KR20040006662A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정배향의 안정성, 좌우 시야각 개선 및 고개구율을 달성할 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device capable of achieving stability of liquid crystal alignment, improvement of left and right viewing angles, and high aperture ratio.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점차 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.As the information society develops, the demand for display devices is gradually increasing in various forms, and in recent years, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), electro luminescent displays (ELDs), and VFDs (Vacuum) Various flat panel display devices such as fluorescent display have been studied, and some are already used as display devices in various devices.
그 중에 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.Among them, LCD is the most used as a substitute for CRT (Cathode Ray Tube) for mobile image display device because of the excellent image quality, light weight, thinness, and low power consumption. In addition to mobile type such as notebook computer monitor, BACKGROUND ART Various developments have been made in televisions and computer monitors for receiving and displaying broadcast signals.
이와 같은 액정표시소자가 여러 분야에서 화면 표시 장치로서의 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시 장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 점이 많이 있다. 따라서, 액정표시소자가 일반적인 화면 표시 장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저 소비 전력의 특징을 유지하면서도 고정세, 고휘도, 대면적등 고품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.Although various technical advances have been made in order for such a liquid crystal display device to serve as a screen display device in various fields, the task of improving the quality of an image as a screen display device is often arranged with the above characteristics and advantages. Therefore, in order to use a liquid crystal display as a general screen display device in various parts, it is a matter of how high quality images such as high definition, high brightness, and large area can be realized while maintaining the characteristics of light weight, thinness, and low power consumption. Can be.
이와 같은 액정표시소자는 화상을 표시하는 액정패널과 상기 액정패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있다.Such a liquid crystal display device may be classified into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel.
상기에서 액정표시소자는 소정간격을 두고 서로 대향되어 있는 하부기판과 상부기판 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되어 있으며, 상기 양 기판 사이에 형성되는 전기장에 의해 액정층을 구동하고, 그 구동되는 액정층을 통해서 광투과도를 조절하여 화상을 표시한다.The liquid crystal display device is composed of a liquid crystal layer formed between the lower substrate and the upper substrate and the two substrates opposed to each other at a predetermined interval, and drives the liquid crystal layer by an electric field formed between the two substrates, The image is displayed by adjusting the light transmittance through the driven liquid crystal layer.
이와 같은 액정표시소자로서 근래에 주로 사용되고 있는 액정표시소자는 트위스트네마틱(Twisted Nematic : TN) 액정표시소자로서, 상기 TN 액정표시소자는 시야각에 따라서 각 계조표시(gray level)에서의 광투과도가 달라지는 특성이 있다. 특히 좌우 방향에서는 광투과도가 대칭적으로 분포하지만 상하 방향에서는 비대칭적으로 분포하여 계조반전(gray inversion)이 발생하게 된다.The liquid crystal display device which is mainly used as such a liquid crystal display device in recent years is a twisted nematic (TN) liquid crystal display device, and the TN liquid crystal display device has a light transmittance at gray level according to the viewing angle. There are different characteristics. In particular, the light transmittance is symmetrically distributed in the left and right directions, but asymmetrically is distributed in the up and down directions, thereby causing gray inversion.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 하나의 화소영역 내에서 액정구동을 다르게 하여 도메인을 분할함으로써 시야각에 따라 광투과도가 달라지는 것을 보상하는 방법이 제한되었다.In order to solve this problem, a method of compensating for the change in light transmittance according to the viewing angle has been limited by dividing the domain by different liquid crystal driving in one pixel area.
이하, 첨부된 도면을 참조로 시야각을 보상하기 위해 제안된 종래의 액정표시소자에 대해서 설명한다.Hereinafter, a conventional liquid crystal display device proposed to compensate for a viewing angle will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 종래의 액정표시소자의 단위화소의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A'라인의 단면도로서, 종래의 액정표시소자는 하부기판(1) 및 상부기판(10); 상기 하부기판(1) 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(2)과 데이터라인(4); 게이트라인(2)의 양측으로 돌출된 게이트전극(2a); 상기 게이트라인(2)을 포함한 하부기판(1) 상에 형성된 게이트절연막(미도시); 상기 게이트전극(2a) 상부의 상기 게이트절연막 상에 형성된 액티브영역(3); 상기 액티브영역과 동일층의 상기 화소영역 내에 형성된 화소전극(7); 상기 데이터라인(4)의 일측에서 액티브영역(3)의 일측과 오버랩되도록 돌출 형성된 소오스전극(4a); 소오스전극(4a)과 일정간격 격리되어 액티브영역(3)의 타측 및 화소전극(7)의 일영역상에 오버랩된 드레인전극(4b); 상기 화소전극(7)을 포함한 전면에 형성된 층간 보호막(6); 상기 화소전극(7)의 둘레와 오버랩 되도록 상기 층간 보호막(6)상에 형성된 공통보조전극(5); 상기 공통보조전극(5)을 포함한 하부기판(1)상에 형성된 제1배향막(8); 상기 상부기판(10) 위에 형성된 차광층(미도시); 상기 차광층상 및 상기 화소영역에 대응되는 부분에 형성된 칼라필터층(미도시); 상기 칼라필터층 위에 형성되며 그 내부에 'X'자 모양의 전계유도창(14)이 형성된 공통전극(13); 상기 공통전극(13)을 포함한 상부기판(10)상에 형성된 제2배향막(15) 및 상기 상, 하부기판(10, 1) 사이에 형성된 액정층(16)을 포함하여 구성된다.FIG. 1A is a plan view of a unit pixel of a conventional liquid crystal display device, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1A, and the conventional liquid crystal display device includes a lower substrate 1 and an upper substrate 10; A gate line (2) and a data line (4) formed vertically and horizontally on the lower substrate (1) to define a pixel area; Gate electrodes 2a protruding from both sides of the gate line 2; A gate insulating film (not shown) formed on the lower substrate 1 including the gate line 2; An active region 3 formed on the gate insulating layer on the gate electrode 2a; A pixel electrode 7 formed in the pixel region of the same layer as the active region; A source electrode 4a protruding from one side of the data line 4 to overlap with one side of the active region 3; A drain electrode 4b isolated from the source electrode 4a at a predetermined interval and overlapping the other side of the active region 3 and one region of the pixel electrode 7; An interlayer protective film 6 formed on the entire surface including the pixel electrode 7; A common auxiliary electrode 5 formed on the interlayer passivation layer 6 so as to overlap the periphery of the pixel electrode 7; A first alignment layer 8 formed on the lower substrate 1 including the common auxiliary electrode 5; A light blocking layer (not shown) formed on the upper substrate 10; A color filter layer (not shown) formed on the light blocking layer and corresponding to the pixel region; A common electrode 13 formed on the color filter layer and having an 'X' shaped field induction window 14 formed therein; And a second alignment layer 15 formed on the upper substrate 10 including the common electrode 13 and a liquid crystal layer 16 formed between the upper and lower substrates 10 and 1.
