KR102117397B1 - 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 장치는 화소 영역이 정의된 제1 기판과 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하며, 상기 제1 기판은 중심선을 기준으로 제1 각도 및 제2 각도로 기울어져 연장되는 제1 패턴이 형성된 화소 전극을 포함한다. 상기 제2 기판은 평면상에서 볼 때 상기 제1 패턴과 교번하여 배치되며, 상기 중심선을 기준으로 제1 각도 및 제2 각도로 기울어진 제2 패턴이 형성된 공통 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제1 각도는 +35° 내지 +45°이며, 상기 제2 각도는 -35° 내지 -45°인 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로써, 구체적으로는 시인성이 향상된 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 투명한 두 기판 사이에 액정층이 형성된 표시 장치로서, 상기 액정층을 구동하여 화소 별로 광 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 동작 형태에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 이 중 수직 정렬(vertical alignment, VA) 모드의 액정 표시 장치는 상기 두 기판 사이에 전계가 형성될 때 액정 분자가 수직으로 정렬되어 광을 투과시켜 화상을 표시한다. 특히, PVA 모드(patterned vertical alignment mode) 액정 표시 장치는, 패턴이 형성된 화소 전극을 이용하여 액정 분자들을 서로 다른 방향으로 배열시켜 액정 도메인을 형성함으로써 액정 표시 장치의 시야각을 향상시킨다. 상기 화소 전극은 복수의 미세 슬릿들을 가지도록 패터닝될 수 있으며, 상기 미세 슬릿들 사이에 형성된 프린지 전계에 의해 상기 액정 분자들이 구동된다.

본 발명의 목적은 표시 장치의 시인성을 개선함으로써 표시품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 화소의 개구율이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 화소 영역이 정의된 제1 기판과 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함한다.

상기 제1 기판은 제1 방향으로 연장된 데이터 라인과 상기 제1 방향과 교차하며 제2 방향으로 연장된 게이트 라인, 및 화소 전극을 포함한다. 상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 화소 영역의 중앙부를 통과하는 중심선을 기준으로 제1 각도 및 제2 각도로 기울어져 연장되는 제1 패턴이 형성된다.

상기 제2 기판은 평면상에서 볼 때 상기 제1 패턴과 교번하여 배치되며, 상기 중심선을 기준으로 상기 제1 각도 및 상기 제2 각도로 기울어진 제2 패턴이 형성된 공통 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제1 각도는 약 +35° 내지 약 +45°이며, 상기 제2 각도는 약 -35° 내지 약 -45°인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 패턴은 상기 중심선을 기준으로 절곡되며, 상기 제1 패턴은 절곡된 부분에 상기 제1 방향으로 연장된 제1 서브 패턴을 더 포함한다.

상기 제2 패턴은 상기 중심선을 기준으로 절곡되며, 상기 제2 패턴은 절곡된 부분에 상기 제1 방향으로 연장된 제2 서브 패턴을 더 포함한다. 또한 상기 제2 패턴은 상기 중심선과 이격되어 있는 상기 제2 패턴의 양단부에 상기 제2 서브 패턴과 반대 방향으로 연장된 제3 서브 패턴을 더 포함한다.

상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴의 폭은 약 8㎛ 내지 약 12㎛인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 각각 상기 화소 전극 및 공통 전극의 일부가 제거되어 형성된 개구일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극 상에 돌출되어 형성될 수 있다. 여기서, 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극은 투명 전극으로 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인에 연결되는 상기 화소 전극과 연결되는 박막 트랜지스터를 더 포함한다.

