KR20000047995A - 광폭 투명 전극과 스트라이프 전극을 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에서, 액정은 한 쌍의 기판 사이에 배치된다. 또한, 한 쌍의 기판 중 하나의 기판은 서로 평행하게 뻗은 복수의 스트라이프 전극을 갖고, 다른 기판은 그 전체 표면을 거의 덮는 투명 전극을 갖는다. 스트라이프 전극과 투명 전극 사이에서 비스듬한 전계가 형성되므로, 액정 분자가 비스듬한 전계에 따라서 정렬된다. 또한, 투명 전극과 정렬 층 사이에는 유전체 층이 배치된다.

Description

광폭 투명 전극과 스트라이프 전극을 갖는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING WIDE TRANSPARENT ELECTRODE AND STRIPE ELECTRODES}

본 발명은 비스듬한 전계를 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.

개인용 컴퓨터의 표시 장치로는 예를 들어 TN형 액정 표시 장치가 널리 사용된다. 그러나, TN형 액정 표시 장치는 화면을 비스듬하게 볼 때, 콘트라스트가 저감되거나 휘도가 나빠지는 문제점이 있다. 이리하여, 비스듬하게 볼 때 콘트라스트가 저감되지 않는 액정 표시 장치에 대한 요구가 높게 되었다.

예를 들어 일본 특허 공개 공보 제 10-153782호와 제 10-186351호에는 비스듬하게 볼 때 콘트라스트가 저감되지 않는 IPS(In-plane switching)형 액정 표시 장치가 개시되어 있다. IPS형 액정 표시 장치에서, 액정은 한 쌍의 기판 사이에 배치되고, 기판 중 하나는 전압이 인가되는 제1 전극 및 제2 전극을 갖는다. 다른 기판은 전극을 갖지 않는다. 그러므로, 기판면에 거의 평행인 방향으로 제1 전극과 제2 전극 사이에 횡단 전계(transverse electric field)가 형성된다. 액정은 이러한 횡단 전계에 의해 구동된다. 이들 공보에 개시된 액정 표시 장치는 정의 유전성 이방성(positive dielectric anisotropy)을 갖는 수직 정렬형 액정을 사용한다. 액정 분자는 전압이 인가되지 않을 경우 기판에 수직인 방향으로 정렬되고, 전압이 인가될 경우 횡단 전계에 평행인 방향으로 정렬된다.

상술한 IPS형 액정 표시 장치에서, 제1 및 제2 전극은 서로 평행하게 뻗은 금속 스트라이프 형태로 기판 중 하나에 형성된다. 전압이 인가되면, 횡단 전계의 전기력선은 제1 전극으로부터 제2 전극을 향하여 활 모양으로 뻗어 나간다. 제1 전극이 제2 전극의 좌측에 위치한다고 할 때, 제1 전극 근방에 위치한 액정 분자는 전기력선을 따라서 우상(右上)으로 정렬되고, 제2 전극 근방에 위치한 액정 분자는 전기력선을 따라서 좌상(左上)으로 정렬된다. 제1 전극과 제2 전극 사이의 중간에 위치한 액정 분자는 전기력선을 따라서 기판면에 평행인 방향으로 정렬된다.

그러나, 제1 전극과 제2 전극 사이의 중간에 위치한 액정 분자는 좌상으로 정렬된 액정 분자와, 우상으로 정렬된 액정 분자에 의해 영향을 받아서, 기판면에 평행인 방향으로 원활하게 정렬될 수 없다. 이러한 불안정한 정렬은 디스클리네이션(disclination)을 일으킨다. 그 결과, 제1 전극과 제2 전극 사이의 중간에서 흑색 라인이 발생함으로써 투과율을 저감시킨다. 전압이나 외란에 의해 디스클리네이션이 생기거나 사라져서, 불규칙한 표시나 잔상을 일으키는 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 디스클리네이션이 없는, 시각 특성이 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 전압이 인가되지 않은 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도2는 전압이 인가된 도1의 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도3은 하나의 기판 내에 형성된 활성 매트릭스 부분을 나타낸 도면.

도4는 도1에 나타낸 편광자의 흡광 축의 관계를 나타낸 도면.

도5a는 비교예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도5b는 전압이 인가된 도5a의 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도5c는 도5b에 나타낸 액정 표시 장치의 백색 표시 화상을 나타낸 도면.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 전압이 인가되지 않은 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도7은 전압이 인가된 도6의 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도8은 전계가 형성된 유전체 층이 없는 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도9는 전계가 형성된 유전체 층이 있는 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도10a는 유전성 부재가 포함되지 않은 것을 제외하고는 도6의 액정 표시 장치와 유사한 액정 표시 장치의 일 예를 나타낸 도면.

도10b는 도10a의 액정 표시 장치의 표시의 일 예를 나타낸 도면.

도11a는 유전성 부재 없이 투명 전극을 갖는 기판이 역 배치된 액정 표시 장치의 일 예를 나타낸 도면.

도11b는 도11a의 액정 표시 장치의 표시의 일 예를 나타낸 도면.

도12a는 도6의 액정 표시 장치에 유사한 액정 표시 장치의 일 예를 나타낸 도면.

도12b는 도12a의 액정 표시 장치의 표시의 일 예를 나타낸 도면.

도13은 유전체 층과 투명 전극이 없는 액정 표시 장치에 6V의 전압이 인가된 경우의 투과율을 나타낸 도면.

도14는 유전체 층과 투명 전극이 없는 액정 표시 장치에 10V의 전압이 인가된 경우의 투과율을 나타낸 도면.

도15는 유전체 층과 투명 전극이 있는 액정 표시 장치에 6V의 전압이 인가된 경우의 투과율을 나타낸 도면.

도16은 유전체 층과 투명 전극이 있는 액정 표시 장치에 10V의 전압이 인가된 경우의 투과율을 나타낸 도면.

도17은 유전체 층의 두께와 투과율 사이의 관계를 나타낸 도면.

도18은 유전체 층의 일 예를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도.

도19는 유전체 층의 다른 예를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도.

도20은 유전체 층의 또 다른 예를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도.

도21은 유전체 층의 또 다른 예를 나타낸 액정 표시 장치의 단면도.

도22는 하나의 기판 내에 형성된 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극과 활성 매트릭스의 일 예를 나타낸 도면.

도23은 하나의 기판 내에 형성된 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극과 활성 매트릭스의 다른 예를 나타낸 도면.

도24는 도6 및 도7의 액정 표시 장치를 단순하게 나타낸 도면.

도25는 도24의 형상에 위상판이 추가된 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도26은 대표적인 편광막의 일 예를 나타낸 단면도.

도27은 도26의 편광막을 사용한 액정 표시 장치의 형상을 나타낸 도면.

도28은 도24의 액정 표시 장치의 시각 특성을 나타낸 도면.

도29는 도25의 액정 표시 장치의 시각 특성을 나타낸 도면.

도30은 R_XZ-R_YZ좌표 상에 콘트라스트가 10인 일정한 시각 곡선을 나타낸 도면.

도31은 R_LC와 R_t사이의 관계를 나타낸 도면.

도32는 본 발명의 제3 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도33은 도32의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도34는 도32의 액정 표시 장치의 비교예를 나타낸 단면도.

도35는 전압이 인가된 도32의 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도36a ~ 도36c는 도32 ~ 도34에 나타낸 액정 표시 장치의 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극에 1V의 DC 전압이 인가된 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도37a ~ 도37f는 도32의 액정 표시 장치의 정렬 층의 체적 저항이 10¹⁰Ωm이라고 할 때 액정의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도38a ~ 도38f는 도32의 액정 표시 장치의 정렬 층의 체적 저항이 10¹²Ωm이라고 할 때 액정의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도39a ~ 도39f는 도32의 액정 표시 장치의 정렬 층의 체적 저항이 10¹⁴Ωm이라고 할 때 액정의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도40a ~ 도40d는 도32의 액정 표시 장치의 정렬 층의 체적 저항이 10¹⁰Ωm이라고 할 때 절연 층의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도41a ~ 도41d는 도32의 액정 표시 장치의 액정과 정렬 층의 체적 저항이 10¹¹Ωm이라고 할 때 절연 층의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도42a ~ 도42c는 도32의 액정 표시 장치의 절연 층의 체적 저항이 10¹⁴Ωm이라고 할 때 제1 스트라이프 전극 상의 절연 층 부분의 두께를 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도43은 도32의 액정 표시 장치의 절연 층의 체적 저항이 10¹⁴Ωm라 할 때 제2 스트라이프 전극 상의 절연 층 부분의 두께가 0.4㎛일 경우의 전압 변화를 나타낸 도면.

도44는 액정 표시 장치에 인가된 전압의 일 예를 나타낸 도면.

도45는 소정 패턴으로 배치된 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함한 픽셀을 갖는 액정 표시 장치의 일 예를 나타낸 평면도.

도46a는 도45의 제1 및 제2 스트라이프 전극을 갖는 액정 표시 장치의 화면을 나타낸 도면.

도46b는 화면의 화상 스티킹(image sticking)을 나타낸 도면.

도47은 도45 및 도46을 참조하여 설명한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 제4 실시예에 의한, 일정 패턴으로 배치된 제1 및 제2 스트라이프 전극을 포함한 픽셀을 갖는 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도48은 도47의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 평면도.

도49는 도47의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 평면도.

도50은 도47 ~ 도49의 액정 표시 장치의 일 화소의 일 예를 나타낸 평면도.

도51은 도50의 제1 스트라이프 전극을 나타낸 평면도.

도52는 도50의 제2 스트라이프 전극을 나타낸 평면도.

도53은 제1 및 제2 스트라이프 전극과 제1 및 제2 접속 전극의 일 예를 나타낸 평면도.

도54는 제1 및 제2 스트라이프 전극과 제1 및 제2 접속 전극의 변형례를 나타낸 평면도.

도55a는 도56의 실시예의 비교예를 나타낸 도면.

도55b는 도55a의 55B-55B선을 따라 절단한 단면도.

도56a는 본 발명의 제5 실시예에 의한 액정 표시 장치 부분을 나타낸 도면.

도56b는 도56a의 56B-56B선을 따라 절단한 단면도.

도57는 도55a의 형상과 도56a의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면.

도58은 도56의 원리에 기초하여 제1 및 제2 스트라이프 전극과 제1 및 제2 접속 전극을 갖는 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도59는 도58의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 평면도.

도60은 제1 및 제2 접속 전극과 예각으로 교차하고, 구동 보정 전극부를 포함한 제1 및 제2 스트라이프 전극의 일 예를 나타낸 도면.

도61은 제1 스트라이프 전극으로부터 뻗은 구동 보정 전극부의 일 예를 나타낸 도면.

도62는 도61의 62-62선을 따라 절단한 단면도.

도63은 도60의 63-63선을 따라 절단한 단면도.

도64는 오목한 제2 접속 전극을 갖는 제1 스트라이프 전극으로부터 뻗어 있는 구동 보정 전극부의 일 예를 나타낸 도면.

도65는 오목한 제2 접속 전극을 갖는 제1 스트라이프 전극으로부터 뻗은 구동 보정 전극부의 변형례를 나타낸 도면.

도66은 오목한 제1 접속 전극을 갖는 제2 스트라이프 전극으로부터 뻗은 구동 보정 전극부의 변형례를 나타낸 도면.

도67은 제1 스트라이프 전극이 예각으로 제2 접속 전극과 교차하고, 제1 스트라이프 전극이 제2 접속 전극으로부터 옆으로 돌출되어 있지 않는 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면.

도68은 제1 스트라이프 전극이 예각으로 제2 접속 전극과 교차하고, 제1 스트라이프 전극이 제2 접속 전극으로부터 옆으로 돌출되어 있는 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면.

도69는 제2 스트라이프 전극이 예각으로 제1 접속 전극과 교차하고, 제2 스트라이프 전극이 제1 접속 전극으로부터 옆으로 돌출되어 있지 않는 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면.

도70은 제2 군의 스트라이프 전극이 예각으로 제1 접속 전극과 교차하고, 제2 군의 스트라이프 전극이 제1 접속 전극으로부터 옆으로 돌출되어 있지 않는 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면.

도71은 제1 및 제2 접속 전극으로부터의 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극의 돌출 양을 나타낸 도면.

도72는 도73의 액정 표시 장치의 참조예를 나타낸 단면도.

도73은 본 발명의 제6 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도74는 도73의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도75는 도72의 액정 표시 장치의 광 투과율을 나타낸 도면.

도76은 도73의 액정 표시 장치의 광 투과율을 나타낸 도면.

도77은 도74의 액정 표시 장치의 광 투과율을 나타낸 도면.

도78은 도73의 제2 군의 스트라이프 전극 근방을 나타낸 평면도.

도79는 도80의 액정 표시 장치의 참조예를 나타낸 단면도.

도80은 본 발명의 제7 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도81은 도80의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면.

도82는 도80의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면.

도83은 도80의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면.

도84는 도80의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면.

도85는 도86의 액정 표시 장치의 문제점을 설명하는 액정 표시 장치를 나타낸 개략도.

도86은 본 발명의 제8 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도87은 도86의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도88은 본 발명의 제9 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도89는 도88의 89-89선을 따라 절단한 단면도.

도90은 도88의 액정 표시 장치의 상부 및 하부 층의 도전성 부재를 나타낸 도면.

도91a는 도88의 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 도면.

도91b는 도88의 액정 표시 장치의 데이터 버스 라인에 인가된 전압을 나타낸 도면.

도92는 도88의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 평면도.

도93은 도92의 액정 표시 장치의 상부 및 하부 층의 도전성 부재를 나타낸 도면.

도94는 도82의 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 도면.

도95는 액정 표시 장치의 구동 방법의 변형례를 나타낸 도면.

도96은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도97은 도96의 하부 유리 기판의 도전 층의 패턴을 나타낸 도면.

도98은 도96의 97-97선을 따라 절단한 단면도.

도99는 도88의 액정 표시 장치의 동작을 설명하는 도면.

도100은 도88의 액정 표시 장치, 금속 막으로 형성된 흑색 매트릭스를 갖는 종래의 액정 표시 장치 및 수지 막으로 형성된 흑색 매트릭스를 갖는 종래의 액정 표시 장치에 의한 누광 양의 측정 결과를 나타낸 도면.

도101은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도102는 도101의 하부 유리 기판의 도전 층의 패턴을 나타낸 도면.

도103은 도101의 103-103선을 따라 절단한 단면도.

도104는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도105는 도104의 105-105선을 따라 절단한 단면도.

도106은 정렬 층의 전압 유지율을 측정하는 장치를 나타낸 개략도.

도107은 혼선 발생을 설명하는 개략도.

도108은 도107의 단면도.

도109는 화면의 화상 스티킹을 현저히 일으키는 표시 패턴의 일 예를 나타낸 평면도.

도110은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도111은 도110의 111-111선을 따라 절단한 단면도.

도112는 도110의 액정 표시 장치의 동작을 설명하는 도면.

도113은 전압이 인가된 도110의 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도114는 액정의 키랄(chiral) 피치와 전면(前面) 휘도 사이의 관계를 계산에 의해 결정한 결과를 나타낸 도면.

도115a ~ 도115c는 d/p가 변화할 때의 전압-투과율 특성을 조사한 결과를 나타낸 도면.

도116a ~ 도116c는 d/p가 변화할 때의 전압-투과율 특성을 조사한 결과를 나타낸 도면.

도117a ~ 도117c는 d/p가 변화할 때의 전압-투과율 특성을 조사한 결과를 나타낸 도면.

도118은 도110의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도119는 도118의 액정 표시 장치의 동작을 설명하는 도면.

도120은 전압이 인가된 도119의 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도121은 도110의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 모형도.

도122는 도110의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 모형도.

도123은 전압이 인가된 도122의 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도124는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 개략 평면도.

도125는 도124의 액정 표시 장치의 등가 회로를 나타낸 도면.

도126은 도124의 126-126선을 따라 절단한 단면도.

도127은 도124의 액정 표시 장치의 동작을 설명하는 도면.

도128은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 평면도.

도129는 도128의 129-129선을 따라 절단한 단면도.

도130은 도128의 액정 표시 장치를 나타낸 상세 평면도.

도131은 도128의 액정 표시 장치의 등가 회로를 나타낸 도면.

도132a ~ 도132e는 도130의 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타낸 도면.

도133a ~ 도133c는 도132e의 공정 후의 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타낸 도면.

도134a ~ 도134e는 도128의 액정 표시 장치의 제조 공정을 나타낸 도면.

도135는 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도136은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도137은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도138은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도139는 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도140은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도141은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도142는 도141의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도143은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도144는 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도145는 도144의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도.

도146은 도6의 액정 표시 장치와 유사한 액정 표시 장치의 단면도.

도147은 도7의 액정 표시 장치와 유사한 액정 표시 장치의 단면도.

도148a는 유전체 층 표면 근방의 도146의 액정 표시 장치의 일부를 나타낸 도면.

도148b는 전압이 인가된 도148a의 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도149a는 유전체 층 표면 근방의 도150의 액정 표시 장치의 일부를 나타낸 도면.

도150은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도151은 전압이 인가된 도150의 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도152는 도150의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면.

도153은 게이트 버스 라인과 제1 스트라이프 전극 사이에서 발생하는 전계에 의해 액정의 정렬이 교란되는 것을 설명하기 위해 액정 표시 장치를 나타낸 도면.

도154는 도150의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면.

도155는 도150의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면.

도156은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 기판 중 하나에 형성된 활성 매트릭스의 일부를 나타낸 평면도.

도157은 도156의 스트라이프 전극을 갖는 기판을 나타낸 단면도.

도158은 도157의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도159는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도160은 도158의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도161은 도158의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도.

도162는 d/ε과 투과율 사이의 관계를 나타낸 도면.

도163은 컬러 필터의 두께가 2㎛일 경우 유전체 층의 투명 수지 층의 두께와 화면의 화상 스티킹 사이의 관계를 나타낸 도면.

도164는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.

도165는 도164의 유전체 층으로 사용될 수 있는 디스코틱(discotic) 액정 표시 장치의 일 예를 나타낸 도면.

본 발명에 의한 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과, 상기 한 쌍의 기판 중 하나의 기판에 형성된, 픽셀 마다의 복수의 스트라이프 전극과, 상기 한 쌍의 기판 중 다른 기판의 전체 표면을 거의 덮도록(적어도 표시 영역을 덮도록) 상기 다른 기판에 형성된 투명 전극을 포함한다.

상술한 구성에서, 스트라이프 전극 중 하나와 광폭 투명 전극 사이에 전계가 형성된다. 이 전계는 각 스트라이프 전극으로부터 광폭 투명 전극을 향하여 비스듬한 방향으로 흐르는 비스듬한 전계이다. 이리하여, 액정 분자는 전압이 인가되지 않을 경우 기판 표면에 수직인 방향으로 정렬되고, 전압이 인가될 경우 비스듬한 전계에 평행인 방향으로 정렬된다. 이런 방식으로, 거의 모든 액정 분자가 전계를 따라서 원활하게 정렬되므로, 디스클리네이션이 일어나지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도1은 전압이 공급되지 않을 경우 본 발명의 제1 실시예에 의한 액정 표시 장치(10)를 나타낸 도면이고, 도2는 전압이 인가될 경우의 도1의 액정 표시 장치의 단면도이다.

도1 및 도2에서, 본 발명에 의한 액정 표시 장치(10)는 대향하는 제1 및 제2 투명 유리 기판(12, 14)과, 제1 및 제2 투명 유리 기판(12, 24) 사이에 배치된 액정 층(16)을 포함한다. 제1 기판(12)은 컬러 필터(도시하지 않음)를 포함한 컬러 필터 기판이고, 제2 기판(14)은 TFT를 포함한 TFT 기판이다. 액정 패널은 한 쌍의 기판(12, 14)과, 액정 층(16)으로 형성된다.

제1 기판(12)은 제1 기판(12)의 전체 표면을 거의 덮도록 형성된 광폭의 또는 고체의 투명 전극(18)과 수직 정렬 층(20)을 포함한다. 제2 기판(14)은 서로 평행하게 뻗은 복수의 스트라이프 전극(도1에는 단지 하나만 도시함)과 수직 정렬 층(24)을 포함한다. 액정 층(16)의 액정은 수직으로 정렬되고, 정의 유전성 이방성을 갖는다. 한 쌍의 편광자(26, 28)는 액정 패널의 양면 상에 배치된다.

도3은 제2 기판(14) 내에 형성된 활성 매트릭스 부분을 나타낸다. 활성 매트릭스는 게이트 버스 라인(30), 데이터 버스 라인(32) 및 TFT(34)를 포함한다. 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)에 의해 정의되는 영역은 일 픽셀에 해당한다. 2개의 스트라이프 전극(22)은 TFT(34)에 접속되고, 데이터 버스 라인(32)의 AC 데이터 전압이 공급된다. 도3에서, 2개의 스트라이프 전극(22)은 일 픽셀 내에 배치된다. 광폭 투명 전극(18)은 ITO 또는 NESA 등의 거의 투명한 재료로 형성된다. 그러나, 스트라이프 전극(22)은 게이트 버스 라인(30) 또는 데이터 버스 라인(32)과 동일한 금속으로 형성된다.

도4는 편광자(26, 28)의 흡광 축(26a, 28a) 사이의 관계를 나타낸다. 흡광 축(26a, 28a)은 서로 직각으로 교차 니콜 배치(crossed Nicol arrangement)로 배치된다. 흡광 축(26a, 28a)은 도3에 나타낸 게이트 버스 라인(30), 데이터 버스 라인(32) 및 스트라이프 전극(22)에 45도의 각으로 배치된다.

도1에 나타낸 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우의 구성에서는, 액정 분자가 기판 표면에 거의 수직인 방향으로 정렬된다. 그러나, 도2에 나타낸 바와 같이, 전압 인가 시에(예를 들어 광폭 투명 전극(18)이 접지에 접속되고 스트라이프 전극(22)에 AC 전압이 공급될 경우) 각 스트라이프 전극(22)으로부터 투명 전극 쪽으로 전계가 형성된다. 또한 화살표(F₀)로 나타낸 바와 같이, 다수의 전계(전기력선)가 각 스트라이프 전극(22)으로부터 고체 투명 전극(18)을 향하여 비스듬하게 형성된다. 이리하여, 정의 유전성 이방성을 갖는 액정 분자가 전압 인가 시에 비스듬한 전계(F₀)와 평행하게 정렬된다.

그 결과, 액정 분자는 기판 표면에 비스듬한 방향으로 기울어지고, 복굴절이 일어남으로써 입사 광의 편광을 변화시키게 된다. 이리하여, 대부분의 액정 분자는 비스듬한 전계에 따라서 원활하게 정렬된다. 편광자(26, 28)는 교차 니콜로 배치되므로, 전압의 인가 시에 백색 표시가 실현된다. 스트라이프 전극(22)의 바로 근방에서, 전계(전기력선)는 화살표(F_N)로 나타낸 바와 같이, 기판 표면에 수직이다. 금속으로 된 스트라이프 전극(22)은 차폐 능력(shielding ability)이 있다. 그러므로, 이 부분에서의 액정의 움직임에는 문제점이 없다. 이러한 형태의 액정 표시 장치의 시각 특성은 TN형 액정 표시 장치보다 우수하다.

도5a ~ 도5c는 액정 표시 장치의 비교예를 나타낸 도면이다. 도5에서, 제1 기판(12)에는 전극이 없고, 제1 전극(23a)과 제2 전극(23b)은 제2 기판(14)에만 배치된다. 액정 층(16)은 유전 상수가 정의 이방성인 수직 정렬형 액정을 포함한다. 이리하여, 전압이 인가되지 않을 경우, 액정 분자는 기판 표면에 거의 수직인 방향으로 정렬된다. 한편, 전압 인가 시에는 도5b에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(23a)으로부터 제2 전극(23b)을 향한 수평 전계가 형성된다. 액정 분자는 수평 전계와 평행하게 정렬된다. 그러나, 2 개의 전극(23a, 23b) 사이의 중간 위치에 위치한 액정 분자가 우단에서 액정 분자의 정렬 방향에 따르거나 또는 좌단에서 액정 분자의 정렬 방향에 따른다는 보장은 없으므로, 액정의 정렬이 불안정하게 된다. 그 결과, 도5c에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치의 일 픽셀 영역(10b)의 중앙부에서 디스클리네이션(D)가 일어난다. C 영역은 금속으로 된 제1 전극(23a)과 제2 전극(23b)으로 차폐된 것이다. 본 발명에 의하면, 이러한 디스클리네이션(D)가 저감된다.

도6은 전압이 인가되지 않은 제2 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다. 도7은 전압이 인가된 도6의 액정 표시 장치(10)를 나타낸 단면도이다. 도1 및 도2의 실시예와 마찬가지로 액정 표시 장치(10)는 서로 대향 관계인 제1 및 제2 투명 유리 기판(12, 14), 제1 및 제2 투명 유리 기판(12, 14) 사이에 배치된 액정 층(16) 및 편광자(26, 28)를 포함한다.

제1 기판(12)은 제1 기판(12)의 전체 표면을 거의 덮는 광폭의 또는 고체의 투명 전극(18)과 수직 정렬 층(20)을 포함한다. 제2 기판(14)은 교호로 평행하게 뻗은 복수의 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)과 수직 정렬 층(24)을 포함한다. 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)에는 다른 전압이 공급된다. 본 실시예에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)에는 AC 데이터 전압(예를 들어 ±５V)이 공급되고, 제2군의 스트라이프 전극(22b)에는 고체 투명 전극(18)과 같은 전압이 공급된다. 이 경우, 고체 투명 전극(18)에는 AC 데이터 전압의 거의 중간 전압(접지)이 공급된다.

또한, 광폭 투명 전극(18)과 수직 정렬 층(20) 사이에는 유전체 층(절연 층)(36)이 배치된다. 제1 기판(12)의 내면 상에는 고체 투명 전극(18)이 배치되고, 고체 투명 전극(18) 상에는 유전체 층(36)이 배치된다. 본래, 고체 투명 전극(18)과 액정 층(16) 사이에는 유전체 층(36)이 삽입된다. 바람직하게는 유전체 층(36)이 광 경화성 수지, 열 경화성 수지, 양각 또는 음각 리지스트, 폴리아민 산(polyamic acid) 또는 다른 유기 수지(에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 불소 수지 등), SiO, SiO₂또는 SiN 군으로 형성되는 것이 좋다.

도6에 나타낸 바와 같은 구성에서는, 전압이 인가되지 않을 때 액정 분자가 기판 표면에 거의 수직인 방향으로 정렬된다. 그러나, 도7에 나타낸 바와 같이, 전압 인가 시에, 각 제1 군의 스트라이프 전극(22a)으로부터 고체 투명 전극(18)을 향하는 전계(전기력선)가 형성된다. 화살표(F₀)로 나타낸 바와 같이, 다수의 전계(전기력선)가 각 제1 군의 스트라이프 전극(22a)으로부터 고체 투명 전극(18)을 향하여 비스듬하게 형성된다. 이리하여, 정의 유전성 이방성을 갖는 액정 분자는 전압 인가 시에 비스듬한 전계(F₀)에 평행인 방향으로 정렬된다.

또한, 각 제1 군의 스트라이프 전극(22a)으로부터 각 제2 군의 스트라이프 전극(22b)으로 향하는 횡단 또는 수평 전계(horizontal electric field)(F_T)가 형성된다. 이러한 횡단 전계(F_T)는 각 제1 군의 스트라이프 전극으로부터 고체 투명 전극(18)을 향하는 비스듬한 전계(F₀)의 형성을 돕는 기능을 한다. 구체적으로, 도2의 형상에서, 비스듬한 전계(F₀)는 스트라이프 전극(22)으로부터 수평 방향으로 멀어질수록 현저히 약해진다. 그러나, 도7에서, 비스듬한 전계(F₀)의 강도는 스트라이프 전극(22a)으로부터 멀어질수록 크게 저감되지는 않는다.

액정 분자는 비스듬한 전계(F₀)에 평행하게 정렬되고, 기판 표면에 일정 각만큼 경사짐으로써, 복굴절을 일으키고 입사 광의 편광을 변화시킨다. 이리하여, 대부분의 액정 분자는 비스듬한 전계에 따라서 원활하게 정렬됨으로써, 도5c의 디스클리네이션(D)을 상당히 방지할 수 있다. 고체 투명 전극(18)과 액정 층(16) 사이에 유전체 층(36)을 삽입하게 되면, 비스듬한 전계(F₀)를 더 잘 형성할 수 있고, 우수한 표시를 얻을 수 있다. 비스듬한 전계(F₀)의 효과에 대해 도8 및 도9를 참조하여 설명한다.

도8 및 도9는 유전체 층(36)의 작용에 대해 설명하는 도면이다. 도8은 유전체 층(36)이 없이 전계가 형성된 경우를 나타낸 도면이고, 도9는 유전체 층(36)의 존재 하에 전계가 형성된 경우를 나타낸 도면이다. 도8 및 도9에서, 스트라이프 전극(22a) 주위에 등전위선이 형성된 것이 보여진다. 도8에서, 전계는 각 제1군의 스트라이프 전극(22a)의 근방에 과도하게 집중되고, 등전위선은 액정 층(16) 내에 머문다. 액정 층(16) 내에서, 전계는 투명 전극(18)에 수직으로 강하게 형성되는 경향이 있으므로, 비스듬한 전계는 법선 성분이 강해 충분히 비스듬하게 되지 않는다. 이리하여, 액정은 충분한 복굴절 특성을 나타내지 못한다.