이때 공통보조전극(5)은 이웃하는 화소의 공통 보조전극과 연결되어 있다.In this case, the common auxiliary electrode 5 is connected to the common auxiliary electrode of the neighboring pixel.
즉, 이와 같은 종래의 액정표시소자는 하부기판(1) 상에 형성된 화소전극(7)과 상부기판(10) 상에 형성된 공통전극(13)에 전기장이 형성될 때, 상기 공통전극(13) 내부에 형성된 전계유도창(14)에 의해 도 1b의 화살표에서와 같이 프린지 필드(fringe field)가 형성되어, 상기 전계유도창(14)을 중심으로 양측 액정층의 액정분자가 상기 프린지 필드에 따라 서로 다른 배향을 함으로써 시야각을 보상하게 된다.That is, in the conventional liquid crystal display device, when the electric field is formed in the pixel electrode 7 formed on the lower substrate 1 and the common electrode 13 formed on the upper substrate 10, the common electrode 13 is formed. A fringe field is formed by the field induction window 14 formed therein, as shown by the arrow of FIG. 1B, and the liquid crystal molecules of both liquid crystal layers are formed around the field induction window 14 according to the fringe field. The different orientations compensate for the viewing angle.
그러나, 이와 같은 종래의 액정표시소자에 있어서, 화소전극(7)의 둘레에 형성되는 공통보조전극(5)은 빛이 투과할 수 없는 금속으로 형성되고, 또한 데이터배선(4)과 쇼트되는 것을 방지하기 위해서 데이터배선(4)과 일정간격을 두고 형성되게 되므로, 그 만큼 화소전극(7)의 폭이 줄어들어 개구율이 저하되게 되어 결국 휘도가 감소된다.However, in such a conventional liquid crystal display device, the common auxiliary electrode 5 formed around the pixel electrode 7 is formed of a metal through which light cannot penetrate and is shorted with the data wiring 4. Since it is formed at a predetermined interval from the data wiring 4 in order to prevent it, the width of the pixel electrode 7 is reduced by that amount, the aperture ratio is lowered, and the luminance is reduced.
따라서, 제품에 적용하기 위해서는 백라이트 밝기를 높이는 등의 작업이 수행되어야 하나 이는 소비전력이 상승되게 되는 등의 문제점이 발생된다.Therefore, in order to apply to the product, such as to increase the brightness of the backlight should be performed, but this causes a problem such that the power consumption is increased.
또한 상기의 예는 VA 모드 액정표시소자로 이 예를 TN에 적용할 경우에는 일반적으로 화소의 가장자리 부분에 바깥으로 향하는 전기장 방향이 존재하게 되어 액정 배열이 불안정하다.In addition, the above-described example is a VA mode liquid crystal display device. When this example is applied to a TN, an outward electric field direction is generally present at the edge portion of the pixel, and thus the liquid crystal array is unstable.
따라서 화소의 가장자리 영역에서 빛샘 현상이 발생하여 명암비가 감소할 수 있고, 또한 화면 터치(touch)시에도 액정 배열이 불안정하여 작은 힘에도 얼룩이 쉽게 남고 원상회복이 되지 않는 문제가 발생된다.Therefore, light leakage may occur in the edge region of the pixel, and thus the contrast ratio may be reduced. Also, when the screen is touched, the liquid crystal array may be unstable, and stains may easily remain even under a small force and the original may not be restored.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 액정 배열을 안정화시키고 및 고개구율을 달성하며 좌우 시야각을 증가시키기에 알맞은 액정표시소자를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device suitable for stabilizing the liquid crystal array, achieving a high aperture ratio, and increasing the left and right viewing angles.
