KR100445777B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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스께가와오사무
스즈끼마사요시
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엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
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Abstract

화소 전극 사이에 전용 제어 신호 전극이 구비되고, 제어 신호 전극과 공통 전극 사이에 강한 전계를 발생시켜 스플레이 배향 상태의 액정 분자들로부터 밴드 배향 상태의 액정 분자들로 초기 전이가 빠르고 안정적으로 이루어진다. 또한, 화상을 표시하는 동작 동안에도 제어 신호 전극과 공통 전극 사이의 강한 전계를 발생시켜 액정 분자들을 밴드 배향 상태로 안정하게 유지시킨다. 스플레이 배향 상태의 액정 분자들로부터 밴드 배향 상태의 액정 분자들로의 전이 및 액정 분자들의 밴드 배향 상태로의 유지에 화상을 표시하는데 필요한 주사 신호 전극, 영상 신호 전극, 및 공통 전극이 사용되지 않는다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 OCB(Optical1y Compensated Birefringence의 약칭으로 이하, "OCB"라 한다) 방식의 액정 표시 장치에서의 액정 분자의 배향을 제어하는 전극 구조에 관한 것이다.
현재 액정 표시 장치에서 널리 이용되고 있는 TN 방식은 높은 콘트라스트를 갖는 반면 시각 의존성이 현저하다고 하는 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 화소를 분할하여, 분할된 영역에서 각각 액정 분자를 제어하는 화소 분할법을 중심으로, 여러가지 특성의 개선 방법이 제안되어 왔다. 그러나, 네마틱 액정을 사용한 액정 표시 장치는 일반적으로 응답 속도가 느리다. 즉, 계조 표시를 변경할 때에 요하는 응답 시간이 최대 대략 100ms 정도이다. 따라서, 고속의 응답 속도가 요구되는 동화상 표시에는 적용할 수 없다. 이 때문에, 동화상 LCD (Liquid Crystal Display)에 적합한 광 시야각 및 고속 응답을 가능하게 하는 표시 방식이 요구되어 왔다.
OCB 방식 LCD는 광 시야각 외에 높은 응답 속도를 갖는 것으로 설명되고 있다(Y. Yamaguchi 외, SID' 93 Digest, pp. 277-280, 혹은 JP 07-084254A 참조). OCB 방식에 이용되는 액정 셀은 밴드 배향 상태로 되어 있고, π셀이라고도 불린다. JP 55-142316은 또한 π셀이 고속 응답을 나타냄을 설명하고 있다.
도 1은 OCB 방식의 기본 구성의 일례를 나타낸다. 러빙 방향이 서로 평행하게 되도록 서로 중첩된 2매의 유리 기판(901, 921) 사이에 끼워진 밴드 배향 상태의 액정층(915)이 네거티브 복굴절 보상판(956, 966)에 의해서 끼워진다. 네거티브 복굴절 보상판(956, 966)은 디스코틱(discotic) 액정으로 만들어지며, 광학적으로 네거티브이고, 층 내에서 주축의 기울기가 변화하는 구조를 갖는다. 또한, 네거티브 복굴절 보상판(956, 966)은 2매의 편광판(916, 936)에 의해 끼워진다. 이러한 액정 표시 장치의 구조에 있어서, 액정층(915)의 밴드 배향은 항상 러빙 방향에서의 자기 보상성(self-compensation), 및 이러한 구조에 의한 광학적 대칭 특성을 나타낸다.
밴드 배향 상태의 액정 분자로부터 다른 배향 상태의 액정 분자로의 전이는 광축 방향, 즉 액정층(915)과 2매의 유리 기판(901, 921) 사이의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향에 평행하고 또한 기판에 수직인 면에서 최대가 된다. 또한, 투과축이 서로 직교하는 2매의 편광판으로 광학 이방성 매체를 끼운 경우, 편광판의 투과축에 대하여 45도의 방향으로 광축을 배치했을 때, 최대의 투과광 강도가 얻어진다. 따라서, 투과축이 서로 직교하는 2매의 편광판으로 밴드 배향의 액정 셀을 끼운 경우, 액정층의 액정 분자의 광축 방향을 편광판의 투과축에 대하여 45도 방향으로 배치했을 때, 액정 표시 장치의 복굴절의 변화가 최대가 된다. 러빙 방향을 수평 방향에 고정하면, 2매의 편광판(916, 936)의 투과축이 서로 45도 방향으로 배치될 때에, 액정 표시 장치에서 최대의 투과광 강도가 얻어진다.
OCB 방식의 액정 표시 장치의 구동법은 두가지 방법, 즉 저전압측에서 흑 표시를 행하는 노멀 블랙(normally black) LCD와, 고전압측에서 흑 표시를 행하는 노멀 화이트 LCD로 분류될 수 있다. 보상될 복굴절이 큰 노멀 블랙 LCD의 경우, 파장 분산에 의한 광 누설이 크므로, 충분한 콘트라스트를 얻는 것이 곤란하다. 따라서, JP 08-327822A는 도 1에 도시된 2매의 네거티브 복굴절 보상판을 이용하여 노멀 블랙 LCD를 구현함으로써 상기 문제를 해결하는 기술을 개시하고 있다. 보다 상세하게는, 고전압측에서는 액정층과 배향층 간의 계면 부근의 분자를 제외한 거의 모든 액정 분자가 수직 배향된다. 액정층(915)과 2매의 유리 기판(901, 921) 간의 양 계면의 잔류 복굴절을 2매의 네거티브 복굴절 보상판에 의해 각각 보상함으로써, 광 시야각 특성을 얻는다.
상술된 바와 같이 같이 광 시야각 또한 고속 응답이라는 우수한 특성을 갖는 OCB 방식이지만 큰 문제가 있다. OCB 방식으로 사용되는 밴드 배향 셀의 액정 분자는, 초기 배향 상태에서는 스플레이 배향으로 되어 있고, 전원 투입 시에 전체 화소에서의 액정 분자의 배향 상태를 스플레이 배향에서 밴드 배향으로 전이시키지 않으면 않된다. 또한, 이미지의 표시 동작 중에도 스플레이 배향보다 밴드 배향을 안정하게 하는 임계 전압 Vc 이상의 전압을 항상 계속 인가할 필요가 있다.
임계 전압 Vc는 다음에 의해 얻어진다. 즉, 액정 재료의 물성치, 두 유리 기판 사이의 갭, 및 프리틸트각 등의 각 파라미터로부터 스플레이 배향 및 밴드 배향에 있어서의 깁스 에너지의 전압에 의한 변화를 계산하여, 양자와 관련된 곡선의 변화와 비교함으로써 구해진다. 이 경우, 깁스 에너지는 작은 배향쪽이 보다 안정이기 때문에, 종축을 깁스 에너지, 횡축을 인가 전압으로서 그래프화하여, 밴드 배향 및 스플레이 배향에 있어서의 깁스 에너지의 곡선이 교차하는 점의 인가 전압을 판독된다.
깁스 에너지의 계산 예를, 도 2에 나타낸다. 이론 상, 임계 전압 Vc 이상의전압을 상기 액정 셀에 인가하면, 밴드 배향이 스플레이 배향보다도 안정하게 되지만, 스플레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시키기 위해서는, 매우 높은 전압을 인가하는 것이 필요하다. 20V 정도의 고전압을 인가하면, 수초 이하의 단시간 내에 전이가 완료된다. 그러나, 액티브 매트릭스에 의해 구동되면, 박막 트랜지스터의 내압상 액정 셀에 최대 5 V 정도밖에 인가할 수 없다. 5 V에서는 전이가 전혀 진행하지 않거나, 거의 진행하지 않는 것이 실험적으로 확인되었다.
이러한 문제에 대하여, 이하와 같은 방법이 제안되어 있다.
특개평09-218411A호 공보에 이하의 방법이 기술된다. 즉, 그 표면에서 액정 분자가 평행하게 배향하는 성질을 갖는 갭재(gap material)인 스페이서를 동시에 밴드 배향으로 전이하기 위한 핵 발생 수단으로서 이용함으로써, 통상의 조립 공정을 바꾸지 않고 밴드 배향을 안정적으로 유지하는 방법이 진술되고 있다.
특개평10-142638A호 공보에 이하의 방법이 기술된다. 즉, 두 유리 기판 사이의 갭보다 직경이 작고, 게다가 그 표면에 액정 분자가 수직에 배향하는 성질을 갖는 스페이서를 사용함으로써, 스페이서의 상부의 액정 분자를 기판에 대해 수직으로 배향시켜 의사적인 하이브리드 배향 상태(pseudo-hybrid alignment state)로 하여, 스플레이 배향에서 밴드 배향으로의 전이를 촉진시키는 방법이 진술되고 있다.
또한, 특개평10-020284호 공보에 이하의 방법이 기술된다. 즉, 각 화소 전극 상에 액정보다도 고 유전률의 재질이나 도전성 재질로 이루어진 테이퍼 형상을 갖는 볼록부를 형성하여 부분적으로 강 전계로 하거나, 고 프리틸트각 영역을 설치하여 부분적으로 고 프리틸트로 함으로써 특정 배향의 액정 분자들을 밴드 배향으로 전이하기 위한 핵 발생 수단으로 하는 방법이 진술되고 있다.
