KR100679374B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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다나카시니치로
이케모토다카시
모리요시타카
모리타사토시
고바야시오사무
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산요덴키가부시키가이샤
돗도리 산요덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 MVA형 액정 표시 장치에 따르면, 액정 분자가 이상적인 경사 방향을 유지하도록 표시 불균일성을 제거함으로써 최적의 표시 상태를 얻을 수 있다. 액상 결정층을 통과한 투과광은 제 1 기판 또는 제 2 기판상에 형성된 띠 모양의 돌기(12) 및 대응하는 슬릿(6)에 대해 보정 각도를 정의하고, 신호선(3)의 윤곽과 픽셀 전극(4)의 에지부의 형상을 변화시키며, 편광판의 투과축과 슬릿의 연장 방향을 최적화함으로써 효과적으로 이용된다.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 각각의 단일 픽셀 내에 복수의 도메인을 설치한 광시야각 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 장치에는 박형, 경량 및 저소비 전력 등의 이점이 있으며, 휴대 단말에서부터 대화면 TV 모니터에 이르기까지 폭넓게 이용되고 있다. 이러한 액정 표시 장치로서 TN형 액정 표시 장치가 인기있으며, 이는 표시 장치로서 높은 성능 및 품질을 제공한다.
그러나, TN형 및 다른 액정 표시 장치들은 시야각 의존성과 다른 불이익에 따른 큰 문제를 안고 있다. 이러한 이유에서, TN형 액정 표시 장치보다 시야각이 큰 VA(Vertically Aligned)형 액정 표시 장치가 제안되고 있다. VA형 액정 표시 장치의 경우, 한쌍의 유리 기판간에 유전율 이방성(Dielectric Constant Anisotropy)이 부(Negative)인 액정을 봉입하며, 한쪽 유리 기판에는 픽셀 전극(Pixel Electrode)을, 다른쪽 유리 기판에는 공통 전극을 배치한다. 양 유리 기판상에는 수직 배향막(Vertical Alignment Film)을 적층하며, 양 유리 기판의 외측에 투과축(Transmission Axe) 방향이 서로 직교하도록 한쌍의 편광판(Polarizer)을 배치한다. 양 전극간에 전계가 없는 경우, 액정 분자는 수직 배향막에 규제되어(Restricted), 수직 배열된다. 따라서, 한쪽 편광판을 통과한 직선 편광의 투과광은 그대로 액상 결정층을 통과하며, 다른쪽 편광판에 의하여 차단된다. 반면에, 양 전극간에 전계가 있는 경우, 유리 기판간의 액정 분자가 전계에 대하여 수직 방향으로 기울어져, 수평 배열된다. 따라서, 한쪽 편광판을 통과한 직선 편광의 투과광은 액상 결정층을 통과할 때에 복굴절 됨으로써 타원 편광의 광이 되어, 다른쪽 편광판을 통과한다.
이러한 VA형 액정 표시 장치의 시야각을 더욱 개선하기 위해, 각각의 단일 픽셀 내에 돌기(Projection)나 홈(Groove)을 설치하여 1 픽셀 내에 복수의 도메인을 형성시키는 MVA(Multi-domain Vertically aligned) 방식이 제안되고 있다. 이러한 예는 일본 특허 제 2947350 호 공보에 개시되어 있다.
종래의 MVA형 액정 표시 장치의 픽셀 구조는 도 16에 나타내고 있다. 한쌍의 유리 기판이 평행하게 대향 배치되고, 한쪽 유리 기판에는 픽셀 전극(100), 주사선(Scanning Line)(101), 신호선(102) 및 TFT(103)이 형성되며, 다른쪽 유리 기판에는 컬러 필터(Color Filter), 공통 전극 및 돌기(105)가 형성된다. 여기서, 컬러 필터 및 공통 전극은 도시되지 않았다. 복수의 주사선(101) 및 복수의 신호선(102)은 유리 기판상에 매트릭스(Matrix) 모양으로 배선되며, 그 교차 부분에 TFT(103)가 배치되고, 주사선(101)과 신호선(102)이 둘러싸는 영역 내에 픽셀 전극(100)이 배치된다. TFT(l03)의 게이트 전극(Gate Electrode)은 주사선(101)에, 소스 전극은 신호선(102)에, 드레인 전극(Drain Electrode)은 픽셀 전극(100)에 각각 접속된다. 슬릿(Slit)(104)은 픽셀 전극(100)에 형성되며, 유리 기판의 법선 방 향으로 보여진 경우 지그재그로 복수의 돌기(105)가 형성된다. 슬릿(104)은 이 복수의 돌기(105) 사이에 위치하고, 서로 이웃한 돌기(105)와 거의 평행하게 형성된다. 액정 분자는 돌기(105) 및 슬릿(104)에 대하여 90°로 경사하며, 돌기(105) 및 슬릿(104)을 경계로 하여 역방향으로 경사한다. 한쌍의 유리 기판의 외측에는, 편광판의 투과축과 돌기(105) 방향이 이루는 각도가 45°가 되도록 직교 니콜의 한쌍의 편광판이 배치되어, 편광판의 법선 방향으로 본 경우, 경사한 액정 분자와 편광판의 투과축이 이루는 각도가 45°가 된다. 경사한 액정 분자와 편광판의 투과축과의 각도가 45°가 될 때, 가장 효율적으로 편광판으로부터 투과광을 얻을 수 있다.
그러나, 종래의 MVA형 액정 표시 장치의 경우, 액정 분자의 경사는 이상적이지 않으며, 이는 최적의 표시 상태를 얻는 것을 불가능하게 한다. 도 17은 종래의 픽셀 구조에 있어서 액정 분자가 어떻게 경사하는지를 모식적으로 나타낸다. 픽셀 전극(100) 안의 파선은 액정 분자의 상이한 경사 상태들 사이의 경계를 나타내는데, 다시 말해, 파선과 돌기(105) 또는 슬릿(l04)으로 둘러싸인 영역 내에서는, 액정 분자가 거의 동일 방향으로 경사하고 있다. 각각의 이러한 영역에서, 화살표는 액정 분자의 경사 방향을 나타내며, 화살표 부근에 부기되는 각도는 유리 기판의 법선 방향으로 보는 때에 경사한 액정 분자와 돌기(105), 슬릿(104) 또는 픽셀 전극(100)의 에지(Edge)가 이루는 각도를 나타낸다. 여기서, 화살표 방향은, 돌기(105)를 갖는 유리 기판 부근의 액정 분자가 경사하는 경우, 그 액정 분자의 양단 중 유리 기판으로부터 떠난 쪽의 단부가 향한 방향을 나타낸다.
슬릿(104)이나 돌기(105)에 의하여 규제된 액정 분자는 픽셀 전극(100)의 중앙부에서 슬릿(104) 또는 돌기(105)에 대하여 90°가 아니라 약 95°의 각도로 경사하며, 액정 분자의 경사 상태가 장소마다 변하는 픽셀 전극(100)의 주변부에서 슬릿(104)이나 돌기(105)에 대하여 90°로부터 더욱 벗어난 방향, 예를 들면, 80°나 100°방향으로 경사한다. 투과광을 최대한 효율적으로 이용하기 위해, 액정 분자는 편광판의 투과축에 대하여 이상적으로는 45°로 경사해야 한다. 이는 액정 분자가 돌기(105)나 슬릿(104)에 대하여 90°로 경사한 상태에 대응된다. 도 17에서, "E" 가 표시된 영역은 액정 분자가 이상적인 경사 방향으로부터 약 5°벗어난 방향으로 경사한 영역이며, "F" 가 표시된 영역은 액정 분자가 이상적인 경사 방향으로부터 약 10°벗어난 방향으로 경사한 영역이며, "G" 가 표시된 영역은 액정 분자가 이상적인 경사 방향으로부터 약 45°벗어난 방향으로 경사한 영역이다. 픽셀 전극(100)의 중앙부는 대부분 영역 E 가 차지하는 반면, 주변부는 영역 F 및 영역 G 가 더 많이 차지한다.
상기와 같이, 슬릿(104) 및 돌기(105)의 종래의 모양으로는,픽셀 전극(100)의 액정 분자 대부분이 이상적인 경사 방향에서 벗어난 방향으로 경사하며, 이는 투과광을 효율적으로 이용하는 것을 불가능하게 한다. 또한, 픽셀 전극(100) 내에서 이상적인 경사 방향으로부터 상이한 정도로 편향(Deviation)된, 영역 E, F 및 G 와 같은, 복수의 영역이 존재함으로 인해, 투과율이 영역마다 변하여 균일하지 않은 표시 상태를 낳게 된다.
액정 분자의 경사 방향에서의 이러한 편향에 대한 원인을 조사하는 연구에서 다음의 사실들이 밝혀졌다. 픽셀 전극(100)의 중앙부(경사가 돌기(105) 또는 슬릿(104)에 대하여 약 95°인 영역)에서, 이상적인 경사로부터의 약 5°편향의 원인은 인접하는 픽셀 전극(100)에서 생성된 전계의 근소한 영향인 것으로 여겨진다. 한편, 픽셀 전극(100)의 주변부에서는, 액정 분자가 픽셀 전극(100)의 에지에 대하여 90°로 경사하도록 하면서, 동일한 영향이 더욱 현저하게 작용한다. 이는 픽셀 전극(100)의 에지, 슬릿 및 돌기(105) 중 어느 것에 액정 분자가 인접하여 위치하는지에 의존하여 장소마다 액정 분자의 경사 상태가 변하도록 하고, 또한, 이상적인 경사 방향으로부터의 커다란 편향을 야기한다.
또한, 근래에는 픽셀의 개구율(Aperture Ratio)을 최대화하기 위해, 픽셀 전극은 종종 신호선과 겹치도록 매우 크게 형성된다. 이러한 경우, 픽셀 전극의 에지는 표시 상태에 더욱 심대한 영향을 미친다.
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여, 최적의 표시 상태를 얻을 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 픽셀 전극을 매트릭스(matrix) 모양으로 배치한 제 1 기판, 픽셀 전극에 형성된 슬릿, 투명 전극을 형성한 제 2 기판, 제 2 기판상에 형성된 띠 모양(Strip-like)의 돌기, 제 1 기판과 제 2 기판상에 적층되며 수직 배향 처리된 배향막 및 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 끼워진 유전율 이방성이 부인 액상 결정층(Liquid Crystal Layer)을 구비하며, 액상 결정층에 전계를 인가하지 않을 때에는 액정 분자가 수직 배열하고 액상 결정층에 전계를 인가할 때에는 슬릿 및 돌기에 의하여 규제된 방향으로 액정 분자가 경사 배열하는 액 정 표시 장치에서, 돌기가 존재한 연장 방향(Extension Direction)과 거의 평행하게 슬릿을 설치하며, 슬릿의 윤곽 중 돌기와 대향한 부분은 슬릿의 연장 방향으로부터 보정 각도만큼 편향된 방향으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 돌기가 존재한 연장 방향과 거의 평행하게 슬릿을 설치하고, 돌기의 윤곽 중 슬릿과 대향한 부분은 슬릿의 연장 방향으로부터 보정 각도만큼 편향된 방향으로 형성하는 것을 특징으로 한다. 슬릿이나 돌기의 보정 각도는 약 3°내지 약 15°로 설정하는 것이 좋다.
