KR100984348B1 - 다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents

다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 표시판 Download PDF

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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터 표시판 및 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 일방향으로 뻗어 있는 게이트선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 뻗은 부분을 가지는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 데이터선의 굽은 부분과 뻗은 부분은 상기 화소 영역의 길이를 단위로 하여 반복적으로 나타나며, 상기 데이터선의 굽은 부분은 인접한 두 개의 상기 뻗은 부분 사이에서 2회 이상 굴절되어 있고, 상기 굽은 부분은 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 박막 트랜지스터 표시판을 포함한다. 이러한 액정 표시 장치는 데이터선을 굴절시켜 화소 영역을 꺾인 띠 모양으로 형성함으로써 인접한 화소 사이의 측방향 전계가 도메인의 형성을 돕는 방향으로 작용하여 도메인이 안정하게 형성될 수 있다.
액정표시장치, 굽은 데이터선, 박막트랜지스터, 폰트시인성

Description

다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 표시판{MULTI-DOMAIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND A THIN FILM TRANSISTOR PANEL OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판의 배치도이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 4는 도 3의 III-III'선에 대한 단면도이고,
도 5는 도 4의 V-V'선 및 V'-V''선에 대한 단면도이고,
도 6은 화면에서 떨어진 거리에 따라 인간의 눈으로 분해 할 수 있는 분해능을 나타낸 그래프이고,
도 7은 굽은 구조의 한 화소를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8은 200×600㎛ 의 화소 피치를 가지는 TV의 화소가 한번 굽은 구조를 도시한 도면이고,
도 9는 200×600㎛ 의 화소 피치를 가지는 TV의 화소가 세 번 굽은 구조를 도시한 도면이고,
도 10은 99×297㎛ 의 화소 피치를 가지는 19인치 모니터의 화소가 한번 굽 은 구조를 도시한 도면이고,
도 11은 99×297㎛ 의 화소 피치를 가지는 19인치 모니터의 화소가 세 번 굽은 구조를 도시한 도면이고,
도 12는 99×297㎛ 의 화소 피치를 가지는 19인치 모니터의 화소가 두 번 굽은 구조를 도시한 도면이고,
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 14는 도 13의 XIV-XIV'선에 대한 단면도이고,
도 15는 도 13의 XV-XV'선 및 XV'-XV''선에 대한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 17은 도 16의 XVII-XVII'선에 대한 단면도이고,
도 18은 도 16의 XVIII-XVIII'선 및 XVIII'-XVIII''선에 대한 단면도이고,
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 20은 도 19의 XX-XX'선에 대한 단면도이고,
도 21은 도 19의 XXI-XXI'선 및 XXI'-XXI''선에 대한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 기판 121, 129 : 게이트선
124 : 게이트 전극 140 ; 게이트 절연막
151, 154 : 반도체 161, 163, 165 : 저항성 접촉 부재
171, 179 : 데이터선 173 : 소스 전극
175 : 드레인 전극 180 : 보호막
181, 182, 185 : 접촉 구멍 190 : 화소 전극
81, 82 : 접촉 보조 부재 51 : 제1 굽은 부분
52 : 제2 굽은 부분
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 광시야각을 얻기 위하여 화소 영역을 복수의 도메인으로 분할하는 수직 배향 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 것이다. 이중에서도 한 표시판에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고 다른 표시판에는 하나의 공통 전극이 표시판 전면을 덮고 있는 구조의 액정 표시 장치가 주류이다. 이 액정 표시 장치에서의 화상의 표시는 각 화소 전극에 별도의 전압을 인가함으로써 이루어진다. 이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자 소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게 이트선과 화소 전극에 인가될 전압을 전달하는 데이터선을 표시판에 설치한다.
그런데 액정 표시 장치는 시야각이 좁은 것이 중요한 단점이다. 이러한 단점을 극복하고 시야각을 넓히기 위한 다양한 방안이 개발되고 있는데, 그 중에서도 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직으로 배향하고 화소 전극과 그 대향 전극인 공통 전극에 일정한 절개 패턴을 형성하거나 돌기를 형성하는 방법이 유력시되고 있다.
그런데 돌기나 절개 패턴을 형성하는 방법에서는 돌기나 절개 패턴 부분으로 인하여 개구율이 떨어진다. 이를 보완하기 위하여 화소 전극을 최대한 넓게 형성하는 초고개구율 구조를 고안하였으나, 이러한 초고개구율 구조는 인접한 화소 전극 사이의 거리가 매우 가까워서 화소 전극 사이에 측방향 전기장(lateral field)이 강하게 형성된다. 따라서 화소 전극 가장자리에 위치하는 액정들이 이 측방향 전기장에 영향을 받아 배향이 흐트러지고, 이로 인하여 텍스쳐나 빛샘이 발생하게 된다.
