KR20070020742A

KR20070020742A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20070020742A
Application number: KR1020050074959A
Authority: KR
Inventors: 신경주; 창학선; 김현욱; 김연주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-08-16
Publication date: 2007-02-22
Also published as: US20070064191A1; JP2007052433A; CN1945408A; TW200712708A

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며, 서로 나란한 한 쌍의 굴곡변을 가지는 복수의 제1 부화소 전극, 상기 기판 위에 형성되어 있고, 서로 나란한 한 쌍의 굴곡변을 가지며 상기 제1 부화소 전극과 제1 방향으로 인접하며 상기 제1 부화소 전극과 함께 화소 전극을 이루는 복수의 제2 부화소 전극, 그리고 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 포함하고, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 및 제2 부화소 전극의 길이는 서로 다르다.

화소 전극, Zcell, 6개구부, 시인성

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 대한 등가 회로도.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 화소 전극과 공통 전극의 배치도.

도 4는 도 3에 도시한 부화소 전극의 기본이 되는 단위 전극의 평면도.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소 전극과 데이터선의 배치도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 전극과 데이터선의 배치도.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도.

도 9는 도 8에 도시한 액정 표시판 조립체를 Ⅸ-Ⅸ 선을 따라 잘라 도시한 단면도.

도 10은 도 8에 도시한 액정 표시판 조립체를 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 잘라 도시한 단면도.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 여러 가지 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 화소 전극과 공통 전극의 배치도.

도 16은 도 14에 도시한 액정 표시판 조립체의 배치도.

도 17은 도 15에 도시한 액정 표시판 조립체의 배치도.

<도면 부호의 설명>

12, 22: 편광판 11, 21: 배향막

71-73, 71a-73a, 71b-73b, 71c, 72c: 공통 전극 절개부

91-93, 91a-93a, 91b-93b, 91c-93c: 화소 전극 절개부

81, 81a, 81b, 82: 접촉 보조 부재

110, 210: 기판

121, 121a, 121b: 게이트선

124, 124a, 124b: 게이트 전극

131: 유지 전극선

137: 유지 전극

140: 게이트 절연막

154, 154a, 154b,: 반도체

163b, 165b: 저항성 접촉 부재

171, 171a, 171b: 데이터선

173, 173a, 173b: 소스 전극

175, 175a, 175b: 드레인 전극

180: 보호막

181a, 181b, 182, 185, 185a, 185b: 접촉 구멍

191, 191m, 191s, 191m1-191m3, 191s1-191s3, 193: 화소 전극

220: 차광 부재 230: 색필터

250: 덮개막 270: 공통 전극

300: 액정 표시판 조립체 400: 게이트 구동부

500: 데이터 구동부 600: 신호 제어부

800: 계조 전압 생성부

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.

액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위 칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.

이러한 액정 표시 장치 중에서도, 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode)의 액정 표시 장치는 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.

수직 배향 방식의 액정 표시 장치에서 넓은 기준 시야각을 구현하기 위한 구체적인 방법으로는 전기장 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전기장 생성 전극 위 또는 아래에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부와 돌기는 액정 분자가 기울어지는 방향(tilt direction)을 결정하므로, 이들을 적절하게 배치하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.

그런데 돌기나 절개부가 있는 부분은 빛이 투과하기 어려우므로 이들이 많을수록 개구율이 떨어진다. 개구율을 높이기 위하여 화소 전극을 넓힌 초고개구율 구조가 제시되었다. 그러나 이 경우 화소 전극 사이의 거리가 가깝고 화소 전극과 데이터선 사이의 거리도 가까워서 화소 전극 가장자리 부근에 강한 측방향 전기장(lateral field)이 형성된다. 이러한 측방향 전기장으로 인하여 액정 분자들의 배향이 흐트러지고 이에 따라 텍스처(texture)나 빛샘이 생기며 응답 시간이 길어진 다.

또한 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는 전면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어진다. 예를 들어, 절개부가 구비된 PVA(patterned vertically aligned) 방식의 액정 표시 장치의 경우에는 측면으로 갈수록 영상이 밝아져서, 심한 경우에는 높은 계조 사이의 휘도 차이가 없어져 그림이 뭉그러져 보이기도 한다.

본 발명이 이루고자 하는 한 기술적 과제는 액정 표시 장치의 개구율을 높이면서 응답 속도 및 투과율을 향상하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 측면 시인성을 향상하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며, 서로 나란한 한 쌍의 굴곡변을 가지는 복수의 제1 부화소 전극, 상기 기판 위에 형성되어 있고, 서로 나란한 한 쌍의 굴곡변을 가지며 상기 제1 부화소 전극과 제1 방향으로 인접하며 상기 제1 부화소 전극과 함께 화소 전극을 이루는 복수의 제2 부화소 전극, 그리고 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극을 포함하고, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 및 제2 부화소 전극의 길이는 서로 다르다.

상기 제1 부화소 전극의 굴곡변 중 하나와 상기 제2 부화소 전극의 굴곡변 중 하나가 정렬되어 있을 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 중앙 정렬되어 있을수 있 다.

상기 화소 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 그리고 상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며, 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 제1 신호선을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 신호선은 직선으로 뻗어 있을 수 있다.

상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있고, 상기 제1 신호선과 교차하며, 상기 제1 부화소 전극을 지나는 제2 신호선을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 신호선과 교차하며, 상기 제2 부화소 전극, 상기 화소 전극의 경계 또는 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 경계를 지나가는 제3 신호선을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 신호선, 상기 제3 신호선 및 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.

상기 화소 전극과 상기 제1 박막 트랜지스터 및 상기 제1 신호선 사이에 형성되어 있는 유기막을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 경계 또는 상기 화소 전극의 경계를 지나는 유지 전극선을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 부화소 전극 중 적어도 하나와 중첩하는 유지 전극을 더 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 부화소 전극의 굴곡변의 꺽인 각도는 직각일 수 있다.

상기 제1 부화소 전극의 높이와 상기 제2 부화소 전극의 높이는 실질적으로 동일할 수 있다.

상기 제2 부화소 전극의 제1변 길이는 상기 제1 부화소 전극의 제2변 길이의 1.8 배 내지 2배일 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 서로 분리되어 있으며, 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 전압은 서로 다를 수 있다.

상기 제1 부화소 전극의 면적이 상기 제2 부화소 전극의 면적보다 작고, 상기 제1 부화소 전극의 전압이 상기 제2 부화소 전극의 전압보다 높을 수 있다.

상기 제2 부화소 전극의 면적은 상기 제1 부화소 전극 면적의 1.8배 내지 2배일 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 하나의 영상 정보로부터 얻어진 서로 다른 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 용량성 결합되어 있을 수 있다.

상기 제1 및 제2 부화소 전극이 서로 연결되어 있을 수 있다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 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 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 두 부화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 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 신호선(도시하지 않음)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(도시하지 않음)과 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선은 대 략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소를 포함하며, 각 부화소는 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clcm, Clcs)를 포함한다. 두 부화소 중 적어도 하나는 게이트선, 데이터선 및 액정 축전기(Clcm, Clcs)와 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)를 포함한다.