또한, 상기 화소 영역은 상기 제1 방향의 길이가 상기 제2 방향의 길이보다 더 길게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화소의 시인성 및 개구율을 향상시켜 표시품질을 향상시킨다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 확대 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 4는 제1 패턴이 형성된 화소 전극을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 5는 제2 패턴이 형성된 공통 전극을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서 화소 전극과 공통 전극에 전계가 인가되었을 때의 액정분자의 배열 방향을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 정면 감마 특성과 측면 감마 특성 및 기존의 표시 장치의 측면 감마 특성을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 투과율과 비교예의 투과율을 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서 제1 패턴 및 제2 패턴의 폭에 따른 표시 장치의 정면 감마 특성과 측면 감마 특성을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에서 제1 패턴 및 제2 패턴의 폭에 따른 표시 장치의 투과율과 기존 표시 장치의 투과율을 도시한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 다수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 상기 표시 장치는 표시 패널(100) 및 구동부를 포함한다.

상기 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인들(G1-Gn), 복수의 게이트 라인들(G1-Gn)에 교차하여 배열된 복수의 데이터 라인들(D1-Dm), 복수의 게이트 라인들(G1-Gn) 및 복수의 데이터 라인들(D1-Dm)에 연결된 복수의 화소들(PX)을 포함한다.

상기 데이터 라인들(D1-Dm)은 제1 방향(D1)으로 연장되며 서로 평행하게 배열된다. 상기 게이트 라인들(G1-Gn)은 상기 제1 방향(D1)과 교차하며 제2 방향(D2)으로 연장되며 서로 평행하게 배열된다.

상기 화소들(PX)은 상기 게이트 라인들(G1-Gn) 중 대응 하는 게이트 라인(Gn)과 상기 데이터 라인들(D1-Dm) 중 대응 하는 데이터 라인(Dm)에 연결되어 영상을 제공할 수 있다.

상기 표시 패널(100)은 상기 구동부로부터 제공된 신호에 응답하여 백라이트 어셈블리(BA)로부터 수신 받은 평면광을 조절하여 영상을 표시한다.

상기 구동부는 타이밍 컨트롤러(TC), 게이트 구동부(GD), 및 데이터 구동부(DD)를 포함한다.

상기 데이터 구동부(DD)는 상기 표시 패널(100)의 상기 데이터 라인들(D1-Dm)에 연결되어 영상 신호에 대응하는 데이터 전압을 상기 화소들(PX)에 인가한다.

상기 게이트 구동부(GD) 및 상기 데이터 구동부(DD)는 복수의 구동 집적 회로 칩의 형태로 상기 표시 패널(100) 위에 직접 실장되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(미도시) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 상기 표시 패널(100)에 부착될 수도 있다. 이와는 달리, 상기 게이트 구동부(GD) 또는 상기 데이터 구동부(DD)가 상기 표시 패널(100)에 집적될 수도 있다.

상기 타이밍 컨트롤러(TC)는 외부로부터 영상 신호(RGB) 및 이의 표시를 제어하기 위한 제어 신호들(CS) 예를 들면, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 클럭 신호, 데이터 인에이블 신호 등을 제공받는다. 상기 타이밍 컨트롤러(TC)는 상기 제어 신호들(CS)에 기초하여 상기 영상 신호(RGB)를 상기 표시 패널(100)의 동작 조건에 맞게 처리한 데이터 신호(DAT) 및 제2 제어 신호(CONT2)를 상기 데이터 구동부(DD)로 제공하고, 제1 제어 신호(CONT1)를 상기 게이트 구동부(GD)로 제공한다. 상기 제2 제어 신호(CONT2)는 클럭 신호, 극성 반전 신호 및 라인 래치 신호를 포함하고, 상기 제1 제어 신호(CONT1)는 수직 동기 시작 신호, 출력 인에이블 신호 그리고 게이트 펄스 신호 등을 포함할 수 있다.

상기 데이터 구동부(DD)는 상기 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 상기 제2 제어 신호(CONT2)에 응답하여 한 행의 화소들(PX)에 대한 데이터 신호(DAT)를 차례로 입력받아 시프트 시키고, 각 데이터 신호(DAT)에 대응하는 데이터 전압을 상기 데이터 라인들(D1-Dm)에 인가한다.

