KR100296161B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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가타오카 마사타카
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Abstract

개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있는 액정표시장치를 제공한다.
소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 이 직교하여 형성되고, 이들 배선에 의하여 구획된 영역이 화소 (17a 및 17b) 로 되어 있다. 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터 (19) 가 형성되고, 게이트선 (16) 의 일부를 소오스선 (15) 을 따라가며 연장 형성시킨 부분으로 이루어지는 배향전극 (18) 이, 소오스선 (15) 방향으로 배열되는 인접하는 화소간에서 격리되어 각 화소마다 1 개씩 형성되어 있다. 그리고, 이 배향전극 (18) 은 1 개씩 거른 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 있어서, 상기 소오스선 (15) 을 따라가며 상기 소오스선 (15) 의 양측에 병렬로 형성되어 있다.

Description

액정 표시 장치
본 발명은 시야각 의존성이 적고, 보는 방향에 관계없이 양호한 시인성 (視認性) 을 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, TN 모드의 액정표시장치에 있어서는 그 시야각 의존성이 문제가 된다. 도 25 는 TN 모드의 액정표시장치의 일반적인 시야각 의존성을 나타내는 것으로, 도 25 에서 곡선으로 둘러싸인 영역이 콘트라스트 (CR) 10 이상의 범위를 나타낸다. 이 도면에서와 같이, TN 모드의 액정표시장치는 좌우방향에서의 시인성은 어느 정도 양호하나, 상하방향 특히 상방향에서의 시인성이 나쁘다는 것이 분명하다.
이러한 배경하에, 최근들어, 액정표시장치의 시야각을 확대하기 위한 다양한 구조가 제안되고 있다.
그 일례로 화소단위의 배향분할화 구조가 있다. 그 배향분할화 구조란 각 화소에 전압을 인가했을 때 액정분자가 입상하는 방향이 다른 영역을 갖게 하는 구조로, 예를 들어 1 개의 화소를 2 분할하고, 2 분할된 화소의 배향막에 각각 다른 배향처리를 함으로써 이 구조를 실현할 수 있다. 그러나, 미세한 화소에 대하여 분할영역마다 다른 배향처리를 하는 것은 복잡한 작업을 필요로 하기 때문에, 공정이 복잡해지고 생산성이 저하되기 쉽다는 문제가 있다.
또한, 광시야각화를 실현하는 기타의 수단으로서, 시야각을 확대하는 기능을 갖는 위상차 필름을 액정셀에 부착하는 방법도 있으나, 이 필름은 고가의 것으로서 제조비용이 급등한다는 문제가 있다.
또한, 종래에 대향 기판측에 형성되어 있던 공통전극을 화소전극측에 형성하고, 액정분자에 대하여 기판과 평행한 전계를 인가하여 액정분자를 기판에 평행한 면의 내에서 구동시킨다 (In-Plane Switching,IPS) 고 하는 광시야각화 기술도 제안되고 있다. 그러나, IPS 구조의 경우 액정셀 내의 전극배치가 복잡해지고 개구율이 저하된다는 문제를 안고 있다.
광시야각화를 실현하는 또 다른 수단으로서, 화소전극의 4 변을 둘러싸듯이 형성된 배향제어전극, 소위 포위전극을 구비한 액정표시장치가 있다. 도 23 및 도 24 는 포위전극을 구비한 액정표시장치의 1 개의 화소 구성을 나타내는 것이다. 도 23 에서와 같이, 게이트배선 (201)(주사배선) 과 소오스배선 (202)(신호배선) 이 교차되어 형성되고, 교차점 근방에는 박막 트랜지스터 (203) 가 형성되어 있다. 이들 게이트배선 (201), 소오스배선 (202) 에 의하여 구획된 영역 내에 박막 트랜지스터 (203) 의 드레인 전극에 접속된 장방형 형상의 화소전극 (204) 이 형성되고, 화소전극 (204) 의 4 변을 둘러싸듯이 배향제어전극 (205) 이 형성되어 있다. 또한, 도 23a 의 ⅩⅩⅣ-ⅩⅩⅣ 선에 의한 단면구조를 보면, 도 24 에서와 같이 일방의 기판 (206) 상에 절연막 (207) 을 통하여 화소전극 (204), 배향제어전극 (205) 이 각각 형성되고, 액정층 (208) 을 사이에 두고 이 기판 (206) 과 대향하는 타방의 기판 (206) 상에는 대향전극 (210) 이 형성되어 있다. 그리고, 이 대향전극 (210) 에는, 도 23 에서와 같이 화소의 대각선을 따라서 X 자 형상의 창 (211) 이 형성되어 있다.
이 액정표시장치에서는, 도 24 에서와 같이 액정층을 사이에 두고 대향하는 화소전극 (204) 과 대향전극 (210) 간에 전계가 발생하는 것은 물론, 일방의 기판 (206) 상에 있어서의 화소전극 (204) 과 배향제어전극 (205) 간에도 전계가 발생하고, 이들 전계에 의하여 액정분자가 기우는 방향이 제어된다. 여기에서 배향제어전극 (205) 은 화소전극 (204) 의 4 변을 둘러싸듯이 배치되어 있으므로, 화소전극 (204) 의 각변 근방의 액정분자는 그 변을 따라가며 배치된 배향제어전극 (205) 을 향하는 전계의 방향 (도 23 중에서의 화살표 방향) 으로 각각 기울게 된다. 즉, 1 개의 화소 내에서 2 개의 대각선을 경계로 하여 액정의 배향방향이 다른 4 개의 영역이 생기고, 각 배향방향에 의한 비대칭적인 콘트라스트가 화소 내에서 평균화되므로 시야각을 확대할 수 있다.
그러나, 상기 포위전극을 구비한 액정표시장치에 있어서는, 화소 내에서의 액정의 배향방향이 다른 4 개 영역의 경계근방에서 액정분자의 배향의 혼란 (이하, 디스클리네이션이라고 함) 이 발생하여 이 부분에서의 광누설이 발생할 우려가 있다. 따라서, 대향 기판측에 X 자 형상의 블랙마스크의 형성 등을 행하여 광누설을 두드러지지 않게 하는 대책이 필요하나, 반면에 이렇게 하면 개구율이 저하되는 문제가 일어난다. 특히, 화소의 중앙에 이런 종류의 블랙마스크를 형성해야만 하는 것은 매우 불리한 것이다. 즉, 이 방법에서는 포위전극의 채용으로써 광시야각화를 도모한다고 하나, 개구율이 저하되는 문제를 피할 수 없었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태인 액정표시장치의 화소 전체의 개략적 구성을 나타내는 평면도.
도 2 는 도 1 에서 나타낸 액정표시장치의 요부의 확대도.
도 3 은 도 2 의 Ⅲ-Ⅲ 선에 의한 단면도.
도 4 는 도 2 의 Ⅳ-Ⅳ 선에 의한 단면도.
도 5 는 도 1 에서 나타낸 액정표시장치에 있어서 배향전극의 위치를 변화시킨 예를 나타내는 평면도.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태인 액정표시장치의 화소의 구성을 나타내는 평면도.
도 7 은 도 6 의 Ⅶ-Ⅶ 선에 의한 단면도.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태인 액정표시장치의 화소의 구성을 나타내는 평면도.
도 9 는 도 8 의 Ⅸ-Ⅸ 선에 의한 단면도.
도 10 은 도 8 에서 나타낸 본 발명의 제 3 실시형태의 액정표시장치에 있어서 대향전극의 형태를 변화시킨 예를 나타내는 평면도.
도 11 은 본 발명의 제 4 실시형태인 액정표시장치의 화소 전체의 개략구성을 나타내는 평면도.
도 12 는 도 11 에 나타낸 액정표시장치의 요부의 확대도.
도 13 은 도 12 의 ⅩⅢ-ⅩⅢ 선에 의한 단면도.