도9에서, 등전위선은 액정 층(16)으로부터 유전체 층(36)으로 뻗어있으므로, 액정 층(16) 내에서의 전계의 집중이 완화된다. 이리하여, 액정 층(16) 내에서, 투명 전극에 수직으로 형성되는 전계의 강도가 약화된다. 그 결과, 비스듬한 전계의 법선 성분이 약화되어 충분히 비스듬하게 된다. 이리하여, 액정 분자는 충분히 경사지게 된다.

도10a는 유전체 층(36)이 포함되지 않은 것을 제외하고는 도6의 액정 표시 장치에 유사한 액정 표시 장치를 나타낸 도면이다. 도10b는 도10a의 액정 표시 장치 상의 표시 예를 나타낸 도면이다. 이 예에서, 디스클리네이션은 제거되지만, 전체 표시가 비교적 어둡다.

도11a는 투명 전극(18)을 갖는 기판(12)이 뒤집혀 배치된 액정 표시 장치의 예를 나타낸 도면이다. 도11b는 도11a의 액정 표시 장치 상의 표시 예를 나타낸 도면이다. 해칭 영역은 어두운 부분을 나타내고, 다른 영역은 밝은 부분을 나타낸다. 이 예에서, 해칭되지 않은 밝은 부분에는 직선 디스클리네이션도 있다.

도12a는 유전체 층(36)을 갖는, 도6의 액정 표시 장치에 유사한 액정 표시 장치를 나타낸 도면이다. 도12b는 도12a의 액정 표시 장치 상의 표시 예를 나타낸 도면이다. 이 예에서는, 디스클리네이션이 나타나지 않았고, 표시가 전체적으로 밝다. 이리하여, 도12의 구성에서는, 디스클리네이션이 없는 밝은 표시를 적은 구동 전압으로 실현할 수 있다.

도13은 유전체 층(36)과 투명 전극(18)이 없는 액정 표시 장치에 6V의 전압이 인가될 경우에 투과율(T)을 나타낸 도면이다. 도13 ~ 도16에서, 가로축(x)은 위치를 나타내고, 각 곡선의 골은 스트라이프 전극(22a, 22b, 23a, 23b) 또는 디스클리네이션(D)에 해당된다.

도14는 유전체 층(36)과 투명 전극(18)이 없는 액정 표시 장치에 10V의 전압이 인가될 경우의 투과율(T)을 나타낸 도면이다. 도13 및 도14에서, 고 투과율 영역에서 디스클리네이션이 일어난다.

도15는 유전체 층(36)과 투명 전극(18)이 있는 액정 표시 장치에 6V의 전압이 인가될 경우의 투과율(T)을 나타낸 도면이다.

도16은 유전체 층(36)과 투명 전극(18)이 있는 액정 표시 장치에 10V의 전압이 인가될 경우의 투과율(T)을 나타낸 도면이다. 도15 및 도16에서는 디스클리네이션이 일어나지 않는다.

도17은 유전체 층(36)의 두께와 투과율(휘도) 사이의 관계를 나타낸 도면이다. 유전체 층(36)의 두께가 0일 경우, 투과율은 낮다. 그러나, 유전체 층(36)의 두께가 증가할수록, 투과율이 증가한다. 유전체 층(36)의 두께가 3 ~ 4㎛일 경우, 투과율은 최대이고, 유전체 층(36)의 두께가 4㎛를 초과할 경우, 투과율은 점차 저감된다. 대체로, 유전체 층(36)의 두께는 3㎛ ± 3㎛의 범위인 것이 좋다.

유전체 층(36)의 두께는 유전체 층(36)의 유전 상수에 의해 결정된다. 유전체 층(36)의 유전 상수가 3 ± 1의 범위일 경우, 유전체 층(36)의 두께는 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하이어야 한다. 한편, 유전체 층(36)의 유전 상수가 5 ± 1의 범위일 경우, 유전체 층(36)의 두께는 0.5㎛ 이상 10㎛ 이하이어야 한다. 구체적으로, 유전체 층(36)의 유전 상수가 약 3일 경우, 유전체 층(36)의 두께는 1㎛ ~ 4㎛이어야 한다. 한편, 유전체 층(36)의 유전 상수가 약 7일 경우, 유전체 층(36)의 두께는 3㎛ ~ 6㎛이어야 한다. 이것은 도9의 등전위선이 형성되는 방식에 따라 결정된다.

도18 ~ 도21은 유전체 층(36)의 여러 가지 예를 나타낸다. 도18에서, 컬러 필터(38)는 제1 기판(12)의 내면 상에 배치된다. 고체 투명 전극(18)은 컬러 필터(38) 상에 배치되고, 유전체 층(36)은 고체 투명 전극(18) 상에 형성되고, 수직 정렬 층(20)은 유전체 층(36) 상에 형성된다.

도19에서, 컬러 필터(38)는 제1 기판(12)의 내면 상에 배치되고, 고체 투명 전극(18)은 컬러 필터(38) 상에 형성되고, 수직 정렬 층(20) 역할을 하는 유전체 층(36)은 고체 투명 전극(18) 상에 형성된다. 이 경우, 수직 정렬 층(20)은 두껍게 형성되어 유전체 층(36)의 두께 요구를 충족시켜 준다.

도20에서, 고체 투명 전극(18)은 제1 기판(12)의 내면에 형성되고, 유전체 층(36) 역할도 하는 컬러 필터(38)는 고체 투명 전극(18) 상에 형성되고, 수직 정렬 층(20)은 컬러 필터(38) 상에 형성된다.

도21에서, 고체 투명 전극(18)은 제1 기판(12)의 내면 상에 형성되고, 유전체 층(36)과 수직 정렬 층(20) 역할도 하는 컬러 필터(38)는 고체 투명 전극(18) 상에 형성된다. 이 경우, 컬러 필터(38)의 기재(base material)로서 수직 정렬 특성이 있는 폴리이미드(polyimide)를 사용함으로써, 상술한 구성을 얻을 수 있다. 도18의 구성에서는 유전체 층(36)이 필요하지만, 도19 ~ 도21의 구성에서는 유전체 층(36)이 필요하지 않다. 유전체 층(36)이 추가될 경우, 고체 투명 전극(18)을 제2 기판(14)의 리드 전극에 접속하는 이송 전극(transfer electrode)을 형성하기 위하여 유전체 층(36)을 패터닝하는 공정이 추가된다. 또한, 유전체 층(36)은 후술하는 위상 막 특성을 갖는 것이 용이하다.

도22는 제2 기판(14) 내에 형성된 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)과 활성 매트릭스의 예를 나타낸 도면이다. 활성 매트릭스는 게이트 버스 라인(30), 데이터 버스 라인(32) 및 TFT(34)를 포함한다. 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)에 의해 정의되는 영역은 일 픽셀에 해당된다. 제1군의 2개의 스트라이프 전극(22a)은 TFT(34)에 접속되고, 또한 서로간에는 접속 전극(22c)에 의해 접속되고, 데이터 버스 라인(32)의 AC 데이터 전압이 공급된다. 또한, 공통 버스 라인(40)은 게이트 버스 라인(30)에 평행하게 배치된다. 2개의 제1 스트라이프 전극(22a)과 3개의 스트라이프 전극(22b)은 교호로 배치되어 횡단 또는 수평 전계를 형성한다. 도6 및 도7을 참조하여 설명한 바와 같이, 이러한 수평 전계는 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제1 기판(12)의 광폭의 또는 고체의 투명 전극(18) 사이의 비스듬한 전계의 형성을 촉진한다.

도23은 제2 기판(14)에 형성된 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)과 활성 매트릭스의 다른 예를 나타낸 도면이다. 또한 이 예에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 접속 전극(22c)을 개재하여 TFT(34)에 접속되고, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)은 접속 전극(22d)에 의해 공통 버스 라인(40)에 접속된다. 스트라이프 전극(22a, 22b)은 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)에 45도의 각도로 형성된다.

또한, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 각 부분에서 90도의 각도를 이룬 방향으로 뻗은 선형부의 2개의 하위 군으로 분할된다. 구체적으로, 접속 전극(22c)은 픽셀의 중심선을 따라서 게이트 버스 라인(30)에 평행하게 뻗은 접속 전극부(22cx)와, 데이터 버스 라인(32)에 평행하게 뻗은 접속 전극부(22cy)를 포함한다. 이와 마찬가지로 접속 전극(22d)은 접속 전극부(22dx, 22dy)를 갖는다. 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 접속 전극부(22cy, 22dy)의 양면 상에 2개의 하위 군으로 분할된다. 각 하위 군 내에서, 각 제1 군의 스트라이프 전극(22a) 상에 위치한 액정 분자는 반대 방향으로 경사지고(도7), 이리하여 액정이 다른 방향으로 정렬된다. 그 결과, 픽셀이 2 × 2의 4 영역으로 분할된다. 이러한 구성에서는, 액정 분자는 4 방향으로 경사지므로, 시각 특성이 더욱 개선된다.

또한, 도22 및 도23에 나타낸 제2 기판은 도18 ~ 도21에 나타낸 제1 기판(12)과 결합될 수 있다.

도24는 도6 및 도7(도18 ~ 도23)의 액정 표시 장치(10)를 간단하게 나타낸 도면이다.

액정 표시 장치(10)는 그 사이에 액정 층(16)을 수용하는 한 쌍의 유리 기판(12, 14)을 갖는 액정 패널과, 액정 패널의 양면 상에 위치한 한 쌍의 편광자(26, 28)를 포함한다. 편광자(26, 28)의 흡광 축(26a, 28a)은 서로 직각으로 배치된다. 흡광 축(26a, 28a)은 게이트 버스 라인(30), 데이터 버스 라인(32) 및 스트라이프 전극(22)에 45의 각도로 배치될 수 있다.

도25는 적어도 하나의 위상 판 또는 위상 막(42)을 더 포함한 액정 표시 장치(10)를 나타낸 도면이다. 한 쌍의 편광자(26, 28) 사이의 어떠한 위치에도 이 위상 막(42)이 배치될 수 있다.

이 실시예에 의한 위상 막(42)은 하기 식으로 표시되는 특성을 갖는 것으로 가정된다.

n_x≥ n_z, n_y≥ n_z(n_x= n_y= n_z은 아니다) (1)

여기서, 위상 막(42)의 주 굴절률은 n_x, n_y, n_z이고, 막 표면의 굴절률은 n_x, n_y이며(근접하는 편광자의 흡광 축에 수직인 방향의 굴절률은 n_x이고, 흡광 축에 평행인 방향의 굴절률은 n_y이다), 막에 수직인 굴절률은 n_z이다.

예를 들어 굴절률 n_x, n_y사이에 n_x> n_y의 관계가 유지될 경우, x 방향은 슬로우 축(slow axis)이라 한다. 위상 막(42)의 두께를 d라 할 때, R_xz= (n_x- n_z)d, R_yz= (n_y- n_z)d로 정의된다.

도26은 대표적인 편광자(44)의 구성을 나타낸 도면이다. 편광자(44)는 TAC(triacetylcellulose) 막 또는 이와 유사한 지지막으로 편광 기능이 있는 PVA(polyvinyl alcohol) 막을 지지하는 편광 막으로서 형성된다. 도27에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(10)의 편광자(26, 28)로서 편광자(44)를 사용할 경우, PVA 막만이 실제의 편광자(26, 28)로서 간주된다. 이리하여, PVA 막의 내측면에 위치한 TAC 막이 n_x≥ n_z, n_y≥ n_z의 관계를 만족할 경우, 특정 TAC 막은 편광자(26, 28) 쌍 사이에 삽입된 위상 막으로서 간주된다. 또한, 본 발명에 의하면, 위상 막 대신에 위상을 갖는 어떠한 층도 사용될 수 있다. 위상을 갖는 층은 될 수 있는 한, 컬러 필터 층, 수지 층 또는 정렬 층을 포함하는 막 성질의 재료로서 형성하는 것이 좋다.

도28은 도24에 나타낸 액정 표시 장치의 시각 특성을 나타낸 도면이다. 곡선(46)은 액정 패널을 모든 방향에서 볼 경우 콘트라스트가 10인 일정 콘트라스트 곡선을 나타낸다. 이 일정 콘트라스트 곡선(46)으로부터, TN형 액정 표시 장치의 시각 특성보다 넓은 시각에서 우수한 콘트라스트를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다. 이 일정 콘트라스트 곡선(46)에서, 45도 방향, 135도 방향, 225 방향 및 315도 방향에서의 콘트라스트가 10인 시각은 38도이다.

도29는 도25의 액정 표시 장치의 시각 특성을 나타낸 도면이다. 곡선(48)은 액정 패널을 모든 방향에서 볼 경우 콘트라스트가 10인 일정 콘트라스트 곡선이다. 일정 콘트라스트 곡선(48)에서, 45도 방향, 135도 방향, 225도 방향 및 315도 방향에서의 콘트라스트가 10인 시각은 70도이다. 그러므로, 위상 막(42)을 삽입하면 우수한 시각 특성을 얻을 수 있다.

첫째로, 도25의 구성에서, 위상 막(42) 시트를 삽입하고, R_xz, R_yz를 다양하게 변화시키면서 시각 특성을 조사했다. R_xz, R_yz를 변화시키면서, 45도 방향의 콘트라스트 10에서 시각을 결정했다.

도30은 콘트라스트가 10인 일정 시각 곡선을 나타낸 도면이다. 시각이 70도, 60도, 50도 및 40도인 곡선을 R_xz-R_yz좌표계에서 그렸다. 도23의 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 액정 표시 장치에서, 시각 특성은 4 방향에서 같으므로, 135도, 225도 및 315도 방향에서 유사한 결과가 얻어졌다.

상술한 바와 같이, 도28에서, 45도 방향에서 콘트라스트가 10인 시각은 38도이다. 그러므로, 도30에서 콘트라스트가 10인 시각이 38도 이상인 한, 위상 막(42)의 추가가 효과적이다.

도30에서, 콘트라스트가 10인 시각은 R_xz, R_yz가 하기 조건을 만족할 때 38도 이상이다.

R_yz≥ R_xz- 230 nm

R_yz≤ R_xz+ 130 nm

R_yz≤ -R_xz+ 1060 nm

이 조건을 다시 쓰면,

-130 nm ≤ (n_x- n_y)d ≤ 230 nm

((n_x+ n_y)/2 - n_z)d ≤ 530 nm

여기서, R = (n_x- n_y)d, R_t= ((n_x+ n_y)/2 - n_z)d라 할 때, 위상 막(42)에 의해 충족되는 조건은 다음과 같다.

-130 nm ≤ R ≤ 230 nm (2)

R_t≤ 530 nm

유사한 방법으로, R과 R_t에 대한 최적 조건은 액정 패널의 △nd_LC(d_LC는 액정 층의 두께이다)를 변화시킴으로써 결정되었다. R에 대한 최적 조건은 액정 패널의 △nd_LC에 관계없이 항상 하기 식에 의해 주어진다는 것을 알 수 있었다.

-130 nm ≤ R ≤ 230 nm (2)

한편, R_t에 대한 최적 조건은 액정 패널의 △nd_LC에 의해 결정된다. △nd_LC와, R_t에 대한 최적 조건의 상한치 사이의 관계를 조사하여 도31에 나타냈다. 액정 패널에 대해 △nd_LC= R_LC라 할 때, R_t에 대한 최적 조건의 상한치는 1.6 × R_LC의 관계로 주어진다. 이리하여, R_t는 이 상한치보다 낮은 범위 내에 있어야 하다. 즉, 다음의 관계가 충족된다.

R_t≤ 1.6 × R_LC

상술한 것은 편광자(26, 28) 쌍 사이에 위상 막(42) 시트가 삽입된 경우의 조사이다. 이 조사는 한 쌍의 편광자(26, 28) 사이에 복수의 위상 막이 삽입된 경우에도 적용될 수 있다. 도26, 도27을 참조하여 설명한 바와 같이, 예를 들어 편광자(26, 28)가 PVA 막과 TAC 막이 서로 겹쳐진 구조인 경우에, 내부 TAC 막은 식(1)에서 정의된 위상 막으로서 기능한다. 그러므로, 도27에 나타낸 구성의 경우, 한 쌍의 편광자(26, 28) 사이에 3개의 위상 막이 삽입된다.

한 쌍의 편광자(26, 28) 사이에 N개의 위상 막이 삽입된 경우에 관해 유사한 조사가 이루어졌다. N개의 위상 막에 대한 R이 R₁, R₂, … R_N이고, R_t가 R_t1, R_t2, … R_tN이라고 할 때, 최적 조건은 하기 식도 또한 만족하는 것으로 알려졌다.

-130 nm ≤ R₁≤ 230 nm (2)

…

-130 nm ≤ R_N≤ 230 nm

R_t1+ R_t2+ … R_tN≤ 1.6 × R_LC(3)

상기 식은 콘트라스트가 10인 시각이 38도 이상인 조건에 대한 설명이다. 이에 더하여, 콘트라스트가 10인 시각이 50도 이상인 조건에 대해 조사하였다. 이 조건은 하기 관계가 동시에 충족될 때 만족되는 것을 알 수 있었다.

n_x≥ n_z, n_y≥ n_z(n_x= n_y= n_z은 아니다) (1)

-50 nm ≤ R₁≤ 150 nm (4)

…

-50 nm ≤ R_N≤ 150 nm

R_t1+ R_t2+ … + R_tN≤ 1.3 × R_LC(5)

도29는 도27의 구성에서 △nd_LC= R_LC= 330 nm, R = (n_x- n_y)d = 50 nm, R_t= 200 nm인 경우의 일정 콘트라스트 곡선을 나타낸다. 위상 막(42)은 Japan Synthetic Rubber에 의해 제조된 ARTON Film으로, 슬로우 축은 인접한 편광자의 흡광 축에 직각으로 배치된다.

도32는 본 발명의 제3 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다. 액정 표시 장치(10)는 서로 대향 관계인 제1 및 제2 유리 기판(12, 14)과, 상기 유리 기판(12, 14) 사이에 배치된 액정 층(16)을 포함한다. 제1 유리 기판(12)은 컬러 필터 기판이고, 제2 유리 기판(14)은 TFT 기판이다. 제1 유리 기판(12)은 완전 고체 표면을 갖는 투명 전극(18), 유전체 층(36) 및 수직 정렬 층(20)을 포함한다. 제2 유리 기판(14)은 서로 평행하게 뻗은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b), 절연 층(50) 및 수직 정렬 층(24)을 포함한다. 도시하지 않은 편광자(26, 28)는 도1 및 도6에 나타낸 바와 같이 배치될 수 있다. 첨언하면, 후술하는 실시예는 도1 ~ 도4에 나타낸 실시예뿐만 아니라 도5a 및 도5b에 나타낸 수평 전계만을 사용한 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.

절연 층(50)은 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)을 덮으며, 정렬 층(24) 아래에 배치된다. 절연 층(50)이 도면에 나타낸 바와 같이, 항상 단일 절연 층으로 구성되는 것은 아니고, 복수의 절연 층의 조합으로 구성될 수도 있다. 예를 들어 절연 층(50)은 후술하는 제1 및 제2 절연 층의 조합일 수 있다. 이 경우, 공통 전압이 공급되는 제2 군의 스트라이프 전극(22b)은 유리 기판(14) 상에 형성되고, 제1 절연 층은 TFT 게이트 절연 층과 동일 층으로서, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 덮도록 형성되고, 데이터 전압이 공급되는 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 제1 절연 층 상에 형성되고, 제2 절연 층은 TFT 보호층과 동일 층으로서 제1 군의 스트라이프 전극(22a)을 덮도록 형성된다. 절연 층(50)(또는 제1 및 제2 절연 층)은 SiNx, SiO₂, 리지스트, 수지, 아크릴 수지 등의 절연재로 형성된다.

도33은 도32에 나타낸 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면이다. 이 예에서, 절연 층(50)은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 덮고, 정렬 층(24) 아래에 배치된다. 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 절연 층(50) 상에 또한 정렬 층(24) 아래에 배치된다. 도32 및 도33의 절연 층(50)은 예를 들어 SiN을 사용하여 TFT를 형성하는 공정 중간에 형성될 수 있다.

도34는 도32의 액정 표시 장치의 참조예를 나타낸 도면이다. 도34에서, 도32 및 도33의 절연 층(50)은 포함되지 않는다.

도32 ~ 도34에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 액정 표시 장치에서, 제1 스트라이프 전극(22a)에는 TFT가 접속되고 데이터 전압이 공급되며, 제2 스트라이프 전극(22b)에는 공통 전압이 공급된다.

도34의 액정 표시 장치에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 사이에 DC 전압 성분이 오래 인가되면 화면이 화상 스티킹될 수 있다. 그러나, 도32 및 도33의 액정 표시 장치에서, 절연 층(50)을 구비하면 DC 전압 성분에 의해 일어날 수 있는 화면의 화상 스티킹을 방지할 수 있다.

도44는 액정 표시 장치에 인가된 전압의 예를 나타내고, 여기서 문자 V_G는 게이트 전압을 나타내고, V_D는 데이터 전압을 나타내며, V_C는 공통 전압을 나타낸다. 액정에 인가된 전압(V_LC)은 데이터 전압(V_D)과 같다. 그러나, 게이트가 턴 온된 직후에 커패시턴스 커플링으로 인해 전압 강하가 일어난다는 사실로 볼 때, 전압(V_LC)은 데이터 전압(V_D)보다 약간 낮다. 공통 전압(V_C)은 전압 강하를 고려하여 액정에 인가된 전압(V_LC)의 평균값을 가지도록 결정된다. 액정은 AC 전압에 의해 구동되므로, 일반적으로 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 오랫동안 DC 전압 성분이 인가되지 않는다. 그러나, 공통 전압(V_C)이 액정에 인가된 전압(V_LC)의 평균값으로부터 벗어날 경우, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 DC 전압이 공급된다. 그 결과, 도34의 액정 표시 장치에서, DC 전압 성분으로 인해 화면이 화상 스티킹될 수 있다.

도35는 전압이 인가된 도32의 액정 표시 장치를 나타낸 도면이다. 도35는 제1 군의 스트라이프 전극(22a)에 1V, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)에 0V를 인가한 직후의 전위 분포를 나타낸다. 도35의 곡선은 등전위 곡선이다. V₁은 제1 군의 스트라이프 전극(22a) 위의 액정 층(16)과 정렬 층(22) 사이의 경계에서의 전압을 나타내고, V₁'은 제1 군의 스트라이프 전극(22a) 위의 정렬 층(22)과 절연 층(50) 사이의 경계에서의 전압을 나타낸다. 이와 유사하게, V₂는 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 위의 액정 층(16)과 정렬 층(22) 사이의 경계에서의 전압을 나타내고, V₂'은 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 위의 정렬 층(22)과 절연 층(50) 사이의 경계에서의 전압을 나타낸다.

도36a, 도36b 및 도36c는 도32 ~ 도34에 나타낸 액정 표시 장치의 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극 사이에 1V의 DC 전압이 인가될 경우의 전압 변화를 나타낸 도면이다. 도36a는 도32의 액정 표시 장치에서의 전압 변화를 나타내고, 도36b는 도33의 액정 표시 장치에서의 전압 변화를 나타내고, 도36c는 도34의 액정 표시 장치에서의 전압 변화를 나타낸다.

도36a 및 도36b에서, V₁및 V₂사이의 전압차 즉 액정 층(16)에 인가된 DC 전압 성분은 시간 경과에 따라서 저감되어, 10 ~ 20초 경과 후에 0으로 수렴한다. 그러므로, 절연 층(50)이 포함될 경우, DC 전압 성분이 존재할 경우라도 화면이 화상 스티킹될 가능성은 저감된다. 도36c에서, V₁과 V₂사이의 전압차는 시간 경과에 따라서 저감되지 않으므로, 화면이 화상 스티킹되지 않을 것이다.

화상 스티킹을 방지하기 위해서, 절연 층(50)의 구비 및 하기 사실을 고려한다. (a) V₁과 V₂의 전압차 즉 액정 층(16)에 인가된 DC 전압 성분이 0으로 수렴하는 시간은 수초 ~ 수백초이다. V₁과 V₂사이의 전압차가 0으로 수렴하는 시간이 짧을수록, DC 전압 성분이 액정 층(16)에 인가되는 시간이 짧아진다. 이로써 화면의 화상 스티킹을 방지하는데 매우 유용하다. 그러나, 수렴하는 시간이 과도하게 짧으면, 액정의 전압 유지율이 저감된다. 그러므로, 적당한 수렴 시간은 수초 ~ 수백초이다. (b) V₁과 V₁'사이의 전압차 즉 정렬 층(22) 근방에서의 전계 강도는 가능한 한 0에 가깝다. 그 결과, 이온 흡수로 인한 잔여 DC 전압은 액정 층(16)과 정렬 층(22) 사이의 경계에서 저감될 수 있다. 이들 두 조건은 액정 셀의 성분 물질의 체적 저항률을 적절히 선택함으로써 충족될 수 있다.

도37a ~ 도37f는 도32에 나타낸 액정 분자의 정렬 층(22)의 체적 저항률을 10¹⁰Ωm라 할 때, 액정 층(16)의 체적 저항이 변할 경우의 전압 변화를 나타낸다. 도37a는 액정 층(16)의 체적 저항(VR_LC)이 10⁸Ωm일 경우를 나타내고, 도37b는 액정 층(16)의 체적 저항(VR_LC)이 10⁹Ωm일 경우를 나타내고, 도37c는 액정 층(16)의 체적 저항(VR_LC)이 10¹⁰Ωm일 경우를 나타내고, 도37d는 액정 층(16)의 체적 저항(VR_LC)이 10¹¹Ωm일 경우를 나타내고, 도37e는 액정 층(16)의 체적 저항(VR_LC)이 10¹²Ωm일 경우를 나타내고, 도37f는 액정 층(16)의 체적 저항(VR_LC)이 10¹³Ωm일 경우를 나타낸다.

도38a ~ 도38f는 정렬 층(22)의 체적 저항이 10¹²Ωm라 할 때, 액정 층(16)의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면이다. 도38a는 VR_LC가 10⁸Ωm일 경우를 나타내고, 도38b는 VR_LC가 10⁹Ωm일 경우를 나타내고, 도38c는 VR_LC이 10¹⁰Ωm일 경우를 나타내고, 도38d는 VR_LC이 10¹¹Ωm일 경우를 나타내고, 도38e는 VR_LC이 10¹²Ωm일 경우를 나타내고, 도38f는 VR_LC이 10¹³Ωm일 경우를 나타낸다.

도39a ~ 도39f는 정렬 층(22)의 체적 저항이 10¹⁴Ωm라 할 때, 액정 층(16)이 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면이다. 도39a는 VR_LC이 10⁸Ωm일 경우를 나타내고, 도39b는 VR_LC이 10⁹Ωm일 경우를 나타내고, 도39c는 VR_LC이 10¹⁰Ωm일 경우를 나타내고, 도39d는 VR_LC이 10¹¹Ωm일 경우를 나타내고, 도39e는 VR_LC이 10¹²일 경우를 나타내고, 도38f는 VR_LC이 10¹³일 경우를 나타낸다.

도37a ~ 도39f에서, 정렬 층(22)의 체적 저항이 일정하게 유지되는 한, 액정의 체적 저항(VR_LC)이 작을수록, V₁과 V₂사이의 전압차가 0으로 수렴하는 시간이 짧아진다. 액정의 체적 저항(VR_LC)은 바람직하게는 10⁹Ωm ~ 10¹²Ωm인 것이 좋고, 더 바람직하게는 10⁹Ωm ~ 10¹⁰Ωm인 것이 좋다.

또한, 도37a ~ 도39f에서, 정렬 층(22)의 체적 저항이 작을수록, V₁과 V₂사이의 전압차가 0으로 수렴하는 시간이 짧아진다. 그래서 V₁과 V₁' 사이의 전압차와 V₂와 V₂' 사이의 전압차가 작아진다. 이리하여, 정렬 층(22)의 체적 저항은 가능한 한 작아야 하고, 정렬 층(22)의 체적 저항은 액정 층(16)의 체적 저항(VR_LC)보다 작아야 한다. 정렬 층(22)의 체적 저항은 10¹⁰Ωm ~ 10¹²Ωm인 것이 좋다. 특히, 정렬 층(22)의 체적 저항은 10¹⁰Ωm ~ 10¹¹Ωm인 것이 좋다.

절연 층(50)의 체적 저항은 액정 층(16)과 정렬 층(22)의 체적 저항보다 더 커야 한다.

도40a ~ 도40d는 액정 표시 장치(10)의 액정 층(16)과 정렬 층(22)의 체적 저항이 10¹⁰Ωm라 할 때, 절연 층(50)의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면이다. 도40a는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹²Ωm일 경우를 나타내고, 도40b는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹³Ωm일 경우를 나타내고, 도40c는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹⁴Ωm일 경우를 나타내고, 도40d는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹⁶Ωm일 경우를 나타낸다.

도41a ~ 도41d는 액정 표시 장치(10)의 액정 층(16)과 정렬 층(22)의 체적 저항이 10¹¹Ωm라 할 때, 절연 층(50)의 체적 저항이 변화할 경우의 전압 변화를 나타낸 도면이다. 도41a는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹²Ωm일 경우를 나타내고, 도41b는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹³Ωm일 경우를 나타내고, 도41c는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹⁴Ωm일 경우를 나타내고, 도41d는 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹⁶Ωm일 경우를 나타낸다.

도40a ~ 도41d에서, 절연 층(50)의 체적 저항이 클수록, V₁과 V₂사이의 전압차가 0으로 수렴하는 시간이 짧아진다. 절연 층(50)의 체적 저항이 10¹³Ωm 이상인 것이 좋다는 것이 밝혀졌다.