액정 축전기(Clcm, Clcs)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEm/PEs)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 부화소 전극(PEm/PEs)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 한 쌍의 부화소 전극(PEm, PEs)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(PE)을 이룬다. 공통 전극(CE)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.

한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할) 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(CF)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2와는 달리 색 필터(CF)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(PEm, PEs) 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.

표시판(100, 200)의 바깥 면에는 각각 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비되어 있는데, 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다. 두 편광자의 편광축은 직교할 수 있으며, 직교 편광자인 경우 전기장이 없는 액정층(3)에 들어온 입사광을 차단한다.

다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 복수의 계조 전압(또는 기준 계조 전압)을 생성한다.

게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호(Vg)를 게이트선에 인가한다.

데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 신호로서 데이터선에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 신호를 선택한다.

신호 제어부(600)는 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500) 등을 제어한다.

이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막 (flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.

그러면 도 3 및 도 4를 참고하여 앞서 설명한, 액정 표시판 조립체의 화소 전극, 공통 전극 및 색필터의 상세 구조에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 화소 전극과 공통 전극의 배치도이고, 도 4는 도 3에 도시한 부화소 전극의 기본이 되는 단위 전극의 평면도이다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 각 화소 전극(pixel electrode)(191)은 서로 분리되어 있으며 열 방향으로 인접한 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)을 포함한다. 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)은 절개부(91, 92, 93)를 가지며, 공통 전극(도시하지 않음)은 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)과 마주하는 절개부(cutout)(71, 72, 73)를 가진다. 또한 적색, 녹색 및 청색 색필터(230R, 230G, 230B)는 열 방향으로 인접한 화소 전극(191)을 따라 뻗어 있다.

한 화소 전극(191)을 이루는 제1 부화소 전극(191m)과 제2 부화소 전극 (191s)은 각각 별개의 스위칭 소자(도시하지 않음)와 연결될 수 있다. 이와는 달리, 제1 부화소 전극(191m)은 스위칭 소자(도시하지 않음)와 연결되고 제2 부화소 전극(191s)은 제1 부화소 전극(191m)과 용량성 결합되어 있을 수 있다. 각 스위칭 소자는 하나의 게이트선과 하나의 데이터선에 연결되어 있을 수 있다. 도 3에서 도면 부호 171은 데이터선을 나타낸다.

제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)은 도 4에 도시한 단위 전극(193)과 같은 모양이거나, 행 방향으로 인접한 한 쌍의 단위 전극(193)이 예를 들면 상단 및 하단에서 이어져 있는 모양이고, 공통 전극의 절개부(71-73)는 도 4에 도시한 절개부(70)와 실질적으로 서로 합동이다. 부화소 전극(191m, 191s) 및 절개부(71-73, 91-93)의 배치는 도 4에 도시한 단위 전극(193) 및 절개부(70) 배치가 행 방향 및 열 방향으로 반복되어 만들어진다.

도 4에 도시한 바와 같이, 단위 전극(193)은 한 쌍의 굴곡변(curved edge)(193o1, 193o2) 및 한 쌍의 가로변(transverse edge)(193t)을 가지며 대략 갈매기 모양(chevron)이다. 여기서 굴곡변은 곡선뿐만 아니라 직선으로 꺽인(bent) 형태의 변을 이른다. 한 쌍의 굴곡변은 가로변(193t)과 둔각, 예를 들면 약 135°를 이루며 만나는 볼록변(convex edge)(193o1) 및 가로변(193t)과 예각, 예를 들면 약 45°를 이루며 만나는 오목변(concave edge)(193o2)을 포함한다. 굴곡변(193o1, 193o2)은 한 쌍의 빗변이 대략 직각으로 만나 이루어지므로 그 꺾인 각도는 대략 직각이다. 단위 전극(193)에는 오목변(193o2) 상의 오목 꼭지점(CV)에서 볼록변(193o1) 상의 볼록 꼭지점(VV)을 향하여 대략 단위 전극(193) 중심까지 뻗어 있는 절개부(90)가 형성되어 있다.

공통 전극(270)의 절개부(70)는 굴곡점(CP)을 가지는 굴곡부(70o), 굴곡부(70o)의 굴곡점(CP)에 연결되어 있는 중앙 가로부(70t1), 그리고 굴곡부(70o)의 양 끝에 연결되어 있는 한 쌍의 종단 가로부(70t2)를 포함한다. 절개부(70)의 굴곡부(70o)는 직각으로 만나는 한 쌍의 사선부로 이루어지고, 단위 전극(193)의 굴곡변(193o1, 193o2)과 거의 평행하며, 단위 전극(193)을 좌반부와 우반부로 이등분한다. 절개부(70)의 중앙 가로부(70t1)는 굴곡부(70o)와 둔각, 예를 들면 약 135°를 이루며, 대략 단위 전극(193)의 볼록 꼭지점(VV)을 향하여 뻗어 있다. 종단 가로부(70t2)는 단위 전극(193)의 가로변(193t)과 정렬되어 있으며 굴곡부(70o)와 둔각, 예를 들면 약 135°를 이룬다.

단위 전극(193)은 절개부(90, 70)에 의하여 4개의 부영역(sub-area)(S1, S2, S3, S4)으로 나뉘며, 각 부영역(S1-S4)은 절개부(70)의 굴곡부(70o) 및 단위 전극(193)의 굴곡변(193o)에 의하여 정의되는 두 개의 주 변(primary edge)을 가진다. 주 변 사이의 거리, 즉 부영역의 너비(W)는 약 22-26??m 정도인 것이 바람직하다.

단위 전극(193)과 절개부(70)는 단위 전극(193)의 볼록 꼭지점(VV)과 오목 꼭지점(CV)를 잇는 가상의 직선(앞으로 "가로 중심선"이라 함)에 대하여 대략 반전 대칭이다.

다시 도 3을 참고하면, 제2 부화소 전극(191s)은 단위 전극(193) 두 개가 오목변과 볼록변이 인접하도록 상단과 하단에서 연결된 모양으로서, 두 단위 전극(193) 사이의 간극과 이 간극에 연결되는 절개부(90)가 새로운 하나의 절개부(92) 를 이룬다. 이 절개부(92)는 제2 부화소 전극(191s)을 좌반부와 우반부로 이등분하는 굴곡부와 이에 연결된 가로부를 포함하는 것으로 볼 수 있다.

도 4에 나타낸 것과 같이, 가로변(193t)의 길이(L)를 그 단위 전극의 길이라 하고 가로변(193t) 사이의 거리(H)를 그 단위 전극의 높이라고 정의하고 단위 전극을 포함하는 부화소 전극의 길이와 높이도 동일한 방식으로 정의하면, 도 3에 나타낸 제1 부화소 전극(191m)과 제2 부화소 전극(191s)의 높이는 실질적으로 동일하며, 제2 부화소 전극(191s)의 길이는 제1 부화소 전극(191m)의 길이(L)의 대략 1.8배 내지 2배이다. 따라서 제2 부화소 전극(191s)의 면적이 제1 부화소 전극(191m)의 면적의 대략 1.8배 내지 2배이다.

