KR100895302B1 - 액정 표시 장치 및 그에 사용되는 기판 - Google Patents

Abstract

절연 기판 위에 게이트 배선과 유지 용량 배선이 형성되어 있고, 이들을 덮는 게이트 절연막이 형성되어 있으며, 게이트 절연막 위에는 데이터 배선이 형성되어 있다. 게이트선과 데이터선이 교차하여 이루는 화소 영역에는 화소 전극이 형성되어 있고, 화소 전극은 개구 패턴에 의하여 제1 내지 제3 부분으로 분할되어 있다. 제1 내지 제3 소부분의 단변 부근에는 단변과 나란하게 다수의 선형 홈이 형성되어 있다. 이러한 홈은 액정 분자의 자유 에너지를 감소시켜 액정의 배향이 흩어지는 것을 방지한다. 즉, 홈이 액정 분자를 구속하여 홈의 길이 방향으로 눕도록 유도한다.

액정표시장치, 박막트랜지스터기판, 도메인분할, 선형홈

Description

액정 표시 장치 및 그에 사용되는 기판{A liquid crystal display and substrate for the same}

도 1은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,

도 2a, 2b 및 2c는 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도로써 도 1의 II-II'선에 대한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색 필터 기판의 배치도이고,

도 4는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이고,

도 5는 도 4의 V-V'선에 대한 단면도이고,

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이고,

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이고,

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 배치도이고,

도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이고,

도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 배치도이다.

본 발명은 수직 배향형 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 도메인 분할 수단을 이용하여 화소 영역을 다수의 소도메인으로 분할함으로써 광시야각을 구현하는 수직 배향형 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 단 점을 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 소도메인을 형성하는 방식 등이 있다.

그런데, 이러한 도메인 분할형 액정 표시 장치에서는 도메인의 단변 부근에서 액정 분자의 배열이 흩어짐으로 인하여 텍스쳐가 발생한다. 텍스쳐는 휘도를 감소시키고 화질을 저하시킨다. 또한 도메인 분할 수단으로 형성하는 개구부나 돌기 등으로 인하여 개구율이 저하된다. 개구율의 저하는 휘도의 감소로 이어진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 도메인 분할형 액정 표시 장치에서 의 텍스쳐를 감소시켜 화질을 향상시키는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 소도메인 양단부에 선형 홈을 배치한다.

구체적으로는, 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선, 제1 배선과 제2 배선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 도메인 분할 수단에 의하여 다수의 소부분으로 분할되어 있는 화소 전극, 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하고, 화소 전극의 각 소부분은 단변 주변에 형성되어 있는 선형 홈을 가지는 박막 트랜지스터 기판을 마련한다.

또는, 제1 배선과 제2 배선, 제2 배선과 화소 전극을 각각 절연시키는 절연막을 포함하고, 절연막은 선형 홈을 가지며 화소 전극은 절연막이 가지는 선형 홈으로 인하여 각 소부분의 단변 주변에서 선형 요철을 이루는 박막 트랜지스터 기판을 마련한다.

또는, 화소 전극의 위에 형성되어 있으며 화소 전극의 각 소부분의 단변 주변에 형성되어 있는 선형 돌기를 가지는 박막 트랜지스터 기판을 마련한다.

또, 개구율을 증가시키기 위한 방편으로 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 배선과 분리되어 있는 제2 배선, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 및 제2 배선과 절연되어 교차하고 있으며 다수의 가지 전극을 가지는 제3 배선, 제1 배선과 제2 배선이 교차하여 정의하 는 화소 영역마다 형성되어 있으며 도메인 분할 수단에 의하여 다수의 소부분으로 분할되어 있는 화소 전극, 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하고, 화소 전극은 제3 배선과 적어도 두 부분이 중첩되어 있고, 화소 전극과 제3 배선의 상대적 위치가 변하여 어느 한쪽의 중첩 면적이 증가하면 다른 한쪽의 중첩 면적은 감소하는 박막 트랜지스터 기판을 마련한다.

이 때, 제3 배선은 굴절된 가지 전극을 가지며, 굴절된 가지 전극은 화소 전극의 두 소부분 사이에 위치하여 이들 두 소부분과 동시에 중첩할 수 있다. 또, 제3 배선은 화소 전극의 소부분 중 적어도 하나의 양쪽 변과 각각 중첩하는 두 부분을 포함할 수 있다.