도42a ~ 도42c는 체적 저항이 10¹⁴Ωm이고 제1 스트라이프 전극(22a) 상에 위치한 도32의 액정 표시 장치(10)의 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)에 따른 전압 변화를 나타낸 도면이다. 제1 스트라이프 전극(22a) 상에 위치한 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)가 제2 스트라이프 전극(22b)과 제1 스트라이프 전극(22a) 사이에 위치한 절연 층(50) 부분의 두께와 같을 경우, 절연 층(50)의 전체 두께는 2T₁으로 주어진다.

도42a는 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)가 0.2㎛일 경우를 나타내고, 도42b는 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)가 0.4㎛일 경우를 나타내고, 도42c는 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)가 0.8㎛일 경우를 나타낸다. 도42a ~ 도42c에서, 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)는 DC 전압 성분을 저감시키는데 충분하고, 각 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)는 더 작게 할 수 있다. 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)는 50 nm 이상인 것이 좋다는 것이 밝혀졌다.

도43은 체적 저항이 10¹⁴Ωm이고 제2 스트라이프 전극(22b) 상에 위치한 액정 표시 장치(10)의 절연 층(50) 부분의 두께(T₂) 변화에 따른 전압 변화를 나타낸 도면이다. 도33에서, 절연 층(50)은 제2 스트라이프 전극(22b)만 덮고, 제1 스트라이프 전극(22a)은 절연 층(50)으로 덮이지 않는다.

도43에서, V₁과 V₂사이의 전압차가 0으로 수렴하는 시간은 도42a의 V₁과 V₂사이의 전압차가 0으로 수렴하는 시간과 거의 같다. 이리하여, 화면의 화상 스티킹을 방지하는 효과의 측면에서 볼 때, 도43의 절연 층(50)의 두께는 도42a의 절연 층(50)의 두께와 같다고 생각할 수 있다. 즉, 도42a에서, 제1 스트라이프 전극(22a) 상에 위치한 절연 층(50) 부분의 두께(T₁)와 제2 스트라이프 전극(22b) 상에 위치한 절연 층(50) 부분의 두께(T₁) 사이의 평균 두께는 도43의 제1 스트라이프 전극(22a) 상에 위치한 절연 층(50) 부분의 두께(T₂)(이 경우 0)와 제2 스트라이프 전극(22b) 상에 위치한 절연 층(50) 부분의 두께(T₂) 사이의 평균 두께와 같다. 절연 층(50)의 두께(T₂)는 50 nm 이상인 것이 좋다.

도45는 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함한 픽셀이 소정 패턴으로 배치된 액정 표시 장치의 예를 나타낸 평면도이다. 액정 표시 장치(10)는 기판 중 하나에 배치된 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 각각 포함하는 픽셀(52)의 매트릭스를 갖는다.

각 픽셀(52)에서, 각 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 도45의 좌측으로 만곡된 부분을 갖는 형상으로 형성된다. 모든 픽셀(52)의 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극 모두는 좌측으로 만곡된 부분을 갖는다. 이리하여, 도45의 액정 표시 장치에서, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 전체 화면에 걸쳐서 좌측으로 만곡되어 있다.

도46a는 도45의 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 액정 표시 장치의 화면(54)의 예를 나타낸 도면이다. 이미지(54a)는 전압 인가 시에 화면(54)에 형성된다. 도46b는 도46a의 전체 화면(54)이 회색으로 표시될 경우 화상 스티킹(54b)이 일어나는 예를 나타낸 도면이다. 화면의 화상 스티킹(54b)은 종종 동일 이미지(54a)가 오랫동안 형성된 후에 이미지(54a) 부분의 흔적으로서 발생한다.

이러한 화면의 화상 스티킹은 종종 픽셀 형상의 비대칭에 기인한다. 구체적으로, 도46a의 화면(54)은 도45의 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 픽셀(52)로 형성되고, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)은 좌측으로 만곡된다. 이러한 비대칭 액정 표시 장치에서는 액정이 도46a의 화살표로 나타낸 바와 같이 비대칭으로 흐르게 되고, 액정은 이미지(54a)의 윤곽을 따라서 다르게 흐르므로, 액정에 함유된 불순물이 고이게 되어, 그 결과 구동 전압에 차이가 생겨 화면의 화상 스티킹(54b)으로서 나타나게 된다.

도47은 도45 및 도46을 참조하여 설명한 문제점을 해결하기 위한 제4 실시예에 따른 패턴으로 배열된, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)의 픽셀을 갖는 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 액정 표시 장치(10)는 도1, 도5 및 도6과 유사한 기본 구성을 갖는다. 액정 표시 장치(10)는 기판 중 하나에 형성된 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 각각 포함하는 픽셀(52)의 매트릭스로 구성된다. 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 데이터 전압을 수신하고, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)은 공통 전압을 수신한다. 그 결과, 이 구성의 액정 표시 장치는 기본적으로 상술한 실시예와 유사한 기능을 수행한다.

각 픽셀(52) 내에서, 각 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 단일 방향성의 형상을 갖는다. 구체적으로, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 각각 90도로 만곡된 부분을 갖는 형상으로 형성된다. 그러나, 예를 들어 제1 행에 위치한 픽셀(52) 내의 일 영역에서는, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)은 각각 좌측으로 만곡된다. 예를 들어 도47의 제2 행에 위치한 픽셀(52) 내의 다른 영역에서는, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 각각 우측으로 만곡된다. 전체 화면에서, 전극이 좌측으로 만곡된 영역과 전극이 우측으로 만곡된 영역은 서로 교호로 배치된다.

이리하여, 도47에서는 도45를 참조하여 설명한 비대칭이 배제됨으로써, 도46을 참조하여 설명한 픽셀 구성의 비대칭에 기인한 화면의 화상 스티킹을 개선할 수 있다.

도48 및 도49는 도47의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면이다. 이 도면에서도, 액정 표시 장치(10)는 기판 중 하나에 형성된 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)을 각각 포함하는 픽셀(52)의 매트릭스로 구성된다.

도48에서는 일 영역에 위치한 픽셀(52), 예를 들어 최우단 열의 픽셀(52)을 고려한다. 각 픽셀(52) 내에는, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)이 좌측으로 만곡된다. 다른 영역의 픽셀 내, 예를 들어 도48의 우측으로부터 제2 열에 위치한 픽셀(52) 내에서, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)은 우측으로 만곡된다. 전체 화면에서 볼 때, 전극이 좌측으로 만곡된 영역과 전극이 우측으로 만곡된 영역은 서로 교호로 배치된다.

도49에서, 각 영역에서는, 예를 들어 도47의 우측 상단의 픽셀(52) 내와, 우측으로부터 제2 열의 제2 행에 위치한 픽셀(52) 내에서는, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)이 우측으로 만곡된다. 다른 영역에서는, 예를 들어 도48의 상단으로부터 제1 행의 우측으로부터 제2 열에 위치한 픽셀 내와, 상단으로부터 제2 행의 우측으로부터 제1 열에 위치한 픽셀(52) 내에서는, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)은 좌측으로 만곡된다. 전체 화면에서 볼 때, 전극이 좌측으로 만곡된 영역과 전극이 우측으로 만곡된 영역은 서로 교호로 배치된다. 즉, 픽셀(52)은 바둑판 형상으로 배치된다.

그 결과, 도48 및 도49에서, 픽셀 형상은 대칭이 됨으로써, 도46을 참조하여 설명한 픽셀 형상의 비대칭에 기인한 화면의 화상 스티킹(54b)을 개선할 수 있다.

도50은 도47 ~ 도49에 나타낸 액정 표시 장치의 일 픽셀의 예를 나타낸 도면이다. 도51은 제1 스트라이프 전극(22a)을 나타낸 평면도이다. 도52는 제2 스트라이프 전극(22b)을 나타낸 평면도이다. 이 픽셀의 특징은 다른 실시예에도 적용할 수 있다.

도23은 물론 도50에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 장치(10)에서, 기판(14) 중 하나는 게이트 버스 라인(30), 데이터 버스 라인(32) 및 TFT(34)를 갖는 활성 매트릭스를 포함한다. 또한, 공통 버스 라인(40)이 구비된다. 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)에 의해 정의되는 거의 직사각형의 픽셀(52)에는 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)이 배치된다. 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 제1 접속 전극(22c)에 의해 TFT(34)에 접속된다. 제2 군의 스트라이프 전극(22b)은 제2 접속 전극(22d)에 의해 공통 버스 라인(40)에 접속된다.

도50 및 도51에서, 복수의 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 제1 군의 선형부에 대해 경사진, 제1 하위 군의 평행 선형부(도50 및 도51의 수평 중심선 위의 소자)과 제2 하위 군의 평행 선형부(도50 및 도51의 수평 중심선 아래의 소자)을 포함한다. 모든 선형부는 데이터 버스 라인(32)에 대해 2 ~ 88도 경사진다. 바람직하게는 모든 선형부가 데이터 버스 라인(32)에 대해 45도 경사지는 것이 좋다.

제1 하위 군의 선형부와 제2 하위 군의 선형부는 서로 90도 경사져 배치된다. 즉, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 수직 만곡부를 갖는다. 제1 하위 군의 선형부는 도50 및 도51의 수평 중심선에 관하여 제2 하위 군의 선형부에 대해 대칭하여 배치된다. 제1 하위 군의 선형부는 일 점에 관하여 제2 군의 선형부에 관하여 대칭적으로 교호로 배치될 수 있다. 제1 및 제2 하위 군은 중도에서 만곡되지 않고 거의 직사각형의 픽셀의 일 장변으로부터 타 장변으로 직선으로 뻗어 있다.

도50 및 도52에서, 복수의 제2 군의 스트라이프 전극(22b)은 제3 하위 군의 평행 선형부(도50 및 도52에서 수평 중심선 위의 소자)와, 제3 하위 군의 선형부에 대해 경사진 제4 하위 군의 평행 선형부(도50 및 도52의 수평 중심선 아래의 소자)을 포함한다. 제3 하위 군의 선형부와 제4 하위 군의 선형부는 서로 직각으로 배치된다. 제3 하위 군의 선형부는 도50 및 도52의 수평 중심선에 관하여 제4 하위 군의 선형부에 대해 대칭하여 배치된다. 제3 및 제4 하위 군의 선형부의 일부는 중도에서 만곡되지 않고 거의 직사각형의 픽셀의 일 장벽으로부터 대향하는 장변으로 직선으로 뻗어 있다.

주어진 픽셀에서, 제1 접속 전극(22c)은 픽셀(52)의 주변부(픽셀(52)을 정의하는 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)의 약간 안쪽)에 배치되고, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)을 서로 접속시킨다. 한편, 제2 접속 전극(22d)은 픽셀(52)의 주변부에 배치되고, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 서로 접속시킨다. 제1 접속 전극(22c)은 적어도 부분적으로 절연 층(56)(도50, 도55)을 개재하여 제2 접속 전극(22d)과 포개진다. 이 절연 층(56)은 도32 및 도33의 절연 층(50)과 동일하다.

도50에 나타낸 바와 같이, 제2 접속 전극(22d)의 폭은 제1 접속 전극(22c)의 폭보다 크고, 제1 접속 전극(22c)은 제2 접속 전극(22d)의 내측 가장자리 상에 위치하고, 가능한 한 단락 회로가 발생하는 것을 방지하기 위하여 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)으로부터 떨어져 있다.

제1 접속 전극(22c)에 대해 상세히 설명한다. 제1 접속 전극(22c)은 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 제1 및 제2 선형부의 단을 서로 접속하는 접속 전극부(22cp, 22cq)를 포함한다.

접속 전극부(22cp)는 픽셀(52)의 주변부에서 게이트 버스 라인(30)에 평행하게 뻗어 있고, 제1 및 제2 선형부를 서로 접속시킨다. 한편, 접속 전극부(22cq)는 픽셀(52)의 주변부에서 데이터 버스 라인(32)에 평행하게 단속적으로 뻗어 있고, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 제1 및 제2 선형부의 적어도 2개의 단을 서로 접속시킨다.

특히, 접속 전극부(22cq)가 픽셀(52)의 주변부에서 데이터 버스 라인(32)에 평행하게 배치된 형상에서는 예를 들어 도23에 나타낸 픽셀의 중심부에서 세로 방향으로 뻗은 접속 전극부(22cy)를 제거할 수 있다. 픽셀의 중심부에서 세로 방향으로 뻗은 접속 전극부(22cy)는 픽셀의 개구율(aperture ration)을 상당히 저감시킨다. 그러나, 픽셀(52)의 주변부에서 접속 전극부(22cq)를 구비하면, 픽셀의 개구율을 개선할 수 있다.

게이트 버스 라인(30)에 평행하게 접속 전극부(22cq)를 불연속적으로 배치함으로써, 게이트 버스 라인(30) 근방의 접속 전극부(22cq)의 양을 저감할 수 있고, 그것에 의해 접속 전극부(22cq)와 데이터 버스 라인(32) 사이에서 단락 회로가 발생할 가능성을 줄일 수 있다. 제1 접속 전극(22c)은 픽셀(52)의 수평 중심선을 따라서 단속적으로 배치된 접속 전극부(22cr)를 더 포함한다. 특히 필요하지는 않지만, 접속 전극부(22cr)를 구비하면, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)의 만곡부에서 액정의 정렬이 교란되어 일어나는 디스클리네이션을 방지할 수 있다.

제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 일 선형부의 말단부(도51에서 a로 나타냄)는 픽셀의 단변의 모서리에 위치하고, 다른 선형부의 말단부(도51에서 b로 나타냄)는 픽셀의 다른 단변의 모서리에 위치한다. 거의 연속한 전선은 단부(a)를 갖는 선형부로부터 거의 모든 다른 선형부와 제1 접속 전극의 접속 전극부(22cq)를 개재하여 단부(b)를 갖는 다른 선형부를 향하여 뻗도록 형성된다. 구체적으로, 제1 접속 전극의 접속 전극부(22cq)는 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 전기적 접속을 위해 필요한 최소 부분에만 배치된다.

제2 접속 전극(22d)은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 제3 및 제4 선형부의 단을 서로 접속하는 픽셀(52)의 주변부의 게이트 버스 라인(30)에 평행하게 뻗은 접속 전극부(22dp)와, 픽셀(52)의 주변부의 데이터 버스 라인(32)에 평행하게 뻗은 접속 전극부(22dq)를 포함한다. 제2 접속 전극(22d)은 픽셀의 수평 중심선을 따라서 배치된 보조 커패시턴스 전극으로서 기능하는 접속 전극부(22dr)를 더 포함한다. 접속 전극부(22dr)는 또한 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)의 만곡부에서 액정의 정렬이 교란되어 발생할 수 있는 디스클리네이션을 방지할 수 있다. 접속 전극부(22dr)는 없어도 된다. 제2 접속 전극(22d)은 복수의 점에서 인접한 픽셀의 유사한 접속 전극에 접속하는 외부 돌출부(22ds)를 더 포함한다. 이들 외부 돌출부(22ds)는 도50의 공통 버스 라인(40) 부분이다. 즉, 일 픽셀의 제2 접속 전극(22d)은 복수의 공통 버스 라인(40)에 의해 인접한 픽셀의 제2 접속 전극(22d)에 접속된다.

도53은 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)과 제1 및 제2 접속 전극(22c, 22d)의 변형례를 나타낸 평면도이다. 도54는 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)과 제1 및 제2 접속 전극(22c, 22d)의 변형례를 나타낸 평면도이다.

도53 및 도54에서, 제1 및 제2 접속 전극(22c, 22d)의 접속 전극부(22cq, 22dq)는 픽셀의 주변부에서만 배치되고, 픽셀 내에는 아무런 접속 전극부도 배치되지 않는다. 이리하여, 개구율이 큰 밝은 액정 표시 장치가 얻어진다.

제1 군의 스트라이프 전극(22a)을 접속하는 픽셀의 주변부에 배치된 접속 전극부(22cq) 중에서, 일 데이터 버스 라인(32)에 평행한 접속 전극부(22cq)의 총 길이는 대향하는 다른 버스 라인에 평행한 접속 전극부(22cq)의 총 길이와 거의 같은 것이 좋다. 이렇게 함으로써, 일 데이터 버스 라인(32)과 접속 전극부(22cq) 사이에 혼선이 생길 가능성을 저감할 수 있다.

일 픽셀 내에서, 데이터 버스 라인(32)에 대해 2 ~ 88도의 각으로 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 제1 선형부를 갖는 영역의 면적은 보각(supplementary angle)으로 제2 선형부를 갖는 영역의 면적과 실질상 같은 것이 좋다.

도55a는 도56a의 실시예의 비교예를 나타낸 도면이다. 도55b는 도55a의 55B-55B선을 따라 절단한 단면도이다. 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 액정 표시 장치에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 사이에 수평 전계(F_T)가 형성되며, 이것은 대향 기판(12)의 완전 고체 투명 전극(18)이 있거나 없거나 마찬가지이다.

제1 군의 스트라이프 전극(22a) 중 하나가 예각(acute angle) 또는 직각으로 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)와 교차하는 위치에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)와 동일 전위이므로, 이 두 부재 사이에 수평 전계(F_T)가 형성되지 않아서 액정을 충분히 구동할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 이와 유사하게, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)이 예각 또는 직각으로 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)와 교차하는 위치에서, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)은 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)와 동일 전위이므로, 이 두 부재 사이에 수평 전계(F_T)가 형성되지 않아서 액정을 충분히 구동할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 수평 전계(F_T)가 형성되지 않아서 액정을 충분히 구동되지 않는다는 사실로부터 액정 표시 장치의 휘도가 저감되고 또한 개구율도 저감된다는 사실을 이끌어 낼 수 있다. 한편, 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)가 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)와 포개지는 관계로 존재할 경우, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq) 사이에 수평 전계가 형성된다. 그러나, 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)는 수평 전계의 형성에 대한 장애물을 형성한다는 것이 밝혀졌다.

도56a는 본 발명의 제5 실시예에 의한 액정 표시 장치의 일부를 나타낸 도면이다. 도56b는 도56a의 56B-56B선을 따라 절단한 단면도이다.

도56a의 경우, 제1 군의 스트라이프 전극(22a) 중 하나가 도55a에서 예각 또는 직각으로 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)와 교차하며, 접속 전극부(22cq)가 위치하는 위치에 구동 보정 전극부(driving correction electrode portion)(22m)가 구비된다. 이것은 통상 다음과 같이 설명할 수 있다. 액정 표시 장치는 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b) 중 하나의 일 스트라이프 전극(22a)과 교차하는 구동 보정 전극부(22m)를 더 포함한다. 이 구동 보정 전극부(22m)는 하나의 제1 스트라이프 전극(22a)에 관한 군과 다른 군의 스트라이프 전극(22b)에 접속되고, 특정된 다른 군의 하나의 스트라이프 전극(22b)에 대한 제1 또는 제2 접속 전극(22c, 22d)과 같은 층에 배치된다.

구체적으로, 제1 스트라이프 전극(22a)은 예각 또는 직각으로 제1 스트라이프 전극(22a)과 다른 층에 위치하는 제2 스트라이프 전극(22b)과 동일 층 내의 구동 보정 전극부(22m)와 교차하고, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)은 구동 보정 전극부(22m)와 다른 전위이고, 이 두 부재 사이에는 수평 전계(F_T)가 형성된다. 이리하여, 개선된 개구율로 액정을 구동할 수 있다.

도57은 도55a의 형상과 도56a의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면이다. 곡선(N)은 도55a의 액정 표시 장치의 투과율을 나타내고, 곡선(Ｏ)은 도56a의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸다. 도56a의 액정 표시 장치에서는 더 많은 부분에서 액정이 구동되므로, 밝은 표시가 얻어질 수 있다.

도58은 도56a의 원리에 기초한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)과 제1 및 제2 접속 전극(22c, 22d)을 갖는 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 이 예에서, 픽셀의 중심에 접속 전극부(22cq)가 형성되고, 픽셀의 주변부에 구동 보정 전극부(22m)가 배치된다. 구동 보정 전극부(22m)는 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)에 대응하여 존재하여도 좋다. 그럼에도 불구하고, 구동 보정 전극부(22m)는 제2 군의 스트라이프 전극(22b)에 접속되지 못한다.

도59는 픽셀이 접속 전극부(22cy)에 의해 세로 방향으로 4 부분으로 분할된 예를 나타낸다. 도58과 유사한 방법으로, 구동 보정 전극부(22m)는 픽셀의 주변부에 배치된다. 도58 및 도59의 형상에서는, 접속 전극이 픽셀의 주변부에 배치될 수 없다. 그러나, 후술하는 예에서는, 접속 전극이 픽셀의 주변부에 배치될 수 있고, 구동 보정 전극부(22m)도 픽셀의 주변부에 배치될 수 있다.

도60은 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극(22a, 22b)이 예각으로 제1 및 제2 접속 전극(22c, 22d)과 교차하고, 구동 보정 전극부(22m)를 포함하는 경우를 나타낸 도면이다. 도60은 픽셀의 주변부 상의 데이터 버스 라인(32)에 평행한 제1 및 제2 접속 전극(22c, 22d)의 접속 전극부(22cq, 22dq)의 근방 부분을 나타낸다.

도60 ~ 도66에 나타낸 실시예에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제1 접속 전극(22c)은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)과 제2 접속 전극(22d) 위의 층에 위치한다. 그러므로, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제1 접속 전극(22c)은 실선으로 나타내는 반면, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)과 제2 접속 전극(22d)은 점선으로 나타낸다.

도60에서는, 2개의 구동 보정 전극부(22m1, 22m2)를 나타낸다. 도61은 구동 보정 전극부(22m1)를 상세히 나타낸다. 도62는 구동 보정 전극부(22m1)를 관통하여 도61의 62-62선을 따라 절단한 단면도이다. 도63은 구동 보정 전극부(22m2)를 관통하여 도60의 63-63선을 따라 절단한 단면도이다.

도60, 도61, 도62에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 2개의 제1 및 제2 선형부는 데이터 버스 라인(32)에 평행한 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)에 의해 접속된다. 구동 보정 전극부(22m1)는 접속 전극부(22cq)와 일체를 이루어 직선을 따라 뻗어 있다.

도60의 중심에 위치한 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 선형부(소위 중심 선형부) 중 하나에서 볼 때, 접속 전극부(22cq)는 중심 선형부와 그 위에 위치한 선형부를 접속시키지만, 구동 보정 전극부(22m1)는 중심 선형부와 그 아래에 위치한 선형부를 접속시키지는 못한다. 구동 보정 전극부(22m1)는 중심 선형부 아래에 위치한 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 선형부로 예각을 형성한다. 구동 보정 전극부(22m1)와 구동 보정 전극부(22m1) 아래에 위치한 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 선형부에는 다른 전압이 공급된다.

즉, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 제1 및 제2 선형부 중 하나는 데이터 버스 라인(32)에 평행한 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)에 접속되고, 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)는 특정한 하나의 선형부와 접속 전극부 사이의 접합부로부터 일 방향으로 뻗어 있으며, 구동 보정 전극부(22m1)는 데이터 버스 라인에 평행한 접속 전극부(22cq)에 반대 방향으로 뻗어 있고, 복수의 제2 스트라이프 전극(22b)의 선형부 중 가장 가까운 하나와 겹쳐진 위치에서 종료된다. 이리하여, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 일 선형부는 직각으로 구동 보정 전극부(22m1)와 교차하지만, 쌍방에는 다른 전압이 공급된다. 구동될 수 있는 액정 부분이 증가됨으로써, 밝은 표시를 얻을 수 있다.

도62에 나타낸 바와 같이, 위에서 볼 때, 구동 보정 전극부(22m1)가 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)로부터 돌출 양(L) 만큼 안쪽으로 돌출되어 있다. 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)로부터 안쪽으로 구동 보정 전극부(22m1)가 돌출되는 것은 구동 보정 전극부(22m1)와, 이 구동 보정 전극부(22m1)와 예각을 형성하는 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 선형부 사이의 수평 전계(F_T)를 유효하게 하는데 결정적이다. 이 실시예에 의하면, 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)와 구동 보정 전극부(22m1)는 모두 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)의 안쪽으로 돌출되어 있다.

도60 및 도63에서, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 일 선형부는 게이트 버스 라인에 평행한 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)에 접속되고, 구동 보정 전극부(22m2)는 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)의 내부에 접속된다. 이리하여, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 일 선형부는 예각으로 구동 보정 전극부(22m2)와 교차하지만, 쌍방에는 다른 전압이 공급된다. 그러므로, 구동될 수 있는 액정 부분이 증가됨으로써, 밝은 표시를 얻을 수 있다. 도63에 나타낸 바와 같이, 구동 보정 전극부(22m2)는 위에서 볼 때, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 선형부로부터 양(L)만큼 안쪽으로 돌출된다. 이러한 구동 보정 전극부(22m2)의 돌출은 수평 전계(F_T)를 유효하게 하는데 중요하다.

도64는 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cq)의 안쪽 단이 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)의 안쪽 단과 동일 수직 평면 내에 위치하도록 구동 보정 전극부(22m1)가 제1 군의 스트라이프 전극(22a)으로부터 뻗어 있는, 도61과 유사한 도면이다. 그러나, 구동 보정 전극부(22m1)가 위치한 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)의 안쪽 단에는 오목부가 형성된다. 이리하여, 구동 보정 전극부(22m1)는 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dq)보다 수평으로 더 돌출되어 있다.

도65에서, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 선형부의 테이퍼(taper)는 데이터 버스 라인(32)에 더 근접한 구동 보정 전극부(22m1)의 바깥쪽 모서리 단으로 뻗어있으므로, 특정 데이터 버스 라인(32)의 근방에 위치한 데이터 버스 라인(32)과 같은 층의 구동 보정 전극부(22m1) 부분의 면적을 최소화시킨다. 그 결과, 구동 보정 전극부(22m1)는 데이터 버스 라인(32)과 단락되는 일이 적게 된다.

도66은 구동 보정 전극부(22m3)의 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cp)가 오목하게 되어 있는 있으므로, 제2 접속 전극(22d)의 접속 전극부(22dp)가 제1 접속 전극(22c)의 접속 전극부(22cp)로부터 안쪽으로 돌출되어 있는 예를 나타낸 도면이다. 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 선형부는 예각으로 구동 보정 전극부(22m3)와 교차한다.

도50에는 또한 구동 보정 전극부(22m1), 구동 보정 전극부(22m2) 및 구동 보정 전극부(22m3)를 나타내고 있다. 도50은 또한 구동 보정 전극부(22m4)를 나타내고 있다.

도67은 도61의 형상에서 도62의 구동 보정 전극부(22m1)의 돌출 양이 0인 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면이다. M으로 나타낸 바와 같이, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)이 예각으로 구동 보정 전극부(22m1)와 교차하는 위치에서 투과율의 저하가 관측되었다.

도68은 도62의 돌출 양(L)이 도61의 형상에서 2㎛인 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면이다. 도67의 위치(M)에서의 투과율의 저하는 없어졌다.

도69는 도63의 구동 보정 전극부(22m2)의 돌출 양(L)이 도60의 형상에서 0인 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면이다. N으로 나타낸 바와 같이, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)이 예각으로 구동 보정 전극부(22m2)와 교차하는 위치에서 투과율의 저하가 관측되었다.

도70은 도63의 돌출 양(L)이 도60의 형상에서 4㎛인 경우의 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 도면이다. 도69의 위치(N)에서의 투과율의 자하는 없어졌다.

도71은 구동 보정 전극부(22m1)의 돌출 양(L), 구동 보정 전극부(22m2)의 돌출 양(L) 및 액정 표시 장치의 광 투과율 사이의 관계를 나타낸 도면이다. 구동 보정 전극부(22m1)의 돌출 양(L)은 0.5㎛ 이상인 것이 좋다는 것이 확인되었다. 또한, 구동 보정 전극부(22m2)의 돌출 양(L)은 3㎛ 이하인 것이 바람직함이 확인되었다.

도72는 도73의 액정 표시 장치의 참조예를 나타낸 도면이다. 도72는 도32의 실시예와 유사한 액정 표시 장치(10)를 나타낸다. 그러나, 도72에서, 정렬 층과 편광자는 나타내지 않았다. 도32를 참조하여 설명한 바와 같이, 절연 층(50)은 화면의 화상 스티킹을 방지할 수 있다. 그러나, 절연 층(50)이 존재하면, 절연 층(50)에 의해 인가된 전압이 분할되어 낮은 전압이 액정에 공급되므로, 더 높은 액정 구동 전압이 필요하다는 문제점을 일으킨다.

도72는 전압 인가 시의 액정 분자의 정렬을 나타낸다. 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 완전 고체 투명 전극(18) 사이에는 비스듬한 전계가 형성된다. 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 사이에는 비스듬한 전계를 촉진시키는 수평 전계가 형성된다.

도73은 본 발명의 제6 실시예에 의한 액정 표시 장치(10)를 나타낸 단면도이다. 도73은 또한 도32 및 도72의 액정 표시 장치와 유사한 절연 층(50)을 포함한 액정 표시 장치(10)를 나타낸다. 이 절연 층(50)은 공통 전압이 공급된 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 덮는 제1 절연 층(50a)과 데이터 전압이 공급된 제1 군의 스트라이프 전극(22a)을 덮는 제2 절연 층(50b)을 포함한다.

도73에서, 절연 층(50)은 형성된 후 부분적으로 제거된다. 구체적으로, 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 주위의 절연 층(50) 부분은 드라이 에칭에 의해 제거된다.

도78은 도73의 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 근방을 나타낸 평면도이다. 절연 층(50)은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 노출시키는 개구(50x)를 포함한다. 이리하여, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 군의 스트라이프 전극(22b) 사이에 형성된 수평 전계는 절연 층(50)에 의해 덜 방해되므로, 액정 구동 전압이 감소되는 것을 방지할 수 있다.

