KR101061842B1 - 다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents

Abstract

절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 복수개의 제1 신호선, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗은 부분을 가지는 복수개의 제2 신호선, 제1 신호선과 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 화소 절개부를 가지는 화소 전극, 화소 절개부와 중첩하며 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극, 제1 신호선, 제2 신호선 및 방향 제어 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.

꺽은데이터선, DCE

Description

다중 도메인 액정 표시 장치 및 그 박막 트랜지스터 표시판{MULTI-DOMAIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL OF THE SAME}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,

도 2는 도 1의 II-II'선에 대한 단면도로서, 색필터 표시판도 함께 도시한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도이고,

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 정전 용량을 설명한 도면이고,

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도이고,

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.

<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 178 : 방향 제어 전극

91 : 화소 절개부

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 광시야각을 얻기 위하여 화소를 복수의 도메인으로 분할하는 수직 배향형 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.

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 공통 전극에 일정한 절개 패턴을 형성하거나 돌기를 형성하는 방법을 이용하는 수직 배향형 액정 표시 장치(Patterned Vertically Aligned, PVA)가 유력시되고 있다.

절개 패턴을 형성하는 방법으로는 화소 전극과 공통 전극에 각각 절개 패턴을 형성하여 이들 절개 패턴으로 인하여 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 액정 분자들이 눕는 방향을 조절함으로써 시야각을 넓히는 방법이 있다.

그러나, 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 전기장의 영향을 받아 배향이 흐트러지고, 이로 인하여 텍스쳐나 빛샘이 발생하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명의 기술적 과제는 투과율 및 측면 시인성이 향상된 다중 도메인 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 복수개의 제1 신호선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗은 부분을 가지는 복수개의 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 화소 절개부를 가지는 화소 전극, 상기 화소 절개부와 중첩하며 상기 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방향 제어 전극의 전위는 상기 화소 전극의 전위보다 소정의 값 이상으로 큰 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 복수개의 제1 신호선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗은 부분을 가지는 복수개의 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 제1 화소 절개부를 가지는 제1 화소 전극, 상기 화소 영역마다 형성되어 있고 제2 화소 절개부를 가지며 상기 제1 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 제2 화소 전극, 상기 제1 및 제2 화소 절개부와 중첩하며 상기 제1 및 제2 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극은 서로 나란하게 형성되어 있으며, 상기 제2 신호선의 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 화소 전극은 둘로 분리되어 상기 제1 신호선과 인접하는 위치에 배치되어 있고, 상기 제1 화소 전극은 두 개의 상기 제2 화소 전극 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 신호선의 굽은 부분은 인접한 두 개의 상기 제2 방향으로 뻗 은 부분 사이에서 2개 이상 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 신호선의 굽은 부분은 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 신호선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분에 각각 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 신호선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며, 상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방향 제어 전극은 상기 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 제1 신호선, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗은 부분을 가지는 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있는 제1 화소 전극, 상기 화소 영역마다 형성되어 있으며 상기 제1 화소 전극과 소정 간격 이격되어 용량성으로 결합되어 있는 제2 화소 전극, 상기 제1 및 제2 화소 전극의 일부와 각각 중첩하며 상기 제1 및 제2 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방향 제어 전극의 전위는 상기 제1 및 제2 화소 전극의 전위보다 소정의 값 이상으로 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 화소 전극의 전위는 제2 화소 전극의 전위와 소정의 값만큼 다른 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 신호선의 굽은 부분은 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방향 제어 전극은 상기 제1 신호선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 부분과 상기 제1 신호선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루는 부분을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 신호선과 절연되어 교차하고 있으며 공통 전위가 인가되는 제3 신호선을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제3 신호선은 상기 제1 신호선과 나란하게 형성되어 있는 유지 전극선 및 상기 유지 전극선에 연결되어 있으며 상기 방향 제어 전극과 적어도 일부분이 중첩하고 있는 유지 전극을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 상기 게이트선 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 교차하며 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗은 부분을 가지는 데이터선, 상기 데이터선의 일부와 연결되어 있는 방향 제어 전극, 상기 데이터선 및 상기 방향 제어 전극 위에 형성되어 있는 보호막, 상기 보호막 위에 형성되어 있으며 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 화소 절개부를 가지는 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판; 상기 박막 트랜지스터 표시판과 대향하고 있고, 제2 절연 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 색 필터 표시판; 상기 박막 트랜지스터 표시판과 상기 색 필터 표시판 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하며, 상기 방향 제어 전극은 상기 화소 절개부와 중첩하며 상기 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있고 굽은 부분을 가지는 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 제1 화소 절개부를 가지는 제1 화소 전극, 상기 화소 영역마다 형성되어 있고 제2 화소 절개부를 가지며 상기 제1 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 제2 화소 전극, 상기 제1 및 제2 화소 절개부와 중첩하며 상기 화소 전극과 용량성으로 결합 되어 있는 방향 제어 전극, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 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 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극은 서로 나란하게 형성되어 있으며, 상기 제2 신호선의 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선, 상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있고 굽은 부분을 가지는 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 제1 화소 절개부를 가지는 제1 화소 전극, 상기 화소 영역마다 형성되어 있고 제2 화소 절개부를 가지며 상기 제1 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 제2 화소 전극, 상기 제1 및 제2 화소 절개부와 중첩하며 상기 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 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 사이에 주입되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 제2 화소 전극은 둘로 분리되어 상기 제1 신호선과 인접하는 위치에 배치되어 있고, 상기 제1 화소 전극은 두 개의 상기 제2 화소 전극 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 신호선의 굽은 부분은 인접한 두 개의 상기 제2 방향으로 뻗은 부분 사이에서 2개 이상 형성되어 있는 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.