본 발명의 기술적 과제는 폰트 시인성이 향상된 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 일방향으로 뻗어 있는 게이트선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 뻗은 부분을 가지는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 데이터선의 굽은 부분과 뻗은 부분은 상기 화소 영역의 길이를 단위로 하여 반복적으로 나타나며, 상기 데이터선의 굽은 부분은 인접한 두 개의 상기 뻗은 부분 사이에서 2회 이상 굴절되어 있고, 상기 굽은 부분은 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터선의 굽은 부분은 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고,상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며,상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 굽은 부분과 상기 제2 굽은 부분은 서로 대칭인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 굽은 부분 중 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 직선 부분과 상기 제2 굽은 부분 중 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루는 직선 부분은 서로 연결되어 제3 굽은 부분을 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 게이트선과 같은 방향으로 뻗어 있는 유지전극선을 더 포함하고, 상기 화소 전극과 연결되는 상기 박막 트랜지스터의 단자가 상기 유지전극선과 중첩하여 유지 용량을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 데이터선과 연결되는 단자는 상기 뻗은 부분에 연결되어 있고, 상기 게이트선은 상기 데이터선과 상기 뻗은 부분에서 교차하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있는 데이터선 및 드레인 전극, 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 형성되어 있는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있고, 상기 데이터선이 형성된 방향으로 형성된 변이 상기 데이터선을 따라 굽어져 있는 화소 전극을 포함하고, 상기 데이터선은 2회 이상 굴절되어 있는 굽은 부분 및 상기 게이트선과 직교하는 부분을 가지고, 상기 굽은 부분은 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극과 대향하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터선의 굽은 부분은 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선 에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며, 상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보호막은 무기 절연 물질로 이루어져 있고, 상기 보호막 위에 형성되어 있는 색필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 색필터는 상기 데이터선에 의하여 구분되어 있는 화소 열을 따라 적색, 녹색 및 청색 색필터가 각각 길게 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색이 반복적으로 나타나는 것이 바람직하다.
또한, 상기 색필터는 상기 드레인 전극 위에서 제거되어 있으며 상기 화소 전극은 상기 색필터가 제거된 영역과 상기 보호막을 관통하는 접촉구를 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접촉구 주변의 상기 보호막은 상기 색필터가 제거된 영역을 통하여 노출되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 화소 전극과 동일한 물질로 이루어져 있으며 상기 게이트선 및 상기 데이터선의 일단과 각각 접촉하는 제1 및 제2 접촉 보조 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있고 제1 굽은부분 및 제2 굽은부분을 가지는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 상기 게이트선, 상기 데이터선 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 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 중의 적어도 일측에 형성되어 있는 도메인 분할 수단, 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 데이터선의 제 1 굽은 부분 및 제 2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고,상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며,상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고, 상기 화소 영역은 상기 도메인 분할 수단에 의하여 복수의 도메인으로 분할되고 상기 도메인의 장변 4개는 인접한 상기 데이터선의 제1 굴절부 및 제2 굴절부와 실질적으로 나란한 것이 바람직하다.
또한, 상기 액정층에 포함되어 있는 액정은 음의 유전율 이방성을 가지며 상기 액정은 그 장축이 상기 제1 및 제2 절연 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도메인 분할 수단은 상기 공통 전극이 가지는 절개부일 수 있다.
그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 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 부 분 "바로 위에" 있는 경우뿐 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.
이제 본 발명의 실시예에 따른 다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판의 배치도이고, 도 3 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV'선에 대한 단면도이고, 도 5는 도 3의 V-V'선 및 V'-V''선에 대한 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판과 이와 마주보고 있는 공통 전극 표시판 및 이들 두 표시판 사이에 주입되어 있고 그에 포함되어 있는 액정 분자의 장축이 이들 표시판에 대하여 수직으로 배향되어 있는 액정층(3)으로 이루어진다.
먼저, 도 1, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.
절연 기판(110) 위에 가로 방향으로 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)에 돌기의 형태로 게이트 전극(124)이 연결되어 있다. 게이트선(121)의 한쪽 끝부분(129)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.
또 절연 기판(110) 위에는 유지 전극선(131)과 유지 전극(133)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131)은 가로 방향으로 뻗어 있고 유지 전극(133)은 마름모꼴 또는 직사각형을 유지 전극선(131)에 대하여 45도 기울여 놓은 형태로 유지 전극선(131)에 연결되어 있다.
게이트선(121, 124, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1층(211, 241, 291, 311, 331)과, 저항이 작은 Al 또는 Ag 합금 등으로 이루어지는 제2층(212, 242, 292, 312, 332)의 이중층으로 형성되어 있다. 이들 게이트선(121, 124, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 필요에 따라서는 단일층으로 형성하거나 또는 3중층 이상으로 형성할 수도 있다.
게이트선(121, 124, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)의 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(151, 154)이 형성되어 있다. 반도체층(151, 154)은 박막 트랜지스터의 채널을 형성하는 채널부 반도체층(154)과 데이터선(171) 아래에 위치하는 데이터선부 반도체층(151)을 포함한다.
반도체층(151, 154)의 위에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉층(161, 163, 165)이 형성되어 있다. 저항성 접촉층(161, 163, 165)도 데이터선 아래에 위치하는 데이터선부 접촉층(161)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 아래에 각각 위치하는 소스부 접촉층(163)과 드레인부 접촉층(165)으로 이루어져 있다.
저항성 접촉층(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171, 173, 175, 179)이 형성되어 있다. 데이터선(171)은 길게 뻗어 있으며 게이트선(121)과 교차하여 화소를 정의한다. 데이터선(171)의 분지로서 소스 전극(173)이 형성되어 있으며 이는 저항성 접촉층(163)의 상부까지 연장되어 있다. 이러한 소스 전극(173)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항성 접촉층(165) 상부에는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와 연결하기 위하여 폭이 확장되어 있다.