상기 게이트 구동부(GD)는 상기 타이밍 컨트롤러(TC)로부터의 상기 제1 제어 신호(CONT1)에 응답하여 게이트 온 전압(Von)을 상기 게이트 라인들(G1-Gn)에 인가한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 확대 평면도이다.

도 3은 도 2의 I-I' 선에 따른 단면도이다.

본 발명의 실시예들에 따르면 표시 패널은 복수의 화소들을 가지며 영상을 표시한다. 상기 표시 패널은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 유기 전계 발광 표시 패널(organic light emitting display panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel), 일렉트로?팅 표시 패널(electrowetting display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel) 등의 다양한 표시 패널을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 표시 패널들 중 액정 표시 패널을 일 예로서 도시하였다. 여기서, 각 화소는 동일한 구조로 이루어지므로 설명의 편의상 하나의 화소가 상기 화소들 중 하나의 화소에 인접한 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들과 함께 도시되었다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구조에 대해 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 액정 표시 패널은 복수의 화소들(PX)이 구비된 제1 기판(SUB1), 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.

각 화소(PX)는 비표시 영역(NDA) 및 표시 영역(DA)으로 이루어진 화소 영역(PXA)에 구비된다. 상기 비표시 영역(NDA)은 상기 표시 영역(DA)을 제외한 부분일 수 있다. 상기 표시 영역(DA)에는 영상이 표시되나, 상기 비표시 영역(NDA)에는 영상이 표시되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 화소(PX)는 제1 방향(D1)의 길이가 제2 방향(D2)의 길이보다 긴 형상으로 도시 되어있으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 방향(D1)의 길이와 상기 제2 방향(D2)의 길이가 같을 수 있다.

상기 제1 기판(SUB1)은 제1 절연 기판(INS1), 상기 제1 절연 기판(INS1) 상에 구비된 복수의 게이트 라인들(G1-Gn), 복수의 스토리지 라인들(STL), 및 복수의 데이터 라인들(D1-Dm)을 포함한다.

상기 게이트 라인(Gn)은 상기 제1 절연 기판(INS1) 상에 상기 제2 방향(D2)으로 연장되어 형성된다.

상기 스토리지 라인(STL)은 상기 게이트 라인(Gn)과 이격되어 상기 제2 방향(D2)으로 연장되며, 상기 게이트 라인(Gn)과 함께 형성될 수 있다.

상기 데이터 라인(Dm)은 상기 제2 방향(D2)과 교차하는 상기 제1 방향(D1)으로 연장된다. 상기 데이터 라인(Dm)은 상기 게이트 라인(Gn) 및 상기 스토리지 라인(STL)이 형성된 상기 제1 절연 기판(INS1) 상에 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 제공된다.

상기 각 화소(PX)는 상기 게이트 라인들(G1-Gn) 중 대응하는 하나와 상기 데이터 라인들(D1-Dm) 중 대응하는 하나에 연결된다. 상기 각 화소(PX)는 박막 트랜지스터(TFT)와 상기 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된 화소 전극(PE)을 포함한다.

상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 반도체층(SM), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)을 포함하며, 상기 비표시 영역(NDA)에 제공될 수 있다.

상기 게이트 전극(GE)은 상기 게이트 라인(Gn)으로부터 돌출되어 제공된다.

상기 반도체층(SM)은 상기 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 상기 게이트 전극(GE) 상에 제공된다. 상기 반도체층(SM)은 상기 게이트 절연막(GI) 상에 제공된 활성층(ACT)과 상기 활성층(ACT) 상에 제공된 오믹 콘택층(OHM)을 포함한다. 상기 활성층(ACT)은 평면 상에서 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)이 형성된 영역 및 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이의 영역에 대응하는 영역에 제공된다. 상기 오믹 콘택층(OHM)은 상기 활성층(ACT)과 상기 소스 전극(SE) 사이 및 상기 활성층(ACT)과 상기 드레인 전극(DE) 사이에 제공된다.

