KR20060090159A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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신애
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Abstract

본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치는, 행렬 형태로 배열되어 있으며 각각 제1 및 제2 부화소 전극을 포함하는 복수의 화소 전극, 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 있는 복수의 게이트선, 상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 있고 상기 화소 전극의 사이를 지나며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 그리고 상기 화소 전극과 그 양쪽에 위치한 상기 데이터선 사이에 배치되어 있으며 상기 제1 부화소 전극과 중첩하는 제1 및 제2 유지 전극을 포함한다.
시인성, 화소분할, 이중감마, 계조전압

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 부화소에 대한 등가 회로도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 5 및 도 6은 각각 도 4의 액정 표시판 조립체를 V-V'선 및 VI-VI'선을 따라 절단한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 감마 곡선이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이며,
도 9는 도 8에 도시한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로 서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.
수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부와 돌기로 액정 분자가 기우는 방향을 결정할 수 있으므로, 이들을 사용하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.
그러나 수직 배향 방식의 액정 표시 장치는 전면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어지는 문제점이 있다. 예를 들어, 절개부가 구비된 PVA(patterned vertically aligned) 방식 액정 표시 장치의 경우에는 측면으로 갈수록 영상이 밝아져서, 심한 경우에는 높은 계조 사이의 휘도 차이가 없어져 그림이 뭉그러져 보이는 경우도 발생한다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고 두 부화소를 용량성 결합시킨 후 한 쪽 부화소에는 직접 전압을 인가하고 다른 쪽 부화소에는 용량성 결합에 의한 전압 하강을 일으켜 두 부화소의 전압을 달리 함으로써 투과율을 다르게 하는 방법이 제시되었다.
한편, 화소 전극과 데이터선 사이에는 기생 용량이 생성되어 세로줄 얼룩이나 스티치 불량 등 여러 가지 불량이 나타난다. 특히 노멀리 블랙 방식 액정 표시 장치의 경우에는 노멀리 화이트 방식 액정 표시 장치에 비하여 이러한 불량이 더 눈에 띄게 된다.
이를 개선하기 위하여 데이터선과 화소 전극 사이에 유지 전극을 두는 방법이 제시되었다.
그런데 이러한 유지 전극을, 앞서 설명한 좌우로 분리된 두 개의 부화소를 가지는 액정 표시 장치에 적용할 경우, 정렬 편차에 따라 두 부화소의 유지 용량이 일정하지 않고 달라질 수 있다. 이로 인하여 킥백 전압과 충전율이 차이나고 이에 따라 플리커, 잔상, 얼룩 등이 생길 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 표시 장치는 행렬 형태로 배열되어 있으며 각각 제1 및 제2 부화소 전극을 포함하는 복수의 화소 전극, 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자, 상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 있는 복수의 게이트선, 상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 있고 상기 화소 전극의 사이를 지나며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 그리고 상기 화소 전극과 그 양쪽 에 위치한 상기 데이터선 사이에 배치되어 있으며 상기 제1 부화소 전극과 중첩하는 제1 및 제2 유지 전극을 포함한다.
상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 및 제2 유지 전극 위에 위치하는 제1 및 제2 경계선을 가질 수 있다.
상기 제1 부화소 전극은 상기 제2 부화소 전극을 둘러 쌀 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제2 부화소 전극과 중첩하며 상기 제1 부화소 전극과는 중첩하지 않는 제3 유지 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있고, 상기 제3 유지 전극과의 거리가 상기 제2 부화소 전극보다 가까우며, 상기 제3 유지 전극과 중첩하는 도전체를 더 포함할 수 있다.
