KR20120122763A - 영상표시장치 - Google Patents

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KR20120122763A
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신경주
김경태
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

영상표시장치에서, 어레이 기판은 다수의 화소 전극을 구비하고, 대향기판은 화소 전극들과 대향하여 구비된 기준 전극을 포함한다. 액정층은 다수의 수직 배향형 액정 분자들을 포함하고, 어레이 기판과 대향기판 사이에 개재된다. 여기서, 화소 전극들 각각은 복수의 도메인으로 구분되며, 적어도 다수의 도메인이 접하는 접점에 적어도 대응하여 형성된 개구부를 갖는다. 따라서, 외부 충격에 의해서 텍스쳐 영역의 흔들림을 방지할 수 있고, 영상표시장치의 개구율 및 투과율을 향상시킬 수 있다.

Description

영상표시장치{IMAGE DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 영상표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시품질을 개선할 수 있는 영상표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 영상표시장치의 하나인 액정표시장치는 액정층에 전압을 인가하여 광의 투과율을 제어함으로써 영상을 표시한다. 액정표시장치는 액정층의 특성에 따라 트위스티드 네마틱형 액정 표시 장치, 수평 전계형 액정 표시 장치, 또는 수직 배향형 액정표시장치 등으로 구분된다.
수직 배향형 액정표시장치는 전기장이 인가되지 않은 상태에서 소정 방향으로 배향되고 액정 분자들의 장축이 기판 면에 수직하게 배열된다. 이에 따라, 시야각이 넓고 콘트라스트 비가 크다.
액정 분자들을 전기장이 인가되지 않은 상태에서 소정 방향으로 배향시키기 위한 방법으로는 러빙 방법이나 광 배향 방법 등이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 개구율 및 투과율을 증가시키기 위한 영상표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 영상표시장치는 다수의 화소 전극을 구비하는 어레이 기판, 상기 화소 전극들과 대향하여 구비된 기준 전극을 포함하는 대향기판, 및 다수의 수직 배향형 액정 분자들을 구비하고, 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 여기서, 상기 화소 전극들 각각은 복수의 도메인으로 구분되며, 상기 화소 전극들 각각은 상기 다수의 도메인이 접하는 접점에 적어도 대응하여 형성된 개구부를 갖는다.
이와 같은 영상표시장치에 따르면, 화소 전극들 각각은 복수의 도메인으로 구분되며, 적어도 다수의 도메인이 접하는 접점에 적어도 대응하여 형성된 개구부를 갖는다.
따라서, 텍스쳐 영역이 상기 접점에 고정될 수 있고, 그로 인해 외부 충격이 가해져도 텍스쳐 영역의 흔들림 또는 이동을 방지할 수 있다. 또한, 상기 개구부가 형성됨으로써 텍스쳐 영역의 폭을 감소시킬 수 있고, 그 결과, 영상표시장치의 개구율 및 투과율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3b는 개구부의 크기에 따른 텍스쳐 형태를 나타낸 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 개구부의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.
도 5a는 제1 배향막의 배향 방향을 나타낸 평면도이다.
도 5b는 제2 배향막의 배향 방향을 나타낸 평면도이다.
도 5c는 제1 및 제2 서브 화소전극의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상표시장치의 화소를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ`에 따라 절단한 단면도다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 영상표시장치의 화소를 나타낸 평면도이다.
도 9a 및 도 9b는 종래의 화소 전극과 텍스쳐 영역을 나타낸 평면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 화소 전극과 텍스쳐 영역을 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 9b에 도시된 절단선 Ⅲ-Ⅲ'에 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 도 10b에 도시된 절단선 Ⅳ-Ⅳ'에 따라 절단한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ`에 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상표시장치(400)는 어레이 기판(100), 상기 어레이 기판(100)과 마주하여 결합하는 대향 기판(200) 및 상기 어레이 기판(100)과 상기 대향 기판(200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
상기 어레이 기판(100)은 다수의 게이트 라인, 다수의 데이터 라인 및 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소(PX)를 포함한다. 도 1 및 도 2에서는 하나의 화소(PX) 및 상기 화소(PX)에 연관된 게이트 라인들(GLn, GLn+1)과 데이터 라인들(DL1, DLm)만을 도시하였다.