상기 소스 전극(SE)은 상기 데이터 라인(Dm)에서 분지되어 형성되며, 평면상에서 볼 때 상기 게이트 전극(GE)과 적어도 일부가 중첩한다. 상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)로부터 이격되어 형성되며, 평면 상에서 볼 때, 상기 게이트 전극(GE)과 적어도 일부가 중첩한다.

상기 화소 전극(PE)은 패시베이션층(PSV)을 사이에 두고 상기 드레인 전극(DE)과 연결된다. 상기 패시베이션층(PSV)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 콘택홀(CH)을 가지며, 상기 화소 전극(PE)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)과 연결된다. 상기 화소 전극(PE)은 투명전극으로 제공될 수 있다.

상기 화소 전극(PE)은 제1 패턴(P1)을 포함한다. 상기 제1 패턴(P1)은 상기 표시 영역(DA)뿐만 아니라 상기 게이트 라인(Gn) 또는 상기 데이터 라인(Dm)이 형성된 영역에도 형성될 수 있다.

상기 제2 기판(SUB2)은 상기 제1 기판(SUB1)에 대향하여 구비되며, 제2 절연 기판(INS2), 컬러 필터(CF), 블랙 매트릭스(BM), 및 공통 전극(CE)을 포함한다.

상기 컬러 필터(CF)는 제2 기판(SUB2) 상에 배치된다. 상기 컬러 필터(CF)는 예를 들어 각각 적색, 녹색광, 및 청색광 만을 투과시키는 레드, 그린, 및 블루 컬러 필터 중 어느 하나 일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 복수 개로 제공되며, 각 대응되는 화소(PX)에 배치된다.

상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 블랙 매트릭스(BM)로 입사되는 광을 차광한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(BM)에 대응되는 영역은 영상이 표시되지 않는다. 구체적으로, 상기 블랙 매트릭스(BM)는 백라이트 어셈블리(BA)로부터 게이트 라인들(G1-Gn), 데이터 라인들(D1-Dm), 및 박막 트랜지스터(TFT) 측으로 입사되는 광을 차광한다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 화소(PX)를 둘러싸도록 형성되며, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상으로 배치 되어 상기 화소(PX)의 표시 영역(DA)을 정의한다. 상기 블랙 매트릭스(BM)는 크롬(Cr) 박막, 산화크롬(CrxOy) 박막, 또는 크롬 박막과 실질적으로 동일한 광 투과율을 갖는 블랙 유기막 등을 패터닝 하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되는 상기 비표시 영역(NDA)에 따라 상기 화소(PX)의 개구율이 결정된다. 즉, 상기 비표시 영역(NDA)을 작게 형성 할수록 상기 표시 영역(DA)이 넓어져 상기 화소(PX)의 개구율이 증가한다.

상기 공통 전극(CE)은 투명전극으로 제공될 수 있으며, 상기 표시 영역(DA)에 상기 제1 패턴(P1)과 교번하여 배치되는 제2 패턴(P2)을 포함한다. 상기 제2 패턴(P2)은 예를 들어, 상기 표시 영역(DA)뿐만 아니라 상기 게이트 라인(Gn) 또는 상기 데이터 라인(Dm)이 형성된 영역에도 형성될 수 있다.

상기 액정층(LC)은 상기 제1 기판(SUB1)을 통하여 입사된 광을 제어한다. 상기 액정층(LC)은 유전율 이방성을 가지는 복수의 액정분자들을 포함한다. 상기 액정분자는 예를 들어, 음의 유전율 이방성을 갖고 있어, 인가된 전계와 액정분자의 장축이 수직한 방향으로 배열될 수도 있다. 또한, 이에 한정되지 않고 액정분자는 양의 유전율을 갖고 있어, 액정분자의 장축이 인가된 전계와 평행한 방향으로 배열될 수 있다.

상기 액정분자들은 배열하기 위하여 상기 액정분자들을 사이에 두고 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB)에 배향막들(미도시)이 각각 배열된다. 상기 배향막(미도시)은 수직 배향막일 수 있다.

