KR100308159B1 - 멀티도메인 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명의 멀티도메인 액정표시소자는 박막트랜지스터가 형성된 제1기판과, 상기한 제1기판 위에 형성되고 복수의 단위화소영역을 정의하는 복수의 신호선 및 주사선과, 상기한 제1기판에 대향하는 제2기판과, 상기한 두 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기한 두 기판에 각각 또는 어느 한쪽에 형성되고 상기한 액정층에 전압을 인가하는 한 쌍의 구동전극과, 상기한 복수의 신호선, 주사선, 박막트랜지스터영역 및 단위화소영역의 이웃하는 단위도메인 경계부에 형성되고 적어도 두가지 이상의 서로 다른 패턴의 블랙매트릭스를 포함하여 이루어진다.

Description

멀티도메인 액정표시소자{MULTI-DOMAIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 블랙매트릭스의 적절한 배치에 의해 고개구율 특성을 갖는 액정표시소자에 관한 것이다.

블랙매트릭스(Black Matrix)는 액정표시소자의 필수 구성요소이며, 주사선, 신호선, 및 박막트랜지스터영역 등에서 발생하는 빛의 누설(light leakage)을 효과적으로 차단하기 위하여 형성하는 것으로서 액정표시소자의 두 기판 중 어느 기판에나 형성 가능하다.

그러나, 블랙매트릭스의 사용은 액정표시소자의 고개구율 및 고휘도 확보에 걸림돌이 되고, 특히, 최근의 광시야각 확보를 목적으로 한 멀티도메인(multi- domain) 방식의 액정표시소자에서는 더욱 문제가 된다. 멀티도메인 방식이란 화소영역을 복수의 단위도메인으로 분할하여 각 도메인에서 액정분자의 구동 특성을 다르게 하므로써 결과적으로 사용자의 시야각 방향에 관계없이 균일한 시야각 확보를보장하는 방식을 일컫는다. 이러한 멀티도메인 방식에서는 이웃하는 도메인 간에 경계부가 존재하기 마련인데 이러한 경계부는 위에서 언급한 주사선, 신호선, 및 박막트랜지스터영역에서의 빛의 누설과 더불어 또 다른 빛의 누설영역으로 존재하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 멀티도메인 액정표시소자의 도메인 경계부에 빛의 누설량에 대응하여 효과적으로 빛의 누설을 차단할 수 있는 블랙매트릭스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자는 박막트랜지스터가 형성된 제1기판과, 상기한 제1기판 위에 형성되고 복수의 단위화소영역을 정의하는 복수의 신호선 및 주사선과, 상기한 제1기판에 대향하는 제2기판과, 상기한 두 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기한 두 기판에 각각 또는 어느 한쪽에 형성되고 상기한 액정층에 전압을 인가하는 한 쌍의 구동전극과, 상기한 복수의 신호선, 주사선, 박막트랜지스터 및 단위화소영역의 이웃하는 단위도메인 경계부에 형성되고 적어도 두가지 이상의 서로 다른 패턴을 갖는 블랙매트릭스를 포함하여 이루어진다.

상기한 복수의 단위도메인은 스트라이프(stripe)형태로 형성되고, 각각의 도메인 경계부는 멀티도메인 방식의 특성상 서로 다른 빛의 누설에 있어 차이가 생기므로, 빛의 누설이 심한 경계부는 블랙매트릭스의 폭을 넓게 하고, 이와는 반대로 빛의 누설이 약한 경계부는 블랙매트릭스의 폭을 좁게 형성한다.

더불어, 불투명성 주사선 위에 빛의 누설이 심한 경계부가 놓이게 하므로써 주사선이 블랙매트릭스 역할을 수행하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정표시소자의 평면도.

도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 도메인 배치를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 4도메인 액정표시소자의 개략적인 평면도로서, 박막트랜지스터가 형성된 기판 위에는 단위화소영역을 정의하는 주사선(101a, 101b) 및 신호선(103a, 103b)이 종횡으로 형성되어 있고, 상기 화소영역의 일측단에는 박막트랜지스터가 형성되어 있다. 비록 도면으로 나타내지는 않았지만, 상기한 제1기판과 대향하는 제2기판 사이에는 액정층이 형성되고, 액정층을 구동하는 한 쌍의 구동전극(화소전극, 공통전극)이 제1기판과 제2기판에 분리되어 형성되어 있다. 이때, 상기한 한 쌍의 구동전극은 제1기판에 함께 형성될 수도 있는데, 이러한 구조의 대표적인 예로는 횡전계방식이 있다.

한편, 도면에 나타내듯이, 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자의 단위 화소영역은 스트라이프 형태의 단위도메인으로 분할된다. 이러한 도메인 분할은 러빙법 또는 광배향법에 의해 가능한데, 공정수 및 공정의 난이도를 고려할 때 최근에는 자외선과 같은 배향광을 이용한 광배향법이 널리 사용되고 있다. 복수의 단위도메인 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, 및 Ⅳ에 위치하는 각각의 액정분자는 그 배향특성을 달리하고 있으며, 이러한 구조에 의해 광시야각 특성이 향상된다. 도면의 빗금친 영역은 빛의 누설정도를 나타낸다.

