KR100980023B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인접한 화소에서 서로 대응하는 배향 방향 중 적어도 하나 이상이 서로 다른 방향을 가지도록 배향막을 배향하는 것을 특징으로 한다. 그 결과 배향 방향 간의 경계에서 발생하는 텍스쳐가 게이트선 또는 데이터선에 의하여 가리워져 시인되지 않아 표시 품질이 향상되며, 화상을 표시하는 화소 영역에 존재하던 텍스처가 줄어들게 되므로 광 투과율이 증가하여 휘도가 향상된다. 한편, 다양한 방향으로 액정이 배향됨에 따라 시야각 특성도 향상된다.
광 배향, 인접 화소, 배향 방향

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다.
이러한 수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위하여 하나의 화소에 액정의 배향 방향이 다른 복수의 도메인(domain)을 형성할 수 있다.
이와 같이 하나의 화소에 복수의 도메인을 형성하는 수단으로 전기장 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법이 있다. 이 방법은 절개부의 가장자리(edge)와 이와 마주하는 전기장 생성 전극 사이에 형성되는 프린지 필드(fringe field)에 의해 액정이 프린지 필드에 수직하는 방향으로 배향됨으로써 복수의 도메인을 형성할 수 있다.
그러나 이러한 구조는 개구율이 떨어질 뿐만 아니라, 절개부 가까이에 위치한 액정은 프린지 필드에 수직하는 방향으로 쉽게 배향될 수 있지만 절개부에서 멀리 떨어진 중앙부에 위치하는 액정은 랜덤 모션(random motion)이 발생하여 응답 속도가 느려지고 역방향 도메인이 형성되어 순간 잔상이 나타날 수 있다.
하나의 화소에 복수의 도메인을 형성하는 다른 수단으로 배향막에 광을 조사하여 액정의 배향 방향 및 배향 각도를 제어하는 광 배향 방법이 있다. 광 배향 방법은 전기장 생성 전극에 절개부를 형성할 필요가 없어서 개구율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 광 배향시 발생하는 선 경사각(pretilt angle)에 의해 액정의 응답시간도 개선할 수 있다.
한편 수직 배향 모드의 액정 표시 장치는 전면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어질 수 있는데, 이를 해결하기 위하여 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고 두 개의 부화소의 전압을 달리하는 방법이 제시되었다.
그러나 광 배향 방법을 적용하는 경우, 광 배향에 의해 서로 다른 방향으로 배열되는 경계 영역에는 텍스처(texture)가 발생한다. 이러한 텍스처는 투과율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 외부에서 얼룩으로 시인되어 표시 특성이 저하될 수 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 배향 방법을 적용하는 액정 표 시 장치에서 텍스처가 시인되는 것을 줄여 표시 특성을 개선하는 것이다.
본 발명에서는 인접하는 화소에서 서로 대응하는 광 배향 방향 중 적어도 하나 이상이 서로 다른 방향을 가지도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 인접하는 화소에서 하부 배향막 또는 상부 배향막 중 적어도 하나 이상이 서로 다른 배향 방향으로 배열되어 액정 표시 장치를 기준으로 액정이 서로 다른 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 배향막을 포함하며, 게이트선 및 데이터선을 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하며, 제2 배향막을 포함하는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하며, 상기 게이트선 및 데이터선에 의하여 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있으며, 인접하는 상기 화소내의 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막의 배향 방향을 각각 서로 비교할 때 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막 중 적어도 하나의 배향 방향이 다르다.
상기 인접하는 상기 화소는 화소군을 이루며, 상기 화소군이 연속적으로 배열 될 수 있다.
상기 하나의 화소내의 제1 배향막의 배향 방향과 상기 제2 배향막의 배향 방향은 서로 수직을 이룰 수 있다.
상기 화소군은 2ⅹ2 행렬 형태를 이루는 4개의 화소로 이루어질 수 있다.
상기 화소군을 이루는 각 화소는 모두 서로 다른 방향으로 상기 액정층을 배 향 시킬 수 있다.
상기 화소군은 순환형 배향 방향을 가질 수 있다.
상기 순환형 배향 방향을 가지는 화소군은 열방향으로 인접하는 화소군과 하나의 열만큼 어긋나서 배열될 수 있다.
상기 화소군은 비순환형 배향 방향을 가질 수 있다.
상기 화소군은 하나의 행에 2개의 화소로 이루어지거나 하나의 열에 2개의 화소로 이루어질 수 있다.
상기 화소군을 이루는 각 화소에 위치하는 제1 배향막 및 제2 배향막 중 적어도 하나는 하나의 화소내에서 서로 다른 배향 방향을 가지도록 배향될 수 있다.
상기 서로 다른 배향 방향은 반대 방향일 수 있다.
상기 화소군은 순환형 배향 방향을 가질 수 있다.
상기 화소군은 비순환형 배향 방향을 가질 수 있다.
상기 제1 기판은 서로 간극(gap)을 두고 분리되어 있는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하는 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 부화소 전극은 계단 모양을 가지는 부분을 포함하고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제1 부화소 전극을 둘러싸고 있을 수 있다.
상기 화소군을 이루는 하나의 화소 내에 위치하는 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극상에서 모두 동일한 방향을 가질 수 있다.
상기 화소군을 이루는 하나의 화소 내에 위치하는 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막 중 어느 하나의 배향막은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극상에서 모두 동일한 방향을 가지며, 다른 하나의 배향막은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극 상에서 서로 다른 방향을 가질 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 R(적색), G(녹색), B(청색), W(흰색)의 4색으로 화상을 표시할 수 있다.
상기 4색은 각각 화소열을 따라서 형성되고, 인접한 화소열은 서로 다른 색을 가지도록 형성되거나, 상기 2ⅹ2 행렬 형태를 가지는 화소군마다 4색을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 배향막의 배향 방향은 광 배향 방법에 의하여 결정될 수 있다.
이와 같이 인접하는 화소간의 광 배향 방향이 서로 다른 방향을 가지도록 하여, 광 배향 방향의 달라지는 부분이 게이트선 또는 데이터선으로 자연적으로 가려지도록 하여 텍스처가 외부에서 시인되지 않도록 한다. 또한, 화상을 표시하는 화소 영역에 존재하던 텍스처가 줄어들게 되므로 광 투과율이 증가하며, 표시 얼룩이 감소하여 표시 특성도 증가시킨다. 또한, 다양한 방향으로 액정이 배향됨에 따라 시야각 특성도 향상된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한 다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 개략적 회로 구조를 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 신호선(signal line)(121, 131, 171a, 171b) 및 이에 연결되어 있는 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 반면, 도 2 내지 도 5에 도시한 구조로 볼 때 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 하부 표시판(100)에는 화소 전극(191)이 형성되어 있고 상부 표시판(200)에는 공통 전극(270)이 형성되어 있으며, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 위에는 각각 배향막(11, 21)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 서로 분리된 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함한다.