또한, 특개평2000-330141A호 공보에 이하의 방법이 기술되어 있다. 즉, 수평 배향 성분과 수직 배향 성분으로 이루어진 하이브리드형 배향막을 이용하여 액정 분자를 기판 표면에 대해 고 프리틸트시키면, 액정 분자는 전압 무인가 상태에서도 밴드 배향이 된 상태가 된다. 다음에 표시 영역에만 자외선을 조사하여 액정 분자를 기판 표면에 대해 저 프리틸트시켜, 전압 무인가 상태에서는 액정 분자가 스플레이 배향이 된다. 따라서, 하이브리드형 배향막은 화소 영역밖에 위치한 배향 상태를 밴드 배향 상태로 전이하기 위한 핵 발생 수단이 된다.
또한, 특개평3074640B호 공보에 이하의 방법이 기술되어 있다. 즉, 퍼스날 컴퓨터와 같은 시스템에서 파워 온 리세트 신호를 주사 신호 전극에 보내어, 주사 신호 전극과 공통 전극의 사이에 강한 전기장을 발생시킨다. 동시에, 화소 전극과 공통 전극 사이에 밴드 배향을 계속시키기위해서 필요한 임계 전압 Vc 이상의 전압을 인가하여, 단시간에서 액정 분자를 스플레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시킨다. 또한 이미지 표시 동작 중에도 소정의 시간 간격으로 마찬가지의 동작을 행하여 액정 분자의 밴드 배향 상태를 유지한다.
특개평2000-321588A호 공보에 이하의 방법이 기술된다. 즉, 화소 전극 사이의 간격을 좁게 한 뒤에, 공통 전극에 고전압을 인가하여, 화소 전극 사이 뿐만 아니라, 화소 전극과 공통 전극 사이에 위치하는 주사 신호 전극, 영상 신호 전극과 공통 전극 사이에도 강한 전기장을 발생시켜, 표시면 전면을 스플레이 배향에서 밴드 배향으로 확실하게 전이시킨다.
그러나, 상기한 바와 같은 방법에도 문제가 있다. 특개평09-218411A호 공보에 기술된 방법에 따르면, 밴드 배향을 안정적으로 유지하기 위해서 다수의 스페이서를 균일하게 산포(spray)할 필요가 있다. 그러나, 핵 발생 수단이 되는 스페이서 주위에서는 액정 분자의 배향이 왜곡되어 있어, 흑 표시 상태에서 광 누설이 일어난다.
특개평10-142638A호 공보에 기술된 방법에 따르면, 핵 발생 수단이 되는 스페이서의 표면 근처의 액정 분자는 그 표면에 수직한 방향으로 배향되기 때문에, 스페이서 측면에 위치한 액정 분자는 기판에 평행하게 배향되어 광 누설이 크다. 또한, 갭 물질에 부가해서 두 기판 간의 갭보다 작은 직경을 가지는 핵 발생 수단으로서의 스페이서를 산포할 필요가 있지만, 이미지를 안정적으로 표시하기 위해서 갭보다 직경이 작은 스페이서를 갭 내에 고정하는 것이 곤란하게 되었다.
특개평10-020284A호 공보에 기술된 방법에 따르면, 핵 발생 수단인 스페이서의 주위에서 액정 분자의 배향이 왜곡되어, 흑 표시 상태에서 광 누설이 일어난다고 하는 문제 외에, 핵 발생 수단을 형성하기 위한 공정 수가 증가하고, 전도 재료로 만들어지고 테이퍼(taper)를 갖는 볼록한 프로파일 부분을 제어하기 곤란하다는 문제가 있었다.
특개평2000-330141A호 공보에 기술된 방법에 따르면, 하이브리드형 배향막을 이용하여 기판 표면에 대하여 고 프리틸트된 액정 분자를 균일하고 안정적으로 제어하는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다.
특개평3074640B호 공보에 기술된 방법은 액정 분자를 어느 배향에서 원하는 배향으로 전이시키는 초기 전이의 수단으로서 유효하고, 또한 표시 동작 중에도 소정의 시간 간격으로 리세트 동작을 행함으로써, 표시 동작 중에 밴드 배향을 안정하게 한다. 그러나, 표시 동작을 중단하는 동안 흑 표시 상태에서 데이터 기입을 함으로써, 액정 표시 장치에 입사하는 광선의 실질적인 투과율의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있었다.
특개평2000-321588A호 공보에 개시된 방법은, 액정 분자의 소정의 배향으로부터 원하는 배향으로의 초기 전이의 수단으로서 유효하지만, 공통 전극에 고 전압을 인가하고 있기 때문에, 이미지 표시 동작 중에 밴드 배향의 액정 분자를 안정하게 유지하는 것은 가능하지 않다.
본 발명의 목적은 액정 분자의 스플레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 초기 전이를 신속하고 또한 확실하게 행하는 것 뿐만 아니라, 밴드 배향을 안정적으로 유지하는 것이 가능한 TN 방식의 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 대향 기판 및 액정층을 포함한 TFT 기판을 포함한다. 보다 구체적으로는, 우선 TFT 기판은 화소 영역을 복수의 화소로 분리하기 위해 서로 교차하여 형성되는 복수의 주사 신호 전극 및 복수의 영상 신호 전극과; 복수의 화소 각각에 형성된 박막 트랜지스터와; 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극과; 상기 복수의 화소 각각에 대응하도록 상기 복수의 화소 사이에 형성된 제어 신호 전극을 포함한다. 대향 기판은, 기준 전압을 복수의 화소에 공급하기 위한 공통 전극을 포함한다. 액정층은, TFT 기판과 대향 기판 사이에 끼워지며, 액정층의 액정 분자가, 액정 분자와, TFT 기판과 대향 기판 양자 사이의 계면에서 서로 평행하게 배향되도록 구성된다.
상기 액정 표시 장치에 따르면, 상기 제어 신호 전극은 이하의 구성중 어느 하나에 따라 구성된다. 즉, 제어 신호 전극은,
(1) 상기 영상 신호 전극 및 화소 전극보다 액정층으로부터 더 멀리 배치되거나,
(2) 상기 영상 신호 전극보다 액정층에 더 가까이 배치되고 상기 화소 전극보다 액정층으로부터 더 멀리 형성되거나,
(3) 상기 화소 전극 및 상기 영상 신호 전극보다 액정층에 더 가까이 배치되는 구성중 어느 하나의 형태를 채용한다.
상기 (1) 또는 (2)의 형태의 액정 표시 장치에 따르면, 상기 화소 전극 및 상기 제어 신호 전극은, 화소 전극 및 제어 신호 전극을 기하학적으로 주변으로 서로 중첩시킴으로써 형성되는 중첩 영역을 포함하여 대향 기판의 반대쪽의 TFT 기판의 일측으로부터 중첩 영역에 입사되는 광을 차광한다.
상술한 액정 표시 장치는 이하와 같은 바람직한 형태를 갖는다.
우선, TFT 기판 및 액정층의 계면의 액정 분자의 배향 방향이, 상기 주사 신호 전극의 배선된 방향과 일치하거나 혹은 상기 화소 전극의 각 변에 대하여 45도 경사진 방향이다.
다음에, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 전계가 인가되지 않은경우에, 상기 액정 분자는 스플레이 배향으로 되며, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 전계가 인가되는 전계 인가 상태에서는, 상기 전계 인가 상태의 초기에서 상기 제어 신호 전극과 상기 공통 전극의 사이에 상기 액정층의 동작 전계보다도 큰 전계가 인가됨으로써, 상기 스플레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이가 촉진된다.
다음에, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 전계가 인가되어 상기 액정층이 동작하고 있는 표시 동작 중에서는, 상기 제어 신호 전극과 상기 공통 전극 사이에 상기 액정층의 동작 전계보다도 큰 전계가 항상 인가됨으로써, 상기 액정층에 밴드 배향을 유지시킨다.
전술한 구조의 액정 표시 장치에 따르면, 예를 들어 전원이 초기에 턴 온되면, 5V의 진폭을 갖는 영상 신호가 화소 전극에 인가되며 이와 동시에 20V의 진폭과 영상 신호와 반대 극성을 갖는 제어 신호가 제어 신호 전극에 인가되어 전원의 초기 턴 온시에 액정 분자를 소정의 배향에서 원하는 배향 상태로 전이하기 위한 핵을 용이하게 생성하게 된다. 또한, 제어 신호의 진폭은 약 20V까지 증가되기 때문에, 모든 화소에서의 전이는 확실하게 완료될 수 있다. 따라서, 액정 분자의 스플레이 배향에서 밴드 배향으로의 초기 전이는 화소 전극에 고전압을 인가하지 않고 10초 내에 확실하게 완료될 수 있다. 또한, 표시 동작 동안 제어 신호 전극에 전압을 연속적으로 인가하는 것은 액정 분자를 밴드 배향에서 안정하게 유지하도록 해준다.
도 1은 밴드 배향 상태에서의 액정층의 복굴절을 보상하기 위해 2매의 네거티브 복굴절 보상판을 이용한 종래의 OCB 방식 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 스플레이(splay) 배향 상태 및 밴드 배향 상태에 있어서의 액정 분자에 대해 얻어진 깁스 자유 에너지(Gibbs free energy)의 인가 전압 의존성을 도시하는 그래프.
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 TFT 기판측의 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 절단선 A-A'를 따라 취한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 절단선 A-A'를 따라 취한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
도 6은 도 3에 도시된 절단선 A-A'를 따라 취한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 TFT 기판측의 평면도.