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 부분 "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 박막 트랜지스터 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판 및 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선에 대한 단면도로서, 색필터 표시판도 함께 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 정전 용량을 설명한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100)과, 이와 대향하는 색필터 표시판(200) 및 이들 사이에 주입되어 있고 그에 포함되어 있는 액정 분자의 장축이 이들 표시판(100, 200)에 대하여 수직으로 배향되어 있는 액정층(3)으로 이루어져 있다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참고로 하여 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.

절연 기판(110) 위에 가로 방향으로 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)에 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. 공통 전위(Vcom)가 인가되는 유지 전극선(131)은 가로 방향으로 뻗어 있고 유지 전극(133)은 유지 전극선(131)의 일부로서 후술할 방향 제어 전극(178)이나 화소 전극(190)의 일부와 중첩되어 있다.

게이트선(121, 123, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr 또는 Mo 합금 등으로 이루어지는 하부층과, 저항이 작은 Al 또는 Ag 합금 등으로 이루어지는 상부층의 이중층으로 형성하는 것이 바람직하다. 이들 게이트선(121, 123, 129) 및 유지 전극 배선(131, 133)은 필요에 따라서는 단일층으 로 형성하거나 또는 3중층 이상으로 형성할 수도 있다.

게이트선(121, 123, 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, 158)이 형성되어 있다. 반도체층(151, 154, 158)은 박막 트랜지스터의 채널을 형성하는 채널부 반도체층(154)과 데이터선(171) 아래에 위치하는 데이터선부 반도체층(151) 및 방향 제어 전극(178)의 아래에 위치하는 방향 제어 전극부 반도체층(158)을 포함한다.

반도체층(151, 154, 158)의 위에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항성 접촉층(161, 163, 165, 168)이 형성되어 있다. 저항성 접촉층(161, 163, 165, 168)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) 및 방향 제어 전극부 반도체층(168) 을 포함한다.

저항성 접촉층(161, 163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171, 173, 175, 179)이 형성되어 있다.