구체적으로, 상기 어레이 기판(100)은 투명한 절연성 기판으로 이루어진 제1 베이스 기판(110)을 포함한다. 상기 제1 베이스 기판(110) 상에는 제1 및 제2 게이트 라인(GLn, GLn+1), 상기 제1 및 제2 스토리지 라인(SLn, SLn+1), 제1 내지 제4 분기 전극(LSLn, RSLn, LSLn+1, RSLn+1) 및 상기 제1 및 제2 분기 전극(LSLn, RSLn)을 연결하는 연결 전극(CSLn)으로 이루어진 게이트 배선부가 구비된다.
상기 어레이 기판(100)은 상기 게이트 배선부를 커버하는 게이트 절연막(151)을 포함하고, 상기 게이트 절연막(151) 상에는 제1 및 제2 데이터 라인(DLm, DLm+1)으로 이루어진 데이터 배선부가 구비된다. 상기 데이터 배선부는 보호막(152)에 의해서 커버되고, 상기 보호막(152) 위로는 유기 절연막(153)이 구비된다.
상기 유기 절연막(153) 상에는 화소 전극이 구비된다. 본 발명의 일 예로, 상기 화소 전극은 제1 서브 화소전극(141) 및 제2 서브 화소전극(142)을 포함한다.
상기 어레이 기판(100)은 상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142)을 커버하는 제1 배향막(120)을 더 포함한다. 상기 제1 배향막(120)은 광(예를 들어, UV 또는 레이저)의 조사에 의해 분해(decomposition), 이합체화 반응(dimerization), 이성질체화반응(isomerization) 중 하나의 반응이 이루어지는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 배향막(120)은 올리고머 신나메이트와 고분자계 신나메이트의 블랜드(blend)로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 대향 기판(200)은 상기 제1 베이스 기판(110)과 마주하는 제2 베이스 기판(210)을 포함한다. 상기 제2 베이스 기판(210) 상에는 레드, 그린 및 블루 색화소(R,G,B)를 포함하는 컬러필터층(212)을 포함한다. 상기 컬러필터층(212) 상에는 공통 전극(211)이 구비된다. 상기 공통 전극(211)은 상기 제1 및 제2 서브 화소전극들(141, 142)과 마주한다.
상기 대향 기판(200)은 상기 공통 전극(211)을 커버하는 제2 배향막(220)을 더 포함한다. 상기 제2 배향막(220)은 광(예를 들어, 자외선(UV) 또는 레이저)의 조사에 의해 분해(decomposition), 이합체화 반응(dimerization), 이성질체화반응(isomerization) 중 하나의 반응이 이루어지는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 배향막(220)은 올리고머 신나메이트와 고분자계 신나메이트의 블랜드(blend)로 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(100)에 구비된 각 화소(PX)는 제1 및 제2 서브 화소(SPX1, SPX2)를 포함한다. 상기 제1 서브 화소(SPX1)는 제1 박막 트랜지스터(Tr1) 및 제1 서브 화소전극(141)으로 이루어지고, 상기 제2 서브 화소(SPX2)는 제2 박막 트랜지스터(Tr2), 제2 서브 화소전극(142), 제3 박막 트랜지스터(Tr3) 및 커플링 커패시터(Ccp)로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 서브 화소(SPX1, SPX2)는 서로 인접하는 상기 제1 및 제2 데이터 라인(DLm, DLm+1) 사이에 구비된다.
상기 제1 박막 트랜지스터(Tr1)는 상기 제1 데이터 라인(DLm) 및 상기 제1 게이트 라인(GLn)에 연결되고, 상기 제2 박막 트랜지스터(Tr2)는 상기 제1 데이터 라인(DLm) 및 상기 제1 게이트 라인(GLn)에 연결된다. 구체적으로, 상기 제1 박막 트랜지스터(Tr1)는 상기 제1 데이터 라인(DLm)에 연결된 제1 소스 전극(SE1), 상기 제1 게이트 라인(GLn)에 연결된 제1 게이트 전극(GE1), 및 상기 제1 서브 화소전극(141)에 연결된 제1 드레인 전극(DE1)을 포함한다. 또한, 상기 제1 서브 화소전극(141)은 상기 제1 스토리지 라인(SLn), 제1 및 제2 분기전극(LSLn, RSLn) 및 제1 연결 전극(CSLn)과 오버랩된다.
