KR102328918B1 - 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 일 실시예는 박막트랜지스터; 제1 및 제2 절연층 사이에 배치된 공통 전극; 및 상기 제2 절연층 상에 배치된 화소 전극;을 포함하고 상기 화소 전극은, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결된 컨텍부; 상기 컨텍부로부터 연장되고 슬릿을 구비한 연장부; 및 상기 컨텍부와 상기 연장부의 경계 영역에서 상기 컨텍부로부터 연장된 제1 보조 전극;을 포함하는 어레이 기판으로써 상기 제1 보조 전극은 컨텍부와 연장부의 경계영역의 액정의 전기적 토크를 강하게 만들어 전계왜곡라인이 발광 영역으로 이동하지 않도록 함으로써 투과율 저하를 방지할 수 있다.

Description

어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치 {ARRAY SUBSTRATE AND LIQUID CRISTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING THEREOF}

본 발명은 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 박막트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)은 반도체장치 및 표시장치인 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT LCD) 등에서 스위칭 소자로서 널리 이용되고 있다. 이들 중에서, 박막 트랜지스터 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이 소자로 각광받고 있다.

이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소(pixel) 별로 전압의 온(on), 오프 (off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현 능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.

상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판(즉, 상부기판)과 화소전극이 형성된 어레이기판(즉, 하부기판)과, 상부기판 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다. 그러나, 상-하로 걸리는 전기장에 의한 액정 구동은 시야각 특성이 우수하지 못한 단점이 있다. 따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해 새롭게 제안된 기술이 횡전계에 의한 액정 구동방법인데, 이 횡전계에 의한 액정 구동방법은 시야각 특성이 우수한 장점을 가지고 있다.

이러한 횡정계 방식 액정표시장치는 컬러필터기판과 어레이기판이 서로 대향하여 구성되며, 컬러필터기판 및 어레이기판 사이에는 액정층이 개재되어 있다. 상기 어레이기판에는 투명한 절연기판에 정의된 다수의 화소마다 박막트랜지스터와 공통전극 및 화소전극으로 구성된다. 또한, 상기 공통전극과 화소전극은 동일 기판 상에 서로 평행하게 이격하여 구성된다. 그리고, 상기 컬러필터기판은 투명한 절연기판 상에 게이트배선과 데이터배선과 박막트랜지스터에 대응하는 부분에 블랙매트릭스가 구성되고, 상기 화소에 대응하여 컬러필터가 구성된다. 상기 액정층은 상기 공통전극과 화소전극의 수평 전계에 의해 구동된다. 상기 구성으로 이루어지는 횡전계 방식 액정표시장치에서, 휘도를 확보하기 위해 상기 공통전극과 화소전극은 통상적으로 투명전극으로 형성한다. 따라서, 이러한 휘도 개선 효과를 극대화시키기 위해 제안된 기술이 AH-IPS (Advanced High In Plane Switching) 기술이다. 그러나 AH-IPS는 전계 방향이 균일하지 못한 영역에서 액정이 투과율에 기여하지 못하는 방향으로 구동되게 하는 영역과 액정이 서로 대향된 방향으로 구동되게 하여 그 경계에서 빛이 투과되지 못하게 되는 디스크리네이션(disclination) 영역, 즉 전계왜곡 영역이 발생하여 액정표시장치의 투과율 및 컨트라스트 비(Contrast Ratio)가 저하되어 액정표시장치는 표시품질을 저하되는 문제가 있다.

본 발명에 따른 일 실시예는 화소 전극과 공통 전극 사이의 절연층의 두께를 감소시켜 구동 전압을 감소시킬 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 다른 실시예는 프린지 필드 구동을 통하여 스토리지 커패시터를 형성함으로써 투과율과 좋은 시야각을 구현할 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 싱글 도메인 구조 서브 화소 구조를 적용하여 전계왜곡현상을 줄일 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 네거티브 액정 구동을 통하여 높은 뒤틀림과 낮은 틸트 각을 구현할 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 전계왜곡라인이 구동 전압의 상승하는 것을 방지하여 투과율을 향상시킬 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수도 있다.

본 발명에 따른 일 실시예는 박막트랜지스터;