제2기판 위에는 상기한 복수의 주사선(101a, 101b), 신호선(103a, 103b), 박막트랜지스터 및 화소영역의 이웃하는 도메인 사이의 경계부에서 빛의 누설을 차단하는 블랙매트릭스 L1, L2가 적어도 두가지 이상의 서로 다른 패턴으로 형성되는데, 이러한 블랙매트릭스 L1, L2는 불투명 금속 또는 블랙수지 등을 재료로 한 것으로서 제1기판 위에 형성되는 것도 가능하다. 여기서 L1은 상대적으로 빛의 누설이 적은 영역에 형성되는 블랙매트릭스를 나타내고, 이와는 반대로 L2는 상대적으로 빛의 누설이 많은 영역에 형성되는 블랙매트릭스를 나타낸다. 블랙매트릭스의 폭은 바람직하게, 빛의 누설이 심한 부분은 20∼40㎛로 하고, 빛의 누설이 약한 부분은 10∼20㎛로 한다. 더욱 바람직하게는, 빛의 누설이 심한 부분은 20∼30㎛로 하고, 빛의 누설이 약한 부분은 5∼20㎛로 한다.

본 발명의 주사선(101a, 101b)은 블랙매트릭스 역할을 겸하는 것으로서, 박막트랜지스터에서 가장 넓은 폭을 갖는 주사선 위에 상대적으로 빛의 누설이 많은 영역이 놓이게 하므로써 고개율을 목적으로 하는 효율적인 구조가 가능하다.

도 2a는 본 발명에 따른 멀티도메인 액정표시소자에서 바람직한 여러가지 형태의 하판의 4도메인 배치를 나타내는 도면, 도 2b는 여러가지 형태의 하판의 2도메인 배치를 나타내는 도면으로서, 각각의 도메인은 스트라이프 형태를 갖는다.

이러한 스트라이프 형태의 도메인 배치는 종래의 ＋형과 같은 도메인 배치에 비하여 고개구율 확보면에서 훨씬 바람직하다. 즉, 종래에는 화소영역 내에서 각 도메인 경계 부분에 동일한 폭의 블랙매트릭스를 제공하였으나, 이러한 동일한 폭의 블랙매트릭스는 개구율을 고려할 때 매우 불리한 조건이 된다. 즉, 필요 이상으로 폭이 넓은 블랙매트릭스는 빛이 투과하는 영역을 크게 제한하기 때문에 불필요한 영역을 포함하게 되는 것이다. 이와는 반대로, 도 2a 또는 도 2b에 나타낸 것과 같은 스트라이프 형태로 도메인 배치를 할 경우, 의도적으로 블랙매트릭스의 폭을 조절할 수 있으므로 고개구율 확보가 가능하다. 다시말해, 액정분자의 배향방향을 적절하게 배치하므로써 도메인의 경계 부분 중 빛의 누설이 심한 부분을 화소영역의 중앙 및 각 종단부에 놓이도록 하고 그 외 경계 부분은 빛의 누설이 약한 부분이 놓이도록 한다. 상기한 종단부는 각각의 화소영역을 정의하는 주사선 위에 제공되는 것 또한 가능하다.

본 발명의 멀티도메인 액정표시소자에 의하면 멀티도메인의 구조를 스트라이프 형태로 하고, 빛의 누설량에 따라 단위 도메인 상의 블랙매트릭스의 폭을 조절하므로써, 빛의 누설을 최소화하는 동시에 개구율을 향상시켜 광시야각, 고대비, 고휘도의 액정표시소자를 가능하게 한다.

Claims (11)

1. 박막트랜지스터가 형성된 제1기판 및 이에 대향하는 제2기판과,

   상기한 제1기판 위에 형성되고, 스트라이프(stripe) 형태의 복수의 단위도메인을 포함하는 단위화소영역을 정의하는 신호선 및 주사선과,

   상기한 두 기판 사이에 형성된 액정층과,

   상기한 액정층을 구동하는 한 쌍의 구동전극과,

   상기한 복수의 신호선, 주사선, 박막트랜지스터영역 및 단위화소영역의 이웃하는 단위도메인 경계부에 형성되고, 각각의 폭이 서로 다른 복수의 블랙매트릭스를 포함하여 이루어진 멀티도메인 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기한 한 쌍의 구동전극이 제1기판과 제2기판에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
3. 제1항에 있어서, 상기한 한 쌍의 구동전극이 제1기판에 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기한 한 쌍의 구동전극이 화소전극 및 공통전극인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
5. 제1항에 있어서, 상기한 블랙매트릭스가 제1기판에 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
6. 제1항에 있어서, 상기한 블랙매트릭스가 제2기판에 형성된 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
7. 제1항에 있어서, 상기한 블랙매트릭스가 불투명 금속인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
8. 제1항에 있어서, 상기한 블랙매트릭스가 블랙수지인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
9. 제1항에 있어서, 상기한 블랙매트릭스의 폭이, 빛의 누설이 심한 부분은 20∼40㎛, 빛의 누설이 약한 부분은 10∼20㎛인 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
10. 제1항에 있어서, 상기한 단위화소영역이 2개 또는 4개의 스트라이프 형태의 단위도메인으로 나뉘고, 중앙의 도메인 경계부 및 종단부에서 상기 블랙매트릭스의 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.
11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 상기한 종단부가 상기한 주사선 위에 제공되는 것을 특징으로 하는 멀티도메인 액정표시소자.