상기 도전체는 상기 제3 유지 전극 위에 위치하며 서로 마주보는 한 쌍의 경계선을 가질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 제2 부화소 전극, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자를 더 포함할 수 있으며, 이때 각 화소의 제1 및 제2 부화소 전극에 인가되는 데이터 전압의 크기는 서로 다르고 하나의 영상 정보로부터 얻어진다. 상기 제2 부화소 전극은 소정의 전압에 대하여 상기 제1 부화소 전극보다 높은 데이터 전압을 인가 받을 수 있으며, 상기 제1 부화소 전극의 면적은 상기 제2 부화소 전극의 면적보다 클 수 있다. 상기 제2 부화소 전극에 대한 데이터 전압의 인가 종점은 상기 제1 부화소 전극에 대한 데이터 전압 인가 종점보다 늦을 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제2 부화소 전극과 중첩하며 상기 제1 부화소 전극과는 중첩하지 않는 제3 유지 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 스위칭 소자는 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극 및 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 드레인 전극을 포함하며, 상기 드레인 전극은 상기 제3 유지 전극과 중첩하며 상기 제3 유지 전극과의 거리가 상기 제2 부화소 전극보다 가까운 확장부를 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극의 확장부는 상기 제3 유지 전극 위에 위치하며 서로 마주보는 한 쌍의 경계선을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 용량성 결합되어 있을 수 있다. 상기 제1 스위칭 소자는 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극 및 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 드레인 전극을 포함하며, 상기 드레인 전극은 상기 제2 부화소 전극과 중첩하는 결합 전극을 포함할 수 있다. 상기 용량성 결합으로 인하여 상기 제2 부화소 전극에 유도되는 전압은 소정의 전압에 대하여 상기 제1 부화소 전극의 전압보다 낮을 수 있으며, 이때 상기 제2 부화소 전극의 면적은 상기 제1 부화소 전극의 면적보다 클 수 있다.
상기 제1 및 제2 부화소 전극은 자신과 연결된 게이트선과 중첩하지 않을 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한 다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 부화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300)와 이에 연결된 한 쌍의 게이트 구동부(400a, 400b) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 표시 신호선과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 반면, 도 3에 도시한 구조로 볼 때, 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주 보는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 둘 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
표시 신호선은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(G1a- Gnb)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게이트선(G1a- Gnb)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
도 2에는 표시 신호선과 화소의 등가 회로가 나타나 있는데, 도면 부호 GLa, GLb로 나타낸 게이트선과 도면 부호 DL로 나타낸 데이터선 이외에도 표시 신호선은 게이트선(G1- G2b)과 거의 나란하게 뻗은 유지 전극선(SL)을 포함한다.
도 2를 참고하면, 각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 각 부화소(PXa, PXb)는 해당 게이트선(GLa, GLb) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Qa, Qb)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLCa, CLCb), 그리고 스위칭 소자(Qa, Qb) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 유지 축전기(storage capacitor)(CSTa, CSTb)를 포함한다. 유지 축전기(CSTa, CSTb)는 필요에 따라 생략할 수 있으며 이 경우에는 유지 전극선(SL) 또한 필요 없다.
도 3을 참고하면, 각 부화소(PXa, PXb)의 스위칭 소자(Q)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등으로 이루어지며, 게이트선(GL)에 연결되어 있는 제어 단자, 데이터선(DL)에 연결되어 있는 입력 단자, 그리고 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있는 출력 단자를 가지는 삼단자 소자이다.
액정 축전기(CLC)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PE)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 두 전극(PE, CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 부화소 전극(PE)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(CE)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 하부 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 화소 전극(PE)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 부화소 전극(PE)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소가 원색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소가 시간에 따라 번갈아 삼원색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 삼원색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 원색의 예로는 적색, 녹색 및 청색을 들 수 있다. 도 3은 공간 분할의 한 예로서 각 화소가 상부 표시판(200)의 영역에 원색 중 하나를 나타내는 색필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 도 3과는 달리 색필터(CF)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PE) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
도 1을 참고하면, 게이트 구동부(400a, 400b)는 게이트선(G1a-Gnb)에 연결되어 외부로부터의 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루 어진 게이트 신호를 게이트선(G1a-Gnb)에 인가한다. 도 1에는 한 쌍의 게이트 구동부(400a, 400b)가 각각 액정 표시판 조립체(300)의 좌우에 위치하고 홀수 번째 및 짝수 번째 게이트선(G1a-Gnb)에 각각 연결되어 있다. 그러나, 경우에 따라서는 게이트 구동부가 하나만 있을 수 있다.
계조 전압 생성부(gray voltage generator)(800)는 화소의 투과율과 관련된 두 개의 계조 전압 집합(또는 기준 계조 전압 집합)을 생성한다. 두 개의 계조 전압 집합은 하나의 화소를 이루는 두 부화소에 독립적으로 제공될 것으로서, 각 계조 전압 집합은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함한다. 그러나 두 개의 (기준) 계조 전압 집합 대신 하나의 (기준) 계조 전압 집합만을 생성할 수도 있다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 계조 전압 생성부(800)로부터의 두 개의 계조 전압 집합 중 하나를 선택하고 선택된 계조 전압 집합에 속하는 하나의 계조 전압을 데이터 전압으로서 화소에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 전압을 선택한다.