도74는 도73의 액정 표시 장치(10)의 변형례를 나타낸 도면이다. 도74에서, 절연 층(50)은 형성된 후 부분적으로 제거된다. 구체적으로, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 주변부 상의 절연 층(50) 부분(제2 절연 층(50b)은 드라이 에칭에 의해 제거된다. 이리하여, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 전체 고체 투명 전극(18) 사이에 형성된 비스듬한 전계는 절연 층(50)에 의해 방해되지 않으므로, 액정 구동 전압이 저감되는 것을 방지할 수 있다.

절연 층(50) 형성 후, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)의 주변부 상의 절연 층(50) 부분과, 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 주변부 상의 절연 층(50) 부분도 효과적으로 제거할 수 있다.

도75 ~ 도77은 각각 도72 ~ 도74의 액정 표시 장치의 광 투과율을 나타낸 도면이다. 예를 들어 도75에서, 광 투과율은 6V의 전압에 대해 약 15%이다. 도76에서, 광 투과율은 6V의 전압에 대해 약 15%로, 도75의 결과와 실질상 변화가 없다. 도77에서, 광 투과율은 6V의 전압에 대해 약 15%로, 도74의 결과와 현저히 다르다. 이리하여, 구동 전압을 저감할 수 있다는 것을 알 수 있다.

도72에 나타낸 액정 표시 장치에서, 제1 스트라이프 전극(22a)으로부터 반대 기판(12)의 전체 고체 투명 전극(18)을 향하여 비스듬한 전계가 형성된다. 전계는 제1 군의 스트라이프 전극(22a) 근방에서는 전체 고체 투명 전극(18)에 거의 수직이다.

이러한 관점에서, 도79에 나타낸 바와 같이, 전체 고체 투명 전극(18)은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)에 대향 관계인 기판(12)의 위치에서 제3 군의 스트라이프 전극(18a)으로 대체된다. 이렇게 함으로써, 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제3 군의 스트라이프 전극(18a) 사이에 비스듬한 전계를 효과적으로 형성할 수 있다. 그러나, 도79의 구성에서, 전극 사이의 전치(displacement)로 인해 전극 사이에 전치가 생기면, 전압과 투과율 사이의 관계에 상당한 불규칙성의 문제가 발생한다.

도80은 본 발명의 제7 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서, 일 기판(14)은 제1 군의 스트라이프 전극(22a)과 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 포함하며, 다른 기판(12)은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)과 대향 관계인 전체 고체 투명 전극(18)과 제3 군의 스트라이프 전극(18a)을 포함한다. 구체적으로, 전체 고체 투명 전극(18) 부분만이 고 저항 전극부(18x)를 구성하고, 전체 고체 투명 전극(18)과 제3 군의 스트라이프 전극(18a)이 서로 겹치는 부분은 전극부(18y)를 저 저항이 되게 한다. 예를 들어 전체 고체 투명 전극(18)은 ITO를 200 ~ 300Å의 두께로 스퍼터링하여 형성하고, 에칭 용액에 의해 제거되지 않도록 열처리한다. 그 후, 제3 군의 스트라이프 전극(18a)을 예를 들어 2000Å의 두께로 스퍼터링하고, 마스크를 사용하여 에칭한다.

전압 인가 시에, 전하가 먼저 저 저항 전극부(18y)에 축적되므로, 저 저항 전극부(18y)와 제1 군의 스트라이프 전극(22a) 사이에 전계가 형성되어, 액정은 전계에 주로 전계에 따라서 움직인다. 고 저항 전극부(18x)는 실제로 저 저항 전극부(18y)와 등전위이다. 그러므로, 시간이 경과함에 따라, 전하가 고 저항 전극부(18x)에도 축적된다. 즉, 액정이 반응할 정도까지 전계가 형성된다. 이리하여, 도79의 액정 표시 장치는 도80의 액정 표시 장치는 도79의 액정 표시 장치와 같은 낮은 구동 전압으로 작동할 수 있다. 도80의 액정 표시 장치는 전체 고체 투명 전극(18)을 포함하므로, 전계 사이의 전치가 있다고 하더라도 전압-투과율 특성을 그다지 변화시키지 않는다.

도81 ~ 도84는 도80의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면이다. 이들 예는 도81에 나타낸 바와 같이, 전체 고체 투명 전극 대신에 동일 저항을 갖는 복수의 투명 스트라이프 라인을 포함하는 스트라이프 구조 또는 메쉬 구조를 사용하여, 고 저항 전극부(18x)와 저 저항 전극부(18y)를 구성한다. 고 저항 전극부(18x)는 굵은 선으로 나타내고, 저 저항 전극부(18y)는 얇은 선으로 나타낸다.

도82 및 도83은 고 저항 전극부(18x)와 저 저항 전극부(18y)가 스트라이프 선형 구조(striped linear structure)로 된 예를 나타낸다. 얇은 선 구조는 제1 군의 스트라이프 전극(22a)을 덮도록 배치되고, 굵은 선으로 나타낸 구조는 제2 군의 스트라이프 전극(22b)에 대향 관계로 배치된다. 굵은 선은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)만큼 두꺼운 것이 좋다. 구체적으로, 굵은 선은 제2 군의 스트라이프 전극(22b)의 절반 이상에서 2배 이하로 설정하는 것이 효과적이다.

도84는 고 저항 전극부(18x)와 저 저항 전극부(18y)가 메쉬 선형 구조로 구성된 예를 나타낸다. 도83 및 도84에서, 주름진 선 위의 도면 부분은 대향하는 기판 상의 패턴을 나타내고, 주름진 선 아래의 도면 부분은 TFT 기판 상의 패턴을 나타낸다. 제2 군의 스트라이프 전극(22b)에 대응하는 부분은 두꺼운 스트라이프 전극을 갖고, 저 저항으로 설정된다. 얇은 스트라이프 전극이 중간에 구비된 공간에서는, 저항이 높아서 전하가 즉시 축적될 수 없고 전계가 쉽게 형성되지도 않는다. 한편, 도84에 나타낸 메쉬 선형 구조는 전계가 도83의 스트라이프 선형 구조보다 더 균일하게 인가되도록 한다. 고 저항 전극부(18x)에서, 스트라이프 또는 메쉬 선형 구조의 폭은 3㎛ 이하인 반면, 저 저항 전극부(18y)에서, 스트라이프 또는 메쉬 선형 구조의 폭은 3㎛ 이상이다.

도85는 도86의 액정 표시 장치의 문제점을 설명하는 액정 표시 장치를 나타낸 개략도이다. 액정 표시 장치는 주변 밀봉재(66)에 각각 부착된 제1 및 제2 기판(12, 14)(예를 들어 도1 참조)을 포함한다. 주변 밀봉재(66)는 단부에는 액정 주입 후에 닫히는 액정 주입 홀(68)을 구비된다. 액정은 액정 주입 홀(68)로부터 주입되고, 액정이 액정 주입 홀(68)로부터 단을 향하여 멀리 흐를 때, 액정과 함께 정렬 층으로부터 불순물이 흘러나가서 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 단에서 회수된다. 그 결과, 액정 주입 홀(68)로부터 먼 영역(70)은 저감된 전압 유지율로 인해 표시 실패 영역을 형성할 수 있다.

도86 및 도87은 본 발명의 제8 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다. 일 기판(12)은 유전체 층(36)을 갖고, 다른 기판(14)은 절연 층(50)을 갖는다. 유전체 층(36)과 절연 층(50)은 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 영역(70)에서 제거된다. 이리하여, 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 영역(70)은 액정 셀의 넓은 셀 공간을 갖는 영역을 구성한다. 또한, 흑색 매트릭스(72)는 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 영역(70)을 덮으므로, 특정 영역은 비표시 영역으로 설정된다.

유전체 층(36)은 JSR로 된 PC403 수지로 되고, 두께는 3㎛ ~ 5㎛이다. 절연 층은 SiN으로 된다. 이리하여, 액정 층(16)은 두께가 4㎛이고, 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 영역(70)의 셀 공간 크기는 약 8㎛이다. 그 결과, 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 영역(70)의 폭은 4mm로부터 2mm로 저감될 수 있다. 이리하여, 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 영역(70)은 표시 영역의 면적을 변화시키지 않고도 흑색 매트릭스(72)로 덮일 수 있다. 액정 주입 홀(68)로부터 멀리 떨어진 영역(70)은 액정 주입 홀(68)을 갖는 측과 대향 관계에 있는 측에 인접하여 또는 그 근방에 위치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 디스클리네이션이 없고 시각 특성이 우수한 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.

도88은 본 발명의 제9 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 도89는 도88의 89-89선을 따라 절단한 단면도이다. 도90은 액정 표시 장치의 상부 층 및 하부 층의 도전성 부재를 나타낸 도면이다.

액정 표시 장치는 서로 대향 관계로 배치된 유리 기판(12, 14), 유리 기판(12, 14) 사이에 배치된 액정 및 유리 기판(12, 14) 양측에 배치된 편광자(도시하지 않음)를 포함한다. 유리 기판(14)은 서로 평행하게 배치된 복수의 게이트 버스 라인(30), 직각으로 게이트 버스 라인(30)과 교차하는 복수의 게이트 버스 라인(30), TFT(34), 제1 군의 스트라이프 전극(22a) 및 제2 군의 스트라이프 전극(22b)을 갖는 TFT 기판이다. TFT(34)는 게이트 전극(34g), 드레인 전극(34d) 및 소스 전극(34s)을 포함한다. 보조 커패시턴스 전극(23)은 게이트 버스 라인(30) 위에 배치된다. 보조 커패시턴스 전극(23)은 그 아래의 대응하는 게이트 버스 라인(30)과 함께 보조 커패시턴스를 형성한다.

2개의 게이트 버스 라인(30)과 2개의 데이터 버스 라인(32)에 의해 정의되는 직사각형 영역은 일 픽셀 영역을 구성한다. 도88 및 도90은 액정 표시 장치의 일 픽셀 영역을 나타낸다. 유리 기판(14)은 수평 방향의 2400(800 × 3(RGB)) 픽셀 영역과 수직 방향의 600 픽셀 영역을 포함한다. 본 실시예에 의하면, 일 픽셀 영역은 그 안에 중심에서 수직 위치로 배치된 일 스트라이프 전극(22a)을 포함하고, 2개의 스트라이프 전극(22b)은 수평 면 상에 배치된다. 본 실시예의 특징은 도1에 나타낸 바와 같은 고체 투명 전극을 포함한 액정 표시 장치는 물론, 도5에 나타낸 바와 같은 고체 투명 전극(18)을 포함하지 않는 액정 표시 장치에도 적용될 수 있다.

도90에서, 실선은 상부 층의 도전성 부재(전극, 버스 라인 등)를 나타내고, 점선은 하부 층의 도전성 부재(전극, 버스 라인 등)를 나타낸다. 도90에 나타낸 바와 같이, 게이트 버스 라인(30), TFT(34)의 게이트 전극(34g) 및 제2 스트라이프 전극(22b)은 하부 층에 형성된다. 게이트 전극(34g)은 픽셀 영역을 정의하는 2개의 게이트 버스 라인(30) 중 상부 라인에 접속되고, 제2 스트라이프 전극(22b)은 하부 게이트 버스 라인(30)에 접속된다.

도89에 나타낸 바와 같이, SiN의 층간 절연 막(50a)은 하부 층의 게이트 버스 라인(30), TFT(34)의 게이트 전극(34g) 및 제2 스트라이프 전극(22b) 상에 형성된다. 층간 절연 막(50a) 상에 배치된 상부 도전성 부재는 TFT(34)를 구성하는 비정질 실리콘 막(34a), 채널 보호 막(34b), 불순물이 도입된 비정질 실리콘 막(34c), 드레인 전극(34d) 및 소스 전극(34s)을 포함한다.

드레인 전극(34d)은 픽셀 영역의 좌측의 데이터 버스 라인(32)에 접속된다. 소스 전극(34s)은 게이트 버스 라인(30)에 평행하게 뻗은 부분(상술한 제1 접속 전극(22c))을 개재하여 제1 스트라이프 전극(22a)의 상단부에 접속된다. 구체적으로, 본 실시예에 의하면, TFT(34)의 게이트 전극(34g)은 n번째의 데이터 버스 라인(32)에 전기적으로 접속되고, 드레인 전극(34d)은 m번째의 데이터 버스 라인(32)에 전기적으로 접속되고, 소스 전극(34s)은 제1 스트라이프 전극(22a)에 전기적으로 접속된다. 제2 스트라이프 전극(22b)은 제1 스트라이프 전극(22a)에 대해 간격을 두고 배치되고, (n+1)번째의 게이트 버스 라인에 전기적으로 접속된다.

SiN의 보호 막(50b)은 데이터 버스 라인(32), 드레인 전극(34d), 소스 전극(34s), 제1 스트라이프 전극(22a) 및 보조 커패시턴스 전극(23)으로 형성된 상부 층의 도전성 부재 상에 형성된다. 보호 막(50b) 상에는 정렬 층(24)이 형성된다. 정렬 층(20)의 표면은 제1 스트라이프 전극(22a)에 거의 수직인 방향으로 러빙(rubbing)된다.

유리 기판(12)에도 정렬 층(20)이 형성된다.

정렬 층(20)도 정렬 층(24)과 동일 방향으로 러빙된다. 유리 기판(12, 14) 사이에는 일정한 간격을 확보하기 위해서 구형 또는 원통형 스페이서(도시하지 않음)가 삽입된다.

컬러 액정 표시 장치의 경우, 도89에는 나타내지 않았지만 유리 기판(12) 상에 컬러 필터와 흑색 매트릭스가 형성된다.

도91a는 도88 ~ 도90의 액정 표시 장치를 분할하는 방법을 나타낸 도면이다. 도91b는 도88 ~ 도90의 게이트 버스 라인(30)에 전압이 인가되는 방식을 나타낸 도면이다. 도91b에서, 적당한 타이밍에서 게이트 버스 라인(30)에, 표시 데이터 기입 시에 제2 스트라이프 전극(22b)의 전위를 결정하는 기준 전압(Vb), TFT(34)를 턴 온하는 제1 전압(Vc) 및 TFT(34)를 턴 오프하는 제2 전압(Va)이 공급된다.

도91a는 수직 방향으로 배치된 4개의 픽셀을 나타낸다. 픽셀(A)은 데이터가 기입된 직후의 것이고, 픽셀(B)은 데이터가 기입되어 있는 것이고, 픽셀(C)은 다음 데이터가 기입되는 것이고, 픽셀(D)은 픽셀(C) 후에 데이터가 기입되는 것이라고 가정한다. 도88 ~ 도90에서, 게이트 버스 라인(30)은 G₁~ G₅에 의해 나타내고, 데이터 버스 라인(32)은 D₁, D₂에 의해 나타내고, TFT(34)는 TFT₁~ TFT₄에 의해 나타내고, 제1 스트라이프 전극(22a)은 S₁~ S₄에 의해 나타내고, 제2 스트라이프 전극(22b)은 C₁~ C₄에 의해 나타낸다.

이 액정 표시 장치에서, 수직 방향으로 배치된 복수의 게이트 라인(G₁, G₂, …)에는 수직 동기 신호와 일치한 타이밍에서 위에서 아래로 주사 신호가 공급된다. 주사 신호가 공급된 픽셀에는 데이터 버스 라인(D₁, D₂, …)을 통하여 데이터 신호가 공급되고, 이리하여, 특정 픽셀에 특정 표시 데이터를 기입한다.

예를 들어 픽셀(B)에 데이터를 기입하기 위해서는, +15V의 정의 신호 전압(주사 신호)이 게이트 버스 라인(G₂)에 인가되어 소정 시간 동안 TFT₂를 턴 온한다. 한편, 데이터 버스 라인(D₁)에는 TFT₂가 온 상태인 동안 표시 데이터로서 -5V ~ +5V의 전압이 인가된다. 그 과정에서, 게이트 버스 라인(G₁, G₄, G₅)에는 -10V의 전압이 공급되어 픽셀(A, D)의 TFT₁과 TFT₄를 턴 오프한다. 또한, 픽셀(B)의 제2 스트라이프 전극(C₂)은 0V로 설정된다. 즉, 게이트 버스 라인(G₃)은 0V로 된다.

도91a에 나타낸 바와 같이, 게이트 버스 라인(G₁~ G₅)과 데이터 버스 라인(D₁)에 전압이 인가될 경우, 제1 스트라이프 전극(S₂)에 표시 데이터(±5V 범위 내의 신호)가 기입되도록 TFT₂가 턴 온된다. 이와 동시에, 픽셀(A, D)에서는 게이트 버스 라인(G₁, G₄)이 모두 -10V이므로 TFT₁과 TFT₄가 모두 오프된다. 이리하여, 데이터 버스 라인(D₁)에 공급된 표시 데이터는 픽셀(A, D)에 기입되지 않는다.

한편, 픽셀(C)에서, TFT₃의 게이트 전압은 0V이므로, 데이터 버스 라인(D₁)에 인가된 표시 데이터의 전압이 부일 경우, TFT₃이 턴 온되어 제1 스트라이프 전극(S₃)에 바람직하지 못한 표시 데이터가 기입된다. 그러나, 다음 수직 동기 기간 중, 픽셀(C)에 표시 데이터가 기입된다. 그러므로, 픽셀(B)에 표시 데이터가 기입되는 동안 동시에 픽셀(C)에 표시 데이터가 잘못 기입될 경우에도, 다음 수직 동기 기간 중, 픽셀(C)에 올바른 표시 데이터가 기입된다. 이리하여, 잘못된 기입 동작의 효과는 실제로 무시될 수 있다.

픽셀(B)에 표시 데이터를 기입하는 동작을 완료하면, 다음 수직 동기 기간 중, 게이트 버스 라인(G₂)에 -10V의 전압이 공급되고, 게이트 버스 라인(G₃)에 +15V의 전압이 공급되고, 게이트 버스 라인(G₄)에 0V의 전압이 공급된다. 그 결과, 픽셀(B)의 TFT₂는 턴 오프되고, 제1 스트라이프 전극(S₂)은 소위 부동 상태(floated state)로 된다. 이와 동시에, 제2 스트라이프 전극(C₂)의 전압은 0V로부터 -10V로 되지만, 제1 스트라이프 전극(S₂)과 제2 스트라이프 전극(C₂) 사이에는 제1 스트라이프 전극(S₂)에 기입된 표시 데이터에 대응하는 강도의 전계가 발생한다. 제1 스트라이프 전극(S₂)이 부동 상태이므로 이러한 상태가 유지된다. 이리하여, 픽셀(B)의 액정 분자는 전계의 방향 및 강도에 대응하는 방향으로 정렬되므로, 픽셀(B)의 투과율이 결정된다. 제1 스트라이프 전극(S₂)과 제2 스트라이프 전극(C₂) 사이의 전계 강도는 게이트 버스 라인(G₂)이 0V가 될 때까지 유지된다.

본 실시예에서, 제1 스트라이프 전극(22a)(S₁, S₂, …)과 제2 스트라이프 전극(22b, 22b)(C₁, C₂, …) 사이의 전압은 데이터 기입 동작과 데이터 유지 기간 사이에 변화한다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 600개의 게이트 버스 라인이 있다고 할 때, 일 프레임의 598/600에 대응하는 시간 동안 동일 전압차가 유지되므로, 제1 스트라이프 전극(22a)(S₁, S₂, …)과 제2 스트라이프 전극(22b)(C₁, C₂, …)사이의 전압차 변화로 인한 표시 질의 저하는 실제로 무시될 수 있다.

본 실시예에 의한 액정 표시 장치에서, 제2 스트라이프 전극(22b)은 게이트 버스 라인(30)에 접속되므로, 종래 기술에서 필요했던 공통 라인(도20에서 40으로 나타낸 것 등)은 제2 스트라이프 전극(22b)의 전위를 일정하게 유지하는 데 필요하지 않게 된다. 이리하여, 표시에 기여하는 픽셀 영역 부분은 개구율을 더 높이기 위해서 상당히 증가된다. 이런 방법으로, 높은 콘트라스트로 화상의 밝은 표시가 가능해진다.

또한 본 실시예에 의하면, 제2 스트라이프 전극(22b)은 데이터 버스 라인(32)과 부분적으로 겹쳐서 형성되므로, 제2 스트라이프 전극(22b)과 데이터 버스 라인(32) 사이로부터 누광이 생기지 않는 이점이 있다.

제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)은 모두 상부 층의 도전성 부재로 형성되는 것이 좋다. 이와 달리, 제2 스트라이프 전극(22b)은 하부 층의 도전성 부재로 형성될 수 있다. 제2 스트라이프 전극(22b)이 하부 층의 도전성 부재로 형성될 경우, 제2 스트라이프 전극(22b)은 데이터 버스 라인(32)과 부분적으로 겹쳐서 형성되는 것이 좋다. 이로써, 제2 스트라이프 전극(22b)과 데이터 버스 라인(32) 사이의 간극으로부터 누광이 생기는 것을 피할 수 있다.

도92는 도88의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 평면도이다. 도93은 액정 표시 장치의 상부 및 하부 층의 도전성 부재를 나타낸 도면이다. 도93에서, 실선은 상부 층의 도전성 부재를 나타내고, 점선은 하부 층의 도전성 부재를 나타낸다. 본 실시예는 도88 ~ 도90의 실시예와 기본적으로 유사하지만, 각 픽셀 영역이 제1 및 제2 TFT(34x, 34y)를 포함하는 점에서 다르다. 제1 및 제2 TFT(34x, 34y)는 각 픽셀 영역의 좌상부에 서로 근접하여 배치된다.

제1 및 제2 TFT(34x, 34y)는 각각 게이트 전극(34g), 드레인 전극(34d) 및 소스 전극(34s)을 포함한다. 게이트 전극(34g)은 상부 게이트 버스 라인(30)으로부터 길게 뻗어 있고, 제1 및 제2 TFT(34x, 34y)에 의해 공유된다. 제1 TFT(34x)의 드레인 전극(34d)은 데이터 버스 라인(32)에 접속되고, 제1 TFT(34x)의 소스 전극(34s)은 제1 스트라이프 전극(22a)에 접속된다.

제2 TFT(34y)의 드레인 전극(34d)은 공통 라인(40a)을 개재하여 하부 게이트 버스 라인(30)에 접속되고, 제2 TFT(34y)의 소스 전극(34s)은 제2 접속 전극(22d)에 접속된다. 공통 라인(40a)은 하부 게이트 버스 라인(30)으로부터 데이터 버스 라인(32)에 평행하게 제2 TFT(34y)의 드레인 전극(34d)의 아래쪽으로 뻗어 있고, 관통 홀에 의해 드레인 전극(34d)에 접속된다.

본 실시예에서, 하부 층의 도전성 부재는 게이트 버스 라인(30), 제1 및 제2 TFT(34x, 34y)에 의해 공유되는 게이트 전극(34g) 및 공통 라인(40a)을 포함한다. 한편, 상부 층의 도전성 부재는 데이터 버스 라인(32), 제1 및 제2 TFT(34x, 34y)의 드레인 전극(34d)과 소스 전극(34s), 제1 스트라이프 전극(22a), 제2 스트라이프 전극(22b) 및 보조 커패시턴스 전극(23)을 포함한다. 제1 TFT(34x)의 소스 전극(34s)은 픽셀 영역의 상부 게이트 버스 라인(30)과 부분적으로 겹치고, 좌측의 공통 라인(40a)은 좌측의 데이터 버스 라인(32)과 제2 스트라이프 전극(22b)과 부분적으로 겹쳐진다. 한편, 우측의 공통 라인(40a)은 우측의 데이터 버스 라인(32)과 제2 스트라이프 전극(22b)과 부분적으로 겹치고, 보조 커패시턴스 전극(23)은 게이트 버스 라인(30)과 부분적으로 겹쳐진다.

도94는 도92 및 도93의 액정 표시 장치의 구동 방법을 나타낸 도면이다. 4개의 픽셀은 수직 병렬로 나타낸다. 게이트 버스 라인(30)에는 도91b에 나타낸 전압이 공급된다. 픽셀(A)은 데이터가 기입된 직후의 것이고, 픽셀(B)은 데이터가 기입되어 있는 것이고, 픽셀(C)은 다음 데이터가 기입되는 것이고, 픽셀(D)은 픽셀(C) 후에 데이터가 기입되는 것이라고 가정한다. 도94에서, TFT₁₁, TFT₁₂, … , TFT₄₁, TFT₄₂는 각 픽셀의 제1 및 제2 TFT(34x, 34y)를 나타낸다.

예를 들어 픽셀(B)에 데이터를 기입하기 위해서는, +15V의 펄스 신호(주사 신호) 전압이 게이트 버스 라인(G₂)에 인가되어 소정 시간 동안 TFT₂₁과 TFT₂₂를 턴 온한다. 한편, 데이터 버스 라인(D₁)에는 TFT₂₁과 TFT₂₂가 온인 상태에서 표시 데이터로 -5V ~ +5V의 범위내의 전압이 공급된다. 이 과정에서, 픽셀(A, D)의 TFT₁₁, TFT₁₂, TFT₄₁및 TFT₄₂를 턴 오프하기 위해서, 게이트 버스 라인(G₁, G₄)에 -10V의 전압이 인가된다. 또한, 픽셀(B)의 제2 스트라이프 전극(C₂)을 0V로 저감하기 위해서, 게이트 버스 라인(G₃)의 전압은 0V로 저감된다.

게이트 버스 라인(G₁~ G₅)과 데이터 버스 라인(D₁)에 도94에 나타낸 바와 같은 전압이 공급될 경우, TFT₂₁과 TFT₂₂가 턴 온되고, 제1 스트라이프 전극(S₂)에는 표시 데이터(±5V 범위 내의 신호)가 공급되는 반면, 제2 스트라이프 전극(C₂)에는 0V가 공급된다. 그 결과, 제1 스트라이프 전극(S₂)과 제2 스트라이프 전극(C₂) 사이에는 기판에 평행한 전계가 발생하므로, 픽셀(B)의 액정 분자의 정렬 방향이 변화하고, 제1 스트라이프 전극(S₂)과 제2 스트라이프 전극(C₂) 사이의 전계의 강도에 따라서 픽셀(B)의 투과율이 변화한다.

이 과정에서, 게이트 버스 라인(G₁, G₄)이 모두 -10V이므로 셀(A, D)의 TFT₁₁, TFT₁₂, TFT₄₁및 TFT₄₂는 모두 오프된다. 이리하여, 데이터 버스 라인(D₁)에 공급된 표시 데이터는 픽셀(A, D)에 기입되지 않는다.

한편, 픽셀(C)에서, TFT₃₁과 TFT₃₂의 게이트 전압은 0V이다. 그러므로, 데이터 버스 라인(D₁)에 공급된 표시 데이터의 전압이 부인 경우, TFT₃₁과 TFT₃₂가 턴 온되므로, 제1 스트라이프 전극(S₃)에는 바람직하지 못한 기입된다. 그러나, 다음 수직 동기 기간 중, 픽셀(C)에 표시 데이터가 기입된다. 그러므로, 표시 데이터가 픽셀(B)에 기입됨과 동시에 픽셀(C)에 표시 데이터가 잘못 기입되더라도, 다음 수직 동기 기간 중 픽셀(C)에 올바른 표시 데이터가 기입되므로, 잘못된 기입 동작의 영향이 실제로 무시될 수 있다.

픽셀(B)에 표시 데이터의 기입 동작을 완료하면, 다음 수직 동기 기간 중, 게이트 버스 라인(G₂)에 -10V의 전압이 공급되고, 게이트 버스 라인(G₃)에 +15V의 전압이 공급되고, 게이트 버스 라인(G₄)에 0V의 전압이 공급된다.

그 결과, 픽셀(B)의 TFT₂₁과 TFT₂₂는 턴 오프되므로, 제1 스트라이프 전극(S₂)과 제2 스트라이프 전극(C₂)은 부동 상태로 된다. 이리하여, 전극(S₂, C₂)은 데이터 기입 동작을 위한 전하를 유지한다.

본 실시예에 의하면, 제2 TFT(34y)(TFT₁₂, TFT₂₂, …)는 턴 온되고, 제2 스트라이프 전극(22b)의 전압은 데이터 기입 동작 시에만 0V로 설정되고, 기입 동작 완료 시에, 제2 TFT(34y)가 턴 오프되므로, 제2 스트라이프 전극(22b)은 게이트 버스 라인(30)으로부터 전기적으로 분리된다. 그 결과, 선행 실시예와 유사한 효과 외에도, 데이터 기입 동작과 데이터 유지 시간 사이의 전위 변화를 피할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 소스 전극(34s)은 픽셀 영역의 상부 게이트 버스 라인(30)과 부분적으로 겹치고, 좌측의 공통 라인(40a)은 좌측의 데이터 버스 라인(32)과 제2 스트라이프 전극(22b)과 부분적으로 겹치고, 우측의 공통 라인(40a)은 우측의 데이터 버스 라인(32)과 제2 스트라이프 전극(22b)과 겹치고, 보조 커패시턴스 전극(23)은 하부 게이트 버스 라인(30)과 부분적으로 겹쳐진다. 그러므로, 데이터 버스 라인(32)과 게이트 버스 라인(30)의 근방 영역으로부터의 누광을 더 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 상에 정렬 층만이 형성된다. 그러므로, 보호 막(절연 막)이 제2 스트라이프 전극(22b)과 정렬 층 사이에 존재하는 선행 실시예와 비교할 때 액정 상에 전계가 쉽게 작용하므로, 전극 상의 정렬 층과 절연 막 사이의 경계에 축적된 전하에 의해 일어날 수도 있는 표시 저하를 피할 수 있는 이점이 있다.