상기 제2 박막 트랜지스터(Tr2)는 상기 제1 데이터 라인(DLm)에 연결된 제2 소스 전극(SE2), 상기 제1 게이트 라인(GLn)에 연결된 제2 게이트 전극(GE2) 및 제2 서브 화소전극(142)에 연결된 제2 드레인 전극(DE2)을 포함한다. 또한, 상기 제2 서브 화소전극(142)은 상기 제2 스토리지 라인(SL2), 제3 및 제4 분기전극(LSLn+1, RSLn+1)과 오버랩된다.
상기 제1 게이트 라인(GLn)에 제1 게이트 신호가 인가되면, 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Tr1, Tr2)가 동시에 턴-온된다. 상기 제1 데이터 라인(DLm)으로 인가된 데이터 전압은 턴-온된 상기 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Tr1, Tr2)를 통해 상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142)으로 인가된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142)의 전위를 화소 전압으로 정의할 때, 상기 제1 게이트 신호 인가 구간동안 상기 제1 및 제2 서브 화소 전극(141, 142)의 화소 전압은 동일한 크기를 갖는다.
한편, 상기 제3 박막 트랜지스터(Tr3)는 상기 제2 박막 트랜지스터(Tr2)의 제2 드레인 전극(DE2)에 연결된 제3 소스 전극(SE3), 상기 제2 게이트 라인(GLn+1)에 연결된 제3 게이트 전극(GE3) 및 상기 커플링 커패시터(Ccp)에 연결된 제3 드레인 전극(DE3)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예로, 상기 커플링 커패시터(Ccp)는 상기 제3 드레인 전극(DE3)으로부터 연장된 제1 전극(CE1) 및 상기 연결 전극(CSLn)으로부터 연장되어 절연층(미도시)을 사이에 두고 상기 제1 전극(CE1)과 마주하는 제2 전극(CE2)으로 이루어질 수 있다. 그러나, 상기 커플링 커패시터(Ccp)의 구조는 여기에 한정되지는 않는다.
상기 제2 게이트 라인(GLn+1)은 상기 제1 게이트 신호가 폴링된 이후에 라이징되는 제2 게이트 신호를 수신한다. 상기 제3 박막 트랜지스터(Tr3)는 상기 제2 게이트 신호에 응답하여 턴-온되고, 상기 커플링 커패시터(Ccp)에 의해서 상기 제2 서브 화소전극(142)으로 인가되는 화소 전압이 다운된다. 상기 화소 전압이 다운되는 크기는 상기 커플링 커패시터(Ccp)의 충전율에 따라서 변화될 수 있다.
결국, 상기 제2 게이트 신호가 발생된 이후에, 상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142)의 화소 전압은 서로 다른 크기를 갖는다.
한편, 상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142) 각각은 서로 다른 액정 배향 방향을 갖는 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)으로 구분될 수 있다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)의 액정 배향 방향은 반시계 방향으로 순환한다.
상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)의 액정 배향 방향에 대해서는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 서브 화소전극(141)은 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)이 모두 접하는 접점(CP)에 대응하여 형성된 제1 서브 개구부(141a)를 구비한다. 상기 제1 서브 개구부(141a)는 상기 접점(CP)을 중심으로 하여 형성되는 마름모 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 서브 개구부(141a)를 정의하는 4개의 변은 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)에 각각 위치하며, 상기 4개의 변 각각은 대응하는 도메인의 액정 배향 방향과 평행하게 형성된다.
상기 제2 서브 화소전극(142)은 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)이 모두 접하는 상기 접점(CP)에 대응하여 형성된 제2 서브 개구부(142a)를 구비한다. 상기 제2 서브 개구부(142a)는 상기 접점(CP)을 중심으로 하여 형성되는 마름모 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 서브 개구부(142a)를 정의하는 4개의 변은 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)에 각각 위치하며, 상기 4개의 변 각각은 대응하는 도메인의 액정 배향 방향과 평행하게 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 배향막(120)은 제1 방향(D1)으로 광배향되는 제1 영역과 제1 방향(D1)과 다른 제2 방향(D2)으로 광배향되는 제2 영역으로 구분되고, 상기 제2 배향막(220)은 상기 제1 및 제2 방향(D1, D2)과 다른 제3 방향(D3)으로 광배향되는 제3 영역과 상기 제3 방향(D3)과 다른 제4 방향(D4)으로 광배향되는 제4 영역으로 구분된다.