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또한, 본 발명은, 픽셀 전극의 에지부에 에지부로부터 액정 분자에 작용하는 전계의 영향을 완화하는 완화 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 완화 수단으로서, 픽셀 전극의 에지부에 복수의 핀 홀(Pin Hole)을 형성하거나, 픽셀 전극의 에지부에 제 2 슬릿을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하여, 인접한 픽셀로부터의 전계의 영향 및 픽셀 전극의 에지부로부터의 액정 분자에 대한 영향을 완화시킬 수 있다. 이는 픽셀 내에서 실제 액정 분자의 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여, 균일하지 않은 표시를 완화시키는데 도움을 준다.
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픽셀 전극이 매트릭스(matrix) 모양으로 배치된 제 1 기판, 투명 전극이 형성된 제 2 기판, 제 2 기판에 형성됨과 동시에 제 2 기판의 법선 방향에서 관찰되는 경우 픽셀 전극의 에지부와 경사 방향으로 교차하는 띠 모양의 돌기, 인접한 돌기에 대하여 평행하도록 픽셀 전극에 형성된 슬릿, 제 1 기판 및 제 2 기판상에 각각 적층되고 수직 배향 처리된 배향막 및 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 삽입된 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하며, 액상 결정층에 전계를 인가하지 않을 때에는 액정 분자가 수직 배열하고 액상 결정층에 전계를 인가할 때에는 액정 분자가 슬릿 및 돌기에 의하여 규제된 방향으로 경사 배열하는 액정 표시 장치에 있어서, 픽셀 전극의 에지부의 일부분을 톱니 모양으로 형성한다. 이는 에지부로부터 액정 분자에 작용하는 전계의 영향을 완화한다. 톱니 모양의 부분을, 다른 부분 중, 돌기와 슬릿 사이에서, 슬릿이 에지부에 90°이하의 각도로 접근하는 부분에 설치한다. 이는 에지부로부터 액정 분자에의 영향이 큰 부분에 톱니 모양의 부분을 설치할 수 있도록 하여, 에지부의 영향을 효과적으로 완화시킴으로써 양호한 표시 상태를 얻을 수 있도록 한다.
또한, 제 2 기판상에는 픽셀 전극의 톱니 모양의 부분에 대향한 위치에 보조 돌기를 형성한다. 이는 액정 분자에 대한 에지부의 영향을 더욱 완화시킨다. 또한, 이는 기판의 법선 방향에서 관찰하는 경우 픽셀 내에서 액정 분자의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(편광판의 투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하는데 도움을 준다. 따라서, 투과광을 효율적으로 이용하고 표시 얼룩을 완화시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 픽셀부의 평면도.
도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 취한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 4는 본 발명의 제 3 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 제 4 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명의 제 5 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 7은 본 발명의 제 6 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모 식적으로 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 제 7 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 9는 본 발명의 제 8 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 10은 본 발명의 제 9 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도.
도 11은 본 발명의 제 10 실시형태의 픽셀 전극을 갖는 제 1 기판의 평면도.
도 12는 도 11의 B-B' 선을 따라 취한 단면도.
도 13은 제 10 실시형태의 돌기와 픽셀 전극에 형성된 슬릿간의 관계를 모식적으로 나타내는 도면.
도 14는 제 10 실시형태에서 톱니 모양의 부분이 형성되는 에지부의 주요 부분의 확대도.
도 15는 제 10 실시형태에서 톱니 모양의 부분이 형성되는 에지부와 돌기 사이의 위치 관계를 나타내는 주요 부분의 확대도.
도 16은 종래의 MVA형 액정 표시 장치의 픽셀 구조를 나타내는 도면.
도 l7은 종래의 픽셀 구조에 있어서 액정 분자의 경사 모양을 모식적으로 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발 명의 제 1 실시형태의　픽셀부의 평면도이며, 도 2는 도 1의 A-A' 선을 따라 취한 단면도이다.
참조 부호 1 은 유리 기판 등의 투명 기판인 제 1 기판이다. 이 제 1 기판(1)상에는 주사선(2)과 신호선(3)이 매트릭스 모양으로 배선된다. 주사선(2)과 신호선(3)으로 둘러싸인 영역은 각각 1 픽셀에 대응하며, 이 영역 내에 픽셀 전극(4)이 배치된다. 주사선(2)과 신호선(3)간의 교차부에는, 픽셀 전극(4)에 연결된 스위칭 장치인 TFT(5)가 형성된다. 픽셀 전극(4)의 일부분은 절연막이 삽입된 상태로 인접한 주사선(2)과 겹쳐지며, 이러한 겹치는 부분은 저장 커패시터로서 작용한다. 픽셀 전극(4)에는, 후술할 복수의 슬릿(6)이 형성된다. 참조 부호 7 은 픽셀 전극(4)을 덮고, 배향 처리되는 배향막을 나타낸다. 도 2에서, 픽셀 전극(4)의 아래에 존재하는 절연막은 생략되어 있다.
참조 부호 8 은 유리 기판 등의 투명 기판인 제 2 기판을 나타낸다. 제 2 기판(8)상에는, 각 픽셀을 단락 짓기 위해 블랙 매트릭스(Black Matrix)(9)가 형성되며, 그 픽셀에 1 대 1 대응하도록 컬러 필터(10)가 적층된다. 컬러 필터(10)는 대응하는 픽셀의 위치에 따라 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 컬러 중 하나이다. 컬러 필터(10) 위에는, 예를 들면 ITO(Indium Tin 0xide) 등의 투명 전극(l1)이 적층되며, 투명 전극(11) 위에는 소정 패턴의 돌기(12)가 형성된다. 투명 전극(11) 및 돌기(12)는 수직 배향 처리된 배향막(13)으로 덮인다.
양 기판(1 및 8) 사이에는, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층(14)이 삽입된다. 각 픽셀에서, 픽셀 전극(4)과 투명 전극(11)의 사이에 전계가 없는 경우, 액정 분자(14)는 배향막(7 및 13)에 의해 규제됨으로써 수직 배열한다. 픽셀 전극(4)과 투명 전극(11) 사이에 전계가 있는 경우, 액정 분자(14)는 수평 방향으로 경사한다. 이 때, 액정 분자(14)는 슬릿(6) 및 돌기(12)에 의해 규제됨으로써 소정 방향으로 경사하여 단일 픽셀 내에 복수의 도메인을 형성한다. 도 2는 픽셀 전극(4)과 투명 전극(11)의 사이에 전계가 발생한 상태를 모식적으로 나타낸다.
제 1 기판(1)의 외측에는 제 1 편광판(15)이, 제 2 기판(8)의 외측에는 제 2 편광판(16)이 각각 배치되며, 제 1 편광판(15) 및 제 2 편광판(16)은 그 투과축이 서로에 대해 직교하도록 설정된다. 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 관찰한 때에 편광판(15 및 16)의 투과축과 액정 분자(14)의 경사 방향이 약 45°를 이루는 경우, 투과광이 가장 효율적으로 제 2 편광판(16)을 통과한다. 액정 분자(14)는 돌기(12) 및 슬릿(6)에 대하여 약 90°방향으로 경사하기 때문에, 픽셀 내의 슬릿(6) 및 돌기(12)의 연장 방향과 제 2 편광판(16)의 투과축이 약 45°를 이루도록 편광판(15 및 16) 을 배치한다. 이 실시형태에서, 제 1 편광판(15)의 투과축은 주사선(2)의 연장 방향과 일치하며, 제 2 편광판(16)의 투과축은 신호선(3)의 연장 방향과 일치한다.
픽셀 전극(4)과 투명 전극(11) 사이에 전계가 생기지 않는 때에는 액정 분자(14)가 수직 배열한다. 따라서, 제 1 편광판(15)을 통과한 직선 편광의 투과광이 액상 결정층(14)을 그대로, 즉, 직선 편광인 채로 통과하고, 제 2 편광판(16)에 의해 차단되어, 흑 표시가 나타난다. 반면에, 픽셀 전극(4)에 소정의 전압이 인가되어 픽셀 전극(4)과 투명 전극(11) 사이에 전계가 발생하는 때에는, 액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사한다. 따라서, 제 1 편광판(15)을 통과한 직선 편광의 투과광이 액상 결정층(14)에 의해 타원 편광된 광으로 변환되어 제 2 편광판(16)을 통과하고, 백 표시가 나타난다.
셀 갭(Cell Gap: 2개의 기판(1 및 8) 위의 배향막(7 및 13)간의 간격)을 좁게 한다면, 흑 표시 때의 광 누출을 감소시킬 수 있으며, 이로써 콘트라스트(Contrast)를 향상시키고 시야각을 더 넓게 할 수 있다. 실험 결과, 셀 갭을 3.5 ㎛ 이하로 한다면 약 56°이상의 시야각을 얻을 수 있다. 셀 갭을 좁게 한다면 백 표시 때의 투과율이 저하되지만, 본 발명에 따르면, 슬릿(6)과 돌기(12) 그리고 다른 요인들이 투과율을 향상시키도록 궁리되었기 때문에 셀 갭을 좁게 할 수 있다. 특히, 전극과 배향막의 두께, 돌기의 높이, 그 밖의 조건을 고려하여 셀 갭을 약 3.0 ㎛ 내지 3.5 ㎛ 로 설정한다면, 최적화된 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
다음으로, 제 1 실시형태의 슬릿(6)과 돌기(12)의 형상을 설명한다. 슬릿(6)은 픽셀 전극(4)의 일부분을 포토 리소그래피법(Photolithography)과 같은 프로세스에 의하여 제거함으로써 형성된다. 돌기(12)는, 예를 들면, 아크릴 수지(Acrylic Resin) 등의 레지스트(Resist)를 포토 리소그래피법과 같은 프로세스에 의해 소정 패턴으로 형성함으로써 형성된다. 실험 결과, 돌기(12)를 높게 하면 할수록 투과율이 향상되는 것으로 판명되었다. 명확하게는, 돌기의 높이를 1.5 ㎛ 이상으로 한다면, 높은 투과율을 얻을 수 있다. 특히, 돌기의 높이를 1.6 ㎛ 로 한다면, 1.3 ㎛ 인 경우보다 투과율이 약 10 % 향상된다{(돌기가 1.6 ㎛ 일 때의 투과율)/(돌기가 1.3 ㎛ 일 때의 투과율) ≥1.10}. 셀 갭 및 다른 요인들을 고려할 때, 돌기의 높이를 약 1.6 ㎛ 내지 약 1.7 ㎛ 로 한다면, 표시 장치로서 최적의 투과율을 얻을 수 있다. 또한, 돌기(12)를 네거티브 재료(Negative Material)로 형성한 것보다 포지티브 재료(Positive Material)로 형성한 쪽의 투과율이 더 높다. 이것은 포지티브 재료가 더 매끄러운 돌기(12)상의 표면을 제공하여, 액정 분자(14)에 대한 경사 방향으로의 규제력이 향상되기 때문이다. 실험 결과, 포지티브 재료로 돌기(12)를 형성하는 경우에 네거티브 재료로 돌기(12)를 형성하는 경우보다 투과율이 약 10 % 향상되는 것으로 판명되었다{(포지티브 재료로 된 돌기의 투과율)/(네거티브 재료로 된 돌기의 투과율) ≥1.10}.
