KR100831230B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

절연성 제1 기판, 제1 기판 위에 제1 방향으로 형성되어 있는 제1 배선, 제1 기판 위에 제2 방향으로 형성되어 있으며 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선, 제1 배선 및 제2 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있고 제1 도메인 분할 수단을 가지며 제1 배선과 제2 배선이 교차하여 정의하는 각 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 제1 기판과 대향하는 절연성 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되어 있으며 제2 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극을 포함하고, 제1 도메인 분할 수단과 제2 도메인 분할 수단은 하나의 화소 전극을 다종류의 소도메인으로 분할하고, 이중 어느 한 종류의 소도메인의 면적을 1이라 할 때, 나머지 종류 각각의 소도메인의 면적은 0.9에서 1.1 사이의 값을 가지는 액정 표시 장치를 마련한다.
액정표시장치, 도메인분할, 개구부, 도메인면적비

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선에 대한 단면도로서 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II'선에 대한 단면도로서 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 광시야각을 얻기 위하여 화소 영역을 다수의 소 도메인으로 분할하는 수직 배향 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 컬러 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.
그런데 액정 표시 장치는 시야각이 좁은 것이 중요한 단점이다. 이러한 단점을 극복하고자 시야각을 넓히기 위한 다양한 방안이 개발되고 있는데, 그 중에서도 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직으로 배향하고 화소 전극과 그 대향 전극인 공통 전극에 일정한 개구 패턴을 형성하거나 돌기를 형성하는 방법이 유력시되고 있다.
개구 패턴을 형성하는 방법으로는 화소 전극과 공통 전극에 각각 개구 패턴을 형성하여 이들 개구 패턴으로 인하여 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 액정 분자들이 눕는 방향을 조절함으로써 시야각을 넓히는 방법이 있다.
돌기를 형성하는 방법은 상하 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극과 공통 전극 위에 각각 돌기를 형성하여 둠으로써 돌기에 의하여 왜곡되는 전기장을 이용하여 액정 분자의 눕는 방향을 조절하는 방식이다.
또 다른 방법으로는, 하부 기판 위에 형성되어 있는 화소 전극에는 개구 패턴을 형성하고 상부 기판에 형성되어 있는 공통 전극 위에는 돌기를 형성하여 개구 패턴과 돌기에 의하여 형성되는 프린지 필드를 이용하여 액정의 눕는 방향을 조절함으로써 도메인을 형성하는 방식이다.
개구 패턴이나 돌기에 의하여 분할되는 도메인은 액정이 눕는 방향에 따라 몇가지 종류로 나뉜다. 일반적으로는 4방향 각각에 대하여 한 종류씩 4종류로 구분된다.
그런데 이들 4종류의 도메인이 점유하는 면적비가 일치하지 않음으로 인하여 액정 표시 장치를 바라보는 방향에 따라 휘도와 시인성이 달라진다.
본 발명은 전 방향에서 균일한 휘도와 시인성을 가지는 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 각 소도메인의 면적비가 1:0.9~1.1 사이에서 유지될 수 있도록 도메인 분할 수단을 배치한다.
구체적으로는, 절연성 제1 기판, 제1 기판 위에 제1 방향으로 형성되어 있는 제1 배선, 제1 기판 위에 제2 방향으로 형성되어 있으며 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선, 제1 배선 및 제2 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있고 제1 도메인 분할 수단을 가지며 제1 배선과 제2 배선이 교차하여 정의하는 각 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 제1 기판과 대향하는 절연성 제2 기판, 제2 기판 위에 형성되어 있으며 제2 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극을 포함하고, 제1 도메인 분할 수단과 제2 도메인 분할 수단은 하나의 화소 전극을 다종류의 소도메인으로 분할하고, 이중 어느 한 종류의 소도메인의 면적을 1이라 할 때, 나머지 종류 각각의 소도메인의 면적은 0.9에서 1.1 사이의 값을 가지는 액정 표시 장치를 마련한다.
이 때, 제1 및 제2 도메인 분할 수단은 각각 화소 전극과 공통 전극에 형성되어 있는 개구부일 수 있고, 제1 및 제2 도메인 분할 수단에 의하여 분할되는 소 도메인은 그 내부에 포함되어 있는 액정 분자의 기우는 방향에 따라 4종류로 구분되는 것이 바람직하다.
한편, 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 가지며 화소 전극은 드레인 전극과 연결되어 있고, 소도메인의 개구 면적 비를 1:0.9~1.1 사이로 유지하기 위하여 드레인 전극이 위치하는 소도메인은 나머지 소도메인에 비하여 소정의 크기 많큼 더 넓은 면적을 가지도록 하고, 드레인 전극이 위치하는 소도메인의 면적을 다른 소도메인에 비하여 소정의 크기 많큼 더 넓게 하기 위하여 제1 도메인 분할 수단과 제2 도메인 분할 수단 사이의 간격을 다른 소도메인에서 보다 넓게 한다.
첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선에 대한 단면도로서 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
박막 트랜지스터 기판(100) 위에 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(20)이 형성되어 있고, 게이트선(20)과 같은 방향으로 유지 전극선(30)이 형성되어 있다. 게이트선(20) 및 유지 전극선(30)과 절연되어 교차하는 데이터선(70)이 세로 방향으로 뻗어 있다. 이 때, 게이트선(20) 및 유지 전극선(30)과 데이터선(70)의 사이의 절연은 게이트 절연막(40)에 의하여 이루어진다. 유지 전극선(30)에는 다수의 유지 전극(31, 32, 33, 34, 35, 36)이 형성되어 있고, 게이트선(20)과 데이터선(70)이 교차하여 정의하는 화소 영역에는 박막 트랜지스터와 개구부(91, 92, 93)를 가지는 화소 전극(90)이 형성되어 있다. 이 때, 화소 전극(90)과 데이터선(70) 및 박막 트랜지스터의 사이에는 보호막(80)이 형성되어 있어서, 이들 사이를 절연시킨다. 박막 트랜지스터는 게이트선(20)의 일부인 게이트 전극(21), 데이터선(70)의 일부인 소스 전극(71), 소스 전극(71)과 대향하는 드레인 전극(72)의 3단자를 가지며 비정질 규소층(50, 51)의 일부가 채널부(51)를 형성한다. 비정질 규소층(50, 51)은 데이터선(70) 하부에도 형성되어 있다. 화소 전극(90)의 개구부(91, 92, 93)는 화소 전극(90)의 상하 중앙을 가로지르는 제3 개구부(93)와 제3 개구부(93)를 중심으로 하여 상하 반면에 사선 방향으로 형성되어 있는 제1 및 제2 개구부(91, 92)로 이루어진다.
박막 트랜지스터 기판(100)과 대향하는 색필터 기판(200)에는 블랙 매트릭스(210)와 적, 녹, 청색 색필터(220)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(210)와 색필터(220)의 위에는 오버코트막(230)이 형성되어 있으며, 오버코트막(230)의 위에는 공통 전극(240)이 형성되어 있다. 이 때, 공통 전극(240)에는 개구 패턴(410, 420, 430)이 형성되어 있다. 공통 전극(240)의 개구 패턴(410, 420, 430)은 화소 전극(90)의 개구 패턴(91, 92, 93)과 함께 화소 전극(90)을 다수의 소도메인으로 분할한다.
이 때, 다수의 소도메인은 각 도메인 내에서 액정이 기울어지는 방향에 따라 A, B, C 및 D 네 종류로 구별되며, A, B, C 및 D의 면적 비율은 1:1:1:1이 되는 것 이 바람직하고, 적어도 어느 한 종류의 소도메인의 면적을 1이라 할 때, 나머지 3개 각각의 면적은 0.9~1.1 사이에 있도록 개구부(410, 420, 430, 91, 92, 93)를 배치한다. 여기서 특히 박막 트랜지스터의 드레인 전극(72)에 의하여 가려지는 부분을 보상할 수 있도록 개구부(410, 420, 430, 91, 92, 93)를 배치하여야 한다. 즉, 도 1에서는 가장 아래의 D 도메인이 드레인 전극(72)에 의하여 가려지므로 개구부(410, 420, 430, 91, 92, 93)를 전체적으로 위쪽으로 올려 배치함으로써 A, B, C 및 D 면적의 비율이 위에서 한정한 값내에서 유지될 수 있도록 배치한다.
이렇게 하면, 4방향 도메인의 면적이 거의 동일하게 유지되므로 모든 방향에서 균일한 휘도와 시인성을 나타내게 된다.
그러면, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 살펴본다.
제2 실시예는 개구부(91, 92, 93, 410, 420, 430)를 대신하여 돌기(91, 92, 93, 410, 420, 430)가 형성되어 있는 점을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 이 때, 돌기(91, 92, 93, 410, 420, 430)는 제1 실시예의 개구부(91, 92, 93, 410, 420, 430)와 동일한 평면적 모양을 가진다. 따라서 돌기(91, 92, 93, 410, 420, 430)에 의하여 분할되는 다수의 소도메인은 각 도메인 내에서 액정이 기울어지는 방향에 따라 A, B, C 및 D 네 종류로 구별되며, A, B, C 및 D의 면적 비율은 1:1:1:1이 되는 것이 바람직하고, 적어도 어느 한 종류의 소도메인의 면적을 1이라 할 때, 나머지 3개 각각의 면적은 0.9~1.1 사이에 있도록 돌기(410, 420, 430, 91, 92, 93)를 배치한다. 여기서 특히 박막 트랜지스터의 드레인 전극(72)에 의하여 가려지는 부분을 보상할 수 있도록 돌기(410, 420, 430, 91, 92, 93)를 배치하여야 한다. 즉, 도 1에서는 가장 아래의 D 도메인이 드레인 전극(72)에 의하여 가려지므로 돌기(410, 420, 430, 91, 92, 93)를 전체적으로 위쪽으로 올려 배치함으로써 A, B, C 및 D 면적의 비율이 위에서 한정한 값내에서 유지될 수 있도록 배치한다.