데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대 하여 서로 반대쪽에 위치한다. 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 노출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 노출부(154)에 형성된다. 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. 이 때, 데이터선(171)의 굽은 부분은 두 개의 직선 부분으로 이루어지며, 이들 두 개의 직선 부분 중 하나는 게이트선(121)에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 게이트선(121)에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이룬다. 특히, 이들 두 개의 직선 부분 중 하나는 게이트선(121)에 대하여 45도를 이루는 것이 바람직하고, 다른 한 부분은 게이트선(121)에 대하여 -45도를 이루는 것이 바람직하다. 데이터선(171)의 세로로 뻗은 부분에는 소스 전극(173)이 연결되어 있고, 이 부분이 게이트선(121)과 교차한다.

이 때, 데이터선(171)의 굽은 부분과 세로로 뻗은 부분의 길이의 비는 1:1 내지 9:1 사이(즉, 데이터선(171) 중 굽은 부분이 차지하는 비율이 50%에서 90% 사이)이다.

따라서, 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하여 이루는 화소 영역은 꺾인 띠 모양으로 형성된다.

한편, 드레인 전극(175)에는 드레인 전극(175)과 같은 층에 같은 물질로 이 루어진 방향 제어 전극(178)이 연결되어 있다. 방향 제어 전극(178)은 드레인 전극(175)으로부터 구부러져 뻗어나오며 데이터선(171)의 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있다. 즉, 드레인 전극(175)과 연결되는 부분에서 한번 구부러져 게이트선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 방향으로 진행하고, 다시 한번 구부러져 게이트선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루는 방향으로 소정 거리만큼 연장되어 있다. 특히, 드레인 전극(175)과 연결되는 부분에서 한번 구부러져 게이트선(121)에 대하여 45도를 이루는 방향으로 진행하고, 다시 한번 구부러져 게이트선(121)에 대하여 -45도를 이루는 방향으로 소정 거리만큼 연장되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 방향 제어 전극(178)은 후술할 화소 전극(190)의 화소 절개부(91)와 중첩되어 있으며, 화소 절개부(91)의 폭보다 방향 제어 전극(178)의 폭이 더 크게 형성되어 있으므로 방향 제어 전극(178)은 화소 절개부(91)에 인접한 화소 전극(190)의 일부와 중첩되어 화소 전극(190)과 용량성으로 결합되어 있다.

데이터선(171, 173, 175, 179) 및 방향 제어 전극(178) 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 데이터선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(179)을 드러내는 접촉구(182)가 형성되어 있다. 또한, 접촉구(181)가 보호막(180)과 함께 게이트 절 연막(140)을 관통하여 게이트선의 폭이 확장되어 있는 끝부분(129)을 드러내고 있다.

이때, 이들 접촉구(181, 182)의 측벽은 기판 면에 대하여 30도에서 85도 사이의 완만한 경사를 가지거나, 계단형 프로파일(profile)을 가지는 것이 바람직하다.

또, 이들 접촉구(181, 182, 183)는 다각형이나 원형 등의 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 화소의 모양을 따라 꺾인 띠 모양을 하고 있으며 세로 방향의 화소 절개부(91)를 가지는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 절개부(91)에 의해 화소 전극(190)은 동일한 모양으로 좌우로 양분된다.

화소 전극(190)은 전기적으로 직접 드레인 전극(175)과 연결되어 있지 않으나, 드레인 전극(175)과 연결되어 있는 방향 제어 전극(178)의 일부와 중첩하고 있는 방향 제어 전극(178)과 용량성으로 결합하고 있다. 즉, 방향 제어 전극(178)에 인가되는 전압에 의하여 화소 전극(190)의 전압이 변동하는 상태에 놓여 있다. 이 때, 방향 제어 전극(178)의 전위는 화소 전극(190)의 전위보다 소정의 값 이상으로 항상 크도록 한다. 이와 같은 방향 제어 전극(178)과 화소 전극(190)의 결합 관계는 도 3 및 도 4를 참고로 하여 뒤에서 상술한다.