신호선(121, 131, 171a, 171b)은 하부 표시판(100)에 구비되어 있으며, 게이트 신호를 전달하는 게이트선(gate line)(121), 데이터 전압을 전달하는 한 쌍의 데이터선(data line)(171a, 171b) 및 유지 전압이 인가되어 있는 유지 전극선(storage electrode line)(131)을 포함한다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 각 부화소(PXa, PXb)는 스위칭 소자(Qa, Qb)와 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(Csta, Cstb)를 포함한다.
스위칭 소자(Qa/Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 삼단자 소자로서, 게이트 전극은 게이트선(121)과 연결되어 있고 소스 전극은 데이터선(171a/171b)과 연결되어 있으며 드레인 전극은 액정 축전기(Clca/Clcb) 및 유지 축전기(Csta/Cstb)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clca/Clcb)는 하부 표시판(100)의 부화소 전극(191a/191b)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(191a/191b, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 부화소 전극(191a/191b)은 스위칭 소자(Qa/Qb)와 연결되며, 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다.
액정 축전기(Clca/Clcb)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Csta/Cstb)는 하부 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(131)과 화소 전극(191a/191b)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다. 유지 축전기(Csta/Cstb)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
도 2를 참고하면, 화소 전극(191)은 세로 방향으로 긴 직사각형 모양이며, 제1 부화소 전극(191a)은 제2 부화소 전극(191b)으로 둘러싸여 있다.
제1 부화소 전극(191a)은 세로 방향으로 긴 동일한 직사각형 두 개가 가로 방향으로 어긋나서 붙어 있는 모양이며, 직사각형 두 개를 정확하게 붙이면 대략 정사각형이 된다. 그러나 제1 부화소 전극(191a)의 가로와 세로의 길이의 비는 이와 다를 수 있다.
제2 부화소 전극(191b)은 너비가 대체로 일정한 간극(91)을 사이에 두고 제1 부화소 전극(191a)을 둘러싸고 있으며, 제1 부화소 전극(191a)의 위쪽에 위치하는 상부 전극 조각과 아래 쪽에 위치하는 하부 전극 조각 및 이 둘을 제1 부화소 전극(191a)의 좌우에서 연결하는 연결 조각을 포함한다.
제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191a)보다 크며 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 세로 길이의 비를 조절함으로써 원하는 면적비를 만들 수 있다. 예를 들면 제2 부화소 전극(191b)의 면적이 제1 부화소 전극(191a) 면적의 대략 두 배일 수 있는데, 이 경우 제1 부화소 전극(191a), 상부 전극 조각 및 하부 전극 조각이 모두 동일한 면적을 가질 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며 수직 배향되어 있다. 기판(110, 210)의 바깥 면에는 각각 편광자(도시하지 않음)가 부착될 수 있으며, 편광자의 편광축은 서로 직교하며 가로 및 세로 방향과 약 45도 기울어져 있을 수 있다.
액정층(3)에 전기장이 없을 때, 즉 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 전압 차이가 없을 때 액정 분자(31)는 배향막(11, 21) 표면에 수직이거나 수직에서 약간 기울어진 상태에 있을 수 있다.
이와 같이, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 전위차가 생기면 표시판(100, 200)의 면에 거의 수직인 전기장이 액정층(3)에 생성된다. [앞으로 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)을 아울러 "전기장 생성 전극(field generating electrode)"라 한다.] 그러면 액정층(3)의 액정 분자들(31)은 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직을 이루도록 기울어지며, 액정 분자(31)가 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사된 빛의 편광의 변화 정도가 달라진다. 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나며 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.
그러면 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 화소 구조에 대하여 도 2 내지 도 5를 참고로 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치에서 유지 전극선을 따로 떼어 나타낸 배치도이고, 도 4는 도 2의 액정 표시 장치에서 화소 전극을 따로 떼어 나타낸 배치도이고, 도 5는 도 2의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 5을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판(박막 트랜지스터 표시판)(100)과 상부 표시판(공통 전극 표시판)(200) 및 액정층(3)을 포함한다.
먼저 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명한다.
절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 위로 돌출한 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)과 폭이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 두 개의 게이트선(121) 사이에 위치한다.
도 3를 참고하면, 유지 전극선(131)은 열린 사각형 띠 모양의 유지 전극(137)과 이에 연결되어 있는 연결부(136)를 포함한다. 유지 전극(137)은 가로 전극(133, 134a, 134b) 및 세로 전극(135)을 포함하며, 가로 전극(133, 134a, 134b)은 세로 전극(135)보다 띠의 너비가 넓다. 가로 전극(133, 134a, 134b)은 상부 전극(133)과 우하부 전극(134a) 및 좌하부 전극(134b)을 포함한다. 상부 전극(134a)의 한쪽 끝과 우하부 전극(134a)의 한 쪽 끝이 하나의 세로 전극(135)으로 연결되어 있고, 상부 전극(134a)의 다른 쪽 끝과 좌하부 전극(134b)의 한쪽 끝은 다른 세로 전극(135)으로 연결되어 있다. 우하부 전극(134a)과 좌하부 전극(134b)의 다른 쪽 끝은 거리를 두고 서로 떨어져서 열린 사각형 모양을 만든다. 연결부(136)는 대략 세로 전극(135)의 중앙에 연결되어 있다.
게이트 도전체(121, 131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 및 제2 선형 반도체(151a, 151b)(도면에는 151a는 나타나 있고 151b는 나타나 있지 않으나 편의상 151b라 부호를 부여함)가 형성되어 있다. 제1/제2 선형 반도체(151a/151b)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 제1/제2 게이트 전극(124a/124b)을 향하여 뻗어 나온 제1/제2 돌출 부(154a/154b)를 포함한다.
제1 선형 반도체(151a) 위에는 제1 선형 저항성 접촉 부재(161a) 및 제1 섬형 저항성 접촉 부재(165a)가 형성되어 있다. 제1 선형 저항성 접촉 부재(161a)는 돌출부(163a)를 포함하며, 제1 돌출부(163a)와 제1 섬형 저항성 접촉 부재(165a)는 쌍을 이루어 제1 돌출부(154a) 위에서 마주한다.