도 14 는 도 12 의 ⅩⅣ-ⅩⅣ 선에 의한 단면도.
도 15 는 본 발명의 제 5 실시형태인 액정표시장치의 화소의 구성을 나타내는 평면도.
도 16 은 본 발명의 제 6 실시형태인 액정표시장치의 화소 전체의 개략 구성을 나타내는 평면도.
도 17 은 도 16 에 나타낸 액정표시장치의 요부의 확대도.
도 18 은 도 17 의 ⅩⅧ-ⅩⅧ 선에 의한 단면도.
도 19 는 도 17 의 ⅩⅨ-ⅩⅨ 선에 의한 단면도.
도 20 은 본 발명의 제 7 실시형태인 액정표시장치의 화소의 구성을 나타내는 평면도.
도 21 은 도 20 의 ⅩⅩⅠ-ⅩⅩⅠ 선에 의한 단면도.
도 22 는 도 20 에서 나타낸 본 발명의 제 7 실시형태의 액정표시장치에 있어서, 대향전극의 형태를 변화시킨 예를 나타내는 평면도.
도 23 은 포위전극을 이용한 종래의 액정표시장치의 화소의 구성을 나타내는 평면도.
도 24 는 도 23 의 ⅩⅩⅣ-ⅩⅩⅣ 선에 의한 단면도.
도 25 는 TN 모드의 액정표시장치의 일반적인 시야각 의존성을 나타내는 도면.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 한쌍의 기판간에 액정층이 형성되고, 이들 한쌍의 기판중에서 일방의 기판 대향면상에 복수의 신호배선과 복수의 주사배선이 서로 직교하여 형성되고, 이들 배선에 의하여 구획된 영역이 화소가 되고, 상기 신호배선과 주사배선의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터가 형성됨과 동시에, 상기 각 화소 내의 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극간에, 상기 액정층에 전계를 인가하는 배향전극이 1 개를 건너 뛴 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 있어서 상기 신호배선을 따라가며 상기 신호배선의 양측에 병렬로 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 액정표시장치에 있어서, 일방의 기판상에 화소전극에 더하여 배향전극을 형성할 경우, 액정층을 사이에 두고 대향하는 화소전극과 대향전극간에 발생한 전계는 화소전극과 동일 기판상에 형성된 배향전극으로 이끌리고, 전계는 배향전극측을 향하여 기울게 된다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치에서는 1 개를 건너 뛴 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 대하여, 배향전극이 상기 신호배선을 따라가며 상기 신호배선의 양측에 병렬로 형성되어 있기 때문에, 이 2 개의 화소에 대해서 볼 경우, 배향전극측, 즉 2 개의 화소 중앙의 신호배선측을 향하여 각각 반대 방향으로 전계가 기울게 되고, 각 방향으로 기울어진 전계에 따라 액정분자가 기울어져 입상한다. 또한, 인접하는 2 개의 화소에서 반대 방향으로 전계가 기우는 관계는 배향전극이 병렬로 형성되어 있지 않은 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 있어서도 동일하다.
그러면, 액정의 배향방향에 의한 비대칭적인 콘트라스트가 신호배선을 사이에 두고 인접되는 2 개의 화소에서 평균화됨으로써 이 액정표시장치의 구성에 의하여 전체적으로 시야각을 확대할 수 있다.
게다가, 본 발명의 액정표시장치의 경우, 포위전극을 형성한 종래의 액정표시장치와 같이 화소 중앙에서 디스클리네이션이 발생하는 일이 없고, 디스클리네이션이 발생해도 그것은 인접하는 화소간의 신호배선을 따라가는 지점에서 발생할 뿐이다. 그러나, 이 지점은 일반적인 액정표시장치에 있어서 원래 블랙마스크가 형성되는 지점이므로, 본 발명의 구성에 기인하는 디스클리네이션이 개구율에 악영향을 주는 일은 없다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치에 의하면, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 배향전극 자체의 형태로는 이하에서와 같은 다양한 형태를 취할 수 있다.
예를 들어, 배향전극을 신호배선 또는 주사배선과는 독립적으로 별개로 형성하여, 신호배선을 따라가며 배열되는 복수의 화소에 걸쳐 신호배선의 연장 형성 방향으로 길게 연장한 구성으로 할 수도 있다.
또한, 이에 대하여 배향전극을 별개로 형성하지 않고, 각 주사배선의 일부를 각 신호배선을 따라가며 연장 형성하는 부분으로 구성하고, 주사배선끼리 단락되지 않도록 신호배선 방향으로 배열되는 인접하는 화소간에서 격리시키는 것으로 할 수도 있다.
전자의 경우, 배향전극을 신호배선 또는 주사배선과는 별도로 독립적으로 형성하므로, 이 배향전극을 예를 들어 어스선으로서도 사용하고, 접지전위 등의 일정한 전위를 항상 인가해둘 수 있다. 또한, 접지전위가 아니라, 음전위를 인가할 수도 있다. 어느 경우나, 이 구성에 의하여 화소전극과 배향전극간에 전위차가 발생하므로, 화소전극과 대향전극간에 발생하는 전계를 배향전극측을 향하여 기울어지도록 한다.
후자의 경우, 배향전극이 주사배선과 일체적으로 형성되므로, 종래의 액정표시장치에 있어서의 주사배선의 패턴형상을 설계 변경하는 것만으로도 충분하여, 종래에 비하여 배향전극을 형성함에 있어서 제조과정이 복잡해지는 일도 없다.
그밖에, 배향전극을 상기 신호배선 및 상기 주사배선을 따라가며 지그재그 형상으로 형성할 수도 있다.
이런 구성의 경우, 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소뿐만 아니라, 주사배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 관해서도 전계가 기우는 방향이 반대로 되고, 액정분자가 기우는 방향도 반대로 되므로, 비대칭적인 콘트라스트가 인접하는 2 개의 화소에서 평균화되어 시야각이 확대된다고 하는 상기와 동일한 작용이 일어나게 된다. 따라서, 전체적으로 시야각이 확대되는 효과가 보다 현저하게 나타난다. 또한, 주사배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소간에서 주사배선을 따라가는 지점에서 발생하는 디스클리네이션에 관해서도 블랙마스크의 설치로 인해 개구율에 영향을 주는 일은 없다.
나아가, 상기 화소전극에 접속된 용량전극을, 절연막을 통하여 상기 배향전극에 대향되도록 형성하고, 이들 용량전극, 절연막, 배향전극에 의하여 축적용량부를 형성하는 구성을 취할 수도 있다.