여기서, 데이터선(171)은 화소의 길이를 주기로 하여 반복적으로 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분이 나타나도록 형성되어 있다.
데이터선(171)의 굽은 부분은 제1 굽은 부분(51) 및 제2 굽은 부분(52)으로 이루어져 있다. 그리고, 데이터선(171)의 제1 굽은 부분(51) 및 제2 굽은 부분(52)은 각각 2개의 직선 부분을 포함한다.
제1 굽은 부분(51)의 2개의 직선 부분 중 하나(51a)는 게이트선(121)에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 특히, -45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다. 그리고, 제1 굽은 부분(51)의 2개의 직선 부분 중 나머지 하나(51b)는 게이트선(121)에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고, 특히, 45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다.
동일하게 제2 굽은 부분(52)의 2개의 직선 부분 중 하나(52a)는 게이트선(121)에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 특히, -45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다. 제2 굽은 부분(52)의 2개의 직선 부분 중 나머지 하나(52b)는 게이트선(121)에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고, 특히, 45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다.
그리고, 제1 굽은 부분(51) 중 게이트선(121)에 30도 내지 60도의 경사를 이루는 직선 부분(51b)과 제2 굽은 부분(52) 중 게이트선(121)에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루는 직선 부분(52a)은 서로 연결되어 제3 굽은 부분(53)을 이루고 있고, 제1 굽은 부분(51)과 제2 굽은 부분(52)은 서로 대칭인 것이 바람직하다.
데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분에는 소스 전극(173)이 연결되어 있고, 이 부분이 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다.
따라서, 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하여 이루는 화소 영역은 세번 꺾인 띠 모양으로 형성된다.
또, 드레인 전극(175)은 화소 전극(190)과 연결되는 부분이 직사각형 모양으로 넓게 확장되어서 유지 전극(133)과 중첩하고 있다. 이와 같이, 드레인 전극(175)은 유지 전극(133)과 게이트 절연막(140)만을 사이에 두고 중첩함으로써 유지 용량을 형성한다.
본 발명의 제1 실시예와 같이, 박막 트랜지스터 표시판의 데이터선 및 화소 전극이 여러 번 꺽인 구조는 폰트 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
폰트(font)란 글자체 즉, 정해진 크기와 서체를 갖는 한 벌의 활자를 말한다. 일반적으로 액정 표시 장치에서는 이러한 폰트가 다수개의 화소의 조합으로 이루어진다.
한편, 사람의 눈 쪽으로 물체를 가깝게 가져가면 갈수록, 물체는 더 세밀하게 커 보이는 데 이는 눈의 망막에 있는 빛 센서(Retina)를 더 많이 채우기 때문이다. 초점이 벗어나지 않는 거리까지 물체를 가능한 한 가까이 가져갈 때 사람의 눈은 최대의 분해능을 가지는데, 이점을 근점이라 부르고, 보통의 맨눈 상태에서 근점은 약 25cm 정도이고, 근점에서의 각 분해능(Angle Resolution)은 약 1/60도 (0.0167도) 이다. 이것은 근점에서 한 개의 머리카락 정도 떨어져 있을 때 두 개의 머리카락을 구분 할 수 있는 능력과 같은 것이다.
따라서, 사람의 눈은 근점에서 분해능이 가장 좋으며, 이보다 가까울 때는 초점이 맞지 않기 때문에 분해능이 떨어진다. 눈으로부터 25cm 거리에 물체가 있을 때의 각 분해능은 1/60도이고, 이를 길이로 환산하면 73㎛ 이다.
한 화소의 가로폭인 피치(Pitch) 가 73㎛ 인 경우를 PPI로 환산하면 350PPI 가 된다. 따라서, 사람의 눈으로 인식 가능한 최대 해상도는 대략 350PPI 정도로 볼 수 있다.
노트북 화면이나 모니터 화면과 같은 대면적 패널의 경우, 화면으로부터 적어도 대략 50 내지 60cm 이상의 거리에서 화면을 보기 때문에 실제적으로 약 150 PPI 이상의 해상도는 불필요하다고 볼 수 있다. 반면, 중소형 면적의 패널의 경우 실제 사용 거리가 약 25 내지 30cm 까지도 근접하므로 대면적 패널보다 높은 해상도일 필요가 있으며, 응용 제품 용도에 따라서는 인간의 최대 식별가능 분해능인 약 350 PPI 수준까지도 필요하다고 볼 수 있다.
도 6에는 상기와 같은 내용을 근거로 화면에서 떨어진 거리에 따라 인간의 눈으로 분해 할 수 있는 분해능을 나타낸 그래프가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 화면에서 30cm 떨어진 거리에서의 인간의 눈의 분해능은 87㎛이다. 즉, 화면에서 30cm 떨어진 거리에서 87㎛이상의 간격만 분해해서 볼 수 있고 87㎛이하의 간격은 분해해서 볼 수 없다.
또한, 화면에서 50cm 떨어진 거리에서의 인간의 눈의 분해능은 145㎛이다. 즉, 화면에서 50cm 떨어진 거리에서 145㎛이상의 간격만 분해해서 볼 수 있고 145㎛이하의 간격은 분해해서 볼 수 없다.