제2 선형 반도체(151b) 위에는 제2 선형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음) 및 제2 섬형 저항성 접촉 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 제2 선형 저항성 접촉 부재 또한 돌출부(도시하지 않음)를 포함하며, 이 돌출부와 제2 섬형 저항성 접촉 부재는 쌍을 이루어 제2 돌출부(154b) 위에서 마주한다.
제1 선형 저항성 접촉 부재(161a) 위에는 제1 데이터선(171a)이 형성되어 있고, 제1 섬형 저항성 접촉 부재(165a) 위에는 제1 드레인 전극(175a)이 형성되어 있다. 제2 선형 저항성 접촉 부재 위에는 제2 데이터선(171b)이 형성되어 있고, 제2 섬형 저항성 접촉 부재 위에는 제2 드레인 전극(175b)이 형성되어 있다.
제1 및 제2 데이터선(171a, 171b)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 연결부(136)와 교차한다. 제1/제2 데이터선(171a/171b)은 제1/제2 게이트 전극(124a/124b)을 향하여 뻗은 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 넓은 끝 부분(179a179b)을 포함한다.
제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 제1/제2 게이트 전극(124a/124b) 위에서 제1/제2 소스 전극(173a/173b)의 구부러진 부분으로 일부 둘러싸인 한 쪽 끝 부분에서 출발하여 위로 뻗어 나간다.
제1 저항성 접촉 부재(161a, 165a)는 그 아래의 제1 반도체(151a)와 그 위의 제1 데이터선(171a) 및 제1 드레인 전극(175a) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 제2 저항성 접촉 부재는 그 아래의 제2 반도체(151b)와 그 위의 제2 데이터선(171b) 및 제2 드레인 전극(175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 제1 선형 반도체(151a)는 제1 데이터선(171a), 제1 드레인 전극(175a) 및 제1 저항성 접촉 부재(161a, 165a)와 실질적으로 동일한 평면 모양이다. 제2 선형 반도체(151b)는 제2 데이터선(171b), 제2 드레인 전극(175b) 및 제2 저항성 접촉 부재와 실질적으로 동일한 평면 모양이다. 그러나 반도체(151a, 151b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
제1 및 제2 데이터선(171a, 171b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 및 노출된 반도체(151a, 154b) 부분 위에는 보호막(protection layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어진 하부막(180p)과 상부막(180q)을 포함한다. 하부막(180p)과 상부막(180q) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
보호막(180)에는 데이터선(171a, 171b)의 끝 부분(179a, 179b)을 드러내는 접촉 구멍(contact hole)(182a, 182b)과 드레인 전극(175a, 175b)의 넓은 끝 부분을 드러내는 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다.
하부막(180p)과 상부막(180q) 사이에는 색 필터(230)가 형성되어 있다.
색 필터(230)에는 접촉 구멍(185a, 185b)이 통과하는 관통 구멍(235a, 235b)이 형성되어 있으며 관통 구멍(235a, 235b)은 접촉 구멍(185a, 185b)보다 크다. 색 필터(230)에는 또한 유지 전극(137) 위에 위치한 복수의 개구부(233a, 233b, 234a, 234b)가 형성되어 있다. 개구부(233a, 233b)는 상부 전극(133) 위에 위치하고, 개구부(234a, 234b)는 각각 우하부 전극(134a) 및 좌하부 전극(134b) 위에 위치한다.
보호막(180)의 상부막(180q) 위에는 화소 전극(191) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 화소 전극(191)은 도 2에 도시한 화소 전극(191)과 실질적으로 동일한 모양을 가진다. 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b) 사이의 간극(91)은 유지 전극(137)과 중첩한다. 유지 전극(137)은 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b) 사이의 빛샘을 막음과 동시에 광 배향으로 인하여 발생하는 텍스처(texture)를 막는다. 화소 전극(191)은 또한 유지 전극(137)과 중첩하여 유지 축전기를 형성한다. 즉 제1 부화소 전극(191a)은 상부 전극(133) 및 우하부 전극(134a)과 중첩하여 유지 축전기(Csta)를 형성하고, 제2 부화소 전극(191b)은 상부 전극(133) 및 좌하부 전극(134a)과 중첩하여 유지 축전기(Cstb)를 형성한다. 이 때 색 필터(230)의 개구부(233a, 234a)에서는 화소 전극(191)과 유지 전극(137)이 보호막(180)만을 사이에 두고 중첩하므로 유지 축전기의 정전 용량이 커진다.
제1/제2 게이트 전극(124a/124b), 제1/제2 선형 반도체(151a/151b)의 제1/제2 돌출부(154a/154b), 제1/제2 소스 전극(173a/173b) 및 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 제1/제2 박막 트랜지스터(Qa/Qb)를 이루고 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 접촉 구멍(185a/185b)을 통하여 제1/제2 부화소 전극(191a/191b)과 연결되어 있다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 데이터선(171)의 끝 부분(179)에 각각 연결되어 있다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분(129) 또는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 구동 집적 회로와 같은 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
다음 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 복수의 차광 부재(220)가 형성되어 있으며, 차광 부재(220) 위에는 평탄화막(250)이 형성되어 있으며, 평탄화막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)의 마주하는 면에는 각각 배향막(11, 21)이 형성되어 있다.
액정 분자(31)가 기울어지는 방향은 배향막(11, 21) 특성에 따라 달라지는데, 예를 들면 배향막(11, 21)에 편광 방향이 다른 자외선을 조사하거나, 기울어지게 조사함으로써 액정 분자(31)의 경사 방향을 결정할 수 있다. 배향막(11,21)은 이와 같은 광배향 방법에 의하여 배향 방향이 결정되며, 도 6 및 도 7은 광배향에 대하여 간략하게 도시하고 있다.
도 6은 광 배향할 때 사용하는 두 개의 마스크를 보여주는 개략도이고, 도 7은 도 6의 마스크를 사용하여 광을 조사하는 방법을 보여주는 개략도이다.
도 6을 참고하면, 광 배향시 사용하는 마스크는 기판의 장변과 평행한 방향과 나란하게 복수의 개구부(10a)가 형성되어 있는 제1 마스크(10)와 기판의 장변과 수직한 방향과 나란하게 복수의 개구부(20a)가 형성되어 있는 제2 마스크(20)가 사용될 수 있다.