액정표시장치에 있어서 화소전극의 전하를 유지하는 축적용량부는 필요 불가결한 것으로, 상기 구성을 취할 경우, 예를 들어 용량전극을 신호배선과 동층으로하고 배향전극을 주사배선과 동층으로 형성할 수 있다. 따라서, 축적용량부를 형성하기 위하여 새로운 층을 이용하지 않으므로 제조과정을 복잡하게 하지 않는다. 이렇게, 상기 구성에 의하면 간단한 마스크패턴의 변경만으로 축적용량부를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 상기 일방의 기판과 대향하는 타방의 기판상에 형성된 대향전극에, 상기 화소의 상기 배향전극이 형성된 측과 반대측에 위치하는 가장자리부를 따라 창을 형성하는 구성을 취할 수도 있다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서는 화소전극과 대향전극간 또는 화소전극과 배향전극간의 전위차, 이들 전극의 상대적인 위치관계에 의하여 전계의 휨정도가 변화되고 액정분자의 기울기 정도가 변화되는 것이다. 그리고, 이 액정분자의 기울기 정도를 조절함으로써 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다. 그리고, 상기와 같이 대향전극 중에서 배향전극을 형성한 측과 반대측의 가장자리부에 창을 형성한 경우, 화소전극의 배향전극에서 떨어진 측의 단부에서는 그 직상 (直上) 에 대향전극이 존재하지 않게 되므로, 화소전극과 대향전극간에 발생하는 전계가 창을 형성하지 않은 경우에 비하여 배향전극측으로 더욱 기울어진 상태가 된다. 이렇게 대향전극에 창을 형성하고, 다시 창의 치수를 최적화 함으로써 액정분자의 기울기 정도를 변화시킬 수 있어 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 관계되는 기타의 액정표시장치는 한쌍의 기판간에 액정층이 형성되고, 이들 한쌍의 기판 중에서 일방의 기판의 대향면상에 복수의 신호배선과 복수의 주사배선이 서로 직교되어 형성되고, 이들 배선에 의하여 구획된 영역이 격리된 2 개의 화소가 되고, 상기 신호배선과 주사배선의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터가 형성됨과 동시에, 상기 신호배선을 따라가며 인접하는 상기 격리된 2 개의 화소에 있어서 이들 각 화소에 대응하는 상기 주사배선이 화소간의 격리선에 대하여 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 명세서에서 말하는 「격리선」이란, 본 발명의 구성의 경우 신호배선과 주사배선에 의하여 구획된 영역 내에 2 개의 화소가 존재하게 되나, 이들 화소간에 배선이 존재하지 않으므로 각 화소의 경계가 되는 구획내의 중심선 (가상선) 을 격리선이라고 부르기로 한다.
이러한 액정표시장치에 있어서, 예를 들어 화소전극은 1 내지 10 V 정도의 전위, 주사전압이 인가되어 있지 않는 상태의 주사배선은 -6 V 인 것처럼, 화소전극과 주사배선간에는 커다란 전위차가 있다. 따라서, 액정층을 사이에 두고 대향하는 화소전극과 대향전극간에 발생하는 전계는 주사배선으로 이끌리고, 전계는 주사배선측으로 향하여 기울게 된다. 또한, 주사배선에 주사전압이 인가되었을 때에는 화소전극과 주사배선간의 전위차는 작아지나, 주사전압은 순간적으로 펄스형태로 인가되는 것으로 액정의 배향방향에는 영향을 주지 않는다.
따라서, 본 발명의 기타 액정표시장치에서는, 신호배선을 따라가며 인접하는 격리된 2 개의 화소에 있어서 이들 각 화소에 대응하는 주사배선이 화소간의 격리선을 중심으로 하여 대칭적으로 배치되어 있으므로, 이들 각 화소의 주사배선측을 향하여 각각 반대 방향으로 전계가 기울게 되고, 각 방향으로 기울어진 전계를 따라서 액정분자가 기울어져 입상한다.
이 작용에 의하여, 액정의 배향방향에 의한 비대칭적인 콘트라스트가 신호배선을 따라가며 인접하는 2 개의 화소에서 평균화되게 되므로, 이 액정표시장치의 구성에 의하여 전체적으로 시야각을 확대할 수 있다.
나아가, 본 발명의 기타 액정표시장치의 경우, 포위전극을 형성한 종래의 액정표시장치와 같이 화소의 중앙에서 디스클리네이션이 발생하지 않고, 디스클리네이션이 발생했다고 해도 그것은 인접하는 화소간의 격리선 또는 신호배선을 따라가는 지점에서 발생할 뿐이다. 그러나, 이 지점은 일반적인 액정표시장치에 있어서 원래 블랙마스크가 형성되는 지점이므로, 본 발명의 구성에 기인하는 디스클리네이션이 개구율에 악영향을 미치는 일은 없다.
따라서, 이러한 액정표시장치에 의하면, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
나아가, 본 발명의 경우 배향전극을 특별히 형성할 필요가 없으므로 매우 간단한 배선구성으로 상기 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 일방의 기판과 대향하는 타방의 기판상에 형성된 대향전극의 상기 격리선을 따라가는 부분에 창을 형성하는 구성을 취할 수도 있다.
이러한 액정표시장치에서는, 화소전극과 대향전극간 또는 화소전극과 배향전극간의 전위차, 이들 전극의 상대적인 위치관계에 의하여 전계의 휨정도가 변화하고, 액정분자의 기울기 정도가 변화하는 것이다. 그리고, 이 액정분자의 기울기 정도를 조절함으로써 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 1 개의 화소에 주사배선과 반대측에 위치하는 상기 격리선을 따라가며 대향전극에 창을 형성한 경우, 화소전극의 격리선측의 단부에서는 그 직상에 대향전극이 존재하지 않게 되므로, 화소전극과 대향전극간에 발생하는 전계가 창을 형성하지 않는 경우에 비하여 주사배선측으로 기울어진 상태가 된다. 이렇게 대향전극에 창을 형성하고, 다시 창의 치수를 최적화 함으로써 액정분자의 기울기 정도를 변화시킬 수 있으며 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 4 를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 1 은 본 실시형태의 액정표시장치 전체의 화소구성을 나타내는 평면도이고, 도 2 는 도 1 의 확대도이고, 도 3 은 박막 트랜지스터 부분에서 절단한 단면도, 도 4 는 화소전극 부분에서 절단한 단면도를 나타낸다.
본 실시형태는 박막 트랜지스터를 역 스태거 (stagger) 형으로 하고, 화소전극간에서 액정층에 전계를 인가하는 배향전극을 게이트선과 동층에 구성한 예이다.
도 1 은 본 실시형태의 액정표시장치의 특징을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태의 액정표시장치는 복수의 소오스선 (15)(신호배선) 과 복수의 게이트선 (16)(주사배선) 이 서로 직교하여 형성되고, 이들 배선 (15 및 16) 에 의하여 구획된 영역이 화소 (17) 가 된다. 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터 (이 도면에서는 도시 생략) 가 형성되고, 각 게이트선 (16) 의 일부를 각 소오스선 (15) 을 따라가며 연장 형성한 부분으로 이루어지는 배향전극 (18) 이 소오스선 (15) 을 따라가는 방향으로 배열되는 인접하는 화소 (17) 간에서 격리되어 화소 (17) 마다 1 개씩 형성되어 있다. 그리고, 이 배향전극 (18) 은 1 개씩 건너 뛴 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에 있어서 상기 소오스선 (15) 을 따라가며 상기 소오스선 (15) 의 양측에 병렬로 형성되어 있다. 또한 배향전극 (18) 이 양측에 병렬로 형성된 부분은 소오스선 (15) 을 따라가는 방향 (도 1 에서의 세로방향) 에 있어서 서로 다르게 되어 있다.
도 2 는 도 1 의 일부를 확대한 것이다. 이 도면을 이용하여 본 액정표시장치의 평면구성을 자세히 살펴보면, 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 이 서로 직교하여 형성되고, 이들 배선 (15 및 16) 에 의하여 구획된 영역은 소오스선 (15) 이 연장하는 방향이 장변 방향, 게이트선 (16) 이 연장하는 방향이 단변 방향으로 된 장방형 형상의 화소 (17) 로 되어 있다. 또한, 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터 (19) 가 형성되고, 소오스선 (15) 및 게이트선 (16) 으로부터 박막 트랜지스터 (19) 의 소오스전극 (20) 및 게이트전극 (21) 이 각각 연장 형성되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터 (19) 의 드레인전극 (22) 에는 컨택트홀 (23) 을 통하여 화소전극 (24) 이 접속되어 있다. 그리고, 각 화소 (17) 에 있어서 각 게이트선 (16) 의 일부를 소오스선 (15) 을 따라가며 연장 형성한 배향전극 (18) 이 형성되어 있다.