제1 부화소 전극(191m)과 제2 부화소 전극(191s)은 행 방향 및 열 방향으로 교대로 배치되어 있다.

부화소 전극(191m, 191s)의 행 방향 배치를 보면, 제1 부화소 전극(191m)의 가로 중심선과 제2 부화소 전극(191s)의 가로 중심선이 동일 직선 상에 놓이며, 제1 부화소 전극(191m)의 볼록변과 제2 부화소 전극(191s)의 오목변이 인접하고, 제1 부화소 전극(191m)의 오목변과 제2 부화소 전극(191s)의 볼록변이 인접한다.

열 방향으로는, 두 부화소 전극(191m, 191s)의 길이가 다르므로 여러 가지 형태의 배치를 고려할 수 있다. 그 중 하나는 부화소 전극(191m, 191s)의 두 굴곡변 중 어느 한 쪽이 서로 이어지도록 하는 것이며, 도 3에 도시한 예에서는 제1 부화소 전극(191m)과 제2 부화소 전극(191s)의 볼록변(왼쪽 변)과 오목변(오른쪽 변)이 번갈아 정렬되도록 배치되어 있다. 다른 하나는 두 부화소 전극(191m, 191s)의 굴곡변이 서로 엇갈리도록 하는 것이며, 예를 들면 제1 부화소 전극(191m)이 제2 부화소 전극(191s)의 중앙에 정렬되도록 배치한다.

구체적으로 설명하자면, 도 3에 도시한 예에서는 제1 부화소 전극(191m)의 볼록변이 제2 부화소 전극(191s)의 볼록변 또는 제2 부화소 전극(191)을 이등분하는 절개부(92)의 굴곡부와 이어지고, 제1 부화소 전극(191m)의 오목변은 제2 부화소 전극(191s)의 절개부(92)의 굴곡부 또는 제2 부화소 전극(191s)의 오목변과 이어진다. 다시 말하면, 인접한 두 부화소행에서 부화소 전극(191m, 191s)의 굴곡변 또는 절개부(92)의 굴곡부가 서로 이어지고, 공통 전극(270) 절개부(71-73)의 굴곡부도 서로 이어진다.

다음, 도 1 내지 도 4에 도시한 액정 표시 장치의 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 신호를 수신한다. 입력 영상 신호(R, G, B)는 각 화소(PX)의 휘도(luminance) 정보를 담고 있으며 휘도는 정해진 수효, 예를 들면 1024(=2¹⁰), 256(=2⁸) 또는 64(=2⁶) 개의 계조(gray)를 가지고 있다. 입력 제어 신호의 예로는 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등이 있다.

신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 입력 영상 신호(R, G, B)를 액정 표시판 조립체(300) 및 데이터 구동부(500)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 출력한다. 출력 영상 신호(DAT)는 디지털 신호로서 정해진 수효의 값(또는 계조)을 가진다.

게이트 제어 신호(CONT1)는 주사 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV)와 게이트 온 전압(Von)의 출력 주기를 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 더 포함할 수 있다.

데이터 제어 신호(CONT2)는 한 묶음의 부화소에 대한 영상 데이터의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 액정 표시판 조립체(300)에 데이터 신호를 인가하라는 로드 신호(LOAD) 및 데이터 클록 신호(HCLK)를 포함한다. 데이터 제어 신호(CONT2)는 또한 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 신호의 전압 극성(이하 "공통 전압에 대한 데이터 신호의 전압 극성"을 줄여 "데이터 신호의 극성"이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS)를 더 포함할 수 있다.

신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라, 데이터 구동부(500)는 한 묶음의 부화소에 대한 디지털 영상 신호(DAT)를 수신하고, 각 디지털 영상 신호(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 디지털 영상 신호(DAT)를 아날로그 데이터 신호로 변환한 다음, 이를 해당 데이터선에 인가한다.

게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선에 인가하여 이 게이트선에 연결된 스위칭 소자를 턴온시킨다. 그러면 데이터선에 인가된 데이터 신호가 턴온된 스위칭 소자를 통하여 해당 부화소에 인가된다.

도 3에서, 한 화소 전극(191)을 이루는 제1 부화소 전극(191m)과 제2 부화소 전극(191s)이 별개의 스위칭 소자와 연결되어 있는 경우, 즉 각 부화소가 각자의 스위칭 소자를 가지고 있는 경우에는, 두 부화소가 서로 다른 시간에 동일한 데이터선을 통해서 별개의 데이터 전압을 인가 받거나, 동일한 시간에 서로 다른 데이터선을 통해서 별개의 데이터 전압을 인가 받을 수 있다.

이와는 달리, 제1 부화소 전극(191m)은 스위칭 소자(도시하지 않음)와 연결되어 있고 제2 부화소 전극(191s)은 제1 부화소 전극(191m)과 용량성 결합되어 있는 경우에는, 제1 부화소 전극(191m)을 포함하는 부화소만 스위칭 소자를 통하여 데이터 전압을 인가 받고, 제2 부화소 전극(191s)을 포함하는 부화소는 제1 부화소 전극(191m)의 전압 변화에 따라 변화하는 전압을 가질 수 있다. 이때, 면적이 상대적으로 작은 제1 부화소 전극(191m)의 전압이 면적이 상대적으로 큰 제2 부화소 전극(191s)의 전압보다 높다.

이렇게 제1 또는 제2 액정 축전기(Clcs, Clcm)의 양단에 전위차가 생기면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 주 전기장(전계)(primary electric field)이 액정층(3)에 생성된다. [앞으로 화소 전극(190) 및 공통 전극(270)을 아울러 "전기장 생성 전극(field generating electrode)"라 한다.] 그러면 액정층(3)의 액정 분자들은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 기울어지 며, 액정 분자가 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라진다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나며 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.

액정 분자가 기울어지는 각도는 전기장의 세기에 따라 달라지는데, 두 액정 축전기(Clcs, Clcm)의 전압이 서로 다르므로 액정 분자들이 기울어진 각도가 다르고 이에 따라 두 부화소의 휘도가 다르다. 따라서 제1 액정 축전기(Clcs)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcm)의 전압을 적절하게 맞추면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 할 수 있으며, 즉 측면 감마 곡선을 정면 감마 곡선에 최대한 가깝게 할 수 있으며, 이렇게 함으로써 측면 시인성을 향상할 수 있다.

또한 높은 전압을 인가 받는 제1 부화소 전극(191m)의 면적을 제2 부화소 전극(191s)의 면적보다 작게 하면 측면 감마 곡선을 정면 감마 곡선에 더욱 가깝게 할 수 있다. 특히 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)의 면적비가 대략 1:2이므로 측면 감마 곡선이 정면 감마 곡선에 더욱더 가깝게 되어 측면 시인성이 더욱 좋아진다.