상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 사이에 전계가 인가되면 상기 액정분자들이 상기 제1 기판(SUB1)과 상기 제2 기판(SUB2) 사이에서 특정 방향으로 재배열되어 광을 제어한다. 구체적으로, 상기 액정층(LC)에 입사된 광의 편광은 액정분자들에 의해 제어된다.

도 4는 제1 패턴이 형성된 화소 전극을 확대하여 도시한 평면도이다.

도 5는 제2 패턴이 형성된 공통 전극을 확대하여 도시한 평면도이다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)에 대해 상세히 설명한다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 패턴(P1)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되어 상기 화소 영역(PXA)의 중앙부를 통과하는 중심선(CL)을 기준으로 절곡된 형상을 가지며 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)로 기울어져 연장된다. 상기 제1 각도(θ1)는 약 +35°내지 약 +45°일 수 있으며, 상기 제2 각도(θ2)는 약 -35°내지 약 -45°일 수 있다.

상기 제1 패턴(P1)은 절곡된 부분에 있어서, 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 제1 서브 패턴(SP1)을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 패턴(P1)의 폭(W1)은 약 8㎛ 내지 약 12㎛일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 패턴(P1)은 전체적으로 또는 부분적으로 변형된 형상으로 제공되어 상기 폭과 다른 폭을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 패턴(P1)은 개구되어 형성된 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 패턴(P1)은 상기 화소 전극(PE) 상에 돌출되어 형성될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 제2 패턴(P2)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되어 상기 화소 영역(PXA)의 중앙부를 통과하는 중심선(CL)을 기준으로 절곡된 형상을 가지며 제1 각도(θ1) 및 제2 각도(θ2)로 기울어져 연장된다. 상기 제1 각도(θ1)는 약 +35°내지 약 +45°일 수 있으며, 상기 제2 각도(θ2)는 약 -35°내지 약 -45°일 수 있다.

상기 제2 패턴(P2)은 절곡된 부분에 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 제2 서브 패턴(SP2)을 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 패턴(P2)은 상기 중심선(CL)과 이격되어 있는 상기 제2 패턴(P2)의 양단부에 상기 제2 서브 패턴(SP2)과 반대 방향으로 연장된 제3 서브 패턴(SP3)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 패턴(P2)의 폭(W2)은 약 8㎛ 내지 약 12㎛ 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 패턴(P2)은 전체적으로 또는 부분적으로 변형된 형상으로 제공되어 상기 폭(W2)과 다른 폭을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 패턴(P2)은 개구된 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 패턴(P2)은 상기 공통 전극(CE) 하부에 돌출되어 형성될 수 있다.

상기 제1 패턴(P1)과 상기 제2 패턴(P2)은 평면상에서 볼 때 서로 교번하여 배치된다. 평면상에 볼 때, 상기 제1 서브 패턴(SP1)은 상기 제2 패턴(P2)의 절곡된 부분에 인접하게 배치되며, 상기 제2 서브 패턴(SP2)은 상기 제1 패턴(P1)의 절곡된 부분에 인접하게 배치된다.

이와 같이, 상기 제1 패턴(P1) 및 상기 제2 패턴(P2) 서로 교번하여 배치됨에 따라, 상기 표시 영역(DA)은 액정 방향이 다른 다수의 도메인으로 분할된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서 화소 전극과 공통 전극에 전계가 인가되었을 때의 액정분자의 배열 방향을 도시한 평면도이다. 여기서, 상기 액정분자의 배열 방향을 화살표를 이용하여 도시하였다.

화소 전극과 공통 전극에 전계가 인가되었을 때, 상기 액정분자들은 제1 패턴(P1) 및 제2 패턴(P2)에 대해 수직하게 배열된다. 이에 따라, 표시 영역(DA)은 상기 제1 패턴(P1) 및 상기 제2 패턴(P2)을 경계로 하여 다수의 도메인으로 분할된다. 또한, 다수의 도메인들은 중심선(CL)을 기준으로 좌우 대칭된다.