도95는 도94의 액정 표시 장치를 구동하는 방법의 변형례를 나타낸 도면이다. 본 실시예에서, 데이터 버스 라인(D₁)과 제1 스트라이프 전극(S₁, S₂, …) 사이에 삽입된 TFT(TFT₁₁, TFT₂₁, TFT₃₁, TFT₄₁)는 픽셀 영역의 좌상부에 배치되고, 게이트 버스 라인(G₁, G₂, …)과 제2 스트라이프 전극(C₁, C₂, …) 사이에 삽입된 TFT(TFT₁₂, TFT₂₂, TFT₃₂, TFT₄₂)는 픽셀 영역의 좌하부에 배치된다. 액정 표시 장치의 작용은 선행 실시예와 같다.

이러한 구성을 갖는 액정 표시 장치에서, 박막 트랜지스터는 제2 스트라이프 전극과 게이트 버스 라인 사이에 접속된다. 이리하여, 데이터 기입 동작 시 및 데이터 유지 시간에서의 제2 스트라이프 전극의 전압 변화가 회피된다. 또한, 이 액정 표시 장치에서, 제2 스트라이프 전극은 보통 제2 박막 트랜지스터의 소스 전극, 즉 상부 층의 도전성 부재와 같은 층에 형성된다. 이러한 경우, 제2 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 게이트 버스 라인을 접속하는 공통 라인은 하부 층의 도전성 부재로서 필요하게 된다. 데이터 버스 라인과 제2 스트라이프 전극이 서로 부분적으로 겹치도록 공통 라인을 형성함으로써, 데이터 버스 라인과 제2 스트라이프 전극 사이의 간극으로부터의 누광을 차폐할 수 있다.

이 구동 방법에 의해, 액정 표시 장치를 공통 라인 없이 개선된 개구율로 구동할 수 있다.

도96은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도97은 도96의 하부 유리 기판의 도전 층의 패턴을 나타낸 평면도이고, 도98은 도96의 98-98선을 따라 절단한 단면도이다. 본 실시예에 의한 액정 표시 장치는 한 쌍의 유리 기판(12, 14), 유리 기판(12, 14) 사이에 배치된 액정(16) 및 편광자(도시하지 않음)를 포함한다.

유리 기판(14)은 서로 평행하게 배치된 복수의 게이트 버스 라인(30), 게이트 버스 라인(30)에 평행하게 배치된 공통 버스 라인(40b), 게이트 버스 라인(30)과 직각으로 교차하는 복수의 데이터 버스 라인(32)을 포함한다. 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)에 의해 정의된 복수의 직사각형 영역은 픽셀 영역을 구성한다. 픽셀 영역은 예를 들어 수평 방향으로는 100㎛의 피치로, 수직 방향으로는 300㎛의 피치로 배치된다.

각 픽셀 영역은 TFT(34), 제1 스트라이프 전극(22a), 제2 스트라이프 전극(22b) 및 픽셀 영역의 상부 및 하부 단부에 배치된 보조 커패시턴스 전극(23)을 포함한다. 게이트 버스 라인(30), 공통 버스 라인(40b), TFT(34)의 게이트 전극(34g), 제2 스트라이프 전극(22b) 및 보조 커패시턴스 전극(23)은 하부 도전 층에 형성된다. TFT(34)의 게이트 전극(34g)은 게이트 버스 라인(30)에 접속되고, 제2 스트라이프 전극(22b)은 모두 공통 버스 라인(40b)에 접속되고, 보조 커패시턴스 전극(23)은 제2 스트라이프 전극(22b)의 상단부에 접속된다.

한편, 게이트 버스 라인(30), TFT(34)의 드레인 전극(34d)과 소스 전극(34s), 제1 스트라이프 전극(22a) 및 보조 커패시턴스 전극(23)은 모두 상부 도전 층에 형성된다. 드레인 전극(34d)은 데이터 버스 라인(32)에 접속되고, 소스 전극(34s)은 수평 방향으로 뻗어서 제1 스트라이프 전극(22a)에 접속되고, 보조 커패시턴스 전극(23)은 제1 스트라이프 전극(22a)의 하단부에 접속된다.

하부 층을 구성하는 도전 층과 상부 층을 구성하는 도전 층 사이에 층간 절연 층(도시하지 않음)이 형성되고, 상부 층을 구성하는 도전 층 상에는 정렬 층(도시하지 않음)이 형성된다. 이들 위에 소스 전극(34s)을 갖는 보조 커패시턴스 전극(23)과, 그 위에 공통 버스 라인(40b)을 갖는 보조 커패시턴스 전극(23)은 각각 보조 커패시턴스를 구성한다.

또한, 반사율이 낮은 금속 화합물 또는 크롬 산화물 등으로 된 흑색 매트릭스(80)는 데이터 버스 라인(32)과 평행하게 유리 기판(12)의 내면에 형성된다. 본 실시예에서, 데이터 버스 라인(32)의 폭(W₁)은 4㎛이고, 흑색 매트릭스(80)의 폭(W₂)은 8㎛로 설정된다. 또한, 청색 컬러 필터(82B), 적색 컬러 필터(82R) 및 녹색 컬러 필터(82G)는 유리 기판(12)의 내면에 형성된다. 본 실시예에서, 예를 들어 청색 컬러 필터(82B)는 픽셀 영역의 3n(n은 1, 2, …) 열에 형성되고, 적색 컬러 필터(82R)는 픽셀 영역의 3n+1 열에 형성되고, 녹색 컬러 필터(82G)는 픽셀 영역의 3n+2 열에 형성된다. 컬러 필터(82R, 82G, 82B)의 폭(W₄)은 110㎛이다.

도98에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터(82B, 82R, 82G)는 어느 정도 흑색 매트릭스(80) 아래의 인접한 픽셀로 뻗어 있다. 더 구체적으로, 청색 및 녹색 컬러 필터(82B, 82G)가 서로 겹치고, 청색 및 적색 컬러 필터(82B, 82R)가 서로 겹치거나, 녹색 및 적색 컬러 필터(82G, 82R)가 흑색 매트릭스(80) 아래에서 서로 겹쳐진다. 2개의 컬러 필터의 각 겹쳐진 부분의 폭(W₃)은 10㎛이고, 이것은 흑색 매트릭스(80)의 폭(W₂)보다 더 크게 설정된다. 컬러 필터(82B, 82R, 82G)의 두께는 0.1 ~ 2㎛이다. 이러한 특별한 경우, 컬러 필터(82B, 82R, 82G)의 두께는 1㎛라고 가정한다.

도99를 참조하여 본 실시예의 효과에 대해 설명한다. 이 액정 표시 장치의 경우, 액정 분자의 정렬 방향은 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이의 전계에 의해 제어된다. 그러나, 좌측의 제2 스트라이프 전극(22b)과 데이터 버스 라인(32) 사이와, 우측의 제2 스트라이프 전극(22b)과 데이터 버스 라인(32) 사이에 존재하는 액정 분자의 정렬 방향은 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 상이의 전계에 의해 제어될 수 없다. 그러므로, 이들 사이의 간극(약 2㎛ 폭)으로부터 액정 층에 들어가는 광은 반대측을 통해 누광이 되기 쉽다.

본 실시예에서, 2개의 다른 컬러의 컬러 필터(도99의 컬러 필터(82R, 82G)는 흑색 매트릭스(80) 아래에서 겹쳐진다. 유리 기판(14)의 하면으로부터 들어가는 광은 유리 기판(12)의 위쪽으로 누광이 되므로, 특정한 누광은 도99의 화살표로 나타낸 경로를 따른다. 구체적으로, 제2 스트라이프 전극(22b)과 데이터 버스 라인(32) 사이의 간극으로부터 액정 층으로 들어간 광은 컬러 필터(82R, 82G)의 겹쳐진 부분을 통하여 전송되어, 흑색 매트릭스(80)의 표면 상에서 반사된다. 반사 광은 컬러 필터(82R, 82G)의 겹쳐진 부분을 통하여 제2 스트라이프 전극(22b) 상에서 반사된다. 이 반사 광은 컬러 필터(82R, 82G)를 통하여 유리 기판(12)에 방출된다. 이 경우, 누광은 컬러 필터(82R, 82G)의 겹쳐진 부분을 3번 관통한다.

통상 액정 표시 장치의 백 라이트로서 사용되는 냉음극선관(cold cathode ray tube)은 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 파장으로 높은 피크를 갖고, 적색 컬러 필터(82R)를 관통한 광은 녹색 또는 청색 컬러 필터(82G, 82B)로 흡수되기 쉽다. 이와 유사하게, 녹색 컬러 필터(82G)를 관통한 광은 적색 또는 청색 컬러 필터(82R, 82G)로 흡수되기 쉽고, 청색 컬러 필터(82B)를 관통한 광은 적색 또는 녹색 컬러 필터(82R, 82G)로 흡수되기 쉽다. 이리하여, 본 실시예에 의한 액정 표시 장치에서, 누광의 강도는 극히 저감되고, 화질의 저감을 피할 수 있다.

도100은 본 실시예에 의한 액정 표시 장치(A), 금속 막으로 된 흑색 매트릭스를 포함한 종래의 액정 표시 장치(C) 및 수지로 형성된 흑색 매트릭스를 포함한 종래의 액정 표시 장치(B)의 혼선(crosstalk)에 의한 누광 양을 측정한 결과를 나타낸 도면이다. 도100에 나타낸 바와 같이, 금속 흑색 매트릭스에 대해 휘도가 약 4.3이고, 수지 흑색 매트릭스에 대해 휘도가 약 1.6인 것에 대해, 본 실시예(A)의 휘도는 0.1 이하로 매우 낮다. 이로써, 본 실시예가 혼설을 저감하는 데 매우 유효하다는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 특징은 픽셀 영역 사이의 차폐를 위한 금속 또는 금속 화합물의 흑색 매트릭스(80)와, 각 픽셀 영역에 전송된 광의 컬러를 결정하는 컬러 필터(82R, 82G, 82B)에 있다. 컬러 필터(82R, 82G, 82B)가 일 픽셀 영역으로부터 인접한 픽셀 영역으로 흑색 매트릭스(80) 위로 뻗어 있고, 흑색 매트릭스(80)가 적어도 2개의 컬러 필터로 덮이고, 이 2개의 컬러 필터의 겹쳐진 부분의 폭(W₃)이 흑색 매트릭스의 폭(W₂)보다 큰 것을 다른 특징으로 한다.

이 구성에서, 흑색 매트릭스 상에 반사된 광의 양은 흑색 매트릭스 상에 적어도 2개의 컬러 필터를 겹침으로써 상당히 저감될 수 있다. 컬러 필터의 겹쳐진 부분은 흑색 매트릭스의 일부로서 사용되므로, 제조 공정 수를 증가시키지 않고도 흑색 매트릭스 상의 반사로부터 발생하는 혼선을 방지할 수 있다. 또한 본 실시예의 특징은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 액정 표시 장치뿐만 아니라 금속으로 된 보조 커패시턴스 전극을 갖는 TN형 액정 표시 장치에도 적용되는 것에 있다.

수직 방향으로 나란히 놓인 동일 컬러의 컬러 필터를 갖는 픽셀을 구비한 액정 표시 장치에서, 컬러 필터는 RGB의 스트라이프 형태이고, 컬러 필터의 겹쳐진 부분은 데이터 버스 라인과 평행하다. 한편, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 액정 표시 장치의 경우, 흑색 매트릭스 상의 반사에 의해 발생하는 혼선은 컬러 필터의 겹쳐진 부분을 제2 스트라이프 전극 위로 뻗게 함으로써 더 확실하게 방지할 수 있다.

도107과 도108은 혼선의 발생을 설명하는 도면이다. 예를 들어 흑색 백그라운드에 백색 직사각형이 표시될 경우, 도107에 나타낸 바와 같이, 백색 직사각형의 상부 및 하부(도면에서 해칭된 부분)에서 백색 띠가 발생한다. 이 현상은 비스듬한 방향에서 화상을 볼 때 더 확실하다. 도108에 나타낸 바와 같이, 이 현상은 제2 스트라이프 전극(22b)과 데이터 버스 라인(32) 사이의 간극을 통해 전송된 광이 액정 표시 장치를 통해 전송되는 사실에서 발생한다.

전체 화면에 걸쳐서 흑색이 표시될 경우, 데이터 버스 라인(32)의 전압은 제2 스트라이프 전극(22b)의 전압과 거의 같다. 전계는 데이터 버스 라인(32)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이의 액정에 인가되지 않으므로 누광이 없다. 이에 비하여, 검정 백그라운드에 흰색 직사각형이 표시될 경우, 데이터 버스 라인에 전압이 인가되므로, 백색 직사각형이 표시되는 분분 위와 아래의 영역에서 제2 스트라이프 전극(22b)과 데이터 버스 라인(32) 사이에 전계가 발생한다. 이리하여, 액정 분자가 이 전계에 따라 정렬된다.

이리하여, 도108에 나타낸 바와 같이, 기판(14)의 하면으로부터 액정 층으로 들어간 편광은 흑색 매트릭스(80)의 표면에서 반사되고, 또한 제2 스트라이프 전극(22b)의 표면에서 반사되어, 컬러 필터(82)와 유리 기판(12)을 관통한다. 이러한 누광은 원래 흑색으로 표시되어야 할 부분을 약간 흰색으로 만든다. 이 현상은 혼선이라 한다.

혼선을 방지하기 위해서, 흑색 안료와 혼합한 수지를 사용하여 흑색 매트릭스를 형성한다. 수지로 된 흑색 매트릭스는 흡광률(light absorption rate)이 낮으므로, 누광을 충분히 방지하지 못하여, 이것에 의해 콘트라스트가 전체적으로 낮아진다는 문제점을 일으킨다. 다른 방법으로, 수지 흑색 매트릭스를 금속 흑색 매트릭스 위에 배치한다. 그러나, 이 방법은 공정 수를 증가시켜 제조 방법을 복잡하게 하므로 제조 경비를 증가시키게 된다.

TN형 액정 표시 장치 또한 화상 스티킹 현상이 수반된다. 이 현상에서는, 예를 들어 도109에 나타낸 바와 같이, 백색 직사각형이 흑색 백그라운드에 장시간 표시된 후, 전체 표면이 중간 색조부(회색) 표시로 전환된다고 하자. 이제껏 흑색으로 표시된 부분과 이제껏 백색으로 표시된 부분은 휘도에서 차이가 난다.

본 발명의 몇몇 실시예는 혼선을 저감하고 화상 스티킹을 개선하기 위한 것이다. 도101은 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도102는 도101에 나타낸 액정 표시 장치의 하부 기판의 도전 층 패턴을 나타낸 평면도이고, 도103은 도101의 103-130선을 따라 절단한 단면도이다. 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판(12, 14) 사이에 고정된 액정(16)을 갖는다. 도101에서는 하나의 흑색 매트릭스(80)만 나타내고, 양쪽의 데이터 버스 라인 상의 흑색 매트릭스는 나타내지 않았다.

본 실시예에 의하면, 유리 기판(14)에는 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)이 형성된다. 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)에 의해 정의된 복수의 직사각형 영역은 픽셀 영역을 구성한다. 픽셀 영역은 수평 방향으로는 100㎛의 피치로, 수직 방향으로는 300㎛의 피치로 배치된다.

각 픽셀 영역은 TFT(34), 보조 커패시턴스 전극(23) 및 픽셀 전극(84)으로 형성된다. 게이트 버스 라인(30), TFT의 게이트 전극(34g) 및 보조 커패시턴스 전극(23)은 하부 층을 구성하는 도전 층에 형성된다. 도103에 나타낸 바와 같이, 층 절연 막(50a)은 게이트 버스 라인(30), 게이트 전극(34g) 및 보조 커패시턴스 전극(23) 상에 형성된다. 층 절연 막(50a) 위의 상부 층을 구성하는 도전 층은 데이터 버스 라인(32) 및 TFT(34)의 드레인 전극(34d)과 소스 전극(34s)으로 형성된다. 보호 막(50b)은 데이터 버스 라인(32), 드레인 전극(34d) 및 소스 전극(34s) 상에 형성된다. ITO(인듐 주석 산화물)으로 된 픽셀 전극(84)은 보호 막(50b) 상에 형성된다. 정렬 층(24)은 픽셀 전극(84) 상에 형성된다.

TFT(34)의 게이트 전극(34g)은 게이트 버스 라인(30)에 접속되고, 드레인 전극(34d)은 데이터 버스 라인(32)에 접속된다. 또한, TFT(34)의 소스 전극(34s)은 콘택 홀(도시하지 않음)을 개재하여 픽셀 전극(84)에 전기적으로 접속된다.

보조 커패시턴스 전극(23)은 수평 방향의 폭이 34㎛이고, 수직 방향의 폭이 4㎛인 H형상을 갖는다. 보조 커패시턴스 전극(23)의 수직부와 보조 커패시턴스 전극(23) 사이의 간격은 예를 들어 2㎛이다.

한편, 유리 기판(12)은 흑색 매트릭스(80)로 형성된다. 이 흑색 매트릭스(80)는 데이터 버스 라인(32)보다 광폭으로 데이터 버스 라인(32) 위에 형성된다. 또한, 유리 기판(12)은 적색 컬러 필터(82R), 녹색 컬러 필터(82G) 및 청색 컬러 필터(82B)로 형성된다. 이 실시예에서, 적색 컬러 필터(82R)는 각 픽셀 영역의 3n(n은 1, 2, …) 열에 배치되고, 녹색 컬러 필터(82G)는 각 픽셀 영역의 3n+1 열에 배치되고, 청색 컬러 필터(82B)는 각 픽셀 영역의 3n+2 열에 배치된다. 컬러 필터(82R, 82G, 82B)는 흑색 매트릭스(80)의 하면을 따라서 인접한 픽셀 영역으로 뻗어 있다. 구체적으로, 다른 컬러를 갖는 2종의 컬러 필터가 서로 흑색 매트릭스(80) 하면 상에 겹쳐진다. 또한, 컬러 필터(82R, 82G, 82B) 아래에는 ITO로 된 대향 전극(86)이 형성되고, 대향 전극(86) 상에는 정렬 층(20)이 형성된다.

이 액정 표시 장치에서, 액정 분자의 정렬 방향은 픽셀 전극(84)과 대향 전극(86) 사이에 인가된 전압에 의해 제어되고, 이것에 의해 각 픽셀 영역의 투과율을 제어하게 된다. 본 실시예에 의하면, 각 데이터 버스 라인(32)의 폭(W₁)은 4㎛이고, 흑색 매트릭스(80)의 폭(W₂)은 8㎛이고, 컬러 필터(82R, 82G, 82B)의 폭(W₄)은 130㎛이고, 컬러 필터의 겹쳐진 부분의 폭(W₃)은 15㎛이다. 컬러 필터의 겹쳐진 부분은 TFT(34)로 형성된 영역과, 보조 커패시턴스 전극(23)의 수직부와 데이터 버스 라인(32) 사이의 영역을 덮는다.

또한, 본 실시예에 의하면, 상술한 바와 같이, 컬러 필터의 겹쳐진 부분은 TFT(34)로 형성된 영역과, 보조 커패시턴스 전극(23)과 데이터 버스 라인(32) 사이의 영역을 덮는다. 그러므로, 선행 실시예와 같이, 누광이 저감되고, 높은 콘트라스트의 우수한 표시가 얻어진다.

도104는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도105는 도104의 105-105선을 따라 절단한 단면도이다. 액정 표시 장치는 한 쌍의 유리 기판(12, 14), 한 쌍의 유리 기판(12, 14) 사이에 봉합된 액정 및 편광자(도시하지 않음)를 포함한다. 유리 기판(14)은 게이트 버스 라인(30), 데이터 버스 라인(32) 및 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)으로 형성된다. 게이트 버스 라인(30)과 데이터 버스 라인(32)에 의해 정의된 복수의 직사각형 영역은 각각 픽셀 영역을 구성한다.

각 픽셀 영역은 TFT(34), 2개의 제1 스트라이프 전극(22a), 3개의 제2 스트라이프 전극(22b), 2개의 제1 스트라이프 전극(22a)의 하단을 전기적으로 접속하는 보조 커패시턴스 전극(23) 및 3개의 제2 스트라이프 전극(22b)의 상단을 전기적으로 접속하는 보조 커패시턴스 전극(23)으로 형성된다.

게이트 버스 라인(30), 공통 버스 라인(40a), TFT(34)의 게이트 전극(34g) 및 제2 스트라이프 전극(22b)은 하부 도전 층에 형성된다. 게이트 전극(34g)은 게이트 버스 라인(30)에 접속되고, 스트라이프 전극(22b)은 공통 버스 라인(40a)에 접속된다.

층간 절연 막(50a)은 도105에 나타낸 바와 같이, 게이트 버스 라인(30), 공통 버스 라인(40a), 게이트 전극(34g) 및 제2 스트라이프 전극(22b) 상에 형성된다. TFT(34)를 구성하는 비정질 실리콘 막(34a), 불순물이 도입된 비정질 실리콘 막(34c), 드레인 전극(34d) 및 소스 전극(34s)은 층 절연 막(50a) 상에 형성된다. 게이트 전극(34g)은 픽셀 영역의 좌측의 데이터 버스 라인(32)에 접속된다. 한편, 소스 전극(34s)은 게이트 버스 라인(30)에 평행하게 뻗어 있고, 2개의 제1 스트라이프 전극(22a)에 접속된다.

SiN으로 된 보호 막(절연 막)(50b)은 게이트 버스 라인(30), 게이트 전극(34g), 드레인 전극(34d), 제1 스트라이프 전극(22a) 및 보조 커패시턴스 전극(23)으로 형성된 상부 도전 층 상에 형성된다. 두께가 500Å인 정렬 층(24)은 보호 막(50b) 상에 형성된다. 정렬 층(24)의 표면에는 제1 스트라이프 전극(22a)에 거의 수직인 방향 또는 거의 평행인 방향(예를 들어 75도 또는 34도 방향)으로 러빙 처리를 한다. 본 실시예에 의하면, 정렬 층(24)의 체적 저항은 약 10¹⁰~ 10¹¹Ωm이다. 예를 들어 정렬 층은 폴리아민산 기를 사용한다.

또한, 유리 기판(12)에는 500Å의 두께로 정렬 층(20)을 형성한다. 또한, 이 정렬 층(20)의 표면에는 정렬 층(24)과 동일 방향으로 러빙 처리를 한다. 그러나, 정렬 층(20)은 바람직하지 않게 정렬 층(24)보다 체적 저항이 높은 물질로 형성된다. 본 실시예에서, 정렬 층(20)의 체적 저항은 약 10¹³Ωm이다. 가용성 폴리이미드로 된 정렬 층이 사용될 수 있다. 예를 들어 JSR제 5원 환을 갖는 폴리이미드를 사용할 수 있다. 폴리아민산 기의 정렬 막으로도, 높은 가열 온도를 설정함으로써 전압 유지 특성을 더 개선할 수 있다. 또한, Nissan Chemical사제 실리콘 기의 실란 커플링제(OA-003 등)를 고 전압 유지 성능을 갖는 정렬 층으로 사용함으로써 우수한 특성을 얻을 수 있다.

또한, 이 실시예는 체적 저항이 정렬 층(24)과 비슷한 액정을 사용한다. 체적 저항이 약 10¹⁰Ωm인 액정의 예로는 CN(시안)기 중 하나를 들 수 있다.

상술한 바와 같은 구성의 본 실시예에서, 기판(14)은 체적 저항률이 낮은 정렬 층(24)을 사용하고, 액정(16)과 정렬 층(24)의 체적 저항은 거의 같다. 그러므로, 정렬 층(24)과 액정(16) 사이의 전하 축적을 방지할 수 있다. 이와 같은 방식에서는, 체적 저항이 거의 같은 층의 경계에서는 전하가 쉽게 축적되지 않는다는 사실은 전자기학 분야에서 주지되어 있다.

유리 기판(12) 상의 정렬 층(20)은 체적 저항이 크므로, 전압 유지율이 높다. 그 결과, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 기입된 표시 데이터는 장시간 유지됨으로써, 표시 질이 저하되는 것을 피할 수 있다.

이하, 본 실시예에 의한 액정 표시 장치의 실제적인 제조시의 화면 연소의 존재 유무에 대한 연구 결과를 참조예와 비교하여 설명한다.

도105에 나타낸 구조를 갖는 참조예와 실시예에 의한 액정 표시 장치는 아래의 표1에 나타낸 체적 저항을 갖는 정렬 층과 액정을 사용하여 제조한다. 이들 실시예와 참조예의 액정 표시 장치에서 백색 직사각형 화상을 흑색 백그라운드 상에 48시간 동안 표시하였다. 그 후, 전체 화면에 걸쳐 회색(64 계조 중 16개가 표시)이 표시되었다. 화상 스티킹이 발생한 경우, 백색으로 표시된 부분의 휘도는 흑색으로 표시된 부분의 휘도보다 높다. 백색 표시 부분의 휘도와 흑색 표시 부분의 휘도 사이의 차이는 아래의 표1에 백분율로 나타냈다.

표1에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 실시예에서 화상 스티킹이 낮다. 특히 정렬 층으로 같은 액정을 사용할 경우, 화상 스티킹이 3%로 매우 낮다. 한편, 종래의 액정 표시 장치와 기본적 형상이 동일한 참조예1에서는, 화상 스티킹이 20%로 매우 높다.

통상, TN형 액정 표시 장치에서는, 고 체적 저항의 정렬 층이 사용된다. 이것은 전압 유지율을 개선하기 위함이다. 그러나, 전압 유지율이 높더라도, 정렬 층과 액정 사이의 경계에서의 전하 축적에 의해 화상 스티킹이 발생한다면, 표시 질이 상당히 저감될 것이다. 이러한 관점에서, 상술한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)이 형성된 유리 기판(14) 상의 정렬 층(24)의 체적 저항이 저감되어 있다. 이 경우, 유리 기판(12) 상의 정렬 층(20)의 체적 저항은 높으므로, 전압 유지율의 감소로 인한 표시 질의 저하를 피할 수 있다. 이하, 전압 유지율의 조사 결과에 대해 설명한다.

도106에 나타낸 바와 같이, 구동 전극(88a, 88b)이 형성된 유리 기판을 준비하고, 전극(88a, 88b) 상에 각각 정렬 층(89a, 89b)이 각각 코팅된다. 2개의 유리 기판은 전극(88a, 88b)이 대향 관계가 되도록 배치되고, 액정(16)은 유리 기판 사이에서 봉합된다. 정렬 층(89a, 89b)의 체적 저항은 아래의 표에 나타냈다.

전압이 전극(88a, 88b) 사이에 인가되고 전압 유지율이 측정되었다. 전극(88a, 88b) 사이에 5V를 인가한 후의 전압 일 프레임 시간(16ms)을 전압 유지율로 측정하고, 이를 백분율로 나타냈다.

그 결과, 표2에 나타낸 바와 같이, 전압 유지율은 체적 저항이 10¹⁰Ωm인 정렬 층(89a, 89b)을 사용했을 경우에 약 70%였다. 이에 비하여, 통상 종래의 액정 표시 장치에서 사용되었던 체적 저항이 10¹³Ωm인 정렬 층에서의 전압 유지율은 약 98.5%였다. 본 발명에 의하면, 제1 스트라이프 전극과 제2 스트라이프 전극이 형성된 기판(유리 기판(14)) 상에는 저 전압 유지율의 정렬 층을 사용하고, 대향 기판(유리 기판(12)) 상에는 고 전압 유지율의 정렬 층을 사용함으로써, 액정 표시 장치의 화상 스티킹을 피할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제2 스트라이프 전극이 게이트 버스 라인에 접속된 형상에서는 개구율이 개선되어 고 콘트라스트의 밝은 화상 표시가 가능해진다.

게이트 버스 라인에는 표시 데이터를 기입하는 제2 스트라이프 전극의 전위를 결정하는 기준 전압, 박막 트랜지스터를 턴 온하는 제1 전압 및 적절한 타이밍에서 박막 트랜지스터를 턴 오프하는 제2 전압이 공급됨으로써, 게이트 버스 라인에 접속된 제2 스트라이프 전극을 갖는 액정 표시 장치를 구동할 수 있다.

또한, 적어도 2개의 컬러 필터가 금속 또는 금속 화합물로 된 흑색 매트릭스 상에 서로 겹쳐진 관계로 형성되고, 컬러 필터의 겹쳐진 부분의 폭은 흑색 매트릭스의 폭보다 크게 설정된다. 그러므로, 누광이 방지되고, 혼선에 의해 일어날 수 있는 표시 질의 저하를 피할 수 있다.

제1 기판 상에 형성된 제1 정렬 층과 제2 기판 상에 형성된 제2 정렬 층은 다른 전기적 특성을 가지므로, 정렬 층 상의 전하 축적으로부터 발생되는 화상 스티킹이 방지되고, 이와 동시에 우수한 전압 유지율과, 양질의 화상 표시를 얻을 수 있다.

도110은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도111은 도110의 111-111선을 따라 절단한 단면도이다. 도112는 전압이 공급되지 않은 도110 및 도111의 액정 표시 장치를 나타낸 도면이고, 도113은 전압이 공급된 도110 및 도111의 액정 표시 장치를 나타낸 도면이다. 도111 및 도113은 액정 표시 장치의 일 픽셀을 나타낸다. 한편, 액정 표시 장치의 경우, 비록 나타내지는 않았지만, 일 기판 상에 컬러 필터와 흑색 매트릭스가 형성된다.

도110 및 도111에서, 액정 표시 장치는 한 쌍의 유리 기판(12, 14) 사이에 배치된 유전성 이방성을 갖는 액정(16)을 포함한다. 이 액정(16)에는 액정 분자의 비틀림 방향을 결정하는 키랄제(chiral agent)가 첨가된다.

유리 기판(14)은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 포함한다. 이들 전극(22a, 22b)은 서로 평행하게 배치된다. 전극(22a, 22b)은 크롬(Cr), 알루미늄(Al) 등의 금속으로 형성된다. 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 된 절연 막(50)으로 덮인다.