또한, 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에 보면, 예를 들어 도 2 중의 4 개의 화소중에서, 좌상의 화소 (17a) 에서는 배향전극 (18) 이 이 화소의 우측에 형성되고, 한편으로 우상의 화소 (17b) 에서는 배향전극 (18) 이 이 화소의 좌측에 형성되듯이, 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17a 및 17b) 에서의 배향전극 (18) 은 이들 각 화소 (17a 및 17b) 의 각각 반대측에 배치되어 있다. 이렇게 인접하는 화소 (17a 및 17b) 에서 배향전극 (18) 이 반대측에 배치되어 있는 관계는, 도 1 중의 좌하의 화소와 우하의 화소에 있어서도 동일하고, 나아가서는 소오스선 (15) 을 따라가며 배열되는 2 개의 화소, 예를 들어 좌상의 화소와 좌하의 화소에 있어서도 동일하다.
도 3 은 본 실시형태의 액정표시장치의 단면구조를 나타내는 것이다. 이 액정표시장치는 도 3 에서와 같이 제 1 기판 (25) 의 표면상에 박막 트랜지스터 (19), 화소전극 (24), 배향전극 (18) 이 형성되고, 제 2 기판 (26) 의 표면상에 컬러필터 (27), 블랙마스크 (28), 대향전극 (29) 이 형성되고, 이들 한쌍의 기판 (25 및 26) 간에 액정층 (41) 이 형성된 것이다. 여기에서 사용되는 액정은 부의 유전율 이방성을 갖는 것, 정의 유전율 이방성을 갖는 것의 어느 것일 수도 있다. 또한 여기에서는 배향막의 도시는 생략한다.
또한, 박막 트랜지스터 (19) 의 부분에는 제 1 기판 (25) 상에 게이트선 (16) 에서 도출된 게이트 전극 (21) 이 형성되고, 이 게이트 전극 (21) 을 덮듯이 SiO2또는 SiNX등으로 이루어지는 게이트 절연막 (30) 이 형성되어 있다. 게이트전극 (21) 의 상방에 해당하는 게이트 절연막 (30) 의 상면에는 아몰포스실리콘 (a-Si) 으로 이루어지는 반도체층 (31) 이 형성되고, 또한 이 반도체층 (31) 위에 n+형 a-Si 층 (32) 이 형성되며, 그 위에 알루미늄 등의 유전체로 이루어지는 드레인전극 (22) 과 소오스선 (15) 에서 도출된 소오스전극 (20) 이 형성되어 있다. 그리고, 이들 드레인전극 (22), 소오스전극 (20) 을 덮듯이 하여 SiO2또는 SiNX등으로 이루어지는 패시베이션 (passivation) 막 (33) 이 형성됨과 동시에, 드레인전극 (22) 위에 이 패시베이션 막 (33) 을 관통하는 컨택트홀 (23) 이 형성되고, 이 컨택트홀 (23) 을 통하여 드레인전극 (22) 과 전기적으로 접속되는 ITO 등의 투명도전성 재료로 이루어지는 화소전극 (24) 이 패시베이션 막 (33) 위에 형성되어 있다. 게다가, 게이트전극 (21) 측방에 이 게이트전극 (21) 과 동층의 배향전극 (18) 이 형성되어 있다.
본 실시형태의 액정표시장치에 있어서는, 액정층 (41) 을 사이에 두고 대향하는 화소전극 (24) 과 대향전극 (29) 간에 전계가 인가됨으로써 액정분자가 구동된다. 그러나, 통상적으로 화소전극 (24) 은 1 내지 10 V 정도의 전위, 배향전극 (18) 은 그 배향전극 (18) 으로 통하는 게이트선 (16) 에 주사전압이 인가되지 않은 상태에서 -6 V 정도의 전위로 되어있으므로, 화소전극 (24) 과 배향전극 (18) 간에 큰 전위차가 발생한다. 그 결과, 도 4 에서와 같이 화소전극 (24) 과 대향전극 (29) 간에 발생한 전계 (E) 는 화소전극 (24) 과 동일 기판상에 형성된 배향전극 (18) 으로 이끌리고, 전계 (E) 는 배향전극 (18) 측을 향하여 기울게 된다. 이 경우, 도 4 에서의 좌우방향은 화소전극 (24) 의 단변 방향이므로, 전계 (E) 는 특히 기울어지기 쉽다. 또한, 게이트선 (16) 에 주사전압이 인가되었을 때에는 화소전극 (24) 과 배향전극 (18) 간의 전위차가 작아지나, 주사전압은 순간적으로 펄스 형태로 인가됨으로써 액정의 배향방향에는 영향을 주지 않는다.
따라서, 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에 대해서 살펴볼 경우, 화소 (17) 내에 있어서 배향전극 (18) 이 형성된 위치가 서로 반대이므로 그 전계 (E) 가 기우는 방향도 반대가 되며, 도 1 에 기울기 방향을 화살표 (E) 로 표시한 것과 같이, 각 방향으로 기울어진 전계 (E) 에 따라 액정분자가 기울어져 입상한다. 그러면, 액정의 배향방향에 의한 비대칭적인 콘트라스트가 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에서 평균화되고, 이 액정표시장치의 구성에 의하여 전체적으로 시야각을 확대할 수 있다. 게다가, 본 실시형태의 경우, 도 1 에서 알 수 있듯이 소오스선 (15) 을 따라가는 방향으로 배열되는 2 개의 화소 (17) 에 있어서도 전계 (E) 의 기울기가 반대 방향이 되므로, 이 2 개의 화소 (17) 에서도 콘트라스트가 평균화되어 시야각을 확대하는 효과가 보다 커진다.
또한, 본 실시형태의 액정표시장치의 경우, 포위전극을 형성한 종래의 액정표시장치와 같이 화소의 중앙에서 디스클리네이션이 발생하지 않고, 디스클리네이션이 발생한다해도 그것은 인접하는 화소 (17) 간의 소오스선 (15) 근방의 지점 (예를 들어 도 4 중의 부호 D 로 표시되는 지점) 에서 발생할 뿐이다. 그러나, 이 지점은 소오스선 (15) 이 통과하고 있고, 통상의 액정표시장치에서도 원래 블랙마스크 (28) 가 형성되는 지점이므로 본 실시형태의 구성에 의한 디스클리네이션이 개구율에 악영향을 주지 않는다.
따라서, 본 실시형태의 액정표시장치에 의하면, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
게다가, 본 실시형태의 액정표시장치의 경우, 각 배향전극 (18) 이 게이트선 (16) 과 일체적으로 형성되므로, 종래의 액정표시장치에 있어서의 게이트선의 패턴형상을 설계 변경하는 것만으로도 충분하고, 배향전극 (18) 을 형성함으로써 종래에 비해 제조과정이 복잡해지지도 않는다.
또한, 본 실시형태에서는 도 1 에서와 같이 배향전극 (18) 이 양측에 병렬로 형성된 부분이 소오스선 (15) 방향으로 배열되는 화소 (17) 에서, 서로 다르게 되어있는 것처럼 배치한 결과, 소오스선 (15) 방향으로 배열되는 2 개의 화소 (17) 에 있어서 비대칭적인 콘트라스트가 평균화되는 효과를 얻었다. 그러나, 이 효과를 원치 않는다면, 도 5 에서와 같이 배향전극 (18) 이 양측에 병렬로 형성된 부분이 소오스선 (15) 방향으로 배열되는 화소 (17) 에서 직선 형상으로 배열하듯이 배치할 수도 있다. 이 구성에서도 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에서 콘트라스트가 평균화되어 액정표시장치 전체로서 시야각을 확대할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 6, 도 7 을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 6 은 본 실시형태의 액정표시장치의 1 화소의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 7 은 화소전극 부분에서 절단한 단면도를 나타낸다.
