KR100595458B1

KR100595458B1 - 횡전계방식 액정표시소자

Info

Publication number: KR100595458B1
Application number: KR1020040036663A
Authority: KR
Inventors: 이윤복; 김민주
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-05-22
Filing date: 2004-05-22
Publication date: 2006-07-03
Also published as: JP4777687B2; US7719651B2; KR20050111699A; US20050275783A1; JP2005338820A

Abstract

본 발명은 횡전계방식 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 제1기판상에 횡전계를 발생시키는 복수의 전극쌍을 원형상과 같은 곡률을 갖는 형태로 형성하여, 발생되는 횡전계 방향의 실질적인 대칭을 이루고, 주시야각을 완전하게 보상할 수 있는 횡전계방식 액정표시소자에 관한 것이다. 또한, 각각의 전극과 상기 전극의 전극연결라인이 직각 이하의 각도를 이루며 교차하는 영역에 표시화면이 검게 나타나는 디스클리네이션 현상이 발생하지 않도록 보상전극을 형성함으로써, 높은 광효율 향상을 기대할 수 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식 액정표시소자에 관한 것이다.

원형상, 곡률, 횡전계방식, 액정표시소자, 제1공통전극, 제2공통전극, 공통전극연결라인, 화소전극연결라인, 디스클리네이션, 제1보상전극, 제2보상전극

Description

횡전계방식 액정표시소자{IN-PLAIN SWITCHING LIQUID CRISTALLINE DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 횡전계방식 액정표시소자의 평면도.

도 2는 도 1의 A-A’선 단면도.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 횡전계방식 액정표시소자의 평면도.

도 4는 도 3에서 서브화소 영역에 대한 확대도.

도 5는 도 4의 B-B’선 단면도.

도 6a 및 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시소자의 다른 구조.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 횡전계방식 액정표시소자의 평면도.

도 8은 도 6의 C-C′선 단면도.

도 9a 및 9b는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시소자의 다른 구조.

도 10은 도 7의 D-D′선 단면도.

도 11a은 본 발명의 제1실시예에 따른 횡전계방식 액정표시소자에서 6볼트의 전압인가시 디스클리네이션영역을 나타내는 이미지.

도 11b는 본 발명의 제2실시예에 따른 횡전계방식 액정표시소자에서 6볼트의 전압인가시 휘도를 나타내는 이미지.

***도면의 부호에 대한 설명***

102, 302a, 302b, 302′, 502 : 액정분자

111, 311a, 311b, 511a, 511b : 제1공통전극 제2공통전극

119, 319a, 319b, 519a, 519b : 제1화소전극 제2화소전극

511c : 공통전극연결라인 519c : 화소전극연결라인

525a : 제1보상전극 525b : 제2보상전극

본 발명은 곡률을 갖는 형태의 전극으로 구성되는 횡전계방식 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 횡전계를 발생시키는 복수의 원형상 화소전극 및 공통전극을 교대로 배치하여 전방위에서 시야각을 보상하는 횡전계방식 액정표시소자에 관한 것이다. 또한 상기 화소전극 및 공통전극이 각각의 전기적 연결을 위해 형성된 전극 연결라인과 직각 이하의 각도로 교차되어 디스클리네이션(Disclination)이 예상되는 영역에 보상전극을 형성함으로써, 광효율 향상을 기대할 수 있는 것을 특징으로 하는 횡전계 방식(In-Plane Swithching : 이하, IPS모드라고 한다) 액정표시소자에 관한 것이다.

근래에는 정보화 사회의 발전과 더불어, 표시장치에 대한 다양한 형태의 요구가 증대되면서, LCD(Liquid Crystalline Polymer), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 평판표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 고화질의 구현, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 경량, 박형, 저소비 전력 등의 이유로 액정표시소자(LCD)가 가장 각광을 받고 있다.

이러한 액정표시소자는 크게 화상을 표현하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 구분되며, 상기 액정 패널은 다시 제1 및 제2 기판과, 상기 제1 및 제2기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.

액정표시소자는 가늘고 긴 액정분자의 배열에 따라 다양한 표시모드가 존재하는데, 그 중 흑백표시가 용이하고 응답속도가 빠르며 구동전압이 낮다는 장점을 갖는 TN(Twisted Nematic) 모드 액정표시소자가 주로 사용되고 있다. 그러나, TN방식에서는 상하로 걸리는 전기장에 의해 액정분자가 수직으로 배향되기 때문에, 액정분자의 굴절률 이방성에 의해 시야각 특성이 우수하지 못한 단점이 존재한다. 따라서, 상기의 단점을 극복하기 위해 새로운 기술 즉, IPS모드 액정표시소자가 근래 제안되고 있다.