개구율을 향상시키기 위한 다른 방편으로 제1 절연 기판, 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선, 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선, 제1 배선과 제2 배선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 화소 전극을 다수의 소부분으로 분할하고 있는 제1 도메인 분할 수단, 제1 배선, 제2 배선 및 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 제1 절연 기판과 대향하고 있는 제2 절연 기판, 제2 절연 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 제2 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 도메인 분할 수단과 함께 화소 전극을 다수의 소도메인으로 분할하는 제2 도메인 분할 수단을 포함하고, 제2 도메인 분할 수단은 양단부에 비하여 중앙부의 폭이 더 좁은 액정 표시 장치를 마련한다.

이 때, 제2 도메인 분할 수단의 양단부는 중앙부에 가까워질수록 폭이 점점 감소하는 첨단부와 첨단부와 중앙부 사이에 위치하며 폭이 일정한 중단부로 이루어는 것이 바람직하고, 중앙부는 정중앙으로 갈수록 폭이 점점 좁아지거나 폭이 일정할 수 있다.

이하에서는 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 2a, 2b 및 2c는 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도로써 도 1의 II-II'선에 대한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색 필터 기판의 배치도이고, 도 4는 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이고, 도 5는 도 4의 V-V'선에 대한 단면도이다.

먼저, 도 1과 도 2a 및 도 5를 참고로 하여 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판에 대하여 설명한다.

유리 등의 투명한 절연 기판(10) 위에 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(20)이 형성되어 있고, 게이트선과 나란하게 유지 용량선(30)이 형성되어 있다. 게이트선(20)에는 게이트 전극이(21) 돌기의 형태로 형성되어 있고, 유지 용량선(30)에는 제1 내지 제4 유지 전극(31, 32, 33, 34)과 유지 전극 연결부(35, 36)가 가지의 형태로 연결되어 있다. 제1 유지 전극(31)은 유지 용량선(30)에 직접 연결되어 세로 방향으로 형성되어 있고, 제2 유지 전극(32)과 제3 유지 전극(33)은 각각 제1 유지 전극(31)에 연결되어 가로 방향으로 뻗어 있다. 제4 유 지 전극(34)은 제2 및 제3 유지 전극(32, 33)에 연결되어 세로 방향으로 뻗어 있다. 유지 전극 연결부(35, 36)는 제4 유지 전극(34)과 이웃하는 화소의 제1 유지 전극(31)을 연결하고 있다. 게이트 배선(20, 21)과 유지 용량 배선(30, 31, 32, 33, 34, 35, 36) 위에는 게이트 절연막(40)이 형성되어 있고, 게이트 전극(21) 상부의 게이트 절연막(40) 위에는 비정질 규소로 이루어진 반도체층(50)이 형성되어 있다. 반도체층(50)의 위에는 인(P) 등의 N형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소로 이루어진 접촉층(61, 62)이 형성되어 있다. 양쪽 접촉층(61, 62)의 위에는 각각 소스 전극(71)과 드레인 전극(72)이 형성되어 있고, 소스 전극(71)은 게이트 절연막(40) 위에 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선(70)에 연결되어 있다. 데이터 배선(70, 71, 72)의 위에는 드레인 전극(72)을 노출시키는 접촉구(81)를 가지는 보호막(80)이 형성되어 있고, 보호막(80)의 위에는 접촉구(81)를 통하여 드레인 전극(72)과 연결되어 있는 화소 전극(90)이 형성되어 있다. 화소 전극(90)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어진다.