본 실시형태의 액정표시장치가 제 1 실시형태와 다른 점은, 용량전극을 형성한 후에 제 1 실시형태와 동일한 배향전극을 축적용량의 일방의 전극으로도 겸용하고, 이것들에 의하여 축적용량부를 구성한 점이다. 그래서, 도 6, 도 7 에 있어서, 도 1 내지 도 4 와 공통되는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시형태의 액정표시장치에는 도 6 및 도 7 에서와 같이 게이트선 (16) 의 일부를 소오스선 (15) 을 따라가며 연장 형성하는 배향전극 (18) 의 상방에 게이트 절연막 (30) 을 통하여 소오스선 (15) 과 동층으로 형성된 용량전극 (34) 이 배향전극 (18) 과 거의 동일한 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 용량전극 (34) 및 그 측방에 위치하는 소오스선 (15) 을 덮듯이 패시베이션 막 (33) 이 형성됨과 동시에, 용량전극 (34) 상에 이 패시베이션 막 (33) 을 관통하는 컨택트홀 (35) 이 형성되고, 이 컨택트홀 (35) 을 통하여 용량전극 (34) 과 화소전극 (24) 이 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 이들 용량전극 (34), 게이트 절연막 (30), 배향전극 (18) 에 의하여 축적용량부 (36) 가 구성되어 있다.
액정표시장치에 있어서 1 개의 게이트선이 주사된 후, 다음의 주사에 이르기까지 화소전극의 전하를 유지하는 축적용량부는 필요 불가결한 것이나, 본 실시형태의 경우 그 축적용량부 (36) 가 용량전극 (34), 게이트 절연막 (30), 배향전극 (18) 으로 구성되어 있다. 또한, 용량을 구성하는 전극 중, 용량전극 (34) 은 소오스선 (15) 과 동층이고, 배향전극 (18) 은 게이트선 (16) 과 둥층으로 구성되어 있다. 따라서, 축적용량부 (36) 를 형성하기 위하여 새로운 층을 이용할 필요가 없어 제조과정을 복잡하게 하지 않는다. 이러한 본 실시형태의 액정표시장치에 의하면, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있다는 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있는 점에 더하여, 간단한 마스크패턴의 변경만으로 축적용량부를 용이하게 형성할 수 있다.
이하에서, 또한 본 발명의 제 3 실시형태를 도 8, 도 9 를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 8 은 본 실시형태의 액정표시장치의 화소의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 9 는 화소전극 부분에서 절단한 단면도를 나타낸다.
본 실시형태의 액정표시장치에 있어서, 제 1 기판측의 구성은 제 1 실시형태와 극히 동일하고, 제 2 기판측의 대향전극에 창을 형성한 점만이 제 1 실시형태와 다르게 되어 있다. 따라서, 도 8, 도 9 에 있어서 도 1 내지 도 4 와 공통되는 구성요소에 관해서는 동일 부호를 부여하고, 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 액정표시장치에 있어서는, 화소전극과 대향전극간 또는 화소전극과 배향전극간의 전위차, 이들 전극의 상대적인 위치관계에 의하여 전계의 휨정도가 변화하고, 액정분자의 기울기 정도가 변화하는 것이다. 그리고, 이 액정분자의 기울기 정도를 조절함으로써 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다. 그 경우, 제 1 실시형태의 구성만으로는 액정분자의 기울기량이 불충분하고, 기울기량을 보다 크게 하고자 할 때에는 도 8 및 도 9 에서 나타내는 본 실시형태의 구성과 같이 화소전극 (24) 과 대향하는 대향전극 (29) 중, 화소전극 (24) 의 상방으로서 배향전극 (18) 과 반대측에 위치하는 변을 따라가는 부분에 창 (37) 을 형성할 수도 있다.
대향전극 (29) 에 이러한 창 (37) 을 형성한 경우, 도 9 에서와 같이, 화소전극 (24) 의 배향전극 (18) 에서 떨어진 측의 단부에서는 그 상방에 대향전극 (29) 이 존재하지 않게 되므로, 화소전극 (24) 과 대향전극 (29) 간에 발생하는 전계 (E´) 가 창을 형성하지 않는 경우 (도 4 에 있어서의 전계 (E)) 에 비해 배향전극 (18) 측으로 기울어진 상태가 된다. 이렇게 대향전극 (29) 에 창 (37) 을 형성하고, 또한, 창 (37) 의 치수를 최적화 함으로써 액정분자의 기울기 정도를 변화시킬 수 있어 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다.
또한, 도 8 에서와 같이 복수의 화소 전체에 걸쳐 대향전극 (29) 을 형성하는 것이 아니고, 도 10 에서와 같이 각 화소마다 분할한 대향전극 (29a) 을 형성하고, 이 분할대향전극 (29a) 의 소오스선 (15) 을 따라가는 부분을 절개하여 창으로 할 수도 있다.
게다가, 본 발명의 제 4 실시형태를 도 11 내지 도 14 를 참조하면서 설명한다.
도 11 은 본 실시형태의 액정표시장치 전체의 화소구성을 나타내는 평면도이고, 도 12 는 도 11 의 확대도이고, 도 13 은 박막 트랜지스터 부분에서 절단한 단면도이고, 도 14 는 화소전극 부분을 절단한 단면도를 나타낸다.
본 실시형태의 액정표시장치가 제 1 실시형태와 상이한 점은 제 1 실시형태가 배향전극을 게이트선과 동층에 일체적으로 형성시킨 것에 대하여, 본 실시형태에서는 배향전극을 게이트선 또는 소오스선과는 별도로 독립적으로 형성시킨 점이다. 따라서, 도 11 내지 도 14 에 있어서, 도 1 내지 도 4 와 공통되는 구성요소에 관해서는 동일 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 11 은 본 실시형태의 액정표시장치의 특징을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태의 액정표시장치는 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 이 직교하여 형성되고 이들 배선 (15 및 16) 에 의하여 구획된 영역이 화소 (17) 로 되어있다. 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터 (이 도면에서는 도시를 생략함) 가 형성되고, 소오스선 (15) 또는 게이트선 (16) 과는 별도로 형성된 배향전극 (38) 이, 1 개를 건너 뛴 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에 있어서 상기 소오스선 (15) 을 따라가며 상기 소오스선 (15) 의 양측에 병렬로 형성된다. 또한, 이 배향전극 (38) 은 소오스선 (15) 을 따라가는 방향으로 배열되는 복수의 화소 (17) 에 걸쳐 소오스선 (15) 의 연속 형성 방향으로 길게 연장된다.
도 12 는 도 11 의 일부를 확대한 것이다. 도 12 에서와 같이, 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 에 의하여 구획된 영역은, 소오스선 (15) 이 연장하는 방향이 장변방향, 게이트선 (16) 이 연장하는 방향이 단변 방향으로된 장방형 형상의 화소로 되어 있다. 또한, 소오스선 (15) 과 게이트선 (16) 의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터 (19) 가 형성되어 있고, 박막 트랜지스터 (19) 의 드레인전극 (22) 에는 화소전극 (24) 이 접속되어 있다.
또한, 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에 보면, 예를 들어 도 12 중의 좌측 화소 (17a) 에서는 배향전극 (38) 이 이 화소 (17a) 의 좌측에 형성되고, 한편으로 우측의 화소 (17b) 에서는 배향전극 (38) 이 이 화소 (17b) 의 우측에 형성되듯이, 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에 있어서의 배향전극 (38) 은 이들 각 화소 (17) 의 각각의 반대측 변을 따라가듯이 배치되어 있다.
이 액정표시장치는, 도 13 에서와 같이 제 1 기판 (25) 의 표면상에 알루미늄 등의 도전체로 이루어진 배향전극 (38) 이 형성되고, 이 배향전극 (38) 을 덮듯이 SiO2또는 SiNX등으로 이루어지는 절연막 (39) 이 형성되고, 그 절연막 (39) 위에 제 1 실시형태와 동일한 역 스태거형의 박막 트랜지스터 (19) 가 형성되어 있다. 이 박막 트랜지스터 (19) 는 게이트전극 (21) 이 배향전극 (38) 의 상방에 중첩되듯이 배치되어 있다. 또한 제 2 기판 (26) 측의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다. 그리고, 이들 한쌍의 기판 (25 및 26) 간에 액정층 (41) 이 형성되어 있다.