게이트 구동부(400a, 400b) 또는 데이터 구동부(500)는 복수의 구동 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로 막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착될 수도 있다. 이와는 달리, 게이트 구동부(400) 또는 데이터 구동부(500)가 표시 신호선(G1a-Gnb, D1-Dm)과 박막 트랜지스터 스위칭 소자(Q) 따위와 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다.
신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400a, 400b) 및 데이터 구동부(500) 등의 동작을 제어한다.
그러면, 앞서 설명한 액정 표시판 조립체의 예에 대하여 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도이며, 도 5 및 도 6은 각각 도 4의 액정 표시판 조립체를 V-V'선 및 VI-VI'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(400)는 하부 표시판(100), 이와 마주보고 있는 상부 표시판(200) 및 이들 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 제1 및 제2 게이트선(gate line)(121a, 121b)과 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)가 형성되어 있다.
게이트선(121a, 121b)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 물리적, 전기적으로 서로 분리되어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)은 각각 위쪽 및 아래쪽에 배치되어 있으며, 아래 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 포함한다. 게이트선(121a, 121b)은 또한 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 연결을 위하여 면적이 넓으며 왼쪽 또는 오른 쪽에 배치되어 있는 끝 부분(129)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 제1 게이트선(121a)으로부터의 거리가 제2 게이트선(121b)으로부터의 거리가 거의 동일하다. 각 유지 전극선(131)은 복수 쌍의 제1 및 제2 선형 유지 전극(137a, 137b), 그리고 제1 선형 유지 전극(137a)에 인접한 판형 유지 전극(137c)을 포함한다. 유지 전극(137a-137b)은 유지 전극선(131)을 중심으로 아래위로 뻗어 있다. 그러나 유지 전극(137a, 137b, 137)을 비롯한 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트선(121)과 유지 전극선(131)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항 (resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
또한 게이트선(121)과 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30-80°이다.
게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 복수의 섬형 반도체(154, 156)가 형성되어 있다. 섬형 반도체(154)는 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b) 위에 위치하며, 섬형 반도체(156)는 게이트 전극(121) 부근의 게이트선(121a, 121b) 부분 위에 위치한다.
반도체(154, 156) 위에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165, 166)가 형성되어 있다.
반도체(154, 156)와 저항성 접촉 부재(163, 165, 166)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.
저항 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)의 좌우에는 제2 및 제1 유지 전극(137b, 137a)이 위치하며 데이터선(171)은 이들과 중첩되지 않고 떨어져 있다. 각 데이터선(171)은 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 향하여 각각 뻗은 복수의 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)을 포함하며, 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 폭이 확장되어 있는 끝 부분(179)을 포함한다.
제1 드레인 전극(175a)은 반도체(154)의 위에 위치한 막대형 끝 부분에서 출발하며, 거의 가로 방향으로 짧게 뻗어 나와 있고, 그 끝 부분에 면적이 넓은 확장부(177a)를 가진다. 제2 드레인 전극(175b)은 반도체(154) 위에 위치한 막대형 끝 부분에서 출발하며, 판형 유지 전극(137c)과 중첩하는 면적이 넓은 확장부(177b)를 가진다. 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(177b)는 전체가 판형 유지 전극(137c) 위에 위치하며, 특히 확장부(177b)의 좌우변이 판형 유지 전극(137c)의 좌우변과 일정 정도 거리를 두고 있는 것이 바람직하다.