이러한 IPS모드 액정표시소자는 전압의 인가 시 평면상에 횡전계를 형성하여 액정분자를 평면상으로 배향함으로써 기존의 TN모드 액정표시소자와 대비되어 광시야각 특성을 확보하는 액정표시소자로서, 도 1 및 도 2에 개략적인 도면을 도시하였다.

도 1 및 도 2는 각각 종래의 IPS 액정표시소자 단위화소의 평면도 및 A-A’선 단면도이다. 도면에 나타난 바와 같이, IPS모드 액정표시소자는 제1기판(103) 위에 배열되어 화소영역을 정의하는 데이터라인(100) 및 게이트라인(101)과, 상기한 게이트라인(101)과 데이터라인(100)의 교차점에 배치된 박막트랜지스터(T)와, 상기한 화소내에 데이터라인(100)과 대략 평행하게 배열된 화소전극(119) 및 공통전극(111)으로 구성된다.

박막트랜지스터(T1)는 제1기판(103) 위에 형성되어 상기 게이트라인(101)과 접속되는 게이트전극(110)과, 상기 게이트전극(110) 위에 적층된 게이트절연막(113)과, 상기 게이트절연막(113) 위에 형성된 반도체층(115)과, 상기 반도체층(115) 위에 형성된 오믹컨택트층(116)과, 상기 오믹컨택트층(116) 위에 형성되어 데이터라인(100)과 화소전극(119)에 각각 접속되는 소스전극(117) 및 드레인전극(118)으로 구성된다.

화소내의 공통전극(111)은 제1기판 위에 형성되어 공통라인(105)에 접속되며, 화소전극(119)은 게이트절연막(113) 위에 형성되어 박막트랜지스터(T)의 드레인전극(118)에 접속된다.

박막트랜지스터(T), 화소전극(119) 및 게이트절연막(113) 위에는 보호막(120)이 기판 전체에 걸쳐 적층되어 있으며, 그 위에 제1배향막(미도시)이 도포되고 액정층의 배향방향이 결정된다. 액정분자(102)는 전압 무인가시 상기한 공통전극(111)과 화소전극(119) 사이에서 러빙방향으로 배향된다.

또한, 상기한 제1기판(103)과 대응하는 제2기판(104) 위에는 빛의 누설을 방지하는 차광층(106), R, G 및 B의 칼라필터소자로 이루어진 칼라필터층(107) 및 오버코트층(108)이 차례로 적층되어 있다.

상기 횡전계 방식은 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상,하,좌,우로 약 70°방향에서 가시할 수 있어 기존의 TN 방식에 비해 광시야각이 가능하며, 상기 제1도메인과 제2도메인에서의 주시야각 방향이 대칭되므로 색변환이 서로 보상되어 색변환이 발생하지 않게된다.