도 7에는 굽은 구조의 한 화소를 개략적으로 도시한 도면이 도시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 화소 피치의 가로 폭(X)이 72.5㎛인 중소형 면적의 패널의 경우, 굽은 구조의 화소에서 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로 폭(A)이 80㎛이 되어서 화소가 존재하지 않는 영역이 사람의 눈에 인식된다면 폰트가 불량으로 시인된다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, 화면에서 30cm 떨어진 거리에서 사람의 눈은 87㎛의 분해능을 가지므로 87㎛이하의 간격은 분해해서 볼 수 없고, 따라서, 폰트는 불량으로 인식되지 않는다.
그러나, 노트북 화면이나 모니터 화면과 같은 대면적 패널의 경우, 화면으로부터 적어도 대략 50 내지 60cm 이상의 거리에서 화면을 보기 때문에 도 5에 도시된 바와 같이, 이 거리에서 인간의 눈은 145㎛ 내지 175㎛ 의 분해능을 가진다. 따라서, 화면으로부터 대략 50cm 의 거리에서 화면을 보는 경우, 굽은 구조의 화소에서 화소가 존재하지 않는 영역의 가로 폭(A)이 145㎛ 이상이 되어서 화소가 존재 하지 않는 영역이 사람의 눈에 인식된다면 폰트가 불량으로 시인된다.
따라서, 이를 방지하기 위해 노트북 화면이나 모니터 화면과 같은 대면적 패널의 경우 굽은 구조의 화소에서 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로 폭(A)이 145㎛이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해 본 발명의 제1 실시예에서는 박막 트랜지스터 표시판의 데이터선 및 화소 전극을 여러 번 꺽은 구조를 도입하여 굽은 구조의 화소에서 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로폭(A)이 사람의 눈에 인식되지 않도록 함으로써 폰트가 불량으로 시인되지 않도록 하였다.
예컨대, 도 8에는 200×600㎛ 의 화소 피치를 가지는 TV의 화소가 한번 굽은 구조가 도시되어 있고, 도 9에는 200×600㎛ 의 화소 피치를 가지는 TV의 화소가 세 번 굽은 구조가 도시되어 있다.
TV는 화면으로부터 적어도 대략 50 내지 60cm 이상의 거리에서 화면을 보기 때문에 이 거리에서 인간의 눈은 145㎛ 내지 175㎛ 의 분해능을 가진다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 한번 굽은 구조의 화소에서 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로 폭(A)이 280㎛이면 폰트가 불량으로 시인된다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 화소가 세 번 굽은 구조를 적용하여 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로 폭(B)이 140㎛가 되도록 함으로써 즉, 145㎛이하가 되도록 함으로써 폰트 시인성을 향상시킨다.
또한, 도 10에는 99×297㎛ 의 화소 피치를 가지는 19인치 모니터의 화소가 한번 굽은 구조가 도시되어 있고, 도 11에는 99×297㎛ 의 화소 피치를 가지는 19 인치 모니터의 화소가 세 번 굽은 구조가 도시되어 있고, 도 12에는 99×297㎛ 의 화소 피치를 가지는 19인치 모니터의 화소가 두 번 굽은 구조가 도시되어 있다.
19인치 모니터는 화면으로부터 대략 40cm의 거리에서 화면을 보기 때문에 이 거리에서 인간의 눈은 116㎛ 의 분해능을 가진다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 한번 굽은 구조의 화소에서 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로 폭(A)이 120㎛이면 폰트가 불량으로 시인된다. 따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 화소가 세 번 굽은 구조를 적용하여 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로 폭(B)이 72㎛가 되도록 함으로써 즉, 116㎛이하가 되도록 함으로써 폰트 시인성을 향상시킨다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 화소가 두 번 굽은 구조를 적용하여 화소가 존재하지 않는 영역의 최대 가로 폭(C)이 90㎛가 되도록 함으로써 즉, 116㎛이하가 되도록 함으로써 폰트 시인성을 향상시킨다.
데이터선(171, 173, 175, 179) 위에는 유기 절연막으로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있다. 여기서 보호막(180)은 감광성 유기 물질을 노광 및 현상하여 형성한다. 필요에 따라서는 보호막(180)을 감광성이 없는 유기 물질을 도포하고 사진 식각 공정을 통하여 형성할 수도 있으나 감광성 유기 물질로 보호막(180)을 형성하는 것에 비하여 형성 공정이 복잡해진다.
보호막(180)에는 드레인 전극을 드러내는 접촉구(185b)와 데이터선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(179)을 드러내는 접촉구(182b)가 형성되어 있다. 또, 게이트선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(179)을 드러내는 접촉구(181b)는 보호막(180)과 함께 게이트 절연막(140)을 관통하여 형성되어 있다.
이때, 이들 접촉구(181b, 182b, 185b)의 측벽(181a, 182a, 185a)은 기판 면에 대하여 30도에서 85도 사이의 완만한 경사를 가지거나, 계단형 프로파일(profile)을 가진다.
또, 이들 접촉구(181b, 182b, 185b)는 각을 가지거나 원형의 다양한 모양으로 형성될 수 있으며, 면적은 2mm×60㎛를 넘지 않으며, 0.5mm×15㎛ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 보호막(180)은 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 물질로 형성할 수도 있다.
보호막(180) 위에는 접촉구(185b)를 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며 화소 영역의 모양을 따라 여러번 꺾인 띠 모양으로 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 이 때, 화소 전극(190)은 가장자리가 데이터선과 중첩할 정도로 넓게 형성되어 있어서 최대한의 개구율을 확보하고 있다.
