KR20150031127A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20150031127A
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곽창훈
김희라
장창순
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 위에 형성되어 있으며 제1 절연막을 사이에 두고 서로 중첩하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제2 전극 위에 형성되어 있는 차광 부재, 상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 제1 스페이서 및 제2 스페이서, 그리고 상기 제1 기판와 마주하는 제2 기판을 포함한다.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중의 투과율을 높이고, 광시야각을 구현하기 위한 방법으로서, 화소 전극 및 공통 전극을 하나의 기판에 형성하는 액정 표시 장치가 주목받고 있다.
한편, 액정 표시 장치의 두 개의 표시판의 오정렬에 따른 문제점을 해결하기 위하여, 색필터와 차광 부재를 화소 전극이 형성되는 표시판 위에 형성하는 방법이 제시되었다.
이 때, 차광 부재의 유기물질 또는 무기물질이 액정층이나 배향막에 용출되는 경우, 배향막과 액정층이 오염되고, 이에 따라 얼룩이나 잔상 등의 표시 품질 저하가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 광시야각을 구현하고, 두 개의 표시판의 오정렬을 방지하면서도, 차광 부재의 물질에 의한 배향막이나 액정층의 오염을 방지하여, 얼룩이나 잔상 등의 표시 품질 저하를 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 위에 형성되어 있으며 제1 절연막을 사이에 두고 서로 중첩하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제2 전극 위에 형성되어 있는 차광 부재, 상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 제1 스페이서 및 제2 스페이서, 그리고 상기 제1 기판와 마주하는 제2 기판을 포함한다.
상기 제1 스페이서는 상기 제2 기판의 표면과 접촉하고, 상기 제2 스페이서는 상기 제2 기판의 상기 표면과 이격될 수 있다.
상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 스페이서의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛이고, 상기 제2 스페이서의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고, 상기 차광 부재의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%이고, 상기 제1 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%이고, 상기 제2 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%일 수 있다.
상기 제1 전극은 화소 영역 전면에 형성되어 있는 면형의 평면 형태를 가지고, 상기 제2 전극은 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 복수의 가지 전극은 상기 면형의 상기 제1 전극과 중첩할 수 있다.
상기 차광 부재와 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서 사이에 형성되어 있는 덮개층을 더 포함할 수 있다.
상기 덮개층과 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 같은 층으로 이루어질 수 있다.
상기 덮개층과 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 덮개층의 높이는 약 0.5㎛ 내지 약 2.5㎛이고, 상기 제1 스페이서의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛이고, 상기 제2 스페이서의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고, 상기 차광 부재의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%이고, 상기 덮개층의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%이고, 상기 제1 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%이고, 상기 제2 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 10%일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 광시야각을 구현하고, 두 개의 표시판의 오정렬을 방지하면서도, 차광 부재의 물질에 의한 배향막이나 액정층의 오염을 방지하여, 얼룩이나 잔상 등의 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 복수의 화소 영역을 개념적으로 도시한 배치도이다.
도 5는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 복수의 화소 영역을 개념적으로 도시한 배치도이다.
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 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 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.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 기판(110) 위에 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 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 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 도전체(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인(phosphorus) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치될 수 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함함으로써, 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터의 폭을 넓힐 수 있게 되고, 이에 따라 액정 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다.
데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 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.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 배치되어 있다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(80)가 형성되어 있다. 색필터(80)는 유기 절연물로 이루어질 수 있다.
색필터(80)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
도시하지는 않았지만, 색필터(80) 위에는 덮개막(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 덮개막은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
덮개막 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 제1 전기장 생성 전극이다. 공통 전극(270)은 면형(planar shape)으로서 제1 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 배치되어 있는 개구부(138)를 가진다. 즉, 공통 전극(270)은 판 형태의 평면 형태를 가질 수 있다.
인접 화소에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에서 공급되는 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다. 화소 전극(191)은 복수의 제1 절개부(91)를 가지며, 복수의 제1 절개부(91)에 의해 정의되는 복수의 제1 가지 전극(192)을 포함한다.
제1 보호막(180a) 및 제2 보호막(180b)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 제1 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 제1 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191) 및 제2 보호막(180b) 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220) 위에는 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)가 형성되어 있다.