그러나, 상기와 같은 IPS 액정표시소자에서는 시야각 특성의 향상에 한계가 있다. 물론 상기 2 도메인 IPS모드 액정표시소자는 TN모드 액정표시소자에 비하면, 시야각특성과 색변환특성이 향상되었지만, CRT(Cathod Ray Tube)와 비교하면 시야각과 색변환특성에 여전히 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화소영역은 횡전계를 발생시키는 복수의 화소전극 및 공통전극으로 구성되며, 상기 화소전극 및 공통전극은 곡률을 갖는 형태로 교대배치되어 전방위에서 시야각을 보상하는 IPS모드 액정표시소자를 제공함에 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 화소전극 및 공통전극과 상기 화소전극 및 공통전극의 전기적 연결을 위해 형성한 화소전극 연결라인과 공통전극 연결라인이 직각 이하의 각도를 이루며 교차하는 영역에 보상전극을 형성하여 디스클리네이션 현상을 최소화하고 액정표시소자의 광효율을 향상시키는 것을 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 IPS모드 액정표시소자는 제1기판 위에 형성되어 상기 게이트라인에 접속되는 게이트전극과; 상기 게이트전극 위에 적층된 게이트절연막과; 상기 게이트절연막 위에 형성된 반도체층과; 상기 반도체층 위에 형성된 오믹컨탠트층과; 상기한 오믹컨택트층 위에 형성되는 데이터라인과; 상기 데이타라인 및 화소전극에 각각 접속되는 소스전극 및 드레인전극과; 상 기 화소영역에 횡전계를 발생시키며, 원형상을 갖는 적어도 한 쌍의 공통전극 및 화소전극과; 적어도 두 개 이상의 공통전극을 전기적으로 연결하는 공통전극 연결라인과; 적어도 두 개 이상의 화소전극을 전기적으로 연결하는 화소전극 연결라인과; 상기 공통전극 및 공통 전극연결라인과 상기 화소전극 및 화소전극 연결라인이 각각 직각 이하의 각을 이루며 만나는 영역 상부 또는 하부에 형성되는 제1보상전극 및 제2보상전극으로 구성된다. 또한 상기한 제1기판과 대응하는 제2기판 위에는 박막트랜지스터, 게이트라인, 데이터라인 및 공통라인 근처로 빛이 새는 것을 방지하는 차광층을 형성하고, 그 위에 순서대로 칼라필터층, 오버코트층을 형성한다. 여기서, 상기 칼라필터층은 상기한 공통전극 및 화소전극의 형상을 따라 복수의 R, G 및 B의 칼라필터소자들로 형성된다. 계속해서, 기판 전체에 걸쳐 제2배향막을 형성한 후, 상기한 두 기판 사이에 액정층을 형성한다.

액정표시소자의 개구율을 향상시키는 가장 일반적인 방법은 화소내에 복수의 도메인을 형성하여 주시야각을 보상하는 것이다. 이러한 방법은 TN모드 액정표시소자에만 적용되는 것이 아니라 IPS모드 액정표시소자에도 적용된다. 도 1에 도시된 종래 IPS모드 액정표시소자에서도 화소를 2개의 도메인으로 분할하여 시야각특성의 향상을 도모하고 있지만, 이 경우 시야각특성을 향상시키는 데에는 한계가 있었다.

본 발명에서는 화소내에 복수의 도메인을 형성함으로써 시야각특성을 향상시키고 색변환을 방지할 수 있는 IPS모드 액정표시소자를 제공한다. 특히, 본 발명에서는 화소내에 배치되어 횡전계를 생성하는 복수의 공통전극 및 화소전극을 원형상 과 같은 곡률을 갖는 형태로 형성함으로서 화소를 복수의 도메인으로 분할한다. 이때, 공통전극과 화소전극은 교대로 배치되어 그 사이에 횡전계가 생성되는데, 원형상의 제1사분면, 제2사분면, 제3사분면 및 제4사분면에 형성되는 횡전계의 방향이 실질적으로 서로 완전한 대칭을 이루므로, 주시야각을 완전하게 보상할 수 있게 된다.

한편, 상기 복수의 공통전극 및 화소전극은 각각 연결라인에 의해 서로 연결된다. 이때, 공통전극 연결라인과 화소전극연결라인은 서로 수직으로 배치되며, 상기 공통전극 연결라인과 화소전극 연결라인을 따라 보상전극을 형성함으로써 공통전극과 화소전극 사이의 횡전계가 왜곡되는 것을 방지한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자를 나타낸 평면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 이 실시예의 액정표시소자는 적어도 하나 이상의 서브영역이 일군을 이루어 하나의 화소가 정의된다.

도면에 나타난 바와 같이, 서브영역에는 원형상의 제1화소전극(319a)이 중앙에 배치되고, 그 외곽에 원형의 제1공통전극(311a)이 일정간격을 두고 배치된다. 상기 제1공통전극(311a)의 외곽에는 다시 원형의 제2화소전극(319b)이 일정간격을 두고 배치되며, 상기 제2화소전극(319b)의 외곽으로 곡률을 가진 형태의 제2공통전극(311b)이 다시 배치된다. 다시말해서, 상기 공통전극(311a,311b)과 화소전극(319a,319b)이 일정 간격을 두고 교대로 반복 배치되어, 방사형상의 횡전계를 형성한다. 상기 제1 및 제2공통전극(311a,311b)과 제1 및 제2화소전극(319a,319b)의 사이에 액정(302b)을 구동시키는 횡전계가 발생되며, 투과영역이 형성된다.