도 9는 도 8에 도시된 절단선 A-A'를 따라 취한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
도 10은 도 8에 도시된 절단선 A-A'를 따라 취한, 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치의 TFT 기판측의 평면도.
도 12는 도 11에 도시된 절단선 B-B'를 따른, 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 유리 기판
103 : 제어 신호 전극
104 : 게이트 절연막
108 : 제1 층간 절연막
109 : 컨택트 홀
131 : 대향 기판
146 : 제어 신호 접속 전극
206 : 영상 신호 전극
본 발명의 실시예은 다음에서 자세히 기술된다.
우선, 본 발명의 제1 실시예의 액정 표시 장치를, 도 3의 평면도 및 도 4의 단면도를 이용하여 설명한다. 도 3은, 액정 표시 장치의 TFT 기판을 액정측에서 바라본 평면도이다. 도 4는 도 3의 절단선 A-A'에 따른 단면도이다. 이 단면도에서는, 상부와 하부 전극간의 관계가 실시예에서 중점적으로 설명되기 때문에, 컨택트 홀, 배향막, 컬러 필터, 편광판등은 생략된다.
도 4에 있어서, 유리 등의 투명 기판으로 이루어지는 유리 기판(101)상에 제어 신호 전극(103), 게이트 절연막(104), 영상 신호 전극(206), 제1 층간 절연막(108) 및 화소 전극(110)을 순서대로 형성하여, TFT 기판(111)을 형성한다. 이 실시예에서, 영상 신호 전극(206)보다 하층에 제어 신호 전극(103)이 위치하게 된다. 제어 신호 전극(103)은 전부 일체화하고 있어, 외부 입력에 의해 일괄하여 제어 신호가 인가된다. 유리 기판(101)과 대향하여 유리 기판(121)이 배치되어, 그 위에 컬러 필터(132), 블랙 매트릭스(133), 절연막(128) 및 공통 전극(130)이 순서대로 형성되어, 대향 기판(131)이 구성된다. TFT기판(111) 및 대향 기판(131)각각의 최상층에 배향막(114, 134)이 형성된 후, TFT 기판(111) 및 대향 기판(131)이 대향 배치되어, 이들의 사이에는 액정(115)이 충전된다.
초기 전원 투입시, 화소 전극(110)에 진폭이 임계 전압 Vc 이상인 영상 신호가 인가되고, 동시에 제어 신호 전극(103)에 영상 신호보다 진폭이 크고, 게다가 영상 신호와는 극성이 반대인 제어 신호가 인가된다. 이 경우에, 화소 전극(110)의 외부는 소정의 배향 상태의 액정 분자로부터 밴드 배향의 분자로 전이하기 위한핵 발생 수단이 되어, 액정 분자의 초기 스플레이 배향 상태가 벤트 배향 상태로 변하며, 이러한 현상은 화소 전극(110)의 주변부에서 화소 전극(110)의 내부로 진행하여, 단시간에서 전이가 완료된다.
제어 신호 전극(103)은, 이해하기 쉽게 하기 위해서, 도 3에서는 크로스 해칭으로 표시되어 있다. 본 실시예에서는, 제어 신호 전극(103)이 주사 신호 전극(102)과 동일한 층에 형성되기 때문에, 게이트 절연막(104)에 컨택트 홀(l19)을 설치하여, 인접하는 제어 신호 전극(103)끼리를 영상 신호 전극(206)과 동일층에 형성된 제어 신호 접속 전극(146)에 의해 접속한다. 따라서, 제어 신호 전극(103)은 화상 표시에 관계하는 전극으로부터는 완전하게 분리되고 제어 신호가 인가된다. 따라서, 표시 동작 중 제어 신호 전극(103)에 제어 신호를 적절한 타이밍에 인가함으로써, 화소 전극(110)에 인가하는 전압을 Vc 가까이까지 낮추더라도, 밴드 배향 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 제어 신호 전극(103)의 주변부를 평면적으로 화소 전극(110)과 일부 중첩시킴으로써, 표시 영역 내로의 광의 침입을 방지할 수도 있다. 또한, 제어 신호 전극(103)에는 외부 전원으로부터의 전압을 인가할 수 있기 때문에, 액정 분자의 초기 배향 상태인 스플레이 배향을 밴드 배향으로 변화시킬 때, 액정 분자에 충분히 큰 전압을 인가할 수 있다. 본 실시예에서는 제어 신호 전극(103)이 주사 신호 전극(102)과 동일한 층에 형성되는 구조를 예로 하고, 또한 제어 신호 전극(103)과 제어 신호 접속 전극(146)으로 이루어진 제어 신호선이 주사 신호 전극(102)의 위에 크로스 오버할 수 있도록 영상 신호 전극(206)과 동일층에 제어 신호 접속 전극(146)을 형성하여, 분리된 제어 신호 전극(103)끼리를 접속하였지만, 제어 신호 접속 전극(146)은 영상 신호 전극(206)과 동층에 배치되지 않을 수 있고, 예를 들면, 화소 전극과 동층의 전극을 이용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 제어 신호 전극(103)을 다수의 전극으로 분리하고 제어 신호 접속 전극(146)을 새롭게 설치함으로써 제어 신호 전극(103)과 제어 신호 접속 전극(146)으로 이루어진 제어 신호선이 제어 신호 접속 전극을 통하여 주사 신호 전극(102)의 위에 크로스 오버할 수 있는 구성으로 하였지만, 그 대신, 주사 신호 전극(102)을 다수의 전극으로 분리하고 주사 신호 접속 전극을 새롭게 설치함으로써 주사 신호 전극(102)과 주사 신호 접속 전극으로 이루어진 주사 신호선이 제어 신호 전극(103)의 위에 크로스 오버할 수 있는 구성을 채용할 수도 있다.
화소들을 원색으로 이루어진 부화소로 분할하는 액정 표시 장치에서는, 본 실시예의 TFT 기판이 도 3에 도시된 평면도와 같이 된다. 즉, 주사 신호 전극(102)과 영상 신호 전극(206)으로 정의되는 화소가 세로 길이 대 가로 길이의 비가 약 3 대 1의 세로 방향이 긴 직사각형의 형상으로 되어 있다. 이 경우, 본 실시예의 제어 신호 전극(103)과 공통 전극(130) 사이에 생기는 전계는 영상 신호 전극(206)과 제어 신호 전극(103) 사이의 전계 및 영상 신호 전극(206)과 접속되는 드레인 전극(107)으로부터의 가로 방향 전계의 영향을 받는다. 그러므로, 액정층(115)과 기판과의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향을 화소의 짧은 변과 일치시킬 경우, 액정 분자는 제어 신호 전극(103)으로부터의 전계의 영향을 받기 쉽고, 액정 분자의 스플레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 초기 전이가 진행하기 쉽다. 또한, 전이 후의 밴드 배향의 액정 분자는 안정성도 좋다. 이 경우, 편광판(116, 136)의 편광축은 세로선과 가로선 중 하나에 대하여 경사 45도 방향으로 됨을 주의한다. 액정 장치에 편광판을 이용한 경우, 편광축을 따라 가장 편안한 시야각을 획득할 수 있기 때문에, 수평 수직 방향을 따라서는 편안한 시야각을 얻지 못한다.
한편, 액정층과 기판과의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향을 세로선과 가로선 중 하나에 대하여 경사 45도 방향으로 하면, 편광축은 수평 수직 방향으로 되기 때문에, 수평 수직 방향의 시야각은 유리하다. 반대로, 일반적으로, 밴드 배향의 액정 분자의 안정성은 약간 뒤떨어진다. 그러나, 제어 신호 전극을 설치하고 있는 본 실시예에서의 밴드 배향 상태의 액정 분자는 배향 방향에 관계없이 밴드 배향을 안정화할 수 있다. 따라서, 액정층과 기판과의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향은, 필요에 따라서 화소의 짧은 변에 대하여 평행하거나 또는 경사 45도 방향 등 적당한 방향으로 할 수 있다.
배향 방법으로는 러빙이 널리 이용되지만, 러빙에는 한하지 않으며, 예를 들면, 광 배향 기술을 이용하여도 좋다. 즉, 광 배향성을 갖는 수지막을 TFT 기판 및 대향 기판의 최상층에 도포한 후, 수지막에 직선 편광한 자외선을 조사함으로써 수지막을 배향막으로 만든다. 또한, 이 배향막은 수지막에 조사하는 자외선의 편광 방향을 제어함으로써, 배향막과 액정층과의 계면에서 자외선의 편광 방향에 대하여 평행하거나 또는 수직 방향으로 액정 분자를 배향시킬 수 있다.
또한, 화소 영역 밖의 기판 주변부에 기둥을 설치하는 등, 화소 영역 내에갭 재료를 산포하지 않는 방법에 의해서 기판과의 갭을 유지하면, 화소 영역 내에서의 액정 분자의 배향이 균일하게 되어, 보다 높은 콘트라스트가 얻어진다.