특히, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 액정분자들은 상기 제1 서브 패턴(SP1) 및 상기 제2 서브 패턴(SP2)에 대해 수직한 방향으로 배열된다. 상기 액정분자들은 상기 제1 서브 패턴(SP1) 및 상기 제2 서브 패턴(SP2)기준으로 좌우에서 서로 반대 방향으로 수직하게 배치된다. 이에 따라, 화소를 측면에서 바라볼 때 감마 왜곡이 줄어들게 되어 화소의 감마 특성, 즉 시인성이 좋아진다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치와 기존의 표시 장치와의 효과를 비교하여 설명한다. 여기서, 기존 표시 장치는 미세 슬릿들(micro-slit) 모드 또는 SVA(super vertical alignment) 모드 표시 장치일 수 있다.

화소 전극과 공통 전극에 패턴을 형성시켜 액정 분자들을 서로 다른 방향으로 배열시킴으로써 표시 장치의 시인성을 향상시키는 본 발명과는 달리, 기존의 표시 장치는 화소 전극에 미세 슬릿을 형성하고, 액정층에 광 경화제 등을 포함하여 액정 분자들을 배열시킴으로써 시인성을 향상시킬 수 있다.

기존의 표시 장치와 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 한 개의 박막 트랜지스터에 대해 한 개의 화소가 대응되는 구조에 대해 비교하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 정면 감마 특성과 측면 감마 특성 및 기존의 표시 장치의 측면 감마 특성을 도시한 그래프이다.

도 7을 참조하면, 제1 실시예(G1)와 제2 실시예(G2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 측면에서의 감마 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 제1 실시예(G1)는 상기 제1 각도(θ1)가 약 +45°, 상기 제2 각도(θ2)가 약 -45°일 때의 측면 감마 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 제2 실시예(G2)는 상기 제1 각도(θ1)가 약 +30°, 상기 제2 각도(θ2)가 약 -30°일 때의 측면 감마 특성을 나타내는 그래프이다.

비교예(C1)는 기존 표시 장치의 측면 감마 특성을 나타내는 그래프이다.

제3 실시예(G3)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 정면에서의 감마 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 제3 실시예(G3)는 사용자가 화소에 나타나는 계조 변화를 가장 잘 인식하는 감마 값을 갖는 것으로, 기준 감마 곡선이다. 따라서, 상기 제3 실시예(G3)에 근접할수록 화소의 시인성이 좋다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기존의 표시 장치와의 측면 감마 특성에 차이가 있다.

다시 도 7를 참조하면, 저계조 영역(예컨대 24 계조 이하의 영역)에 있어서, 상기 제1 실시예(G1), 상기 제2 실시예(G2), 및 상기 비교예(C1) 각각은 상기 제3 실시예(G3)와의 상대 투과율(%) 편차가 유사하다. 그러나, 중간계조 영역(예컨대 32계조 이상의 영역)에서는 상기 비교예(C1)는 상기 제1 실시예(G1) 및 상기 제2 실시예(G2)보다 상기 제3 실시예(G3)와의 상대 투과율(%) 편차가 증가한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 중간계조 영역에 있어서 기존의 표시 장치보다 측면 감마특성이 정면 감마특성에 더 근접하기 때문에 기존의 표시 장치보다 측면 시인성이 더 좋다.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 제1 각도(θ1) 및 상기 제2 각도(θ2)에 따라 측면 감마 특성이 달라진다.

상기 제2 실시예(G2)는 상기 제1 실시예(G1)보다 상기 제3 실시예(G3)에 근접해 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 화소는 상기 제1 각도(θ1)가 약 +45°, 상기 제2 각도(θ2)가 약 -45°일 때의 측면 시인성보다, 상기 제1 각도(θ1)가 약 +30°, 상기 제2 각도(θ2)가 약 -30°일 때의 측면 시인성이 더 좋다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 투과율 및 기존의 표시 장치의 투과율을 도시한 그래프이다.