본 실시형태의 액정표시장치에서는, 제 1 실시형태와 달리 배향전극 (38) 을 게이트선 (16) 과는 별도로 독립적으로 형성되어 있으므로, 이 배향전극 (38) 을 예를 들어 어스선으로서 겸용하고, 접지전위 등의 일정한 전위를 항상 인가해 둘 수 있다. 또한, 접지전위가 아니고 음전위를 인가할 수도 있다. 어느 것이나, 이 구성에 의하여 화소전극 (24) 과 배향전극 (38) 간에 전위차가 발생하고, 도 14 에서와 같이 화소전극 (24) 과 배향전극 (38) 간에서 발생한 전계 (E) 는 화소전극 (24) 과 동일 기판상에 형성된 배향전극 (38) 으로 이끌리고, 전계 (E) 는 배향전극 (38) 측을 향하여 기울게 된다.
그리고, 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에 있어서, 화소 (17) 내에 배향전극 (38) 이 형성된 위치가 서로 반대인 점에서 그 전계 (E) 가 기우는 방향도 반대가 되고, 도 11 에서 기울기 방향을 화살표 (E) 로 표시한 바와 같이 각 방향으로 기울어진 전계 (E) 에 따라 액정분자가 기울어져 입상한다. 그러면, 액정의 배향방향에 대해 비대칭적인 콘트라스트가 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17) 에서 평균화되고, 이 액정표시장치의 구성에 의하여 전체적으로 시야각을 확대할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서도 디스클리네이션이 발생하는 것은 개구율에 영향을 주지 않는 인접하는 화소 (17) 간의 소오스선 (15) 을 따라가는 지점 (도 14 중 부호 D 로 표시되는 지점) 이다.
따라서, 본 실시형태의 액정표시장치에 의해서도 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5 실시형태를 도 15 를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 15 는 본 실시형태의 액정표시장치의 화소 구성을 나타내는 평면도이다. 본 실시형태의 액정표시장치는 배향전극을 게이트선 또는 소오스선과는 별도로 독립적으로 형성한 것으로, 단면구조는 제 4 실시형태와 동일하나 평면적인 구조가 다르고, 제 4 실시형태의 배향전극을 직선 형상으로 형성한 것에 대하여, 본 실시형태에서는 배향전극을 지그재그 형상으로 형성하고 있다. 따라서, 도 15 에 있어서 도 12 와 공통되는 구성요소는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
이 액정표시장치에서는, 도 15 에서와 같이 배향전극 (40) 이 게이트선 (16) 보다도 하층에 형성됨과 동시에, 1 개의 소오스선 (15) 을 따라가며 배열되는 복수의 화소 (17a 및 17b) 에 걸쳐 지그재그 형상으로 형성되어 있다.
구체적으로는, 도 15 에 도시한 4 개의 화소중에서 좌측 열의 화소 (17a) 에 대해서, 상측의 화소에서는 배향전극 (40) 이 이 화소의 박막 트랜지스터 (19) 의 게이트전극 (21) 하방을 통과하고, 이 박막 트랜지스터 (19) 에 접속된 소오스선 (15)(이 화소에서의 좌측 소오스선) 을 따라가며 배치되고, 하측의 화소에서의 배향전극 (40) 은 이 화소의 상측에서 굴곡되고, 다음에는 이 화소의 우측에 인접한 화소의 박막 트랜지스터 (19) 에 접속된 소오스선 (15)(이 화소에서의 우측 소오스선) 을 따라가며 배치되어 있다. 또한, 우측 열의 화소 (17b) 에 대해서는 좌측 열과는 반대의 지그재그로 되어 있고, 상측 화소에서는 배향전극 (40) 은 이 화소의 우측 화소의 박막 트랜지스터 (19) 에 접속된 소오스선 (15)(이 화소에서의 우측 소오스선) 을 따라가며가며 배치되고, 하측 화소에서는 배향전극 (40) 은 이 화소의 상측에서 굴곡되고, 이 화소의 박막 트랜지스터 (19) 에 접속된 소오스선 (15)(이 화소에서의 좌측 소오스선) 을 따라가며 배치되어 있다.
즉, 본 실시형태의 액정표시장치의 경우, 배향전극 (40) 은 1 개의 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (17a 및 17b) 에 있어서 이들 각 화소의 각각 반대측의 변을 따라가며 배치됨과 동시에, 소오스선 (15) 방향을 따라가며 배열되는 2 개의 화소에도 이들 화소의 각각 반대측의 변을 따라가며 배치되어 있다.
본 실시형태에 있어서도, 상기 제 1 내지 제 4 의 실시형태와 마찬가지로 인접하는 2 개의 화소에서 전계가 기우는 방향과 반대로 되고, 액정분자가 기우는 방향도 반대로 되므로, 액정의 배향방향에 비대칭적인 콘트라스트가 인접하는 2 개의 화소에서 평균화되어 시야각이 확대되는 작용이 생긴다. 또한, 본 실시형태의 경우, 제 1 실시형태와 마찬가지로 소오스선 (15) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소뿐만 아니라, 소오스선 (15) 방향을 따라가며 배열되는 2 개의 화소에 대해서도 상기 작용이 생기게 된다. 따라서, 전체적으로 시야각이 확대되는 효과가 보다 현저해진다. 또한, 소오스선 (15) 방향을 따라가며 배열되는 2 개의 화소간에서 게이트선 (16) 을 따라가는 지점에서 발생하는 디스클리네이션에 있어서도 블랙마스크의 설치에 의하여 개구율에 영향을 주는 것은 아니다.
따라서, 본 실시형태의 액정표시장치에 의해서도, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 기술범위는 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내지 제 5 의 실시형태에서는 배열전극을 게이트선과 동층 또는 게이트선보다도 하층에 형성하고, 모두 배향전극이 화소전극보다도 하층측에 있는 예를 나타내었으나, 본 발명에 있어서의 배향전극은 화소전극과 동층으로 형성하고, 화소전극과 가로 정렬로 배열하는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 상기 실시형태에서는 박막 트랜지스터가 역 스태거형인 예를 나타내었으나, 이 박막 트랜지스터는 스태거형일 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제 6 실시형태를 도 16 내지 도 19 를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 16 은 본 실시형태의 액정표시장치 전체의 화소구성을 나타내는 평면도이고, 도 17 은 도 16 의 확대도이고, 도 18 은 박막 트랜지스터 부분에서 절단한 단면도이고, 도 19 는 화소전극 부분에서 절단된 단면도를 나타낸다.
또한, 본 실시형태는 박막 트랜지스터를 역 스태거형으로 한 예이다.
도 16 은 본 실시형태의 액정표시장치의 특징을 설명하기 위한 도면이다. 이 액정표시장치는 복수의 소오스선 (115)(신호배선) 과 복수의 게이트선 (116)(주사배선) 이 서로 직교하여 형성되고, 이들 배선 (115 및 116) 에 의하여 구획된 영역이 격리된 2 개의 화소 (17a 및 17b) 로 되어 있다. 이들 2 개의 화소 (117a 및 117b) 는 소오스선 (115) 방향으로 배열되어 있다. 또한, 소오스선 (115) 과 게이트선 (116) 의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터 (이 도면에서는 도시를 생략함) 가 형성되어 있고, 소오스선 (115) 을 따라가며 인접하는 격리된 2 개의 화소 (117a 및 117b) 에서 이들 각 화소에 대응하는 게이트선 (116) 이 화소 (117a 및 117b) 간의 격리선 (M) 을 중심으로 하여 대칭적으로 배치되어 있다.