돌기(12)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되어, 그 직선부분은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 신호선(3)에 대하여 45°의 방향으로 연장된다. 1 픽셀의 거의 중앙부에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한(Extending) 돌기(12a)는 90°로 굴곡하고, 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되며, 다른쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(12b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 90°로 굴곡한 돌기(12a)의 직선 부분과 평행으로 배치된다. 돌기(12)와 픽셀 전극(4)의 교차 부분에서, 돌기(12)로부터 분기(Branch Off)되고 픽셀 전극(4)의 에지부에 따라 연장된 보조 돌기(17a)가 형성된다. 이러한 보조 돌기(17a)는 픽셀 전극(4)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터 액정 분자(14)에 작용하는 전계의 영향을 감소시키는데 도움이 된다.
슬릿(6)은 복수의 돌기(12)의 중간에 각각 위치하도록 형성되며, 이 실시형 태로의 경우, 각 픽셀 전극(4)에 3 개의 슬릿(6)이 형성되어 있다. 돌기(12a)와 돌기(12b) 사이에는 슬릿(6a)이 형성되며, 돌기(12a)와 픽셀 전극(4)의 에지부 사이에는 슬릿(6b)이 형성된다. 슬릿(6a)의 중심선(도 1에서 1 점 쇄선으로 나타냄)은 인접한 돌기(12)와 평행하며, 신호선(3)의 방향과의 각도는 45°이다. 이 슬릿(6a)의 중심선은 슬릿(6a)의 연장 방향에 대응한다. 슬릿(6a)의 윤곽 중 돌기(12)에 대향한 부분은, 슬릿(6a)의 양쪽 끝에서 시작하여, 슬릿(6a)의 중심선으로부터 약 5°벗어난 방향으로 연장되어, 슬릿(6a)은 픽셀 전극(4)의 중앙 부분을 향해 그 폭이 점차 넓어진다. 마찬가지로, 슬릿(6b)은 인접한 돌기(12a)와 평행하게 연장되며, 슬릿(6b)의 윤곽은, 신호선(3)에 평행한 슬릿(6b)의 끝에서 시작하여, 그 연장 방향으로부터 약 5°벗어난 방향으로 연장된다. 슬릿(6b)도 픽셀 전극(4)의 중앙 부분을 향해 그 폭이 점차 넓어지도록 형성된다. 슬릿(6b)에 인접한 돌기(12a)는 그 연장 방향이 픽셀 내에서 직각으로 굴곡하기 때문에, 슬릿(6b)의 연장 방향도 마찬가지로 굴곡한다.
참조 부호 17b는 슬릿(6b)에 근접한 픽셀 전극(4)의 에지부에 따라 설치된 보조 돌기를 나타낸다. 보조 돌기(17a)와 마찬가지로, 보조 돌기(17b)는 픽셀 전극(4)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 감소시키는데 도움이 된다. 특히, 슬릿(6b)과 픽셀 전극(4)의 에지부로 둘러싸인 부분은 좁고, 슬릿(6b)과 에지부에 의한 영향을 많이 받기 쉽다. 보조 돌기(17a)는 이 영역에 의한 표시 얼룩을 효과적으로 완화시킨다.
픽셀 전극(4)과 투명 전극(11) 사이에 전계가 발생하여 액정 분자(14)가 수 평 방향으로 경사하는 경우, 액정 분자(14)가 인접한 픽셀로부터의 전계의 영향을 받아 슬릿(6)에 대하여, 예를 들면, 95°방향으로 경사하더라도, 슬릿(6)의 윤곽이 그 연장 방향(투과축에 대하여 45°방향)에 대하여 평행이 아니라 약간 벗어나 있기 때문에, 결과적으로 액정 분자(14)는 투과축에 대해서는 약 45°방향으로 경사한 것이 된다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있도록 한다. 또한, 보조 돌기(17a 및 17b)는 픽셀 전극(4)의 에지부에서 액정 분자(14)에 대한 영향을 감소하는데 도움이 된다. 이는 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여, 표시 얼룩을 완화시키는 것을 돕는다.
이 실시형태에서, 슬릿(6)의 윤곽 부분은 슬릿(6)의 연장 방향(투과축에 대하여 45°방향) 에 대하여 약 5°벗어나 있다. 이 보정 각도는 약 3°내지 약 15°범위에서 설정할 수 있다. 특히, 도 17에 의한 분석 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 대부분의 액정 분자(14)의 경사 방향의 편향은 약 5°내지 약 10°의 범위에 있으며, 보정 각도를 약 5°내지 약 10°로 설정한다면 보다 나은 결과를 얻을 수 있다. 또한, 예를 들면, 단일 슬릿(6) 내에서 상이한 보정 각도를 설정하거나 단일 픽셀 전극(4) 내에서 형성된 상이한 슬릿(6)에 대하여 그 위치에 따라 상이한 보정 각도를 설정함으로써, 경사 방향의 편향 경향에 따라 슬릿(6)에 대하여 상이한 보정 각도를 설정할 수 있다. 슬릿(6)은 액정 분자(14)의 경사 방향을 규제하지 않기 때문에, 슬릿(6)의 보정 각도를 더 크게 하거나 슬릿(6)의 폭을 넓혀 슬릿(6)을 더 크게 하는 것은 대응하는 부분에서 표시 얼룩을 일으킨다. 이러한 이유에서, 슬릿(6)은 표시 얼룩이 생기지 않는 정도의 크기로 설정하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제 2 실시형태를 도 3에 근거하여 설명한다. 이 실시형태의 구성은 돌기 및 슬릿의 형태를 제외하고는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 그 설명을 생략한다. 도 3은 제 2 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 여기서, 픽셀 전극(18)에는 슬릿(19)을 형성하고, 제 2 기판(8)상에는 돌기(21)를 형성한다.
제 2 실시형태에서, 슬릿의 윤곽 중 돌기와 대향한 부분은 슬릿의 연장 방향과 평행하며, 돌기의 윤곽 중 슬릿과 대향한 부분은 돌기의 연장 방향으로부터 약 5°편향하여 형성된다.
도 3에는 1 픽셀만 도시되어 있지만, 이 실시형태의 경우, 제 1 실시형태와 마찬가지로 돌기는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 1 픽셀의 거의 중앙 부분에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(20a)는 90°굴곡하고 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되며, 다른쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(20b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 직각으로 굴곡한 돌기(20a)와 평행하게 배치된다. 돌기(20)의 윤곽은 연장 방향으로부터 약 5°편향하여 형성되어, 픽셀 전극의 에지부에서부터 중앙 부분까지 돌기의 폭은 점차 좁아진다. 명확하게는, 돌기(20a)는 픽셀 전극의 에지부로부터 직각으로 굴곡한 부분을 향해 그 폭이 점차 좁아지고, 픽셀 전극(18)의 중앙 부분 부근으로부터 직각으로 굴곡한 부분에 대해서는 점차 폭이 넓어진다. 한편, 돌기(20b)는, 2개의 다른 부분에서, 픽셀 전극(18)의 2개의 에지부와 교차하고, 한쪽 에지부로부터 다른쪽 에지부를 향해 돌기(20b)의 폭은 점차 좁아지며, 픽셀 전극(18)상의 중간에서부터 돌기(20b)의 폭은 점차 넓어진다. 이 돌기(20)의 형상은, 종래의 돌기 형상으로 관찰되는 바와 같이 액정 분자의 경사 방향의 분석에 기초하여, 액정 분자가 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 결과적으로 45°방향으로 경사하도록 설계된다.
돌기(20)와 픽셀 전극(18)의 교차 부분에서, 돌기(20)로부터 분기되고 픽셀 전극(18)의 에지부에 따라 연장되는 보조 돌기(21a)가 형성되며, 슬릿(19b)에 근접한 픽셀 전극(18)의 에지부에 따라 보조 돌기(2lb)가 형성된다. 이 보조 돌기(21a 및 21b)에 의하여 픽셀 전극(18)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 감소시킬 수 있다.
돌기(20a)와 돌기(20b) 사이에는 슬릿(19a)이 형성되며, 돌기(20a)와 픽셀 전극(18)의 에지부 사이에는 슬릿(19b)이 형성된다. 슬릿(20a)은 인접한 돌기(20)의 연장 방향과 동일 방향으로, 즉, 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 이 슬릿(19a)의 윤곽 중 돌기(20)와 대향한 부분은 슬릿(19a)이 연장된 방향과 동일 방향이 되며, 따라서 슬릿(19a)은 거의 평행 사변형의 형상으로 되어 있다. 마찬가지로, 슬릿(19b)은 인접한 돌기(20a)와 평행하게 연장되며, 슬릿(19b)의 윤곽 중 돌기(20)와 대향한 부분은 슬릿(19b)이 연장된 방향과 평행하게 배치된다.
픽셀 전극(4)과 투명 전극(11) 사이에 전계가 발생하여 액정 분자(14)가 수 평 방향으로 경사하는 경우, 액정 분자(14)가 인접한 픽셀로부터의 전계의 영향을 받아 돌기(20)에 대하여, 예를 들면, 95°방향으로 경사하더라도, 돌기(20)의 윤곽은 그 연장 방향(투과축에 대하여 45°방향)과 평행한 것이 아니라 그로부터 조금 편향되기 때문에, 액정 분자(14)는 투과축에 대해서는 결과적으로 약 45°방향으로 경사한 것이 된다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효율적으로 이용할 수 있게 한다. 또한, 보조 돌기(21a 및 21b)에 의하여 픽셀 전극(18)의 에지부에 서의 액정 분자(14)에의 영향을 감소시키는 것이 가능하다. 이는 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하는데 도움을 주어, 표시 얼룩을 완화시킬 수 있도록 한다.