다음으로, 제1 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
유리 기판(10l) 상에 알루미늄막을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 주사 신호 전극(102) 및 제어 신호 전극(103)을 형성한다. 주사 신호 전극(102) 및 제어 신호 전극(103) 상에 게이트 절연막(104)을 퇴적한 후, 게이트 절연막(104) 상에 화학 증착법에 의해 비정질 실리콘막을 퇴적하고 이쪽으로 이온이 주입된다. 그 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 비정질 실리콘으로 만들어진 반도체 아일랜드(105)를 형성하여, 각 화소에 대응하는 박막 트랜지스터의 활성층을 구성한다. 반도체 아일랜드(island)(105) 상에 크롬막을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 영상 신호 전극(= 소스 전극)(106), 및 드레인 전극(107)을 형성한다. 영상 신호 전극(106), 및 드레인 전극(107) 상에 실리콘 질화막으로 이루어진 제1 층간 절연막(108)을 스퍼터링 방법으로 퇴적한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 각 드레인 전극(107) 상에 드레인 전극을 화소 전극과 접속하기 위한 컨택트 홀(109)을 형성한다. 제1 층간 절연막(108) 상에 ITO막을 스퍼터링 방법으로 퇴적한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 매트릭스 형상의 화소 전극(110)을 형성하여 TFT 기판(111)을 획득한다. 또한, 컬러 필터(132), 블랙 매트릭스(133), 절연막(128), 및 ITO 막으로 이루어진 공통 전극(130)을 포함한 대향 기판(131)을 준비한다.
상하 기판에 배향막 재료를 도포하고, 200℃의 온도에서 1 시간 소성하여 화소 전극(110)의 짧은 변 방향을 따라 러빙 처리를 실시하여, 각각의 배향막 (114) 및 (134)를 형성하게 된다. 기판 주위에 열 경화성 봉합재(selant)를 도포하고, 상하 기판의 러빙 방향이 평행하게 되도록 상하 기판을 붙여서, 가열에 의해 봉합재(도시 안됨)를 경화시키었다. 복굴절률 △n이 O.13 인 네마틱 액정(115)을 주입 구멍을 통해 기판 사이에 주입하고, 주입 구멍을 광 경화성 수지로 밀봉한다. 편광축이 상호 직교하고, 액정 셀의 러빙 방향에 대해 45도 기울어지도록 편광판 (116 및 136)을 상하의 기판에 각각 접착한다.
이와 같이 하여 얻어진 액정 패널에, 전원이 초기에 턴온되면, 화소 전극(110)에 진폭 5V의 영상 신호를 가함과 동시에, 제어 신호 전극(103)에 진폭 20V를 가지며 영상 신호와 반대 극성의 제어 신호를 가한다. 초기 전원의 턴온 시에 소정의 배향 상태에서 희망하는 배향 상태로 전이하기 위한 핵을 쉽게 발생하기 위해서는, 영상 신호와 제어 신호가 서로 반대 극성을 갖도록 하는 것이 효과적이다. 또한, 모든 화소에 있어서의 전이를 확실하게 완료하기 위해서는, 제어 신호의 진폭을 약 20V 정도까지 올릴 필요가 있다. 이 작동에 의해, 화소 전극(110)에 고전압을 인가하지 않고도 십초 이상 내에서 스플레이(splay) 배향으로부터 밴드(bend) 배향으로 액정 분자의 초기 전이가 확실히 완료된다. 또한, 표시 동작 동안 제어 신호 전극에 전압을 계속 인가함으로써, 액정 분자가 밴드 배향 상태에 안정적으로 유지되게 된다.
또한, 표시 동작 중에는 제어 신호의 진폭은 약 1OV 정도로 낮추는 것이 바람지함을 주목한다. 제어 신호의 진폭이 지나치게 크면, 액정 셀 내의 가로 방향 전계도 강해져, 차광해야 할 폭도 커져야 한다. 제어 신호의 진폭을 20V로 유지한 경우, 화소 전극(110)의 끝으로부터 12㎛의 폭에 걸쳐 차광할 필요가 있다.
또한, 차광 폭은 인접한 화소 전극(110)과 제어 신호 전극(103)에 있어서의 영상 신호와 제어 신호의 극성에 따라 변한다. 제어 신호의 진폭이 1OV라 가정하면, 양 전극이 동극성이면 차광에 필요한 폭은 5 ㎛이지만, 양 전극이 반대 극성일 때는 1O ㎛가 필요하다.
또한, 배향막의 러빙 방향을 액정 셀의 가로 선에 대해 경사 45도 방향으로 한 경우, 인접한 화소 전극(110)과 제어 신호 전극(103)에서의 영상 신호와 제어 신호의 극성이 항상 동극성이 되도록 해도 차광에 필요한 폭은 1O ㎛이다. 화소의 짧은 변 방향에 평행하게 러빙하는 경우에 비해, 개구율로서는 불리하게 되지만 밴드 배향 상태에서 액정 분자는 안정하게 유지된다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예의 액정 표시 장치를 도 3의 평면도 및 도 5의 단면도를 이용하여 설명한다. 도 3은 액정 표시 장치의 TFT 기판을 액정측에서 바라본 평면도이고, 도 5는 도 3의 절단선 A-A'을 따라 취한 단면도이다. 도 5에서, 도 4와 동일한 소자는 도 4의 참조 번호에 100을 더한 번호에 의해 표시되었다. 제2 실시예에서는, 제1 층간 절연막(208)을 통해 영상 신호 전극(206)보다 상층에, 제2 층간 절연막(218)을 통해 화소 전극(210)보다는 하층에 제어 신호 전극(203)이 설치되어 있다는 점이 제1 실시예와 다르다. 제어 신호 전극(203)은 전부 일체화되어 배선되어 있고, 외부 입력에 의해 일괄하여 제어 신호가 가해진다.
초기 전원의 턴온시, 화소 전극(210)에 진폭이 임계 전압 Vc 이상인 영상 신호를 가한다. 동시에, 제어 신호 전극(203)에 영상 신호보다 진폭이 크고 영상 신호와는 반대 극성의 제어 신호를 인가한다. 이 경우, 화소 전극(210)의 외부 영역이 초기 배향 상태에서 밴드 배향 상태로의 전이를 위한 핵 발생 수단이 되고, 스플레이 배향 상태로부터 밴드 배향 상태로의 초기 전이가 화소 전극(210)의 주변부에서 진행하여, 단시간 내에 이 전이가 완료된다.
제어 신호 전극(203)은, 화상 표시에 관계하는 전극과 완전히 분리되어, 제어 신호가 인가될 수 있다. 따라서, 표시 동작 중에 제어 신호 전극(203)에 제어 신호를 적절하게 인가함으로써, 화소 전극(210)에 인가하는 전압이 Vc에 가깝게 낮추더라도, 액정 분자가 밴드 배향 상태로 안정적으로 유지된다. 또한, 제어 신호 전극(203)의 주변부를 화소 전극(210)과 일부 중첩시킴으로써 표시 영역내로의 광의 침입을 방지할 수 있다.
액정층과 기판과의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향은, 제1 실시예의 경우와 같이 필요하다면 화소의 짧은 변에 대하여 평행하거나 혹은 짧은 측면에 대하여 45도 경사 방향임을 주의한다.
이러한 실시예에 적용되는 배향 방법 및 갭 형성 방법은 제1 실시예에 도입되는 것과 또한 후술되는 실시예에 도입되는 것과 동일하다.
다음으로, 제2 실시예의 액정 표시 장치를 제조하는 방법은 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
유리 기판(201) 상에 알루미늄막을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 주사 신호 전극(202)을 형성한다. 주사 신호 전극(202) 상에 게이트 절연막(204)을 퇴적하고, 화학 증착법에 의해 게이트 절연막(204) 상에 비정질 실리콘막을 퇴적하여 이온 주입한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체 아일랜드(205)를 형성하여, 각 화소에 대응한 박막 트랜지스터의 활성층으로 구성한다. 반도체 아일랜드(205) 상에 크롬을 스퍼터링 방법으로 퇴적하여, 포토리소그래피 기술을 이용하여 영상 신호 전극(= 소스 전극)(206) 및 드레인 전극(207)을 형성한다. 영상 신호 전극(206) 및 드레인 전극(207) 상에 실리콘 산화막으로 이루어진 제1 층간 절연막(208)을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 제1 층간 절연막(208) 상에 스퍼터링 방법으로 알루미늄막을 퇴적한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 제어 신호 전극(203)을 형성한다. 제어 신호 전극(203) 상에 실리콘 산화막으로 이루어진 제2 층간 절연막(218)을 스퍼터링 방법으로 퇴적한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 각 드레인 전극(207) 상에 화소 전극과 접속하기 위한 컨택트 홀(209)을 형성한다. 제2 층간 절연막(218) 상에 ITO를 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 매트릭스 형상의 화소 전극(210)을 형성하여 TFT 기판(211)을 얻는다. 또한, ITO로 이루어진 공통 전극(230), 컬러 필터(232), 블랙 매트릭스(233), 및 절연막(228)을 포함한 대향 기판(231)을 준비한다.
상하 기판에 배향막 재료를 도포하여, 200℃의 온도에서 1 시간 소성하여, 화소 전극(210)의 짧은 변 방향에 러빙 처리를 실시하여, 각각 배향막(214 및 234)을 형성한다. 기판 주위에 열 경화성 봉합재(sealant)를 도포하여, 상하 기판의 러빙 방향이 평행하게 되도록 서로 붙여서 정합하고, 가열에 의해 봉합재(도시하지 않음)를 경화시킨다. O.13의 복굴절 Δn을 갖는 네마틱 액정(215)을 주입 구멍을 통해 상기 기판들 사이에 주입하여, 상기 주입 구멍을 광 경화성 수지로 밀봉한다. 상하의 기판에, 편광판의 편광축이 상호 직교하고 액정 셀의 배향막이 러빙되는 방향과 45도로 경사지게 위치되도록 편광판(216, 236)을 각각 접착한다.