수직 정렬 층(24)은 절연 막(50) 상에 형성된다. 수직 정렬 층(24)은 예를 들어 측쇄(side chain)로서 알킬기를 갖는 폴리이미드 또는 폴리아민산으로 된다.

제1 스트라이프 전극(22a)에는 데이터 버스 라인(32)으로부터 TFT(34)를 통하여 데이터가 공급된다. TFT(34)의 게이트에는 게이트 버스 라인(30)을 통하여 주사 신호가 공급된다. 제2 스트라이프 전극(22b)은 공통 버스 라인(40)에 접속된다.

유리 기판(12)에는 수평 정렬 층(90)이 형성된다. 수평 정렬 층(90)은 선형 가용성 폴리이미드로 형성되고, 그 표면에는 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)에 거의 수직인 방향으로 러빙 처리가 행해진다.

또한, 기판(14)의 외부에는 편광자(28)가 배치되고, 기판(12)의 외부에는 편광자(26)가 배치된다. 이 2개의 편광자(26, 28)는 수직(교차 니콜) 또는 평행(평행 니콜)의 편광 축으로 배치된다. 이 경우, 편광자(26)의 편광 축은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)에 수직인 방향(도112의 화살표로 나타낸 방향)이라고 가정하고, 편광자(28)의 편광 축은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)에 평행한 방향이라고 가정한다.

이 구성을 갖는 액정 표시 장치에서, 도112에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되지 않는 한, 액정 분자(16)는 기판(14) 상의 정렬 층(24)에 수직인 방향으로 정렬되고, 또한 기판(14)의 정렬 층(90)의 러빙 방향에 따라서 정렬되므로, 기판(14)으로부터 기판(12)으로 보았을 때, 액정 분자(16)는 수직 방향에서 수평 방향으로 점차적으로 경사지고, 이와 동시에 키랄제에 의해 결정된 방향으로 점차 비틀린다. 유리 기판(14)의 하면으로부터 편광자(28)를 통하여 액정 층으로 들어가는 편광은 편광 축이 액정 분자(16)의 비틀림 방향으로 점차적으로 비틀리는 동안 액정 층을 통하여 진행하고, 편광자(28)를 통해 전송된다. 구체적으로, 이 액정 표시 장치에서는, 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되지 않으면 밝은 표시가 얻어진다.

한편, 도113에 나타낸 바와 같이, 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되면, 액정 분자(16)는 전계에 따른 방향, 즉 전극(22a, 22b)에 수직인 방향으로 정렬된다. 이러한 경우, 기판(14)의 하면으로부터 편광자(28)를 통하여 액정 층으로 들어간 편광은 액정 층에 의해 변화되지 않는 편광 축을 가지므로, 편광자(26)에 의해 차폐된다. 즉, 전극(22a, 22b)에 전압이 인가되면 어두운 표시가 얻어진다.

본 실시예에서, 전극(22a, 22b) 사이에 인가된 전압에 의해 발생한 전계는 액정의 비틀림을 상쇄하도록 기능한다. 이 과정에서, 수평 정렬 층(90)에 의해 고정된 수평 정렬 층(90) 근방의 액정 분자의 정렬 방향은 전계 방향과 일치하므로, 액정 분자의 정렬은 이러한 고정(anchoring)에 의해 교란되지 않는다. 이리하여, 인가 전압이 낮더라도 전계 방향에 따라서 액정 분자(16)를 정렬시킬 수 있으므로, 구동 전압을 저감할 수 있다. 또한, 전극(22a, 22b) 사이의 액정 분자(16)는 일 방향으로 정렬되므로, 디스클리네이션이 일어나지 않고 밝은 화상이 표시될 수 있다.

[바람직한 d/p의 범위]

이하, 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 셀 두께(d)와 키랄 피치(자연 비틀림 피치)(p) 사이의 비(d/p)의 바람직한 범위의 조사 결과에 대하여 설명한다.

도114는 가로 축이 셀 간극(액정 층의 두께)이고 세로 축이 투과율인 그래프에서의 키랄 피치와 전면 휘도 사이의 관계를 계산한 결과를 나타낸 도면이다. 액정의 이중 굴절률(△n)은 0.1이라 가정한다.

도114에 나타낸 바와 같이, 키랄 피치가 2㎛ 또는 64㎛일 경우, 셀 간극이 변화하여도 투과율이 크게 증가하지 않는다. 키랄 피치가 4㎛ 및 32㎛이고, 셀 간극이 4㎛ 및 12㎛일 경우, 투과율은 비교적 높다. 특히 키랄 피치가 16㎛이고, 셀 간극이 8㎛일 경우, 투과율이 최고이다.

이것에 기초하여, 본 발명에 따른 셀 간극(d)과 키랄 피치(p) 사이의 비(d/p)의 바람직한 범위는 0.125(4/32) ~ 3(12/4)로 설정된다.

[d/p의 더 바람직한 범위와 △nd의 바람직한 범위]

도110에 나타낸 구조를 갖는 액정 표시 장치를 실제로 제조하고, d/p와 투과율 사이의 관계와 △nd와 투과율 사이의 관계를 조사했다.

전극(22a, 22b)의 폭은 4㎛이고, 전극(22a, 22b) 사이의 간격은 6㎛, 10㎛, 16㎛ 또는 25㎛라고 가정하자. 또한, 수직 정렬 층(24)은 측쇄로서 알킬기를 갖는 가용성 폴리이미드로 500Å의 두께로 형성된다. 구체적으로, 유리 기판(14)을 스피너(spinner)를 사용하여 1500 rpm의 속도로 회전시키고, 유리 기판(14) 상에서 가용성 폴리이미드를 석출함으로써, 유리 기판(14) 상에 폴리이미드를 코팅한다. 폴리이미드를 코팅한 후, 유리 기판(14)을 온도가 90도인 판 상에 놓고, 1분 동안 가열하여 미리 건조시켰다. 그 후, 유리 기판(14)을 1시간 동안 180도의 오븐에서 가열함으로써, 폴리이미드 막을 경화시켰다. 수직 정렬 층(24)에는 러빙 등의 공정을 행하지 않았다.

한편, 유리 기판(12) 상에는 선형 가용성 폴리이미드를 사용하여 수직 정렬 층(24)과 유사한 방법으로 500Å의 두께로 수평 정렬 층(90)을 형성하였다. 그러나, 경화 후, 수평 정렬 층(90)의 표면에는 레이온 벨벳 천으로 한 방향으로 러빙 처리를 하였다.

유전성 이방성이 정인 플루오르화물(fluoride)의 액정(16)은 유리 기판(12, 14) 사이에서 봉합된다. 액정(16)의 이중 굴절률(△n)은 0.1227이다. Cholesterilnonanoate(Merck사제)를 키랄제로 사용하였다.

셀 두께가 3.5㎛(△nd = 0.429), 4.9㎛(△nd = 0.552) 또는 5.5㎛(△nd = 0.675)이고, 키랄 피치(p)가 12.2㎛, 15.8㎛ 또는 20.2㎛인 액정을 사용하였고, d/p의 값은 0.17 ~ 0.45로 설정하였다. 이리하여, 전압(V)과 광 투과율(T) 특성을 조사하였다. 그 결과는 도115a ~ 도117c에 나타냈다. 곡선(A ~ D)은 전극 사이의 거리가 6㎛, 10㎛, 16㎛, 25㎛인 경우에 대응한다.

도115a ~ 도117c에 나타낸 바와 같이, △nd가 0.429(도115a ~ 도115c)이면 투과율이 낮아서 만족스럽지 못하다. 한편, △nd가 0.5 이상(도116a ~ 도116c)이면, 투과율이 높다. 특히 △nd가 0.675(도117a ~ 도117c)이면, 투과율이 매우 높아서 밝은 화상을 얻을 수 있다.

이 실험은 d/p의 값이 바람직하게는 0.2 이상, 더 바람직하게는 0.35 ± 0.1의 범위인 것이 좋다는 것을 보여준다. 또한, △nd의 바람직한 범위는 0.7 ± 0.2이다. d/p의 값과 △nd의 값을 이런 식으로 설정함으로써, 전압이 인가되지 않은 때 높은 투과율이 얻어지고, 약 5V의 전압이 인가될 때 흑색 표시가 가능해짐으로써, 콘트라스트가 높고 표시 질이 우수한 화상을 얻을 수 있다.

도118은 도110의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도이고, 도119는 전압이 인가되지 않을 때의 도118의 액정 표시 장치를 나타내고, 도120은 전압이 인가될 때의 액정 표시 장치를 나타낸다. 도118에서는, 도110에 대응되는 것과 같은 구성 요소에는 각각 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 기판(14) 상에 수평 정렬 층(92)이 형성되고, 기판(12) 상에는 수직 정렬 층(20)이 형성된다. 수평 정렬 층(92)의 표면에는 전극(22a, 22b)에 거의 수직인 방향으로 러빙 처리를 한다.

이러한 구성을 갖는 액정 표시 장치에서는, 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되지 않을 경우, 기판(14) 상의 수평 정렬 층(92) 근방의 액정 분자(16)가 도119에 나타낸 바와 같이, 전극(22a, 22b)에 거의 수직인 방향(러빙 방향)으로 정렬된다. 한편, 기판(12) 상의 수직 정렬 층(20) 근방의 액정 분자(16)는 정렬 층(20)에 수직인 방향으로 정렬된다. 기판(12, 14) 사이의 액정 분자(16)는 기판(14)으로부터 기판(12)을 향하여 진행하면서 키랄제에 의해 결정된 방향으로 점차적으로 비틀리고, 이 때 수평 방향으로부터 수직 방향으로 점차적으로 일어선다. 이 과정에서, 기판(14)의 하면으로부터 편광자(26)를 통하여 액정 층으로 들어간 광의 편광 축은 광이 액정 층을 관통함에 따라 점차적으로 비틀리게 되고, 이 광은 편광자(26)를 통하여 전송된다. 즉, 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되지 않는다면 밝은 표시가 얻어진다.

도120에 나타낸 바와 같이, 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되면, 전계 방향으로 액정 분자(16)가 정렬된다. 이 과정에서, 기판(14)의 하면으로부터 액정 층으로 들어간 광의 편광 축 방향은 변화하지 않으므로, 광이 편광자(26)를 통하여 전송될 수 없다. 이런 방식으로, 전압이 전극(22a, 22b)에 인가될 경우 어두운 표시가 얻어진다.

본 실시예에서는, 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태가 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되는 상태로 변화한 경우에도, 수평 정렬 층(92) 근방의 액정 분자의 정렬 방향이 거의 변화하지 않는다. 수평 정렬 층(92) 근방의 액정 분자는 정렬 층(92)에 의해 강하게 고정된다. 그러나, 본 실시예에서는, 고정 방향이 전압이 인가된 액정 분자의 정렬 방향과 거의 같다. 그 결과, 본 실시예에 의하면, 액정 분자가 저 전압이 인가될 때 전계 방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 본 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도110의 실시예와 비교할 때 구동 전압을 더 저감할 수 있다는 이점이 있다.

도121은 도110의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면이다. 도121에서는, 도110에 대응하는 것과 동일 구성 요소에는 각각 동일 참조 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서, 각 픽셀 영역은 각각 대향 방향으로 러빙된 수평 정렬 층을 갖는 2개의 영역(A, B)으로 나뉘어진다. 예를 들어 유리 기판(14) 상에 수평 정렬 층(92)을 형성한 후, 영역(B)의 수평 정렬 층(92) 부분을 리지스트 막으로 덮고, 영역(A)의 수평 정렬 층 부분을 일 방향으로 러빙하고, 그 후 리지스트 막으로 덮고, 앞선 러빙과는 반대 방향으로 영역(B)의 수평 정렬 층을 러빙한다.

이 방식에서는, 영역(A, B)이 다른 방향으로 러빙되므로, 액정 분자(16)는 도121에 나타낸 바와 같이, 영역(A, B)에서 반대 방향으로 프리틸트(pretilt)됨으로써, 소위 정열 분할(alignment segmentation)을 얻을 수 있다. 이런 방식으로 일 픽셀에 정렬 방향이 다른 복수의 영역을 구비함으로써, 액정 표시 장치의 시각 특성이 개선된다. 여기서 프리틸트 각(θ)은 2° ~ 5°인 것이 좋다.

도122 및 도123은 도110의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 모형도이다. 도122 및 도123에서, 도110의 대응 부분과 동일 구성 요소에는 각각 동이 참조 번호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 도122는 전극 사이에 전압이 인가되지 않은 상태를 나타내고, 도123은 전극 사이에 전압이 인가된 상태를 나타낸다.

본 실시예에서, 기판(12, 14) 사이에 봉합된 액정(16)으로는 유전성 이방성이 부인 액정을 사용한다. 이 액정에는 또한 액정의 비틀림 방향을 결정하는 키랄제가 첨가된다. 이 형상의 다른 부분은 도119에 나타낸 실시예의 액정 표시 장치와 기본적으로 동일하다. 즉, 기판(14) 상에는 수평 정렬 층이 형성되고, 기판(12) 상에는 수직 정렬 층이 형성된다.

전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가되지 않을 때는, 도122에 나타낸 바와 같이, 액정 분자(16)가 기판(14)으로부터 기판(12)을 향하여 진행하면서 키랄제에 의해 결정된 방향(도면에서는 φ로 나타냄)으로 비틀리고, 이리하여, 기판(14) 상의 수평 위치로부터 수직 위치로 점차적으로 변화하면서 경사져서 배치된다. 편광자의 편광 축이 서로 직각인 경우, 기판(14)의 하면으로부터 편광자 중 하나를 통하여 액정 층으로 들어간 편광의 편광 축은 액정 분자의 비틀림 방향으로 비틀리고, 이 편광은 다른 편광자를 통하여 전송된다. 즉, 전압이 인가되지 않을 때 밝은 표시가 얻어진다.

한편, 전극(22a, 22b) 사이에 전압이 인가될 경우, 도123에 나타낸 바와 같이, 액정 분자(16)는 기판(14)으로부터 기판(12)으로 진행함에 따라 수평 위치로부터 수직 위치로 경사지게 된다. 그럼에도 불구하고, 액정 분자의 비틀림이 소거됨으로써, 각 액정 분자(16)가 전계에 수직인 방향으로 정렬된다.

이 과정에서, 기판(12)의 하면으로부터 편광자 중 하나를 통하여 액정 층으로 들어간 편광의 편광 축은 액정 층에서 변화하지 않고, 이 편광은 다른 편광자에 의해 차폐된다. 즉, 전압이 인가될 때 어두운 표시가 얻어진다.

본 실시예에서는, 도110에 나타낸 실시예와 같이, 구동 전원을 저감할 수 있고, 또한 휘위가 없는 밝은 화상을 표시할 수 있다.

간단히 말하면, 한 쌍의 기판 중 하나에 수평 정렬 층이 형성되고, 다른 기판에 수직 정렬 층이 형성되며, 양 기판 사이에 키랄제가 첨가된 액정이 봉합된다. 유전성 이방성이 정인 액정의 경우, 액정 분자는 기판 중 제1 기판 상에서는 수평 정렬 층이 가공되는 방향으로 정렬되고, 또한 다른 기판 상에서는 상기 제1 기판에 수직인 방향으로 정렬된다. 한편, 기판 사이의 액정 분자는 일 기판으로부터 다른 기판으로 진행함에 따라 키랄제에 의해 결정된 방향으로 비틀리고, 이 때 수평 위치로부터 점차적으로 일어선다. 이 조건 하에서, 편광 축이 액정 분자의 비틀림 방향으로 점차적으로 비틀리는 동안, 액정 층으로 들어간 편광이 액정 층을 관통하게 된다.

한편, 제1 및 제2 전극 사이에 전압이 인가되어 기판에 수평인 방향으로 전계가 발생된 경우, 액정 분자가 전계에 따라서 배치된다. 이 조건 하에서, 액정 층으로 들어간 편광은 편광 축이 변화되는 일이 없이 액정 층을 관통하게 된다. 이 경우, 수평 정렬 층이 정렬을 위해 가공되는 방향은 전계의 방향과 거의 같다고 가정하고, 수평 정렬 층 근방의 액정 분자의 정렬 방향은 전압 인가 여부와 무관하게 변화하지 않는다고 가정한다. 구체적으로, 액정 분자와 수평 정렬 층의 고정은 액정 분자의 정렬을 전계 방향으로 교란시키지 않는다. 그 결과, 액정 분자가 비교적 저 전압의 전계 방향에 따라서 정렬될 수 있으므로, 액정 표시 장치의 구동 전압을 저감시킨다. 또한, 제1 및 제2 전극 사이에 발생된 전계는 액정 분자의 비틀림을 상쇄하는 기능을 하고, 디스클리네이션이 발생하지 않게 되어, 밝은 표시가 가능해진다.

액정 층의 두께(d)와 액정의 자연 비틀림 피치(p) 사이의 비(d/p)는 0.125 ~ 3의 범위인 것이 좋다. d/p 값이 0.125 미만일 경우, 투과율이 저감되어 밝은 표시를 얻을 수 없다. 한편, d/p 값이 3을 초과할 경우, 액정에서 교란이 일어나거나 반사가 발생할 수 있어서, 우수한 화상을 얻을 수 없다. d/p의 바람직한 범위는 0.2 ~ 3이고, 더 바람직한 범위는 0.35 ± 0.1이다.

액정의 이중 굴절률(△n)과 액정 층의 두께(d)의 곱(△nd)은 0.7 ± 0.2의 범위인 것이 좋다. 이 범위를 벗어나는 값(△nd)이면, 투과율이 저감되어 밝은 표시를 얻을 수 없다.

일본 특허 공개 공보 제 4-305624호, 제 56-45897호 및 제 52-45895호에는 액정 분자가 일 기판 상에서는 수직 방향으로, 다른 기판 상에서는 수평 방향으로 정렬된 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 제1 및 제2 기판 상에 전극이 형성된 종래 액정 표시 장치의 형상 및 동작은 전압 인가 여부와 무관하게 수평 정렬 층 근방의 액정 분자의 정렬 방향을 거의 같게 유지함으로써 구동 전압이 저감된다는 점에서 본 발명과 다르다.

상술한 바와 같이, 이들 실시예에 의하면, 일 기판 상에 제1 및 제2 전극을 갖는 액정 표시 장치가 제공되는 데, 여기서 기판 중 하나에 수평 정렬 층으로서 제1 정렬 층 또는 제2 정렬 층이 형성되고, 다른 정렬 층은 수직 정렬 층으로 사용되므로, 액정 분자의 정렬이 정렬 층에 의한 고정에 의해 교란되지 않아 디스클리네이션이 일어나지 않으며, 이것에 의해 저 구동 전압으로 밝은 표시를 얻을 수 있다.

도124는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이고, 도125는 도124의 액정 표시 장치의 등가 회로를 나타낸 도면이다.

도126은 도124의 액정 표시 장치의 단면도이다. 액정 표시 장치는 반투명 유리 기판(12), 유리 기판(12)에 대향 관계로 배치된 유리 기판(14) 및 유리 기판(12, 14) 사이에 삽입된 액정(16)을 포함한다. 유리 기판(12)은 수직 정렬 층(20)을 갖는다. 유리 기판(14)은 반사 층(94), 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 및 수직 정렬 층(24)을 포함한다.

도124에서, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)은 서로 교호로 배치되고, 이들 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 수평 전계(E1 ~ E3)가 발생한다. 이 경우, 좌우측 상의 하나의 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이 부분, 즉 점선(32)에 의해 나타낸 부분에 의해 일 픽셀을 나타낸다. 인접한 픽셀 영역 사이의 경계는 제2 스트라이프 전극(22b)의 중심에 위치한다. 교호로 배치된 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)의 간격은 등거리이다. 이리하여, 인접한 제1 스트라이프 전극(22a)에 동시에 전압이 인가될 경우, 액정의 정렬 방향이 인접한 픽셀 영역 사이의 경계를 포함한 픽셀 영역 전체에 걸쳐서 변화하므로, 인접한 경계 부분의 액정은 항상 구동되고, 이것에 의해 고 콘트라스트가 얻어진다.

유리 기판(14) 상의 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 아래에는 반사 층(94)이 배치된다. 도124의 상면으로부터 액정 층으로 들어간 광은 반사 층(94)에서 반사된다. 한편, 제2 스트라이프 전극(22b) 아래에는 데이터 버스 라인(32)과 TFT(34)가 배치된다. 이것은 입사 광을 제2 스트라이프 전극(22b)으로 차폐함으로써 입사 광이 박막 트랜지스터로 인가되는 것을 방지함으로써, TFT(34)의 광 누설 전류를 저감하기 위함이다.

데이터 버스 라인(32)에 인가된 데이터 전압은 TFT(34)의 소스 전극으로부터 콘택 홀(96)을 통하여 제1 스트라이프 전극(22a)으로 인가되어, 수평 전계(E1 ~ E3)를 발생시킨다. 전압이 인가되지 않을 때 수직 방향으로 정렬된 p형 액정 분자는 전계(E1 ~ E3)에 의해 수평 방향으로 정렬된다. 그러므로, 액정 층을 관통하여 반사 층(94)에서 반사된 광의 편광 방향은 90도 회전된다. 이리하여, 액정 층에 편광자를 통해 선형으로 편광된 광을 공급함으로써 반사 광의 방향을 바꿀 수 있다.

도125에서, 사이에 액정을 갖는 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)은 등가적으로 커패시터(C1 ~ C2)로 표현된다.

도126은 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압이 인가되지 않은 상태를 나타낸다. 유리 기판(14) 상에는 반사 층(94)이 배치되고, 반사 층(94) 상에는 절연 층(50)을 개재하여 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)이 형성된다. 또한, 제1 스트라이프 전극(22a), 제2 스트라이프 전극(22b) 및 절연 층(50) 상에는 수직 정렬 층(24)이 배치된다. 도126에서, 데이터 버스 라인(32)은 나타내지 않았다.

한편, 유리 기판(12)의 외부(표시 면) 상에는 편광자(26)가 배치되고, 유리 기판(12)의 내부에는 수직 정렬 층(20)이 배치된다. 유리 기판(12, 14) 사이에는 p형 액정(16)이 삽입된다. 수직 정렬 층(20, 24)은 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압이 인가되지 않을 때 유리 기판(12, 14)에 수직인 방향으로 액정(16)을 정렬시킨다.

제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압이 인가되지 않을 경우, 액정의 정렬 방향은 수직으로 유지되고, 입사 광(111)의 편광 상태는 변하지 않는다. 그 결과, 편광자(26)를 관통한 광(111)은 반사 층(94)에서 반사되어 다시 편광자(26)를 통하여 전송된다. 즉, 전압이 인가되지 않을 경우 액정 패널 상의 표시는 흰색이다.

도127은 전압이 인가될 때의 액정 표시 장치의 동작을 설명하는 도면이다. 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압이 인가되면, p형 액정(16)은 수평 방향으로 경사진다. 이 경우, 수평 방향으로 경사진 액정(16)은 λ를 입사 광의 파장이라고 할 때, 입사 광의 편광 방향을 90도 회전시키는 λ/4 판으로서 기능한다. 이리하여, 편광자(26)를 통하여 전송되어 반사 층(94)에서 반사된 광(111)은 편광 면이 90도 회전할 때, 편광자(26)를 통하여 전송될 수 없다. 이런 방식으로, 전압이 인가될 경우, 액정 표시 장치는 흑색을 표시한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 액정 표시 장치에서, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)에 요구되는 것은 수평 방향으로 전계를 발생시키는 것뿐이므로, 액정 층을 개재하여 유리 기판(14)을 마주보는 유리 기판(12) 상에 대향 전극을 구비할 필요가 없어진다. 그러므로, 유리 기판(14)에는 제1 스트라이프 전극(22a), 제2 스트라이프 전극(22b), 데이터 버스 라인(32), 게이트 버스 라인(30), TFT(34) 등만이 형성된다. 이리하여, 액정 표시 장치의 제조 방법이 단순해진다.

도128은 도124의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 평면도로, 각 픽셀 영역이 2개의 제1 스트라이프 전극(22a)으로 구동되는 경우의 형상을 나타낸다. 데이터 버스 라인(32)에 인가된 데이터 전압은 게이트 전압이 공급된 게이트 버스 라인(30)을 갖는 TFT(34)를 관통한 후, 제1 스트라이프 전극(22a)에 인가된다.

제2 스트라이프 전극(22b)에는 소정의 전압이 공급되고, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에는 그 사이의 전압 차로 인해 전계가 발생한다. 이 전계는 액정(16)의 정렬 방향을 제어한다. 본 실시예에 의하면, 하나의 반사 층(94)에 대응한 일 픽셀 영역의 액정(16)이 3개의 제2 스트라이프 전극(22b)과 그 사이에 배치된 2개의 제1 스트라이프 전극(22a)에 의해 구동된다. 그러므로, 액정(16)에 소정의 전계를 인가하기 위해 인가되는 전압을 저감할 수 있어, 전력 소모를 줄일 수 있다.

반사 층(94)은 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 아래에 금속 또는 절연재로 형성된다. 본 실시예에 의하면, 반사 층(94)은 데이터 버스 라인(32)의 쉽게 형성하기 위하여 픽셀의 경계부에 의해 분할된다. 구체적으로, 데이터 버스 라인은 반사 층(94)이 분할되는 픽셀의 경계부에 형성될 수 있다. 반사 층(94)이 금속으로 형성될 경우, 반사율이 높은 알루미늄 막 등이 좋다. 절연재의 경우, 안료가 분산된 아크릴 수지가 사용된다. 한편, 절연재의 경우, 컬러 필터 대신에 적색, 녹색 및 청색으로 채색한 안료를 사용한 반사 층(94)을 제공할 수 있으므로, 컬러 액정 표시 패널의 구조를 단순화할 수 있다.

도129는 도128의 129-129선을 따라 절단한 단면도이다. 반사 층(94)은 예를 들어 두께가 1 ~ 10㎛인 Japan Synthetic Rubber 사제의 HRC-001로 된 절연 층(50)을 개재하여 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)으로부터 전기적으로 절연된다. 그 결과, 반사 층(94)으로는 반사율이 높은 알루미늄 막 등을 사용할 수 있다. 반사 층(94)이 알루미늄 막 등의 도전재로 형성될 경우, 데이터 버스 라인(32)은 반사 층(94)과 제2 스트라이프 전극(22b)에 의해 둘러싸이므로, 데이터 버스 라인(32)으로부터의 누설 전계가 도전재에 의해 차폐될 수 있다. 그 결과, 액정 분자(16)는 데이터 버스 라인(32)으로부터의 누설 전계에 의해 구동되지 않으므로, 표시 콘트라스트를 개선할 수 있다.

수직 정렬 층(20, 24)은 전압이 인가되지 않을 때에 액정(16)을 유리 기판(12, 14)에 수직인 방향으로 정렬시키기 위한 것으로, 예를 들어 Nissan Chemical사제의 RN-783을 사용할 수 있다.

제2 스트라이프 전극(22b) 아래에는 TFT(34)와 데이터 버스 라인(32)이 형성된다. 이리하여, TFT(34)는 불투명한 제2 스트라이프 전극(22b)에 의해 차폐되므로, TFT(34)의 광 누설 전류를 저감할 수 있다. 또한, 표시에 공헌하지 않는 데이터 버스 라인과 TFT(34)은 제2 스트라이프 전극(22b) 아래에 형성되므로, 패널의 거의 전체 표면을 반사 층(94)과 제2 스트라이프 전극(22b)으로 덮을 수 있으며, 이리하여, 액정 표시 패널의 반사 면적을 전체적으로 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)은 알루미늄 등의 금속 도체이고, 반사체로서 기능한다. 이리하여, 이들 전극은 원래의 반사 층(94)과 협력하여 액정 표시 패널의 반사율을 개선한다. 이와 동시에, 제2 스트라이프 전극(22b)이 인접한 반사 층(94)의 경계 위에 배치되고, 광이 반사 층(94)의 경계부에서도 반사된다는 사실로 볼 때, 패널의 반사율이 증가될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압이 인가되면, p형 액정(16)은 전계와 같은 방향 즉, 유리 기판(12, 14)에 평행한 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)에 수직인 방향으로 경사진다. 이 경우, 편광자(26)는 투과 축 또는 흡수 축이 유리 기판(12, 14)에 평행한 위치에, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)에 수직인 방향으로부터 ± 45도 경사져서 배치된다. 그 결과, 전압이 공급된 액정(16)을 관통하는 광의 편광 방향이 90도 회전한다.

또한, 전압이 인가될 때, 액정(16)의 굴절률 이방성(△n)과 셀 간극(d)의 곱인 지연(△nd)은 nλ/4(n: 홀수인 자연수, λ: 광 파장)과 같도록 조정된다. 이 경우, 액정(16)의 굴절률 이방성(△n)은 인가된 전압에 따라서 변화한다.

구체적으로, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 인가된 전압에 따라서, 액정(16)이 전계 방향으로 경사지고, 액정(16)의 굴절률 이방성(△n)이 증가한다. 이리하여, 지연(△nd) 값도 0으로부터 점차적으로 증가한다.

예를 들어 최대 발광 효율과 관련하여 전환되는 광의 파장(λ)이 500nm라 하면, λ/4는 약 140nm가 된다. 액정(16)의 지연(△nd) 값은 소정 인가 전압에서 140nm이고, 액정(16)은 편광 방향을 90도 회전시키기 위한 λ/4 판으로서 기능한다.