또 보호막(180) 위에는 접촉구(181b, 182b)를 통하여 게이트선의 끝부분(125)과 데이터선의 끝부분(179)과 각각 연결되어 있는 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극(190) 및 접촉 보조 부재(81, 82)는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)로 이루어져 있다.
이제, 도 2, 도 4 및 도 5를 참고로 하여 공통 전극 표시판에 대하여 설명한다.
유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 상부 기판(210)의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)와 적, 녹, 청색의 색필터(230)가 형성되어 있 고, 색필터(230) 위에는 유기 물질로 이루어진 오버코트막(250)이 형성되어 있다. 오버코트막(250)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 절개부(271)를 가지는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
여기서 블랙 매트릭스(220)는 데이터선(171)의 제1 굽은 부분(51) 및 제2 굽은 부분(52)에 대응하는 선형 부분과 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분 및 박막 트랜지스터 부분에 대응하는 삼각형 부분을 포함한다.
색필터(230)는 블랙 매트릭스(220)에 의하여 구획되는 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있고 화소의 모양을 따라 주기적으로 구부러져 있다.
공통 전극(270)의 절개부(271) 역시 구부러져 있어서 굽은 화소 영역을 좌우로 양분하는 모양으로 형성되어 있다. 또, 절개부(271)의 양단은 한번 더 구부러져서 한쪽 끝은 게이트선(121)과 나란하고 다른 한쪽 끝은 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분과 나란하다.
이상과 같은 구조의 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판을 결합하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정층(3)을 형성하면 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 패널이 이루어진다.
액정층(3)에 포함되어 있는 액정 분자는 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 그 방향자가 하부 기판(110)과 상부 기판(210)에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있고, 음의 유전율 이방성을 가진다. 하부 기판(110)과 상부 기판(210)은 화소 전극(190)이 색필터(230)와 대응하여 정확하게 중첩되도록 정렬된다. 이렇게 하면, 화소 영역은 절개부(271)에 의하 여 복수의 도메인으로 분할된다. 이 때, 화소 영역은 절개부(271)에 의하여 좌우로 양분되나, 화소의 꺾인 부분을 중심으로 하여 상하에서 액정의 배향 방향이 서로 달라서 4개의 도메인으로 분할된다.
액정 표시 장치는 이러한 기본 패널 양측에 편광판, 백라이트, 보상판 등의 요소들을 배치하여 이루어진다. 이 때 편광판은 기본 패널 양측에 각각 하나씩 배치되며 그 투과축은 게이트선(121)에 대하여 나란하거나 수직을 이루도록 배치한다.
이상과 같은 구조로 액정 표시 장치를 형성하면 액정에 전계가 인가되었을 때 각 도메인 내의 액정이 도메인의 장변에 대하여 수직을 이루는 방향으로 기울어지게 된다. 그런데 이 방향은 데이터선(171)에 대하여 수직을 이루는 방향이므로 데이터선(171)을 사이에 두고 인접하는 두 화소 전극(190) 사이에서 형성되는 측방향 전계에 의하여 액정이 기울어지는 방향과 일치하는 것으로서 측방향 전계가 각 도메인의 액정 배향을 도와주게 된다.
액정 표시 장치는 데이터선(171) 양측에 위치하는 화소 전극에 극성이 반대인 전압을 인가하는 점반전 구동, 열반전 구동, 2점 반전 구동 등의 반전 구동 방법을 일반적으로 사용하므로 측방향 전계는 거의 항상 발생하고 그 방향은 도메인의 액정 배향을 돕는 방향이 된다.
또한, 편광판의 투과축을 게이트선(121)에 대하여 수직 또는 나란한 방향으로 배치하므로 편광판을 저렴하게 제조할 수 있으면서도 모든 도메인에서 액정의 배향 방향이 편광판의 투과축과 45도를 이루게 되어 빛샘이 최소화된다.
다만, 데이터선(171)이 구부러지므로 배선의 길이가 증가하게 되는데, 데이터선(171)에서 굽은 부분이 50%를 차지할 경우 배선의 길이는 약 20% 증가하게 된다. 데이터선(171)의 길이가 증가할 경우 배선의 저항과 부하가 증가하게 되어 신호 왜곡이 증가하는 문제점이 있다. 그러나 초고개구율 구조에서는 데이터선(171)의 폭을 충분히 넓게 형성할 수 있고, 두꺼운 유기물 보호막(180)을 사용하므로 배선의 부하도 충분히 작아서 데이터선(171)의 길이 증가에 따른 신호 왜곡 문제는 무시할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예는 5매의 마스크를 이용하는 제조된 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판이지만, 4매 마스크를 이용해서도 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 제조할 수 있다. 이에 대하여 도 13 내지 도 15를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 14는 도 13의 XIV-XIV'선에 대한 단면도이고, 도 15는 도 13의 XV-XV'선 및 XV'-XV''선에 대한 단면도이다.
제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판은 4매 마스크 공정으로 제조한 것으로서 5매 마스크 공정으로 제조한 박막 트랜지스터 표시판에 비하여 다음과 같은 특징을 가진다.