도 1a 및 도 1b는 종래의 액정표시소자의 단위화소의 확대 평면도 및 단면도1A and 1B are an enlarged plan view and a cross-sectional view of a unit pixel of a conventional liquid crystal display device
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1, 제2실시예에 따른 액정표시소자의 단위화소의 확대 평면도2 to 6 are enlarged plan views of unit pixels of a liquid crystal display device according to the first and second embodiments of the present invention.
도 7은 도 2 내지 도 6의 B-B'라인의 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 구조단면도7 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the B-B ′ line of FIGS. 2 to 6 according to the present invention.
도 8은 도 2 내지 도 6의 B-B'라인의 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 구조단면도8 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a second exemplary embodiment of the B-B ′ line of FIGS. 2 to 6 according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
20 : 상부기판 21 : 차광층20: upper substrate 21: light shielding layer
22 : 칼라필터층 23 : 유전체돌기22: color filter layer 23: dielectric projection
23a, 23c, 23b : 제1, 제2, 제3유전체돌기23a, 23c, 23b: first, second and third dielectric protrusions
24 : 공통전극 25 : 전계유도창24: common electrode 25: electric field induction window
30 : 하부기판 31 : 게이트라인30: lower substrate 31: gate line
32 : 게이트절연막 33 : 데이터라인32: gate insulating film 33: data line
34 : 보호막 35 : 화소전극34: protective film 35: pixel electrode
36a, 36b : 제1, 제2전계유도창 40 : 액정층36a, 36b: first and second field induction windows 40: liquid crystal layer
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 소정 간격을두고 서로 대향되는 제1기판 및 제2기판과; 상기 제1기판상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 상기 화소영역내에 형성된 화소전극과; 상기 각 화소전극 내부에 대각선 방향으로 형성된 전계유도창들과; 상기 화소전극의 상기 각 전계유도창에 대응되는 하부에 형성된 공통보조전극과; 상기 제2기판 상에 형성된 칼라필터층과; 상기 칼라필터층상에 형성되며, 상기 화소전극의 상,하 가장자리 및 중간영역에 대응되어 가로방향으로 배치된 유전체돌기와; 상기 유전체돌기를 포함한 상기 상부기판상에 형성된 공통전극과; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object comprises a first substrate and a second substrate facing each other at a predetermined interval; Gate lines and data lines formed vertically and horizontally on the first substrate to define pixel regions; A pixel electrode formed in said pixel region; Field induction windows formed diagonally in the pixel electrodes; A common auxiliary electrode formed at a lower portion of the pixel electrode corresponding to each of the electric field induction windows; A color filter layer formed on the second substrate; A dielectric protrusion formed on the color filter layer and disposed in a horizontal direction corresponding to upper and lower edges and an intermediate region of the pixel electrode; A common electrode formed on the upper substrate including the dielectric protrusions; It characterized in that it comprises a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.
상기 각 화소전극 내부에 형성된 전계유도창들은 서로 평행하게 배치되거나, 서로 평행하지 않은 대각선 방향으로 배치된다.The field induction windows formed inside the pixel electrodes are arranged in parallel to each other or in diagonal directions that are not parallel to each other.
상기 유전체돌기는 상기 화소전극의 좌우(左右) 가장자리에 대응되는 영역에도 더 배치될 수 있다.The dielectric protrusion may be further disposed in an area corresponding to left and right edges of the pixel electrode.
상기 공통보조전극은 상기 게이트라인 또는 데이터라인과 동일층에 형성된다.The common auxiliary electrode is formed on the same layer as the gate line or the data line.
상기 유전체돌기는 상기 화소전극과 오버랩되도록 구성된다.The dielectric protrusion is configured to overlap the pixel electrode.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 소정 간격을 두고 서로 대향되는 제1기판 및 제2기판과; 상기 제1기판상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인과; 상기 화소영역내에 형성된 화소전극과; 상기 각 화소전극 내부에 대각선 방향으로 형성된 제1전계유도창들과; 상기 화소전극의 상기 각 제1전계유도창들에 대응되는 하부에 형성된 공통보조전극과;상기 제2기판 상에 형성된 칼라필터층과; 상기 제2기판 상에 형성되며, 상기 화소전극의 상,하 가장자리 및 중간영역의 가로방향에 대응되는 부분에 제2전계유도창들이 형성된 공통전극과; 상기 제1기판 및 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object comprises a first substrate and a second substrate facing each other at a predetermined interval; Gate lines and data lines formed vertically and horizontally on the first substrate to define pixel regions; A pixel electrode formed in said pixel region; First field induction windows formed in the pixel electrodes in a diagonal direction; A common auxiliary electrode formed at a lower portion of the pixel electrode corresponding to each of the first electric field induction windows; a color filter layer formed on the second substrate; A common electrode formed on the second substrate and having second field induction windows formed at portions corresponding to the horizontal direction of the upper and lower edges and the intermediate region of the pixel electrode; It characterized in that it comprises a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시소자에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 단위 화소영역의 화소전극 내부에 대각선 방향으로 슬릿(slit)(이하, 전계유도창이라 명칭함)을 형성하여 단위 화소영역을 적어도 2개의 영역으로 분할하고, 각 전계유도창 하부에 공통보조전극을 배치하여 전기장 방향을 조절하고, 또한 하부기판에서 유도되는 전기장 방향을 보강하기 위해서 상부기판(칼라필터기판)에 유전체돌기나 전계유도창을 배치하므로써 좌우 시야각을 개선하는 것에 그 구성적 특징이 있다.The present invention forms a slit (hereinafter referred to as an electric field induction window) in a diagonal direction inside the pixel electrode of the unit pixel area, thereby dividing the unit pixel area into at least two regions, and common to each electric field induction window below. Arrangement of an auxiliary electrode to control the electric field direction, and to improve the left and right viewing angle by arranging dielectric projections or electric field induction window on the upper substrate (color filter substrate) to reinforce the electric field direction induced from the lower substrate. There is this.