도 6의 (a) 및 도 7의 (a)를 참고하면, 배향막(11)이 도포되어 있는 박막 트랜지스터 표시판(100) 위에 제1 마스크(10)를 배치하고 자외선(UV) 따위의 광을 비스듬한 각도로 조사함으로써 1차 노광을 수행한다. 이어서 1차 노광한 방향과 반대 방향으로 자외선(UV) 따위의 광을 비스듬하게 기울여 조사함으로써 2차 노광을 수행한다.
이 때 광 조사는 마스크(10)의 개구부(10a)의 장축과 평행한 방향, 즉 도 6의 (a)에서 상하 방향(화살표 방향)을 따라 이동하며 수행한다. 광 조사가 개구부(10a)의 장축과 평행한 방향을 따라 수행되지 않는 경우 광 회절에 의해 실제 노광되는 영역이 줄어들 뿐만 아니라 기판과 마스크 사이의 거리 및 노광 각도에 대한 공정 마진이 작아질 수 있다. 배향막 표면에 비스듬하게 광 조사하는 방법은 기판을 기울이거나 광 조사 장치를 기울임으로써 가능하다.
예컨대 화소 영역의 좌반부는 아래에서 위로 경사 방향을 가지도록 수행하고 화소 영역의 우반부는 위에서 아래로 경사 방향을 가지도록 수행할 수 있다.
마찬가지로, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)를 참고하면, 배향막(21)이 도포되어 있는 공통 전극 표시판(200) 위에 제2 마스크(20)를 배치하고 자외선(UV) 따위의 광을 비스듬한 각도로 조사함으로써 3차 노광을 수행한다. 이어서 3차 노광한 방향과 반대 방향으로 자외선(UV) 따위의 광을 비스듬하게 기울여 조사함으로써 4차 노광을 수행한다.
이 때 광 조사는 마스크(20)의 개구부(20a)의 장축과 평행한 방향, 즉 도 6의 (b)에서 좌우 방향(화살표 방향)을 따라 이동하며 수행한다. 예컨대 화소 영역의 상반부는 왼쪽에서 오른쪽으로 경사방향을 가지도록 수행하고 화소 영역의 하반부는 오른쪽에서 왼쪽으로 경사방향을 가지도록 수행함으로써, 경사 방향이 반대인 두 영역이 형성될 수 있다. 또는 예컨대 화소 영역의 상반부는 오른쪽에서 왼쪽으로 경사 방향을 가지도록 수행하고 화소 영역의 하반부는 왼쪽에서 오른쪽으로 경사방향을 가지도록 수행함으로써, 경사 방향이 반대인 두 영역이 형성될 수 있다.
이와 같이 배향막 표면에 대하여 비스듬한 각도로 광을 조사함으로써 배향막 표면이 일정한 방향으로 러빙(rubbing)된 것과 동일한 효과를 가진다. 즉 배향막의 표면은 광 조사 방향에 따라서 배향 방향이 달라지므로 하나의 화소를 복수의 영역으로 나눠 상기와 같이 노광을 수행함으로써 하나의 화소에 액정 분자의 선경사 방향이 서로 다른 복수의 도메인을 형성할 수 있다.
일반적으로 자외선이 조사된 방향으로 액정이 배향되며, 러빙보다 정교하게 액정의 배향 방향을 제어할 수 있어 광 배향 방법이 자주 사용된다.
도 6 및 도 7과 달리 마스크가 격자 모양을 이루는 구조를 사용하는 것도 가 능하며, 이상의 마스크는 실시예일 뿐이며, 다양한 실시예의 마스크를 사용할 수 있다.
도 6 및 도 7을 통하여 광 배향 방법에 대하여 살펴보았으며, 이하에서는 광 배향 방법에 의하여 인접하는 화소간의 다양한 액정 배향에 대하여 다양한 실시예를 예로 들어 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인접 화소간의 배향 방향을 도시한 도면이며, 도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인접 화소 간의 배향 방향을 서로 다르게 배치한 실시예를 도시한 도면이다.
우선 도 8을 살펴보면, (a)는 박막 트랜지스터 표시판(100)의 배향 방향을 도시한 것으로, 정확하게는 하부 배향막(11)에 광 배향을 통하여 도시된 화살표 방향으로 액정이 배향되도록 한 상태를 도시하고 있다. (b)는 공통 전극 표시판(200)의 배향 방향을 도시한 것으로, 정확하게는 상부 배향막(21)에 광 배향을 통하여 도시된 화살표 방향으로 액정이 배향되도록 한 상태를 도시하고 있다. 마지막으로 (c)는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200)을 합한 액정 표시 장치에서 (a) 및 (b)의 배향 방향이 합해진 배향 방향을 도시하고 있다. (c)의 배향 방향은 (a) 및 (b)의 배향 방향의 벡터 합을 통하여 용이하게 확인할 수 있다.
참고로 (a), (b) 및 (c)에서 실선에 의한 경계는 각 화소 영역을 구분하여 도시한 것이다. (a), (b), (c) 및 실선에 대한 의미는 이하 도 11 및 도 15 내지 도 20에서도 동일하다.
우선 도 8은 2ⅹ2 행렬 형태를 이루는 4개의 화소를 기준으로 하며, 이를 화소군이라 한다.
우선 도 8의 (a)를 살펴보면, 2개의 화소 행에 대하여 상부 화소 행은 우측 방향으로 배향시키고, 하부 화소 행은 좌측 방향으로 배향시키도록 하부 배향막(11)에 광배향 처리를 수행하였다. 한편, 도 8의 (b)를 살펴보면, 2개의 화소 열에 대하여 좌측 역은 상측 방향으로 배향시키고, 우측 화소 열은 하측 방향으로 배향시키도록 상부 배향막(21)에 광배향 처리를 수행하였다. 그 결과 도 8의 (c)에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 표시 장치는 인접하는 4개의 화소로 이루어진 화소군은 각각 서로 다른 배향 방향을 가지게 되었으며, 좌상측 화소는 우상 방향의 배향 방향을 가지고, 우상측 화소는 우하 방향의 배향 방향을 가지며, 우하측 화소는 좌하 방향의 배향 방향을 가지며, 좌하측 화소는 좌상 방향의 배향 방향을 가진다. 이는 시계 방향으로 순환하는 액정 배향 방향으로 이하 순환형 액정 배향이라고 한다. 이와 같이 인접하는 4개의 화소가 각각 서로 다른 배향 방향을 가지므로 시야각 측면에서 넓은 시야각을 가질 수 있고, 액정 배향 방향이 달라지는 경계가 각 화소의 경계와 일치하므로 텍스쳐가 게이트선 및 데이터선에 의하여 가리워져 외부에서 인식되지 않아 표시 특성이 향상된다.