한편, 액정(16)의 지연(△nd)이 nλ/4와 같지 않을 경우, 유리 기판(12)과 편광자(26) 사이의 차와 같은 지연(△nd)을 갖는 위상 필터를 삽입함으로써 오류를 정정할 수 있다. 또한, 액정(16)의 흑색과 백색이 역전될 경우, 액정(16)의 지연(△nd)이 소정 전압에서 0이 되도록 위상 필터를 삽입한다.

도130은 도128의 액정 표시 장치를 나타낸 평면도이다. 이 실시예와 도124의 실시예의 차이는 분할된 반사 층(94)이 각 픽셀 영역에 대응하는 위치에 배치되므로, 각 픽셀 영역이 3개의 제2 스트라이프 전극(22b)과 2개의 제1 스트라이프 전극(22a)에 의해 구동된다는 것에 있다. 이리하여, 저 구동 전압으로 효과적으로 액정(16)을 구동할 수 있고, nλ/4와 같은 액정(16)의 지연(△nd)과 관련한 구동 전압이 저감됨으로써, 액정 표시 패널의 전력 소비를 저감할 수 있게 된다.

또한, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)은 인접한 픽셀 영역에 걸쳐 등거리로 배치되고, 인접한 픽셀 영역의 경계는 제2 스트라이프 전극(22b)의 중심에 위치한다. 그 결과, 인접한 픽셀 영역의 제1 스트라이프 전극(22a)에 동시에 전압이 인가될 경우, 제2 스트라이프 전극(22b)은 양측 상의 픽셀 영역에 의해 공유되고, 액정의 정렬 방향은 인접한 픽셀 영역의 경계를 포함한 전체 픽셀 영역에 걸쳐 변화함으로써, 고 콘트라스트를 얻을 수 있다.

도131은 도130의 액정 표시 장치의 등가 회로를 나타낸 도면이다. 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에는 절연재로서 액정(16)을 갖는 등가 커패시터(C11 ~ C18)가 삽입된다.

도132a ~ 도133c는 도130의 132-132선을 따라 절단한 단면도로, 도130의 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 도면이다. 본 실시예에 의하면, 반사 층(94), TFT(34), 데이터 버스 라인(32), 제1 스트라이프 전극(22a) 및 제2 스트라이프 전극(22b) 등은 모두 하나의 유리 기판(14) 상에 형성될 수 있으므로, 액정 표시 장치의 제조 방법을 단순화할 수 있다.

도132a에 나타낸 바와 같이, 반사 층(94)과 게이트 버스 라인(30)은 유리 기판(14) 상에 약 3000Å 두께의 알루미늄 막을 형성하고 패터닝하여 형성한다. 그 후, 도132b에 나타낸 바와 같이, 실리콘 질화물(SiN) 등의 게이트 절연 층(99), 박막 트랜지스터의 채널을 구성하는 비정질 실리콘(a-Si)(100) 및 박막 트랜지스터의 에칭 보호 막을 구성하는 실리콘 질화물(SiN)(101)이 각각 층으로서 형성된다. 다음 공정으로서는, 도132c에 나타낸 바와 같이, 실리콘 질화물(SiN)(101)을 패터닝함으로써 에칭 보호 막(101a)이 생성된다. 에칭 보호 막(101a)은 박막 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극을 에칭할 경우, 채널을 구성하는 비정질 실리콘(100)을 보호하기 위한 것이다.

그 후, 도132c에 나타낸 바와 같이, 비정질 실리콘 속으로 이온 주입된 저항성 콘택 층(n+a-Si)(102)과 소스 전극 및 드레인 전극을 구성하는 금속 층(Ti/Al/Ti)(103)이 각각 층으로서 형성된다. 저항성 콘택 층(102)은 금속 층(103)과 비정질 실리콘(100) 사이의 저항성 콘택을 개선하기 위한 것이다. 금속 층(Ti/Al/Ti)(103)은 두께가 약 500Å인 티탄과 두께가 약 1500Å인 알루미늄 막(하부 층)을 포함한 다층 구조이다.

그 후, 도132e에 나타낸 바와 같이, 금속 층(103), 저항성 콘택 층(102) 및 비정질 실리콘(100)을 패터닝하여, 데이터 버스 라인(32), 드레인 전극(103a)을 형성하고, 그 후 TFT(34)를 형성한다.

다음 공정에서, 도133a에 나타낸 바와 같이, 콘택 홀(96)을 구성하는 관통 홀을 제조하기 위하여 절연 막(104)(예를 들어 Japan Synthetic Rubber사제 HRC-001)을 형성한다. 도129 및 도130에 나타낸 바와 같이, 콘택 홀(96)은 TFT(34)의 소스 전극을 제1 스트라이프 전극(22a)에 접속시킨다. 그 후, 도133b에 나타낸 바와 같이, 제1 스트라이프 전극과 제2 스트라이프 전극을 구성하는 알루미늄 금속 층(Al)(105)을 형성한다. 그 후, 도133c에 나타낸 바와 같이, 금속 층(Al)(105)을 패터닝함으로써, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)을 동시에 형성한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 하나의 유리 기판(14)에 반사 층(94), TFT(34), 데이터 버스 라인(32), 제1 스트라이프 전극(22a), 제2 스트라이프 전극(22b) 등을 모두 형성할 수 있다. 그러므로, 액정 표시 패널의 제조 방법을 단순화할 수 있다.

도134a ~ 도134e는 반사 층(94)이 유리 기판(14)의 저면, 박막 트랜지스터의 게이트 버스 라인(30) 등에 관계없이 형성된 예를 나타낸 도면이다. 이 경우, 도134a에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(14)의 저면(도면의 하면) 상에 반사 층(94)이 형성되므로, 기판(14)의 전면(도면의 상면) 상에 제2 스트라이프 전극(22b)과 게이트 버스 라인(30)이 동시에 형성될 수 있다. 또한, 도134e에 나타낸 바와 같이, 제1 스트라이프 전극(22a)과 데이터 버스 라인(32)이 동시에 형성될 수 있다. 그러므로, 도132a ~ 도132c에 나타낸 바와 같이, 절연 층(104), 제1 스트라이프 전극(22a) 및 제2 스트라이프 전극(22b)을 형성하는 공정을 없앨 수 있다. 그 결과, 액정 표시 패널의 제조 방법을 더 단순화할 수 있다. 한편, 도134b ~ 도134d는 도132b ~ 도132d와 유사한 방법을 나타낸다.

도135는 본 발명의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서, 유리 기판(12)의 저면 상에는 도129에 나타낸 실시예의 제2 스트라이프 전극(22b)이 형성된다. 반사 층(94)의 표시 면 상에는 제2 스트라이프 전극(22b)이 형성되고, 이 전극으로는 두께가 약 1000Å인 인듐 주석 산화물(ITO)의 투명 전극을 사용한다.

도135에서, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이의 전계는 유리 기판(12, 14)에 거의 평행한 방향(더 정확하게는, 약간 평행한 비스듬한 방향)이므로, 액정(16)에 전압이 인가되면, 정렬 방향도 거의 평행하게 된다. 본 실시예에서도, 인접한 픽셀 영역 사이의 경계에 제2 스트라이프 전극(22b)이 형성되어 공유된다. 그러므로, 픽셀 영역의 경계부의 액정(16)은 효과적으로 정렬될 수 있어, 콘트라스트가 개선된다.

도136은 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도이다. 이 형상에서는 액정으로 2색성 안료가 부착된 게스트-호스트(guest-host) 액정(16)(예를 들어 Mitsubishi Chemical사제 LA-121)을 사용한다. 본 실시예에는, 도129에 나타낸 실시예와 유사하게 형성되지만, 유리 기판(12) 상에 편광자가 형성되어 있지 않다. 구체적으로, 편광자는 λ/4 판의 기능을 절연 층(50)에 부여하지 않아도 괜찮다.

액정 예비 중합체를 중합하여 절연 층(50)을 형성한다. 이 액정 예비 중합체는 정렬될 수 있고, 광학 이방성을 갖는 λ/4 판으로서 기능할 수 있다. 그러므로, 본 실시예에 의한 액정 표시 패널은 편광자가 없어도 고 콘트라스트를 얻을 수 있다.

제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)에 전압이 인가되면, 게스트-호스트 액정(16)은 수평 방향으로 정렬되어 소정 방향으로 편광된 입사 광을 흡수한다. 입사 광은 반사 층(94)에서 반사되어 반사 광을 구성한다. 반사 광의 편광 방향은 반사 광이 λ/4 판으로 기능하는 절연 층(50)을 관통함에 따라 90도 회전하여, 게스트-호스트 액정(16)으로 재흡수된다. 그 결과, 게스트-호스트 액정(16)은 광을 효과적으로 흡수하므로, 액정 표시 패널의 콘트라스트를 개선할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)은 서로 대향 관계에 있지 않다. 이리하여, 전극 사이에 형성된 커패시터의 면적이 저감되고, 따라서 전극 사이의 정전 용량도 저감된다. 그 결과, 보조 전극 사이의 정전 용량에 대한 상기 정전 용량의 비가 저감되므로, 픽셀 영역의 전하 누설의 효과를 저감할 수 있다. 이런 방식에서는 게스트-호스트 액정(16)의 전하 누설이 증가하지만, 2색성 비(dichroic ratio) 등의 광학 특성이 우수한 아조(azo) 안료를 첨가할 수 있다.

게스트-호스트 액정(16)의 광학 특성은 수직 방향으로 배치된 2색성 안료의 광 흡수와 수평 방향으로 배치된 2색성 안료의 광 흡수 사이의 2색성 비로 표현된다. 2색성 비가 높은 2색성 안료가 용해된 게스트-호스트 액정(16)은 고 반사율을 얻을 수 있다. 2색성 재료는 대략 아조 기와 안트라퀴논 기로 분류된다. 아조 기는 2색성 비가 높지만, 전하 누선을 증가시키고, 안트라퀴논 기는 2색성 비가 낮지만, 전하 누설을 저감시킨다.

본 실시예에 의하면, 전하 누설의 효과가 저감되는 한, 게스트-호스트 액정의 전하 누설이 크더라도 2색성 비가 높은 아조 기 안료를 사용할 수 있게 된다. 이리하여, 종래 기술보다 반사율을 약 20% 높일 수 있다.

또한, 아조 기 안료가 첨가된 게스트-호스트 액정(16)이 장시간 어닐링에 의해 저감된 전압 유지율을 회복할 수 있다는 것이 실험에 의해 확인되었다. 그러므로, 전압 유지율이 저감될 경우, 어닐링 공정을 반복하면 장시간 동작에 저항력이 있는 액정 표시 패널을 얻을 수 있다. 도136에 나타낸 실시예에서, 제2 스트라이프 전극(22b)은 제2 스트라이프 전극(22b)과 제1 스트라이프 전극(22a) 사이에서 거의 팽행인 전계가 형성되는 한, 전하 누설이 크더라도 광 특성이 우수한 아조 기 안료가 첨가된 게스트-호스트 액정을 사용할 수 있다.

도137은 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도이다. 본 실시예는 도129에 나타낸 실시예와 거의 동일한 방법으로 형성되지만, 전압이 인가되지 않을 때, 네마틱 액정 또는 게스트-호스트 액정(16)이 수평 정렬 층(90, 92)에 의해 수평 방향으로 정렬된다는 점에서 다르다. 수평 정렬 층(90, 92)은 예를 들어 JSR 사제 MJ-1054이다.

본 실시예에서 게스트-호스트 액정(16)을 사용할 경우, n형이든 p형이든 상관 없다. n형일 경우, Merck 사제 MJ-95785을 사용하고, p형일 경우, Merck 사제 ZLI-4792를 사용한다.

이 경우, 수평 정렬 층(90, 92)은 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)의 방향에 약 45도의 각을 이룬 방향으로 러빙된다. 그 결과, 액정 분자는 전압이 인가되지 않을 때 러빙과 동일한 방향인 수평 방향으로 정렬된다. 한편, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압이 인가될 때, 액정 분자는 유리 기판(12, 14)에 평행인 평면 내에서 약 45도 회전되므로, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)의 전극 방향에 수평 또는 수직인 위치로 된다. 이 상태는 광의 편광 방향이 약 90도 회전한 제1 실시예의 경우와 유사하다. 이리하여, 전압이 인가되지 않을 때 액정의 정렬 방향에 수평 또는 수직인 위치에서 편광자(26)의 흡수 축 또는 투과 축을 배치함으로써 광을 전환할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 게스트-호스트 액정(16)을 사용할 경우, 수평 정렬 층(90, 92)은 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)의 방향에 평행 또는 수직인 방향으로 러빙한다. 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압이 인가될 경우, 액정 분자는 유리 기판(12, 14)에 평행인 평면에서 약 90도 회전하고, 전극 방향에 거의 평행이거나 거의 수직인 위치로 된다. 이런 방식으로, 전압이 인가되지 않을 때, 액정의 정렬 방향에 평행 또는 수직인 방향으로 편광자(26)의 흡수 축 또는 투과 축을 배치함으로써, 광을 전환할 수 있다.

도138은 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도로, 제2 스트라이프 전극(22b), 제1 스트라이프 전극(22a) 및 유리 기판(14) 상에 반사 층(94)이 형성된 구성을 나타낸다. 반사 층(94)은 예를 들어 마그네슘 산화물의 백색 미세 분말 또는 알루미늄 등의 금속 미세 분말이 분산된 광 경화성 아크릴 수지로 형성된다. 이 경우, 반사 층(94)은 절연재로 형성되므로, 금속 반사 층과는 달리 제1 스트라이프 전극(22a) 등으로부터 절연될 필요가 없어서, 제조 방법을 단순화할 수 있다. 이러한 형상은 도129에 나타낸 실시예 또는 도137에 나타낸 실시예에 적용할 수 있다.

도139는 본 발명의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도로, 제2 스트라이프 전극(22b)과 제1 스트라이프 전극(22a) 사이에 동일 층에 반사 층(94)이 형성된 형상을 나타낸다. 이 경우, 제2 스트라이프 전극(22b)과 제1 스트라이프 전극(22a)이 금속으로 형성되면, 이들 전극도 반사체로서 기능하고, 이들 전극 사이에 형성된 반사 층(94)과 협력하면, 액정 표시 패널의 반사율을 개선할 수 있다. 이러한 형상은 예를 들어 도129에 나타낸 실시예 또는 도137에 적용할 수 있다.

도140은 본 발명의 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 도면으로, 유리 기판(12)의 하면 상에 제2 스트라이프 전극(22b)과 제1 스트라이프 전극(22a)이 형성되고, 유리 기판(14)의 내면 상에 반사 층(94)이 형성된 형상을 나타낸다. 제2 스트라이프 전극(22b)과 제1 스트라이프 전극(22a)은 예를 들어 두께가 1000Å인 ITO 투명 전극이다. 이 경우에도, 제2 스트라이프 전극(22b)과 제1 스트라이프 전극(22a) 사이에 전압을 인가함으로써 수평 전계가 발생하므로, 단순한 구조로 액정 표시 패널의 콘트라스트를 개선할 수 있다. 한편, 이러한 구성은 유리 기판(12)의 하면 상에 제1 스트라이프 전극(22a)이 형성된 도135에 나타낸 실시예에 적용할 수 있다.

도141 및 도142는 각각 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도와 평면도이고, 도141은 도142의 141-141선을 따라 절단한 단면도이다. 이 실시예에서, 유리 기판(12)의 내면 상에는 제1 스트라이프 전극과 제2 스트라이프 전극이 형성되고, 유리 기판(14) 상에는 유리 기판(12)의 제1 스트라이프 전극과 제2 스트라이프 전극에 직각인 위치에서 상기와 유사한 제1 스트라이프 전극과 제2 스트라이프 전극(제3 스트라이프 전극과 제4 스트라이프 전극)이 형성된다. 구체적으로, 제1 스트라이프 전극(122a)과 제2 스트라이프 전극(122b)은 유리 기판(12)의 내면 상에, 도141의 도면에 평행인 방향으로 소정 간격을 두고 교호로 배치된다. 또한, 제1(제3) 스트라이프 전극(22a)과 제2(제4) 스트라이프 전극(22b)은 반사 층(94)과 절연 층(50)을 개재하여 유리 기판(12)의 내면 상에 도141의 도면에 수직인 방향으로 소정 간격으로 교호로 배치된다. 제1 스트라이프 전극(122a)과 제2 스트라이프 전극(122b)은 각각 제1(제3) 스트라이프 전극(22a)과 제2(제4) 스트라이프 전극(22b)에 대해 직각을 이룬다.

본 실시예에 의하면, 전압이 인가되지 않을 때, 수직 정렬 층(20, 24)에 의해 수직 방향으로 정렬된 액정 분자는 서로 직각으로 배치된 2 세트의 스트라이프 전극(22a, 22b, 122a, 122b)에 의해 발생한 전계에 의해 비틀릴 수 있다. 그 결과, 게스트-호스트 액정을 사용할 경우, 게스트-호스트 결정의 흡광이 개선되어 표시 콘트라스트가 개선될 수 있다.

도143은 본 발명에 의한 액정 표시 장치의 변형례를 나타낸 단면도로, 도129의 실시예의 형상과 거의 유사한 형상을 나타내고, 여기서, 유리 기판(12)과 수직 정렬 층(20) 사이에 적색 컬러 필터(82R), 녹색 컬러 필터(82G) 및 청색 컬러 필터(82B)가 삽입되어 있다. 본 실시예에 의하면, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이에 전압을 인가함으로써, 전압이 인가되지 않을 때 수직으로 정렬된 액정 분자를 수평 방향으로 구동할 수 있으므로, 간단한 구조로 고 콘트라스트의 컬러 표시를 얻을 수 있다.

도144 및 도145는 각각 본 발명의 액정 표시 장치의 변형례의 단면도와 평면도이다. 이 형상은 도129에 나타낸 실시예의 형상과 거의 유사하고, 여기서 제2 스트라이프 전극(22b)과 반사 층(94)은 콘택 홀(97)에 의해 접속된다. 반사 층(94)이 알루미늄 등의 도전재로 형성되므로, 반사 층(94)와 제2 스트라이프 전극(22b)은 콘택 홀(97)에 의해 접속된다. 이 경우, 콘택 홀(97)은 콘택 홀(96)과 함께 자외선 등의 선택적 방사(selective radiation)에 의해 형성된다.

반사 층(94)과 제2 스트라이프 전극(22b)이 서로 콘택 홀(97)에 의해 접속될 경우, 제1 스트라이프 전극(22a)과 제2 스트라이프 전극(22b)은 절연 층(50)을 개재하여 큰 보조 커패시턴스를 형성한다. 이러한 보조 커패시턴스로 인해 제1 스트라이프 전극(22a)에 인가된 데이터 전압의 유지율을 개선할 수 있고, 변동(fluctuation)이 적은 화상을 표시할 수 있다. 이 보조 커패시턴스는 도136에 나타낸 실시예에서도 형성되므로, 상술한 바와 같이, 전하 누설이 크지만, 2색성 비가 높은 아조 기 안료를 게스트-호스트 액정(16)에 첨가할 수 있다.

상술한 설명으로부터, 본 발명에 의하면, 픽셀 사이에 있는 액정을 구동할 수 있어서, 액정의 반사율과 콘트라스트 쌍방을 개선할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 제1 스트라이프 전극과 제2 스트라이프 전극은 모두 하나의 기판 상에 형성되므로, 픽셀 영역의 정전 용량이 저감되고, 이것에 의해 투과율 등 광 특성이 우수한 액정재를 사용할 수 있게 된다. 또한, 대향 관계에 있는 평행한 테이블 형상 전극을 사용하지 않으므로, 제조 방법이 단순화되고, 저 코스트의 액정 표시 패널을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 전력 소비가 적고 광 이용률이 높은 반사형 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

특히, 인접한 픽셀 사이의 경계에 공통의 제1 스트라이프 전극을 구비하면, 2개의 인접한 픽셀을 동시에 구동할 경우 인접한 픽셀 영역 사이의 경계를 포함하여 픽셀 영역 전체에 걸쳐 액정의 정렬 방향을 변경할 수 있다. 이리하여, 인접한 픽셀 영역의 경계부의 액정을 항상 구동함으로써, 고 콘트라스트를 얻을 수 있다.

또한, 도전 반사 층과 제2 스트라이프 전극 사이에 절연 층이 형성되므로, 절연 층과 제2 스트라이프 전극은 콘택 홀에 의해 접속된다. 반사 층은 적어도 액정에 더 근접한 제1 스트라이프 전극 부분 상에 형성된다.

도146 및 도147은 도6의 경우와 유사한 액정 표시 장치를 나타낸 도면으로, 액정 분자의 정렬에 대해 더 상세히 설명한다. 도148a 및 도148b는 유전체 층(36)의 표면에 근접한 도146 및 도147의 액정 표시 장치의 일부를 나타낸다.

도146 ~ 도148b에 나타낸 액정 표시 장치에서, 컬러 필터 기판(12)은 유전체 층(36)의 표면의 거의 전체를 덮는 투명 전극(18)을 갖고, TFT 기판(14)은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는다. 제1 스트라이프 전극(22a)은 TFT(34)에 접속되고, 데이터 전압이 공급된다. 제2 스트라이프 전극(22b)은 공통 버스 라인(40)에 접속되고, 공통 전압이 공급된다. 유전체 층(36)의 표면은 거의 평면이고, 기판 표면과 거의 평행을 이룬다. 또한, 액정 층의 유전성 이방성은 정이고, 수직 정렬 층(20, 24)과 편광자(26, 28)가 구비된다. 편광자(26, 28)는 기판(12, 14)의 외부에 부착되므로, 편광자(26, 28)의 투광 축은 서로 수직을 이룬다. 절연 층은 전체적으로 참조 번호 50으로 표시된다.

전압이 인가되지 않을 경우(도146 및 도148a), 액정 분자는 기판(12, 14)에 수직으로 정렬되고, 광은 액정 패널을 관통하지 못한다. 전압이 인가될 경우(도147 및 도148b), 기판(12, 14)에 대해 비스듬하게 정렬되고 제1 스트라이프 전극(22a)과 투명 전극(18) 사이에서 형성된 전계(F₀)에 따라서 액정 분자가 정렬되고, 광은 액정(16)의 이중 굴절 효과에 의해 액정 패널을 관통하게 된다. 즉, 유전체 층(36)의 표면이 평면이라면, 도148a에 나타낸 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 경우, 모든 액정 분자가 유전체 층(36)의 표면에 수직으로 정렬된다. 전압이 인가될 경우, 액정 분자는 비스듬한 전계(F₀)에 따라서 정렬되고, 기판(12, 14)의 표면에 비스듬하게 정렬된다. 액정 분자가 기판(12, 14)의 표면에 비스듬하게 비스듬한 전계(F₀)에 따라서 정렬되고, 정렬 층(20)의 정렬 조절력에 의해 도148a의 상태로부터 도148b의 상태로 변화하는 데 시간이 필요하다. 그러므로, 액정을 구동하는 데 응답이 낮으므로, 구동 전압을 증가시킬 필요가 있다.

도149a ~ 도151은 도146 ~ 도148b를 참조하여 설명한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 도149a ~ 도151에서, 유전체 층(36)의 표면은 만곡된 형상으로 형성된다. 정렬 층(20)도 또한 유전체 층(36)과 동일하게 만곡된 형상으로 형성된다. 유전체 층(36)의 표면의 만곡된 형상은 유전체 층(36)이 평면 형상으로 형성된 표면을 가질 경우, 유전체 층(36)의 표면 상의 일 점에서의 법선 벡터가 그 점을 관통하는 전기력선에 평행한 라인에 더 가깝게 되어 있는 형상이다. 즉, 유전체 층(36)의 표면은 유전체 층(36)의 표면 상의 법선 벡터가 전기력선(F₀)에 평행하게 접근하도록 경사져 있다. 도149a는 전압이 인가되지 않을 경우의 액정 분자의 정렬을 나타낸다. 액정 분자는 전압이 인가되지 않을 경우, 유전체 층(36)의 표면에 비스듬하게, 기판(12, 14)의 표면에 수직하게 정렬된다. 이런 방식으로, 유전체 층(36) 표면 근방의 액정 분자를 미리 비스듬하게 둠으로써, 도149에 나타낸 바와 같이, 전압이 인가될 경우 쉽게 액정 분자를 경사지게 할 수 있다. 그러므로, 액정을 구동하는 전압을 저감할 수 있고, 액정 분자의 응답 속도를 증가시킬 수 있다.

즉, 도149a의 상태로부터 도149b의 상태로 액정 분자가 경사질 때의, 액정 분자의 위치 변화량과 정렬 층(20)의 정렬 조절력의 영향은 도148a의 상태로부터 도148b의상태로 액정 분자가 경사질 때의 경우보다 적다. 그러므로, 액정을 구동하는 전압을 저감할 수 있고, 액정 분자의 응답 속도를 증가시킬 수 있다.

다음에, 도150에서, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 사이의 간극에 대응한 유전체 층(36)(예를 들어 36x)의 표면 부분이 경사지면, 전압이 인가되지 않을 경우 기판 표면에 대하여 액정 분자가 약간 경사지므로, 누광이 발생하고, 콘트라스트가 저감된다고 하는 문제점이 생긴다.

그러므로, 도152에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)에 대응하는 유전체 층(36)의 표면 부분(36a, 36b)만이 만곡되고, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 사이의 간극에 대응하는 유전체 층(36)의 표면 부분(36x)은 기판 표면에 평행하도록 액정 표시 장치를 디자인한다. 이렇게 함으로써, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 사이의 간극에 대응한 유전체 층(36)의 표면 부분(36x)에 위치하고, 표시에 영향을 주는 액정 분자가 전압이 인가되지 않을 경우 수직하게 정렬되며, 따라서 누광이 발생하지 않는다.

또한, 공통 전압을 수신하는 제2 스트라이프 전극(22b)에 대응하는 유전체 층(36)의 표면 부분(36b)은 돌출부로서 돌출되어 있고, 데이터 전압을 수신하는 제1 스트라이프 전극(22a)에 대응하는 유전체 층(36)의 표면 부분(36a)은 오목부로서 오목하게 되어 있다. 그러므로, 제1 스트라이프 전극(22a)에 대향하는 유전체 층(36) 부분(36a)이 가장 얇고, 제2 스트라이프 전극(22b)에 대향하는 유전체 층(36) 부분(36b)이 가장 두껍다. 돌출부(36b)와 오목부(36a)의 양면에 경사면이 형성된다. 바람직하게는 경사부를 포함한 돌출부(36b)의 폭은 제2 스트라이프 전극(22b)의 폭과 같거나 작은 것이 좋고, 경사부를 포함한 오목부(36a)의 폭은 제1 스트라이프 전극(22a)의 폭보다 같거나 작은 것이 좋다. 그러므로, 이 경우, 유전체 층(36)의 표면이 만곡된 영역은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 부분뿐이다.

활성 매트릭스 구동의 경우, 게이트 버스 라인(30) 상에는 선택적 펄스 전압이 인가되고, 펄스 전압이 인가되지 않을 경우 보통 마이너스 수 볼트가 인가된다. 그러므로, 게이트 버스 라인(30)과 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)(제1 및 제2 접속 전극(22c, 22d); 도50) 사이에 큰 전계가 발생한다. 이리하여, 종종 차폐 전극이 필요하게 되거나, 게이트 버스 라인(30)과 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 사이의 간격이 증가하여 개구율이 저감된다고 하는 문제점이 발생한다.

도153은 게이트 버스 라인(30)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이의 전계로 인해 발생하는 액정의 정렬의 교란을 설명하는 도면이다. 도153에서, 액정의 정렬은 영역(RA, RB)에서 교란된다.

도154는 도153에 나타낸 액정의 정렬의 교란이 유전체 층(36)의 표면을 만곡하게 함으로써 방지되는 일 예를 나타낸 도면이다. 유전체 층(36) 상의 정렬 층(20)에 의한 정렬 조절력(alignment regulating force)으로 게이트 버스 라인(30)과 제2 스트라이프 전극(22b) 사이의 전계의 균형을 맞추어, 유전체 층(36) 근방(영역(RC))에 위치한 액정 분자가 기판에 대해 수직으로 정렬되도록 유전체 층(36)의 표면이 배치된다. 이 경우, 게이트 버스 라인(30)에 대응한 유전체 층(36) 부분의 두께가 L₁이고, 제2 스트라이프 전극(22b)에 대등한 유전체 층(36) 부분의 두께가 L₂일 때, 유전체 층(36)의 표면은 L₁> L₂의 관계가 되도록 영역(RC)에서 만곡되어 있다.

제2 스트라이프 전극(22b)에는 거의 일정한 공통 전압이 공급되므로, 게이트 버스 라인(30)과 공통 전압 사이의 전계는 정렬 조절력으로 균형이 잡히는 것이 바람직하다. 제1 스트라이프 전극(22a)에 관하여는, 제1 스트라이프 전극(22a)에 공통 전압과 거의 동일한 전압이 인가된다고 가정할 때, 제1 스트라이프 전극(22a)에는 AC 전압이 공급되고, 그 중간 전압은 공통 전압과 동일하므로, 전계는 정렬 조절력으로 균형이 잡힌다. 그 결과, 게이트 버스 라인(30)과 스트라이프 전극 사이의 거리를 감소시켜서, 차폐 전극의 폭을 저감함으로써, 개구율을 증가시킬 수 있다.

도155는 유전체 층(36)의 표면을 만곡시킴으로써, 유전체 층(36)이 렌즈로서 기능하는 것을 설명하는 도면이다. 도155의 유전체 층(36)은 오목 렌즈와 같이 만곡되어 있다. 그러므로, 유전체 층(36)은 오목 렌즈로서 기능하고, 제2 스트라이프 전극(22b)에 입사한 광은 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 사이의 간극부에 모임으로써, 실제적인 개구율을 증가시킨다.