이 때, 화소 전극(90)은 제1 내지 제3 소부분(91, 92, 93)으로 분리되어 있으며 이들 소부분은 연결부(94, 95, 96)를 통하여 서로 연결되어 되어 있다. 제1 소부분(91)은 두 게이트선(20)과 두 데이터선(70)의 교차에 의하여 정의되는 화소 영역의 하반면에 네 모서리가 잘려나간(이하 "모따기"라 한다.) 직사각형 모양으로 형성되어 있고, 접촉구(81)를 통하여 드레인 전극(72)과 직접 연결되어 있다. 제2 및 제3 소부분(92, 93)은 화소 영역의 상반면에 역시 네 모서리가 잘려나간 직사각 형 모양으로 형성되어 있다. 제2 소부분(92)은 제1 소부분(91)과 제1 및 제2 연결부(94, 96)를 통하여 연결되어 있고, 제3 소부분(93)은 제2 소부분(92)과 제3 연결부(95)를 통하여 연결되어 있다. 이 때, 제1 소부분(91)과 제2 소부분(92)의 사이에는 제2 유지 전극(32)이 위치하고 제2 소부분(92)과 제3 소부분(93)의 사이에는 제3 유지 전극(33)이 위치하며, 제1 유지 전극(31)과 제4 유지 전극(34)은 화소 전극(90)과 데이터선(70)의 사이에 위치한다. 제1 소부분(91)은 데이터선과 나란한 변이 게이트선과 나란한 변에 비하여 길고, 제2 소부분과 제3 소부분은 데이터선과 나란한 변이 게이트선과 나란한 변에 비하여 짧다. 이 때, 제2 및 제3 소부분(92, 93)은 제1 및 제4 유지 전극(31, 34)과 중첩되나 제1 소부분(91)은 제1 및 제4 유지 전극(31, 34)과 중첩되지 않는다.

여기서, 제1 내지 제3 소부분(91, 92, 93)의 단변 부근에는 단변과 나란하게 다수의 선형 홈(98)이 형성되어 있다. 이러한 홈은 액정 분자의 자유 에너지를 감소시켜 액정의 배향이 흩어지는 것을 방지한다. 즉, 홈이 액정 분자를 구속하여 홈의 길이 방향으로 눕도록 유도한다. 이 때, 홈의 폭은 좁을수록 좋으나 공정적인 한계를 고려할 때 2~7㎛ 정도가 적당하고 홈 사이의 간격도 2~7㎛ 정도가 적당하다. 홈의 수는 각 부분마다 1~5개 사이로 하는 것이 바람직하다.

유지 용량선(30)은 게이트선(20)과 제3 소부분(93) 사이에 위치한다. 이 때, 유지 용량선(30), 유지 전극(31, 32, 33, 34) 및 유지 전극 연결부(35, 36)에는 후술하는 색 필터 기판의 공통 전극에 인가되는 전위가 인가되는 것이 보통이다.

이상과 같이, 데이터선과 화소 전극 사이 및 게이트선과 화소 전극 사이에 공통 전위가 인가되는 유지 용량선이나 유지 전극을 배치하면 데이터선 전위와 게이트선 전위가 화소 영역의 전계에 미치는 영향을 유지 용량선과 유지 전극이 차단하여 안정된 소도메인을 형성할 수 있다. 또한, 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93)의 단변 부근에 선형 홈을 형성함으로써 텍스쳐의 발생을 억제할 수 있다.

다음, 도 3과 도 5를 참고로 하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 색 필터 기판에 대하여 설명한다.

유리 등으로 이루어진 투명한 기판(100) 위에 크롬/산화크롬 이중층으로 이루어진 블랙 매트릭스(200)가 형성되어 있어서 화소 영역을 정의하고 있다. 각 화소 영역에는 빨강(R), 초록(G), 파랑(B) 색의 색 필터(310, 320, 330)가 형성되어 있다. 색 필터(310, 320, 330)의 위에는 오버코트막(600)이 색 필터(310, 320, 330)를 덮어 보호하고 있고, 오버코트막(600)의 위에는 투명한 도전체로 이루어진 공통 전극(400)이 형성되어 있다. 공통 전극(400)에는 개구 패턴(410, 420, 430)이 형성되어 있다. 이 때, 개구 패턴(410, 420, 430)은 제1 내지 제3 개구부(410, 420, 430)로 이루어져 있다. 제1 개구부(410)는 화소 영역의 하반부를 좌우로 양분하고 있고, 제2 개구부(420)와 제3 개구부(430)는 화소 영역의 상반부를 상하로 3분하고 있다. 각 개구부(410, 420, 430)의 양끝 부분은 점점 확장되어 이등변 삼각형 모양을 이루고 있으며, 이들 각 개구부(410, 420, 430)는 서로 분리되어 있다.

그러면, 도 4와 도 5를 참고로 하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표 시 장치에 대하여 설명한다.