또한, 상기 제1 및 제2공통전극(311a,311b) 사이에는 제1공통전극(311a)와 제2공통전극(311b)을 전기적으로 연결시키기위한 공통전극연결라인(311c)이 형성되고, 제1 및 제2화소전극(319a,319b) 사이에는 상기 제1화소전극(319a) 및 제2화소전극(319b)을 전기적으로 연결시키기위한 화소전극연결라인(319c)이 형성된다.

이때, 상기 공통전극연결라인(311c)과 화소전극연결라인(319c)는 서로 수직으로 배열되는데, 실질적으로 상기 공통전극연결라인(311c)과 화소전극연결라인(319c)은 서로 오버랩되는 구조가 아닌 한 어떠한 배열도 가능하다.

박막트랜지스터를 통해 외부로부터 제1 및 제2화소전극(319a,319b)에 신호가 인가되는 경우, 상기 제1공통전극(311a)과 제1화소전극(319b) 및 제2공통전극(311b)과 제2화소전극(319b) 사이에 횡전계가 형성되어 액정분자(302b)들이 전계의 방향을 따라 배치된다. 상기 제1 및 제2화소전극(319a,319b)에 신호가 인가되지 않는 경우, 액정분자(302a)는 러빙방향을 따라 배향된다. 이때, 러빙방향은 데이러라인(300)과 실질적으로 평행한 방향이다.

도 4는 도 3에 도시된 화소 중 하나의 서브영역을 확대하여 나타낸 것이다. 도면에 도시되어 있듯이, 제1 및 제2화소전극(319a,319b)에 신호를 인가할 경우, 횡전계는 교대로 배치된 원형상의 공통전극(311a,311b) 및 화소전극(319a,319b) 사이에 형성되므로, 영역 I, II, III 및 IV에서에 액정분자(302b)의 배열은 서로 대 칭으로 된다. 결국, 횡전계는 제1화소전극(311a)을 중심으로 방사형으로 형성된다. 따라서, 상기 액정분자(302b)도 제1화소전극(311a)을 중심으로 방사현상으로 배열되므로, 뛰어난 광시야각 특성을 얻는 것이 가능하다. 또한, 각 화소영역에서 대각방향의 색변환이 보상되어, 일반적인 IPS모드 액정표시소자에서 나타나는 방위각 ±45°에서의 색반전이 거의 완벽하게 해결된다.

도 5는 도 4의 B-B’에 대한 단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 제1기판(303)상에 불투명한 금속으로 이루어진 제1공통전극(311a)과 보호층(320) 상에 IT0 (Indium Tin Oxide)와 같은 투명도전체로 이루어진 제2화소전극(319b)이 횡전계 형성을 위해 일정 간격을 두고 배치되어 있으며, 그 사이로 제1 및 제2화소전극(319a, 319b)을 전기적으로 연결하는 화소전극연결라인(319c)이 배치된다.

제1실시예에 따른 화소의 구동소자인 박막트랜지스터는 제1기판(303)상에 형성된 게이트전극(310)과 상기 게이트전극(310) 위에 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 이루어져 적층된 게이트절연층(313)과, 상기 게이트절연층(313) 위에 형성된 반도체층(315)과, 상기 반도체층(315) 위에 형성된 오믹컨택트층(316)과, 상기한 오믹컨택트층(316) 위에 형성되어 데이타라인(300)과 화소전극(319)에 각각 접속되는 소스전극(317) 및 드레인전극(318)으로 구성된다. 또한 상기 박막트랜지스터 상부를 포함한 제1기판 상 전면적에 걸쳐 보호층(320)이 적층된다.

상기 화소에는 일반적인 5 마스크 공정이 적용되어, 제1기판 상 게이트 전극(310) 및 공통전극(311a, 311b)의 형성단계, 상기 게이트 전극(310) 위에 반도체층(315)의 형성단계, 상기 반도체층 (315) 위에 소스전극(317) 및 드레인 전극(318) 형성단계, 보호층(320)의 형성단계 및 화소전극(219) 형성의 5단계로 제작된다.

한편, 이 실시예의 구조는 도 5 뿐 아니라 도 6a 및 6b에 도시된 구조를 모두 포함한다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이, 공통전극(311a, 311b) 및 화소전극(319a, 319b)은 불투명한 금속 또는 투명한 전극으로 형성할 수 있고, 그 위치도 제1기판(303), 게이트절연층(313) 또는 보호층(320) 위에 형성할 수 있는 것이다. 공통전극연결라인(311c) 및 화소전극연결라인(319c) 역시 각각 공통전극(311a, 311b) 및 화소전극(319a, 319b)과 동일한 층상에 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한 상기 공통전극(311a, 311b) 및 화소전극(319a, 319b)은 단순한 원형상 뿐 아니라 곡률을 갖는 형상의 모든 구조를 포함한다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 IPS모드 액정표시소자는 앞서 기술한 바와 같이 방사형으로 형성되는 횡전계를 발생시켜, 전방위에서 시야각을 보상함으로써 액정표시소자의 광시야각 특성을 향상시킨다.