도 17 은 도 16 의 일부를 확대한 것이다. 이 도면을 이용하여 본 액정표시장치의 평면구성을 상세히 설명하면, 소오스선 (115) 과 게이트선 (116) 이 서로 직교하여 형성되고, 이들 배선 (115 및 116) 에 의하여 구획된 영역이 격리된 2 개의 화소 (117a 및 117b) 로 되어 있다. 또한, 소오스선 (115) 과 게이트선 (116) 의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터 (119) 가 형성되고, 소오스선 (115), 게이트선 (116) 에서 박막 트랜지스터 (119) 의 소오스전극 (120), 게이트전극 (121) 이 각각 연장 형성되어 있다. 또한, 박막 트랜지스터 (119) 의 드레인전극 (122) 에는 컨택트홀 (123) 을 통하여 화소전극 (124) 이 접속되어 있다.
또한, 격리선 (M) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (117a 및 117b) 에 대하여 살펴보면, 예를 들어 도 17 중의 4 개의 화소 중에서, 좌측 화소 (117a) 에서는 게이트선 (116) 이 이 화소의 좌측에 형성되고, 한편으로 우측의 화소 (117b) 에서는 게이트선 (116) 이 이 화소의 우측에 형성되듯이, 격리선 (M) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (117a 및 117b) 에서의 각 게이트선 (116) 은 이들 각 화소 (117a 및 117b) 에서의 각각 반대측 변을 따라가며 대칭적으로 배치되어 있다.
도 18 은 본 실시형태의 액정표시장치의 단면구조를 나타내는 것이다. 이 액정표시장치는, 도 18 에서와 같이 제 1 기판 (125) 의 표면상에 박막 트랜지스터 (119), 화소전극 (124) 이 형성되고, 제 2 기판 (126) 의 표면상에 컬러필름 (127), 블랙마스크 (128), 대향전극 (129) 이 형성되고, 이들 한쌍의 기판 (125 및 126) 간에 액정층 (141) 이 형성된 것이다. 여기에서 사용하는 액정은 음의 유전율 이방성을 갖는 것이나, 양의 유전율 이방성을 갖는 것 중 어느 것이든 무방하다. 또한, 여기에서 배향막은 도시를 생략한다.
또한, 박막 트랜지스터 (119) 부분에는 제 1 기판 (125) 상에 게이트선 (116) 에서 도출된 게이트전극 (121) 이 형성되고, 이 게이트전극 (121) 을 덮듯이 SiO2또는 SiNX등으로 이루어지는 게이트 절연막 (130) 이 형성되어 있다. 게이트전극 (121) 의 상방에 해당하는 게이트 절연막 (130) 상면에는 아몰포스실리콘 (a-Si) 으로 이루어지는 반도체층 (131) 이 형성되고, 다시 이 반도체층 (131) 위에 n+ 형 a-Si 층 (132) 가 형성되고, 그 위에 알루미늄 등의 도전체로 이루어지는 드레인전극 (122) 과 소오스선 (115) 에서 도출된 소오스전극 (120) 이 형성되어 있다. 그리고 이들 드레인전극 (122), 소오스전극 (120) 을 덮듯이 SiO2또는 SiNX으로 이루어지는 패시베이션 막 (133) 이 형성됨과 동시에, 드레인전극 (122) 상에 이 패시베이션 막 (133) 을 관통하는 컨택트홀 (123) 이 형성되고, 이 컨택트홀 (123) 을 통하여 드레인전극 (122) 과 전기적으로 접속되는 ITO 등의 투명도전성 재료로 이루어지는 화소전극 (124) 이 패시베이션 막 (133) 상에 형성되어 있다.
본 실시형태의 액정표시장치에 있어서는, 액정층 (141) 을 사이에 두고 대향하는 화소전극 (124) 과 대향전극 (129) 간에 전계가 인가됨으로써 액정분자가 구동된다. 그러나, 통상적으로 화소전극 (124) 은 1 내지 10 V 정도의 전위, 게이트선 (116) 은 주사전압이 인가되어있지 않은 상태에서 -6 V 정도의 전위로 되어있으므로, 화소전극 (124) 과 게이트선 (116) 간에는 큰 전위차가 발생한다. 그 결과, 도 19 에서와 같이 화소전극 (124) 과 대향전극 (129) 간에 발생한 전계 (E) 는 화소전극 (124) 과 동일 기판상에 형성된 게이트선 (116) 으로 이끌리고, 전계 (E) 는 게이트선 (116) 측을 향하여 기울게 된다. 이 경우, 도 19 에서의 좌우방향은 화소전극 (124) 의 단변 방향이므로, 전계 (E) 는 특히 기울어지기 쉽다. 또한, 게이트선 (116) 에 주사전압이 인가되었을 때에는 화소전극 (124) 과 게이트선 (116) 간의 전위차는 작아지나, 주사전압은 순간적으로 펄스형태로 인가되는 것으로서 액정의 배향방향에는 영향을 주지 않는다.
따라서, 격리선 (M) 을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소 (117a 및 117b) 에 대하여 살펴볼 경우, 화소 (117) 내에서의 게이트선 (116) 의 위치가 대칭적, 즉 서로 반대가 되므로, 그 전계 (E) 가 기우는 방향도 반대로 되고, 도 16 에서 기울기 방향을 화살표 (E) 로 나타내었듯이 각 방향으로 기울어진 전계 (E) 에 따라서 액정분자가 기울어져 입상한다. 또한, 2 개의 게이트선 (116 및 116) 을 사이에 두고 대향하는 2 개의 화소에 관해서도 전계 (E) 는 반대방향이다. 이 작용에 의하여, 액정의 배향방향에 의한 비대칭적인 콘트라스트가 소오스선 (115) 을 따라가는 방향으로 배열되는 2 개의 화소 (117a 및 117b) 에서 평균화되고, 이 액정표시장치의 구성에 의하여 전체적으로 시야각을 확대할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 액정표시장치의 경우, 포위전극을 형성한 종래의 액정표시장치와 같이 화소의 중앙에서 디스클리네이션이 발생하지 않고, 디스클리네이션이 발생한다해도 그것은 인접하는 화소 (117a 및 117b) 간의 지점 (예를 들어, 도 19 중에서 부호 D 로 표시되는 지점) 에서 발생할 뿐이다. 그러나, 이 지점은 통상의 액정표시장치에서도 원래 블랙마스크 (128) 가 형성되는 지점이므로, 본 실시형태의 구성에 의한 디스클리네이션이 개구율에 악영향을 주지는 않는다.
따라서, 본 실시형태의 액정표시장치에 의하면, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
게다가, 본 실시형태의 액정표시장치의 경우, 배향전극을 특별히 형성할 필요가 없으므로, 매우 간단한 배선구성으로 상기 효과를 얻을 수 있다.
또한 이어서, 본 발명의 제 7 실시형태를 도 20 및 도 21 을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 20 은 본 실시형태의 액정표시장치의 화소 구성을 나타내는 평면도이고, 도 21 은 화소전극 부분에서 절단한 단면도를 나타낸다.
본 실시형태의 액정표시장치에 관하여, 제 1 기판측의 구성은 제 1 실시형태와 매우 동일하고, 제 2 기판측의 대향전극에 창을 형성한 점만이 제 6 실시형태와 다르다. 도 20, 도 21 에 있어서, 도 16 내지 도 19 와 공통되는 구성요소에 관해서는 동일 부호를 부여하여 상세한 설명을 생략한다.
상기 액정표시장치에 있어서, 화소전극과 대향전극간 또는 화소전극과 배향전극간의 전위차, 이들 전극의 상대적인 위치관계에 의하여 전계의 휨정도가 변화하고 액정분자의 기울기 정도가 변화한다. 그리고, 이 액정분자의 기울기 정도를 조절함으로써 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다. 이 경우, 제 6 실시형태의 구성만으로는 액정분자의 기울기량이 불충분하고, 기울기량을 보다 크게 하고자 할 때에는 도 20 및 도 21 에서 나타내는 본 실시형태의 구성과 같이, 화소전극 (124) 과 대향전극 (129) 중에서, 화소전극 (124) 의 상방으로서, 게이트선 (116) 에서 먼 측의 변, 즉 격리선 (M) 을 따라가는 부분에 창 (137) 을 형성할 수도 있다.