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도 6의 단면도를 이용하여 설명한다. 도 3 및 도 5와 동일한 소자는 도 3 및 도 4에 참조 번호 200를 더한 번호로 나타낸다. 제3 실시예에서, 제1 층간 절연막(308) 및 제2 층간 절연막(318)을 통해 화소 전극(310)보다 상층에 제어 신호 전극(303)이 설치되고, 화소 전극(310) 상의 제2 층간 절연막(318)이 제거된다는 점이 제1 실시예와 다르다. 제어 신호 전극(303)은 전부 일체화되어 배선되어 있고, 외부 입력에 의해 일괄하여 제어 신호가 인가된다.
초기에 전원이 턴온될 때, 화소 전극(310)에 진폭이 임계 전압 Vc 이상의 영상 신호를 인가한다. 이와 동시에, 제어 신호 전극(303)에 영상 신호보다 진폭이 크고, 영상 신호와는 반대 극성의 제어 신호를 인가한다. 이 경우, 화소 전극(310)의 외부가 초기 배향 상태에서 밴드 배향 상태로의 전이를 이루는 핵 발생 수단이 되어, 스플레이 배향 상태로부터 밴드 배향으로의 초기 전이가 화소 전극(310)의 주변부에서 진행하여, 단시간에 전이가 완료된다.
제어 신호 전극(303)에, 화상 화상 표시에 관계하는 전극으로부터 완전히 분리된 상태에서 제어 신호가 인가될 수 있다. 따라서, 표시 동작 중에도 제어 신호 전극(303)에 제어 신호를 필요에 따라 인가함으로써, 화소 전극(310)에 인가하는 전압을 Vc 가까이까지 낮추더라도 밴드 배향을 안정적으로 유지하는 것이 가능하다. 또한, 실시예에서, 화소 전극(310)과 제어 신호 전극(303) 간의 수직 관계가 상기 제1 및 제2 실시예에 대하여 반전되기 때문에, 화소 전극(310)과 제어 신호 전극(303)을 중첩시키더라도 디스클리네이션(disclination)의 발생을 방지할 수 없는 것이 분명하다. 따라서, 가로 방향 전계의 영향을 고려하여 화소 전극(310)과 제어 신호 전극(303)을 서로 특정 간격으로 두어, 디스클리네이션 라인이, 디스클리네이션 라인을 통과하는 광이 차광되도록 상기 화소 전극(310)을 부분 중첩시키는 가로 방향으로 블랙 매트릭스를 배치할 필요가 있다.
또, 액정층(315)과 기판과의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향은, 제1 실시예와 마찬가지로, 필요에 따라서 화소의 짧은 변 방향 혹은 경사 45도 방향 등, 적당한 방향으로 할 수 있다.
다음으로, 제3 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법을 도 3 및 도 6을 참조하여 설명한다.
유리 기판(301) 상에 알루미늄막을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 주사 신호 전극(302)을 형성한다. 주사 신호 전극(302) 상에 게이트 절연막(304)을 퇴적하고, 게이트 절연막(304) 상에 화학 증착법에 의해 비정질 실리콘막을 퇴적하여 이온 주입한다. 그 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체 아일랜드(305)를 형성하여, 각 화소에 대응한 박막 트랜지스터의 활성층으로 구성한다. 반도체 아일랜드(305) 상에 크롬을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 영상 신호 전극(= 소스 전극)(306) 및 드레인 전극(307)을 형성한다. 영상 신호 전극(306) 및 드레인 전극(307) 상에 실리콘 산화막으로 이루어진 제1 층간 절연막(308)을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 각 드레인 전극(307) 상에 화소 전극과 접속하기 위한 컨택트 홀(309)을 형성한다. 제1 층간 절연막(308) 상에 ITO를 스퍼터링 방법으로 퇴적한 후, 포토리소그래피 기술을 이용하여 매트릭스 형상의 화소 전극(310)을 형성한다. 화소 전극(310) 상에 실리콘 산화막으로 이루어진 제2 층간 절연막(318)을 스퍼터링 방법으로 퇴적한 후, 제2 층간 절연막(318) 상에 알루미늄막을 스퍼터링 방법으로 퇴적하고 포토리소그래피 기술을 이용하여 제어 신호 전극(303)을 형성한다. 또한, 포토리소그래피 기술을 이용하여 각 화소 전극(310) 상의 제2 층간 절연막(318)을 제거하여, TFT 기판(311)을 획득한다. 또한, ITO 막으로 이루어진 공통 전극(330), 컬러 필터(332), 블랙 매트릭스(333), 및 절연막(328)을 포함한 대향 기판(331)을 준비한다.
상하 기판에 배향막 재료를 도포하여, 200℃의 온도에서 1 시간 소성하여, 화소 전극(310)의 짧은 변 방향에 평행하여 러빙 처리를 실시하여, 각각 배향막(314, 334)을 형성한다. 기판 주위에 열 경화성 봉합재를 도포하여, 상하 기판의 배향막의 러빙 방향이 평행하게 되도록 서로 붙여서 정합하여, 가열에 의해 봉합재를 경화시킨다. 복굴절률 △n이 O.13인 네마틱 액정(315)을 주입 구멍을 통해 상기 기판들 사이에 주입하여, 상기 주입 구멍을 광 경화성 수지로 밀봉한다.상하의 기판에, 편광축이 상호 직교하며, 액정 셀의 배향 막이 러빙되는 방향과 45도로 경사지도록 편광판(316, 336)을 각각 접착한다.
제3 실시예에서, 화소 전극(310)과 제어 신호 전극(303)의 사이를 적절한 간격을 둘 필요가 있어서, 빈 간극(interval)을 대향 기판(331)의 블랙 매트릭스(333)로 덮을 필요가 있다. 제1 및 제2의 실시예와 마찬가지로, 화상 표시 동작 중에는 제어 신호의 진폭은 1OV 정도로 낮추는 것이 바람직하다. 그러나, 제3 실시예는 다음의 점에서 상기 실시예들과 다르다. 즉, 제어 신호의 진폭이 지나치게 크면, 그만큼 가로 방향 전계의 영향도 강해져서 블랙 매트릭스(333)에 의해 차광될 폭이 커진다. 화소 전극(310)과 제어 신호 전극(303)의 간격을 2㎛로 하고, 제어 신호의 진폭을 20 V로 유지하도록 한 경우, 화소 전극(31O)의 끝으로부터 1O㎛의 폭을 차광할 필요가 있다.
다음으로, 본 발명의 액정 표시 장치의 제4 실시예를, 도 7의 단면도를 이용하여 설명하기로 한다. 도 4와 동일한 소자는 도 4에 300을 더한 번호로 나타낸다. 제4 실시예에서는, 게이트 절연막 및 제1 층간 절연막(408)을 통해 영상 신호 전극(406) 보다 하층에 제어 신호 전극(403)(제어 신호 전극 453, 463 으로 구성됨)이 설치되어 있다는 점에서 제1 실시예와 동일하다. 하지만, 제4 실시예는 제어 신호 전극(453 및 463)들이 영상 신호 전극(406)을 끼우도록 분할되어 있다는 점에서 제1 실시예와 다르다. 또한, 좌우의 제어 신호 전극(453)은 이들 간에 끼워지는 화소 전극(410)에 대응하도록 배치되며, 좌우의 제어 신호 전극(463)은 이들 간에 끼워지는 또다른 화소 전극(410)에 대응하도록 배치된다. 이 경우에도,제1 실시예와 마찬가지로, 제어 신호 전극(453, 463)이 주사 신호 전극과 동일층에 형성되기 때문에, 제어 신호 접속 전극 및 제어 신호 전극(453)(또는 463)으로 구성된 제어 신호선이 제어 신호 접속 전극을 통해 주사 신호 전극을 크로스오버하여 인접 화소들의 인접 제어 신호 전극들이 상호 접속된다.
따라서, 각 화소 전극(410)은 좌우 제어 신호 전극 세트에 의해 끼워진다. 제4 실시예는 이하의 점에서 제1 실시예와는 다르다. 즉, 타임 도메인의 화소에 상이한 극성의 전압을 교대로 인가하고 지오메트릭 도메인의 화소에 상이한 극성의 전압을 교대로 인가함으로써 화상이 표시되는 경우라도(이러한 구동 방법을 반전 구동이라 함), 제어 신호 전극 세트(453) 및 이들 간에 끼워지는 화소 전극(410)과 제어 신호 전극 세트(463) 및 이들 간에 끼워지는 또다른 화소 전극(410)이 상호 인접하는 배치이기 때문에, 공통 전극(430)에 대해 영상 신호와 제어 신호의 극성이 항상 일치하도록 제어 신호 전극(453 및 463)이 바이어스될 수 있다. 제어 신호 전극(403)은 2개의 입력을 가지며, 인접한 제어 전극들은 반전 구동시 상호 반대 극성을 나타낸다.
초기 전원 투입시, 임계 전압(Vc) 이상의 진폭을 갖는 영상 신호를 화소 전극(410)에 인가한다. 동시에 영상 신호의 진폭보다 큰 진폭 및 영상 신호와 반대 극성을 갖는 제어 신호를 제어 신호 전극(453 및 463)에 인가한다. 이 때, 화소 전극(410)의 외부가 밴드 배향으로의 핵 발생 수단이 되고, 스플레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 초기 전이가 화소 전극(410)의 주변부에서 진행하여, 단시간에 전이가 완료된다.