제1 절연층을 사이에 둔 공통 전극; 및 화소 전극;을 포함하고, 상기 화소 전극은, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결된 컨텍부; 상기 컨텍부로부터 연장되고 슬릿을 구비한 연장부; 및 상기 컨텍부와 상기 연장부의 경계 영역에서 상기 컨텍부로부터 연장된 제1 보조 전극;을 포함하는 어레이 기판으로써 상기 제1 보조 전극은 컨텍부와 연장부의 경계영역의 액정의 전기적 토크를 강하게 만들어 전계왜곡라인이 발광 영역으로 이동하지 않도록 함으로써 투과율 저하를 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 다른 실시예는 상기 연장부와 상기 제1 보조 전극은 상기 박막트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 라인에 대한 법선을 기준으로 서로 상이한 예각의 각도로 제1 방향으로 꺾이며 상기 컨텍부로부터 연장되도록 하여, 구동 전압에 따라 최적의 투과율을 구현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 상기 연장부 및 상기 제1 보조 전극은 상기 게이트 라인으로부터 멀어지는 방향으로 연장되도록 하여 제1 보조 전극은 컨텍부와 연장부의 경계영역의 액정의 전기적 토크를 강하게 만들어 투과율 저항 영역이 이동하지 못하도록 제어할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 상기 박막트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 라인과 가까워지는 방향으로 상기 컨텍부와 상기 연장부의 경계 영역에서 상기 컨텍부로부터 연장된 제2 보조 전극;을 더 포함하여, 제1 보조 전극에 더불어 컨텍부와 연장부의 경계영역의 액정의 전기적 토크를 강하게 만들 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 상기 연장부와 상기 제1 보조 전극은 상기 박막트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 라인에 대한 법선을 기준으로 서로 상이한 예각의 각도로 상기 연장부는 제1 방향으로 꺾이고, 상기 제2 보조 전극은 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 상기 법선을 기준으로 예각을 이루며 꺾이며 상기 컨텍부로부터 연장되도록 하고 상기 제1 또는 제2 보조 전극의 상기 컨텍부로부터 연장된 길이는 상기 연장부의 상기 컨텍부로부터 연장된 길이 보다 작도록 하여 구동 전압에 따라 최적의 투과율을 구현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 상기 박막트랜지스터와 상기 공통 전극 사이에 배치된 유기 절연층인 제2 절연층을 더 포함하여 화소 전극과 데이터 라인 사이의 커패시턴스와 같은 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있으므로 제2 절연층의 두께를 감소시킬 수 있고 그에 따라 화소 전극와 공통 전극 사이에 전계를 형성하기 위한 구동 전압을 감소시켜 소비 전력을 저감할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 박막트랜지스터; 및 상기 박막트랜지스터의 일 부분과 전기적으로 연결되는 컨텍부와 상기 컨텍부로부터 연장된 연장부 그리고 상기 컨텍부와 상기 연장부의 경계 영역에서 상기 컨텍부로부터 연장된 보조 전극을 포함한 화소 전극;을 포함하는 어레이 기판을 제공함으로써 보조 전극이 컨텍부와 연장부의 경계영역의 액정의 전기적 토크를 강하게 만들어 전계왜곡라인이 발광 영역으로 이동하지 않도록 함으로써 투과율 저하를 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는 상기 어레이 기판은 상기 어레이 기판과 마주하는 컬러필터 기판 상의 블랙매트릭스와 대응하는 제1 영역과 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함하고, 상기 보조 전극은 상기 제1 영역 내에 배치되도록 하여 발광 영역인 제2 영역 주변의 제1 영역인 미 발광 영역에서 형성된 전계왜곡라인이 상기 제2 영역 내부로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는, 제1 및 제2 절연층; 및 상기 제1 및 제2 절연층 사이에 배치되고 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극;을 더 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 제2 절연층 상에 배치되고, 상기 공통 전극과 오버랩되도록 하여 서로 다른 층에 배치된 화소 전극과 공통 전극 사이의 프린지 필드 구동(fringe field driving)에 따라 발광 효율을 높일 수 있다. 그리고 화소 전극의 개구부 상에서 스토리지 커패시터가 형성될 수 있으므로 여분의 스토리지 커패시터가 필요하지 않아 높은 투과율과 좋은 시야각 특성의 높은 해상도를 구현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는, 상기 연장부는 상기 박막트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 라인에 대한 법선을 기준으로 제1 예각으로 상기 컨텍부로부터 제1 방향으로 꺾이며 상기 게이트 라인과 멀어지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되도록 하고, 상기 제1 예각은 5도 내지 9도이고, 상기 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 제2 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향으로 꺾이며 상기 게이트 라인과 멀어지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되도록 하며, 상기 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 제3 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 꺾이며 상기 게이트 라인과 가까워지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되도록 하여 구동 전압에 따라 최적의 투과율을 구현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는, 상기 보조 전극은 제1 및 제2 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 제2 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향으로 꺾이며 상기 스캔 라인과 멀어지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되고, 상기 제2 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 제3 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 꺾이며 상기 스캔 라인과 가까워지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되도록 하고, 상기 제2 예각 및 상기 제3 예각은 상기 제1 예각 보다 크도록 하여 컨텍부와 연장부의 경계영역의 액정의 전기적 토크를 강하게 만들어 투과율 저항 영역이 이동하지 못하도록 제어함과 동시에 구동 전압에 따라 최적의 투과율을 구현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는, 상기 연장부는 슬릿을 구비함으로써, 서로 다른 층에 배치된 화소 전극(110)과 공통 전극(120) 사이의 프린지 필드 구동(fringe field driving)에 따라 발광 효율을 높일 수 있다. 그리고 화소 전극(110)의 개구부(115) 상에서 스토리지 커패시터(Cst)가 형성될 수 있으므로 여분의 스토리지 커패시터가 필요하지 않아 높은 투과율과 좋은 시야각 특성의 높은 해상도를 구현할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 또 다른 실시예는, 전술한 어레이 기판; 및 상기 어레이 기판과 대향하고 블랙매트릭스 및 컬러 필터를 구비한 컬러필터 기판;을 포함하고, 상기 어레이 기판은 상기 블랙매트릭스와 마주하는 제1 영역과 상기 컬러 필터와 마주하는 제2 영역으로 분할되고, 상기 제1 보조 전극은 상기 제1 영역 내에 배치되는 표시패널 그리고 상기 표시패널을 프린지 필드 구동(fringe field driving)하는 액정표시장치로써 휘도 개선 효과를 극대화시키고, 전계왜곡 영역의 이동을 방지하여 투과율 저항을 막아 표시 품질을 향상시킬 있다.

본 발명에 따른 일 실시예는 화소 전극과 공통 전극 사이의 절연층의 두께를 감소시켜 구동 전압을 감소시켜 소비 전력 저감 및 동일 구동 전압 하에서도 높은 전계를 형성함으로써 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있고, 프린지 필드 구동을 통하여 스토리지 커패시터를 형성함으로써 투과율과 좋은 시야각을 구현할 수 있고, 싱글 도메인 구조 서브 화소 구조를 적용하여 전계왜곡현상을 줄일 수 있고, 네거티브 액정 구동을 통하여 높은 뒤틀림과 낮은 틸트 각을 구현할 수 있으며, 전계왜곡라인이 구동 전압의 상승하는 것을 방지하여 투과율을 향상시킬 수 있는 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판을 포함하는 액정표시장치를 나타낸 도면.
도 2는 어레이 기판(101)의 서브 화소들의 개략적인 평면도.
도 3은 도 2의 A-B를 절단한 개략적인 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 어레이 기판 상의 화소 전극과 보조 전극의 평면도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 어레이 기판 상의 화소 전극과 보조 전극의 평면도.
도 8는 본 발명의 제3 실시예에 따른 어레이 기판 상의 화소 전극과 보조 전극의 평면도.
도 9 내지 도 11은 화소 전극이 보조 전극을 구비하지 않은 경우 전계왜곡을 나타낸 도면.
도 12 내지 도 14 그리고 도 16 내지 도 18은 화소 전극이 보조 전극을 구비한 경우 전계왜곡을 나타낸 도면.
도 15 및 도 19는 보조 전극을 구비한 화소 전극의 구동 전압에 따른 투과율을 레퍼런스와 비교한 실험 데이터.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 어레이 기판 및 이를 포함하는 액정표시장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어레이기판을 포함하는 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치(10)는 표시패널(100), 타이밍 콘트롤러(200), 데이터 구동회로(300) 및 게이트 구동회로(400)를 구비한다.