제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)는 투명한 절연층으로 이루어질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b) 위에는 제1 배향막이 형성되어 있다. 제1 배향막은 수평 배향막일 수 있고, 일정한 방향으로 배향되어 있을 수 있고, 광배향막일 수 있다.
그러면, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
도시하지는 않았지만, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제2 기판(210) 위에 제2 배향막이 형성되어 있다. 제2 배향막은 수평 배향막일 수 있고, 일정한 방향으로 배향되어 있을 수 있고, 광배향막일 수 있다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 물질을 포함한다.
액정층(3)의 액정 분자는 그 장축 방향이 표시판(100, 200)에 평행하게 배열되어 있다.
제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이의 간격을 일정하게 유지한다. 제1 스페이서(325a)는 상부 표시판(200)의 표면과 접촉하고, 제2 스페이서(325b)는 상부 표시판(200)과 일정 간격 이격되어 있다.
제1 스페이서(325a)의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛일 수 있고, 제2 스페이서(325b)의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 일정한 크기의 공통 전압을 인가 받는다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성함으로써 두 전기장 생성 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 하나의 표시판(100) 위에 두 개의 전기장 생성 전극(191, 270)을 형성함으로써, 액정 표시 장치의 투과율을 높아지고, 광시야각을 구현할 수 있다.
도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 차광 부재(220) 위에 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)를 형성함으로써, 차광 부재(220)의 물질에 의한 배향막이나 액정층의 오염을 방지하여, 얼룩이나 잔상 등의 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.
도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 공통 전극(270)이 면형의 평면 형태를 가지고, 화소 전극(191)이 복수의 가지 전극을 가지지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 화소 전극(191)이 면형이 평면 형태를 가지고, 공통 전극(270)이 복수의 가지 전극을 가질 수도 있다.
본 발명은 두 개의 전기장 생성 전극이 제1 기판(110) 위에 절연막을 사이에 두고 중첩하며, 절연막 아래에 형성되어 있는 제1 전기장 생성 전극이 면형의 평면 형태를 가지고, 절연막 위에 형성되어 있는 제2 전기장 생성 전극이 복수의 가지 전극을 가지는 모든 다른 경우에 적용가능하다.
그러면, 도 4를 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 복수의 화소 영역에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 복수의 화소 영역을 개념적으로 도시한 배치도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 행렬 방향으로 배치되어 있는 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)를 포함한다. 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 화소 행의 경계부에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)의 면적은 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%일 수 있다.
차광 부재(220) 위에는 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)가 형성되어 있다. 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)는 차광 부재(220)의 적어도 일부분 위에 형성될 수 있다.
제1 스페이서(325a)의 면적은 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%일 수 있고, 제2 스페이서(325b)의 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%일 수 있다.
제1 스페이서(325a)는 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8) 중 일부의 화소(PX2, PX3, PX6, PX7)와 중첩할 수 있고, 제2 스페이서(325b)는 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)와 중첩할 수 있다.
그러면, 도 5 및 도 6을 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 3에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치와 거의 유사하다. 동일한 구성 요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 기판(110) 위에 게이트선(121)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 전극(124) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
게이트 도전체(121) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어진 반도체(154)가 형성되어 있다. 반도체(154)는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
반도체(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치될 수 있다. 반도체(154)가 산화물 반도체인 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략 가능하다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140), 그리고 반도체(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 배치되어 있다. 제1 보호막(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 색필터(80)가 형성되어 있다. 색필터(80)는 유기 절연물로 이루어질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 색필터(80) 위에는 절연막(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 절연막은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 절연막은 색필터(80)의 안료 등의 성분이 그 위에 형성되는 층으로 유입되는 것을 방지한다.
절연막 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 제1 전기장 생성 전극이다. 공통 전극(270)은 면형(planar shape)으로서 제1 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 배치되어 있는 개구부(138)를 가진다. 즉, 공통 전극(270)은 판 형태의 평면 형태를 가질 수 있다.
인접 화소에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에서 공급되는 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 제2 보호막(180b)이 형성되어 있다. 제2 보호막(180b)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다. 화소 전극(191)은 복수의 제1 절개부(91)를 가지며, 복수의 제1 절개부(91)에 의해 정의되는 복수의 제1 가지 전극(192)을 포함한다.