도 8의 (c)와 도 2 내지 도 5의 구조를 함께 고려하면, 액정 배향 방향이 좀더 복잡하게 구성된다. 이는 화소 전극(191)이 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)을 포함하고 있으며, 전계가 인가되는 경우 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)에는 서로 다른 전압이 인가되는 것이 일반적이기 때문이 다. 즉, 도 8의 (c)에서 좌상측 화소는 우상 방향의 배향 방향을 가지는데, 전계가 인가됨에 따라 액정이 회전함에 있어 좌상측 화소는 제1 부화소 전극(191a) 영역과 제2 부화소 전극(191b) 영역은 서로 다른 방향으로 액정이 배열된다. 그 결과 보다 다양한 시야각 특성을 가지는 장점이 있다.
도 9는 도 8의 인접한 4개 화소군이 동일하게 반복되는 액정 표시 장치를 도시하고 있다. 도 9에서는 순환형 액정 배향 방향을 가지는 4개 화소군 중 2개를 블록으로 지정하여 도시하고 있다. 이를 통하여 순환형 액정 배향 방향을 가지는 4개 화소군이 상하 좌우로 일정하게 배열되어 있다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 10은 도 9와 달리 순환형 액정 배향 방향을 가지는 4개 화소군이 서로 어긋나게 배열되어 있다. 즉, 도 10에서도 순환형 액정 배향 방향을 가지는 4개 화소군 중 2개를 블록으로 지정하여 도시하고 있는데, 상측의 블록과 하측의 블록이 하나의 열 만큼 어긋나 있는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 순환형 액정 배향 방향을 가지는 4개 화소군을 다양한 방식으로 배치할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인접 화소간의 배향 방향을 도시한 도면이며, 도 12 및 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인접 화소 간의 배향 방향을 서로 다르게 배치한 실시예를 도시한 도면이다.
우선 도 11의 (a)를 살펴보면, 2개의 화소 행에 대하여 상부 화소 행은 우측 방향으로 배향시키고, 하부 화소 행은 좌측 방향으로 배향시키도록 하부 배향막(11)에 광배향 처리를 수행하였다. 한편, 도 11의 (b)를 살펴보면, 좌상측 화소 와 우하측 화소는 상측 방향으로 배향시키고, 우상측 화소와 좌하측 화소는 하측 방향으로 배향시키도록 상부 배향막(21)에 광배향 처리를 수행하였다. 그 결과 도 11의 (c)에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 표시 장치는 인접하는 4개의 화소(이하 인접하는 4개 화소 군이라고 함)가 각각 서로 다른 배향 방향을 가지게 되었으며, 좌상측 화소는 우상 방향의 배향 방향을 가지고, 우상측 화소는 우하 방향의 배향 방향을 가지며, 우하측 화소는 좌상 방향의 배향 방향을 가지며, 좌하측 화소는 좌하 방향의 배향 방향을 가진다. 이는 각 화소 행별로 일측 방향으로 물결 모양으로 배향 방향이 변하는 구조로 순환하지 않는 액정 배향 방향으로 이하 비순환형 액정 배향이라고 한다. 이와 같이 인접하는 4개의 화소가 각각 서로 다른 배향 방향을 가지므로 시야각 측면에서 넓은 시야각을 가질 수 있고, 액정 배향 방향이 달라지는 경계가 각 화소의 경계와 일치하므로 텍스쳐가 게이트선 및 데이터선에 의하여 가리워져 외부에서 인식되지 않아 표시 특성이 향상된다.
도 12는 도 11의 인접한 4개 화소군을 액정 표시 장치에서 반복되는 액정 표시 장치를 도시하고 있다.
한편, 도 13은 도 12와 하나의 열만큼 다르게 배치된 액정 표시 장치를 도시하고 있다. 즉, 도 12는 도 11의 (c) 화소군의 배향 방향이 첫번째 열부터 배치되어 있는 반면에 도 13은 도 11의 (c) 화소군의 배향 방향이 두번째 열부터 배치되어 있다. 이와 같이 비순환형 액정 배향 방향을 가지는 4개 화소군을 다양한 방식으로 배치할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 도 8 내지 도 13과 같이 인접하는 4개의 화소군이 서로 다른 액 정 배향 방향을 가지도록 하는 경우 텍스쳐가 인식되지 않아 표시 품질이 향상되는 것 이외에도 휘도가 증가된다. 이에 대하여 다른 구조와 비교하여 휘도의 향상 정도를 살펴보면 아래의 표와 같다.
구조 투과율 증가분
Ra 3.81%
Rb-1 4.18%
Rb-2 4.16%
도 9 5.42%
도 10 5.48%
도 12 5.51%
상기의 표에서 Ra 구조는 일명 PVA라고 불리는 구조로 일정 패턴을 각 화소별로 추가하여 액정의 배향 방향을 제어하는 구조이다. 한편, Rb-1 및 Rb-2 구조는 하나의 화소 영역을 4개의 소 화소 영역으로 나누고 순환형 액정 배향 또는 비순환형 액정 배향을 수행한 구조이다.
표 1 및 도 14는 투과율의 향상 정도를 일정 기준을 기초로 비교한 것으로, 표 1과 도 14는 동일한 투과율 향상 정도를 보여준다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 다른 구조에 대비할 때 휘도가 적어도 1.3% 이상 향상되며, 최대 1.7%의 휘도 향상이 있다는 점을 명확하게 알 수 있다.
그러므로 본 발명은 텍스쳐가 시인되지 않도록 하며, 휘도를 향상시키는 장점을 가진다.
한편, 이하에서는 인접하는 화소간의 액정 배향의 제3 실시예에 대하여 도 15 내지 도 18을 통하여 살펴본다.
도 15 내지 도 18은 인접하는 2개의 화소가 서로 다른 배향 방향을 가지도록 하는 실시예이다. 이는 인접하는 2개의 화소에서 상부 배향막 및 하부 배향막 중 하나는 화소 단위로 배향 방향을 구분하고, 다른 하나는 하나의 화소를 2개의 배향 방향으로 구분하여 액정을 배향하며, 도 15 및 도 16은 순환형 액정 배향의 실시예이고, 도 17 및 도 18은 비순환형 액정 배향의 실시예이다.