또한, 이 실시형태에서, 돌기(20)의 윤곽 부분은 돌기(20)의 연장 방향(투과축에 대하여 45°방향)에 대하여 약 5°편향되어 있지만, 이 보정 각도를 약 3°내지 약 15°범위에서 설정하여도 좋다. 특히, 도 12에 의한 분석 결과에서 알게 되는 바와 같이, 대부분의 액정 분자(14)의 경사 방향의 편향은 약 5°내지 약 10°범위에 있으므로, 보정 각도를 약 5°내지 약 10°로 설정한다면 보다 나은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 예를 들면, 단일 돌기(20) 내에서 상이한 보정 각도를 설정하거나 단일 픽셀 전극(18) 내에 형성된 상이한 돌기(20)에 대해 그 위치에 따라 상이한 보정 각도를 설정함으로써, 경사 방향의 편향의 경향에 따라 상이한 돌기(20)의 보정 각도를 설정할 수도 있다. 돌기(20)는, 슬릿에 반해, 액정 분자(14)의 경사 방향을 규제하기 때문에, 돌기(20)의 폭을 크게 하여도 대응하는 위치에서의 표시 얼룩이 심하게 악화되지 않는다. 실험에 의하면, 슬릿과 돌기의 폭을 거의 동일 조건으로 한 경우, 제 1 실시형태와 같이 슬릿의 윤곽을 경사시키는 경우보다 제 2 실시형태와 같이 돌기의 윤곽을 경사시키는 경우에 투과율이 약 12 % 향상하였다{(제 2 실시형태에서 관찰된 투과율)/(제 1 실시형태에서 관찰된 투과율) ≒ 1.12}.
다음으로, 제 3 실시형태를 도 4에 근거하여 설명한다. 이 실시형태는 제 1 실시형태의 슬릿과 제 2 실시형태의 돌기를 채용한 것이고, 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 그 설명을 생략한다. 도 4는 제 3 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 여기서 픽셀 전극(22)에는 슬릿(23)을 형성하고, 제 2 기판(8)상에는 돌기(24)를 형성한다.
제 3 실시형태의 돌기(24)는 제 2 실시형태의 돌기(21)와 동일한 형태를 가진다. 명확하게는, 돌기(24)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 돌기(24a)는 픽셀 전극의 중앙부에서 직각으로 굴곡하고, 돌기(24b)는 픽셀 전극(22)의 구석에서 돌기(24a)와 평행하게 배치된다. 돌기(24)의 윤곽 중 슬릿(23)과 대향한 부분은 돌기(24)의 연장 방향으로부터 약 5°편향하여 형성된다. 따라서, 각 돌기(24)는 픽셀 전극(22)의 에지부로부터 그 중앙부까지 점차 폭이 좁아진다.
참조 부호 25a 는 돌기(24)로부터 분기되고 픽셀 전극(22)의 에지부에 따라 연장된 보조 돌기를 나타내며, 참조 부호 25b 는 슬릿(23b)에 근접한 픽셀 전극(18)의 에지부에 따라 형성된 보조 돌기를 나타낸다. 이 보조 돌기(25a 및 25b)에 의하여 픽셀 전극(22)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 감소시킬 수 있다.
제 3 실시형태의 슬릿(23)은 제 1 실시형태의 슬릿(6)과 동일한 형태를 가진다. 명확하게는, 슬릿(23)은 복수의 돌기(24)의 중간에 각각 위치하도록 형성된다. 돌기(24a)와 돌기(24b)의 사이에는 슬릿(23a)을 형성하며, 돌기(24a)와 픽셀 전극(22)의 에지부 사이에는 슬릿(23b)을 형성한다. 각 슬릿(23)은 인접한 돌기(24)의 연장 방향과 평행하게 연장되도록 형성되며, 슬릿(23)의 윤곽 중 돌기(24)에 대향한 부분은 슬릿(23)이 연장된 방향으로부터 약 5°편향하여 형성된다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사하는 경우, 액정 분자(14)가 인접한 픽셀로부터의 전계의 영향을 받아 돌기(24)와 슬릿(23)에 대하여, 예를 들면, 95°방향으로 경사하더라도, 액정 분자(14)는 투과축에 대해서는 결과적으로 약 45°방향으로 경사한 것이 된다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효율적으로 이용할 수 있게 한다. 또한, 보조 돌기(25a 및 25b)에 의하여 픽셀 전극(22)의 에지부에서의 액정 분자(14)에 대한 영향을 감소시키는 것이 가능하다. 이는 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여, 표시 얼룩을 완화시킬 수 있도록 한다.
또한 슬릿(23)과 돌기(24)의 윤곽 부분에 대한 보정 각도는 약 3°내지 약 15°범위에서 설정해도 좋으며, 특히, 보정 각도를 약 5°내지 약 10°로 설정한다면 보다 효과가 나은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 슬릿(23) 및 돌기(24)의 폭을 조 정함으로써 표시 얼룩을 완화시킬 수 있다. 실험 결과, 슬릿과 돌기의 폭을 거의 동일 조건으로 한 경우, 제 3 실시형태는 제 1 실시형태와 비교하여 투과율이 약 9 % 향상되는 것으로 판명되었다{(제 3 실시형태에서 관찰된 투과율)/(제 1 실시형태에서 관찰된 투과율) ≒ 1.09}.
다음으로, 제 4 실시형태를 도 5에 근거하여 설명한다. 이 실시형태의 구성은 내부에 형성된 슬릿을 포함한 픽셀 전극의 형태를 제외하고는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 그 설명을 생략한다. 도 5는 제 4 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 여기서, 픽셀 전극(26)에는 슬릿(27)을 형성하고, 제 2 기판(8)상에는 돌기(28)를 형성한다.
돌기(28)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 1 픽셀의 거의 중앙 부분에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(28a)는 90°굴곡하고 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되며, 다른쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(28b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 직각으로 굴곡한 돌기(28a)와 평행하게 배치된다.
돌기(28)와 픽셀 전극(26)의 교차 부분에서, 돌기(28)로부터 분기되고 픽셀 전극(26)의 에지부에 따라 연장되는 보조 돌기(29a)가 형성되며, 슬릿(27b)에 근접한 픽셀 전극(26)의 에지부에 따라 보조 돌기(29b)가 형성된다. 이 보조 돌기(29a 및 29b)에 의하여 픽셀 전극(26)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액 정 분자(14)에의 영향을 감소시킬 수 있다.
돌기(28a)와 돌기(28b) 사이에는 슬릿(27a)이 형성되며, 돌기(28a)와 픽셀 전극(26)의 에지부 사이에는 슬릿(27b)이 형성된다. 슬릿(27a)은 인접한 돌기(28)의 연장 방향과 동일 방향으로, 즉, 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 이 슬릿(27a)의 윤곽 중 돌기(28)와 대향한 부분은 슬릿(27a)이 연장된 방향과 동일 방향이 되며, 따라서 슬릿(27a)은 거의 평행 사변형의 형상으로 된다. 마찬가지로, 슬릿(27b)은 인접한 돌기(28a)와 평행하게 연장되며, 슬릿(27b)의 윤곽 중 돌기(28)와 대향한 부분은 슬릿(27b)이 연장된 방향과 평행하게 배치된다.
이 실시형태에서, 픽셀 전극(26)의 주변부를 톱니 모양으로 형성하여, 픽셀 전극(26)의 에지부에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 상이한 에지부 사이에서 상계하여 완화시킨다. 또한, 주변부는 픽셀 전극(26) 내에서 인접한 픽셀로부터의 전계의 액정 분자(14)에 대한 영향을 완화시킨다. 톱니 모양의 부분은 인접한 픽셀 및 픽셀 전극(26)의 에지부로부터의 전계의 영향이 큰 부분에 설치하는 것이 가장 효과적이며, 돌기(28)와 슬릿(27)의 사이에 위치한 에지부나 픽셀 전극(26)의 길이 방향의 에지부에 설치하는 것이 바람직하다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사할 때, 인접한 픽셀 및 픽셀 전극(26)의 에지부로부터의 전계의 액정 분자(14)에 대한 영향은 픽셀 전극(26)의 톱니 모양의 주변부에서 완화되어, 픽셀 전극(26) 내의 액정 분자(14)는 투과축에 대해서 약 45°방향으로 경사한다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있게 한다. 또한, 보조 돌기(29a 및 29b)에 의하여 픽셀 전극(26)의 에지부에 있어서 액정 분자(14)에 대한 영향을 더욱 감소시키는 것이 가능하며, 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여 표시 얼룩을 완화시키는 것이 가능하다.
또한 픽셀 전극의 주변부에 의한 영향을 서로 상계할 수 있는 형태라면 주변부의 형상은 톱니 모양으로 한정되지 않으며, 주변부는, 예를 들면, 작은 원호를 되풀이한 파상으로 하여도 좋다. 실험에 의하면, 슬릿이나 돌기의 폭을 거의 동일 조건으로 한 경우, 제 4 실시형태는 제 1 실시형태와 비교하여 투과율이 약 8 % 향상되는 것으로 판명되었다.{(제 4 실시형태에서 관찰된 투과율)/(제 1 실시형태에서 관찰된 투과율) ≒ 1.08}.
다음으로, 제 5 실시형태를 도 6에 근거하여 설명한다. 이 실시형태의 구성은 내부에 형성된 슬릿을 포함한 픽셀 전극의 형태를 제외하고는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 그 설명을 생략한다. 도 6은 제 5 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 여기서, 픽셀 전극(30)에는 슬릿(31)을 형성하고, 제 2 기판(8)상에는 돌기(32)를 형성한다.
돌기(32)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 1 픽셀의 거의 중앙 부분에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(32a)는 90°굴곡하고 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되며, 다른쪽이 인접 한 픽셀로부터 신장한 돌기(32b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 직각으로 굴곡한 돌기(32a)와 평행하게 배치된다.
돌기(32)와 픽셀 전극(30)의 교차 부분에서, 돌기(32)로부터 분기되고 픽셀 전극(30)의 에지부에 따라 연장되는 보조 돌기(33a)가 형성되며, 슬릿(31b)에 근접한 픽셀 전극(30)의 에지부에 따라 보조 돌기(33b)가 형성된다. 이 보조 돌기(33a 및 33b)에 의하여 픽셀 전극(30)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 감소시킬 수 있다.