표시패널(100)은 두 장의 기판 사이에 배치된 액정분자들을 구비한다. 이 표시패널(100)에는 데이터라인들(D1 내지 Dm)과 게이트라인들(G1 내지 Gn)의 교차 구조에 의해 매트릭스 형태로 m*n (m, n은 양의 정수)개의 서브 화소 영역이 정의되고 상기 서브 화소 영역 각각에 액정셀들(Clc)이 배치된다.

또한 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인의 교차에 의해 정의되는 서브 화소 영역는 제1 색을 표시하는 제1 서브 화소, 제2 색을 표시하는 제2 서브 화소, 제3 색을 표시하는 제3 서브 화소를 포함할 수 있고 추가적으로 제4 색을 표시하는 제4 서브 화소를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 서브 화소는 레드, 그린 및 블루 컬러를 표시할 수 있고, 상기 제4 서브 화소는 화이트 컬러를 표시할 수 있다.

표시패널(100)의 어레이 기판(101)에는 m 개의 데이터라인들(D1 내지 Dm), n개의 게이트라인들(G1 내지 Gn), 공통라인(CL), TFT(Thin Film Transister, 박막 트랜지스터, T), TFT들에 각각 접속된 액정셀(Clc)의 화소 전극(110), 공통전극(120) 및 스토리지 커패시터(Cst) 등을 포함한 서브 화소가 형성될 수 있고, 상기 표시패널(100)의 컬러필터 기판(102) 상에는 블랙매트릭스 및 컬러필터가 형성될 수 있다. 그리고 상기 표시패널(100)의 컬러필터 기판(102)과 어레이 기판(101) 각각에는 편광판이 부착될 수 있고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성될 수 있다.

데이터 구동회로(300)는 다수의 데이터 드라이버 집적회로들을 구비할 수 있다. 데이터 구동회로(300)는 타이밍 콘트롤러(200)의 제어 하에 디지털 비디오 데이터(mRGB)를 래치하고 그 디지털 비디오 데이터를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 정극성/부극성 데이터전압을 발생한다. 상기 다수의 데이터 드라이버 집적회로들 각각은 복수개로 그룹화된 데이터 라인(D1 내지 Dm) 각각에 데이터 신호를 제공할 수 있다. 따라서 액정표시장치의 해상도에 따라서 상기 데이터 드라이버 집적회로들의 그룹화 정도에 따라서도 상기 데이터 드라이버 집적회로들의 개수는 달라질 수 있다. 그리고 상기 데이터 구동회로(300)는 소스 출력 인에이블신호(SOE)가 로우 논리로 유지되는 각 수평기간 동안 데이터전압을 데이터라인들(D1 내지 Dm)에 공급할 수 있다. 또한 상기 데이터 드라이버 집적회로들은 TCP(Tape Carrier Package) 상에 실장되어 TAB(Tape Automated Bonding) 공정에 의해 표시패널(100)의 어레이 기판(101)에 접합될 수 있다.

게이트 구동회로(400)는 쉬프트 레지스터, 쉬프트 레지스터의 출력신호를 액정셀의 TFT 구동에 적합한 스윙폭으로 변환하기 위한 레벨 쉬프터, 및 레벨 쉬프터와 게이트라인(G1 내지 Gn) 사이에 접속되는 출력 버퍼 등을 포함한다. 게이트 구동회로(400)는 타이밍 콘트롤러(200)의 제어 하에 대략 1 수평기간의 펄스폭을 가지는 게이트 신호들을 게이트라인들(G1 내지 Gn)에 순차적으로 공급한다. 게이트 구동회로(400)는 TCP 상에 실장되어 TAB 공정에 의해 표시패널(100)의 어레이 기판(101)에 접합되거나, 또는 GIP(Gate driver In Panel) 공정에 의해 화소 어레이와 동시에 어레이 기판(101) 상에 직접 형성될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(200)는 시스템보드(미도시)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 mRGB 비디오 데이터로 변환하고 이를 표시패널(100)에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(300)에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(200)는 시스템보드로부터 수직/수평 동기신호(Vsync, Hsync), 데이터 인에이블(Data Enable), 클럭신호(CLK) 등의 타이밍신호를 입력 받아 데이터 구동회로(300)와 게이트 구동회로(400)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들(GCS, DCS)을 발생한다. 그리고 표시패널(100)이 화이트 컬러를 표시하는 제4 서브화소를 포함하는 경우 디지털 비디오 데이터(RGB)를 mRGBW 비디오 데이터로 변환하고 이를 표시패널(100)에 맞게 재정렬하여 데이터 구동회로(300)에 공급할 수 있다.

게이트 구동회로(400)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 게이트 스타트 펄스(GSP)는 1 프레임기간 동안 그 프레임기간의 시작과 동시에 1회 발생하여 첫 번째 게이트펄스를 발생시킨다. 게이트 쉬프트 클럭(GSC)은 쉬프트 레지스터를 구성하는 다수의 스테이지들에 공통으로 입력되는 클럭신호로써 게이트 스타트 펄스(GSP)를 쉬프트시킨다. 게이트 출력 인에이블신호(GOE)는 게이트 구동회로(400)의 출력을 제어한다.

데이터 구동회로(300)를 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DCS)로는 소스 스타트 펄스(Source Start Pulse, SSP), 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 수직 극성제어신호(Polarity, POL) 및 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 소스 스타트 펄스(SSP)는 데이터 구동회로(300)의 데이터 샘플링 시작 타이밍을 제어하는 신호이며, 소스 샘플링 클럭(SSC)은 라이징 또는 폴링 에지에 대응하여 데이터 구동회로(300)를 구성하는 각 IC에서 데이터의 샘플링 타이밍을 제어하는 클럭신호이다. 또한, 수직 극성제어신호(Polarity, POL)는 데이터 구동회로(300)에서 출력되는 데이터 전압을 게이트라인들(G1 내지 Gn)별로 수직 극성 반전 타이밍을 제어하고, 소스 출력 인에이블신호(SOE)는 데이터 구동회로(300)의 출력 타이밍을 제어하는 역할을 한다. 상기 데이터 구동회로(300)는 타이밍 콘트롤러(200)의 제어에 따라 입력되는 mRGB DATA를 래치한다. 그리고 수직 극성제어신호(Polarity, POL)를 아날로그 정극성 또는 부극성 감마보상전압(GAMMA)으로 변환하여 모든 데이터 라인(D1 내지 Dm)을 통해 동시에 표시패널(100)로 출력한다. 구체적으로 상기 데이터 구동회로(300)는 타이밍 콘트롤러(200)로부터 제공되는 수직 극성제어신호(POL)가 하이 논리일 때 데이터 구동회로(300)에서 출력되는 데이터 전압의 극성을 정극성으로 할 수 있고, 로우 논리일 때 데이터 구동회로(300)에서 출력되는 데이터 전압의 극성을 부극성으로 할 수 있다. 그리고 상기 수직 극성제어신호(POL)에 의하여 수직라인 단위로 극성을 반전할 수 있다.