액정 분자들이 기울어지는 방향은 일차적으로 전기장 생성 전극(191, 270)의 절개부(91-93, 71-73) 및 부화소 전극(191m, 191s)의 변이 주 전기장을 왜곡하여 만들어내는 수평 성분에 의하여 결정된다. 이러한 주 전기장의 수평 성분은 절개부(91-93, 71-73)의 변과 부화소 전극(191m, 191s)의 변에 거의 수직이다.

도 3을 참고하면, 절개부(91-93, 71-73)에 의하여 나뉜 각 부영역 위의 액정 분자들은 대부분 주 변에 수직인 방향으로 기울어지므로, 기울어지는 방향을 추려보면 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

부영역의 너비, 즉, 공통 전극(270) 절개부(71-73)의 사선부와 부화소 전극(191m, 191s)의 빗변 또는 절개부(91-93) 사이의 간격은, 앞에서 설명하였듯이 22-26??m 정도인 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 주 전기장의 수평 성분을 적절하게 활용하면서도 절개부(71-73, 91-93) 등으로 인한 개구율 저하를 줄일 수 있다.

한편, 이웃하는 화소 전극(191) 사이의 전압 차에 의하여 부차적으로 생성되는 부 전기장(secondary electric field)의 방향은 부영역의 주 변과 수직이다. 따라서 부 전기장의 방향과 주 전기장의 수평 성분의 방향과 일치한다. 결국 이웃하는 화소 전극(191) 사이의 부 전기장은 액정 분자들의 경사 방향의 결정을 강화하는 쪽으로 작용한다. 따라서 다른 구조의 화소 전극과 비교해서 액정 제어력이 강화되고 필요에 따라 부영역의 너비를 넓혀도 텍스처 증가로 인한 응답 속도 지연을 막을 수도 있다.

이와 같은 액정 표시 장치의 동작은 1 수평 주기["1H"라고도 쓰며, 수평 동기 신호(Hsync) 및 데이터 인에이블 신호(DE)의 한 주기와 동일함]를 단위로 하여 되풀이되며, 모든 화소(PX)에 한 번씩 데이터 신호가 인가되면 한 프레임(frame)의 영상이 표시되는 것이다.

한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소(PX)에 인가되는 데이터 신호의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인 가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다("프레임 반전").

이때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 신호의 극성이 바뀌거나(보기: 행 반전, 점 반전), 한 묶음의 화소에 인가되는 데이터 신호의 극성도 서로 다를 수 있다(보기: 열 반전, 점 반전). 이 중에서, 점 반전 등의 경우에는 인접한 데이터선에 흐르는 데이터 전압의 극성이 반대이며 각 데이터선의 전압이 정극성과 부극성을 계속하여 왕복한다. 예를 들면, 도 3에서 왼쪽과 오른쪽의 데이터선(171)에 흐르는 데이터 전압은 정극성(+)이지만 중간에 있는 데이터선(171)에 흐르는 데이터 전압은 부극성(-)이다. 그러나 이들의 극성은 곧 반대가 되고 이를 계속해서 반복한다.

이제 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 화소 전극의 기생 용량에 관하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 화소 전극에 데이터선을 배치한 배치도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 전극에 데이터선을 배치한 배치도이다.

인접한 화소 전극(191)과 데이터선(171a, 171b)은 기생 축전기를 이루고 이 기생 축전기로 인하여 화소 전극(191)의 전압이 변동한다. 예를 들어 데이터선(171a, 171b)의 전압이 올라가면 화소 전극(191)의 전압도 올라가고 반대로 데이터선(171)의 전압이 내려가면 화소 전극(191)의 전압도 올라간다. 따라서 데이터선(171a, 171b)의 전압이 부극성에서 정극성으로 바뀌면 화소 전극(191)의 전압이 상승하고, 반대로 데이터선(171)의 전압이 정극성에서 부극성으로 바뀌면 화소 전극 (191)의 전압이 하강한다. 도 3 및 도 4에 도시한 구조에서는 하나의 화소 전극(191)이 극성이 다른 두 개의 데이터선(171)과 중첩 또는 인접하므로, 한쪽 데이터선(171)과의 기생 축전기는 화소 전극(191)의 전압을 올리는 쪽으로 작용하고, 다른쪽 데이터선(171)과의 기생 축전기는 화소 전극(191)의 전압을 내리는 쪽으로 작용한다.

이러한 화소 전극(191)의 전압 변동량은 화소 전극(191)과 데이터선(171a, 171b) 사이의 기생 용량에 의존하며, 기생 용량은 화소 전극(191)과 데이터선(171a, 171b)의 중첩 면적에 비례한다.

도 5 및 도 6에서 모두 하나의 화소 전극(191)이 두 개의 데이터선(171a, 171b)과 중첩한다. 도 5의 경우는 도 6에 비하여 화소 전극(191)이 두 데이터선(171a, 171b)과 중첩하는 면적이 거의 동일하며, 도 6은 화소 전극(191)이 두 데이터선(171a, 171b)과 중첩하는 면적이 각 화소 전극(191)에 따라 차이가 있다.

화소 전극(191)과 한 데이터선(171a) 간 기생 용량을 Cdp1, 다른 한데이터선(171b) 간 기생 용량을 Ccp2라 하면, 한 화소 전극(191)의 전압이 Vp 로 충전될 때 이 화소 전극(191)을 기준으로 좌우의 인접 데이터선(171a, 171b)의 전압 상태가 각각 V1, V2라고 하면 이 화소 전극(191)에 충전되는 전하량은 다음 수학식 1과 같이 계산된다.

Qp=Cst×(Vp-Voff)+Clc×(Vp-Vcom)+Cdp1×(Vp-V1)+ Cdp2×(Vp-V2)

여기서 Voff는 화소 전극에 전압이 인가되지 않았을 때의 전압이다.

그리고 V1 및 V2 전압이 각각 V1' 및 V2' 로 변화하였을 때 화소 전극(191) 전압이 Vp' 로 변화하였다면 이때의 화소 전극(191)에 충전되는 전하량 Qp' 는 다음 수학식 2와 같다.

Qp'=Cst×(Vp'-Voff)+Clc×(Vp'-Vcom)+Cdp1×(Vp'-V1')+Cdp2×(Vp'-V2')

이때 전하량 보존 법칙을 적용하면, Qp와 Qp'는 동일하므로 화소 전극의 전압 변화량 ??Vp를 다음 수학식 3과 같이 계산할 수 있다.

이렇게 화소 전극과 인접 데이터선간 ??Cdp의 차이가 ??Vp를 유발시켜 수직 크로스 토크(cross talk)를 발생시킨다. 그러나 화소 전극(191)의 관점에서 볼 때 ??Vp(t)의 한 프레임 동안의 ??Cdp의 평균값은 열 반전 구동 방식이 아닌 점 반전 구동을 거의 대부분 사용하고 있는 액정 표시 장치에서는 0에 가깝기 때문에 불량이 발생하지 않는다. 이에 반하여 Cdp의 총합은 데이터선(171a, 171b)의 계조 전압 자체를 변화시키므로 화소 전극(191)에 인접하는 양측 데이터선(171a, 171b)에서 Cdp의 차이가 생기지 않도록 설계하는 것이 바람직하다. 따라서 도 15와 같이 화소 전극(191)을 설계하고 데이터선(171a, 171b)을 일정한 간격으로 직선으로 형성하면, 화소 전극(191)과 데이터선(171a, 171b)과 중첩되는 면적 차이에 의한 기생 용량의 차이는 어느 정도 있지만 한 프레임 동안 기생 용량의 전체 평균값은 0 에 가깝다. 이 때문에 기생 축전기로 인한 전압 상승분과 전압 하강분이 상쇄되어 화소 전극(191)의 전압 변동은 작다.