여기서, 상기 제1 도메인(DM1)은 상기 제2 영역과 상기 제3 영역이 중첩하는 영역으로 정의되며, 상기 제3 도메인(DM3)은 상기 제1 영역과 상기 제4 영역이 중첩하는 영역으로 정의된다.
도 3a 및 도 3b는 개구부의 크기에 따른 텍스쳐 형태를 나타낸 평면도이다. 도 3a는 제1 사이즈를 갖는 제1 서브 개구부(141a)가 형성된 제1 서브 화소전극(141) 상의 텍스쳐를 나타내며, 도 3b는 제2 사이즈를 갖는 제1 서브 개구부(141a)가 형성된 제1 서브 화소전극(141) 상의 텍스쳐를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 제1 서브 화소전극(141)에 제공되는 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)의 액정 배향 방향은 반시계 방향으로 순환한다. 이 경우, 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4) 사이의 경계에서 프린지 필드(Fringe Field)가 형성된다. 따라서, 상기 제1 서브 화소전극(141)에는 상기 제1 도메인(DM1)의 가장자리를 따라 제공되고, 'L'자 형상을 갖는 제1 텍스쳐(Texture) 영역(T1)이 형성되고, 상기 제2 도메인(DM2)의 가장자리를 따라 제공되고, 반시계 방향으로 90°회전된 'L'자 형상을 갖는 제2 텍스쳐 영역(T2)이 형성된다. 또한, 상기 제1 서브 화소전극(141)에는 상기 제3 도메인(DM3)의 가장자리를 따라 제공되고, 반시계 방향으로 180° 회전된 'L'자 형상을 갖는 제3 텍스쳐 영역(T3)이 형성되고, 상기 제4 도메인(DM4)의 가장자리를 따라 제공되고, 시계 방향으로 90°회전된 'L'자 형상을 갖는 제4 텍스쳐 영역(T4)이 형성된다. 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)은 액정 방향자들이 서로 충돌하여 액정 분자들이 오배향되는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 제1 서브 화소전극(141)에 상기 제1 서브 개구부(141a)가 제공되면, 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)이 만나는 위치는 상기 접점(CP)이 형성된 위치에 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 서브 화소전극(141)에 상기 제1 서브 개구부(141a)가 형성되면, 상기 제1 서브 개구부(141a)를 정의하는 4개의 변 각각에도 프린지 필드가 형성된다.
따라서, 상기 제1 서브 화소전극(141)의 외부로부터 내측으로 작용하는 프린지 필드의 방향과 상기 제1 서브 개구부(141a)에 의해서 상기 제1 서브 화소전극(141)의 접점(CP)으로부터 외측으로 작용하는 프린지 필드의 방향의 백터 합에 의해서 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)이 상기 접점(CP) 부근에서 강하게 형성된다.
이로써, 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)이 상기 접점(CP)의 부근에 고정되어, 외부 충격에 의해서도 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)의 위치 및 형태가 변화되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 3a의 상기 제1 서브 개구부(141a)는 10㎛×10㎛의 제1 사이즈를 가지며, 도 3b의 상기 제1 서브 개구부(141a)는 20㎛×20㎛의 제2 사이즈를 갖는다. 상기 제1 서브 개구부(141a)의 사이즈가 커지면 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)을 상기 접점(CP)에 고정시키는데 유리하다. 따라서, 외부 충격에 의해서 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)의 위치가 변화되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 상기 제1 서브 개구부(141a)의 사이즈가 커지면 상기 각 화소의 투과율 및 개구율이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 제1 서브 개구부(141a)는 상기 각 화소의 투과율 및 개구율을 고려하되, 상기 DBT의 위치 변화를 방지할 수 있을 정도의 사이즈를 갖도록 설정될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 개구부의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.
도 4a를 참조하면, 상기 제1 서브 화소전극(141)은 상기 접점(CP)을 원심으로하여 형성된 원 형상의 제1 서브 개구부(141b)를 구비할 수 있다.
또한, 도 4b를 참조하면, 상기 제1 서브 화소 전극(141)은 상기 접점(CP)을 중심으로하여 동일한 거리에 있는 6개의 변으로 이루어진 육각 형상의 제1 서브 개구부(141c)를 구비할 수도 있다.