이하, 본 발명의 액정표시소자에서 단위 화소영역을 2등분하였을 경우를 실시예별로 나누어 설명하기로 한다.Hereinafter, the case where the unit pixel area is divided into two parts in the liquid crystal display device according to the present invention will be described by dividing the embodiments.
제1실시예First embodiment
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 단위화소의 확대 평면도이고, 도 7은 도 2 내지 도 6의 B-B'라인의 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 구조단면도이다.2 to 6 are enlarged plan views of the unit pixels of the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view of the first embodiment of the B-B 'line of FIGS. The structure cross section of a liquid crystal display element.
본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자는 도 2와 도 7에 도시한 바와 같이 소정 간격을 두고 서로 대향되는 상부기판(20) 및 하부기판(30)과; 상기 하부기판(30) 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(31) 및 데이터라인(33)과; 상기 게이트라인(31) 및 데이터라인(33)의 교차점에 형성되는 박막트랜지스터(미도시)와; 상기 화소영역내에서 박막트랜지스터와 연결되며, 그 내부에 도메인 분할을 위한 제1, 제2전계유도창(36a,36b)이 구비된 화소전극(35)과; 상기 게이트라인(31) 또는 데이터라인(33)과 동일층에 형성되며 상기 제1, 제2전계유도창(36a,36b)에 각각 대응되는 위치에 형성된 제1, 제2공통보조전극(31a,31b)과; 상기 게이트라인(31)을 포함한 하부기판(30) 전면에 형성된 게이트절연막(32)과; 상기 데이터라인(33)을 포함한 하부기판(30) 전면에 형성된 보호막(34)과; 상기 하부기판(30)의 화소영역을 제외한 영역에 대응되는 상부기판(20)에 형성된 차광층(21)과; 상기 차광층(21)에 일부 오버랩되며 상기 화소영역에 대응되는 부분에 형성된 칼라필터층(22)과; 상기 칼라필터층(22)상에 형성되며 화소전극(35)의 상,하 가장자리 및 중간영역에 대응되는 위치에 가로방향으로 배치된 제1 내지 제3유전체돌기(23a,23c,23b)와; 상기 제1 내지 제3유전체돌기(23a,23c,23b)를 포함한 상부기판(20) 전면에 형성된 공통전극(24)과; 상기 상,하부기판(20,30)사이에 형성된 액정층(40)을 포함하여 구성된다.The liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention includes an upper substrate 20 and a lower substrate 30 facing each other at predetermined intervals as shown in FIGS. 2 and 7; A gate line 31 and a data line 33 formed vertically and horizontally on the lower substrate 30 to define a pixel area; A thin film transistor (not shown) formed at an intersection point of the gate line 31 and the data line 33; A pixel electrode 35 connected to the thin film transistor in the pixel region, and having first and second field induction windows 36a and 36b therein for domain division; First and second common auxiliary electrodes 31a formed on the same layer as the gate line 31 or the data line 33 and formed at positions corresponding to the first and second field induction windows 36a and 36b, respectively. 31b); A gate insulating film 32 formed on an entire surface of the lower substrate 30 including the gate line 31; A passivation layer 34 formed on an entire surface of the lower substrate 30 including the data line 33; A light blocking layer 21 formed on the upper substrate 20 corresponding to an area except for the pixel region of the lower substrate 30; A color filter layer 22 partially overlapping the light blocking layer 21 and formed at a portion corresponding to the pixel region; First to third dielectric protrusions 23a, 23c, and 23b formed on the color filter layer 22 and disposed in a horizontal direction at positions corresponding to upper, lower edges, and intermediate regions of the pixel electrode 35; A common electrode 24 formed on the entire surface of the upper substrate 20 including the first to third dielectric protrusions 23a, 23c, and 23b; The liquid crystal layer 40 is formed between the upper and lower substrates 20 and 30.
이때 상기 칼라필터층(22)상에는 오버코트층(미도시)이 더 형성될 수 있다.In this case, an overcoat layer (not shown) may be further formed on the color filter layer 22.
그리고 상기 제1 내지 제3유전체돌기(23a,23c,23b)는 도 2에 도시한 바와 같이 화소전극(35) 상,하 가장자리와 일부 오버랩되어 있다.The first to third dielectric protrusions 23a, 23c, and 23b partially overlap upper and lower edges of the pixel electrode 35, as shown in FIG. 2.
또한 상기 제1, 제2전계유도창(36a,36b)은 화소영역이 제1 내지 제3유전체돌기(23a,23c,23b)에 의해서 평면도상으로 상부 화소영역과 하부 화소영역으로 이등분되었을 때, 이등분된 상부와 하부 화소영역에 대각선 방향으로 서로 평행하게 형성되어 있다.In addition, when the pixel areas of the first and second field induction windows 36a and 36b are bisected into the upper pixel area and the lower pixel area in plan view by the first to third dielectric protrusions 23a, 23c, and 23b, The bisected upper and lower pixel regions are formed parallel to each other in a diagonal direction.