이렇게 하면, 4방향 도메인의 면적이 거의 동일하게 유지되므로 모든 방향에서 균일한 휘도와 시인성을 나타내게 된다.
도 4를 참고로 하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 4를 보면, 박막 트랜지스터 기판 위에 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(20)과 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선(70)이 교차하여 화소 영역을 정의하고 있고, 각 화소 영역에는 박막 트랜지스터와 개구 패턴(901, 903, 905, 907, 909, 911)을 가지는 화소 전극(90)이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터 기판과 대향하는 색필터 기판(도시하지 않음)에는 공통 전극(도시하지 않음)이 형성되어 있는데 공통 전극도 개구 패턴(401, 403, 405, 407, 409, 411, 413)을 가진다. 공통 전극에 형성되어 있는 개구 패턴(401, 403, 405, 407, 409, 411, 413)은 점 무늬를 넣어 도시하였다. 화소 전극(90)의 개구 패턴(901, 903, 905, 907, 909, 911)과 공통 전극의 개구 패턴(401, 403, 405, 407, 409, 411, 413)은 서로 교대로 배치되어 있으며 화소 영역을 다수의 소도메인으로 분할한다. 이 때, 개구 패턴의 배치는 A와 B 영역이 그 경계선을 중심으로 하여 서로 대칭을 이루고, B와 C 영역이 그 경계선을 중심으로 하여 대칭을 이루며, C와 D 영역도 그 경계선을 중심으로 하여 서로 대칭을 이룬다. 이 때, 이들 A, B, C, D 각 영역의 경계는 화소 전극과 공통 전극이 가지는 개구 패턴(401, 403, 405, 407, 409, 411, 413, 901, 903, 905, 907, 909, 911)에 의하여 경계가 지워진다.
이 때, 다수의 소도메인은 각 도메인 내에서 액정이 기울어지는 방향에 따라 A, B, C 및 D 네 종류로 구별되며, A, B, C 및 D의 면적 비율은 1:1:1:1이 되는 것이 바람직하고, 적어도 어느 한 종류의 소도메인의 면적을 1이라 할 때, 나머지 3개 각각의 면적은 0.9~1.1 사이에 있도록 개구부(401, 403, 405, 407, 409, 411, 413, 901, 903, 905, 907, 909, 911)를 배치한다. 여기서 특히 박막 트랜지스터의 드레인 전극(72)에 의하여 가려지는 부분을 보상할 수 있도록 개구부(401, 403, 405, 407, 409, 411, 413, 901, 903, 905, 907, 909, 911)를 배치하여야 한다. 즉, 도 4에서는 C 도메인 중 하나가 드레인 전극(72)에 의하여 가려지므로 다른 부분에서 C 도메인의 면적이 보상될 수 있도록 개구부(401, 403, 405, 407, 409, 411, 413, 901, 903, 905, 907, 909, 911)를 배치한다. 이 때, C 도메인을 보상하기 위하여는 D 도메인을 좁혀야 하나 단순히 D 도메인만 좁히게 되면 A, B와의 면적 비율이 어긋나게 되므로 이점도 고려하여야 한다.
이렇게 하면, 4방향 도메인의 면적이 거의 동일하게 유지되므로 모든 방향에서 균일한 휘도와 시인성을 나타내게 된다.
이상에서는 도메인 분할 수단으로 개구 패턴과 돌기를 예로 들어 설명하였으나 이들 이외에 골도 도메인 분할 수단으로 사용할 수 있다
이상과 같이, A, B, C 및 D 도메인의 면적이 거의 동일하게 되도록 도메인 분할 수단을 배치하면 전 방향에서 균일한 휘도와 시인성을 가지는 액정 표시 장치를 마련할 수 있다.

Claims (5)

  1. 절연성 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 제1 방향으로 형성되어 있는 제1 배선,
    상기 제1 기판 위에 제2 방향으로 형성되어 있으며 상기 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있고 제1 도메인 분할 수단을 가지는 화소 전극,
    상기 제1 기판과 대향하는 절연성 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있으며 제2 도메인 분할 수단을 가지는 공통 전극
    을 포함하고, 상기 제1 도메인 분할 수단과 상기 제2 도메인 분할 수단은 하나의 상기 화소 전극을 다종류의 소도메인으로 분할하고, 이중 어느 한 종류의 소도메인의 면적을 1이라 할 때, 나머지 종류 각각의 소도메인의 면적은 0.9에서 1.1 사이의 값을 가지는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 도메인 분할 수단은 각각 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 에 형성되어 있는 개구부인 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 도메인 분할 수단은 각각 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 위에 형성되어 있는 돌기인 액정 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에서,
    상기 제1 및 제2 도메인 분할 수단에 의하여 분할되는 소도메인은 그 내부에 포함되어 있는 액정 분자의 기우는 방향에 따라 4종류로 구분되는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 가지며 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 연결되어 있고, 상기 다종류의 소도메인의 면적이 동일한 액정 표시 장치.
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