돌기(32a)와 돌기(32b) 사이에는 슬릿(31a)이 형성되며, 돌기(32a)와 픽셀 전극(30)의 에지부 사이에는 슬릿(31b)이 형성된다. 슬릿(31a)은 인접한 돌기(32)의 연장 방향과 동일 방향으로, 즉, 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 이 슬릿(31a)의 윤곽 중 돌기(32)와 대향한 부분은 슬릿(31a)이 연장된 방향과 동일 방향이 되며, 따라서 슬릿(31a)은 거의 평행 사변형의 형상으로 된다. 마찬가지로, 슬릿(31b)은 인접한 돌기(32a)와 평행하게 연장되며, 슬릿(31b)의 윤곽 중 돌기(32)와 대향한 부분은 슬릿(31b)이 연장된 방향과 평행하게 배치된다.
이 실시형태에서, 픽셀 전극(30)의 에지부에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 감소시키기 위해 픽셀 전극(30)의 주변부에 핀 홀(34)을 형성한다. 핀 홀(34)은 정방형을 하고 있고, 픽셀 전극(30)의 주변부에 따라 슬릿(31)과 돌기(32) 사이에 2개의 쌍으로 형성된다. 이 핀 홀(34)은 픽셀 전극(30)에 슬릿(31)을 형성할 때와 동시에 형성되며, 슬릿(31)과 마찬가지로, 포토 리소그래피법과 같은 프로세스에 의해 픽셀 전극(30)의 일부분을 제거함으로써 형성된다. 핀 홀(34)은 전계의 방향을 흐트러지게 하여, 픽셀 전극(30)의 에지부 등에 의한 영향을 상계하여 완화시킨다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사할 때, 인접한 픽셀 및 픽셀 전극(30)의 에지부로부터의 전계의 액정 분자(14)에 대한 영향은 픽셀 전극(30)의 핀 홀(34)에 의해 완화되어, 픽셀 전극(30) 내의 액정 분자(14)는 투과축에 대해서 약 45°방향으로 경사한다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있게 한다. 또한, 보조 돌기(33a 및 33b)에 의하여 픽셀 전극(30)의 에지부에 있어서 액정 분자(14)에 대한 영향을 더욱 감소시키는 것이 가능하며, 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여 표시 얼룩을 완화시키는 것이 가능하다.
또한 픽셀 전극의 주변부에 의한 영향을 서로 상계할 수 있는 형태라면, 핀 홀(34)의 형상은 정방형에 한정되지 않으며, 핀 홀의 개수 및 형상은 적절히 변경할 수 있다. 실험에 의하면, 슬릿이나 돌기의 폭을 거의 동일 조건으로 한 경우, 제 5 실시형태는 제 1 실시형태와 비교하여 투과율이 약 7 % 향상되는 것으로 판명되었다{(제 5 실시형태에서 관찰된 투과율)/(제 1 실시형태에서 관찰된 투과율) ≒ 1.07}.
다음으로, 제 6 실시형태를 도 7에 근거하여 설명한다. 이 실시형태의 구성은 슬릿과 돌기의 형태를 제외하고는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 그 설명을 생략한다. 도 7은 제 6 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 여기서, 픽셀 전극(35)에는 슬릿(36)을 형성하고, 제 2 기판(8)상에는 돌기(37)를 형성한다.
돌기(37)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 1 픽셀의 거의 중앙 부분에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(37a)는 90°굴곡하고 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되며, 다른쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(37b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 직각으로 굴곡한 돌기(37a)와 평행하게 배치된다. 참조 부호 39 는 돌기(37)보다 폭이 좁고, 인접한 돌기(37)와 연장 방향이 일치하는 제 2 돌기를 나타낸다. 제 2 돌기(39)는 픽셀 전극(35)의 에지부 부근에 배치된다.
돌기(37)와 픽셀 전극(35)의 교차 부분에서, 돌기(37)로부터 분기되고 픽셀 전극(35)의 에지부에 따라 연장되는 보조 돌기(38a)가 형성되며, 슬릿(36b)에 근접한 픽셀 전극(35)의 에지부에 따라 보조 돌기(38b)가 형성된다. 이 보조 돌기(38a 및 38b)에 의하여 픽셀 전극(35)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 감소시킬 수 있다.
돌기(37a)와 돌기(37b) 사이에는 슬릿(36a)이 형성되며, 돌기(37a)와 픽셀 전극(35)의 에지부 사이에는 슬릿(36b)이 형성된다. 슬릿(36a)은 인접한 돌기(37)의 연장 방향과 동일 방향으로, 즉, 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 이 슬릿(36a)의 윤곽 중 돌기(37)와 대향한 부분은 슬릿(36a)이 연 장된 방향과 동일 방향이 되며, 따라서 슬릿(36a)은 거의 평행 사변형의 형상으로 된다. 마찬가지로, 슬릿(36b)은 인접한 돌기(37a)와 평행하게 연장되며, 슬릿(36b)의 윤곽 중 돌기(37)와 대향한 부분은 슬릿(36b)이 연장된 방향과 평행하게 배치된다. 참조 부호 40 은 슬릿(36)보다 폭이 좁고 픽셀 전극(35)의 에지부로부터 중앙부에 걸쳐 형성되는 제 2 슬릿을 나타낸다. 제 2 슬릿(40)은 인접한 제 2 돌기(39)와 평행하게 배치된다. 제 2 돌기(39)와 제 2 슬릿(40)은 쌍으로 형성되고, 돌기(37)와 슬릿(36) 사이 및 돌기(37)와 픽셀 전극(35)의 구석 부분 사이에 형성되며, 돌기(37)와 제 2 돌기(39) 사이에는 제 2 슬릿(40)이 위치한다. 제 2 돌기(39)와 제 2 슬릿(40)은 픽셀 전극(35)의 에지부에 의한 액정 분자(14)의 경사 방향에 대한 영향을 감소시키기 위해, 픽셀 전극(35)의 에지부 부근에 배치된다. 따라서 제 2 돌기(39)와 제 2 슬릿(40)은 픽셀 전극(35)의 중앙 부분까지는 연장되지 않는다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사할 때, 인접한 픽셀 및 픽셀 전극(35)의 에지부로부터의 전계의 액정 분자(14)에 대한 영향은 제 2 돌기(39)와 제 2 슬릿(40)에 의해 완화되어, 픽셀 전극(35) 내의 액정 분자(14)는 투과축에 대해서 약 45°방향으로 경사한다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있게 한다. 또한, 보조 돌기(38a 및 38b)에 의하여 픽셀 전극(35)의 에지부에 있어서 액정 분자(14)에 대한 영향을 더욱 감소시키는 것이 가능하며, 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여 표시 얼룩을 완화시키는 것이 가능하다.
또한 픽셀 전극의 주변부에 의한 영향을 서로 상계할 수 있는 형태라면, 제 2 돌기와 제 2 슬릿의 크기와 형상 및 그들이 형성되는 위치는 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 제 2 돌기와 제 2 슬릿을 각각 다른 크기로 하여도 좋다. 실험에 의하면, 슬릿이나 돌기의 폭을 거의 동일 조건으로 한 경우, 제 6 실시형태는 제 1 실시형태와 비교하여 투과율이 약 7 % 향상되는 것으로 판명되었다{(제 6 실시형태에서 관찰된 투과율)/(제 1 실시형태에서 관찰된 투과율) ≒ 1.07}.
다음으로, 제 7 실시형태를 도 8에 근거하여 설명한다. 이 실시형태의 구성은 슬릿과 돌기의 형태를 제외하고는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 그 설명을 생략한다. 도 8은 제 6 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 여기서, 픽셀 전극(41)에는 슬릿(42)을 형성하고, 제 2 기판(8)상에는 돌기(43)를 형성한다.
돌기(43)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 1 픽셀의 거의 중앙 부분에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(43a)는 90°굴곡하고 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되며, 다른쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(43b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 직각으로 굴곡한 돌기(43a)와 평행하게 배치된다. 참조 부호 44 는 돌기(43)보다 폭이 좁고, 인접한 돌기(43)와 연장 방향이 일치하는 제 2 돌기를 나타낸다. 제 2 돌기(44)는 픽셀 전극(41)의 에지부 부근에 배치된다.
돌기(43a)와 돌기(43b) 사이에는 슬릿(42a)이 형성되며, 돌기(43a)와 픽셀 전극(41)의 에지부 사이에는 슬릿(42b)이 형성된다. 슬릿(42a)은 인접한 돌기(37)의 연장 방향과 동일 방향으로, 즉, 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 이 슬릿(42a)의 윤곽 중 돌기(43)와 대향한 부분은 슬릿(42a)이 연장된 방향과 동일 방향이 되며, 따라서 슬릿(42a)은 거의 평행 사변형의 형상으로 된다. 마찬가지로, 슬릿(42b)은 인접한 돌기(43a)와 평행하게 연장되며, 슬릿(42b)의 윤곽 중 돌기(43)와 대향한 부분은 슬릿(42b)이 연장된 방향과 평행하게 배치된다.
참조 부호 45 는 슬릿(42)보다 폭이 좁고 픽셀 전극(41)의 에지부로부터 중앙부에 걸쳐 형성되는 제 2 슬릿을 나타낸다. 제 2 슬릿(45)은 인접한 제 2 돌기(44)와 평행하게 배치된다. 제 2 돌기(44)와 제 2 슬릿(45)은 쌍으로 형성되고, 돌기(44)와 슬릿(45) 사이 및 돌기(43)와 픽셀 전극(41)의 구석 부분 사이에 형성되며, 돌기(43)와 제 2 돌기(44) 사이에는 제 2 슬릿(45)이 위치한다. 각 쌍을 형성하는 제 2 돌기(44)와 제 2 슬릿(45) 중 하나는 픽셀 전극(41)의 중앙부를 향해 연장되며, 픽셀 전극(41)의 주변부에 따라 제 2 돌기(44)와 제 2 슬릿(45)의 순번이 교체된다. 또한, 제 2 돌기(44)와 제 2 슬릿(45)의 말단부는 픽셀 전극(41)의 에지부에 대하여 평행이 아니라, 각각의 연장 방향에 대하여 수직이다. 제 2 돌기(44)와 제 2 슬릿(45)은 픽셀 전극(41)의 에지부에 의한 액정 분자(14)의 경사 방향에 대한 영향을 감소시키기 위해, 픽셀 전극(41)의 에지부 부근에 배치된다. 따라서, 제 2 돌기(44)와 제 2 슬릿(45)은 픽셀 전극(41)의 중앙 부분까지는 연장 되지 않는다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사할 때, 인접한 픽셀 및 픽셀 전극(41)의 에지부로부터의 전계의 액정 분자(14)에 대한 영향은 제 2 돌기(44)와 제 2 슬릿(45)에 의해 완화되어, 픽셀 전극(41) 내의 액정 분자(14)는 투과축에 대해서 약 45°방향으로 경사한다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있게 한다.