도 1의 박막 트랜지스터 기판과 도 3의 색 필터 기판을 정렬하여 결합하고, 두 기판 사이에 액정 물질(900)을 주입하여 그에 포함되어 있는 액정 분자의 장축을 수직으로 배향하며, 두 개의 편광판(11, 101)을 두 기판(10, 100)의 외부에 그 편광축이 서로 직교하도록 배치하면 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치가 마련된다.

두 기판(10, 100)이 정렬된 상태에서는 박막 트랜지스터 기판의 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93)과 색 필터 기판의 공통 전극(400) 위에 형성되어 있는 제1 내지 제3 개구부(410, 420, 430)가 중첩하여 화소 영역을 다수의 소도메인으로 분할한다. 각 소도메인은 두 개의 장변과 두 개의 단변을 가지며 데이터선 또는 게이트선과 나란한 방향으로 길쭉한 모양을 가진다. 이 때, 소도메인의 단변 부근에는 선형 홈(98)이 장변에 수직으로 이루도록 배치되어 있다.

한편, 화소전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93)은 두 개의 장변과 두 개의 단면으로 이루어지며, 각 소부분의 장변은 데이터선(70) 또는 게이트선(20)과 나란하고, 편광판의 편광축과는 45°를 이룬다. 여기서, 데이터선(70)이나 게이트선(20)과 인접하여 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93)의 장변이 위치하고 있는 경우에는 데이터선(70)과 장변 사이 및 게이트선(20)과 장변 사이에 유지 용량선(30)이나 유지 전극(31, 32, 33, 34)이 배치된다. 한편, 화소 전극의 각 소부분(91, 92, 93)의 단변 주변에는 유지 용량 배선(30, 31, 32, 33, 34)이 배치되지 않거나, 배치되어 있는 경우에는 화소 전극(90)에 의하여 완전히 덮이거나 또는 화소 전극(90)으로부터 3㎛ 이상 멀리 떨어져 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 유지 용량 배선(30, 31, 32, 33, 34)을 배치하는 이유는 데이터선(70) 또는 게이트선(20)이 화소 전극 소부분(91, 92, 93)의 장변과 인접하는 부분에서는 데이터선(70) 또는 게이트선(20)의 전위가 도메인 형성을 방해하는 방향으로 작용하고, 반대로 단변과 인접하는 부분에서는 데이터선(70) 또는 게이트선(20)의 전위가 도메인 형성을 돕는 방향으로 작용하기 때문이다.

액정 물질(900)은 공통 전극(400)과 화소 전극(90) 사이에 주입되어 있으며, 액정 분자의 장축은 기판(10, 100) 면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다. 공통 전극(400)과 화소 전극(90) 사이에 구동 전압이 인가되면 개구부(410, 420, 430)와 소부분(91, 92, 93)에 의하여 프린지 필드가 형성되어 액정 분자는 소도메인별로 특정한 방향으로 기울어진다. 이 때, 액정 분자는 장축이 소도메인의 장변에 대하여 수직을 이루는 방향으로 기울어지는데 소도메인의 단변 부근에서는 프린지 필드가 일그러지면서 액정 분자의 배향도 흩어지려는 경향을 띈다. 그러나 선형 홈(98)이 액정 분자를 구속하여 선형 홈(98)과 나란한 방향으로 기울어지도록 유도한다. 따라서 소도메인의 단변 부근에서도 액정 분자의 배향이 흩어지지 않게 되어 텍스쳐가 감소한다.

본 발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치는 선형 홈(98)이 형성되어 있는 층이 다르다는 점을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 즉, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 보호막(80)과 게이트 절연막(40)에 선형 홈(98)을 형성함으로써 화소 전극(90) 표면에 요철을 형성한다. 이러한 선형 홈(98)의 효과는 제1 실시예에서와 동일하다. 다만, 보호막(80)과 게이트 절연막(40) 두 층에 걸쳐 홈을 형성하기 때문에 홈의 깊이를 크게 할 수 있는 이점이 있다. 그러나, 때에 따라서는 보호막(80)에만 홈을 형성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 보호막(80)을 유기 절연막으로 형성하는 경우에는 그 두께가 충분히 두껍고 무기 절연막으로 이루어진 게이트 절연막(40)과 식각 선택성이 있으므로 보호막(80)에만 홈을 형성하는데 문제가 없다.