제어 신호 전극(453 및 463)에는, 화상의 표시를 위해 제공되는 전극으로부터는 완전하게 분리하여 제어 신호를 인가할 수 있다. 따라서, 표시 동작 중에도 제어 신호 전극(453 및 463)에 제어 신호를 적절하게 인가함으로써, 화소 전극(410)에 인가되는 전압을 Vc 근처까지 낮추더라도, 밴드 배향을 안정적으로 유지하는 것이 가능하다. 또한, 제어 신호 전극(453, 463)의 주변부를 대응 화소 전극(410)과 부분적으로 중첩시킴으로써 표시 영역 내로의 광의 침입을 방지할 수 있다.
또한, 화상 표시 동작 중에, 제어 신호 전극(453)(또는 463)이 공통 전극(430)에 대해 갖는 전압 극성 및 2개의 제어 신호 전극(453)(또는 463) 간에 끼워진 화소 전극(410)이 공통 전극(430)에 대해 갖는 전압 극성을 항상 일치시킬 수 있다. 이에 따라, 제어 신호 전극(453)및 제어 신호 전극(453) 간에 끼워지는 한 화소 전극(410) 사이와, 제어 신호 전극(463)과 제어 신호 전극(463) 간에 끼워지는 또다른 화소 전극(410) 사이에서 발생하는 가로 방향 전계가 제1 실시예보다 약해져서, 액정 분자에 대한 가로 방향 전계의 영향이 약해진다. 따라서, 디스클리네이션이 화소 전극 내부에 크게 침입하는 일은 없게 되고 차광을 위해 화소 전극(410)과 제어 신호 전극(453 또는 463)을 일부 중첩시키는 데 필요한 폭을 좁게 할 수 있으며, 제1 실시예에서 관측되는 것보다 큰 범위로 개구율을 증가시킬 수 있다.
또한, 액정층과 기판의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향은, 제1 실시예와 마찬가지로, 필요에 따라 화소의 짧은 변 방향 혹은 경사 45도 방향 등, 적당한 방향으로 할 수 있음을 주의한다.
제4 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 실시예와 동일하기 때문에 그 설명은 생략하기로 한다. 그러나, 제4 실시예의 제어 신호 전극의 구조는 제1 실시예와 다르고, 이하와 같은 특징을 갖는다.
즉, 제1 실시예에서는, 인접하는 화소 전극(110) 및 제어 신호 전극(103)에 인가되는 영상 신호와 제어 신호의 극성이 동일하고, 또한 제어 신호의 진폭이 10V 이면, 차광에 필요한 폭은 5㎛이다, 그러나 대응 전극들에 인가되는 이들 신호의 극성이 반대일 때는 필요한 폭은 10㎛이다. 따라서, 개구율을 보다 높게 하기 위해, 바람직하게는, 제어 신호 전극(403)을 2개의 전극으로 분할하여 2개 입력으로 함으로써, 화상 표시 동작 중에 제어 신호 전극(403)에 인가되는 제어 신호와 2개의 전극 간에 끼워지는 화소 전극(410)에 인가되는 영상 신호의 극성이 항상 동일하게 되도록 하는 구성을 본 실시예에서 채택한다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치의 제5 실시예를 도 8의 평면도 및 도 9의 단면도를 이용하여 설명한다. 도 8은 액정 표시 장치의 TFT 기판을 액정측에서 바라 본 평면도이다. 도 9는 도 8의 절단선 A-A' 에 따른 단면도이다. 도 7과 동일한 소자는 도 7에 100을 더한 번호로 표시한다. 제5 실시예는, 제1 층간 절연막(508)을 통해 영상 신호 전극(506)보다 상층에, 그리고 제2 층간 절연막(518)을 통해 화소 전극(510)보다 하층에 제어 신호 전극(503)이 설치된다는 점에서 제2 실시예와 동일하다. 하지만, 제5 실시예는 제어 신호 전극(503)이 제어 신호 전극(553, 563)로 분할되어 그 사이에 영상 신호 전극(506)을 끼운다는 점에서 제2 실시예와 다르다.
이러한 구성의 제어 신호 전극(503)은, 좌우 제어 신호 전극 세트(553, 563)에 의해 각 화소 전극(510)을 끼우게 된다. 타임 도메인의 화소에 상이한 극성의 전압을 교대로 인가하고 지오메트릭 도메인의 화소에 상이한 극성의 전압을 교대로 인가함으로써 화상이 표시되는 경우라도(이러한 구동 방법을 반전 구동이라 함), 제어 신호 전극 세트(553) 및 이들 간에 끼워지는 화소 전극(410)과 제어 신호 전극 세트(563) 및 이들 간에 끼워지는 또다른 화소 전극(510)이 상호 인접하는 배치되기 때문에, 공통 전극(530)에 대해 영상 신호와 제어 신호의 극성이 항상 일치하도록 제어 신호 전극(553 및 563)이 바이어스될 수 있다. 각 제어 신호 전극(553 및 563)을 독립적으로 제어하기 위해, 제어 신호 전극(553 및 563)이 상호 분리되고, 제2 층간 절연막(518)에 형성된 컨택트 홀(519)을 통하여 화소 전극(510)과 동시에 형성된 제어 신호 접속 전극(546)에 의해 인접 제어 신호 전극(563)이 상호 접속될 수 있다. 이에 따라, 제어 신호 전극(503)은 반전 구동시 상호 반대 극성을 갖는 2개 입력, 즉 제어 신호 전극(553, 563)으로 구성된다.
초기 전원 투입시, 임계 전압(Vc) 이상의 진폭을 갖는 영상 신호를 화소 전극(510)에 인가한다. 동시에, 영상 신호의 진폭보다 큰 진폭 및 영상 신호와 반대 극성을 갖는 제어 신호를 제어 신호 전극(553 및 563)에 인가한다. 이 때, 화소 전극(510)의 외부가 밴드 배향으로의 핵 발생 수단이 되고, 스플레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 초기 전이가 화소 전극(510)의 주변부에서 진행하여, 단시간에 전이가 완료된다.
제어 신호 전극(553 및 563)에, 화상의 표시를 위해 제공되는 전극으로부터는 완전하게 분리하여 제어 신호를 인가할 수 있다. 따라서, 표시 동작 중에도 제어 신호 전극(553 및 563)에 제어 신호를 적절하게 인가함으로써, 화소 전극(510)에 인가되는 전압을 Vc 근처까지 낮추더라도, 밴드 배향을 안정적으로 유지하는 것이 가능하다. 또한, 제어 신호 전극(553, 563)의 주변부를 대응 화소 전극(510)과 부분적으로 중첩시킴으로써 표시 영역 내로의 광의 침입을 방지할 수 있다.
또한, 화상 표시 동작 중에 제어 신호 전극(553 또는 563)이 공통 전극(530)에 대해 갖는 전압 극성과, 두개의 제어 신호 전극들((553) 또는 (563)) 사이에 끼워진 화소 전극(510)이 공통 전극(530)에 대해 갖는 전압 극성은 언제나 서로 일치되도록 만들어진다. 따라서, 제어 신호 전극(553)과 상기 제어 신호 전극들(553) 사이에 끼워진 한 화소 전극(510) 사이, 및 제어 신호 전극(563)과 상기 제어 신호 전극들(563) 사이에 끼워진 다른 화소 전극(510) 사이에서 발생하는 가로 방향 전계는 제4 실시예의 경우에서와 같이 약해진다. 따라서, 입사광을 차광하기 위해 화소 전극(510)을 제어 신호 전극(553 또는 563)과 부분적으로 중첩시킬 필요가 있는 폭을 좁게 할 수 있기 때문에, 개구율이 제2 실시예 보다 커지게 된다.
또, 액정층과 기판과의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향은, 제1 실시예와 마찬가지로, 필요에 따라서, 예를 들면 화소의 짧은 변 방향에 평행하게 혹은 짧은 변에 대해 45도 경사 방향으로 적당한 방향으로 만들어질 수 있다.
제5 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법은 제2 실시예와 동일하기 때문에 그 설명은 생략하기로 한다. 그러나, 제5 실시예의 제어 신호 전극의 구조는 제2실시예에서 이용된 구조와 다르고, 이하와 같은 특징을 가진다.
즉, 제2 실시예에서는, 화소 전극(110)에 인가된 영상 신호와 제어 신호 전극(103)에 인가된 제어 신호는 서로 인접해 있으며, 동일한 극성을 가지고, 또한 제어 신호의 진폭이 10 V인 경우, 입사광의 차광에 필요한 폭은 5㎛이다. 그러나, 대응하는 전극들에 인가된 신호들이 반대 극성을 가지면, 필요한 폭은 10㎛이다. 따라서, 개구율을 더욱 높게하기 위해서, 바람직하게는 제어 신호 전극(503)을 2개의 입력 동작을 하도록 두 전극으로 분할하여, 화상 표시 동작 중에서는 제어 신호 전극(503)에 인가된 제어 신호와 두 전극 사이에 끼워진 화소 전극(510)에 인가된 영상 신호는 동일 극성이 되도록 하는 구성이 본 실시예에서 이용된다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치의 제6 실시예를, 도 10에 도시된 단면도를 이용하여 설명한다. 도 7과 동일한 소자는 도 7에 200을 더한 번호로 나타내고 있다. 제6 실시예는 제어 신호 전극(603)이 제1 층간 절연막(608) 및 제2 층간 절연막(618)을 통해 영상 전극(606)보다 상층에 설치되고, 제2 층간 절연막(618)을 통해 화소 전극(610)보다 상층에 설치되며, 또한 화소 전극(610) 상의 제2 층간 절연막(618)의 일부가 제거되어 있다는 점에서 제3 실시예와 유사하다. 그러나, 제어 신호 전극(603)이 영상 신호 전극(606)을 기하학적으로 끼우도록 2개의 전극(653, 663)으로 분할되어 있는 점이 제3 실시예와 다르다.