그러나, 상기와 같은 IPS모드 액정표시소자의 전극 구조는, 도 4에 나타난 바와 같이, 공통전극(311a,311b)과 공통전극연결라인(319c)이 직각 이하의 각을 이루며 연결되는 영역과 화소전극(319a,319b)이 화소전극 연결라인(319c)과 직각 이하의 각을 이루며 연결되는 영역을 포함한다. 도면에 도시된 영역 D는 이러한 영역의 한 예로, 제2화소전극(319b)와 화소전극 연결라인(319c)이 직각 이하의 각을 이루며 교차하는 영역을 나타낸다.

도면에 도시된 바와같이, 이 영역에서는 전압이 인가될 경우 전계의 방향이 반전되어, 제1 및 제2공통전극(311a,311b)과 제1 및 제2화소전극(319a,319b) 사이의 횡전계를 왜곡하며, 이에 따라 액정분자(302′)의 배향방향 역시 왜곡되는 현상이 나타난다. 이와 같은 액정 분자 배열의 왜곡현상은 해당영역에서의 광투과율을 다르게 하여, 표시화면이 검게 나타나는 현상을 유발하는데, 이를 디스클리네이션(Disclination)이라 한다. 상기 디스클리네이션 현상은 액정표시소자의 휘도를 감소시키고 액정구동의 응답을 지연시키며, 표시화면 상에 잔상이 나타나는 등의 문제를 유발할 수 있다. 도 11a는 이 실시예에서 제안된 액정표시소자의 화소영역 내에 나타나는 디스클리네이션 현상의 예를 보여주는 이미지이다.

도 7에 도시된 구조는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 것으로, 디스클리네이션을 최소화 할 수 있는 IPS모드 액정표시소자를 제공하는 것이다. 이때, 이 실시예에 따른 IPS모드 액정표시소자의 구조는 제1실시예의 IPS모드 액정표시소자의 구조와 유사하므로, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 다른 부분 즉, 전극구조에 대해서만 설명한다.

도면에 나타난 바와 같이, 제2실시예에 따른 IPS 액정표시소자는 화소구조에서 액정분자를 사이에 두고 횡전계를 인가하는 원형상의 제1및 제2화소전극(519a,519b)과 제1 및 제2공통전극(511a,511b), 이들을 각각 전기적으로 연결하는 화소전극연결라인(519c) 및 공통전극 연결라인(511c)를 포함하고 있다. 또한 도면에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(519a,519b) 및 화소전극 연결라인(519c)이 직각 이하의 각을 이루며 교차하는 영역에는 상기 화소전극 연결라인(519c)을 따라 제1보상전극(525a)을 형성하고, 상기 제1 및 제2공통전극(511a,511b) 및 공통전극 연결라인(511c)이 직각 이하의 각을 이루며 교차하는 영역 중 상기 공통전극 연결라인(511c)의 상부에 제2보상전극(525b)을 형성한다. 여기서, 상기 제1보상전극(525a)은 공통전극(511a,511b)과 동일한 금속층으로 제1기판(503) 상에 형성되어, 직각이하의 각도로 마주보는 제2화소전극(519b)과 추가의 횡전계를 발생시켜며, 공통전극(511a,511b)과 화소전극(519a,519b)간의 횡전계를 왜곡하는 전계를 보상한다. 또한 상기 제2보상전극(525b)는 화소전극(519a,519b)과 동일한 투명전극으로 보호층(520) 상부에 형성되어, 직각 이하의 각도로 마주보는 제2공통전극(511b)과 추가의 횡전계를 발생시키고, 마찬가지로 액정표시소자의 횡전계를 왜곡하는 전계를 보상한다.

상기 제1보상전극(525a) 및 제2보상전극(525b)는 앞서 기술한 바와 같이, IPS모드 액정표시소자의 횡전계를 왜곡하는 전계를 보상하기 위한 것으로, 공통전극연결라인(511c)와 화소전극연결라인(519c)에 기인하는 전계를 보상할 수 있는 어떠한 형상이나 위치를 가질 수 있다.