그러면, 도 7 내지 도 10 및 앞에서 설명한 도 1 내지 도 3을 참고로 하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다.

도 7는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 7를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 복수 쌍의 게이트선(GLa, GLb), 복수의 데이터선(DL) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXm, PXs)를 포함하며, 각 부화소(PXm/PXs)는 각각 해당 게이트선(GLa/GLb) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있는 스위칭 소자(Qm/Qs)와 이에 연결된 액정 축전기(Clcm/Clcs), 그리고 스위칭 소자(Qm/Qs) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 유지 축전기(storage capacitor)(Cstm/Csts)를 포함한다.

각 스위칭 소자(Qm/Qs)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GLa/GLb)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clcm/Clcs) 및 유지 축전기(Cstm/Csts)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clcm/Clcs)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Cstm/Csts)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(Cstm, Csts)는 부화소 전극(PEm, PEs)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.

액정 축전기(Clcm, Clcs) 등에 대해서는 앞에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.

이와 같은 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치에서는, 신호 제어부(600)가 한 화소(PX)에 대한 입력 영상 신호(R, G, B)를 수신하여 두 부화소(PXm, PXs)에 대한 출력 영상 신호(DAT)로 변환하여 데이터 구동부(500)에 전송할 수 있다. 이와는 달리, 계조 전압 생성부(800)에서 두 부화소(PXm, PXs)에 대한 계조 전압 집합을 따로 만들고 이를 번갈아 데이터 구동부(500)에 제공하거나, 데이터 구동부(500)에서 이를 번갈아 선택함으로써, 두 부화소(PXm, PXs)에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 단, 이때 두 부화소(PXm, PXs)의 합성 감마 곡선이 정면에서의 기준 감마 곡선에 가깝게 되도록 영상 신호를 보정하거나 계조 전압 집합을 만드는 것이 바람직하다. 예를 들면 정면에서의 합성 감마 곡선은 이 액정 표시판 조립체에 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다.

그러면, 도 7에 도시한 액정 표시판 조립체의 한 예에 대하여 도 8 내지 도 10을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도이고, 도 9 및 도 10은 도 8에 도시한 액정 표시판 조립체를 Ⅸ-Ⅸ 및 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 상부 및 하부 게이트선(gate line)(121a, 121b)과 유지 전극선(storage electrode lines)(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.

상부 및 하부 게이트선(121a, 121b)은 게이트 신호를 전달하고 주로 가로 방향으로 뻗으며, 각각 위쪽 및 아래쪽에 위치한다.

상부 게이트선(121a)은 아래로 돌출한 복수의 상부 게이트 전극(gate electrode)(124a)과 다른 층 또는 게이트 구동부(400)와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129a)을 포함한다. 하부 게이트선(121b)은 위로 돌출한 복수의 하부 게이트 전극(124b)과 다른 층 또는 게이트 구동부(400)와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129b)을 포함한다. 게이트 구동부(400)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121a, 121b)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

유지 전극선(131)은 공통 전압(Vcom) 등 소정의 전압을 인가 받으며, 게이트선(121a, 121b)과 거의 나란하게 뻗는다. 각 유지 전극선(131)은 상부 게이트선 (121a)과 하부 게이트선(121b) 사이에 위치하며, 상부 게이트선(121a)과의 거리가 하부 게이트선(121b)와의 거리보다 가깝다. 유지 전극선(131)은 아래위로 확장된 유지 전극(storage electrode)(137)을 포함한다. 그러나 유지 전극(137)을 비롯한 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131)는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트 도전체(121a, 121b, 131)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80°인 것이 바람직하다.

게이트 도전체(121a, 121b, 131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.

게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 상부 및 하부 섬형 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다. 상부 및 하부 반도체(154a, 154b)는 각각 상부 및 하부 게이트 전극(124a, 124b) 위에 위치한다.

각각의 상부 반도체(154a) 위에는 한 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 각각의 하부 반도체(154b) 위에도 한 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(163b, 165b)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163b, 165b)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.

반도체(154a, 154b)와 저항성 접촉 부재(163b, 165b)의 측면 역시 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30° 내지 80° 정도이다.

저항성 접촉 부재(163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수 쌍의 상부 및 하부 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.

데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 상부 및 하부 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 각각 뻗어 U자형으로 굽은 복수 쌍의 상부 및 하부 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)과 다른 층 또는 데이터 구동부(500)와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 구동부(500)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.

상부 및 하부 드레인 전극(175a, 175b)은 서로 분리되어 있고 데이터선(171)과도 분리되어 있다. 상부/하부 드레인 전극(175a/175b)은 상부/하부 게이트 전극(124a/124b)을 중심으로 상부/하부 소스 전극(173a/173b)과 마주한다.

상부 드레인 전극(175a)은 상부 소스 전극(173a)으로 일부 둘러싸인 한 쪽 끝에서부터 시작하여 아래로 곧게 뻗어 있다. 상부 드레인 전극(175)은 유지 전극선(131)과의 교차점 부근에서 유지 전극선(131)을 따라 좌우로 확장된 확장부(177a)를 포함한다.

하부 드레인 전극(175b)은 하부 소스 전극(173b)으로 일부 둘러싸인 한 쪽 끝에서부터 시작하여 위로 뻗어 유지 전극선(131)과 교차점 부근에서 유지 전극선(131)을 따라 좌우로 확장되어 있는 확장부(177b)를 포함한다.

상부/하부 게이트 전극(124a/124b), 상부/하부 소스 전극(173a/173b) 및 상부/하부 드레인 전극(175a/175b)은 상부/하부 반도체(154a/154b)와 함께 상부/하부 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qs/Qm)를 이루며, 상부/하부 박막 트랜지스터(Qs/Qm)의 채널(channel)은 상부/하부 소스 전극(173a/173b)과 상부/하부 드레인 전극(175a/175b) 사이의 상부/하부 반도체(154a/154b)에 형성된다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b)는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴 (합금) 하부막과 알루미늄 (합금) 중간막과 몰리브덴 (합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터 도전체(171, 175a, 175b)는 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.