도152의 예에 의한 15형 XGA 액정 표시 장치는 하기 방법으로 제조한다. 유전체 층(36)은 하나의 기판(12) 상에 형성되고, 제1 스트라이프 전극(22a)에 대응하는 유전체 층(36) 부분(36a)은 포토리쏘그래피 공정에 의해 오목 형상으로 되어 경화되고, 유전체 층(36) 상에는 수지 층이 더 가해지고, 제2 스트라이프 전극(22b)에 대응하는 유전체 층(36) 부분(36b)은 포토리쏘그래피 공정에 의해 돌출 형상으로 되어 경화된다. 여기서 사용된 수지는 MN700(JSR)이다. 돌출부(36b)와 오목부(36a)의 모서리는 가열에 의해 경사져 있다. 그 후, 수직 정렬 층(20)(JSR 사제 JALS204)가 가해진다. 다른 기판(14)이 형성된 후, 2개의 기판이 결합되고, 액정(Merc Japan 사제 ZLI4535)이 삽입된다. 또한, 비교예로서 유전체 층(36)의 표면이 평면인 액정 표시 장치가 동일한 방법으로 제조된다. 본 실시예에 의한 액정 표시 장치와 비교예를 비교하면, 콘트라스트가 저감되지 않았고, 동일 구동 전압으로 흰색 휘도가 15%만큼 증가되었고, 응답 속도가 10%만큼 개선되었다.

도156 ~ 도158은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다.

도156은 도150의 경우와 유사한 활성 매트릭스를 나타낸다. 이 활성 매트릭스를 갖는 액정 표시 장치는 도73에 나타낸 바와 마찬가지로, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)과, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 덮는 절연 층(50a, 50b)을 갖는다.

도157은 도156의 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 덮는 절연 층(50a, 50b)과, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)을 갖는 기판(14)을 나타낸다.

절연 층(50a, 50b)은 제2 스트라이프 전극(22b) 위의 개구(50h)를 갖고, 개구(50h)의 측벽은 테이퍼 형상을 이루고 있다. 즉, 개구(50h)는 TFT 기판(14) 쪽으로부터 컬러 필터 기판(12) 쪽으로 퍼지도록 형성된다. 개구(50h)의 모서리도 도156에 나타냈다. 또한, 컬러 필터 기판(12)은 도1에 나타낸 고체 투명 전극(18)을 갖는다.

도157에서는, 상술한 바와 같이, 전압이 인가될 때, 제1 스트라이프 전극(22a)으로부터 투명 전극(18)으로 비스듬한 전계(F₀)가 형성되고, 액정 분자가 비스듬한 전계(F₀)에 평행하게 정렬된다. 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 사이에 형성된 수평 전계는 비스듬한 전계(F₀)로 유발된 액정의 정렬에 조력하는 기능을 한다. 제2 스트라이프 전극(22b) 근방에 형성된 전계는 의도된 비스듬한 전계(F₀)와 반드시 일치하지는 않아서, 액정 분자가 비스듬한 전계(F₀)에 따라서 정렬되지 않고 이와 다르게 정렬되기 쉽다. 그러나, 개구(50h)의 테이퍼형 벽(50i)에 인접하여 위치한 액정 분자는 테이퍼형 벽(50i)에 수직하게 정렬되어, 그 결과 이 액정 분자의 정렬은 비스듬한 전계(F₀)에 따라서 정렬된 액정 분자의 정렬과 일치하게 된다. 그러므로, 액정의 정렬이 개선된다.

도158은 절연 층(50a, 50b)의 개구(50h)의 변형례를 나타낸다. 개구(50h)는 제2 스트라이프 전극(22b) 위의 절연 층(50a, 50b)에 형성되고, 개구(50j)는 제1 스트라이프 전극(22a) 위의 절연 층(50a, 50b)에 형성된다. 개구(50h, 50j)의 단부는 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)보다 좁으므로, 개구(50h, 50j)의 단부는 각각 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b)에 의해 가려진다. 도157을 참조하여 설명한 바와 같이, 전압이 인가되지 않을 때, 개구(50h)의 테이퍼형 벽(50i)에 인접하여 위치한 액정 분자에서는, 액정의 정렬이 교란되고, 누광이 발생할 수 있다. 도158에 나타낸 바와 같이, 각각 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 위에 개구(50h, 50j)를 배치함으로써, 액정의 정렬이 교란된 부분이 스트라이프 전극(22a, 22b)에 의해 차단될 수 있어서, 콘트라스트를 개선할 수 있다.

도159 ~ 도163은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 컬러 필터 기판(12)은 투명 전극(18)과 정렬 층(20) 사이에 유전체 층(36)을 갖는다.

도159에서, 기판(12) 표면 상에는 투명 전극(18)이 형성되고, 투명 전극(18) 상에는 컬러 필터 층(R, G 및 B 성분 함유)이 형성되고, 컬러 필터 층(38) 상에는 투명 수지 층(36x)이 형성되고, 투명 수지 층(36x) 상에는 정렬 층(20)이 형성된다. 유전체 층(36)은 컬러 필터 층(38)과 투명 수지 층(36x)을 포함한다.

도160에서, 기판(12) 표면 상에는 컬러 필터 층(38)이 형성되고, 컬러 필터 층(38)(R, G 및 B 성분 함유) 상에는 투명 전극(18)이 형성되고, 투명 전극(18) 상에는 투명 수지 층(36x)이 형성되고, 투명 수지 층(36x) 상에는 정렬 층(20)이 형성된다. 유전체 층(36)은 투명 수지 층(36x)을 포함한다.

도161에서, 기판(12) 표면 상에는 투명 전극(18)이 형성되고, 투명 전극(18) 상에는 컬러 필터 층(38)이 형성되고, 컬러 필터 층(38) 상에는 정렬 층(20)이 형성된다. 유전체 층(36)은 컬러 필터 층(38)을 포함한다. 또한, 기판(12) 상에는 대략 흑색 매트릭스가 형성된다.

유전체 층(36)의 제조에 있어서, 유전체 층(36)의 두께(d)와 비유전율 상수(ε)의 비(d/ε)가 적절하지 않으면, 표시에 필요한 충분한 휘도가 얻어지지 않는다. 또한, 유전체 층(36)이 투명 수지 층(36x)을 포함하는 도160의 배치의 경우, 액정 패널이 제조된 후, 화상을 형성하기 위하여 액정 패널을 사용할 경우, 화면의 화상 스티킹이 발생할 수 있다.

유전체 층(36)이 컬러 필터 층(38)을 포함하는 도161의 배치의 경우, 화면의 화상 스티킹이 발생하지 않을 수 있지만, 액정 층(16)과 컬러 필터 층(38) 사이에는 얇은 정렬 층(20)만이 존재하므로, 컬러 필터 층(38)에 의해 야기된 액정 층(16)의 오염으로 인해 전압 유지 성능이 저감될 수 있는 문제점이 있다.

컬러 필터 층(38)의 비유전율 상수(ε)는 투명 수지의 비유전율 상수보다 높다. 예를 들어 투명 수지의 비유전율 상수(ε)는 대략 3 ~ 3.3이지만, 컬러 필터 층(38)의 비유전율 상수(ε)는 3.5 ~ 4이다. 투명 전극(18)은 유전체 층(36)의 아래에 배치되므로, 투명 전극(18)으로부터 액정에 인가된 전압은 유전체 층(36)에 의해 영향을 받는다. 유전체 층(36)의 비유전율 상수(ε)가 변화할 경우, 이에 대응하여 유전체 층(36)의 두께를 변화시켜서, 액정 층에 인가되는 전압을 일정하게 유지할 필요가 있다. 예를 들어 비유전율 상수의 값이 크면, 이에 대응하여 유전체 층(36)의 두께를 증가시킬 필요가 있다. 특히, 유전체 층(1)의 두께가 d1이고 비유전율 상수가 ε1이며, 유전체 층(2)의 두께가 d2이고 비유전율 상수가 ε2일 경우, 액정 층에 인가되는 전압을 일정하게 유지하기 위해서는, (d1/ε1) = (d2/ε2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

실제로 많은 수지를 사용하여 조사한 결과, 표시 휘도는 비유전율 상수와 유전체 층의 두께와 관련이 있다는 것을 발견하였다.

도162는 ε(단위는 f이다)이 비유전율 상수이고, d(단위는 ㎛이다)가 유전체 층(36)의 두께라 할 때, 10V의 전압이 인가될 경우의 비유전율 상수에 대한 두께의 비(d/ε, 단위는 ㎛/f이다)와 투과율의 관계를 나타낸다.비(㎛/f)는 X축에 나타내고, 투과율은 Y축으로 나타낸다.

휘도(투과율)는 d/ε의 값이 대략 0.7 ㎛/f 일 때 피크를 갖는다. d/ε의 값이 0.7 ㎛/f를 초과할 경우, 휘도가 약간 저감된다. d/ε의 값이 0.7 ㎛/f 미만일 경우, 휘도는 d/ε의 값의 저감에 따라 저감된다. 도162의 결과로부터, d/ε는 0.5 ㎛/f 이상인 것이 좋다. d/ε가 0.7 ㎛/f를 초과할 경우, 유전체 층(36) 자체의 투과율과 휘도가 저감된다. 그러므로, d/ε가 너무 크지 않는 것이 중요하게 되며, 바람직하게는 d/ε가 0.9 ㎛/f 미만인 것이 좋다.

유전체 층(36)의 연소는 저항율과 관련된다. 유전체 층(36)의 저항률이 작을수록, 화면의 화상 스티킹의 정도가 작어지는 경향이 있다. 유전체 층(36)의 두께가 증가하면, 저항이 커지고, 화면의 화상 스티킹의 정도가 커진다.

투명 수지 층(36x)을 포함한 유전체 층(36)의 구성에서는, 유전체 층(36)이 휘도 요구를 충족시키는 일정한 두께를 가질 것이 요구되고, 그 결과 저항이 커지고, 화면의 화상 스티킹이 쉽게 발생한다. 이와는 반대로, 컬러 필터(38)를 포함하는 유전체 층(36)의 형상에서, 컬러 필터(38)가 종래의 전형적인 두께를 가질 경우, 충분한 휘도를 얻을 수 있다고 말할 수 없다. 그러나, 저항이 그리 크지 않아서, 화면의 화상 스티킹이 발생하지 않는다.

그러므로, 도159에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터(38)와 투명 수지 층(36x)을 포함한 유전체 층(36)의 형상에서는, 상기 문제점을 동시에 해결할 수 있다. 이 경우, 투명 수지 층(36x)은 컬러 필터(38)보다 더 얇은 것이 좋다. 이 경우의 유전체 층(36)의 두께는 단일 층의 컬러 필터(38)를 포함하는 유전체 층(36)의 두께보다 두꺼워서, 충분한 휘도를 보장할 수 있는 두께가 된다. 또한, 이 경우의 유전체 층(36)의 저항은 단일 층의 투명 수지 층(36x)을 포함하는 유전체 층(36)의 저항보다 작아서, 화면의 화상 스티킹이 발생하지 않는다. 또한, 컬러 필터(38)의 외부에 컬러 필터(38)보다 밀도가 높은 투명 수지 층(36x)이 배치되므로, 액정 표시 장치(16)가 컬러 필터 층(38)에 의해 오염되지 않아서, 저압 유지 성능이 감소되는 문제가 해결된다.

컬러 필터(38)와 투명 수지 층(36x)을 포함한 유전체 층(36)의 구성에서는, 단일 층의 유전체 층(36)과 유사하게, 0.5 < (d1/ε1)+(d2/ε2)의 관계가 만족되는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.5 < (d1/ε1)+(d2/ε2) < 0.9의 관계가 만족되는 것이 좋다.

도163은 컬러 필터(38)의 두께가 2㎛일 경우, 유전체 층(36)의 투명 수지 층(36x)의 두께와 화면의 화상 스티킹 사이의 관계를 나타낸 도면이다. 화면의 화상 스티킹은 전압이 인가되기 전의 휘도와 3V의 전압이 인가된 후의 휘도 사이의 차의 제곱의 합(S_T)으로 표현된다. 여기서, 투명 수지 층(36x)의 두께가 커짐에 따라, 화면의 화상 스티킹의 정도가 커짐을 알 수 있다. 이것은, 유전체 층(36) 내의 투명 수지 층(36x)의 비가 커지고, 투명 수지 층(36x) 아래에 위치한 저 저항의 컬러 필터(38)의 효과가 낮아져서, 전하가 쉽게 축적될 수 있기 때문이라고 생각된다. 즉, 유전체 층(36)으로 사용되는 컬러 필터(38)와 투명 수지 층(36x) 내의 저 저항의 컬러 필터(38)의 비가 그다지 크지 않다면, 화면의 화상 스티킹을 방지하는 효과가 그다지 크지 않다. 컬러 필터(38) 상에 형성된 투명 수지 층(36x)의 두께는 가능한 한 얇은 것이 좋다.

다음의 표3은 도159 ~ 도161의 실시예의 화면의 화상 스티킹과 전압 유지율(VHR)을 나타낸다.

컬러 필터 기판의 제조에 있어서, 유리 기판(12) 상에는 Cr의 얇은 층을 형성함으로써, 흑색 매트릭스(도시하지 않음)를 형성한다. 종래의 컬러 필터 기판 상에는 컬러 필터 층이 형성되지만, 본 발명의 이 공정에서는, 스퍼터링에 의해 ITO 등의 투명 전극(18)이 형성된다. 컬러 필터 층(38)의 RGB 성분은 각각 포토리쏘그래피 공정에 의해 투명 전극(18) 상에 형성된다. 컬러 필터 층(38)의 비유전율 상수는 대략 4이다. 그 후, 컬러 필터 층(38) 상에는 투명 수지 층(36x)이 형성된다. 이 경우, 투명 수지 층(36x)은 패터팅될 수 있는 수지로 되는 것이 좋은 데, 이는 컬러 필터 기판 내의 투명 전극(18)에 TFT 기판 내의 이송 전극을 접속하기 위하여 투명 수지 층(36x) 내에 관통 홀을 구비하기 때문이다. 여기서, RGB 성분을 갖는 컬러 필터 층(38) 상에 비유전율 상수(ε)가 3.3이고, 두께가 대략 0.2㎛인 정의 리지스트형 투명 수지를 형성한다. 투명 수지 층을 가한 후에, 관통 홀이 형성될 위치에 자외선을 조사하고, 현상액(예를 들어 TMAH 용액)을 사용하여 현상을 행한다.

투명 수지로는 보통 광 표백 공정에 의해 표백되는 투명 수지(예를 들어 Shibray S1808 등)를 사용하여도 좋다. 그 후, 투명 수지 층에 수직 정렬 층을 가한다.

게이트 버스 라인, 데이터 버스 라인, TFT, 제1 및 제2 스트라이프 전극(22a, 22b) 및 수직 정렬 층을 포함한 활성 매트릭스는 TFT 기판 내에 형성된다.

이렇게 제조된 액정 패널에서, 투명 수지 층(36x)과 컬러 필터 층(38) 전체의 d/ε 값은 도162에서의 피크에서의 값에 근접한 대략 0.6이고, 따라서 휘도가 증가된다. 또한, 이 상황에서는, 화면의 화상 스티킹이 발생하지 않고, 높은 전압 유지 성능이 확보된다.

도164는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 컬러 필터 기판(12)은 투명 전극(18)과 정렬 층(20) 사이에 유전체 층(36y)을 갖는다. 유전체 층(36y)은 광학적 이방성을 갖는다. 즉, 도25에서, 위상 막(42)은 유전체 층(36)(도 25에는 도시하지 않음)과 분리되어 배치되어 있지만, 도159에서, 유전체 층(36y)은 유전체 층(36)의 기능과 위상 막(42)의 기능을 조합하여 갖는다. 그러므로, 위상 막(42)에 관련된 위 설명을 유전체 층(36y)에도 적용할 수 있다. 식(1) ~ 식(5)과 도28 ~ 도31을 유전체 층(36y)에도 적용할 수 있다. 그러므로, 반복된 설명은 생략한다.

유전체 층(36y)은 광 중합 기(photopolymerization group)를 갖는 중합체 액정 또는 디스코틱 액정으로 형성될 수 있다. 도165는 유전체 층(36y)으로 사용할 수 있는 디스코틱 액정의 예를 나타낸다. 예를 들어 유전체 층(36y)의 형성시에, 유리 기판(12) 상에 투명 전극(18)이 형성되고, 투명 전극(18) 상에 유전체 층(36y)을 정렬시키는 정렬 층(예를 들어 JSR 사제 AL3045)이 형성된다. 정렬 층 상에 용매와 혼합된 디스코틱 액정을 가하고, 뜨거운 판 상에서 휘발성 성분을 기화시킨 후, 자외선을 조사하여 경화함으로써, 유전체 층(36)을 형성한다. 유전체 층(36)은 가열에 의해 경화시킬 수 있다. 그 후, 유전체 층(36) 상에 수직 정렬 층(20)을 형성한다.

본 발명에 의하면, 시각 특성이 우수한 액정 표시 장치를 쉽게 제조할 수 있다.

또한, 구동 전압을 저감할 수 있고, 액정의 반응 속도를 개선할 수 있다.

Claims (25)

1. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된, 픽셀 마다의 복수의 스트라이프 전극과,

   상기 기판 중 다른 하나의 거의 전체 표면을 덮도록 상기 다른 기판에 형성된 투명 전극을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과,

   절연 층을 포함하며,

   상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

   상기 절연 층은 상기 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극 중 적어도 하나를 덮고, 상기 정렬 층 아래에 배치된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층을 포함하며,

   상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

   일 영역에 위치한 상기 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극의 각각은 일 방향으로 정렬된 형상을 갖고, 다른 영역에 위치한 상기 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극의 각각은 상기 일 영역에 위치한 상기 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극과 동일 형상을 갖지만, 상기 일 방향과 반대 방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
4. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과,

   복수의 픽셀을 포함하며,

   상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

   상기 각 픽셀은 주변부와, 상기 제1 군의 스트라이프 전극을 함께 접속하기 위하여 상기 픽셀의 주변부에 배치된 제1 접속 전극과, 상기 제2 군의 스트라이프 전극을 함께 접속하기 위하여 상기 픽셀의 주변부에 배치된 제2 접속 전극을 가지며, 상기 제1 접속 전극의 적어도 일부는 절연 층을 개재하여 제2 접속 전극과 겹치는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
5. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과,

   상기 기판 중 하나에 배치된 게이트 버스 라인, 데이터 버스 라인 및 TFT와,

   복수의 픽셀과,

   구동 보정 전극부를 포함하며,

   상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

   상기 각 픽셀은 주변부와, 상기 제1 군의 스트라이프 전극을 함께 접속하기 위하여 상기 픽셀의 주변부에 배치된 제1 접속 전극과, 상기 제2 군의 스트라이프 전극을 함께 접속하기 위하여 상기 픽셀의 주변부에 배치된 제2 접속 전극을 가지며, 상기 제1 접속 전극의 적어도 일부는 절연 층을 개재하여 제2 접속 전극과 겹치고,

   상기 구동 보정 전극부는 직각 또는 예각으로 상기 제1 또는 제2 군의 스트라이프 전극 중 하나와 교차하고, 상기 하나의 스트라이프 전극을 포함한 군과는 다른 군의 스트라이프 전극 중 하나에 접속되고, 상기 다른 군의 스트라이프 전극 중 상기 하나의 스트라이프 전극에 대한 상기 제1 또는 제2 접속 전극과 같은 층에 배치된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
6. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과,

   절연 층을 포함하며,

   상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

   상기 절연 층은 상기 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 덮도록 상기 하나의 기판의 정렬 층 아래에 형성되고, 상기 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극 중 적어도 하나 근방에서 부분적으로 제거된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
7. 한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극을 포함하며,

   상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

   상기 투명 전극은 고 저항 영역과 저 저항 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
8. 액정 표시 장치에 있어서,

   한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극과,

   봉합된 액정 주입 홀과,

   상기 투명 전극과 상기 액정 층 사이에 삽입된 유전체 층을 포함하며,

   상기 액정 주입 홀로부터 멀리 떨어진 상기 액정 표시 장치의 측 근방의 상기 유전체 층의 일 영역이 부분적으로 제거된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
9. 액정 표시 장치에 있어서,

   한 쌍의 기판과,

   상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

   상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

   상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극과,

   봉합된 액정 주입 홀과,

   상기 스트라이프 전극을 덮도록 상기 하나의 기판의 상기 정렬 층 아래에 형성된 절연 층을 포함하며,

   상기 액정 주입 홀로부터 멀리 떨어진 상기 액정 표시 장치의 측 근방의 상기 절연 층의 일 영역이 부분적으로 제거된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
10. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극, TFT 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과,

    복수의 픽셀을 포함하며,

    상기 스트라이프 전극은 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

    상기 각 픽셀은 주변부와, 상기 제1 군의 스트라이프 전극을 함께 접속하기 위하여 상기 픽셀의 주변부에 배치된 제1 접속 전극과, 상기 제2 군의 스트라이프 전극을 함께 접속하기 위하여 상기 픽셀의 주변부에 배치된 제2 접속 전극을 가지며, 상기 제1 접속 전극은 상기 TFT에 접속되고, 상기 제2 접속 전극은 복수의 공통 버스 라인에 의해서 인접한 픽셀의 제2 접속 전극에 접속된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
11. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층을 포함하며,

    상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

    상기 하나의 기판에는 게이트 버스 라인, 상기 게이트 버스 라인과 교차하는 데이터 버스 라인 및 TFT가 더 구비되고,

    상기 TFT의 게이트 전극은 n번째의 게이트 버스 라인에 전기적으로 접속되고, 상기 TFT의 드레인 전극은 m번째의 데이터 버스 라인에 전기적으로 접속되고, 상기 TFT의 소스 전극은 상기 제1 군의 스트라이프 전극 중 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극 중 하나는 (n+1)번째의 게이트 버스 라인에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
12. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층을 포함하며,

    상기 스트라이프 전극은 서로 평행한 제1 및 제2 군의 스트라이프 전극을 포함하고, 상기 제1 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압이 공급되고, 상기 제2 군의 스트라이프 전극에는 제1 전압과 다른 제2 전압이 공급되고,

    상기 하나의 기판에는 게이트 버스 라인, 상기 게이트 버스 라인과 교차하는 데이터 버스 라인, 제1 TFT 및 제2 TFT가 더 구비되고,

    상기 제1 TFT의 게이트 전극은 n번째의 게이트 버스 라인에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 TFT의 드레인 전극은 m번째의 데이터 버스 라인에 전기적으로 접속되고, 상기 제1 TFT의 소스 전극은 상기 제1 군의 스트라이프 전극 중 하나에 전기적으로 접속되고,

    상기 제2 TFT의 게이트 전극은 n번째의 게이트 버스 라인에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 TFT의 드레인 전극은 (n+1)번째의 게이트 버스 라인에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 TFT의 소스 전극은 상기 제2 군의 스트라이프 전극 중 하나에 전기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
13. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과,

    복수의 픽셀을 포함하며,

    상기 하나의 기판에는 게이트 버스 라인, 상기 게이트 버스 라인과 교차하는 데이터 버스 라인, 및 TFT가 더 구비되고,

    상기 다른 하나의 기판에는 픽셀 영역 상호간의 차폐를 위한 흑색 매트릭스와, 각 픽셀 영역에 대한 투과 광의 색을 결정하는 컬러 필터 성분을 갖는 컬러 필터가 구비되고,

    상기 컬러 필터 성분은 일 픽셀 영역으로부터 상기 흑색 매트릭스 너머의 인접한 픽셀 영역으로 뻗어 있고, 상기 흑색 매트릭스는 적어도 2개의 컬러 필터 성분에 의해 덮이고, 상기 2개의 컬러 필터 성분의 겹치는 부분의 폭은 상기 흑색 매트릭스의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
14. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층을 포함하며,

    상기 하나의 기판의 상기 정렬 층은 상기 전극을 덮도록 형성되고,

    상기 다른 하나의 기판의 상기 정렬 층은 상기 하나의 기판의 상기 정렬 층과는 다른 전기적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
15. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 삽입된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된, 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 전극을 덮는 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층을 포함하며,

    상기 제1 및 제2 전극에는 상기 제1 및 제2 전극 사이에서 전계가 형성되도록 상호간에 다른 전압이 공급되고,

    상기 액정에는 키랄제가 첨가된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
16. 광학상 투명한 제1 기판과,

    상기 제1 기판에 대향 관계로 배치된 제2 기판과,

    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 삽입된 액정을 포함하며,

    상기 제1 기판은 정렬 층을 가지고,

    상기 제2 기판은 반사 층, 서로 평행한 제1 및 제2 스트라이프 전극 및 정렬 층을 가지고,

    상기 제1 스트라이프 전극은 픽셀의 거의 중심에 위치하고, 상기 제2 스트라이프 전극은 인접한 2개의 픽셀 사이의 경계에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스트라이프 전극은 그들 사이에서 전계를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
17. 광학상 투명한 제1 기판과,

    상기 제1 기판에 대향 관계로 배치된 제2 기판과,

    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 삽입된 액정을 포함하며,

    상기 제1 기판은 제1 스트라이프 전극과 정렬 층을 가지고,

    상기 제2 기판은 반사 층, 상기 제1 스트라이프 전극에 평행한 제2 스트라이프 전극 및 정렬 층을 가지고,

    상기 제1 스트라이프 전극은 픽셀의 거의 중심에 위치하고, 상기 제2 스트라이프 전극은 인접한 2개의 픽셀 사이의 경계에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스트라이프 전극은 그들 사이에서 전계를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
18. 광학상 투명한 제1 기판과,

    상기 제1 기판에 대향 관계로 배치된 제2 기판과,

    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 삽입된 액정을 포함하며,

    상기 제1 기판은 서로 평행한 제1 및 제2 스트라이프 전극과, 정렬 층을 가지고,

    상기 제2 기판은 반사 층과 정렬 층을 가지고,

    상기 제1 스트라이프 전극은 픽셀의 거의 중심에 위치하고, 상기 제2 스트라이프 전극은 인접한 2개의 픽셀 사이의 경계에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스트라이프 전극은 그들 사이에서 전계를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
19. 광학상 투명한 제1 기판과,

    상기 제1 기판에 대향 관계로 배치된 제2 기판과,

    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 삽입된 액정을 포함하며,

    상기 제1 기판은 서로 평행한 제1 및 제2 스트라이프 전극과 정렬 층을 가지고,

    상기 제2 기판은 반사 층, 상기 제1 및 제2 스트라이프 전극과 교차하는 방향으로 뻗은 서로 평행한 제3 및 제4 스트라이프 전극 및 정렬 층을 가지고,

    상기 제1 스트라이프 전극은 픽셀의 거의 중심에 위치하고, 상기 제2 스트라이프 전극은 인접한 2개의 픽셀 사이의 경계에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스트라이프 전극은 그들 사이에서 전계를 발생시키도록 되고,

    상기 제3 스트라이프 전극은 픽셀의 거의 중심에 위치하고, 상기 제4 스트라이프 전극은 인접한 2개의 픽셀 사이의 경계에 배치되고, 상기 제3 및 제4 스트라이프 전극은 상기 제1 및 제2 스트라이프 전극 사이에서 전계를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
20. 광학상 투명한 제1 기판과,

    상기 제1 기판에 대향 관계로 배치된 제2 기판과,

    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 삽입된 게스트-호스트 액정을 포함하며,

    상기 제1 기판은 정렬 층을 가지고,

    상기 제2 기판은 반사 층, 1/4 파장 판으로 기능하는 절연 층, 서로 평행한 제1 및 제2 스트라이프 전극 및 정렬 층을 가지고,

    상기 제1 스트라이프 전극은 픽셀의 거의 중심에 위치하고, 상기 제2 스트라이프 전극은 인접한 2개의 픽셀 사이의 경계에 배치되고, 상기 제1 및 제2 스트라이프 전극은 그들 사이에서 전계를 발생시키도록 된 것을 특징으로 하는 액정 표시 패널.
21. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된, 픽셀 마다의 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극과,

    상기 다른 하나의 기판의 상기 투명 전극과 상기 액정 층 사이에 배치된 유전체 층을 포함하며,

    상기 유전체 층의 표면은 상기 유전체 층의 표면 상의 일 점에서의 법선 벡터가 상기 유전체 층의 표면이 평면 형상으로 형성될 경우보다, 그 점을 관통하는 전기력선에 평행한 라인에 더 가깝게 되도록, 만곡된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
22. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된, 픽셀 마다의 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극과,

    상기 스트라이프 전극을 덮도록 상기 하나의 기판에 배치된 절연 층을 포함하며,

    상기 절연 층은 상기 스트라이프 전극 위에 테이퍼 형상 측벽을 갖는 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
23. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된, 픽셀 마다의 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극과,

    상기 다른 하나의 기판의 상기 투명 전극과 상기 액정 층 사이에 배치된 유전체 층을 포함하며,

    d가 유전체 층의 두께이고, ε이 비유전율 상수라 할 때, 상기 유전체 층이 0.5 < d/ε의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
24. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된, 픽셀 마다의 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극과,

    상기 다른 하나의 기판의 상기 투명 전극과 상기 액정 층 사이에 배치된 유전체 층을 포함하며,

    상기 유전체 층은 컬러 필터 층과 투명 수지 층을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
25. 한 쌍의 기판과,

    상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정과,

    상기 기판 중 하나에 형성된, 픽셀 마다의 복수의 스트라이프 전극 및 정렬 층과,

    상기 기판 중 다른 하나에 형성된 정렬 층과 상기 다른 하나의 기판의 거의 전체 표면을 덮는 투명 전극과,

    상기 다른 하나의 기판의 상기 투명 전극과 상기 액정 층 사이에 배치된 유전체 층을 포함하며,

    상기 유전체 층은 광학적 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.