상술된 바와 같이 구성된 제어 신호 전극(603)은 각 화소 전극(610)을 좌우세트의 제어 신호 전극들((653, 653) 또는 (663, 663))에 끼운다. 다른 극성을 갖는 전압을 타인 도메인에서 화소에 교대로 인가하고, 다른 극성을 갖는 전압을 기하영역에서 인접한 화소들에 인가하는 반전 구동이라 불리는 구동 방법으로 화상을 표시할 때 조차도, 제어 신호 전극(653)과 그 사이에 끼워진 한 화소 전극(610) 세트와, 제어 신호 전극(663)과 그 사이에 끼워진 다른 화소 전극(610) 세트는 서로 인접하게 배치되어 있기 때문에, 영상 신호와 제어 신호의 공통 전극(630)에 대한 극성이 항상 서로 일치하도록 제어 신호 전극(653 및 663)을 바이어싱할 수 있다. 따라서, 제어 신호 전극(603)은 2 입력, 즉 반전 구동시에 서로 반대 극성을 갖는 제어 신호 전극(653, 663)으로 구성된다.
초기에 전원 투입시, 화소 전극(610)에 진폭이 임계 전압 Vc 이상의 영상 신호를 인가한다. 동시에, 제어 신호 전극(653 및 663)에 영상 신호보다 진폭이 크고, 영상 신호와는 반대 극성의 제어 신호를 인가한다. 이 때, 화소 전극(610)의 외부는 임의의 배향 상태로부터 밴드 배향 상태로 전이하기 위한 핵 발생 수단이 되어, 스플레이(splay) 배향으로부터 밴드 배향으로의 초기 전이가 화소 전극(610)의 주변부에서 진행하여, 단시간에 전이가 완료된다.
제어 신호 전극(653 및 663)에는, 화상을 표시하기 위해 제공되는 전극으로부터 완전하게 분리되는 상황에서 제어 신호를 인가할 수 있다. 따라서, 화상 표시 동작 중에도 제어 신호 전극(653 및 663)에 제어 신호를 적절하게 인가함으로써, 화소 전극(610)에 인가하는 전압을 Vc 가까이까지 낮추더라도, 밴드 배향을 안정적으로 유지하는 것이 가능하다.
또한, 화상 표시 동작 중에 제어 신호 전극(653 또는 663)이 공통 전극(630)에 대해 갖는 전압 극성과, 이 두 제어 신호 전극들((653, 653) 또는 (663, 663))사이에 끼워진 화소 전극(610)이 공통 전극(530)에 대해 갖는 전압 극성이 항상 서로 일치하도록 만들어진다. 따라서, 제어 신호 전극(653)과 상기 제어 신호 전극들(653) 사이에 끼워진 하나의 화소 전극(610) 사이, 및 제어 신호 전극(663)과 상기 제어 신호 전극들(663, 663) 사이에 끼워진 다른 화소 전극(610) 사이에서 발생하는 가로 방향 전계는 약해진다. 따라서, 블랙 매트릭스에 의해 입사광을 차광하기 위해 화소 전극(610)을 제어 신호 전극(663 또는 663)과 부분적으로 중첩시키게 할 필요가 있는 폭을 유리하게는 좁게 할 수 있기 때문에, 개구율이 제3 실시예보다 커지게 된다.
또, 액정층과 기판과의 계면에서의 액정 분자의 배향 방향은, 제1 실시예와 마찬가지로, 필요에 따라서, 예를 들어 화소의 짧은 변 방향과 평행하게 혹은 45도 경사 방향 등 적당한 방향으로 할 수 있다.
제6 실시예의 액정 표시 장치의 제조 방법은 제3 실시예에서 이용된 것과 동일하기 때문에 그 설명은 생략하기로 한다. 그러나, 제6 실시예의 제어 신호 전극의 구조가 제3 실시예에서 이용되는 것과 다르고, 이하와 같은 특징을 갖는다.
즉, 제3 실시예에서는, 서로 인접한 전극인 화소 전극(310)에 인가된 영상 신호와 제어 신호 전극(303)에 인가된 제어 신호가 동일 극성을 가지고, 또한 제어 신호의 진폭이 10 V인 경우, 입사광을 차광하는데에 필요한 폭은 5㎛ 이다. 그러나, 대응하는 전극에 인가되는 신호가 반대 극성일 때는, 10㎛의 폭이 필요해진다. 따라서, 개구율을 더욱 높게하기 위해서는, 바람직하게는 본 실시예와 같이, 제어 신호 전극(603)을 2 입력 동작을 할 수 있도록 2개의 전극으로 분할하여, 화상 표시 동작 중에는 제어 신호 전극(603)에 인가되는 제어 신호와 두 전극들 사이에 끼워진 화소 전극(610)에 인가되는 영상 신호가 항상 동일 극성을 갖도록 하는 구성이 본 실시예에 이용된다.
다음에, 본 발명의 액정 표시 장치의 제7 실시예를 도 11의 평면도 및 도 12의 단면도를 이용하여 설명하기로 한다. 도 11은 액정 표시 장치의 TFT 기판을 액정측에서 바라본 평면도이다. 도 12는 도 11의 절단선 B-B'를 따라 얻어지는 단면도이다. 제1 내지 제6의 실시예에서는, 화소 전극, 제어 신호 전극 및 영상 신호 전극은 절연층에 접하는 형태로 절연층의 하층, 중층, 상층 중의 어느 하나에 각각 형성되었다. 그러나, 제7 실시예에 있어서는, 화소 전극은 절연층 상에 형성되지 않고, 절연층 상에 형성된 오버코트층 상에 형성되며, 또한 컬러 필터층이 절연층 상 및 화소 전극의 밑에, 오버코트층에 덮어져서 형성된다.
유리 기판(701) 상에, 주사 신호 전극(702), 게이트 절연막(704), 반도체 아일랜드(705), 영상 신호 전극(706), 제1 층간 절연막(708), 제어 신호 전극(703), 제2 층간 절연막(718), 컬러 필터층(732), 오버코트층(717), 컨택트 홀(709), 화소 전극(710), 및 배향막(714)이 순서대로 형성되어, TFT 기판(711)을 구성한다.
유리 기판(721) 상에는, 절연막(728), 공통 전극(730), 및 배향막(734)이 순서대로 형성되어, 대향 기판(731)을 구성한다. TFT 기판(711)과 대향 기판(731) 사이에는 액정층(715)이 충전된다.
주사 신호 전극(702), 영상 신호 전극(706) 및 반도체 아일랜드(705)를 제1 층간 절연막(708)으로 덮어, 그 위에 차광막(719)(제어 신호 전극(703)의 일부)을포함하는 제어 신호 전극(703)을 형성한다. 제어 신호 전극(703)은 제2 층간 절연막(718)에 의해 도포되며, 컬러 필터(732)를 그 위에 형성한다. 또한, 오버코트막(717)으로 컬러 필터층(732)을 도포하고, 그 위에 화소 전극(710)을 형성한다. 화소 전극(710)은 컨택트 홀(709)을 통해 드레인 전극(707)과 접속된다. 이에 따라, 화소 전극(710)이 주사 신호 전극(702), 영상 신호 전극(706), 및 반도체 아일랜드(705)로부터 분리될 뿐만 아니라, 유리 기판(701과 721)을 서로 정렬시키는 단계가 높은 정밀도를 필요로 하지 않고 수행할 수 있으며, 제조 공정 상의 여유가 생성될 수 있다는 이점도 있다.
제7 실시예의 구성은 제1 내지 제6의 실시예 중 어디에도 적용가능하지만, 특히 제1, 2, 4, 및 5의 실시예에 적용하면, 제어 신호 전극을 동시에 블랙 매트릭스로서 이용할 수 있기 때문에 보다 유리하다. 또한, 본 실시예에서는, 평면도로서 도 11을 이용하여 설명하였지만, 실시예는 이러한 기하학적 구성에 한정되지 않는다. 즉, 제1 실시예의 경우와 같이 제어 신호 전극이 주사 신호 전극과 동일한 층에 형성되는 경우에는, 도 3에 도시된 배선 패턴이 사용될 수 있다. 또한, 단일 제어 신호 전극이 2개의 전극으로 분리된 후, 주사 신호 전극이 형성되는 층과는 다른 층에서 2개의 전극이 형성되는 경우 - 제5 실시예에 사용되는 구성임 - , 도 8에 나타낸 배선 패턴이 사용될 수 있다.
다음으로, 도 11 및 12를 참조하여 제7 실시예의 액정 표시 장치를 제조하는 방법이 설명될 것이다.