각 소스 전극(173a, 173b)은 드레인 전극(175a, 175b)의 막대형 끝 부분을 감싸도록 휘어져 있다. 제1/제2 게이트 전극(124a/124b), 제1/제2 소스 전극(173a/173b) 및 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 반도체(154)와 함께 제1/제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa/Qb)를 이루며, 박막 트랜지스터(Qa/Qb)의 채널(channel)은 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 제/제2 드레인 전극(175a/175b) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175a, 175b)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 앞서 설명한 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 또는 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막의 이중막 외에도 몰리브덴막-알루미늄막-몰리브덴막의 삼중막을 들 수 있다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b)도 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 마찬가지로 그 측면이 기판(110)의 표면에 대하여 약 30-80°의 각도로 경사져 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165, 166)는 그 하부의 반도체(154, 156)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 섬형 반도체(156) 및 저항성 접촉 부재(166)는 게이트선(121a, 121b)과 데이터선(171)이 만나는 부분에 위치하며 표면의 프로파일을 부드럽게 하여 데이터선(171)의 단선을 방지한다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b)과 노출된 반도체(154, 156) 부분 의 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소 또는 산화규소로 이루어진 무기물, 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154) 부분을 보호하기 위하여 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(180)에는 데이터선(171) 끝 부분(179) 및 드레인 전극(175a, 175b)의 확장부(177a, 177b)를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185a, 185b)이 형성되어 있고, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)을 각각 포함하는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190)과 복수의 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)가 형성되어 있다. 화소 전극(190) 및 접촉 보조 부재(81, 82)는 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전체 또는 알루미늄 따위의 반사성 도전체로 이루어진다.
제1/제2 부화소 전극(190a/190b)은 접촉 구멍(185a/185b)을 통하여 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)과 물리적·전기적으로 연결되어 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
데이터 전압이 인가된 부화소 전극(190a, 190b)은 공통 전극(270)과 함께 전 기장을 생성함으로써 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자들의 배열을 결정한다.
또한 앞서 설명하였듯이, 각 부화소 전극(190a, 190b)과 공통 전극(270)은 액정 축전기(CLCa, CLCb)를 이루어 박막 트랜지스터(Qa, Qb)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기(CLCa, CLCb)와 병렬로 연결된 유지 축전기(CSTa, CSTb)는 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b) 및 이에 연결되어 있는 드레인 전극(175a, 175b)과 선형 유지 전극(137a, 137b, 137c)의 중첩 등으로 만들어진다.
도 4에서 보면, 제1 부화소 전극(190a)은 제1 및 제2 선형 유지 전극(137a, 137b)과 중첩하고, 제2 부화소 전극(190b)은 판형 유지 전극(137c) 및 제2 드레인 전극(175b)과 중첩한다. 특히, 제1 부화소 전극(190a)의 왼쪽 및 오른 쪽 변은 각각 제1 및 제2 선형 유지 전극(137a, 137b) 위에 위치한다. 이와 같이 하면 제1 부화소 전극(190a)의 위치가 유지 전극(137a, 137b)에 대하여 좌우로 편차가 생기더라도 제1 부화소 전극(190a)과 유지 전극(137a, 137b)이 이루는 유지 용량이 일정하다. 또한, 앞서 설명하였듯이 제2 드레인 전극(175b)의 확장부(177b)의 좌우변이 판형 유지 전극(137c)의 좌우변과 일정 정도 거리를 두고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 제2 드레인 전극(175b)의 위치가 유지 전극(137c)에 대하여 좌우로 편차가 생기더라도 제2 드레인 전극(175b)과 유지 전극(137c)이 이루는 유지 용량이 일정하다. 물론 여기에 제2 부화소 전극(190b)과 유지 전극(137c)이 이 루는 유지 용량이 더해져야 하지만, 제2 드레인 전극(175b)과 유지 전극(175c)이 이루는 유지 용량이 제2 부화소 전극(190b)과 유지 전극(137c)이 이루는 유지 용량보다 훨씬 크기 때문에 제2 부화소 전극(190b)에 걸리는 전체 유지 용량이 거의 일정하게 유지될 수 있다.
하나의 화소 전극(190)을 이루는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)은 간극(gap)(94)을 사이에 두고 서로 맞물려 있으며, 제1 부화소 전극(190a)이 제2 부화소 전극(190b)을 대부분 둘러싸고 있다. 특히, 제1 및 제2 선형 유지 전극(137a, 137b)과 제2 부화소 전극(190b)의 사이에는 제1 부화소 전극(190a)이 끼어 있다.
제1 부화소 전극(190a)의 바깥 경계는 대략 사각형 형태이며, 중앙에 위치한 회전한 등변 사다리꼴의 중앙부, 대략 직각 삼각형 또는 직각 사다리꼴 형태를 가지는 한 쌍의 가장자리부, 그리고 이들을 연결하는 복수의 선형 연결부 및 연장부를 포함한다. 제1 부화소 전극(190a)의 연장부는 중앙부에서 제2 선형 유지 전극(137b)을 따라 아래쪽으로 뻗어 있다. 제2 부화소 전극(190b)은 중앙에 위치하고 세로 방향으로 긴 직선부와 그 양 끝에 연결되어 있는 한 쌍의 사선부를 포함한다.