도 2는 어레이 기판(101)의 서브 화소들의 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-B를 절단한 개략적인 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 어레이 기판(101)은 투명한 절연기판이 될 수 있고, 상기 어레이 기판(101) 상에 제1 방향을 따라 연장된 데이터 라인(DL)과 상기 어레이 기판(101) 상에 제2 방향을 따라 연장되고 상기 데이터 라인(DL)과 교차하는 게이트 라인(GL)을 포함할 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 서브 화소 영역들 간의 경계 영역에서 꺾이는 구조를 가져 제1 방향을 따라 지그재그 형상을 가질 수 있다. 따라서 제2 방향인 제1 수평라인 상의 제1 서브 화소 영역들(101a)과 상기 제1 서브 화소 영역들(101a)과 제1 방향인 수직라인으로 상기 제1 수평라인과 인접한 제2 수평라인 상의 제2 서브 화소 영역들(101b) 사이의 경계 영역 부근에서 상기 데이터 라인(DL)은 꺾이는 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 어레이 기판(101)은 제2 방향을 따라 연장된 공통라인(CL)과 상기 공통라인(CL)과 전기적으로 연결되는 대면적의 공통전극(120), 상기 다수의 데이터 라인(DL)과 상기 다수의 게이트 라인(GL)의 교차 지점에 마련되고, 상기 게이트 라인(GL)으로부터 연장된 게이트 전극(GE)과 액티브층(ACT), 상기 데이터 라인(DL)으로부터 연장된 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함하는 박막트랜지스터(T) 및 상기 박막트랜지스터(T)와 전기적으로 연결되고 상기 대면적의 공통전극(120)과 오버랩된 화소 전극(110)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 공통 전극(120)은 통 전극으로 형성되고 상기 공통 전극(120) 상부에 패턴 전극인 화소 전극(110)이 배치될 수 있다. 그리고 상기 화소 전극(110)으로부터 연장된 제1 보조 전극(131)을 포함할 수 있다. 그리고 어레이기판(101)의 제1 절연층(130) 상에는 공통전극(120)이 배치되고, 상기 공통전극(120) 상에는 제2 절연층(140)이 배치되고, 상기 제2 절연층(140) 상에는 제1 보조 전극(131)과 화소 전극(110)이 배치될 수 있다. 이와 같이 상기 공통 전극(120)와 상기 화소 전극(110)이 어레이 기판(101) 상에 배치되지만 제2 절연층(140)을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치되고, 상기 화소 전극(110)이 상기 공통 전극(120)보다 높은 층에 배치되는 화소 전극 탑(TOP) 구조가 될 수 있다.

이와 같이 화소 전극 탑 구조에서는 상기 화소 전극(110)보다 더 넓은 면적을 가진 공통 전극(120)이 상기 화소 전극(110)의 하부면에 배치되므로, 상기 공통 전극(120)이 상기 화소 전극(110)보다 높은 층에 배치되는 공통 전극 탑 구조에서보다 제2 절연층(140)의 두께를 더 감소시킬 수 있다. 구체적으로 화소 전극(110)은 공통 전극(120)보다 작은 면적을 차지하므로 탑 구조에서는 화소 전극(110)이 배치되지 않은 제1 절연층(130) 상의 제2 절연층(140)의 두께가 두꺼워지기 때문이다. 그리고 상기 제2 절연층(140)의 두께를 감소시킴으로써 제2 절연층(140) 상의 전계가 강해지므로 구동 전압을 감소시킬 수 있어 소비 전력 저감 및 동일 구동 전압 하에서도 높은 전계를 형성함으로써 액정의 응답 속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 화소 전극(110)과 상기 공통 전극(120)은 서로 오버랩되고, 상기 화소 전극(110)은 슬릿인 개구부(115)를 가짐으로써 패턴(pattern) 전극이 될 수 있다. 그리고 상기 개구부(115)인 슬릿은 상기 화소 전극(110)의 연장부(112; 후술)와 대응하는 형상을 가질 수 있다.

한편 서로 다른 층에 배치된 화소 전극(110)과 공통 전극(120) 사이의 프린지 필드 구동(fringe field driving)에 따라 발광 효율을 높일 수 있다. 그리고 화소 전극(110)의 개구부(115) 상에서 스토리지 커패시터(Cst)가 형성될 수 있으므로 여분의 스토리지 커패시터가 필요하지 않아 높은 투과율과 좋은 시야각 특성의 높은 해상도를 구현할 수 있다.

또한 상기 제1 절연층(130)은 유기절연층이 될 수 있다. 상기 제1 절연층(130)은 유기물질로 구성함으로써 예를 들어 화소 전극(110)과 데이터 라인(DL) 사이의 커패시턴스와 같은 기생 커패시턴스를 감소시킬 수 있으므로 제2 절연층(140)의 두께를 감소시킬 수 있다. 그리고 상기 제2 절연층(140)의 두께를 감소시킴에 따라 화소 전극(110)와 공통 전극(120) 사이에 전계를 형성하기 위한 구동 전압을 감소시켜 소비 전력을 저감할 수 있다.

또한 서브 화소들은 싱글 도메인(single domain) 구조를 가질 수 있다. 상기 서브 화소들 각각이 싱글 도메인 구조를 가짐으로써 액정은 하나의 방향으로 회전할 수 있다. 이와 같이 서브 화소들이 듀얼 도메인(dual domain)이 아닌 싱글 도메인 구조를 가짐으로써 듀얼 도메인의 경계 영역에서 발생하는 전계왜곡(disclination) 현상에 따라 투과율 감소 문제를 해결할 수 있다.