데이터선(171, 173, 175, 179) 아래에 이와 실질적으로 동일한 패턴으로 접촉층(161, 163, 165, 169)이 형성되어 있고, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 채널부가 연결되어 있는 것을 제외하고 비정질 규소층(151, 154, 159)도 데 이터선과 실질적으로 동일한 패턴을 가진다.
위의 제1 및 제2 실시예에서는 색필터가 공통 전극 표시판에 형성되어 있으나 이와 달리 박막 트랜지스터 기판에 형성될 수도 있다. 이러한 구조에 대하여 제3 내지 제4 실시예로서 설명한다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 17은 도 16의 XVII-XVII'선에 대한 단면도이고, 도 18은 도 16의 XVIII-XVIII'선 및 XVIII'-XVIII''선에 대한 단면도이다.
먼저, 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다.
절연 기판(110) 위에 가로 방향으로 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)에 돌기의 형태로 게이트 전극(124)이 연결되어 있다. 게이트선(121)의 한쪽 끝부분(129)은 외부 회로와의 연결을 위하여 폭이 확장되어 있다.
또 절연 기판(110) 위에는 유지 전극선(131)과 유지 전극(133)이 형성되어 있다. 유지 전극선(131)은 가로 방향으로 뻗어 있고 유지 전극(133)은 마름모꼴 또는 직사각형을 유지 전극선(131)에 대하여 45도 기울여 놓은 형태로 유지 전극선(131)에 연결되어 있다.
게이트 배선(121, 124, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 제1층(211, 241, 291, 311, 331)과, 저항이 작은 Al 또는 Ag 합금 등으로 이루어지는 제2층(212, 242, 292, 312, 332)의 이중층으로 형성되어 있다. 이들 게이트 배선(121, 124, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 필요에 따라서는 단일층으로 형성하거나 또는 3중층 이상으로 형성할 수도 있다.
게이트 배선(121, 124, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)의 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(151, 154)이 형성되어 있다. 반도체층(151, 154)은 박막 트랜지스터의 채널을 형성하는 채널부 반도체층(154)과 데이터선(171) 아래에 위치하는 데이터선부 반도체층(151)
반도체층(151, 154)의 위에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉층(161, 163, 165)이 형성되어 있다. 저항성 접촉층(161, 163, 165)도 데이터선 아래에 위치하는 데이터선부 접촉층(161)과 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 아래에 각각 위치하는 소스부 접촉층(163)과 드레인부 접촉층(165)으로 이루어져 있다.
저항성 접촉층(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171, 173, 175, 179)이 형성되어 있다. 데이터선(171, 173, 175, 179)은 길게 뻗어 있으며 게이트선(121)과 교차하여 화소를 정의한다. 데이터선(171)의 분지로서 소스 전극(173)이 형성되어 있으며 이는 저항성 접촉층(163)의 상부까지 연장되어 있다. 이러한 소스 전극(173)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항성 접촉층(165) 상부에는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분(179)은 외부 회로와 연결하기 위하여 폭이 확장되어 있다.
여기서, 데이터선(171)은 화소의 길이를 주기로 하여 반복적으로 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분이 나타나도록 형성되어 있다.
데이터선(171)의 굽은 부분은 제1 굽은 부분(51) 및 제2 굽은 부분(52)으로 이루어져 있다. 그리고, 데이터선(171)의 제1 굽은 부분(51) 및 제2 굽은 부분(52)은 각각 2개의 직선 부분을 포함한다.
제1 굽은 부분(51)의 2개의 직선 부분 중 하나(51a)는 게이트선(121)에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 특히, -45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다. 그리고, 제1 굽은 부분(51)의 2개의 직선 부분 중 나머지 하나(51b)는 게이트선(121)에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고, 특히, 45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다.
동일하게 제2 굽은 부분(52)의 2개의 직선 부분 중 하나(52a)는 게이트선(121)에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 특히, -45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다. 제2 굽은 부분(52)의 2개의 직선 부분 중 나머지 하나(52b)는 게이트선(121)에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고, 특히, 45도의 경사를 이루는 것이 가장 바람직하다.
그리고, 제1 굽은 부분(51) 중 게이트선(121)에 30도 내지 60도의 경사를 이루는 직선 부분(51b)과 제2 굽은 부분(52) 중 게이트선(121)에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루는 직선 부분(52a)은 서로 연결되어 제3 굽은 부분(53)을 이루고 있고, 제1 굽은 부분(51)과 제2 굽은 부분(52)은 서로 대칭인 것이 바람직하다.
데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분에는 소스 전극(173)이 연결되어 있고, 이 부분이 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차한다.
따라서, 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하여 이루는 화소 영역은 세 번 꺾인 띠 모양으로 형성된다.
또, 드레인 전극(175)은 화소 전극(190)과 연결되는 부분이 직사각형 모양으로 넓게 확장되어서 유지 전극(133)과 중첩하고 있다. 이와 같이, 드레인 전극(175)은 유지 전극(133)과 게이트 절연막(140)만을 사이에 두고 중첩함으로써 유지 용량을 형성한다.
데이터선(171, 173, 175, 179) 위에는 질화규소 등의 무기 절연 물질로 이루어진 제1 보호막(801)이 형성되어 있다.