제1 보호막(180a) 및 제2 보호막(180b)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 제1 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 제1 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191) 및 제2 보호막(180b) 위에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220) 위에는 덮개층(326), 그리고 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)가 형성되어 있다. 덮개층(326)과 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)는 서로 동일한 층으로 이루어진다. 차광 부재(220) 위에 덮개층(326)이 형성되어 있고, 덮개층(326) 위에는 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)가 형성되어 있다. 덮개층(326)은 차광 부재(220)의 적어도 일부분을 덮을 수 있다.
덮개층(326)과 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)는 투명한 절연층으로 이루어질 수 있다.
도시하지는 않았지만, 덮개층(326)과 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b) 위에는 제1 배향막이 형성되어 있다. 제1 배향막은 수평 배향막일 수 있고, 일정한 방향으로 배향되어 있을 수 있고, 광배향막일 수 있다.
그러면, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
도시하지는 않았지만, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제2 기판(210) 위에 제2 배향막이 형성되어 있다. 제2 배향막은 수평 배향막일 수 있고, 일정한 방향으로 배향되어 있을 수 있고, 광배향막일 수 있다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 물질을 포함한다.
액정층(3)의 액정 분자는 그 장축 방향이 표시판(100, 200)에 평행하게 배열되어 있다.
제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이의 간격을 일정하게 유지한다. 제1 스페이서(325a)는 상부 표시판(200)의 표면과 접촉하고, 제2 스페이서(325b)는 상부 표시판(200)과 일정 간격 이격되어 있다.
차광 부재(220) 위에는 덮개층(326)이 형성되어 있고, 덮개층(326)의 일부분 위에는 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)이 형성되어 있다. 덮개층(326)의 높이는 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)보다 낮을 수 있다. 덮개층(326)의 높이는 약 0.5㎛ 내지 약 2.5㎛일 수 있고, 제1 스페이서(325a)의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛일 수 있고, 제2 스페이서(325b)의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다.
화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 공통 전극(270)은 표시 영역 외부에 배치되어 있는 공통 전압 인가부로부터 일정한 크기의 공통 전압을 인가 받는다.
전기장 생성 전극인 화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 전기장을 생성함으로써 두 전기장 생성 전극(191, 270) 위에 위치하는 액정층(3)의 액정 분자는 전기장의 방향과 평행한 방향으로 회전한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 회전 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 편광이 달라진다.
이처럼, 하나의 표시판(100) 위에 두 개의 전기장 생성 전극(191, 270)을 형성함으로써, 액정 표시 장치의 투과율을 높아지고, 광시야각을 구현할 수 있다.
도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 차광 부재(220) 위에 동일한 층으로 이루어진 덮개층(326) 및 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)를 형성함으로써, 차광 부재(220)의 물질에 의한 배향막이나 액정층의 오염을 방지하여, 얼룩이나 잔상 등의 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.
도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 공통 전극(270)이 면형의 평면 형태를 가지고, 화소 전극(191)이 복수의 가지 전극을 가지지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 화소 전극(191)이 면형이 평면 형태를 가지고, 공통 전극(270)이 복수의 가지 전극을 가질 수도 있다.
본 발명은 두 개의 전기장 생성 전극이 제1 기판(110) 위에 절연막을 사이에 두고 중첩하며, 절연막 아래에 형성되어 있는 제1 전기장 생성 전극이 면형의 평면 형태를 가지고, 절연막 위에 형성되어 있는 제2 전기장 생성 전극이 복수의 가지 전극을 가지는 모든 다른 경우에 적용가능하다.
그러면, 도 7을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 복수의 화소 영역에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 복수의 화소 영역을 개념적으로 도시한 배치도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 행렬 방향으로 배치되어 있는 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)를 포함한다. 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 화소 행의 경계부에는 차광 부재(220)가 형성되어 있다.
차광 부재(220)의 면적은 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%일 수 있다.
차광 부재(220) 위에는 덮개층(326)과 제1 스페이서(325a) 및 제2 스페이서(325b)가 형성되어 있다.
덮개층(326)의 면적은 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%일 수 있고, 제1 스페이서(325a)의 면적은 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%일 수 있고, 제2 스페이서(325b)의 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 10%일 수 있다.