본 발명의 제3 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치는 선형 홈을 형성하는 대신에 돌기(98)를 형성한다는 점을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 즉, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예의 선형 홈(98)과 동일한 패턴으로 돌기(98)를 형성한다. 이해의 편의를 위하여 돌기의 도면 번호도 선형 홈과 동일하게 98로 나타내었다. 돌기(98)를 두는 효과는 제1 실시예에서 선형 홈(98)을 두는 것과 동일하다. 즉, 소도메인의 단변 부근에서 텍스쳐가 발생하는 것을 억제하는 것이다.

다음은 도메인 분할형 액정 표시 장치에 있어서 휘도를 저하시키는 다른 원인인 개구율 저하 문제를 개선할 수 있는 방법을 살펴본다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판도 그 기본 구조는 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판과 거의 동일하다. 다만, 선형 홈(98)이 없고 유지 용량 배선(30, 31, 32, 33, 34, 35, 36)과 화소 전극(90)과의 상대적 배치가 다르다. 선형 홈(98)은 제4 실시예에서는 설명의 단순화를 위하여 제외시키고 있으나 그대로 적용하더라도 무방하다. 즉, 제1 실시예에서는 제2 및 제3 유지 전극(32, 33)이 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93) 사이에 놓여 있고, 이들 소부분(91, 92, 93)과 중첩되지 않도록 형성되어 있다. 즉, 제2 및 제3 유지 전극(32, 33)의 폭(4㎛)에 비하여 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93) 사이의 간격(7.5㎛)이 더 크게 형성되어 있다. 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93) 사이의 간격은 박막 트랜지스터 기판의 제조 과정에서 정렬 오차가 발생하더라도 제2 및 제3 유지 전극(32, 33)이 화소 전극(90)의 소부분(91, 92, 93)과 중첩하지 않을 수 있을 정도로 충분히 넓게 형성되어 있다. 이는 정렬 오차로 인하여 유지 용량이 변동하는 것을 방지하기 위함이다. 그러나 제4 실시예에서는 제2 유지 전극(32)은 제3 소부분(93)과 일부 중첩되어 있고, 제3 유지 전극(33)은 제1 소부분(91)과 일부 중첩되어 있으며, 유지 용량선(30)은 제3 소부분(93)의 위쪽 장변 부분과 일부 중첩되어 있고, 제1 유지 전극(31)은 연장되어 제1 소부분(91)의 아래쪽 단변 부분과 중첩하는 부분을 가진다. 이 때, 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93) 사이의 간격은 제2 및 제3 유지 전극(32, 33)의 폭과 동일하거나 또는 그보다 작을 수도 있다. 이와 같이 화소 전극(90)의 각 소부분(91, 92, 93) 사이의 간격을 좁게 형성하면 그만큼 액정 표시 장치의 개구율이 증가한다. 또한 제조 공정상 정렬 오차가 발생하더라도 유지 용량이 변동하지는 않는데 그 이유는 다음과 같다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 유지 용량선(30)은 제3 소부분(93)의 위쪽 장변 부분과 일부 중첩하고 있고, 제2 유지 전극(32)은 제3 소부분(93)의 아래쪽 장변 부분과 일부 중첩하고 있으며, 또한 제3 유지 전극(33)은 제1 소부분(91)의 위쪽 단변 부분과 중첩하고 있고, 제1 유지 전극(31)은 연장되어 제1 소부분(91)의 아래쪽 단변 부분과 중첩하고 있다. 따라서 정렬 오차가 아래쪽이나 위쪽 어느 방향으로 발생하더라도 유지 용량 배선(30, 31, 32, 33, 34, 35, 36)과 화소 전극(90)이 중첩하는 면적은 거의 변화하지 않는다. 즉, 유지 용량선(30)과 제3 소부분(93)이 중첩하는 면적의 증감과 제2 유지 전극(32)과 화소 전극(90)이 중첩하는 면적의 증감이 서로 상쇄되며, 제3 유지 전극(33)과 화소 전극(90)이 중첩하는 면적의 증감과 제1 유지 전극(31)과 화소 전극(90)이 중첩하는 면적의 증감이 서로 상쇄되어 전체로는 유지 용량 배선(31, 32, 33, 34, 35, 36)과 화소 전극(90)이 중첩하는 면적은 거의 변화하지 않게 된다.

이상과 같이 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 종래 공정상의 정렬 오차를 고려하여 희생하였던 화소 전극의 면적을 되살려 냄으로써 액정 표시 장치의 개구율을 향상시킬 수 있다.