도 8은 도 7의 C-C′선의 단면도로서, 보호층(520) 상부에 ITO 등의 투명도전체로 이루어진 제2화소전극(519b) 및 화소전극연결라인(519c)이 형성되어 있고, 상기 화소전극연결라인(519c) 하부 제1기판(520)상에 게이트 금속층으로 이루어진 제1보상전극(525a)이 형성된다. 여기서, 제2화소전극(519b) 및 화소전극연결라인(519c)은 기판상에 횡전계를 왜곡하는 전계를 발생시키지만, 상기 제2보상전극(525a)과 화소전극(519b)간에 이를 보상할 수 있는 추가적인 횡전계가 발생하여, 왜곡 현상을 보상한다.

도 10은 도 7의 D-D′선의 단면도로서, 도면에 나타난 바와 같이 공통전극(511a, 511b)과 동일한 금속층으로 이루어진 공통전극 연결라인(511c)이 제1기판(503) 상에 형성되고, 그 상부에 위치한 보호층(520)위에 투명전극으로 이루어진 제2보상전극(525b)이 횡전계가 왜곡되는 것을 방지하기 위해 추가적으로 마련되어 있다. 화소전극(519b)는 보호층(520) 상부에 ITO 등의 투명도전체로 형성되고, 상기 제2보상전극(525b)과 전기적으로 연결된다.

한편, 제1실시예에서와 마찬가지로, 이 실시예의 구조는 도 8 및 10의 구조에 제한되지 않으며, 도 9a 및 9b에 나타난바와 같이, 공통전극(511a, 511b) 및 화소전극(519a, 519b)을 불투명한 금속 또는 투명한 전극으로 형성할 수 있고, 그 위치도 제1기판(503), 게이트절연층(513) 또는 보호층(520) 위에 형성할 수 있는 것이다. 공통전극연결라인(511c) 및 화소전극연결라인(519c) 역시 각각 공통전극(511a, 511b) 및 화소전극(519a, 519b)과 동일한 층상에 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한 상기 공통전극(511a, 511b) 및 화소전극(519a, 519b)은 단순한 원형상 뿐 아니라 곡률을 갖는 형상의 모든 구조를 포함한다.

상기와 같이 구성된 제2실시예를 제1실시예와 비교할 경우, 제1실시예의 IPS모드 액정표시소자에서는 화소전극연결라인(319c)과 공통전극연결라인(311c)이 화소전극(319a,319b)과 공통전극(311a,311b)에 전압인가를 한 단순 연결 구조이었음에 비해, 본 발명의 제2실시예에 따른 전극구조에서는 제2화소전극(519b) 과 화소전극 연결라인(519c)이 직각 이하의 각을 이루며 교차하는 영역과 제2공통전극(511b)이 공통전극 연결라인(511c)이 직각 이하의 각으로 교차하는 영 역에 제1보상전극(525a) 또는 제2보상전극(525b)을 추가로 형성하여, 횡전계의 왜곡에 의한 액정분자의 불균일한 배향을 방지함으로써, 디스클리네이션 현상이 나타나는 것을 방지한다.

제1 및 제2보상전극(525a, 525b)의 배치로 인해 각 영역(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ) 내 제1및 제2화소전극(519a,519b)과 제1 및 제2공통전극(511a,511b) 사이의 액정분자(502)는 전극에 수직한 전계 방향을 따라 방사형상으로 배열되며, 각 영역간 배향방향이 대칭으로 형성되어, 특히, 방위각 ±45°의 시야각방향에서 대각 방향의 색변환을 보상하고, 시야각 특성을 향상시켜, 결과적으로 디스클리네이션현상을 방지하고 광효율을 향상시킨다.

도 11b는 도 11a와 동일한 조건으로, 본 발명의 제2실시예 따른 화소내 전극에 8볼트의 전압 최대값을 인가할때 보여지는 IPS모드 액정표시소자의 휘도 이미지이다. 도 11a와 비교할 경우, 본 발명의 요지에 따라 디스클리네이션 영역이 사라지고, 전체적으로 휘도가 향상됨을 확인할 수 있다.

결과적으로, 제2실시예에 따라 보상전극의 추가할 경우, 액정표시소자의 휘도가 향상될 뿐 아니라 액정분자 배향의 제어영역이 확대되어 응답속도가 빨라지고, 잔상이 나타나지 않아 화질이 향상된다.