한편 액정은 positive 및 negative 타입으로 구분될 수 있고, 본 발명의 액정표시장치에 적용되는 액정은 negative 타입이 될 수 있다. 이와 같이 negative 타입의 액정을 적용함에 따라 높은 뒤틀림(twist)와 낮은 틸트 각(tilt angle)을 실현함으로써 투과율을 향상시킬 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 어레이기판 상의 화소 전극과 보조 전극의 평면도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 어레이기판 상의 화소 전극과 보조 전극의 평면도이며, 도 8는 본 발명의 제3 실시예에 따른 어레이기판 상의 화소 전극과 보조 전극의 평면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 어레이기판(101) 상의 화소 전극(110)은 컨텍부(111), 연장부(112)를 포함하고, 상기 컨텍부(111)는 컨텍홀을 통하여 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결되는 영역으로, 사각형 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 연장부(112)는 상기 컨텍부(111)로부터 분기된 화소 전극(110)의 일부 영역으로써 상기 컨텍부(111)로부터 연장되어 형성될 수 있고, 상기 연장부(112)는 상기 컨텍부(111)로부터 연장된 제1 연장부(113)와 상기 제1 연장부(113)로부터 연장된 제2 연장부(114)을 포함할 수 있다. 상기 제1 연장부(113)는 상기 컨텍부(111)로부터 좌측 또는 우측으로 꺾이면서 연장되고 상기 제2 연장부(114)는 상기 제1 연장부(113)로부터 상기 제1 연장부(113)가 꺾인 방향과 동일한 방향으로 상기 제1 연장부(113)보다 더 많이 꺾이면서 형성될 수 있다. 그리고 블랙매트릭스(BM)와 대응하지 않는 발광 영역 상에서 상기 화소 전극(110)이 싱글 도메인 구조를 가질 수 있도록, 상기 제1 연장부(113)와 상기 제2 연장부(114)의 경계 영역은 상기 블랙매트릭스(BM)와 대응하는 영역 내부가 될 수 있다.

그리고 상기 연장부(112)는 기수번째 수평 라인 상에서 좌측으로 기울어지며 배치될 수 있고, 우수번째 수평 라인 상에서는 우측으로 기울어지며 배치될 수 있다. 또한 상기 연장부(112)가 우수번째 수평 라인 상에서 우측으로 기울어진 경우 기수번째 수평 라인 상에서는 좌측으로 기울어지며 배치되므로, 기수번째 및 우수번째 수평 라인 상의 연장부들 각각은 꺾이는 방향이 서로 반대가 될 수 있다. 그리고 연장부(112)의 꺾이는 방향에 대응하여 데이터 라인(DL)로 기울러지며 배치될 수 있다. 이와 같이 수평 라인 상의 서브 화소들은 수직 방향으로 교대로 좌측 또는 우측으로 꺾이며 배치되도록 함으로써 수평 라인 간의 전계왜곡의 상쇄를 통해 투과율을 균일하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

상기 컨텍부(111)와 상기 연장부(112)는 동일 공정으로 일체로 형성될 수 있고, 상기 연장부(112)에는 개구부(115)가 형성됨으로써 패턴 형상을 가질 수 있다. 도면 상으로 상기 개구부(115)가 하나 형성되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 복수개로 형성될 수 있고, 상기 개구부(115)는 상기 연장부(112)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 그리고 화소 전극(110)은 제1 보조 전극(131)을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 보조 전극(131)은 상기 컨텍부(111)로부터 분기되어 형성될 수 있고, 화소 전극(110)의 일부를 이룰 수 있다. 특히 상기 제1 보조 전극(131)은 연장부(112)의 가장자리 영역 중에서도 컨텍부(111)와 연장부(112)의 경계 영역에서 상기 컨텍부(111)로부터 상기 연장부(112)의 연장된 방향과 같은 방향으로 연장될 수 있다. 즉 상기 연장부(112)가 표시패널(100)을 기준으로 상부 방향으로 연장된 경우, 상기 제1 보조 전극(131)은 상부 방향으로 연장될 수 있다. 이와 같이 상기 제1 보조 전극(131)을 상기 연장부(112)의 꺾이는 방향과 대응하는 방향으로 기울어지도록 하여 연장부(112)와 컨텍부(111) 사이의 경계 영역에서 전기적 토크 에너지를 상승시켜 상기 경계 영역과 상기 경계 영역의 인접 영역의 상의 액정의 회전의 균형을 이루도록 할 수 있다.

상기 제1 연장부(113)는 게이트 라인(GL)과 수직한 법선(H)을 기준으로 좌측 또는 우측으로 예각인 a각도로 꺾이면서 컨텍부(111)로부터 연장될 수 있다. 그리고 상기 a 각도는 5 내지 9도가 될 수 있고, 전계왜곡을 고려하여 바람직하게는 7도가 될 수 있다. 이 경우 7도는 정확히 7도를 지칭하는 것뿐만 아니라 공정상의 오차를 고려하여 근사적으로 7도가 되는 것도 지칭한다. 그리고 상기 제2 연장부(114)는 법선(H)을 기준으로 상기 a각도보다 큰 각도로 상기 제1 연장부(113)로부터 꺾일 수 있다.

상기 제1 보조 전극(131)은 상기 연장부(112)와 동일한 방향으로 연장될 수 있고, 컬러필터 기판에 배치된 블랙 매트릭스(BM)와 대응하는 어레이 기판(101)의 점선으로 표시된 영역 상에 배치될 수 있다. 즉 상기 제1 보조 전극(131)은 블랙 매트릭스(BM)와 마주할 수 있다. 구체적으로 상기 어레이 기판(101)과 대향하고 블랙매트릭스(BM) 및 컬러 필터(CF)를 구비한 컬러필터 기판(102)에 있어서, 상기 어레이 기판(101)은 상기 블랙매트릭스(BM)와 마주하는 제1 영역과 상기 컬러 필터(CF)와 마주하는 제2 영역으로 분할되고, 상기 컨텍부(111)와 제1 보조 전극(131)은 상기 제1 영역 내에 배치될 수 있고, 상기 연장부(112)는 상기 제1 및 제2 영역을 대응하며 배치될 수 있다. 이와 같이 제1 보조 전극(131)이 제1 영역 내에 배치되도록 하여 발광 영역인 제2 영역 주변의 제1 영역인 미 발광 영역에서 형성된 전계왜곡라인이 상기 제2 영역 내부로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1그리고 상기 제1 보조 전극(131)은 상기 연장부(112)가 도 2의 제1 서브 화소 영역들(101a)의 서브 화소 상의 화소 전극과 같이 좌측으로 꺾인 경우 컨텍부(111)의 상부의 좌측 모서리 영역, 즉 상기 컨텍부(111)의 모서리 영역 중에서 상기 컨텍부(111)와 연장부(112)가 만나는 지점과 인접한 좌측 모서리 영역에 형성될 수 있고, 상기 연장부(112)가 도 2의 제2 서브 화소 영역들(101b)의 서브 화소 상의 화소 전극과 같이 우측으로 꺾인 경우 컨텍부(111)의 상부의 우측 모서리 영역, 즉 상기 컨텍부(111)의 모서리 영역 중에서 상기 컨텍부(111)와 연장부(112)가 만나는 지점과 인접한 우측 모서리 영역에 형성될 수 있다.