도 8을 참조하면, 제1 실시예(G1)와 제2 실시예(G2)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 투과율을 임의단위로 나타낸 그래프이다. 상기 제1 실시예(G1)는 상기 제1 각도(θ1)가 약 +45°, 상기 제2 각도(θ2)가 약 -45°일 때의 투과율을 나타내는 그래프이다. 상기 제2 실시예(G2)는 상기 제1 각도(θ1)가 약 +30°, 상기 제2 각도(θ2)가 약 -30°일 때의 투과율을 나타내는 그래프이다.

비교예(C1)는 기존 표시 장치의 투과율을 임의 단위로 나타낸 그래프이다.

상기 제2 실시예(G2)는 상기 제1 실시예(G1)보다 투과율이 약 5% 정도 감소한다. 그러나, 상기 제2 실시예(G2)는 상기 비교예(C1)보다 약 40% 내지 약 45% 정도 투과율이 증가한다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기존 표시 장치에 비해 투과율 상승 효과를 가질 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에서 제1 패턴 및 제2 패턴의 폭에 따른 표시 장치의 정면 감마 특성과 측면 감마 특성을 도시한 그래프이다.

도 9를 참조하면, 제3 실시예(G3)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 정면에서의 감마 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 제3 실시예(G3)는 사용자가 화소에 나타나는 계조 변화를 가장 잘 인식하는 감마값을 갖는 것으로, 기준 감마 곡선이다. 따라서, 상기 제3 실시예(G3)에 근접할수록 화소의 시인성이 좋다.

제4 실시예(G4)는 상기 패턴 폭을 약 8㎛로, 제5 실시예(G5)는 상기 패턴 폭을 약 10㎛, 제6 실시예(G11)는 상기 패턴 폭을 약 12㎛로 형성하여, 각 화소의 측면 감마 특성을 도시한 그래프이다.

상기 제5 실시예(G5)는 상기 제4 실시예(G4)와 상기 제6 실시예(G6)의 사이에 도시되어 있으며, 상기 제6 실시예(G6)이 상기 제3 실시예(G3)와의 상대 투과율(%) 편차가 가장 작다. 즉, 상기 패턴 폭을 약 2㎛씩 증가할 때마다 화소의 측면 감마 특성이 좋아진다. 이는 상기 패턴 폭이 증감함에 따른 감마 믹싱(mixing) 효과 때문이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에서 제1 패턴 및 제2 패턴의 폭에 따른 표시 장치의 투과율과 기존 표시 장치의 투과율을 도시한 그래프이다.

도 10을 참조하면, 제4 실시예(G4), 제5 실시예(G5), 및 제6 실시예(G6)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 투과율을 임의단위로 나타낸 그래프이다. 제4 실시예(G4)는 상기 패턴 폭을 약 8㎛로, 제5 실시예(G5)는 상기 패턴 폭을 약 10㎛, 제6 실시예(G6)는 상기 패턴 폭을 약 12㎛로 형성하여, 각 화소의 투과율을 도시한 그래프이다.

비교예(C1)는 기존 표시 장치의 투과율을 임의단위로 나타낸 그래프이다.

상기 제5 실시예(G5)는 상기 제4 실시예(G4)와 상기 제6 실시예(G6) 사이에 위치하며, 이들 중 상기 제6 실시예(G6)의 투과율이 가장 낮다. 이를 통해, 상기 패턴 폭이 증가함에 따라 화소의 측면 감마 특성은 좋아진 것에 반해, 투과율은 감소하는 알 수 있다.

상기 비교예(C1)는 상기 제6 실시예(G6)보다 투과율이 낮게 나타난다.