도 15 내지 도 18은 하나의 행에 2개의 화소로 이루어진 화소군을 기준으로 기술한다. 그러나 다른 실시예로 하나의 열에 2개의 화소로 이루어진 화소군에도 적용하능하다.
우선 도 15의 (a)를 살펴보면, 하나의 화소열에 대하여 좌측 화소열은 상측 방향으로 배향시키고, 우측 화소열은 하측 방향으로 배향시키도록 하부 배향막(11)에 광배향 처리를 수행하였다. 한편, 도 15의 (b)를 살펴보면, 하나의 화소행을 상측 및 하측의 부분 화소행으로 각각 구분하고 상측 부분 화소행은 우측 방향으로 배향시키고, 하측 부분 화소행은 좌측 방향으로 배향시키도록 상부 배향막(21)에 광배향 처리를 수행하였다. 그 결과 도 15의 (c)에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 표시 장치는 하나의 화소행에 대하여 인접하는 2개의 화소(이하 인접하는 2개 화소 군이라고 함)가 각각 2개의 배향 방향을 가지며, 인접하는 화소간에도 서로 다른 배향 방향을 가진다. 즉, 좌측 화소에서 상측 부분 화소는 우상 방향의 배향 방향을 가지고, 좌측 화소에서 하측 부분 화소는 좌상 방향의 배향 방향을 가진다. 또한, 우측 화소에서 상측 부분 화소는 우하 방향의 배향 방향을 가지며, 우측 화소에서 하측 부분 화소는 좌하 방향의 배향 방향을 가진다. 그 결과 시계 방향의 순환형 액정 배열 구조가 이루어지며, 인접하는 2개의 화소가 4방향의 서로 다른 배향 방향을 가지므로 시야각 측면에서 넓은 시야각을 가질 수 있고, 액정 배향 방향이 달라지는 경계가 각 화소의 경계와 일치하므로 텍스쳐가 게이트선 또는 데이터선에 의하여 가리워져 외부에서 인식되지 않아 표시 특성이 향상된다.
도 15는 하부 및 상부 표시판(100, 200)을 간략하게 도시한 것으로 실선은 화소의 경계를 나타내며, 점선은 화소 내에서의 부분 화소를 구분하는 경계를 나타낸다. 이는 도 16 내지 도 18에서 동일하다.
도 15의 (c)와 도 2 내지 도 5의 구조를 병합하여 살펴보면, 좀더 복잡한 배향 방향이 나타난다. 그 이유는 도 2 내지 도 5의 구조가 부화소 전극(191a, 191b)을 가지기 때문이다. 즉, 도 15의 (c)에서 좌측 화소의 상부 부분 화소는 정확하게는 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)의 상부 부분을 포함하며, 이 부분에 위치하는 액정은 우상 방향으로 배향된다. 전계가 인가되는 경우 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 서로 다른 전압이 인가되는 것이 일반적이므로 액정 배향 방향이 서로 다르게 형성된다. 그 결과 보다 다양한 방향의 시야각 특성을 가지게 되어 시야각 특성이 향상된다. 이는 도 15의 (c)에서 도시된 다른 부분에도 동일하다.
한편, 도 16의 (c)를 살펴보면, 도 15의 (c)와 동일한 배향 방향(즉, 시계 방향의 순환형 액정 배향 방향)을 가진다. 그러나 도 16은 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)을 서로 다른 방식으로 배향하여 전체적으로 동일한 배향 방향을 형성하는 것을 도시하고 있다.
즉, 도 16의 (a)은 하나의 화소행을 상측 및 하측의 부분 화소행으로 각각 구분하고 상측 부분 화소행은 우측 방향으로 배향시키고, 하측 부분 화소행은 좌측 방향으로 배향시키도록 하부 배향막(11)에 광배향 처리를 수행하였다. 또한, 도 16의 (b)에서는 하나의 화소열에 대하여 좌측 화소열은 상측 방향으로 배향시키고, 우측 화소열은 하측 방향으로 배향시키도록 상부 배향막(21)에 광배향 처리를 수행하였다. 그 결과 도 16의 (c)에서 도시하고 있는 바와 같이 액정 표시 장치는 도 15 (c)와 동일한 배향 방향을 가지는 인접하는 2개 화소 군을 형성한다.
도 16은 도 15와 각각 배향막을 배향하는 방향이 다르지만, 전체 액정 표시 장치에 대하여는 동일한 배향 방향을 가지도록 배향할 수 있다는 것을 보여주며, 보다 다양한 배향 방향을 형성하는 것이 가능하다는 것을 알려준다. 이는 하부 배향막의 배향 방향과 상부 배향막의 배향 방향의 벡터합을 통하여 전체 액정 표시 장치에서의 배향 방향이 결정됨에 근거한다.
도 17 및 도 18은 비순환형 액정 배향 방향을 도시하며, 서로 다르게 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)을 배향하였으나 액정 표시 장치의 배향 방향이 동일해지는 실시예를 도시하고 있다.
우선 도 17을 살펴보면, (a)는 하나의 화소열에 대하여 좌측 화소열은 우측 방향으로 배향시키고, 우측 화소열은 좌측 방향으로 배향시키도록 하부 배향막(11)에 광배향 처리를 수행한 것을 도시하고 있다. 한편, 도 17의 (b)는 하나의 화소을 각각 좌측 및 우측의 부분 화소행으로 구분하고 좌측 부분 화소행은 상측 방향으로 배향시키고, 우측 부분 화소행은 하측 방향으로 배향시키도록 상부 배향막(21)에 광배향 처리를 수행한 것을 도시하고 있다.
한편, 도 18을 살펴보면, (a)는 하나의 화소을 각각 좌측 및 우측의 부분 화소행으로 구분하고 좌측 부분 화소행은 상측 방향으로 배향시키고, 우측 부분 화소행은 하측 방향으로 배향시키도록 하부 배향막(11)에 광배향 처리를 수행한 것을 도시하고 있다. 한편, 도 18의 (b)는 하나의 화소열에 대하여 좌측 화소열은 우측 방향으로 배향시키고, 우측 화소열은 좌측 방향으로 배향시키도록 상부 배향막(21)에 광배향 처리를 수행한 것을 도시하고 있다.