대향전극 (129) 에 이러한 창 (137) 을 형성한 경우, 도 21 에서와 같이 화소전극 (124) 상의 게이트선 (116) 에서 떨어진 측의 단부에서는 그 상방에 대향전극 (129) 이 존재하지 않게 되므로, 화소전극 (124) 과 대향전극 (129) 간에 발생하는 전계 (E´) 가 창을 형성하지 않는 경우의 전계 (도 19 에서의 전계 (E)) 에 비하여 더욱 기울어진 상태가 된다. 이렇게, 대향전극 (129) 에 창 (137) 을 형성하고, 다시 창 (137) 의 치수를 최적화 함으로써 액정분자의 기울기 정도를 변화시킬 수 있어 콘트라스트의 시야각 의존성을 제어할 수 있다. 또한, 여기에서는 도 20 에서와 같은 상측의 2 개의 화소간과 하측의 2 개의 화소간에 각각 창을 형성한 예를 나타내었으나, 이들 창은 분리되어 있을 필요가 없이 1 개로 연결된 창일 수도 있다.
또한, 본 발명의 기술범위는 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경을 가할 수 있다. 예를 들어, 상기 모든 실시형태에서는 박막 트랜지스터가 역 스태거형의 예를 나타냈으나, 이 박막 트랜지스터는 스태거형일 수도 있다.
이상으로, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치에 의하면 1 개를 건너 뛴 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 있어서, 배향전극이 상기 신호배선을 따라가며 상기 신호배선의 양측에 병렬로 형성되어 있으므로, 이 2 개의 화소에 대하여 살펴볼 경우, 배향전극측, 즉 2 개의 화소 중앙의 신호배선측을 향하여 각각 반대 방향으로 전계가 기울게 되고, 각 방향으로 기울어진 전계에 따라 액정분자가 기울어져 올라간다. 또한, 인접하는 2 개의 화소에서 반대 방향으로 전계가 기우는 관계는 배향전극이 병렬로 형성되어 있지 않은 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 있어서도 동일하다. 그 결과, 액정의 배향방향에 의한 비대칭적인 콘트라스트가 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에서 평균화됨으로써 이 액정표시장치의 구성에 의하여 전체적으로 시야각을 확대할 수 있다.
게다가, 본 발명의 액정표시장치의 경우, 포위전극을 형성한 종래의 액정표시장치와 같이 화소 중앙에서 디스클리네이션이 발생하는 일이 없고, 디스클리네이션이 발생했다해도 그것은 인접하는 화소간의 신호배선을 따라가는 지점에서 발생할 뿐이다. 그러나, 이 지점은 일반적인 액정표시장치에 있어서 원래 블랙마스크가 형성되는 지점이므로, 본 발명의 구성에 의한 디스클리네이션이 개구율에 악영향을 주는 일은 없다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치에 의하면, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 액정표시장치에서는, 신호배선을 따라가며 인접하는 2 개의 화소에 대하여, 이들 2 개의 화소에 대응하는 주사배선이 격리선을 중심으로 대칭적으로 배치되어 있으므로, 이들 각 화소의 주사배선측을 향하여 각각 반대 방향으로 전계가 기울게 되고, 각 방향으로 기울어진 전계를 따라 액정분자가 기울어져 올라간다. 이로써, 액정의 배향방향에 의한 비대칭적인 콘트라스트가 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에서 평균화되어 전체적으로 시야각을 확대할 수 있다.
나아가, 포위전극을 형성한 종래의 액정표시장치와 같이 화소 중앙에서 디스클리네이션이 발생하는 일이 없고, 디스클리네이션이 발생했다 해도 그것은 인접하는 화소간의 격리선 또는 주사배선을 따라가는 지점에서 발생할 뿐이다. 그러나, 이 지점은 일반적인 액정표시장치에 있어서 원래 블랙마스크가 형성되는 지점이므로, 본 발명의 구성에 기인하는 디스클리네이션이 개구율에 악영향을 주는 일은 없다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치에 의하면, 개구율을 저하시키지 않고 광시야각화를 도모할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
나아가, 배향전극을 특별히 형성할 필요가 없으므로, 매우 간단한 배선구성으로 상기 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 한쌍의 기판간에 액정층이 형성되고, 상기 한쌍의 기판중에서, 일방의 기판의 대향면상에 복수의 신호배선과 복수의 주사배선이 서로 직교하여 형성되고, 상기 배선에 의하여 구획된 영역이 화소가 되고, 상기 신호배선과 주사배선의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터가 형성됨과 동시에, 상기 각 화소내의 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극간에서 상기 액정층에 전계를 인가하는 배향전극이, 1 개를 건너 뛴 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 있어서 상기 신호배선을 따라가며 상기 신호배선의 양측에 병렬로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호배선의 양측에 병렬로 형성된 상기 배향전극이 상기 신호배선의 연장 형성 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호배선의 양측에 병렬로 형성된 상기 배향전극은 상기 각 주사배선의 일부를 상기 각 신호배선을 따라가며 연장 형성한 부분으로 이루어지고, 또한 상기 신호배선 방향으로 배열되는 인접하는 화소간에서 격리되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 한쌍의 기판간에 액정층이 형성되고, 상기 한쌍의 기판중에서 일방의 기판의 대향면상에 복수의 신호배선과 복수의 주사배선이 서로 직교하여 형성되고, 상기 배선에 의하여 구획된 영역이 화소가 되고, 상기 신호배선과 주사배선의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터가 형성됨과 동시에, 상기 각 화소내의 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소전극간에서 상기 액정층에 전계를 인가하는 배향전극이, 상기 신호배선 및 상기 주사배선을 따라가며 지그재그 형상으로 형성되고, 또한 1 개를 건너 뛴 신호배선을 사이에 두고 인접하는 2 개의 화소에 있어서 상기 신호배선을 따라가며 상기 신호배선의 양측에 병렬로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소전극에 접속된 용량전극이 절연막을 통하여 상기 배향전극에 대향하여 형성되고, 상기 용량전극, 절연막, 및 배향전극이 축적용량부를 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 일방의 기판과 대향하는 타방의 기판상에 형성된 대향전극에, 상기 화소의 상기 배향전극이 형성된 측과 반대측에 위치하는 가장자리부를 따라 창이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소전극에 접속된 용량전극이 절연막을 통하여 상기 배향전극에 대향하여 형성되고, 상기 용량전극, 절연막, 및 배향전극이 축적용량부를 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 일방의 기판과 대향하는 타방의 기판상에 형성된 대향전극에, 상기 화소의 상기 배향전극이 형성된 측과 반대측에 위치하는 가장자리부를 따라 창이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 한쌍의 기판간에 액정층이 형성되고, 상기 한쌍의 기판중에서, 일방의 기판 대향면상에 복수의 신호배선과 복수의 주사배선이 서로 직교하여 형성되고, 상기 배선에 의하여 구획된 영역이 화소가 되고, 상기 신호배선과 주사배선의 각 교차점 근방에 박막 트랜지스터가 형성됨과 동시에, 상기 신호배선을 따라가며 인접하는 상기 격리된 2 개의 화소에 있어서 상기 각 화소에 대응하는 상기 주사배선이, 화소간의 격리선에 대하여 대칭적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 일방의 기판과 대향하는 타방의 기판상에 형성된 대향전극의 상기 격리선을 따라가는 부분에 창이 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
KR1019980038246A 1997-09-19 1998-09-16 액정 표시 장치 KR100296161B1 (ko)

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