제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)은 유지 전극선(131)에 대하여 대략 반전 대칭(inversion symmetry)을 이룬다. 제1 제1 부화소 전극(190a)의 면적은 제2 부화소 전극(190b)의 면적보다 큰 것이 바람직한데, 특히 제1 부화소 전극(190a)의 면적이 제2 부화소 전극(190b)의 면적에 비하여 1.5배 이상인 것이 시인성 확보를 위하여 더욱 바람직하다.
제1 게이트선(121a)은 화소 전극(190)의 위쪽에 위치하고 제2 게이트선(121b)은 화소 전극(190)의 아래쪽에 위치하며, 화소 전극(190)은 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)과 떨어져 있어 중첩하지 않는다.
이와 같은 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)의 모양은 변형될 수 있다.
접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 접촉 구멍(181a, 181b, 182)을 통하여 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 각 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
도 1에 도시한 게이트 구동부(400a, 400b) 또는 데이터 구동부(500)가 조립체(300) 위에 집적되는 경우에는 게이트선(121a, 121b) 또는 데이터선(171)이 연장되어 이들과 직접 연결될 수 있고 이 경우에는 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)가 게이트선(121a, 121b) 또는 데이터선(171)과 이들 구동부(400a, 400b, 500)를 연결하는 등에 사용될 수 있다.
화소 전극(190) 및 보호막(180) 위에는 액정층을 배향할 수 있는 배향막(11)이 도포되어 있다.
다음, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 마주보며 화소 전극(190)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부 를 가지고 있다. 이와는 달리 차광 부재(220)는 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수도 있다. 그러나 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 박막 트랜지스터(Qa, Qb) 부근에서의 빛샘을 차단하기 위하여 다양한 모양을 가질 수 있다.
기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 위치하며, 화소 전극(190)을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등의 원색 중 하나를 표시할 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(230)의 위에는 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하기 위한 덮개막(250)이 형성되어 있다.
덮개막(250)의 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
공통 전극(270)은 복수의 절개부(271-274) 집합을 가진다.
하나의 절개부 집합(271-274)은 하나의 화소 전극(190)과 마주 보며 한 쌍의 중앙 절개부(271, 272)와 상부 및 하부 절개부(273, 274)를 포함한다. 중앙 절개부(271)와 상부 및 하부 절개부(273, 274)는 제1 부화소 전극(190a)과 중첩하고, 중앙 절개부(272)는 제2 부화소 전극(190b)과 중첩한다. 절개부(271-274) 각각은 부화소 전극(190a, 190b)의 빗변과 대략 평행하게 부화소 전극(190a, 190b)을 가로지르며, 이에 따라 각 절개부(271-274)는 적어도 하나의 사선부를 포함한다. 하나의 절개부 집합(271-274)은 유지 전극선(131)에 대하여 대략 반전 대칭이다.
중앙 절개부(271)는 대략 화소 전극(190)의 중심에서부터 비스듬하게 화소 전극(190)의 오른쪽 변을 향하여 뻗은 한 쌍의 사선부, 그리고 사선부의 각 끝에서 출발하여 화소 전극(190)의 오른쪽 변을 따라 오른쪽 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이루는 한 쌍의 세로부를 포함한다.
중앙 절개부(272)는 대략 화소 전극(190)의 왼쪽 변 중앙에서 아래 위로 뻗으며 유지 전극(271c)과 중첩하는 세로부, 세로부의 양 끝에서 출발하여 비스듬하게 화소 전극(190)의 오른쪽 변을 향하여 뻗은 한 쌍의 사선부, 그리고 사선부의 각 끝에서부터 출발하여 제2 부화소 전극(190b)의 오른쪽 변을 따라 오른쪽 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이루는 세로부를 포함한다.
절개부(271, 273, 275)의 수효는 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(271, 273, 275)와 중첩하여 절개부(271, 273, 275) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(21)이 도포되어 있다.
표시판(100, 200)의 바깥 면에는 직교 편광판(12, 22)이 구비되어 있는데, 두 편광판(12, 22)의 투과축은 직교하며 이중 한 투과축(또는 흡수축)은 가로 방향과 나란하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며 액정 분자는 전계가 없을 때 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 실질적으로 수직을 이루도록 배향되 어 있다.