상기 제5 실시예(G5)는 상기 비교예(C1)보다 투과율이 약 37% 정도 증가된 것을 알 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기존의 표시 장치에 비해 시인성 및 투과율 향상된 것을 알 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 기준하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

SUB1 : 제1 기판 SUB2 : 제2 기판
LC : 액정층 Gn : 게이트 라인
Dm : 데이터 라인 STL : 스토리지 라인
TFT : 박막 트랜지스터 SE : 소스 전극
DE : 드레인 전극 PE : 화소 전극
CE : 공통 전극 P1 : 제1 패턴
P2 : 제2 패턴 SP1 : 제1 서브패턴
SP2 : 제2 서브패턴 SP3 : 제3 서브패턴

Claims (14)

1. 복수 개의 화소 영역들이 정의된 제1 기판;
   상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 및
   상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하며,
   상기 제1 기판은,
   제1 방향으로 연장된 데이터 라인;
   상기 제1 방향과 교차하며 제2 방향으로 연장된 게이트 라인; 및
   상기 복수 개의 화소 영역들 중 어느 하나의 화소 영역의 중앙부를 통과하며 상기 제1 방향으로 연장된 중심선을 기준으로, 제1 각도 및 제2 각도로 기울어져 연장되는 제1 패턴이 형성된 화소 전극;을 포함하며,
   상기 제2 기판은,
   평면상에서 볼 때 상기 제1 패턴과 교번하여 배치되며, 상기 중심선을 기준으로 상기 제1 각도 및 상기 제2 각도로 기울어진 제2 패턴이 형성된 공통 전극을 포함하고,
   상기 제1 각도는 +35° 내지 +45°이며, 상기 제2 각도는 -35° 내지 -45°이고,
   상기 제1 패턴은,
   상기 제1 방향을 따라 순서대로 배열되는 제1 부분 내지 제n 부분을 포함하고,
   상기 제1 패턴의 제2 부분 내지 제n-1 부분들은 서로 동일한 제1 형상을 가지고, 상기 제1 패턴의 제1 부분은 상기 제1 형상과 상이한 제2 형상을 가지고, 상기 제1 패턴의 제n 부분은 상기 제1 형상 및 제2 형상과 상이한 제3 형상을 가지고,
   상기 제2 패턴은,
   상기 제1 방향을 따라 순서대로 배열되는 제1 부분 내지 제k 부분을 포함하고,
   상기 제2 패턴의 제1 부분 내지 제k-1 부분들은 서로 동일한 제4 형상을 가지고, 상기 제2 패턴의 상기 제k 부분은 상기 제4 형상과 상이한 제5 형상을 가지고,
   상기 제1 패턴의 제1 부분 및 상기 제2 패턴의 제k 부분은 상기 어느 하나의 화소 영역에서 상기 제1 방향으로 서로 반대하는 양측들에 배치되고,
   상기 n과 k는 자연수인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 패턴은 상기 중심선을 기준으로 절곡된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 패턴의 절곡된 부분에 있어서, 상기 제1 패턴은 상기 제1 방향으로 연장된 제1 서브 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 패턴의 폭은 8㎛ 내지 12㎛인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 패턴은 상기 중심선을 기준으로 절곡된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제2 패턴의 절곡된 부분에 있어서, 상기 제1 방향으로 연장된 제2 서브 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 중심선과 이격되어 있는 상기 제2 패턴의 양단부에 있어서, 상기 제2 패턴은 상기 제2 서브 패턴과 반대 방향으로 연장된 제3 서브 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제2 패턴의 폭은 8㎛ 내지 12㎛인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 각각 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극의 일부가 제거되어 형성된 개구인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 상기 화소 전극 상에 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 패턴은 상기 공통 전극 상에 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은
    상기 데이터 라인과 상기 게이트 라인에 연결되어 상기 화소 전극과 연결되는 박막 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치.
13. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 영역들 각각은 상기 제1 방향의 길이가 상기 제2 방향의 길이보다 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
14. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극 및 상기 공통 전극은 투명 전극으로 제공되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

Images