개규율을 향상시킬 수 있는 다른 실시예를 설명한다.

도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판도 그 기본 구조는 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판과 거의 동일하다. 다만, 선형 홈(98)이 없고 유지 용량 배선(31, 32, 33, 34, 35, 36) 자체의 구조와 유지 용량 배선(31, 32, 33, 34, 35, 36)과 화소 전극(90)과의 상대적 배치가 다르다. 즉, 유지 용량선이 없고 제2 및 제3 유지 전극(32, 33)이 굴절되어 있어서 제2 유지 전극(32)은 화소 전극(90)의 제3 소부분(93) 및 제2 소부분(92)과 동시에 일부가 중첩하고 있고, 제3 유지 전극(33)은 화소 전극(90)의 제1 소부분(91) 및 제2 소부분(92)과 동시에 중첩하고 있다. 따라서 제조 공정상의 정렬 오차가 발생하더라도 제2 유지 전극(32)이 제3 소부분(93)과 중첩하는 면적의 증감과 제2 유지 전극(32)이 제2 소부분(92)과 중첩하는 면적의 증감이 상쇄되고, 제3 유지 전극(33)이 제2 소부분(92)과 중첩하는 면적의 증감과 제3 유지 전극(33)이 제1 소부분(91)과 중첩하는 면적의 증감이 서로 상쇄되어 전체적으로는 화소 전극(90)과 유지 용량 배선(31, 32, 33, 34, 35, 36)이 중첩하는 면적은 변동하지 않는다. 따라서 정렬 오차가 발생하더라도 유지 용량은 변동하지 않는다.

개구율을 향상시킬 수 있는 또 다른 방법을 제6 및 제7 실시예로써 설명한다. 제6 및 제7 실시예에서는 공통 전극에 형성되어 있는 개구부 패턴의 모양을 변경한다.

먼저, 제6 실시예를 설명한다.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 배치도이고, 도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치를 정면에서 바라 볼 때의 화소 전극과 공통 전극 개구부의 배치도이다.

제6 실시예에 따른 액정 표시 장치는 공통 전극(400)이 가지는 개구부(410, 420, 430)의 모양이 다르다는 점과 선형 홈(98)이 형성되어 있다는 점을 제외하고는 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치와 동일하다. 선형 홈(98)은 제6 실시예에서는 제외시키고 있으나 그대로 적용하더라도 무방하다. 따라서 제6 실시예가 제1 실시예와 구별되는 차이는 개구부(410, 420, 430)의 폭이 중앙부에서 한 단계 더 감소되어 있다는 점이다.

이와 같이 하면 개구부(410, 420, 430)가 차지하는 면적이 감소하여 액정 표시 장치의 개구율이 향상된다. 그러나 개구부(410, 420, 430)의 폭이 중앙부에서 감소하더라도 도메인 분할에는 지장이 없다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 소도메인인의 장변의 중앙부에서는 텍스쳐가 거의 발생하지 않고 액정의 배열이 충분히 균일하기 때문에 개구부(410, 420, 430)의 폭을 좁히더라도 그로 인한 영향은 별로 없기 때문이다.

도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치용 색 필터 기판의 배치도이다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 제7 실시예에 따른 액정 표시 장치는 공통 전극(400)이 가지는 개구부의 모양을 제외하면 제6실시예에 따른 액정 표시 장치와 동일하다. 제6 실시예에서는 개구부(410, 420, 430)의 중앙부가 양단부에 비하여 폭이 좁은 정도가 일정하다. 즉, 중앙부가 양단부와 계단형으로 폭을 달리하여 형성되어 있다. 그러나 제7 실시예에서는 개구부(410, 420, 430)의 양단부에서 중 앙부로 갈수록 점차로 폭이 좁아지도록 형성되어 있다.

제7 실시예에서 개구부(410, 420, 430)의 폭을 중앙부로 갈수록 좁게 형성하는 효과는 제6 실시예에서와 같이 개구율의 향상이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 화소 전극과 공통 전극에 형성하는 개구부의 배치는 여러 다양한 변형이 있을 수 있으며, 개구부를 형성하는 대신 돌기를 두는 등의 변형도 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 화소 전극에 선형 홈을 형성하여 텍스쳐를 감소 시킬 수 있고, 개구부의 모양을 변형시킴으로써 개구율을 향상시킬 수 있으며, 이를 통하여 우수한 화질의 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.