상기 제1 서브 개구부(141b, 141c)의 형상은 이외에도 다양하게 변형될 수 있다.
도 5a는 제1 배향막의 배향 방향을 나타낸 평면도이고, 도 5b는 제2 배향막의 배향 방향을 나타낸 평면도이며, 도 5c는 화소 전극의 평면도이다.
도 5a를 참조하면, 제1 및 제2 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 각각에 대응하여 상기 제1 배향막(120)은 상기 제1 및 제2 영역(A1, A2)으로 구분된다. 상기 제1 영역(A1)에서 상기 제1 배향막(120)은 상기 제1 방향(D1)과 반대하는 제3 방향(D3)으로 광배향되고, 상기 제2 영역(A2)에서 상기 제1 배향막(120)은 상기 제1 방향(D1)으로 광배향된다.
한편, 상기 제1 및 제2 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 각각에 대응하여 상기 제2 배향막(220)은 제3 및 제4 영역(A3, A4)으로 구분된다. 상기 제3 영역(A3)에서 상기 제2 배향막(220)은 제2 방향(D2)으로 광배향되고, 상기 제4 영역(A4)에서 상기 제2 배향막(220)은 상기 제2 방향(D2)과 반대하는 제4 방향(D4)으로 광배향된다.
상기 어레이 기판(100)과 상기 대향 기판(200)이 서로 마주하여 결합하면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142) 각각에는 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)이 형성된다. 구체적으로, 상기 제1 도메인(DM1)은 상기 제2 및 제3 영역(A2, A3)이 중첩하는 영역으로 정의되고, 상기 제2 도메인(DM2)은 상기 제2 및 제4 영역(A2, A4)이 중첩하는 영역으로 정의되며, 상기 제3 도메인(DM3)은 상기 제1 및 제4 영역(A1, A4)이 중첩하는 영역으로 정의되고, 상기 제4 도메인(DM4)은 상기 제1 및 제3 영역(A1, A3)이 중첩하는 영역으로 정의된다.
상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)에서 액정 분자들은 서로 다른 방향으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 상기 액정 분자들은 상기 제1 도메인(DM1)에서 상기 제2 및 제3 방향(D2, D3)의 벡터 합으로 정의된 제5 방향(D5)으로 배열되고, 상기 제2 도메인(DM2)에서 상기 제2 및 제4 방향(D2, D4)의 벡터 합으로 정의된 제6 방향(D6)으로 배열되며, 상기 제3 도메인(DM3)에서 상기 제1 및 제4 방향(D1, D4)의 벡터 합으로 정의된 제7 방향(D7)으로 배열되고, 상기 제4 도메인(DM4)에서 상기 제2 및 제3 방향(D2, D3)의 벡터 합으로 정의된 제8 방향(D8)으로 배열될 수 있다.
따라서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)에서 상기 액정 분자의 배향 방향은 반시계 방향으로 순환할 수 있다. 이처럼, 상기 제1 및 제2 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 서로 다른 배향 방향을 갖는 다수의 도메인(DM1~DM4)을 형성함으로써, 액정표시장치의 넓은 시야각을 확보할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 화소를 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 절단선 Ⅱ-Ⅱ`에 따라 절단한 단면도다. 단, 도 6에 구성요소 중 도 1에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 및 제2 서브화소 전극(141, 142) 각각은 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)으로 구분되고, 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)의 액정 배향 방향은 반시계 방향으로 순환한다. 구체적으로, 상기 제1 도메인(DM1)의 액정 배향 방향은 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)의 백터합으로 정의되는 제5 방향(D5)이 되고, 상기 제2 도메인(DM2)의 액정 배향 방향은 상기 제2 방향(D2) 및 제4 방향(D4)의 백터합으로 정의되는 제6 방향(D6)이 되며, 상기 제3 도메인(DM3)의 액정 배향 방향은 상기 제1 및 제4 방향(D1, D4)의 백터합으로 정의되는 제7 방향(D7)이 되고, 상기 제4 도메인(DM4)의 액정 배향 방향은 상기 제1 및 제3 방향(D1, D3)의 백터합으로 정의되는 제8 방향(D8)이 된다.