상기 제1 보조 전극(131)은 게이트 라인(GL)과 수직한 법선(H)을 기준으로 연장부(112)가 꺾인 방향과 동일한 방향으로 예각인 각도 b로 꺾일 수 있다. 상기 각도 b는 30도에서 60도가 될 수 있으나, 전계 왜곡을 고려하여 바람직하게는 45도가 될 수 있다. 이 경우 45도는 정확히 45도를 지칭하는 것뿐만 아니라 공정상의 오차를 고려하여 근사적으로 45도가 되는 것도 지칭한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 어레이기판(101) 상의 화소 전극(110)은 제2 보조 전극(132)를 제외하고 제1 실시예와 동일하므로 제1 실시예와 동일한 구성과 동일한 효과에 대한 자세한 설명은 생략한다. 상기 화소 전극(110)은 제2 보조 전극(132)을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 보조 전극(132)은 상기 컨텍부(111)로부터 분기되어 형성될 수 있고, 화소 전극(110)의 일부를 이룰 수 있다. 특히 상기 제2 보조 전극(132)은 연장부(112)의 가장자리 영역 중에서도 컨텍부(111)와 연장부(112)의 경계 영역에서 상기 컨텍부(111)로부터 상기 연장부(112)의 연장된 방향과 반대의 방향으로 연장될 수 있다. 즉 상기 연장부(112)가 표시패널(100)을 기준으로 상부 방향으로 연장된 경우, 상기 제2 보조 전극(132)은 하부 방향으로 연장될 수 있다.

상기 제2 보조 전극(132)은 상기 연장부(112)와 다른 방향으로 연장될 수 있다. 즉 상기 연장부(112)가 상부 방향으로 연장될 때 상기 제2 보조 전극(132)은 하부 방향으로 연장될 수 있다. 그리고 상기 제2 보조 전극(132)은 컬러필터 기판에 배치된 블랙 매트릭스(BM)와 대응하는 어레이 기판(101)의 점선으로 표시된 영역 상에 배치될 수 있다. 즉 상기 제2 보조 전극(132)은 블랙 매트릭스(BM)와 마주할 수 있다. 구체적으로 상기 어레이 기판(101)과 대향하고 블랙매트릭스(BM) 및 컬러 필터(CF)를 구비한 컬러필터 기판(102)에 있어서, 상기 어레이 기판(101)은 상기 블랙매트릭스(BM)와 마주하는 제1 영역과 상기 컬러 필터(CF)와 마주하는 제2 영역으로 분할되고, 상기 컨텍부(111)와 제2 보조 전극(132)은 상기 제1 영역 내에 배치될 수 있고, 상기 연장부(112)는 상기 제1 및 제2 영역을 대응하며 배치될 수 있다. . 이와 같이 제2 보조 전극(132)이 제1 영역 내에 배치되도록 하여 발광 영역인 제2 영역 주변의 제1 영역인 미 발광 영역에서 형성된 전계왜곡라인이 상기 제2 영역 내부로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 상기 제2 보조 전극(132)은 상기 연장부(112)가 도 2의 제1 서브 화소 영역들(101a)의 서브 화소 상의 화소 전극과 같이 좌측으로 꺾인 경우 컨텍부(111)의 하부의 우측 모서리 영역, 즉 상기 컨텍부(111)의 모서리 영역 중에서 상기 컨텍부(111)와 연장부(112)가 만나는 지점과 인접한 우측 모서리 영역에 형성될 수 있고, 상기 연장부(112)가 도 2의 제2 서브 화소 영역들(101b)의 서브 화소 상의 화소 전극과 같이 우측으로 꺾인 경우 컨텍부(111)의 하부의 좌측 모서리 영역, 즉 상기 컨텍부(111)의 모서리 영역 중에서 상기 컨텍부(111)와 연장부(112)가 만나는 지점과 인접한 좌측 모서리 영역에 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 제2 보조 전극(132)을 상기 연장부(112)의 꺾이는 방향과 반대로 하부 방향 방향으로 기울어지도록 하여 상기 연장부(112)와 상기 제2 보조 전극(132)이 소정의 범위 내에서 평행하도록 하여 연장부(112)와 컨텍부(111) 사이의 경계 영역에서 전기적 토크 에너지를 상승시켜 상기 경계 영역과 상기 경계 영역의 인접 영역의 상의 액정의 회전의 균형을 이루도록 할 수 있다. 상기 제2 보조 전극(132)은 게이트 라인(GL)과 수직한 법선(H)을 기준으로 예각인 각도 b로 꺾일 수 있다. 상기 각도 b는 30도에서 60도가 될 수 있으나, 전계 왜곡을 고려하여 바람직하게는 45도가 될 수 있다. 이 경우 45도는 정확히 45도를 지칭하는 것뿐만 아니라 공정상의 오차를 고려하여 근사적으로 45도가 되는 것도 지칭한다.

또한 상기 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)는 연장될 때 최대, 인접 서브 화소 영역 내의 블랙 매트릭스(BM) 대응 영역까지 연장될 수 있고, 인접 서브 화소 영역 중 투과 영역에 까지 연장되지 않도록 하여 인접 서브 화소 영역의 액정 구동에 영향을 방지할 수 있다.

도 8을 참조하면, 제3 실시예에 따른 어레이기판(101) 상의 화소 전극(110)은 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)를 제외하고 제1 및 제2 실시예와 동일하므로 제1 및 제2 실시예와 동일한 구성과 동일한 효과에 대한 자세한 설명은 생략한다. 상기 화소 전극(110)은 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)은 제1 및 제2 실시예에서 각각 설명한 제1 및 제2 보조 전극(131, 132) 동일하게 상기 컨텍부(111)로부터 연장되어 형성될 수 있다.