제1 보호막(801) 위에는 적색, 녹색 및 청색의 색필터(230R, 230G, 230B)가 형성되어 있다. 색필터(230R, 230G, 230B)는 각각 데이터선(171)에 의하여 구획되는 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있고 화소의 모양을 따라 주기적으로 구부러져 있다. 또한, 색필터(230R, 230G, 230B)는 이웃하는 색필터(230R, 230G, 230B)가 데이터선(171) 위에서 서로 부분적으로 중첩되어 있어서 데이터선(171) 위에서 언덕을 이루고 있다.
색필터(230R, 230G, 230B) 위에는 감광성 유기 물질로 이루어진 제2 보호막(802)이 형성되어 있다. 제2 보호막(802)도 색필터(230R, 230G, 230B)의 중첩에 의하여 형성된 언덕을 타고 넘으면서 언덕을 이루고 있다.
드레인 전극(175) 위와 데이터선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(179)의 위에는 제1 및 제2 보호막(801, 802)을 관통하여 드레인 전극(175)과 데이터선의 끝부 분(179)을 각각 드러내는 접촉구(185b, 182b)가 형성되어 있다. 또, 게이트선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(179)의 위에는 제1 및 제2 보호막(801, 802)과 함께 게이트 절연막(140)을 관통하여 게이트선의 끝부분(179)을 노출하는 접촉구(181b)가 형성되어 있다.
이때, 이들 접촉구(181b, 182b, 185b)의 측벽(181a, 182a, 185a)은 기판 면에 대하여 30도에서 85도 사이의 완만한 경사를 가지거나, 계단형 프로파일(profile)을 가진다.
또, 이들 접촉구(181b, 182b, 185b)는 각을 가지거나 원형의 다양한 모양으로 형성될 수 있으며, 면적은 2mm×60㎛를 넘지 않으며, 0.5mm×15㎛ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 색필터(230R, 230G, 230B)는 드레인 전극(175) 위에서는 제거되어 있어서 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉구(182b)는 제1 및 제2 보호막(801, 802)만을 관통하고 있다. 또한, 화소를 구성하지 않는 게이트선의 끝부분(129)과 데이터선의 끝부분(179)에도 색필터(230R, 230G, 230B)를 형성하지 않는다.
한편, 제2 보호막(802)도 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 물질로 형성할 수도 있다.
제2 보호막(802) 위에는 접촉구(182b)를 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며 화소 영역의 모양을 따라 여러 번 꺾인 띠 모양으로 화소 전극(190)이 형성되어 있다.
또 보호막(180) 위에는 접촉구(181b, 182b)를 통하여 게이트선의 끝부분(129)과 데이터선의 끝부분(179)과 각각 연결되어 있는 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다. 여기서, 화소 전극(190) 및 접촉 보조 부재(81, 82)는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)로 이루어져 있다.
이제, 공통 전극 표시판에 대하여 설명한다.
유리 등의 투명한 절연 기판(210)의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있고, 블랙 매트릭스(220)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 절개부(271)를 가지는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
여기서 블랙 매트릭스(220)는 데이터선(171)의 굽은 부분에 대응하는 선형 부분과 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분 및 박막 트랜지스터 부분에 대응하는 삼각형 부분을 포함한다.
공통 전극(270)의 절개부(271) 역시 구부러져 있어서 굽은 화소 영역을 좌우로 양분하는 모양으로 형성되어 있다. 또, 절개부(271)의 양단은 한번 더 구부러져서 한쪽 끝은 게이트선(121)과 나란하고 다른 한쪽 끝은 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분과 나란하다.
이상과 같은 구조의 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판을 결합하고 그 사이에 액정을 주입하여 액정층(3)을 형성하면 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 패널이 이루어진다.
액정층(3)에 포함되어 있는 액정 분자는 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 인가되지 않은 상태에서 그 방향자가 하부 기판(110)과 상부 기판(210)에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있고, 음의 유전율 이방성을 가진다. 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판은 공통 전극(270)의 절개부(271)가 화소 전극(190)의 좌우 중앙에 정확하게 중첩되도록 정렬된다. 이렇게 하면, 화소 영역은 절개부(271)에 의하여 복수의 도메인으로 분할된다. 이 때, 화소 영역은 절개부(271)에 의하여 좌우로 양분되나, 화소의 꺾인 부분을 중심으로 하여 상하에서 액정의 배향 방향이 서로 달라서 4개의 도메인으로 분할된다.
액정 표시 장치는 이러한 기본 패널 양측에 편광판, 백라이트, 보상판 등의 요소들을 배치하여 이루어진다. 이 때 편광판은 기본 패널 양측에 각각 하나씩 배치되며 그 투과축은 게이트선(121)에 대하여 나란하거나 수직을 이루도록 배치한다.
이러한 구조의 액정 표시 장치는 제1 실시예에서의 이점 이외에도 색필터(230R, 230G, 230B)가 박막 트랜지스터 기판에 형성되므로 두 표시판의 정렬마진이 확대되고, 오버코트막(250)을 생략할 수 있는 등의 추가적인 이점을 갖는다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 20은 도 19의 XX-XX'선에 대한 단면도이고, 도 21은 도 19의 XXI-XXI'선 및 XXI'-XXI''선에 대한 단면도이다.
제4 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판은 제3 실시예에 비하여 다음과 같은 특징을 가진다.
데이터선(171, 173, 175, 179)아래에 이와 실질적으로 동일한 패턴으로 접촉 층(161, 163, 165, 169)이 형성되어 있다. 또, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 채널부가 연결되어 있는 것을 제외하고 비정질 규소층(151, 154, 159)도 데이터 배선과 실질적으로 동일한 패턴을 가진다.