Claims (10)

1. 절연 기판,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선,

   상기 제1 배선과 상기 제2 배선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 도메인 분할 수단에 의하여 복수의 소부분으로 분할되어 있는 화소 전극, 그리고

   상기 제1 배선, 상기 제2 배선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터

   를 포함하고,

   상기 화소 전극의 각 소부분은 단변 주변에 형성되어 있는 적어도 하나의 선형 홈을 포함하는 박막 트랜지스터 기판.
2. 절연 기판,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선,

   상기 제1 배선과 상기 제2 배선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 도메인 분할 수단에 의하여 복수의 소부분으로 분할되어 있는 화소 전극,

   상기 제1 배선, 상기 제2 배선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터,

   상기 제1 배선과 상기 제2 배선, 상기 제2 배선과 상기 화소 전극을 각각 절연시키는 절연막

   을 포함하고,

   상기 절연막은 적어도 하나의 선형 홈을 가지며 상기 화소 전극은 상기 절연막이 가지는 선형 홈으로 인하여 각 소부분의 단변 주변에서 적어도 하나의 선형 요철을 이루는 박막 트랜지스터 기판.
3. 절연 기판,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선,

   상기 제1 배선과 상기 제2 배선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 도메인 분할 수단에 의하여 복수의 소부분으로 분할되어 있는 화소 전극,

   상기 화소 전극 위에 형성되어 있으며 상기 화소 전극의 각 소부분의 단변 주변에 위치하는 적어도 하나의 선형 돌기, 그리고

   상기 제1 배선, 상기 제2 배선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터

   를 포함하는 박막 트랜지스터 기판.
4. 절연 기판,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 배선과 분리되어 있는 제2 배선,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 및 제2 배선과 절연되어 교차하고 있으며 다수의 가지 전극을 가지는 제3 배선,

   상기 제1 배선과 상기 제2 배선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 도메인 분할 수단에 의하여 복수의 소부분으로 분할되어 있는 화소 전극,

   상기 제1 배선, 상기 제2 배선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터

   를 포함하고,

   상기 화소 전극은 상기 제3 배선과 적어도 두 부분이 중첩되어 있고, 상기 화소 전극과 상기 제3 배선의 상대적 위치가 변하여 어느 한쪽의 중첩 면적이 증가하면 다른 한쪽의 중첩 면적은 감소하는 박막 트랜지스터 기판.
5. 제4항에서,

   상기 제3 배선은 굴절된 가지 전극을 가지며, 상기 굴절된 가지 전극은 상기 화소 전극의 두 소부분 사이에 위치하여 이들 두 소부분과 동시에 중첩하는 박막 트랜지스터 기판.
6. 제4항에서,

   상기 제3 배선은 상기 화소 전극의 소부분 중 적어도 하나의 양쪽 변과 각각 중첩하는 두 부분을 포함하는 박막 트랜지스터 기판.
7. 제1 절연 기판,

   상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 배선,

   상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 배선과 절연되어 교차하고 있는 제2 배선,

   상기 제1 배선과 상기 제2 배선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극,

   상기 화소 전극을 복수의 소부분으로 분할하고 있는 제1 도메인 분할 수단,

   상기 제1 배선, 상기 제2 배선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터,

   상기 제1 절연 기판과 대향하고 있는 제2 절연 기판,

   상기 제2 절연 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극,

   상기 제2 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 도메인 분할 수단과 함께 상기 화소 전극을 다수의 소도메인으로 분할하는 제2 도메인 분할 수단

   을 포함하고,

   상기 제2 도메인 분할 수단은 양단부에 비하여 중앙부의 폭이 더 좁은 액정 표시 장치.
8. 제7항에서,

   상기 제2 도메인 분할 수단의 양단부는 상기 중앙부에 가까워질수록 폭이 점점 감소하는 첨단부와 상기 첨단부와 상기 중앙부 사이에 위치하며 폭이 일정한 중단부로 이루어지는 액정 표시 장치.
9. 제8항에서,

   상기 중앙부는 정중앙으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 액정 표시 장치.
10. 제8항에서,

    상기 중앙부는 폭이 일정한 액정 표시 장치.

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