또 보호막(180) 위에는 접촉구(181, 182)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, 도 2 내지 도 4를 참고로 하여 색필터 표시판(200)에 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 있고, 색필터(230) 위에는 유기 물질로 이루어진 오버코트막(250)이 형성되어 있다. 오버코트막(250)의 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.

색필터(230)는 블랙 매트릭스(220)에 의하여 구획되는 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있고 화소의 모양을 따라 주기적으로 구부러져 있다.

이상과 같은 구조의 박막 트랜지스터 표시판(100)과 색필터 표시판(200)을 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 대응하 여 정확하게 중첩되도록 정렬된다. 이렇게 하면, 화소 영역은 화소 전극(190)의 화소 절개부(91)에 의하여 복수의 도메인으로 분할된다. 이 때, 화소 전극(190)은 절개부(91)에 의하여 각각 좌우로 양분됨과 동시에 상하로도 양분되어 4종류의 도메인으로 분할된다.

이 때, 도메인의 두 장변간 거리, 즉 도메인의 폭은 10㎛에서 30㎛ 사이인 것이 바람직하다.

액정 표시 장치는 이러한 기본 패널 양측에 편광판(12, 22), 백라이트, 보상판(13, 23) 등의 요소들을 배치하여 이루어진다. 이 때 편광판(12, 22)은 기본 패널 양측에 각각 하나씩 배치되며 그 투과축은 게이트선(121)에 대하여 둘 중 하나는 나란하고 나머지 하나는 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 전극(190)에 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, 편광판(12, 22)의 투과축을 게이트선(121)에 대하여 수직 또는 나란한 방향으로 배치하므로 편광판(12, 22)을 저렴하게 제조할 수 있으면서도 모든 도메인에서 액정의 배향 방향이 편광판(12, 22)의 투과축과 45도를 이루게 되어 최고 휘도를 얻을 수 있다.

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.

한편, 이러한 구조의 액정 표시 장치에서 화소 전극(190)은 방향 제어 전극(178)과의 용량성 결합에 의하여 전압이 변동하게 되므로 화소 전극(190)의 전압은 방향 제어 전극(178)의 전압에 비하여 절대값이 항상 낮게 된다. 즉, 방향 제어 전극(178)의 전위는 화소 전극(190)의 전위보다 소정의 값 이상으로 항상 크게 된다. 이는 방향 제어 전극(178)의 전위는 화소 전극(190)의 전위보다 소정의 값 이상으로 항상 크도록 형성하여야 화소 영역은 화소 절개부(91)에 중첩하는 방향 제어 전극(178)에 의하여 복수의 도메인으로 명확하게 분할되기 때문이다. 그러나, 방향 제어 전극(178)의 전위가 화소 전극(190)의 전위보다 소정의 값 이상으로 크지 않는 경우에는 도메인의 경계부가 불명확해져서 액정 표시 장치의 특성이 나빠진다.

즉, 방향 제어 전극(178)에 인가되는 전압을 Vdce, 화소 전극(190)에 인가되는 전압을 Vp, 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이에 형성되어 있는 액정층의 유전율을 ε, 화소 전극(190)과 공통 전극(270) 사이의 거리를 d, 화소 전극(190)과 방향 제어 전극(178) 사이에 형성되어 있는 보호막의 유전율을 ε', 화소 전극(190)과 방향 제어 전극(178) 사이의 거리를 d'라 할 때, 수학식 1에 나타난 바와 같이, Vdce는 Vp 보다 Vp(εd'/ε'd)만큼은 더 크도록 한다.