도 17의 (a), (b)와 도 18의 (a), (b)는 각각 서로 다른 배향 방향으로 배향되었지만, 도 17(c) 및 도 18(c)에서 보는 바와 같이 액정 표시 장치의 배향 방향을 서로 동일하다.
즉, 도 17(c) 및 도 18(c)은 하나의 화소행의 인접하는 2개의 화소군에서 각각 다음과 같은 배향 방향을 가지는 것을 도시하고 있다. 좌측 화소의 좌측 부분 화소는 우상 방향의 배향 방향을 가지며, 좌측 화소의 우측 부분 화소는 우하 방향의 배향 방향을 가진다. 또한, 우측 화소의 좌측 부분 화소는 좌상 방향의 배향 방향을 가지며, 우측 화소의 우측 부분 화소는 좌하 방향의 배향 방향을 가진다.
이상과 같이 도 17(c) 및 도 18(c)의 액정 표시 장치는 서로 동일한 배향 방향을 가지는 인접하는 2개 화소 군을 형성한다.
도 15 내지 도 18과 같이 액정 배향 방향을 형성하면, 액정 배향 방향이 나뉘는 영역이 화소 경계와 일부 중첩하여 게이트선 또는 데이터선에 의하여 텍스쳐가 시인되지 않는 장점을 가지며, 인접하는 2개의 화소군에서 다양한 배향 방향으로 인하여 시야각 특성이 향상된다. 또한, 휘도면에서도 향상되는 특성이 있는데, 이는 표 2를 통하여 설명한다.
구조 투과율 증가분
Ra 3.1%
도 15 5.1%
표 2에서 Ra는 표 1과 같이 일명 PVA라고 불리는 구조로 일정 패턴을 각 화소별로 추가하여 액정의 배향 방향을 제어하는 구조이다. 표 1과 달리 투과율 증가분의 값이 다른 것은 별도의 실험을 통하여 측정된 값이기 때문이다.
표 2에 의하면 도 15의 실시예는 Ra 구조에 비하여 2% 정도의 향상된 휘도를 가진다는 것을 확인할 수 있어, 도 15 내지 도 18의 실시예도 휘도 향상의 효과가 있다는 것을 알 수 있다.
이하에서는 이상에서의 제1 내지 제3 실시예가 RGB 3색의 액정 표시 장치에서만 실시되는 것이 아니고, 화이트(w)를 포함하는 4색의 액정 표시 장치에서 실시 가능하다는 사실에 대하여 살펴본다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 4색 액정 표시 장치의 배향 방향을 도시하고 있다.
도 19는 R, G, B, W의 4색 화소가 각각 열방향으로 배열되어 있는 구조에서 순환형으로 액정을 배향한 것을 도시하고 있다. 한편, 도 20은 R, G, B, W의 4색 화소가 2개의 행 및 열에 대하여 인접하는 4개 화소로 구성되는 스퀘어(square) 타입의 액정 표시 장치에서 순환형으로 액정을 배향한 것을 도시하고 있다.
도 19 및 도 20은 순환형에 대하여만 기술하고 있지만, 비순환형으로 액정을 배향할 수도 있으며, 실시예 3과 같이 상부 또는 하부 배향막 중 하나만 화소를 2개의 부분 화소로 구분하여 배향하는 것도 가능하다.
이상과 같이 도면을 통하여 각 배향막을 배향하는 방향을 화살표로 도시하였으나, 이는 실시예에 불과하며 도면에서 기술하고 있지 못한 다양한 방향으로 배향하는 것이 가능하다. 다만 본 발명은 인접한 화소에서 서로 대응하는 광 배향 방향 중 적어도 하나 이상이 서로 다른 방향을 가지도록 배향막을 배향하는 것을 특징으로 하므로 이러한 특징을 포함하면 본 발명에 포함된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 3은 도 2의 액정 표시 장치에서 유지 전극선을 따로 떼어 나타낸 배치도이고,
도 4는 도 2의 액정 표시 장치에서 화소 전극을 따로 떼어 나타낸 배치도이고,
도 5는 도 2의 액정 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 광 배향할 때 사용하는 두 개의 마스크를 보여주는 개략도이다.
도 7은 도 6의 마스크를 사용하여 광을 조사하는 방법을 보여주는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인접 화소간의 배향 방향을 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인접 화소 간의 배향 방향을 서로 다르게 배치한 실시예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인접 화소간의 배향 방향을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인접 화소 간의 배향 방향을 서로 다르게 배치한 실시예를 도시한 도면이다.
도 14는 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 투과율을 비교한 그래프이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따라 인접하는 2개의 화소가 서로 다른 배향 방향을 가지도록 하는 실시예이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 4색 액정 표시 장치의 배향 방향을 도시하고 있다.

Claims (38)

  1. 매트릭스 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하는 액정 표시 장치에서,
    상기 액정 표시 장치는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선 및 제1 배향막을 포함하는 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주하며 제2 배향막을 포함하는 제2 기판을 포함하고,
    인접하는 상기 화소는 화소군을 이루며 상기 화소군을 이루는 화소의 액정 배향 방향은 상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막의 배향 방향의 벡터합으로 결정되며, 상기 화소군을 이루는 화소의 액정 배향 방향은 순환형 배향 방향을 이루고,
    상기 화소군을 이루는 각 화소의 모든 액정 배향 방향은 상기 게이트선에 대해서 기울어져 있는 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 하나의 화소 내의 제1 배향막의 배향 방향과 상기 제2 배향막의 배향 방향은 서로 수직을 이루는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 화소군은 2ⅹ2 행렬 형태를 이루는 4개의 화소로 이루어지는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 화소군을 이루는 각 화소의 상기 액정 배향 방향은 모두 서로 다른 방향인 액정 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 화소군은 행과 열을 이루며 이웃하는 두 행의 화소군은 한 화소 열만큼 어긋나서 배열되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에서,
    상기 화소는 서로 간극(gap)을 두고 분리되어 있는 제1 부화소 및 제2 부화소를 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 부화소는 계단 모양을 가지는 부분을 포함하는 제1 부화소 전극을 포함하고,
    상기 제2 부화소는 상기 제1 부화소 전극을 둘러싸고 있는 제2 부화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제14항에서,
    상기 화소군을 이루는 하나의 화소 내에 위치하는 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소에서 모두 동일한 방향을 가지는 액정 표시 장치.
