그리고
    상기 데이터선과 상기 화소 전극 사이에 형성되어 있으며 오목부를 포함하는 절연막
    을 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 이웃하고 서로 다른 평행선 상에서 상기 제1 사선부와 평행한 경사 방향 보조 부재를 포함하고,
    상기 경사 방향 보조 부재는 상기 화소 전극에 형성되어 있는 단차부를 포함하고,
    상기 단차부는 상기 절연막의 상기 오목부 바로 위에 위치하고 상기 오목부의 형태에 따라 형성되어 있으며 상기 오목부 위에서 연속적으로 형성되어 있는
    액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 오목부의 폭은 4㎛ 내지 8㎛인 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 오목부의 깊이는 500Å 내지 2500Å인 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 더 포함하고,
    상기 공통 전극은 상기 경사 방향 보조 부재를 사이에 두고 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 마주하고 상기 제1 사선부와 평행한 제2 사선부를 적어도 하나 포함하는 제2 경사 방향 결정 부재를 갖는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 상기 제2 경사 방향 결정 부재 사이의 거리는 40㎛ 이상인 액정 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 상기 경사 방향 보조 부재 사이의 거리에 대한 상기 제2 경사 방향 결정 부재와 상기 경사방향 보조 부재 사이의 거리의 비는 1/3 이상 1 이하인 액정 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 경사 방향 보조 부재와 상기 제1 경사 방향 결정 부재 사이의 거리는 상기 경사 방향 보조 부재와 상기 제2 경사 방향 결정 부재 사이의 거리보다 짧은 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 경사 방향 결정 부재를 상기 화소 전극 위에 투영했을 때, 상기 제1 경사 방향 결정 부재와 상기 경사 방향 보조 부재 사이의 거리에 대한 상기 제2 경사 방향 결정 부재와 상기 경사 방향 보조 부재 사이의 거리의 비는 1 초과 3 이하인 액정 표시 장치.
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