한편 상기 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)은 바(bar) 타입의 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)의 상기 컨텍부(111)로부터 연장된 길이는 상기 컨텍부(111)로부터 연장된 연장부(112)의 길이 보다 작을 수 있고, 이들의 연장된 길의 비는 1: 8 내지 12의 범위를 가질 수 있다.

도 9 내지 도 19를 참조하여, 보조 전극에 따른 전계 왜곡 개선 현상을 설명한다.

도 9 내지 도 11은 화소 전극이 보조 전극을 구비하지 않은 경우 전계왜곡을 나타낸 것이고, 도 12 내지 도 14 및 도 16 내지 도 18은 화소 전극이 보조 전극을 구비한 경우 전계왜곡을 나타낸 것이다. 그리고 도 15 및 도 19는 보조 전극을 구비한 화소 전극의 구동 전압에 따른 투과율을 레퍼런스와 비교한 실험 데이터이다.

도 9를 참조하면, 낮은 구동 전압 상태에서 표시된 영역에서 액정이 회전하지 못하거나 초기 상태를 유지하게 되어 전계왜곡에 따른 투과율이 저하된 영역이 발생하고, 도 10과 같이 피크(Peak) 구동 전압과 도 11과 같이 피크 초과 구동 전압이 됨에 따라 전계왜곡에 따른 투과율 저하 영역이 화살표 방향으로 상승하게 되어 결국 블랙매트릭스(BM)를 제외한 컬러필터(CF)와 대응하는 영역, 즉 투과 영역으로 상승하게 되어 발광 영역의 투과율이 저하될 수 있다.

구체적으로 전계왜곡에 따른 투과율 저하 현상을 설명하면, 초기상태를 유지하고 있는 액정 분자들이 어레이 기판(101)에서 발생하는 전계로 인하여 어레이 기판(101) 평면을 기준으로 액정층에 0도 방향의 횡전계만 인가되어야 하지만, 특정 너비, 높이로 제한되어 있는 사각 형태의 화소 전극(110) 구조로 인하여 화소 전극(110)의 상, 하부 경계 영역에는 0도 방향의 횡전계가 아닌 다른 방향(0~360도)의 전계가 발생하게 된다. 그리고 화소 전극(110) 내부에 0도 방향의 횡전계에 의하여 특정방향(기준 반시계방향: 이후부터 0도 전계에 의해 회전되는 액정은 반시계방향으로 회전하는 것으로 정의)으로 회전되는 액정분자와 0~360도 방향의 전계에 의하여 특정방향과 반대방향(기준 시계방향: 이후부터 0도 이외의 전계에 의해 회전되는 액정은 시계방향으로 회전하는 것으로 정의)으로 회전되는 액정분자가 발생하게 되며, 각각 다른 방향으로 회전되는 액정분자들의 영역의 중간 영역에는 어느 방향으로도 회전하지 않는 초기배향 방향 상태를 유지하는 액정 분자들이 존재하는 영역이 발생한다. 이 회전하지 않는 액정분자들에 의하여 서브 화소 내 투과율 감소가 발생하게 되며, 이 투과율이 발생하지 않는 영역 또는 영역 및 선인 전계왜곡라인이 발생할 수 있다. 상기 전계왜곡라인은 특정 전압 이상 및 고온과 같은 특정 조건에서 발생할 수 있고 전계왜곡라인이 발생한 뒤 전압 및 특정조건을 유지한 채 시간이 지나면 전계왜곡라인이 서브 화소 외부에서 내부로 이동하여 원하는 특정 투과율을 유지 못하고 투과율이 저하되어 해상도를 떨어뜨릴 수 있다. 또한 전계왜곡라인은 연장부(112)의 가장 자리 영역, 특히 컨텍부(111)와 연장부(112)의 경계 영역에서 발생하여, 구동 전압 상승에 따라 연장부(112) 내부, 즉 발광 영역 내부로 이동하게 되어 투과율을 떨어뜨리게 된다. 그러나 도 12의 낮은 구동 전압 상태와, 도 13의 피크 구동 전압 상태 그리고 도 14의 피크 초과 구동 전압 상태에서 확인할 수 있는 바와 같이 제1 보조 전극(131)에 의하여 상기 제1 보조 전극(131)의 배치된 영역 부근의 회전하지 않는 액정 분자가 있는 영역의 전기적 토크 에너지(Electrical Torque Energy)를 시계방향 및 반시계방향으로 회전하는 액정이 있는 영역의 전기적 토크 에너지 보다 강하게 만들어 전계왜곡에 따른 투과율 저항 영역이 이동하지 못하도록 제어할 수 있다. 따라서 도 15의 그래프와 같이 제1 보조 전극(131)을 구비하지 않은 기준(Ref.) 대비 제1 보조 전극(131)을 구비한 경우 투과율이 크게 향상되는 이점이 있다.

또한 도 16의 낮은 구동 전압 상태와, 도 17의 피크 구동 전압 상태 그리고 도 18의 피크 초과 구동 전압 상태에서 확인할 수 있는 바와 같이 제1 보조 전극(131)과 제2 보조 전극(132)를 함께 적용하는 경우도 마찬가지로 상기 제1 보조 전극(131)과 제2 보조 전극(132)이 배치된 영역 부근의 회전하지 않는 액정 분자가 있는 영역의 전기적 토크 에너지를 시계방향 및 반시계방향으로 회전하는 액정이 있는 영역의 전기적 토크 에너지 보다 강하게 만들어 전계왜곡에 따른 투과율 저항 영역이 블랙매트릭스(BM)가 대응하지 않는, 즉 컬러필터(CF) 영역의 발광 영역 내로 이동하지 못하도록 제어할 수 있다. 따라서 도 19의 그래프와 같이 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)을 구비하지 않은 기준(Ref.) 대비 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)을 구비한 경우 투과율이 크게 향상되는 이점이 있다.

또한 도 15 및 도 19에 비교에서 알 수 있듯이 제1 보조 전극(131)외에 제2 보조 전극(132)을 추가로 구비한 경우에 동일 전압 하에서 더 높은 투과율을 보이는 효과가 있다.