저항성 접촉 부재(165a, 165b)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터 도전체(171, 175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154a, 154b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(171, 175a, 175b)로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

데이터 도전체(171, 175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 더욱 낮은 유전율을 가지며 두께를 크게 형성할 수 있는 유기 절연물로 만들어질 수 있다. 이로써 화소 전극(191)과 데이터선(171)이 중첩하더라도 화소 전극(191)과 데이터선(171) 사이를 절연하여 기생 용량이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 유기 절연물 은 4.0 이하의 유전 상수를 가지는 것이 바람직하하며, 감광성(photosensitivity)을 가질 수도 있다. 또한 보호막(180)은 무기 절연물로 이루어질 수 도 있으며, 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(154a, 154b) 부분에 해가 가지 않도록 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.

보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole) (182), 상부 드레인 전극(175a)의 확장부(177a)를 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a), 그리고 하부 드레인 전극(175b)의 확장부(177b)를 드러내는 복수의 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다. 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81a, 81b, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.

각 화소 전극(191)은 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)을 포함한다. 제1 부화소 전극(191m)에는 절개부(91)가 형성되어 있고, 제2 부화소 전극(191s)에도 절개부(92, 93)가 형성되어 있다.

제1 부화소 전극(191m)은 접촉 구멍(185b)을 통하여 하부 드레인 전극(175b)과 연결되어 있으며, 제2 부화소 전극(191s)은 접촉 구멍(185b)을 통하여 상부 드레인 전극(175a)과 연결되어 있다.

유지 전극선(131), 상부 및 하부 드레인 전극(175a, 175b)의 확장부(177a, 177b) 및 접촉 구멍(185a, 185b)은 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)이 이웃하는 경계 부근에 위치하고 있다. 상부 게이트선(121a)은 제2 부화소 전극(191s)의 굴곡점을 연결하는 직선 상에 위치하고 있고, 하부 게이트선(121b)은 화소 전극(191)의 경계에 위치하고 있다. 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)의 경계는 앞서 설명한 부영역의 경계로서, 이 부분에서는 액정 분자의 배열이 흐트러져 텍스처(texture)가 나타날 수 있는데, 이와 같이 배치하면 텍스처를 가리면서 개구율을 향상할 수 있다.

화소 전극(191)의 기타 모양 및 배치는 도 3 및 도 4를 참고로 하여 앞에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.

제1/제2 부화소 전극(191m/191s)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3) 부분과 함께 제1/제2 액정 축전기(Clcm/Clcs)를 이루어 박막 트랜지스터(Qm/Qs)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.

제1 부화소 전극(191m) 및 이와 연결된 하부 드레인 전극(175b)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 유지 전극(137a)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하여 제1 유지 축전기(Cstm)를 이룬다. 또한 제2 부화소 전극(191s) 및 이와 연결된 상부 드레인 전극(175a)은 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 유지 전극(137b)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하여 제2 유지 축전기(Csts)를 이룬다. 이러한 제1/제2 유지 축전기(Cstm/Csts)는 제1/제2 액정 축전기(Clcm/Clcs)의 전압 유지 능력을 강화한다.

접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 각각 접촉 구멍(181a, 181b, 182)을 통하여 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.

다음, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)의 굴곡변에 대응하는 굴곡부(도시하지 않음)와 박막 트랜지스터에 대응하는 사각형 부분(도시하지 않음)을 포함할 수 있으며, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막고 화소 전극(191)과 마주하는 개구 영역을 정의한다.

기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(230)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 길게 뻗을 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.

색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 유기 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.

덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어지며 복수의 절개부(71, 72, 73)를 가 진다.

공통 전극(270)의 절개부(71, 72, 73)의 모양 및 배치는 도 3을 참고로 하여 앞에서 설명하였으므로 상세한 설명은 생략한다.

절개부(71, 72, 73)의 수효는 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(71, 72, 73)와 중첩하여 절개부(71, 72, 73) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다.

표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(11, 21)이 형성되어 있으며 이들은 수직 배향막일 수 있다.

표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(12, 22)가 구비되어 있는데, 두 편광자(12, 22)의 편광축은 직교하며 부화소 전극(191m, 191s)의 굴곡변과 대략 45°의 각도를 이루는 것이 바람직하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다.

액정 표시 장치는 편광자(12, 22), 위상 지연막, 표시판(100, 200) 및 액정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.

액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.

절개부(71, 72, 73)는 돌기(protrusion)(도시하지 않음)나 함몰부(depression)(도시하지 않음)로 대체할 수 있다. 돌기는 유기물 또는 무기물로 만들어질 수 있고 전기장 생성 전극(191, 270)의 위 또는 아래에 배치될 수 있다.

다음, 도 11 그리고 앞에서 설명한 도 1 내지 도 4를 참고로 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도이다.

도 11에 도시한 액정 표시판 조립체는 도 8 내지 도 10에 도시한 액정 표시판 조립체와 같이 서로 마주하는 하부 표시판(도시하지 않음)과 상부 표시판(도시하지 않음), 이들 두 표시판 사이에 들어 있는 액정층(도시하지 않음) 및 표시판 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(도시하지 않음)를 포함한다.

본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 층상 구조는 대개 도 9 및 도 10에 도시한 액정 표시판 조립체의 층상 구조와 동일하다.

하부 표시판(100)에 대하여 설명하자면, 절연 기판(100) 위에 복수 쌍의 게이트선(121a, 121b)과 복수의 유지 전극선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다. 각 게이트선(121a, 121b)은 복수 쌍의 상부 및 하부 게이트 전극(124a, 124b)과 끝 부분(129a, 129b)을 포함한다. 유지 전극선(131)은 복수의 유지 전극(137)을 포함한다. 게이트 도전체(121a. 121b, 131) 위에는 게이트 절연막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 게이트 절연막 위에는 복수의 섬형 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있고, 그 위에는 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재 위에는 복수의 데이터선(171)과 복수 쌍의 상부 및 하부 드레인 전극(175a, 175b)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다. 데이터선(171)은 복수의 상부 및 하부 소스 전극(173a, 173b)과 끝 부분(179)을 포함하며, 상부 드레인 전극(175a)은 확장부(177a)를 포함하고, 하부 드레 인 전극(175b)은 확장부(177b)을 포함한다. 데이터 도전체(171, 175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 보호막 및 게이트 절연막에는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b, 182, 185a, 185b) 이 형성되어 있다. 보호막(180) 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)을 포함하는 복수의 화소 전극(191)과 복수의 접촉 보조 부재(81, 82a, 82b)가 형성되어 있다. 화소 전극(191), 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82) 및 보호막(180) 위에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

상부 표시판(200)에 대하여 설명하자면, 절연 기판(210) 위에 차광 부재(220), 복수의 색필터(230), 덮개막(250), 절개부(71, 72, 73)를 가지는 공통 전극(270), 그리고 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

그러나 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에서는 도 8 내지 도 10에 도시한 액정 표시판 조립체와 비교할 때, 하부 게이트선(121b)은 제1 부화소 전극(191m)의 굴곡점을 잇는 직선 상에 위치한다.

그 밖에 도 8 내지 도 10에 도시한 액정 표시판 조립체의 많은 특징들이 도 11에 도시한 액정 표시판 조립체에도 적용될 수 있다.

다음, 도 12 내지 도 14을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체에 대하여 상세하게 설명한다.