이와 같이 구성된 제1, 제2전계유도창(36a,36b)의 작용으로 멀티 도메인으로 분할할 수 있고, 이에 따라서 광시야각을 구현할 수 있게 된다.The first and second field induction windows 36a and 36b configured as described above may be divided into multiple domains, thereby realizing a wide viewing angle.
다시말해서, 단위 화소영역은 상부 화소영역의 대각선 방향으로 형성된 제1전계유도창(36a)을 중심으로 대칭적인 2개의 도메인과, 하부 화소영역의 대각선 방향으로 형성된 제2전계유도창(36b)을 중심으로 2개의 도메인으로 총 4개의 도메인영역으로 분할된다.In other words, the unit pixel area includes two symmetrical domains around the first field induction window 36a formed in the diagonal direction of the upper pixel area, and the second field induction window 36b formed in the diagonal direction of the lower pixel area. It is divided into four domain areas in two domains.
이때 화소영역의 가장자리 근처의 액정은 대각선의 제1전계유도창(36a)과 거리가 가까우므로 쉽게 두영역에 안정되게 배치되고, 대각선의 중심 부분의 액정은 화소 가장자리와는 멀지만 화소영역에 대각선으로 형성된 제1, 제2전계유도창(36a,36b)의 영향을 받아서 안정되게 배열된다.At this time, the liquid crystal near the edge of the pixel region is easily disposed in the two regions because the distance is close to the diagonal first field induction window 36a, and the liquid crystal in the center portion of the diagonal is far from the pixel edge but is diagonal to the pixel region. It is stably arranged under the influence of the first and second electric field induction windows 36a and 36b.
이에 의해서 화소 가장자리 부근에서 발생할 수 있는 액정 배열 불안정 영역을 제거할 수 있게 되어, 액정의 영역이 나뉘는 부분(도메인 경계 부분)에서 발생하는 빛샘 현상도 없앨수 있다.As a result, the liquid crystal array unstable region, which may occur near the edge of the pixel, can be eliminated, and the light leakage phenomenon occurring at the portion where the region of the liquid crystal is divided (domain boundary portion) can be eliminated.
또한 상기 상부기판(20)에 형성된 제1 내지 제3유전체돌기(23a,23c,23b)는 하부기판(30)에서 유도되는 전기장 방향을 보강하는 역할을 한다.In addition, the first to third dielectric protrusions 23a, 23c, and 23b formed on the upper substrate 20 serve to reinforce the electric field direction induced by the lower substrate 30.
그리고 제1, 제2전계유도창(36a,36b) 하부에 배치된 제1, 제2공통보조전극(31a,31b)은 프린지 필드를 강화시켜주는 역할을 하는 것으로, 전기장 방향이 화소의 안쪽으로 모이게 한다.In addition, the first and second common auxiliary electrodes 31a and 31b disposed under the first and second field induction windows 36a and 36b serve to strengthen the fringe field, and the direction of the electric field is toward the inside of the pixel. To gather.
즉, 상부기판(20)과 하부기판(30)의 러빙 방향을 도 2에서와 같이 하였을 경우 액정의 평균 방향은 화살표로 나타낸 바와 같이 제1, 제2전계유도창(36a,36b)을 기준으로 안쪽을 향하게 된다.That is, when the rubbing directions of the upper substrate 20 and the lower substrate 30 are as shown in FIG. 2, the average direction of the liquid crystal is based on the first and second electric field induction windows 36a and 36b as indicated by arrows. It will face inward.
또한 상기에 설명한 바와 같이 제1, 제2공통보조전극(31a,31b)은 게이트라인(31) 또는 데이터라인(33) 형성시 동시에 형성될 수 있으므로, 공정을 단순화시킬 수 있다는 효과도 있다. 도 7은 제1, 제2공통보조전극(31a,31b)이 게이트라인(31)과 동시에 형성된 것을 보인 도면이다.In addition, as described above, the first and second common auxiliary electrodes 31a and 31b may be simultaneously formed at the time of forming the gate line 31 or the data line 33, thereby simplifying the process. FIG. 7 illustrates that the first and second common auxiliary electrodes 31a and 31b are formed at the same time as the gate line 31.
그리고 칼라필터층(22)상에는 칼라필터층(22)을 보호하기 위해서 오버코트층을 형성할 수도 있다.An overcoat layer may be formed on the color filter layer 22 to protect the color filter layer 22.
그리고 화소전극(35)은 데이터라인(33)과 소정부분 오버랩되도록 형성함으로써 개구율을 보다 증가시킬 수도 있으며, 이 경우 화소전극(35)과 데이터라인(33) 사이에 신호 간섭의 방지를 위해서 화소전극(35)과 데이터라인(33) 사이에 형성되는 보호막(34)은 유기절연막, 보다 바람직하게는 저유전상수를 갖는 벤조사이클로부텐(BCB:BenzoCycloButene) 또는 포토아크릴로 이루어진다.In addition, the pixel electrode 35 may be formed to overlap the data line 33 by a predetermined portion to further increase the aperture ratio. In this case, the pixel electrode 35 may be used to prevent signal interference between the pixel electrode 35 and the data line 33. The protective film 34 formed between the 35 and the data lines 33 is made of an organic insulating film, more preferably benzocyclobutene (BCB) or photoacryl having a low dielectric constant.