픽셀 전극의 주변부에 의한 영향을 서로 상계할 수 있는 형태라면, 제 2 돌기와 제 2 슬릿의 크기와 형상 및 그들이 형성되는 위치는 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 제 2 돌기와 제 2 슬릿을 동일한 크기로 하거나, 제 2 돌기와 제 2 슬릿의 말단부를 픽셀 전극의 에지부와 평행하게 하여도 좋다.
다음에 제 8 실시형태를 도 9에 근거하여 설명한다. 이 실시형태는 제 3 실시형태의 슬릿 및 돌기의 형태와 제 6 실시형태의 제 2 돌기 및 제 2 슬릿을 채용한 것이고, 다른 구성은 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고, 그 설명을 생략한다. 도 9는 제 8 실시형태의 픽셀 전극과 돌기의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 여기서, 픽셀 전극(46)에는 슬릿(47)과 제 2 슬릿(51)을 형성하며, 제 2 기판(8)상에는 돌기(48)와 제 2 돌기(50)를 형성한다.
돌기(48)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 픽셀 전극(46)의 중앙 부분에서, 돌기(48a)는 직각으로 굴곡하 고, 돌기(48b)는 픽셀 전극(46)의 구석 부분에서 돌기(48a)와 평행하게 배치된다. 돌기(48)의 윤곽 중 슬릿(47)과 대향한 부분이 돌기(48)의 연장 방향으로부터 약 5°편향하여 형성된다. 따라서, 돌기(48)는 픽셀 전극(46)의 에지부로부터 중앙부에 대하여 점차 폭이 좁아진다.
참조 부호 49a 는 돌기(48)로부터 분기되고 픽셀 전극(46)의 에지부에 따라 연장되는 보조 돌기를 나타내며, 참조 부호 49b 는 슬릿(47b)에 근접한 픽셀 전극(46)의 에지부에 따라 형성된 보조 돌기를 나타낸다. 이 보조 돌기(49a 및 49b)에 의하여 픽셀 전극(46)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 감소시킬 수 있다.
슬릿(47)은 복수의 돌기(48)의 중간에 각각 위치하도록 형성된다. 돌기(48a)와 돌기(48b) 사이에는 슬릿(47a)이 형성되며, 돌기(48a)와 픽셀 전극(46)의 에지부 사이에는 슬릿(47b)이 형성된다. 각 슬릿(47)은 그 연장 방향이 인접한 돌기(48)의 연장 방향과 평행하게 형성되며, 슬릿(47)의 윤곽 중 돌기(48)에 대향한 부분은 슬릿(47)이 연장된 방향으로부터 약 5°편향하여 형성된다.
참조 부호 50 은 돌기(48)보다 폭이 좁고, 인접한 돌기(48)와 연장 방향이 일치하는 제 2 돌기를 나타낸다. 참조 부호 51 은 슬릿(47)보다도 폭이 좁고, 인접한 제 2 돌기(50)와 평행하게 배치된 제 2 슬릿을 나타낸다. 제 2 돌기(50)와 제 2 슬릿(51)은 쌍으로 형성되며, 픽셀 전극(46)의 에지부 부근에서 형성되며, 더욱 상세하게는, 돌기(48)와 슬릿(47) 사이 및 돌기(48)와 픽셀 전극(46)의 구석 부분 사이에 형성된다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사할 때, 인접한 픽셀 및 픽셀 전극(46)의 에지부로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에의 영향은 제 2 돌기(50)와 제 2 슬릿(51)에 의해 완화된다. 또한, 이러한 전계의 영향을 받아서 액정 분자(14)가 돌기(48)와 슬릿(47)에 대하여 90°이외의 방향으로 경사하더라도, 액정 분자(14)는 투과축에 대해서는 결과적으로 약 45°방향으로 경사한 것이 된다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있도록 한다. 또한, 보조 돌기(49a 및 49b)에 의하여 픽셀 전극(46)의 에지부의 액정 분자(14)에 대한 영향을 완화시키는 것이 가능하다. 이는 픽셀 내에서 액정 분자(l4)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여, 표시 얼룩을 완화시킬 수 있게 한다.
또한, 슬릿(47)이나 돌기(48)의 윤곽 부분의 보정 각도는 약 3°내지 약 15°로 설정해도 좋으며, 특히, 보정 각도를 약 5°내지 약 10°로 설정한다면 보다 나은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 슬릿(47)이나 돌기(48)의 폭을 조정함으로써, 표시 얼룩을 완화시킬 수도 있다.
다음으로, 제 9 실시형태를 도 10에 근거하여 설명한다. 이 실시형태의 구성은 슬릿과 돌기의 형태를 제외하고는 제 1 실시형태의 구성과 동일하다. 따라서, 제 1 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 참조 부호를 이용하고 그 설명을 생략한다. 도 10은 제 9 실시형태의 픽셀 전극과 돌기 사이의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 평면도이다. 여기서, 픽셀 전극(52)에는 슬릿(53)을 형성하고, 제 2 기판(8)상에는 돌기(54)를 형성한다.
돌기(54)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되며, 그 직선 부분은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 1 픽셀의 거의 중앙 부분에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(54a)는 90°굴곡하고 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되며, 다른쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(54b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 직각으로 굴곡한 돌기(54a)와 평행하게 배치된다. 참조 부호 55 는 돌기(54)로부터 분기되고 픽셀 전극(52)의 주변부에 따라 연장된 보조 돌기를 나타낸다. 보조 돌기(55)에 의하여, 픽셀 전극(52)의 에지부 및 인접한 픽셀로부터의 전계에 의한 액정 분자(14)에 대한 영향을 감소시킬 수 있다.
돌기(54a)와 돌기(54b) 사이에는 슬릿(53a)이 형성되며, 돌기(54a)와 픽셀 전극(52)의 에지부 사이에는 슬릿(53b)이 형성된다. 슬릿(53a)은 인접한 돌기(54)의 연장 방향과 동일 방향으로, 즉, 편광판(15 및 16)의 투과축에 대하여 45°방향으로 연장된다. 이 슬릿(53a)의 윤곽 중 돌기(54)와 대향한 부분은 슬릿(53a)이 연장된 방향과 동일 방향이 되며, 따라서 슬릿(53a)은 거의 평행 사변형의 형상으로 된다. 마찬가지로, 슬릿(53b)은 인접한 돌기(54a)와 평행하게 연장되며, 슬릿(53b)의 윤곽 중 돌기(54)와 대향한 부분은 슬릿(53b)이 연장된 방향과 평행하게 배치된다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사할 때, 인접한 픽셀 및 픽셀 전극(52)의 에지부로부터의 전계의 액정 분자(14)에 대한 영향은 보조 돌기(55)에 의해 완화되어, 픽셀 전극(41) 내의 액정 분자(14)는 투과축에 대해서 결과적으로 약 45°방향 으로 경사한다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있게 한다. 또한, 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여, 표시 얼룩을 완화시키는 것이 가능하다.
픽셀 전극(52)의 주변부에 의한 영향을 감소시키는 형태라면, 보조 돌기(55)를 픽셀 전극(52)의 주변부 전부에 형성하지 않아도 좋고, 가장 픽셀 전극(52)의 에지부에 의한 영향이 큰 부분으로 한정하여 형성해도 좋다.
다음으로, 제 10 실시형태를 도면에 근거하여 설명한다. 이 실시형태는 제 4 실시형태와 유사하며, 제 4 실시형태와 동일한 구성에 관해서는 동일한 부호를 이용한다. 이 실시형태에서, 픽셀 전극(4)의 톱니 모양의 부분은 에지부의 일부분에 형성된다. 또한, 신호선(3)과 픽셀 전극(4) 사이의 절연막이 이중으로 적층되어 있으며, 픽셀 전극(4)의 주변부는 신호선(3)과 겹친다. 도 11은 제 10 실시형태의 픽셀 전극을 갖는 제 1 기판의 평면도, 도 12는 도 11의 B-B' 선에 따라 취한 단면도, 그리고 도 13은 돌기와 픽셀 전극의 슬릿과의 관계를 나타내는 모식도이다.
참조 부호 60 은 주사선(2)과 동시에 형성된 보조 용량용 전극선(Auxiliary Capacitance Electrode Line)을 나타낸다. 주사선(2)과 보조 용량용 전극선(60)은 제 1 기판(1)상에 거의 동일 간격으로 평행으로 배치된다. 참조 부호 61 은 주사선(2)과 보조 용량용 전극선(60) 위에 적층된 게이트 절연막이고, 게이트 절연막(61) 위에는 알루미늄 또는 크롬 등으로 된 신호선(3)이 형성된다. 이 신호선(3)은 주사선(2)과 직교하도록 배치되어, 주사선(2)과 신호선(3)으로 둘러싸인 영역이 1 픽셀에 대응한다. 각 픽셀에는 ITO 또는 IZO(Indium Zinc 0xide) 등으로 된 픽셀 전극(4)을 배치한다. 주사선(2)과 신호선(3)의 교차부에는 스위칭 장치인 TFT(5)를 배치한다. 이 실시형태에서, 각 픽셀에 대하여 2개의 신호선(3)이 설치되며, 각각의 픽셀 전극(4)에는 2개의 TFT(5)가 접속된다. 따라서, 제조중에 한쪽 TFT(5)가 불량이 되어도 다른 편의 TFT(5)에 의하여 픽셀 전극(4)을 동작시키는 것이 가능하며, 이는 향상된 득률(Yield)을 보장한다.