상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142)은 상기 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)이 모두 접하는 접점(CP)에 대응하여 형성된 제3 및 제4 서브 개구부(147, 148)를 구비한다. 상기 제3 서브 개구부(147)는 상기 접점(CP)에서 교차하는 제1 및 제2 개구부(147a, 147b)를 포함하여 십자 형상으로 이루어지고, 상기 제4 서브 개구부(148)는 상기 접점(CP)에서 교차하는 제1 및 제2 개구부(148a, 148b)를 포함하여 십자 형상으로 이루어진다
구체적으로, 상기 제1 개구부(147a, 148a)는 상기 제1 도메인(DM1)과 상기 제4 도메인(DM4)의 경계 및 상기 제2 도메인(DM2)과 상기 제3 도메인(DM3)의 경계에 제공되고, 상기 제2 개구부(147b, 148b)는 상기 제1 도메인(DM1)과 상기 제2 도메인(DM2)의 경계 및 상기 제3 도메인(DM3)과 상기 제4 도메인(DM4)의 경계에 제공된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제1 서브화소 전극(141)은 상기 제1 도메인(DM1)에서 상기 제3 방향(D3)으로 연장된 제1 연장부(143) 및 상기 제3 도메인(DM3)에서 상기 제4 방향(D4)으로 연장된 제2 연장부(144)를 더 구비한다. 또한, 상기 제2 서브화소 전극(142)은 상기 제1 도메인(DM1)에서 상기 제3 방향(D3)으로 연장된 제3 연장부(145) 및 상기 제3 도메인(DM3)에서 상기 제4 방향(D4)으로 연장된 제4 연장부(146)를 더 구비한다.
한편, 상기 제1 데이터 라인(DLm)은 상기 제1 연장부(143)와 대응하는 영역에서 상기 제1 연장부(143)의 내측으로 절곡되고, 상기 제1 서브화소 전극(141)의 상기 제2 도메인(DM2)과 인접하는 영역에서는 다시 외측으로 절곡될 수 있다. 또한, 상기 제3 연장부(145)와 대응하는 영역에서 상기 제3 연장부(145)의 내측으로 절곡되고, 상기 제2 서브화소 전극(142)의 상기 제2 도메인(DM2)에 인접하는 영역에서 다시 외측으로 절곡될 수 있다. 따라서, 상기 제1 데이터 라인(DLm)은 한 화소마다 4번 절곡된 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 데이터 라인(DLm+1)은 상기 제2 연장부(144)와 대응하는 영역에서 상기 제2 연장부(144)의 내측으로 절곡되고, 상기 제2 서브화소 전극(142)의 상기 제3 도메인(DM3)과 인접하는 영역에서는 다시 외측으로 절곡될 수 있다. 또한, 상기 제4 연장부(146)와 대응하는 영역에서 상기 제4 연장부(146)의 내측으로 절곡되며, 상기 제4 연장부(146)가 끝나는 시점에서 다시 외측으로 절곡될 수 있다. 따라서, 상기 제2 데이터 라인(DLm+1)은 한 화소마다 4번 절곡된 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 서브화소 전극(141, 142)의 에지부에서는 각 도메인의 액정 배향 방향에 따라서 프린지 필드가 형성된다. 특히, 상기 제1 도메인(DM1)의 좌측변 및 상기 제4 도메인(DM4)의 우측변에 프린지 필드가 형성된다. 프린지 필드가 형성되면, 그 영역에서 상기 액정 분자들이 비정상적으로 배향된다.
상기 제1 내지 제4 연장부(143, 144, 145, 146)는 상기 프린지 필드에 대응하여 형성되어, 상기 제1 및 제2 서브화소 전극(141, 142)에 의 에지부를 블랙매트릭스 영역으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 내지 제4 연장부(143, 144, 145, 146)를 형성함으로써, 액정들의 오배향으로 인한 텍스쳐 불량이 시인되지 않도록 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제2 서브화소 전극(142)의 상기 제3 연장부(145)는 상기 대향 기판(200)에 제공된 블랙 매트릭스(241)가 형성된 영역에 위치한다. 또한, 상기 제1 데이터 라인(DLm)은 상기 제1 분기 전극(LSLn)보다 내측에 위치하고 상기 제3 연장부(145)와 오버랩된다. 따라서, 액정들의 오배향으로 인한 텍스쳐 불량이 시인되지 않도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 화소를 나타낸 평면도이다. 단, 도 8에 도시된 구성 요소 중 도 6에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 병기하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 및 제2 서브화소 전극(141, 142)은 도 6에 도시된 제1 개구부(147a, 148a) 및 제2 개구부(147b, 148b)보다 각각 큰 사이즈를 갖는 제3 개구부(149a, 149c) 및 제4 개구부(149b, 149d)를 구비한다는 것을 제외하고는 동일한 구조를 갖는다.