도 12은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 12을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체는 서로 마주하는 하부 및 상부 표시판(100, 200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

하부 표시판(100)에는 복수의 게이트선(GL), 복수의 데이터선(DL) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선이 구비되어 있으며, 각 화소는 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(Clc), 그리고 스위칭 소자(Q) 및 유지 전극선(SL)에 연결되어 있는 유지 축전기(Cst)를 포함한다.

스위칭 소자(Q) 또한 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clc) 및 유지 축전기(Cst)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clc)는 하부 표시판(100)의 화소 전극(PE)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(CE)을 두 단자로 하며 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 공통 전극(CE)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다.

유지 축전기(Cst) 및 이와 같은 액정 표시판 조립체를 포함하는 액정 표시 장치의 동작 등에 대해서는 앞선 실시예와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 단, 도 19에 도시한 액정 표시 장치에서는 한 화소(PX)가 분리되어 있지 않고 서로 연결되어 있다.

그러면, 도 12에 도시한 액정 표시판 조립체의 여러 가지 예에 대하여 도 13 내지 도 15를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 화소 전극과 공통 전극의 배치도이다.

도 13 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 각 화소 전극(191)은 서로 연결되어 있으며, 열방향으로 인접한 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(191s1-191m3)을 포함한다. 제1 및 제2 부화소 전극(191s1-191m3)은 절개부(91a-93a, 91b-93b, 91c-93c)를 가지며, 공통 전극(270)은 제1 및 제2 부화소 전극(191s1-191m3)과 마주하는 절개부(cutout)(71a-73a, 71b-73b, 71c-73c)를 가진다. 또한 적색, 녹색 및 청색 색필터는 열 방향으로 인접한 화소 전극(191)을 따라 뻗어 있다.

도 13 내지 도 15에서 제1 및 제2 부화소 전극(191s1-191m3)은 도 4에 도시한 단위 전극(193)과 같은 모양이거나, 행 방향으로 인접한 한 쌍의 단위 전극(193)이 예를 들면 상단 및 하단에서 이어져 있는 모양이고, 공통 전극(270)의 절개부(71a-73a, 71b-73b, 71c-73c)는 도 6에 도시한 절개부(70)와 실질적으로 서로 합동이다. 부화소 전극(191s1-191m3) 및 절개부(71a-73a, 71b-73b, 71c-73c, 91a-93a, 91b-93b, 91c-93c)의 배치는 도 6에 도시한 단위 전극(193) 및 절개부(70) 배치가 행 방향 및 열 방향으로 반복되어 만들어진다.

도 13 내지 도 15를 참고하면, 제1 부화소 전극(191m1, 191m2, 191m3)과 제2 부화소 전극(191s1, 191s2, 191s3)은 행 방향 및 열 방향으로 교대로 배치되어 있다.

부화소 전극(191m1-191m3, 191s1-191s3)의 행 방향 배치를 보면, 제1 부화소 전극(191m1, 191m2, 191m3)의 가로 중심선과 제2 부화소 전극(191s1, 191s2, 191s3)의 가로 중심선이 동일 직선 상에 놓이며, 제1 부화소 전극(191m1, 191m2, 191m3)의 볼록변과 제2 부화소 전극(191s1, 191s2, 191s3)의 오목변이 인접하고, 제1 부화소 전극(191m1, 191m2, 191m3)의 오목변과 제2 부화소 전극(191s1, 191s2, 191s3)의 볼록변이 인접한다.

열 방향으로는, 두 부화소 전극(191m1-191m3, 191s1-191s3)의 길이가 다르므로 여러 가지 형태의 배치를 고려할 수 있다. 그 중 하나는 두 부화소 전극의 굴곡변이 서로 엇갈리도록 하는 것이며, 도 11에 도시한 예에서는 제1 부화소 전극(191m1)이 제2 부화소 전극(191s1)의 중앙에 정렬되도록 배치되어 있다. 다른 하나는 부화소 전극의 두 굴곡변 중 어느 한 쪽이 서로 이어지도록 하는 것이며, 도 12 및 도 13에 도시한 예에서는 제1 부화소 전극(191m2, 191m3)과 제2 부화소 전극(191s2, 191s3)의 볼록변(왼쪽 변)과 오목변(오른쪽 변)이 번갈아 정렬되도록 배치되어 있다.

구체적으로 설명하자면, 도 11에 도시한 예에서는, 제1 부화소 전극(191m1)을 이등분하는 절개부(71a)의 굴곡부가 제2 부화소 전극(191s1)을 이등분하는 절개부(92a)의 굴곡부와 이어진다. 따라서 제1 부화소 전극(191m1)의 볼록변 및 오목변은 각각 제2 부화소 전극(191s1)의 단위 전극들을 이등분하는 절개부(72a, 73a)의 굴곡부와 이어진다. 다시 말하면, 인접한 두 부화소 행에서 부화소 전극(191m1, 191s1)의 굴곡변 또는 절개부(92a)의 굴곡부는 공통 전극(270) 절개부 (71a-73a)의 굴곡부와 이어진다.

이에 반해, 도 14 및 도 15에 도시한 예에서는 제1 부화소 전극(191m2, 191m3)의 볼록변이 제2 부화소 전극(191s2, 191s3)의 볼록변 또는 제2 부화소 전극(191s2, 191s3)을 이등분하는 절개부(92b, 92c)의 굴곡부와 이어지고, 제1 부화소 전극(191m2, 191m3)의 오목변은 제2 부화소 전극(191s2, 191s3)의 절개부(92b, 92c)의 굴곡부 또는 제2 부화소 전극(191s2, 191s3)의 오목변과 이어진다. 다시 말하면, 인접한 두 부화소행에서 부화소 전극(191m2, 191m3, 191s2, 191s3)의 굴곡변 또는 절개부(92b, 92c)의 굴곡부가 서로 이어지고, 공통 전극(270) 절개부(71b-73b, 71c, 72c)의 굴곡부도 서로 이어진다.

한편, 도 13에서는 제1 부화소 전극(191m1)과 제2 부화소 전극(191s1)이 중앙에 정렬해 있기 때문에 데이터선(도시하지 않음) 또한 규칙적으로 일정한 주기로 배열된다. 그러나 도 12 및 도 13에서는 길이가 1:2인 제1 부화소 전극(191m2, 191m3)과 제2 부화소 전극(191s2, 191s3)이 왼쪽, 오른쪽 번갈아 정렬하므로 데이터선 사이의 간격 또한 1:2의 비율로 번갈아 나타난다.

또한 도 13 내지 도 15에 도시한 제1 및 제2 부화소 전극(191m1-191m3, 191s1-191s3)는 일부 만이 연결되어 있으며 일부는 연결되어 있지 않다. 이렇게 제1 및 제2 부화소 전극(191m1-191m3, 191s1-191s3)의 마주하는 변이 일부만 연결되어 있음으로써, 제1 및 제2 부화소 전극(191m1-191m3, 191s1-191s3)의 경계 부근에서 텍스처 발생을 방지할 수 있다.