참조 부호 62 는 신호선(3)과 TFT(5)를 덮는 제 1 보호막(Protective Film)을 나타내며, 참조 부호 63 은 제 1 보호막(62) 위에 적층된 제 2 보호막을 나타낸다. 픽셀 전극(4)은 제 2 보호막(63) 위에 형성된다. 예를 들면, 제 2 보호막(63)은 그 표면을 평탄하게 하여 평탄화막(Flattening Film)으로서 작용시킬 수 있으며, 선택적으로는, 제 1 보호막(62)을 무기 절연막으로, 제 2 보호막(63)을 유기 절연막으로 형성할 수 있다. 2개의 보호막(62 및 63)에는 TFT(5)의 드레인 전극에 대응한 부분에 콘택트 홀(Contact Hole)(64)이 설치되며, 콘택트 홀(64)을 통해 픽셀 전극(4)과 드레인 전극이 전기적으로 접속된다. 게이트 절연막(61) 위에는 보조 용량용 전극선(60)에 대향한 부분에 도상 전극(Insular Electrode)(미도시됨)이 설치되며, 이 도상 전극은 신호선(3)과 동시에 동일 재료로 형성된다. 도상 전극은 양 보호층(62 및 63)에 형성된 콘택트 홀(64)을 통하여 픽셀 전극(4)과 전기적으로 접속되어, 도상 전극과 보조 용량용 전극선(60)은 각 픽셀의 보조 용량을 이루게 된다. 픽셀 전극(4)의 에지부는 제 1 기판(1)의 법선 방향에서 관찰하는 경우에 주사선(2) 및 신호선(3)과 부분적으로 중복된다. 각 픽셀 전극(4) 안에는 복수의 슬 릿(68)이 형성되는데, 이에 관해서는 후술한다. 도 12는 픽셀 전극(4)과 투명 전극(11) 사이에 전계가 존재하는 상태를 모식적으로 나타낸다.
다음으로, 제 10 실시형태의 슬릿(68)과 돌기(67)의 형상에 관하여 설명한다. 도 13에서, 돌기(67)는 파선으로 표시되어 있다.
각 픽셀 내에는 복수의 띠 모양의 돌기(67)가 존재하고, 각 돌기(67)는 각 픽셀 내의 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 관찰하는 경우 신호선(3)과 약 45°를 이루는 방향으로 연장된다. 이 실시형태에서, 1 픽셀의 거의 중앙 부분에서, 한쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(67a)는 90°굴곡하여 다시 한번 인접한 픽셀까지 연장되고, 다른쪽이 인접한 픽셀로부터 신장한 돌기(67b)는, 픽셀의 구석 부분에서, 직각으로 굴곡한 돌기(67a)의 직선 부분과 평행으로 배치된다. 이 실시형태에서, 돌기(67)는 복수의 픽셀에 걸쳐 지그재그상으로 형성되지만, 각각의 픽셀 내에 독립적으로 돌기(67)를 설치하는 것도 가능하다.
제 2 기판(8)의 법선 방향에서 관찰한 경우, 픽셀 내에는 서로 이웃한 돌기(67)의 중간에 각각 슬릿(68)이 형성되며, 슬릿(68)은 인접한 돌기(67)와 평행하게 배치된다. 따라서, 슬릿(68) 및 돌기(67)는 편광판(19 및 20)의 투과축에 대하여 45°방향이 되기 때문에, 액정 분자를 이상적인 경사 방향인 투과축에 대한 45°방향으로 경사시키는 것이 가능하다. 이 실시형태에서, 슬릿(68)과 돌기(67)는, 주사선(2)에 평행으로 픽셀 전극(4)의 거의 중앙 부분을 통과한 축(이 실시형태의 경우, 그 축은 보조 용량용 전극선(60)과 일치함)에 대하여 거의 대칭으로 배치되어 있다. 따라서, 각 픽셀 내에 액정 분자(14)의 경사 방향이 다른 4 종류의 영역을 균등하게 배치할 수 있다.
픽셀 전극(4)의 주변부 중 특히 슬릿(68)과 돌기(67)에 대한 배치 관계로 인해 픽셀 전극(4)의 에지부에 의한 영향이 큰 부분에는 톱니 모양의 부분(65)을 형성하여 에지부에 의한 영향을 상계함으로써, 각각의 톱니 모양의 부분(65) 내에서 상이하게 경사진 에지 사이에서 그 영향을 완화시킨다. 인접한 픽셀로부터의 전계의 영향을 이 주변부에서 감소시키는 것이 가능하며, 이로써 픽셀 전극(4) 안의 액정 분자(14)에 대한 영향을 감소시킬 수 있다.
도 14는 톱니 모양의 부분(65)이 형성된 에지부의 주요 부분의 확대도이며, 도 15는 톱니 모양의 부분(65)이 형성된 에지부와 돌기(67) 사이의 위치 관계를 나타내는 주요 부분의 확대도이다. 도 14 및 도 15는 동일한 부분의 확대도이지만, 도 14에는 돌기(67)를 생략하여 픽셀 전극(4)의 에지부와 신호선(3)의 위치 관계를 알기 쉽게 하며, 도 15에는 돌기(67)를 나타내어 픽셀 전극(4)의 에지부와 돌기(67)의 위치 관계를 알기 쉽게 하고 있다. 픽셀 전극(4)의 에지와 접근하는 슬릿(68)의 연장 방향이 이루는 각도가 약 45°인 에지부에서는, 슬릿(68)에 규제됨으로써 경사한 액정 분자에 대한 에지부의 영향이 크다. 이는 액정 분자(14)의 경사 방향이 이상적인 경사 방향으로부터 크게 벗어나도록 한다. 이 실시형태에서, 슬릿(68)과 돌기(67) 사이에 위치한 모든 에지부 중에서, 픽셀 전극(4)의 에지와 접근하는 슬릿(68)의 연장 방향이 이루는 각도가 약 45°인 에지부(영역 C1)에는 톱니 모양의 부분(65)을 형성하며, 픽셀 전극(4)의 에지와 접근하는 슬릿(68)의 연장 방향이 이루는 각도가 약 135°인 에지부(영역 C2)에는 직선 모양의 부분을 형 성한다. 실험에 의하면, 픽셀 전극(4)의 길이 방향의 에지부를 전부 톱니 모양으로 형성하는 경우보다, 에지부에 의한 영향이 큰 부분(영역 C1)만을 톱니 모양으로 형성하는 경우에 표시 얼룩이 적고, 표시 상태가 양호한 것으로 판명되었다. 톱니 모양의 부분(65)은 주로 픽셀 전극(4)의 장변 부분(Longer Side)에 형성된다. 이 실시형태의 경우, TFT(5)가 형성되지 않은 단변 부분에도 하나의 톱니 모양의 부분이 형성되어 있다.
픽셀의 개구율을 최대화하기 위해, 픽셀 전극(4)의 에지부는 신호선(3)과 겹치며, 그 사이에는 보호막(62 및 63)이 삽입된다. 보호막(62 및 63)으로 픽셀 전극(4)과 신호선(3)을 절연한 경우 조차, 픽셀 전극(4)과 신호선(3)의 간격이 좁은 때에는, 신호선(3)에 인가되는 전압이 픽셀 전극(4)에 전달되며, 신호선(3)과 픽셀 전극(4)간의 중복 부분은 커패시터로 작용한다. 이 영향에 의하여 픽셀 전극(4)의 전압이 변동하며, 표시 얼룩의 원인이 된다. 이러한 영향을 피하기 위해, 보호막(62 및 63)을 두껍게 하여 픽셀 전극(4)과 신호선(3)의 간격을 가능한 한 크게 하고 있지만, 보호막(62 및 63)의 두께에 의한 대책에는 설계상의 한계가 있으며, 중복 부분이 커패시터로 작용하는 것을 막는 것은 불가능하다. 또한, 설계상의 이유로, 신호선(3)과 픽셀 전극(4)의 중복 부분은 필요 불가결하다. 이것은 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 본 경우 신호선(3)과 픽셀 전극(4) 사이에 간극이 있으면, 그 간극을 통해 광이 누출되고 이는 콘트라스트 저하, 기타 다른 문제를 야기하기 때문이다. 따라서, 신호선(3)과 픽셀 전극(4)을 형성할 때에 서로 벗어난 위치에서 패턴(Pattern)되는 경우에도, 신호선(3)과 픽셀 전극(4) 사이에 간극이 생기지 않도록 해야 하며, 이 때문에, 마진(Margin)으로서 어느 정도의 중복 부분이 필요한 것이다. 본 발명에 따르면, 중복 부분을 최소화해서 표시 얼룩을 완화시키기 위해, 픽셀 전극(4)의 길이 방향에 걸쳐, 픽셀 전극(4)과 신호선(3)의 중복 부분을 동일한 폭으로 설정한다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 신호선(3)의 윤곽 중 픽셀 전극(4)과 겹치는 부분은 픽셀 전극(4)의 에지부로부터 동일 간격이 유지된다. 따라서, 에지부가 톱니 모양인 부분(영역 C1)에서 신호선(3)은 톱니 모양의 윤곽(3a)을 가지며, 에지부가 직선 모양인 부분(영역 C2)에서 신호선(3)은 직선 모양의 윤곽(3b)을 가진다. 이러한 방식으로 픽셀 전극(4)을 더 크게 함으로써, 픽셀 전극(4) 에지부의 표시 얼룩을 완화시키면서 개구율도 향상시킬 수 있다.
제 2 기판(8)상에는, 픽셀 전극(4)의 톱니 모양의 부분(65)에 대응한 부분에 보조 돌기(66)를 형성한다. 보조 돌기(66)는 돌기(67)와 동일 재료로 동시에 형성되며, 제 2 기판(8)의 법선 방향에서 관찰하는 경우, 톱니 모양의 부분(65)에 대응한 부분에서 신호선(3)의 폭 이상의 폭을 가진다. 이 실시형태에서, 상호간에 인접한 픽셀 전극(4)의 톱니 모양의 부분(65)은 서로 인접하여 형성되므로, 각 톱니 모양의 부분(65)에 대응한 보조 돌기(66)는 인접한 톱니 모양의 부분(65)에 대응한 보조 돌기(66)와 함께 형성된다. 도 12에 나타낸 단면으로 관찰할 때, 픽셀 전극(4)의 에지부에 의해 규제된 액정 분자(14)의 경사 방향과 보조 돌기(66)에 의해 규제된 액정 분자(14)의 경사 방향은 반대이다. 또한, 에지부보다 보조 돌기(66)에 의한 액정 분자(14)의 경사 방향이, 에지부에 근접한 슬릿(68)에 의해 규제된 액정 분자(14)의 경사 방향으로부터 덜 편향된다. 보조 돌기(66)는 톱니 모 양의 부분(65)에 대향하도록 설치되기 때문에, 제 2 기판(8)측의 액정 분자(14)의 경사 방향을 보조 돌기(66)로 규제함으로써 픽셀 전극(4)의 에지부에 의한 액정 분자(14)에의 영향을 더욱 감소시킬 수 있다.
액정 분자(14)가 수평 방향으로 경사할 때, 픽셀 전극(4)의 에지부에 의한 액정 분자(14)에의 영향은 픽셀 전극(4)의 톱니 모양의 부분(65)과 보조 돌기(66)로 완화된다. 따라서, 픽셀 전극(4) 내의 액정 분자(14)는 투과축에 대해서는 약 45°방향으로 경사한다. 이는 액상 결정층을 통과한 투과광을 효과적으로 이용할 수 있게 한다. 또한, 픽셀 내에서 액정 분자(14)의 실제 경사 방향과 이상적인 경사 방향(투과축에 대하여 45°방향) 사이의 차이를 균일하게 하여, 표시 얼룩을 절감시킬 수도 있다.