구체적으로, 상기 제3 개구부(149a, 149c)는 상기 제1 개구부(147a, 148a)와 비교했을 때 상기 제1 및 제2 방향(D1, D2)으로 신장되고, 상기 제4 개구부는 상기 제2 개구부(147b, 148b)와 비교했을 때 상기 제3 및 제4 방향(D3, D4)으로 신장된다.
따라서, 상기 제3 개구부(149a, 149c)는 상기 제1 도메인(DM1)과 상기 제4 도메인(DM4)의 경계 및 상기 제2 도메인(DM2)과 상기 제3 도메인(DM3)의 경계에 전체적으로 대응할 수 있다. 또한, 상기 제4 개구부(149b, 149d)는 상기 제1 도메인(DM1)과 상기 제2 도메인(DM2)의 경계 및 상기 제3 도메인(DM3)과 상기 제4 도메인(DM4)의 경계에 전체적으로 대응할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 종래의 화소 전극과 텍스쳐 영역을 나타낸 평면도이고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 화소 전극과 텍스쳐 영역을 나타낸 평면도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 종래의 상기 제1 서브 화소전극(141)에는 도 6 및 도 8에 제시된 제1 또는 제3 서브 개구부(147, 149)가 형성되지 않는다. 이 경우, 상기 제1 서브 화소전극(141)의 제1 내지 제4 도메인(DM1~DM4)의 경계에 대응하여 제공되는 제1 내지 제4 텍스쳐 영역들(T1~T4) 각각은 제1 폭(W1)으로 형성된다.
한편, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 서브 화소전극(141)에 도 8에 제시된 제3 서브 개구부(149)가 형성되면, 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역들(T1~T4) 각각은 상기 제1 폭(W1)보다 작은 제2 폭(W2)으로 형성된다.
도 11은 도 9b에 도시된 절단선 Ⅲ-Ⅲ'에 따라 절단한 단면도이고, 도 12는 도 10b에 도시된 절단선 Ⅳ-Ⅳ'에 따라 절단한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 및 제4 도메인(DM1, DM4)을 분리하는 경계선은 'L1'이라고 정의된다. 제1 그래프(g1)에 도시된 바와 같이, 상기 제4 텍스쳐 영역(T4)은 상기 경계선(L1) 위치에서 최저 크기의 전계를 갖는다. 따라서, 상기 제4 텍스쳐 영역(T4)의 중심선은 상기 경계선(L1)과 일치한다. 또한, 상기 제4 텍스쳐 영역(T4)은 제1 반치폭(F1)을 갖는다.
한편, 도 12를 참조하면, 상기 제1 서브 화소전극(141)에 상기 제3 서브 개구부(149)가 제공되면, 상기 제4 텍스쳐 영역(T4)은 상기 제1 및 제4 도메인(DM1, DM4)을 분리하는 상기 경계선(L1)으로부터 좌측으로 쉬프된 지점에서 최저 크기의 전계를 갖는다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제4 텍스쳐 영역(T4)의 중심선(C1)은 상기 경계선(L1)보다 좌측에 위치한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제4 텍스쳐 영역(T4)은 상기 제1 반치폭(F1)보다 작은 제2 반치폭(F2)을 갖는다. 예를 들어, 상기 제1 반치폭(F1)이 5.3㎛를 갖는다면, 상기 제2 반치폭(F2)은 3.8㎛를 가질 수 있다.