  17. 제14항에서,
    상기 화소군을 이루는 하나의 화소 내에 위치하는 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막 중 어느 하나의 배향막은 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소에서 모두 동일한 방향을 가지며, 다른 하나의 배향막은 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소에서 서로 다른 방향을 가지는 액정 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 제4항에서,
    상기 화소군은 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 백색 화소를 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 제3항에서,
    상기 제1 및 제2 배향막의 배향 방향은 광 배향 방법에 의하여 결정되는 액정 표시 장치.
  21. 제20항에서,
    상기 화소군은 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소 및 백색 화소를 포함하는 액정 표시 장치.
  22. 제4항에서,
    상기 화소군을 이루는 제1행 화소와 제2 행 화소에서 상기 제1 배향막의 배향 방향은 반대이고, 상기 화소군을 이루는 제1열 화소와 제2 열 화소에서 상기 제2 배향막의 배향 방향은 반대인 액정 표시 장치.
  23. 제5항에서,
    상기 화소와 화소 사이에 위치하는 차광 부재 위에서 상기 액정 배향 방향이 바뀌는 액정 표시 장치.
  24. 제3항에서,
    이웃하는 두 화소의 제1 배향막의 배향 방향은 반대이고,
    상기 이웃하는 두 화소를 이등분할 때 상반부의 제2 배향막의 배향 방향과 하반부의 제2 배향막의 배향 방향은 반대인 액정 표시 장치.
  25. 제3항에서,
    이웃하는 두 화소를 이등분할 때 상반부의 제1 배향막의 배향 방향과 하반부의 제1 배향막의 배향 방향은 반대이고,
    상기 이웃하는 두 화소의 제2 배향막의 배향 방향은 반대인 액정 표시 장치.
  26. 제24항 또는 제25항에서,
    상기 이웃하는 두 화소는 액정 배향 방향이 다른 4개의 영역으로 나누어지고 상기 4개 영역의 액정 배향 방향은 순환형 배향 방향을 이루는 액정 표시 장치.
  27. 제26항에서,
    상기 화소는 액정 충전 전압이 다른 제1 부화소와 제2 부화소를 포함하고,
    상기 4개의 영역은 각각 제1 부화소와 제2 부화소를 포함하는 액정 표시 장치.
  28. 제27항에서,
    상기 제1 부화소의 액정 충전 전압은 상기 제2 부화소의 액정 충전 전압보다 높으며,
    상기 제2 부화소는 상기 제1 부화소의 상부 또는 하부에 위치하며 상기 제2 부화소의 면적이 상기 제1 부화소의 면적보다 넓은 액정 표시 장치.
  29. 행열 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하는 액정 표시 장치에서,
    상기 액정 표시 장치는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선 및 제1 배향 방향을 가지는 제1 배향막을 포함하는 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주하며 상기 제1 배향 방향에 대해서 수직한 제2 배향막을 가지는 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막의 배향 방향의 벡터합에 의해서 결정되는 액정 배향 방향이 다르며 교대로 위치하는 제1 배향 화소와 제2 배향 화소를 포함하는 제1 화소 행,
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막의 배향 방향의 벡터합에 의해서 결정되는 액정 배향 방향이 다르며 교대로 위치하는 제3 배향 화소와 제4 배향 화소를 포함하는 제2 화소행을 포함하고,
    상기 제1 화소 행과 제2 화소 행은 교대로 배치되며
    상기 제1 배향 화소의 액정 배향 방향은 우상향, 상기 제2 배향 화소의 액정 배향 방향은 우하향이고,
    상기 제3 배향 화소의 액정 배향 방향은 좌하향, 상기 제4 배향 화소의 액정 배향 방향은 좌상향고,
    상기 우상향, 우하향, 좌하향 및 좌상향 방향은 상기 게이트선 또는 상기 데이터선에 기울어진 방향인 액정 표시 장치.
  30. 삭제
  31. 제29항에서,
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막은 광배향 방법에 의하여 결정되는 액정 표시 장치.
  32. 제29항에서,
    상기 제1 화소 행과 제2 화소 행의 상기 제1 배향막의 배향 방향은 반대이고,
    상기 제1 배향 화소와 제2 배향 화소의 제2 배향막의 배향 방향은 반대이고,
    상기 제3 배향 화소와 제4 배향 화소의 제2 배향막의 배향 방향은 반대인 액정 표시 장치.
  33. 제32항에서,
    상기 제1 화소 행의 제2 배향막의 배향 방향과 상기 제2 화소 행의 제2 배향막의 배향 방향은 대칭인 액정 표시 장치.
  34. 행열 형태로 배열되어 있는 화소를 포함하는 액정 표시 장치에서,
    상기 액정 표시 장치는 제1 배향막을 포함하는 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주하며 제2 배향막을 포함하는 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막의 배향 방향은 수직을 이루고,
    상기 액정 배향 방향은 상기 제1 배향막의 배향 방향과 상기 제2 배향막의 배향 방향의 벡터합으로 결정되며,
    이웃하는 두 화소는 액정 배향 방향이 다른 제1 배향 화소와 제2 배향 화소를 각각 포함하고,
    상기 이웃하는 두 화소의 상기 제1 배향 화소의 액정 배향 방향은 대칭이고,
    상기 이웃하는 두 화소의 상기 제2 배향 화소의 액정 배향 방향은 대칭이고,
    액정 표시 장치.
  35. 제34항에서,
    상기 이웃하는 두 화소의 제1 배향막의 배향 방향은 마주보는 방향이고,
    상기 제1 배향 화소와 제2 배향 화소에서 제2 배향막의 배향 방향은 반대인 액정 표시 장치.
  36. 제34항에서,
    상기 제1 배향 화소와 제2 배향 화소에서 상기 제1 배향막의 배향 방향은 반대이고,
    상기 이웃하는 두 화소에서 상기 제2 배향막의 배향 방향은 마주보는 방향인 액정 표시 장치.
  37. 제35항 또는 제36항에서,
    상기 제1 배향 화소 및 상기 제2 배향 화소는 각각 액정 충전 전압이 다른 제1 부화소와 제2 부화소를 포함하고,
    상기 제1 부화소의 액정 충전 전압은 상기 제2 부화소의 액정 충전 전압보다 높은 액정 표시 장치.
  38. 제37항에서,
    상기 제2 부화소는 상기 제1 부화소를 중심으로 위 및 아래에 위치하고,
    상기 제2 부화소의 면적이 상기 제1 부화소 면적보다 넓은 액정 표시 장치.
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