상술한 설명에서는 본 발명에 따라 원형상의 화소전극과 공통전극을 배치하고, 그 연결라인을 따라 보상전극을 형성하는 IPS모드 액정표시소자의 특정한 구조가 도시되어 있다. 그러나, 이것은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 권리를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 기본적인 개념은 기판상에 횡전계 를 발생시키는 제1전극 및 제2전극을 곡률을 갖는 구조로 형성하고, 상기 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나의 전극과 함께 상기 횡전계와 동일한 방향의 횡전계를 발생시키는 제3전극을 형성하는 것이다. 따라서, 이와같은 기본적인 개념을 포함하는 다른 구조나 이의 변형예가 본 발명의 권리범위에 포함되어야 할 것이다. 다시말해서, 본 발명의 권리의 범위는 상술한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자는, 제1기판의 화소 영역 내에서 횡전계를 발생시키는 적어도 한 쌍의 전극이 곡률을 갖는 형상으로 배치되는 횡전계방식 액정표시소자로서 전방위에서 색변환을 보상하여 시야각 특성을 향상시킨다. 또한, 상기 전극 구조에서 동일한 극성의 전극이 직각 이하의 각을 이루며 만나는 영역에 보상전극을 형성함으로써, 결과적으로 액정분자를 제어할 수 있는 영역을 확대하고, 횡전계방식 액정표시소자의 광효율을 향상시킨다.

Claims

제1 및 제2기판;

상기 제1기판 상에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인;

상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 박막트랜지스터;

곡률을 이루며 상기 화소영역에 교대로 배치되어 횡전계를 발생시키는 적어도 하나의 공통전극 및 화소전극;

공통전극을 전기적으로 연결하는 공통전극연결라인;

화소전극을 전기적으로 연결하는 화소전극연결라인;

상기 공통전극연결라인 및 화소전극연결라인 중 적어도 하나의 연결라인을 따라 형성되어 상기 공통전극과 화소전극 중 적어도 하나의 전극과 전계를 형성하여 상기 화소내의 횡전계가 왜곡되는 것을 보상하는 보상전극; 및

상기 제1및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자
제1항에 있어서,

상기 제1기판의 러빙방향이 데이터라인과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제1항에 있어서,

상기 제1기판의 러빙방향이 게이트라인과 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 공통전극연결라인이 적어도 하나의 공통전극과 직각 이하의 각도를 이루고, 상기 화소전극연결라인이 적어도 하나의 화소전극과 직각이하의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 보상전극은

화소전극연결라인을 따라 형성되는 제1보상전극; 및

공통전극연결라인을 따라 형성되는 제2보상전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는

제1기판상에 형성된 게이트전극과;

상기 게이트전극이 형성된 제1기판 전체에 걸쳐 적층된 게이트절연층;

상기 게이트절연층 위에 형성된 반도체층;

상기 반도체층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극; 및

상기 소스전극 및 드레인전극이 형성된 제1기판 전체에 걸쳐 적층된 보호층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 공통전극은 제1기판상에 형성되고 화소전극은 보호층상에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제7항에 있어서,

보호층상에 형성되는 제1보상전극; 및

제1기판상에 형성되는 제2보상전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 공통전극은 제1기판상에 형성되고 화소전극은 게이트절연층상에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제9항에 있어서,

게이트절연층상에 형성되는 제1보상전극; 및

제1기판상에 형성되는 제2보상전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제6항에 있어서, 상기 공통전극은 게이트절연층 상에 형성되고 화소전극은 제1가판상에 형성된 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제11항에 있어서,

제1기판상에 형성되는 제1보상전극; 및

게이트절연층상에 형성되는 제2보상전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 제2기판은

차광층; 및

상기 차광층 상에 형성된 칼라필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
제1 및 제2기판;

상기 제1기판 상에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인 및 데이터라인;

상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 박막트랜지스터;

곡률을 이루며 상기 화소영역에 교대로 배치되어, 제1방향으로 횡전계를 발생시키는 적어도 하나의 제1전극 및 제2전극;

제1전극을 전기적으로 연결하는 제1전극연결라인;

제2전극을 전기적으로 연결하는 제2전극연결라인;

상기 제1전극연결라인 및 제2전극연결라인 중 적어도 하나의 연결라인을 따라 형성되어 상기 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나의 전극과 제1방향의 횡전계를 형성하는 제3전극; 및

상기 제1및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자