스퍼터링 방법에 의해 알루미늄막이 유리 기판(701)상에 퇴적되고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 주사 신호 전극(702)이 형성된다. 주사 신호 전극(702)상에 게이트 절연막(704)이 형성되고 화학 기상법에 의해 게이트 절연막(704) 상에 비정질 실리콘 막이 형성된 후, 불순물 이온이 주입된다. 그 다음, 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체 아일랜드(705)가 포토리소그래피 기술에 의해 형성되어 각 화소 내의 박막 트랜지스터의 활성층을 형성한다. 크롬막이 스퍼터링 방법에 의해 반도체 아일랜드(705) 상에 퇴적되고, 포토리소그래피 기술을 이용하여 영상 신호 전극(= 소스 전극)(706) 및 드레인 전극(707)이 형성된다. 실리콘 산화막으로 이루어진 제1 층간 절연막(708)이 스퍼터링 방법에 의해 영상 신호 전극(706) 및 드레인 전극(707) 상에 형성되고 스퍼터링 방법에 의해 알루미늄막이 제1 층간 절연막(708) 상에 퇴적된 후, 크로스해칭(crosshatching)으로 나타낸 제어 신호 전극(703)이 포토리소그래피 기술에 의해 형성된다. 실리콘 산화막으로 이루어진 제2 층간 절연막(718)이 스퍼터링 방법에 의해 제어 신호 전극(703) 상에 형성되고 컬러 필터층(732)이 제2 층간 절연막(718) 상에 형성된다. 컬러 필터층(732)은 오버코트 막(717)으로 덮혀있고 드레인 전극을 화소 전극과 접속시키기 위한 컨택트 홀(709)이 포토리소그래피 기술에 의해 대응하는 드레인 전극(707) 상에 형성된다. ITO 막이 스퍼터링 방법에 의해 오버코트 막(717) 상에 퇴적되고 포토리소그래피 기술을 사용하여 화소 전극(710)을 매트릭스 형상으로 형성하여 TFT 기판(711)을 얻는다. 또한, ITO로 구성된 공통 전극(730)을 포함하는 대향 기판(731)이 준비된다.
상하 기판에 배향막 재료를 도포하여, 200℃에서 1시간 소성하여, 화소전극(710)의 짧은 측 방향에 평행한 방향으로 러빙 처리를 실시하여, 배향막(714, 734)를 형성한다. 기판 주위에 열 경화성 봉합재를 도포하여, 기판의 배향막이 러빙되는 방향이 서로 평행하게 되도록 상하 기판을 서로 접합하고, 가열에 의해 봉합재를 경화시킨다. O.13의 복굴절 Δn을 갖는 네마틱 액정(715)을 주입 구멍을 통해 기판 사이에 주입하고 주입 구멍을 광경화성 수지로 밀봉하였다. 편광축이 상호 직교하고, 액정 셀의 배향막의 러빙 방향과 45도로 틸트되도록 편광판(716, 736)을 상하의 기판에 접착하였다.
제1∼6 실시예에서는, 화소 전극, 제어 신호 전극, 및 영상 신호 전극은 절연층에 접하면서 상대방에 대해 하, 중, 상층중 어느 하나에 각각 형성되지만, 제7 실시예에 있어서는, 화소 전극은 절연층이 아니고 절연층 상에 형성된 오버코트층 상에 형성되기 때문에, 화소 전극이 다른 전극보다도 한층 더 높은 층에 형성되어, 밴드 배향 상태의 액정 분자들이 동일한 상태로 안정하게 유지될 수 있도록 한다. 또한, TFT 기판과 대향 기판을 서로 정합시키는 공정이 높은 정밀도로 실행될 필요가 없기 때문에, 액정 표시 장치의 제조 상의 여유가 생성된다고 하는 이점이 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 화소 전극 사이에 주사 신호 전극 및 영상 신호 전극 외에 전용의 제어 신호 전극을 설치하여, 제어 신호 전극과 공통 전극 사이에 강한 전계를 발생시킴으로써, 스플레이 배향 상태의 액정 분자로부터 밴드 배향의 액정 분자들로 초기 전이를 신속하고 또한 확실하게 행하고, 또한화상 표시 동작 중에도 제어 신호 전극과 공통 전극의 사이에 강한 전계를 발생시킴으로써, 화상 표시 동작 중에도 밴드 배향의 액정 분자들이 그 배향 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 스플레이 배향 상태의 액정 분자들로부터 밴드 배향의 액정 분자들로 전이를 하는데, 화상 표시에 필요한 주사 신호 전극, 영상 신호 전극, 및 공통 전극을 사용하지 않기 때문에, 화상 표시 동작이 중단되지 않는다. 또한, 화소 전극 상에 스페이서와 같은 핵 생성 수단을 포함할 필요가 없기 때문에, 흑색 표시 모드에 있어서의 입사광의 누설도 없으면서, 높은 콘트라스트 및 고속 응답을 얻을 수 있는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.

Claims (14)

  1. 액정 표시 장치에 있어서,
    복수의 주사 신호 전극 및 복수의 영상 신호 전극 - 상기 복수의 주사 신호 전극 및 상기 복수의 영상 신호 전극은 서로 교차하여 화소 영역을 복수의 화소로 구획함 - , 상기 복수의 화소 각각에 형성되는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터에 접속되는 화소 전극, 및 상기 복수의 화소 각각에 대응하도록 상기 복수의 화소 사이에 형성되는 제어 신호 전극을 포함하는 TFT 기판;
    상기 복수의 화소에 기준 전압을 제공하는 공통 전극을 포함하는 대향 기판; 및
    상기 TFT 기판과 상기 대향 기판 사이에 끼워진 액정층
    을 포함하고,
    상기 액정층의 액정 분자들이 상기 TFT 기판 및 상기 대향 기판 모두와 상기 액정 분자들 사이의 계면에서 서로 평행하게 배향되도록 상기 액정층이 구성되는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호 전극은 상기 영상 신호 전극 및 상기 화소 전극보다 상기 액정층으로부터 더 멀리 배치되는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호 전극은 상기 영상 신호 전극보다 상기 액정층에 더 근접하게 배치되고 상기 화소 전극보다 상기 액정층으로부터 더 멀리 배치되는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호 전극은 상기 화소 전극 및 상기 영상 신호 전극보다 상기 액정층에 더 근접하게 배치되는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극 및 상기 제어 신호 전극은, 상기 화소 전극 및 상기 제어 신호 전극을 기하학적으로 주변부가 서로 중첩되게 함으로써 형성되는 중첩 영역을 포함하여 상기 대향 기판에 대향하는 상기 TFT 기판의 일측으로부터 상기 중첩 영역에 입사하는 광을 차단하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 TFT 기판과 상기 액정층 사이의 계면에서의 상기 액정 분자들은 상기 주사 신호 전극의 배선 방향으로 배향되는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 TFT 기판과 상기 액정층 사이의 계면에서의 상기 액정 분자들은 상기 화소 전극의 각 측에 대해 45도 경사진 방향으로 배향되는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 주사 신호 전극, 상기 영상 신호 전극 및 상기 박막 트랜지스터보다 상기 액정층에 더 근접하고, 상기 화소 전극보다 상기 액정층으로부터 더 멀리 컬러 필터가 형성되는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 TFT 기판 및 상기 대향 기판의 최상위 표면 각각에 최상층으로서 형성되는 배향막을 더 포함하고,
    상기 최상위 표면들은 서로 마주보며, 광 조사에 의해 배향될 수지막이 상기 TFT 기판 및 상기 대향 기판의 상기 최상위 표면에 최상층으로서 도포되도록 상기 배향막이 형성되고, 상기 최상위 표면들이 서로 대향한 후, 상기 자외선 광의 편광 방향을 제어함으로써 상기 액정 분자들이 상기 배향막과 상기 액정 분자들 사이의 계면에서 상기 자외선 광의 편광 방향에 수직 및 수평인 방향들 중 한 방향으로 배향하도록 선형 편광된 자외선 광을 상기 수지막에 조사하는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 TFT 기판과 상기 대향 기판 사이의 갭은, 상기 TFT 기판과 상기 대향기판 사이에 갭 지지 부재를 끼움으로써 거의 일정하게 유지되고, 양쪽 기판들은 상기 화소 영역 밖에 위치한 영역에서 서로 대향하도록 배치되는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 전계가 인가되지 않는 경우, 상기 액정 분자들은 스플레이(splay) 배향 상태에 있고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 초기 전계 인가 단계에서 상기 액정층을 동작하도록 하는데 필요한 전계보다 큰 전계가 인가되는 경우, 스플레이 배향 상태의 상기 액정 분자들로부터 밴드(bend) 배향 상태의 액정 분자들로 빠르게 전이하는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 액정층이 동작하도록 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 동작 전계가 인가되는 동안, 상기 제어 신호 전극과 상기 공통 전극 사이에 상기 액정층을 동작시키기 위한 상기 동작 전계보다 큰 전계가 지속적으로 인가되어 상기 액정 분자들을 밴드 배향 상태로 유지시키는 액정 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 전계를 인가하기 위해 초기에 전원을 턴-온할 때, 상기 화소 전극과 상기 제어 신호 전극에 소정의 전압이 인가되고, 상기 소정의 전압의 극성과 반대 극성을 갖는 전압이 소정의 화소 전극과 소정의제어 신호 전극에 인가되며, 상기 소정의 전극 모두는 상기 화소 전극과 상기 제어 신호 전극에 인접하게 배치되는 액정 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 액정층을 동작시키기 위해 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 동작 전계가 인가되는 동안, 상기 공통 전극에 대해 영상 신호가 갖는 극성과 상기 공통 전극에 대해 제어 신호가 갖는 극성은 서로 항상 일치하는 액정 표시 장치.
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