이처럼, 상기 제1 및 제2 서브 화소전극(141, 142)에 상기 제3 서브 개구부(149)가 제공되면, 상기 제1 내지 제4 텍스쳐 영역(T1~T4)의 폭을 감소시킬 수 있고, 그 결과 각 화소의 투과율 및 개구율을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 어레이 기판 120 : 제1 배향막
141 : 제1 서브화소 전극 142 : 제2 서브화소 전극
200 : 대향 기판 220 : 제2 배향막
300 : 액정층 400 : 액정표시장치

Claims (17)

  1. 다수의 화소 전극을 구비하는 어레이 기판;
    상기 화소 전극들과 대향하여 구비된 기준 전극을 포함하는 대향기판; 및
    다수의 수직 배향형 액정 분자들을 구비하고, 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고,
    상기 화소 전극들 각각은 복수의 도메인으로 구분되며, 적어도 상기 다수의 도메인이 접하는 접점에 대응하여 형성된 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 접점을 중심으로 하여 형성되는 마름모, 원, 팔각 또는 육각 형상 중 적어도 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각 화소 전극은 제1 내지 제4 도메인으로 구분되고,
    상기 제1 내지 제4 도메인들의 액정 배향 방향은 반시계 방향으로 순환하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  4. 제3항에 있어서,상기 개구부는 마름모 형상으로 이루어지고,
    상기 개구부를 정의하는 4개의 변은 상기 제1 내지 제4 도메인에 각각 위치하며, 상기 4개의 변 각각은 대응하는 도메인의 액정 배향 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 접점에서 교차하는 제1 및 제2 개구부를 포함하여 십자 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 각 화소 전극은 제1 내지 제4 도메인으로 구분되고,
    상기 제1 개구부는 상기 제1 도메인과 상기 제4 도메인의 경계 및 상기 제2 도메인과 상기 제3 도메인의 경계에 제공되고, 상기 제2 개구부는 상기 제1 도메인과 상기 제2 도메인의 경계 및 상기 제3 도메인과 상기 제4 도메인의 경계에 제공되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 내지 제4 도메인들의 액정 배향 방향은 반시계 방향으로 순환하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 각 화소 전극은 제1 서브 화소전극 및 제2 서브 화소전극을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 서브 화소전극에는 서로 다른 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 개구부는 상기 제1 및 제2 서브 화소전극 중 적어도 하나에 제공되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 어레이 기판은 다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인을 더 포함하고,
    상기 각 화소전극은 서로 인접하는 두 개의 데이터 라인 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 각 화소전극은 인접하는 상기 두 개의 데이터 라인과 각각 오버랩하는 제1 및 제2 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 대향 기판은 블랙 매트릭스를 더 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 제1 및 제2 연장부와 상기 두 개의 데이터 라인의 오버랩 영역을 커버하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 화소 전극들 상에 배치된 제1 배향막; 및
    상기 기준 전극 상에 배치된 제2 배향막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 배향막 중 적어도 하나는 상기 화소 전극들 각각을 상기 복수의 도메인들로 구분하며 수직 배향된 상기 액정 분자들을 프리틸트시키는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 배향막 중 적어도 하나는 조사되는 광에 의해 분해(decomposition), 이합체화 반응(dimerization), 및 이성질체화반응(isomerization) 중 어느 하나의 반응이 일어나는 고분자 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제1 배향막은 제1 방향으로 배향된 제1 영역 및 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배향된 제2 영역을 포함하며,
    상기 제2 배향막은 상기 제1 및 제2 방향과 다른 제3 방향으로 배향된 제3 영역 및 상기 제1 내지 제3 방향과 다른 제4 방향으로 배향된 제4 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 다수의 도메인은 상기 제1 영역과 상기 제3 영역이 중첩하는 영역으로 정의된 제1 도메인, 상기 제1 및 제4 영역이 중첩하는 영역으로 정의된 제2 도메인, 상기 제2 및 제3 영역이 중첩하는 영역으로 정의된 제3 도메인 및 상기 제2 및 제4 영역이 중첩하는 영역으로 정의된 제4 도메인을 포함하고,
    상기 액정 분자들은 상기 제1 도메인에서 상기 제1 및 제3 방향의 벡터 합으로 정의된 제5 방향으로 배향되고, 상기 제2 도메인에서 상기 제1 및 제4 방향의 벡터 합으로 정의된 제6 방향으로 배향되며, 상기 제3 도메인에서 상기 제2 및 제3 방향의 벡터 합으로 정의된 제7 방향으로 배향되고, 상기 제4 도메인에서 상기 제2 및 제4 방향의 벡터 합으로 정의된 제8 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 영상표시장치.
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