또한, 상기 화소전극(35)이 상기 데이터라인(33)과 오버랩되도록 형성될 경우 상기 차광층(21)은 화소전극(35)과 오버랩된 부분 이외의 데이터라인 부분 위에 형성될 수 있어, 개구율이 증대된다.In addition, when the pixel electrode 35 is formed to overlap the data line 33, the light blocking layer 21 may be formed on a portion of the data line other than the portion overlapped with the pixel electrode 35, so that the aperture ratio may be increased. Is increased.
이외에 게이트라인(31), 데이터라인(33), 게이트절연막(32), 차광층(21)과 칼라필터층(22)등은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 범위 내에서 변경하여 형성할 수 있다.In addition, the gate line 31, the data line 33, the gate insulating film 32, the light shielding layer 21, and the color filter layer 22 may be easily implemented by those skilled in the art. It can be formed by changing within the range which can be made.
그리고 상기 액정층은 트위스트 네마틱(Twisted Nematic : TN) 액정으로 이루어진 것이 바람직하며, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 상기 상부기판(20) 및 하부기판(30)중 적어도 하나의 기판 전면에 배향막이 형성되어 상기 액정층의 초기 배향을 결정할 수 있다. 본 실시예에서는 러빙을 하여 배향방향을 조절한다.The liquid crystal layer is preferably made of twisted nematic (TN) liquid crystal, and although not shown, an alignment layer is formed on the entire surface of at least one of the upper substrate 20 and the lower substrate 30. The initial orientation of the liquid crystal layer can be determined. In this embodiment, the orientation direction is adjusted by rubbing.
상기 액정층에는 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 첨가할 수도 있다.A chiral dopant may be added to the liquid crystal layer.
이때, 상기 배향막은 폴리아미드(polyamide) 또는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, PVA(polyvinylalcohol), 폴리아믹산(polyamic acid)등의 물질을 이용하여 러빙 배향 처리되어 형성될 수도 있고, PVCN(polyvinylcinnamate), PSCN(polysiloxanecinnamate), 또는 CelCN(cellulosecinnamate)계 화합물과 같은 광반응성 물질을 이용하여 광 배향 처리되어 형성될 수도 있다.In this case, the alignment layer may be formed by rubbing orientation treatment using a material such as a polyamide or polyimide-based compound, polyvinylalcohol (PVA), polyamic acid, polyvinylcinnamate (PVCN), It may be formed by photo-alignment using a photoreactive material such as polysiloxanecinnamate (PSCN) or cellulosecinnamate (CelCN) -based compound.
이때, 상기 광 배향 처리는 적어도 1회의 광조사에 의해 프리틸트각(pretilt angle), 배향방향(alignment direction), 또는 프리틸트 방향(pretilt direction)을 동시에 결정하며, 이때 광조사는 자외선 영역의 광을 사용하는 것이 바람직한데, 무편광, 비편광, 선편광, 및 부분편광된 광 중 어느 것을 사용하여도 무방하다.In this case, the light alignment process simultaneously determines a pretilt angle, an alignment direction, or a pretilt direction by at least one light irradiation, wherein the light irradiation is performed in the light of the ultraviolet region. It is preferable to use, but any of polarized light, unpolarized light, linearly polarized light, and partially polarized light may be used.
또한 화소전극(35) 내의 제1, 제2전계유도창(36a,36b)은 그 방향을 달리하여 구성할 수도 있다.The first and second field induction windows 36a and 36b in the pixel electrode 35 may be configured in different directions.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이 도 2의 제1, 제2전계유도창(36a,36b)과 대칭되는 대각선 방향으로 형성할 수도 있고, 도 4에 도시한 바와 같이 제1, 제2전계유도창(36a,36b)이 서로 다른 대각선 방향으로 평행하지 않게 형성할 수도 있으며,도 5에 도시한 바와 같이 도 4의 제1, 제2전계유도창(36a,36b)과 서로 대칭되는 대각선 방향으로 평행하지 않게 형성할 수도 있다.First, as shown in FIG. 3, the first and second electric field induction windows 36a and 36b of FIG. 2 may be formed in a diagonal direction symmetrically. As shown in FIG. 4, the first and second electric field induction. The windows 36a and 36b may not be parallel to each other in a diagonal direction, and as shown in FIG. 5, the windows 36a and 36b are diagonally symmetrical with the first and second field induction windows 36a and 36b of FIG. 4. It may be formed not parallel.
상기 도 3 내지 도 5의 구성을 갖는 액정표시장치는 도 2에 도시한 바와 같이 액정의 평균방향이 제1, 제2전계유도창(36a,36b)을 기준으로 안쪽으로 향한다.In the liquid crystal display device having the configuration of FIGS. 3 to 5, the average direction of the liquid crystal is directed inwardly based on the first and second field induction windows 36a and 36b as shown in FIG. 2.
상기에 설명한 바와 같이 상기 도 2 내지 도 5에 도시한 액정표시장치는 제1, 제2전계유도창(36a,36b)의 배열 방향을 제외하고는 나머지 구성이 동일하다.As described above, the LCD shown in FIGS. 2 to 5 has the same configuration except for the arrangement directions of the first and second field induction windows 36a and 36b.
또한 본 발명의 제1실시예에서 상부기판(20)에 형성된 유전체돌기는 도 6에 도시한 바와 같이 화소전극의 좌우(左右) 가장자리에 대응되는 위치에도 형성하여 화소전극의 가장자리를 둘레에 대응되는 영역에도 형성할 수 있다.In addition, in the first embodiment of the present invention, the dielectric protrusion formed on the upper substrate 20 is formed at a position corresponding to the left and right edges of the pixel electrode, as shown in FIG. It can also be formed in an area.