도 15의 화소 전극(191)에서는 제1 부화소 전극(191m3)의 변 중 제2 부화소 전극(191s3)과 서로 이웃하여 마주하되 연결되지 않은 부분(92d)은 제1 부화소 전극(191m3)의 빗변(92e)과 이루는 각이 135°이상이며, 제2 부화소 전극(191s3)의 변 중 제1 부화소 전극(191m3)과 서로 이웃하여 마주하되 연결되지 않은 부분(92f)은 제2 부화소 전극(191s3)의 빗변(92g)과 이루는 각이 135°이상이다. 즉, 제1 및 제2 부화소 전극(191m3, 191s3)의 마주하는 변 중 서로 연결되지 않은 부분은 연결된 부분에 가까워 질수록 테이퍼진 형상을 취한다. 이로써, 액정 분자의 배열을 더욱 안정적이게 할 수 있다.

이와 같이 도 13과 도 14 및 도 15에 도시한 화소 전극은 부화소 전극의 배열을 어떻게 하느냐에 따라 그 형태가 달라진다.

그러면, 도 12에 도시한 액정 표시판 조립체의 여러 가지 예에 대하여 도 16 및 도 17 그리고, 앞에서 설명한 도 14 및 도 15을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도이며, 도 17은 또 다른 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 배치도이다.

도 16 및 도 17을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체도 서로 마주하는 하부 표시판(도시하지 않음)과 상부 표시판(도시하지 않음) 및 이들 두 표시판 사이에 들어 있는 액정층(도시하지 않음)을 포함한다.

본 실시예에 따른 액정 표시판 조립체의 층상 구조는 대개 도 6 내지 도 8에 도시한 액정 표시판 조립체의 층상 구조와 비슷하다.

하부 표시판에 대하여 설명하자면, 절연 기판(도시하지 않음) 위에 복수의 게이트선(121)과 복수의 유지 전극선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다. 각 게이트선(121)은 게이트 전극(124)과 끝 부분(129)을 포함하고 각 유지 전극선(131)은 유지 전극(137)을 포함한다. 게이트 도전체(121, 131) 위에는 게이트 절연막(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 게이트 절연막 위에는 복수의 반도체(154)가 형성되어 있고, 그 위에는 복수의 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재 및 게이트 절연막 위에는 복수의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다. 데이터선(171)은 복수의 소스 전극(173)과 끝 부분(179)을 포함하며, 드레인 전극(175)은 넓은 끝 부분(177)을 포함한다. 데이터 도전체(171, 175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 보호막(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 보호막 및 게이트 절연막에는 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185)이 형성되어 있다. 보호막 위에는 서로 연결되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191m2, 191s2)을 포함하는 복수의 화소 전극(191)과 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다. 제1 부화소 전극(191m2)에는 절개부(91b)가 형성되어 있고, 제2 부화소 전극(191s2)에는 절개부(92b, 93b)가 형성되어 있다. 화소 전극(191), 접촉 보조 부재(81, 82) 및 보호막 위에는 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

도 16에 도시한 액정 표시판 조립체는 게이트선(121)이 화소 전극(191)의 경계에 위치하고 유지 전극선(131)은 제1 및 제2 부화소 전극(191m, 191s)의 연결 부분을 가로질러 배치된다. 이에 반하여 도 17에 도시한 액정 표시판 조립체는 게이트선(121)은 동일하게 화소 전극(191)의 경계에 위치하지만 유지 전극선(131)이 제 1 부화소 전극(191m3)의 굴곡부를 부근의 가로 직선 상에 배치된다.

상부 표시판(도시하지 않음)에 대하여 설명하자면, 절연 기판 위에 차광 부재, 복수의 색필터, 덮개막, 절개부(71g, 72h, 73h)를 가지는 공통 전극, 그리고 배향막이 형성되어 있다.

도 8내지 도 10에 도시한 액정 표시판 조립체의 많은 특징들이 도 16 및 도 17에 도시한 액정 표시판 조립체에도 적용될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 시인성을 좋게 하면서 개구율을 높일 수 있는 전극을 만들 수 있다. 또한 액정 제어력이 강화되고 응답 속도 및 투과율이 현저히 좋아진다. 그리고 색들 사이의 균형을 맞추기 쉽다.

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

기판,

상기 기판 위에 형성되어 있으며, 서로 나란한 한 쌍의 굴곡변을 가지는 복수의 제1 부화소 전극,

상기 기판 위에 형성되어 있고, 서로 나란한 한 쌍의 굴곡변을 가지며 상기 제1 부화소 전극과 제1 방향으로 인접하며 상기 제1 부화소 전극과 함께 화소 전극을 이루는 복수의 제2 부화소 전극, 그리고

상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극

을 포함하고,

상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상기 제1 및 제2 부화소 전극의 길이는 서로 다른

액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 부화소 전극의 굴곡변 중 하나와 상기 제2 부화소 전극의 굴곡변 중 하나가 정렬되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 중앙 정렬되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 화소 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 그리고

상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며, 상기 제1 방향으로 일정한 간격을 두고 형성되어 있는 제1 신호선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제4항에서,

상기 제1 신호선은 직선으로 뻗어 있는 액정 표시 장치.
제4항에서,

상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있고, 상기 제1 신호선과 교차하며, 상기 제1 부화소 전극을 지나는 제2 신호선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제6항에서,

상기 제1 신호선과 교차하며, 상기 제2 부화소 전극, 상기 화소 전극의 경계 또는 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 경계를 지나가는 제3 신호선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제7항에서,

상기 제1 신호선, 상기 제3 신호선 및 상기 제2 부화소 전극과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
제4항에서,

상기 화소 전극과 상기 제1 박막 트랜지스터 및 상기 제1 신호선 사이에 형성되어 있는 유기막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 경계 또는 상기 화소 전극의 경계를 지나는 유지 전극선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 부화소 전극 중 적어도 하나와 중첩하는 유지 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 부화소 전극의 굴곡변의 꺽인 각도는 직각인 액정 표시 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에서,

상기 제1 부화소 전극의 높이와 상기 제2 부화소 전극의 높이는 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
제13항에서,

상기 제2 부화소 전극의 제1변 길이는 상기 제1 부화소 전극의 제2변 길이의 1.8 배 내지 2배인 액정 표시 장치.
제1항 내지 제12항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 서로 분리되어 있으며, 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극의 전압은 서로 다른 액정 표시 장치.
제15항에서,

상기 제1 부화소 전극의 면적이 상기 제2 부화소 전극의 면적보다 작고, 상기 제1 부화소 전극의 전압이 상기 제2 부화소 전극의 전압보다 높은 액정 표시 장치.
제16항에서,

상기 제2 부화소 전극의 면적은 상기 제1 부화소 전극 면적의 1.8배 내지 2배인 액정 표시 장치.
제17항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 하나의 영상 정보로부터 얻어진 서로 다른 데이터 전압을 인가 받는 액정 표시 장치.
제16항에서,

상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극은 용량성 결합되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,

상기 제1 및 제2 부화소 전극이 서로 연결되어 있는 액정 표시 장치.