공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(190)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전계가 생성된다. 전극(190, 270)의 절개부(94, 271-274)(편의상 도면 부호 94도 절개부라 함)는 이러한 전계를 왜곡하여 절개부(94, 271-274)의 변에 대하여 수직한 수평 성분을 만들어낸다. 이에 따라 전계는 표시판(100, 200)의 표면에 수직인 방향에 대하여 기울어진 방향을 가리킨다. 액정 분자들은 전계에 응답하여 그 장축이 전계의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 하는데, 이때 절개부(94, 271-274) 및 화소 전극(190)의 변 부근의 전계는 액정 분자의 장축 방향과 나란하지 않고 일정 각도를 이루므로 액정 분자의 장축 방향과 전계가 이루는 평면 상에서 이동 거리가 짧은 방향으로 액정 분자들이 회전한다. 따라서 하나의 절개부 집합(94, 271-274)과 화소 전극(190)의 변은 화소 전극(190) 위에 위치한 액정층(3) 부분을 액정 분자들이 기울어지는 방향이 다른 복수의 도메인으로 나누며, 이에 따라 기준 시야각이 확대된다.
적어도 하나의 절개부(271-274)는 돌기나 함몰부로 대체할 수 있으며, 절개부(94, 271-274)의 모양 및 배치는 변형될 수 있다.
그러면 이러한 액정 표시 장치의 표시 동작에 대하여 상세하게 설명한다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(도시하지 않음)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)의 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호 를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)를 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 시간을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호를 포함한다. 게이트 제어 신호(CONT1)는 또한 게이트 온 전압(Von)의 지속 시간을 한정하는 출력 인에이블 신호(OE)를 포함할 수 있다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 화소(PX)에 대한 데이터의 전송을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 해당 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하 공통 전압에 대한 데이터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 포함할 수 있다.
신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 묶음의 부화소(PX)에 대한 영상 데이터(DAT)를 수신하고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 두 개의 계조 전압 집합 중 한 집합을 선택하고, 선택한 계조 전압 집합 중에서 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가 한다.
이와는 달리 데이터 구동부(500)가 아니라 별개로 구비된 외부의 선택 회로에서 두 개의 계조 전압 집합 중 어느 하나를 선택하여 데이터 구동부(500)로 전달하거나, 계조 전압 생성부(800)는 값이 변화하는 기준 전압을 제공하고 데이터 구동부(500)는 이를 분압하여 스스로 계조 전압을 만들어 낼 수도 있다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1a-Gnb)에 인가하여 이 게이트선(G1a-Gnb)에 연결된 스위칭 소자(Qa, Qb)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통하여 해당 부화소(PXa, PXb)에 인가된다.
부화소(PXa, PXb)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLCa, CLCb)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광판(12, 22)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.
앞서 설명한 두 개의 계조 전압 집합은 도 7에 도시한 바와 같이 서로 다른 감마 곡선(Ta, Tb)을 보여주며 이들이 한 화소(PX)의 두 부화소(PXa, PXb)에 인가되므로 한 화소(PX)의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선(T)이 된다. 두 계조 전압 집합을 결정할 결정할 때에는 합성 감마 곡선(T)이 정면에서의 기준 감마 곡선에 가깝게 되도록 하는데, 예를 들면 정면에서의 합성 감마 곡선(T)은 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선(T)은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 예를 들면 아래 쪽에 위치한 감마 곡선을 저계조에서 더욱 낮게 만들면 시인성이 더욱 향상될 수 있다.
단, 충전을 용이하게 하기 위하여 제1 부화소 전극(190a)에 인가되는 전압이 제2 부화소 전극(190b)에 인가되는 전압보다 낮게 되도록 선택하며, 두 게이트선(121a, 121b)에 게이트 온 전압을 인가하는 시간을 어느 정도 중첩하여 부족한 충전 시간을 늘릴 수 있다.
1 수평 주기(또는 "1 H")[수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기]를 단위로 하여 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 동일한 동작을 반복한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1a-Gnb)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전"). 이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 도트 반전), 인접 데이터선을 통하여 동시에 흐르는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 도트 반전).