상기와 같이 유전체돌기를 화소전극의 좌우 가장자리에 대응되는 영역에도 구성하면 좌,우 가장자리에서의 액정을 보다 안정되게 배열하여 좌,우 시야각 특성을 보다 향상시킬 수 있다.As described above, when the dielectric protrusions are formed in the regions corresponding to the left and right edges of the pixel electrode, the liquid crystals at the left and right edges can be more stably arranged to further improve the left and right viewing angle characteristics.
상술한 바와 같이 화소전극에 2개의 제1, 제2전계유도창을 대각선 방향으로 배치하므로써, 화소 가장자리 부분의 액정 배열의 불안정성에 기인하는 명암비(contrast) 감소를 개선할 수 있고, 또한 화면 터치시 액정의 배열 안정성이 강화되어 얼룩이 발생하는 문제를 개선할 수 있다.As described above, by arranging two first and second field induction windows in the pixel electrode in a diagonal direction, it is possible to improve contrast reduction due to instability of the liquid crystal arrangement of the pixel edge portion, and also to touch the screen. The alignment stability of the liquid crystal is enhanced to improve the problem of unevenness.
제2실시예Second embodiment
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 단위화소의 확대 평면도이고, 도 8은 도 2 내지 도 6의 B-B'라인의 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 구조단면도이다.2 to 6 are enlarged plan views of unit pixels of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a second exemplary embodiment of the B-B 'line of FIGS. 2 to 6 according to the present invention. The structure cross section of a liquid crystal display element.
본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자는 상부기판(20)의 칼라필터층(22)상에 유전체돌기를 형성시키는 대신, 공통전극(24) 내부에 각각 전계유도창을 형성하는 것에 구성적 특징이 있다.The liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention is configured to form electric field induction windows in the common electrode 24 instead of forming dielectric protrusions on the color filter layer 22 of the upper substrate 20. There is a characteristic.
좀더 자세하게, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자는 도 2 내지 도 6과 도 8에 도시한 바와 같이 소정 간격을 두고 서로 대향되는 상부기판(20) 및 하부기판(30)과; 상기 하부기판(30) 상에 종횡으로 형성되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(31) 및 데이터라인(33)과; 상기 게이트라인(31) 및 데이터라인(33)의 교차점에 형성되는 박막트랜지스터(미도시)와; 상기 화소영역내에서 박막트랜지스터와 연결되며, 그 내부에 도메인 분할을 위한 제1, 제2전계유도창(36a,36b)이 구비된 화소전극(35)과; 상기 게이트라인(31) 또는 데이터라인(33)과 동일층에 형성되며 상기 제1, 제2전계유도창(36a,36b)에 각각 대응되는 위치에 형성된 제1, 제2공통보조전극(31a,31b)과; 상기 게이트라인(31)을 포함한 하부기판(30) 전면에 형성된 게이트절연막(32)과; 상기 데이터라인(33)을 포함한 하부기판(30) 전면에 형성된 보호막(34)과; 상기 하부기판(30)의 화소영역을 제외한 영역에 대응되는 상부기판(20)에 형성된 차광층(21)과; 상기 차광층(21)에 일부 오버랩되며 상기 화소영역에 대응되는 부분에 형성된 칼라필터층(22)과; 상기 화소전극(35)의 상,하 가장자리 및 중간영역에 대응되는 위치에 가로방향으로 배치된 제3 내지 제5전계유도창(25a,25c,25b)을 구비하여 상기 칼라필터층(22)을 포함한 상부기판(20) 전면에 형성된 공통전극(24)과; 상기 상,하부기판(20,30)사이에 형성된 액정층(40)을 포함하여 구성된다.More specifically, the liquid crystal display device according to the second exemplary embodiment of the present invention includes an upper substrate 20 and a lower substrate 30 facing each other at predetermined intervals as shown in FIGS. 2 to 6 and 8; A gate line 31 and a data line 33 formed vertically and horizontally on the lower substrate 30 to define a pixel area; A thin film transistor (not shown) formed at an intersection point of the gate line 31 and the data line 33; A pixel electrode 35 connected to the thin film transistor in the pixel region, and having first and second field induction windows 36a and 36b therein for domain division; First and second common auxiliary electrodes 31a formed on the same layer as the gate line 31 or the data line 33 and formed at positions corresponding to the first and second field induction windows 36a and 36b, respectively. 31b); A gate insulating film 32 formed on an entire surface of the lower substrate 30 including the gate line 31; A passivation layer 34 formed on an entire surface of the lower substrate 30 including the data line 33; A light blocking layer 21 formed on the upper substrate 20 corresponding to an area except for the pixel region of the lower substrate 30; A color filter layer 22 partially overlapping the light blocking layer 21 and formed at a portion corresponding to the pixel region; Third to fifth field induction windows 25a, 25c, and 25b disposed in a horizontal direction at positions corresponding to upper, lower edges, and intermediate regions of the pixel electrode 35 include the color filter layer 22. A common electrode 24 formed on the front surface of the upper substrate 20; The liquid crystal layer 40 is formed between the upper and lower substrates 20 and 30.