본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위라면, 상기 제 10 실시형태 이외의 형태도 가능하다. 예를 들면, 픽셀 전극의 에지부와 신호선의 윤곽은, 상기 실시형태에서 설명한 톱니 모양 대신에, 비선형으로, 예를 들면, 파형으로 형성할 수 있다. 픽셀 전극의 에지부를 길이 방향에 걸쳐 톱니 모양으로 형성할 수 있으며, 그 때는 신호선의 윤곽도 에지부의 형상에 맞도록 톱니 모양으로 형성한다.
본 발명은 픽셀 전극과 신호선이 중복되지 않는 경우에도 유효하다. 이 경우, 픽셀 전극과 신호선의 간격을 동일 간격으로 함으로써, 전계의 영향, 특히, 신호선에서의 전계의 영향을 완화시킬 수 있다. 신호선으로부터의 픽셀 전극에 대한 영향을 완화시킴으로써, 표시 얼룩이 적은 최적의 표시 상태를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 휴대 단말이나 대형 TV 모니터와 같은, 표시부를 갖는 다양한 장치에 이용할 수 있다.

Claims (39)

  1. 픽셀 전극이 매트릭스 모양으로 배치된 제 1 기판;
    투명 전극이 형성된 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 한쪽에 형성된 띠 모양의 돌기(Projection);
    상기 돌기에 대응하도록 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 다른쪽에 형성되는 슬릿;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판상에 각각 적층되며, 수직 배향 처리되는 배향막; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 삽입되며, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하며,
    상기 액상 결정층에 전계가 인가되지 않는 경우에 액정 분자는 수직으로 배열되고, 상기 액상 결정층에 전계가 인가되는 경우에 상기 액정 분자는 상기 슬릿과 상기 돌기에 의하여 규제된(Restricted) 방향으로 배열되며,
    상기 슬릿은 상기 돌기의 연장 방향(Extension Direction)과 평행하게 형성되며,
    상기 슬릿의 윤곽 중 상기 돌기와 대향한 부분은 상기 슬릿의 연장 방향으로부터 보정 각도만큼 편향된(Deviated) 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  2. 픽셀 전극이 매트릭스 모양으로 배치된 제 1 기판;
    투명 전극이 형성된 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 한쪽에 형성된 띠 모양의 돌기;
    상기 돌기에 대응하도록 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 다른쪽에 형성되는 슬릿;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판상에 각각 적층되며, 수직 배향 처리되는 배향막; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 삽입되며, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하며,
    상기 액상 결정층에 전계가 인가되지 않는 경우에 액정 분자는 수직으로 배열되고, 상기 액상 결정층에 전계가 인가되는 경우에 상기 액정 분자는 상기 슬릿과 상기 돌기에 의하여 규제된 방향으로 배열되며,
    상기 슬릿은 상기 돌기의 연장 방향과 평행하게 형성되며,
    상기 돌기의 윤곽 중 상기 슬릿과 대향한 부분은 상기 돌기의 연장 방향으로부터 보정 각도만큼 편향된 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  3. 픽셀 전극이 매트릭스 모양으로 배치된 제 1 기판;
    투명 전극이 형성된 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 한쪽에 형성된 띠 모양의 돌기;
    상기 돌기에 대응하도록 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 다른쪽에 형성되는 슬릿;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판상에 각각 적층되며, 수직 배향 처리되는 배향막; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 삽입되며, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하며,
    상기 액상 결정층에 전계가 인가되지 않는 경우에 액정 분자는 수직으로 배열되고, 상기 액상 결정층에 전계가 인가되는 경우에 상기 액정 분자는 상기 슬릿과 상기 돌기에 의하여 규제된 방향으로 배열되며,
    상기 슬릿은 상기 돌기의 연장 방향과 평행하게 형성되며,
    상기 슬릿의 윤곽 중 상기 돌기와 대향한 부분은 상기 슬릿의 연장 방향으로부터 제 1 보정 각도만큼 편향된 방향으로 형성되며,
    상기 돌기의 윤곽 중 상기 슬릿과 대향한 부분은 상기 돌기의 연장 방향으로부터 제 2 보정 각도만큼 편향된 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 보정 각도와 상기 제 2 보정 각도는 동일한 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 픽셀 전극이 매트릭스 모양으로 배치된 제 1 기판;
    투명 전극이 형성된 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 한쪽에 형성된 띠 모양의 돌기;
    상기 돌기에 대응하도록 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 다른쪽에 형성되는 슬릿;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판상에 각각 적층되며, 수직 배향 처리되는 배향막; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 삽입되며, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하고,
    상기 액상 결정층에 전계가 인가되지 않는 경우에 액정 분자는 수직으로 배열되고, 상기 액상 결정층에 전계가 인가되는 경우에 상기 액정 분자는 상기 슬릿과 상기 돌기에 의하여 규제된 방향으로 배열되며,
    상기 픽셀 전극의 에지부(Edge Portion)에 상기 에지부로부터 상기 액정 분자에 작용하는 전계의 영향을 완화하는 완화 수단이 제공되고, 상기 완화 수단으로서, 복수의 핀 홀(Pin Hole)이 상기 픽셀 전극의 상기 에지부에 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 픽셀 전극이 매트릭스 모양으로 배치된 제 1 기판;
    투명 전극이 형성된 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 한쪽에 형성된 띠 모양의 돌기;
    상기 돌기에 대응하도록 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 다른쪽에 형성되는 슬릿;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판상에 각각 적층되며, 수직 배향 처리되는 배향막; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 삽입되며, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하고,
    상기 액상 결정층에 전계가 인가되지 않는 경우에 액정 분자는 수직으로 배열되고, 상기 액상 결정층에 전계가 인가되는 경우에 상기 액정 분자는 상기 슬릿과 상기 돌기에 의하여 규제된 방향으로 배열되며,
    상기 픽셀 전극의 에지부(Edge Portion)에 상기 에지부로부터 상기 액정 분자에 작용하는 전계의 영향을 완화하는 완화 수단이 제공되며,
    상기 슬릿은 상기 돌기의 연장 방향과 평행하게 형성되며,
    상기 슬릿의 윤곽 중 상기 돌기와 대향한 부분은 상기 슬릿의 연장 방향으로부터 보정 각도만큼 편향된 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  13. 픽셀 전극이 매트릭스 모양으로 배치된 제 1 기판;
    투명 전극이 형성된 제 2 기판;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 한쪽에 형성된 띠 모양의 돌기;
    상기 돌기에 대응하도록 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 중 다른쪽에 형성되는 슬릿;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판상에 각각 적층되며, 수직 배향 처리되는 배향막; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 삽입되며, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하고,
    상기 액상 결정층에 전계가 인가되지 않는 경우에 액정 분자는 수직으로 배열되고, 상기 액상 결정층에 전계가 인가되는 경우에 상기 액정 분자는 상기 슬릿과 상기 돌기에 의하여 규제된 방향으로 배열되며,
    상기 픽셀 전극의 에지부(Edge Portion)에 상기 에지부로부터 상기 액정 분자에 작용하는 전계의 영향을 완화하는 완화 수단이 제공되며,
    상기 슬릿은 상기 돌기의 연장 방향과 평행하게 형성되며,
    상기 돌기의 윤곽 중 상기 슬릿과 대향한 부분은 상기 돌기의 연장 방향으로부터 보정 각도만큼 편향된 방향으로 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  14. 삭제
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보정 각도는 3°내지 15°로 설정되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  16. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 슬릿은 상기 픽셀 전극의 중앙 부근의 부분에서보다 상기 픽셀 전극의 에지 부근의 부분에서 폭이 더 좁게 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  17. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 돌기는 상기 픽셀 전극의 중앙 부근의 부분에서보다 상기 픽셀 전극의 에지 부근의 부분에서 폭이 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 픽셀 전극이 매트릭스 모양으로 배치된 제 1 기판;
    투명 전극이 형성된 제 2 기판;
    상기 제 2 기판의 법선 방향에서 관찰되는 경우, 상기 픽셀 전극의 에지부와 경사 방향으로 교차하도록 상기 제 2 기판상에 형성되는 띠 모양의 돌기;
    인접한 상기 돌기에 대해 평행하도록 상기 픽셀 전극에 형성되는 슬릿;
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판상에 각각 적층되며, 수직 배향 처리되는 배향막; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 삽입되며, 유전율 이방성이 부인 액상 결정층을 구비하며,
    상기 액상 결정층에 전계가 인가되지 않는 경우에 액정 분자는 수직으로 배열되고, 상기 액상 결정층에 전계가 인가되는 경우에 상기 액정 분자는 상기 슬릿과 상기 돌기에 의하여 규제된 방향으로 배열되며,
    상기 픽셀 전극의 상기 에지부의 일부분은 톱니 모양으로 형성되고, 상기 톱니 모양의 부분은 상기 돌기와 상기 슬릿 사이에 위치하며, 상기 슬릿이 90°이하의 각도로 상기 에지부에 접근하는 부분에 설치되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 기판상에, 보조 돌기가 상기 픽셀 전극의 상기 톱니 모양의 부분에 대향하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  34. 삭제
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 기판의 외측에 배치된 제 1 편광판; 및
    상기 제 2 기판의 외측에 배치된 제 2 편광판을 더 구비하며,
    상기 제 1 편광판과 상기 제 2 편광판은 상기 제 1 편광판의 투과축과 상기 제 2 편광판의 투과축이 서로 직교하고, 상기 제 2 편광판의 법선 방향에서 관찰되는 경우, 상기 제 1 편광판과 상기 제 2 편광판 중 하나의 상기 투과축이 상기 슬릿의 연장 방향과 이루는 각도가 45°가 되도록 배치되는 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 기판상에 형성된 주사선;
    상기 주사선과 교차하도록 형성된 신호선; 및
    상기 주사선과 상기 신호선의 교차부에 배치되며, 상기 픽셀 전극에 접속되는 스위칭 소자를 더 구비하며,
    상기 픽셀 전극은 적어도 상기 신호선을 따라서 톱니 모양의 부분으로 형성된 에지부를 가지며, 상기 신호선의 윤곽 중 상기 픽셀 전극측상에 위치하는 부분은 상기 픽셀 전극의 상기 에지부를 따라서 나아가도록 톱니 모양으로 된 것을 특징으로 한 액정 표시 장치.
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