제4 실시예는 제3 실시예에 비하여 사진 식각 공정을 1회 감소시킨 공정에 의하여 제조된 박막 트랜지스터 표시판을 사용한 것이다. 즉, 제1 실시예와 제2 실시예의 관계와 유사하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 데이터선을 굴절시켜 화소 영역을 꺾인 띠 모양으로 형성함으로써 인접한 화소 사이의 측방향 전계가 도메인의 형성을 돕는 방향으로 작용하여 도메인이 안정하게 형성되고, 이러한 데이터선을 다중 굴절시킨 구조로 형성함으로써 폰트 시인성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims (18)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 일방향으로 뻗어 있는 게이트선,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 뻗은 부분을 가지는 데이터선,
    상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극,
    상기 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터
    를 포함하고, 상기 데이터선의 굽은 부분과 뻗은 부분은 상기 화소 영역의 길이를 단위로 하여 반복적으로 나타나며, 상기 데이터선의 굽은 부분은 인접한 두 개의 상기 뻗은 부분 사이에서 2회 이상 굴절되어 있고,
    상기 굽은 부분은 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 데이터선의 굽은 부분은 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제2항에서,
    상기 데이터선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고,상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며,상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 굽은 부분과 상기 제2 굽은 부분은 서로 대칭인 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 굽은 부분 중 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 직선 부분과 상기 제2 굽은 부분 중 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루는 직선 부분은 서로 연결되어 제3 굽은 부분을 이루는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제1항에서,
    상기 게이트선과 같은 방향으로 뻗어 있는 유지전극선을 더 포함하고, 상기 화소 전극과 연결되는 상기 박막 트랜지스터의 단자가 상기 유지전극선과 중첩하여 유지 용량을 형성하는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제1항에서,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 데이터선과 연결되는 단자는 상기 뻗은 부분에 연결되어 있고, 상기 게이트선은 상기 데이터선과 상기 뻗은 부분에서 교차하는 박막 트랜지스터 표시판.
  8. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선,
    상기 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층,
    상기 반도체층 위에 형성되어 있는 데이터선 및 드레인 전극,
    상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 형성되어 있는 보호막,
    상기 보호막 위에 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있고, 상기 데이터선이 형성된 방향으로 형성된 변이 상기 데이터선을 따라 굽어져 있는 화소 전극을 포함하고,
    상기 데이터선은 2회 이상 굴절되어 있는 굽은 부분 및 상기 게이트선과 직교하는 부분을 가지고, 상기 굽은 부분은 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며, 상기 드레인 전극은 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극과 대향하고 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  9. 제8항에서,
    상기 데이터선의 굽은 부분은 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  10. 제9항에서,
    상기 데이터선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며, 상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 박막 트랜지스터 표시판.
  11. 제10항에서,
    상기 보호막은 무기 절연 물질로 이루어져 있고, 상기 보호막 위에 형성되어 있는 색필터를 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  12. 제11항에서,
    상기 색필터는 상기 데이터선에 의하여 구분되어 있는 화소 열을 따라 적색, 녹색 및 청색 색필터가 각각 길게 형성되어 있으며 적색, 녹색 및 청색이 반복적으로 나타나는 박막 트랜지스터 표시판.
  13. 제12항에서,
    상기 색필터는 상기 드레인 전극 위에서 제거되어 있으며 상기 화소 전극은 상기 색필터가 제거된 영역과 상기 보호막을 관통하는 접촉구를 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  14. 제13항에서,
    상기 접촉구 주변의 상기 보호막은 상기 색필터가 제거된 영역을 통하여 노출되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  15. 제14항에서,
    상기 화소 전극과 동일한 물질로 이루어져 있으며 상기 게이트선 및 상기 데이터선의 일단과 각각 접촉하는 제1 및 제2 접촉 보조 부재를 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  16. 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선,
    상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있고 제1 굽은부분 및 제2 굽은부분을 가지는 데이터선,
    상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극,
    상기 게이트선, 상기 데이터선 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 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 중의 적어도 일측에 형성되어 있는 도메인 분할 수단,
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 주입되어 있는 액정층
    을 포함하고,
    상기 데이터선의 제 1 굽은 부분 및 제 2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고,상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며,상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고, 상기 화소 영역은 상기 도메인 분할 수단에 의하여 복수의 도메인으로 분할되고 상기 도메인의 장변 4개는 인접한 상기 데이터선의 제1 굴절부 및 제2 굴절부와 실질적으로 나란한 액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 액정층에 포함되어 있는 액정은 음의 유전율 이방성을 가지며 상기 액정은 그 장축이 상기 제1 및 제2 절연 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있는 액정 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 도메인 분할 수단은 상기 공통 전극이 가지는 절개부인 액정 표시 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020046621A (ko) * 2000-12-15 2002-06-21 구본준, 론 위라하디락사 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100371939B1 (ko) * 1997-06-12 2003-02-19 후지쯔 디스플레이 테크놀로지스 코포레이션 액정 표시 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100371939B1 (ko) * 1997-06-12 2003-02-19 후지쯔 디스플레이 테크놀로지스 코포레이션 액정 표시 장치
KR20020046621A (ko) * 2000-12-15 2002-06-21 구본준, 론 위라하디락사 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그 제조방법

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