한편 도 15 및 도 19의 실험예에서 적용한 제1 및 제2 보조 전극(131, 132)의 예각 b와 c는 45도이고, 연장부(112)의 예각 a는 7도이며, 제1 및 제2 보조 전극(131, 132) 각각의 컨텍부(111)로부터 연장된 길이와 연장부(112)의 컨텍부(111)로부터 연장된 길이의 비는 1:10으로써, 구동 전압에 따라 최적의 투과율과 피크 초과 구동 전압에서 투과율이 떨어지는 현상을 고려하여 결정된 값이다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 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.

100 표시패널
110 화소 전극
111 컨텍부
112 연장부
113 제1 연장부
114 제2 연장부
115 슬릿, 개구부
120 공통 전극
130 제1 절연층
131 제1 보조 전극
132 제2 보조 전극
140 제2 절연층
200 타이밍 콘트롤러
300 데이터 드라이버
400 게이트 드라이버

Claims (20)

1. 수직한 방향인 제1 방향을 따라 연장된 데이터 라인;
   상기 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 연장된 게이트 라인;
   상기 제2 방향을 따라 연장되며, 상기 게이트 라인과 이격되어 배치된 공통라인;
   상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인의 교차 지점에 배치된 박막트랜지스터;
   상기 공통라인과 전기적으로 연결되며, 통 전극으로 형성된 공통전극;
   상기 공통전극 상에 배치된 제1 절연층; 및
   제1 절연층 상에 배치되며, 상기 공통전극과 중첩하는 화소 전극;을 포함하고,
   상기 화소 전극은,
   상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결된 컨텍부;
   상기 컨텍부로부터 연장되고 슬릿을 구비한 연장부; 및
   상기 컨텍부와 상기 연장부의 경계 영역에서 상기 컨텍부로부터 연장된 제1 보조 전극;을 포함하고,
   상기 연장부는 상기 제1 방향을 기준으로 예각인 제1 각도로 기울어져서 상기 컨텍부로부터 연장된 제1 연장부, 및 상기 제1 방향을 기준으로 상기 제1 각도보다 큰 제2 각도로 기울어져서 상기 제1 연장부로부터 연장된 제2 연장부를 가지며,
   상기 제1 보조 전극은 상기 컨텍부로부터 분기되며, 상기 제1 방향을 기준으로 상기 제1 각도보다 큰 제3 각도로 기울어지도록 연장된 어레이 기판.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 각도는 5도 내지 9도이며, 상기 제3 각도는 30도 내지 60도인 어레이 기판.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 연장부 및 상기 제1 보조 전극은 상기 게이트 라인으로부터 멀어지는 방향으로 연장된 어레이 기판.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 박막트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 라인과 가까워지는 방향으로 상기 컨텍부와 상기 연장부의 경계 영역에서 상기 컨텍부로부터 연장된 제2 보조 전극;을 더 포함하는 어레이 기판.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 연장부와 상기 제1 보조 전극이 상기 컨텍부로부터 연장되는 방향과 상기 제2 보조 전극이 상기 컨텍부로부터 연장되는 방향은 서로 반대 방향인 어레이 기판.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 또는 제2 보조 전극이 상기 컨텍부로부터 연장되는 길이는 상기 연장부가 상기 컨텍부로부터 연장되는 길이보다 작은 어레이 기판.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 박막트랜지스터와 상기 공통 전극 사이에 배치된 유기 절연층인 제2 절연층을 더 포함하는 어레이 기판.
8. 박막트랜지스터; 및
   상기 박막트랜지스터의 일 부분과 전기적으로 연결되는 컨텍부와 상기 컨텍부로부터 연장된 연장부 그리고 상기 컨텍부와 상기 연장부의 경계 영역에서 상기 컨텍부로부터 연장된 보조 전극을 포함한 화소 전극;을 포함하고,
   상기 연장부는 수직한 방향을 기준으로 제1 예각으로 기울어져서 상기 컨텍부로부터 연장되고,
   상기 보조 전극은 상기 컨텍부의 상부의 모서리 영역으로부터 연장되며, 상기 수직한 방향을 기준으로 상기 제1 예각보다 큰 각도로 기울어지도록 연장된 어레이 기판.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 어레이 기판은 상기 어레이 기판과 마주하는 컬러필터 기판 상의 블랙매트릭스와 대응하는 제1 영역과 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함하고,
   상기 보조 전극은 상기 제1 영역 내에 배치되는 어레이 기판.
10. 제8 항에 있어서,
    제1 및 제2 절연층; 및 상기 제1 및 제2 절연층 사이에 배치되고 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극;을 더 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 제2 절연층 상에 배치되고, 상기 공통 전극과 오버랩되는 어레이 기판.
11. 제8 항에 있어서,
    상기 연장부는 상기 박막트랜지스터에 게이트 신호를 제공하는 게이트 라인에 대한 법선을 기준으로 상기 제1 예각으로 상기 컨텍부로부터 제1 방향으로 꺾이며 상기 게이트 라인과 멀어지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되는 어레이 기판.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 예각은 5도 내지 9도인 어레이 기판.
13. 제11 항에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 상기 제1 예각보다 큰 제2 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향으로 꺾이며 상기 게이트 라인과 멀어지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되는 어레이 기판.
14. 제11 항에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 상기 제1 예각보다 큰 제3 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 꺾이며 상기 게이트 라인과 가까워지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되는 어레이 기판.
15. 제11 항에 있어서,
    상기 보조 전극은 제1 및 제2 보조 전극을 포함하고,
    상기 제1 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 상기 제1 예각보다 큰 제2 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향으로 꺾이며 스캔 라인과 멀어지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되고,
    상기 제2 보조 전극은 상기 법선을 기준으로 상기 제1 예각보다 큰 제3 예각으로 상기 컨텍부로부터 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 꺾이며 상기 스캔 라인과 가까워지는 방향으로 상기 컨텍부로부터 연장되는 어레이 기판.
16. 삭제
17. 삭제
18. 제8 항에 있어서,
    상기 연장부는 슬릿을 구비한 어레이 기판.
19. 제1 항에 따른 어레이 기판; 및
    상기 어레이 기판과 대향하고 블랙매트릭스 및 컬러 필터를 구비한 컬러필터 기판;을 포함하고,
    상기 어레이 기판은 상기 블랙매트릭스와 마주하는 제1 영역과 상기 컬러 필터와 마주하는 제2 영역으로 분할되고,
    상기 제1 보조 전극은 상기 제1 영역 내에 배치되는 표시패널.
20. 제19 항에 따른 표시패널;을 포함하고
    상기 표시패널을 프린지 필드 구동(fringe field driving)하는 액정표시장치.

Images