제1 스페이서(325a)는 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8) 중 일부의 화소(PX2, PX3, PX6, PX7)와 중첩할 수 있고, 제2 스페이서(325b)는 복수의 화소(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)와 중첩할 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.
110, 210: 기판 3: 액정층
121: 게이트선 124: 게이트 전극
140: 게이트 절연막 154: 반도체 163, 165: 저항성 접촉 부재 171: 데이터선
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
180a, 180b: 보호막 191: 화소 전극
270: 공통 전극 325a, 325b: 스페이서
326: 덮개층

Claims (20)

  1. 제1 기판,
    제1 기판 위에 형성되어 있으며 제1 절연막을 사이에 두고 서로 중첩하는 제1 전극 및 제2 전극,
    상기 제2 전극 위에 형성되어 있는 차광 부재,
    상기 차광 부재 위에 형성되어 있는 제1 스페이서 및 제2 스페이서, 그리고
    상기 제1 기판와 마주하는 제2 기판을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 스페이서는 상기 제2 기판의 표면과 접촉하고, 상기 제2 스페이서는 상기 제2 기판의 상기 표면과 이격되어 있는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 투명한 절연 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 스페이서의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛이고, 상기 제2 스페이서의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛인 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 차광 부재의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%이고,
    상기 제1 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%이고,
    상기 제2 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%인 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 전극은 화소 영역 전면에 형성되어 있는 면형의 평면 형태를 가지고,
    상기 제2 전극은 복수의 가지 전극을 포함하고,
    상기 복수의 가지 전극은 상기 면형의 상기 제1 전극과 중첩하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 차광 부재와 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서 사이에 형성되어 있는 덮개층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 덮개층과 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 같은 층으로 이루어진 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 덮개층과 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 투명한 절연 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 덮개층의 높이는 약 0.5㎛ 내지 약 2.5㎛이고,
    상기 제1 스페이서의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛이고,
    상기 제2 스페이서의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛인 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 차광 부재의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%이고,
    상기 덮개층의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%이고,
    상기 제1 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%이고,
    상기 제2 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 10%인 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 전극은 화소 영역 전면에 형성되어 있는 면형의 평면 형태를 가지고,
    상기 제2 전극은 복수의 가지 전극을 포함하고,
    상기 복수의 가지 전극은 상기 면형의 상기 제1 전극과 중첩하는 액정 표시 장치.
  13. 제7항에서,
    상기 덮개층과 상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 투명한 절연 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제7항에서,
    상기 덮개층의 높이는 약 0.5㎛ 내지 약 2.5㎛이고,
    상기 제1 스페이서의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛이고,
    상기 제2 스페이서의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛인 액정 표시 장치.
  15. 제7항에서,
    상기 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 차광 부재의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%이고,
    상기 덮개층의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%이고,
    상기 제1 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%이고,
    상기 제2 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 10%인 액정 표시 장치.
  16. 제7항에서,
    상기 제1 전극은 화소 영역 전면에 형성되어 있는 면형의 평면 형태를 가지고,
    상기 제2 전극은 복수의 가지 전극을 포함하고,
    상기 복수의 가지 전극은 상기 면형의 상기 제1 전극과 중첩하는 액정 표시 장치.
  17. 제1항에서,
    상기 제1 스페이서 및 상기 제2 스페이서는 투명한 절연 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 제1 스페이서의 높이는 약 2.0㎛ 내지 약 4.0㎛이고, 상기 제2 스페이서의 높이는 약 1.5㎛ 내지 약 3.5㎛인 액정 표시 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 액정 표시 장치는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 차광 부재의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 5% 내지 약 25%이고,
    상기 제1 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 0.05% 내지 약 0.5%이고,
    상기 제2 스페이서의 면적은 상기 복수의 화소의 전체 면적의 약 1.0% 내지 약 25%인 액정 표시 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 제1 전극은 화소 영역 전면에 형성되어 있는 면형의 평면 형태를 가지고,
    상기 제2 전극은 복수의 가지 전극을 포함하고,
    상기 복수의 가지 전극은 상기 면형의 상기 제1 전극과 중첩하는 액정 표시 장치.
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