도 8 및 도 9를 참고로 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 9는 도 8에 도시한 액정 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)와 이들 사이에 연결되어 있는 결합 축전기(Ccp)를 포함한다. 부화소(PXa)는 스위칭 소자(Q), 액정 축전기(CLCa) 및 유지 축전기(CSTa)를 포함하며, 부화소(PXb)는 액정 축전기(CLCb)만을 포함한다.
도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치 또한 하부 표시판, 이와 마주보고 있는 상부 표시판 및 이들 사이에 들어 있는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다.
본 실시예에 따른 표시판의 층상 구조는 도 4 내지 도 6에 도시한 표시판과 거의 동일하며 따로 도시하지 않는다.
박막 트랜지스터 표시판에 대하여 설명하자면, 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121) 및 선형 유지 전극(133a, 133b)을 포함하는 복수의 유지 전극선(131)이 기판(110) 위에 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 복수의 반도체(154), 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 차례로 형성되어 있다. 소스 전극(173)을 가지는 복수의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175)이 저항성 접촉 부재 위에 형성되어 있고, 보호막(180)이 그 위에 형성되어 있다. 보 호막(180)에는 복수의 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 보호막(180) 위에는 부화소 전극(190a, 190b)을 포함하는 복수의 화소 전극(190)가 형성되어 있고 그 위에 배향막(11)이 도포되어 있다.
공통 전극 표시판에 대하여 설명하자면, 차광 부재(도시하지 않음), 복수의 색필터(도시하지 않음), 덮개막(도시하지 않음), 복수의 절개부(275-277)를 가지는 공통 전극(도시하지 않음), 그리고 배향막(도시하지 않음)이 절연 기판(도시하지 않음) 위에 형성되어 있다.
그러나 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에는 게이트선(121)과 박막 트랜지스터(Q)가 하나만 있으며, 제1 부화소 전극(190a)만이 박막 트랜지스터(Q)를 통하여 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(190b)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극(175)과 중첩하여 결합 축전기(Ccp)를 이루고 있다. 제2 부화소 전극(190b)은 제1 부화소 전극(190a)과의 용량성 결합으로 인하여 유도되는 전압을 가지며 이 전압은 제1 부화소 전극(190a)의 전압보다 낮다.
상세하게 설명하자면, 화소 전극(190)의 아래 쪽에 게이트선(121)이 위치하고 게이트선(121)에는 아래위로 돌출한 게이트 전극(124)이 형성되어 있다. 게이트 전극(124) 위에는 반도체(154)와 저항성 접촉 부재가 위치하고 그 위에는 U자형의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)의 한 끝 부분이 위치한다. 드레인 전극(175)은 위로 뻗어 폭이 확장되고 제1 부화소 전극(190a) 아래에 위치한 확장부(177)를 포함하고, 확장부(177)에서부터 제2 부화소 전극(190b) 아래로 결합 전극 (176)이 뻗어 있다.
도 4에 도시한 액정 표시 장치와 달리, 제1 부화소 전극(190a)은 사다리꼴 중앙부를 가지지 않고, 그 영역을 제2 부화소 전극(190b)이 차지하여 대략 사다리꼴을 이룬다. 그 대신 제1 부화소 전극(190a)은 제2 부화소 전극(190b)의 사다리꼴 밑변과 거의 평행한 선형 연결부를 가지고 있다. 이에 따라 제2 부화소 전극(190b)의 면적이 제1 부화소 전극(190a)의 면적보다 크며, 약 1.5배 정도인 것이 시인성 개선을 위하여 바람직하다.
제2 부화소 전극(190b)은 제1 부화소 전극(190a)으로 완전히 둘러싸여 있으며, 그 오른쪽 변에서부터 왼쪽 변을 향하여 가로 방향으로 뻗은 선형의 절개부(91)를 가지고 있다.
공통 전극이 가지고 있는 절개부(275-277) 집합 각각은 하나의 중앙 절개부(275)와 상부 및 하부 절개부(276, 277)를 포함한다. 중앙 절개부(275)는 대략 화소 전극(190)의 왼쪽 변 중앙에서부터 비스듬하게 화소 전극(190)의 오른쪽 변을 향하여 뻗은 한 쌍의 사선부, 그리고 사선부의 각 끝에서 출발하여 화소 전극(190)의 오른쪽 변을 따라 오른쪽 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이루는 한 쌍의 세로부를 포함한다. 중앙 절개부(275)는 두 사선부가 만나는 지점에는 왼쪽으로 약간 돌출해 있다.