이때 상기 칼라필터층(22)상에는 오버코트층(미도시)이 더 형성될 수 있다.In this case, an overcoat layer (not shown) may be further formed on the color filter layer 22.
상기 오버코트층은 상부기판(20)에 제1 내지 제3유전체돌기(23a,23c,23b) 대신에 제3 내지 제5전계유도창(25a,25c,25b)을 형성할 경우 이를 보다 잘 형성되도록 하기 위해 사용되기도 하며, 생략 가능한 것이다.The overcoat layer may be formed better when the third to fifth field induction windows 25a, 25c, and 25b are formed on the upper substrate 20 instead of the first to third dielectric protrusions 23a, 23c, and 23b. It is also used to do this and can be omitted.
상기에 설명한 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자는 제1실시예의 상부기판(20)에 형성된 제1 내지 제3유전체돌기 대신에, 공통전극(24) 내부에 제3 내지 제5전계유도창을 형성한다는 것을 제외하고는 제1실시예에 설명한 구성과 동일하다.As described above, the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention may include the third to third inside the common electrode 24 instead of the first to third dielectric protrusions formed on the upper substrate 20 of the first embodiment. The configuration is the same as that described in the first embodiment except that a five field induction window is formed.
즉, 본 발명의 제1실시예에서와 같이 본 발명의 제2실시예에서도 제1, 제2전계유도창(36a,36b)을 도 3내지 도 5와 같이 서로 평행한 대각선 방향으로 형성하거나 서로 평행하지 않은 대각선 방향으로 다양하게 형성할 수 있다.That is, in the second embodiment of the present invention as in the first embodiment of the present invention, the first and second field induction windows 36a and 36b are formed in diagonal directions parallel to each other or as shown in FIGS. 3 to 5. It can be variously formed in a non-parallel diagonal direction.
또한 도 6에 도시한 바와 같이 공통전극(24) 내부에 형성된 전계유도창(25)은 화소전극(35)의 좌우(左右) 가장자리에 대응되는 위치에도 형성할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, the electric field induction window 25 formed in the common electrode 24 may be formed at a position corresponding to the left and right edges of the pixel electrode 35.
상기와 같이 상부기판(20)의 공통전극(24) 내부에 전계유도창(25)을 화소전극의 좌우 가장자리에 대응되는 영역에도 구성하면 좌,우 가장자리에서의 액정을 보다 안정되게 배열하여 좌,우 시야각 특성을 보다 향상시킬 수 있다.As described above, when the electric field induction window 25 is formed in the common electrode 24 of the upper substrate 20 in a region corresponding to the left and right edges of the pixel electrode, the liquid crystals at the left and right edges are arranged more stably. The right viewing angle characteristic can be further improved.
따라서 제2실시예의 상부기판(20)에 형성되는 제1 내지 제3유전체돌기(23a,23c,23b)와 공통전극(24) 내부에 배치된 제3 내지 제5전계유도창(25a,25c,25b), 그리고 도 6의 유전체돌기(23) 또는 전계유도창(25)을 제외한 다른 부분의 도면부호를 제1실시예와 일치시켰다.Accordingly, the first to third dielectric protrusions 23a, 23c and 23b formed on the upper substrate 20 and the third to fifth field induction windows 25a and 25c disposed in the common electrode 24 are formed. 25b), and reference numerals in other parts except for the dielectric protrusion 23 or the electric field guide window 25 in FIG. 6 are consistent with the first embodiment.
상기와 같은 본 발명의 액정표시소자는 다음과 같은 효과가 있다.The liquid crystal display of the present invention as described above has the following effects.
첫째, 화소전극 내부에 제1, 제2전계유도창을 대각선 방향으로 형성하므로써, 한 화소내에 멀티 도메인을 구현할 수 있으므로 광시야각을 구현할 수 있다.First, since the first and second field induction windows are formed diagonally inside the pixel electrode, multi-domains can be implemented in one pixel, thereby realizing a wide viewing angle.
둘째, 화소전극 내부에 대각선 방향으로 제1, 제2전계유도창을 형성하므로써, 화소 가장자리 및 중심부분에서의 액정을 안정하게 배열할 수 있다.Second, by forming the first and second electric field induction windows in the diagonal direction inside the pixel electrode, it is possible to stably arrange the liquid crystal at the pixel edge and the central portion.
셋째, 화소전극 내부에 대각선 방향으로 제1, 제2전계유도창을 형성함과 동시에 화소전극의 상,하 가장자리 및 중간영역이 가로방향에 대응되는 상부기판에 전계유도창이나 유전체돌기를 형성하므로써, 좌우시야각을 보다 증가시킬 수 있다.Third, by forming the first and second electric field induction window in the diagonal direction inside the pixel electrode and forming the electric field induction window or the dielectric protrusion on the upper substrate where the upper, lower edges and the middle region of the pixel electrode correspond to the horizontal direction. The left and right viewing angles can be increased.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020020041002A KR20040006662A (en) | 2002-07-13 | 2002-07-13 | Liquid crystal display device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100628263B1 (en) * | 2002-08-21 | 2006-09-27 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Liquid crystal display device |
| KR100657199B1 (en) * | 2006-05-03 | 2006-12-14 | 최명준 | Equipment of exchanging a heat gas for recovering exhaust heat gas from structure of recycling nulti-line spiral pipe |
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2002
- 2002-07-13 KR KR1020020041002A patent/KR20040006662A/en not_active Application Discontinuation
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