유지 전극선(131)은 화소 전극(190)의 아래 변과 위 변에 완전히 중첩하는 한 쌍의 줄기부를 포함하며 유지 전극(133a, 133b)은 두 줄기부에 모두 연결되어 있다. 제1 부화소 전극(190a)는 두 유지 전극(133a, 133b)과 모두 중첩하며, 특히 제1 부화소 전극(190a)의 왼쪽 변 및 오른쪽 변이 각각 유지 전극(133a, 133b) 위에 위치하고 있다. 제2 부화소 전극(190b)은 유지 전극선(131)과 중첩하지 않는다.
반도체(154)는 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)이 만나는 게이트 전극(124)의 경계선을 덮어 이 부분에서 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)이 단선되지 않도록 한다.
앞서 설명하였듯이 이러한 실시예들에서 낮은 전압이 인가되는 부화소 전극의 크기가 높은 전압이 인가되는 부화소 전극의 크기 이상인 것이 시인성 개선을 위하여 바람직하다.
이와 같이 한 부화소를 양쪽의 유지 전극과 중첩시키고 다른 부화소 전극을 그 내부에 형성함으로써 각 부화소의 유지 용량을 일정하게 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (18)

  1. 행렬 형태로 배열되어 있으며 각각 제1 및 제2 부화소 전극을 포함하는 복수의 화소 전극,
    상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 복수의 제1 스위칭 소자,
    상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 있는 복수의 게이트선,
    상기 제1 스위칭 소자와 연결되어 있고 상기 화소 전극의 사이를 지나며 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선, 그리고
    상기 화소 전극과 그 양쪽에 위치한 상기 데이터선 사이에 배치되어 있으며 상기 제1 부화소 전극과 중첩하는 제1 및 제2 유지 전극
    을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 및 제2 유지 전극 위에 위치하는 제1 및 제2 경계선을 가지는 액정 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제1 부화소 전극은 상기 제2 부화소 전극을 둘러 싸는 액정 표시 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제2 부화소 전극과 중첩하며 상기 제1 부화소 전극과는 중첩하지 않는 제3 유지 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있고, 상기 제3 유지 전극과의 거리가 상기 제2 부화소 전극보다 가까우며, 상기 제3 유지 전극과 중첩하는 도전체를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 도전체는 상기 제3 유지 전극 위에 위치하며 서로 마주보는 한 쌍의 경계선을 가지는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제2 부화소 전극, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자를 더 포함하며,
    각 화소의 제1 및 제2 부화소 전극에 인가되는 데이터 전압의 크기는 서로 다르고 하나의 영상 정보로부터 얻어지는
    액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 부화소 전극은 소정의 전압에 대하여 상기 제1 부화소 전극보다 높은 데이터 전압을 인가 받는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제2 부화소 전극에 대한 데이터 전압의 인가 종점은 상기 제1 부화소 전극에 대한 데이터 전압 인가 종점보다 늦은 액정 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 제1 부화소 전극의 면적은 상기 제2 부화소 전극의 면적보다 큰 액정 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 제2 부화소 전극과 중첩하며 상기 제1 부화소 전극과는 중첩하지 않는 제3 유지 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제2 스위칭 소자는 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극 및 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 드레인 전극을 포함하며,
    상기 드레인 전극은 상기 제3 유지 전극과 중첩하며 상기 제3 유지 전극과의 거리가 상기 제2 부화소 전극보다 가까운 확장부를 포함하는
    액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 드레인 전극의 확장부는 상기 제3 유지 전극 위에 위치하며 서로 마주보는 한 쌍의 경계선을 가지는 액정 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 용량성 결합되어 있는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 스위칭 소자는 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극 및 상기 제1 부화소 전극과 연결되어 있는 드레인 전극을 포함하며,
    상기 드레인 전극은 상기 제2 부화소 전극과 중첩하는 결합 전극을 포함하는
    액정 표시 장치.
  16. 제14항에서,
    상기 용량성 결합으로 인하여 상기 제2 부화소 전극에 유도되는 전압은 소정 의 전압에 대하여 상기 제1 부화소 전극의 전압보다 낮은 액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제2 부화소 전극의 면적은 상기 제1 부화소 전극의 면적보다 큰 액정 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 부화소 전극은 자신과 연결된 게이트선과 중첩하지 않는 액정 표시 장치.
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