Vdce > Vp(1+εd'/ε'd)

이를 위해 종래에는 별도의 DCE TFT를 형성하여 방향 제어 전극(178)에 인가되는 전압(Vdce)을 높임으로써 수학식 1을 만족하거나, 드레인 전극(175)과 연결되어 있지 않은 화소 전극(190)을 공통 전극(270)과 방향 제어 전극(178) 사이에 위치시킴으로써 화소 전극(190)이 방향 제어 전극(178)과 용량성으로 결합하도록 하여 화소 전극(190)에 인가되는 전압(Vp)을 낮추어 수학식 1을 만족하도록 하였다.

그러나, 별도의 DCE TFT를 형성하여 Vdce를 높이는 경우에는 복수개의 화소 전극(190)에 차등 전압을 인가하는 것이 어렵기 때문에 측면 시인성의 개선이 곤란하고, 화소 전극(190)을 방향 제어 전극(178)과 용량성으로 결합하여 Vp를 낮추는 경우에는 투과율이 낮아지는 문제점이 발생한다. 투과율을 향상시키기 위해서 구동 전압을 높이거나, 리타데이션(Δnd)을 높일 수도 있으나 제조 비용이 증가하고 다른 특성 저하된다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에서는 화소 전극(190)을 방향 제어 전극(178)과 용량성으로 결합하여 Vp를 낮추고, 동시에 데이터선(171)을 45도 꺽은선 구조로 형성함으로써 개구율 및 투과율을 향상시킨다.

그러면 화소 전극(190)이 방향 제어 전극(178)과 용량성으로 결합하는 경우에 방향 제어 전극(178)의 전위가 화소 전극(190)의 전위보다 소정의 값 이상 크게 형성되는 이유를 도 3 및 도 4를 참고로 하여 설명한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 방향 제어 전극(178)은 화소 전극(190)과 용량성 결합을 이루고 있고, 이들 사이의 정전 용량은 Cdce라고 표시한다. 화소 전극(190)은 색 필터 표시판의 공통 전극(170)과의 사이에 액정 축전기를 형성하고, 그 정전 용량은 Clc로 표시한다. 또한, 화소 전극(190)은 유지 전극선(131)에 연결되어 있는 유지 전극(133)과의 사이에 유지 축전기를 형성하고, 그 정전 용량은 Cst로 표시한다.

그리고, 방향 제어 전극(178)과 화소 전극(190)사이에 형성되는 정전 용량은 Clcd로 표시하고, 방향 제어 전극(178)과 유지 전극(133) 사이에 형성되는 정전 용량은 Cstd로 표시한다. 따라서, 실제적인 유지 용량은 Cst와 Cstd의 합으로 표현된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극(190)은 화소 절개부(91)를 가지며, 이 절개부를 통하여 방향 제어 전극(178)에 의한 전계가 유출될 수 있도록 방향 제어 전극(178)과 화소 절개부(91)가 중첩되어 있다. 화소 절개부(91)를 통하여 유출되는 방향 제어 전극(178)의 전계에 의하여 액정 분 자가 선경사(pretilt)를 갖게되고, 선경사를 가지는 액정 분자는 화소 전극(190)의 전계가 인가되면 흐트러짐 없이 신속하게 선경사에 의하여 결정된 방향으로 배향된다. 그리고, 화소 절개부(91)에서 전기장은 왜곡되어 측면 시인성이 향상된다.

그런데, 방향 제어 전극(178)의 전계에 의하여 액정 분자가 선경사를 가지고 복수개의 소도메인으로 분할되기 위해서는 공통 전극(270)에 대한 방향 제어 전극(178)의 전위차(이하 "방향 제어 전극 전압"이라 한다.)가 공통 전극(270)에 대한 화소 전극(190)의 전위차(이하 "화소 전극 전압"이라 한다.)에 비하여 소정의 값 이상으로 더 커야 한다.

즉, 방향 제어 전극(178)에 화소 전극(190)보다 높은 전압을 인가한다. 이때 색필터 표시판의 공통 전극(270)에 별도의 절개부를 형성하지 않으므로 개구율 감소 및 공정 추가가 없다.

도 3에 도시된 바와 같이, 방향 제어 전극(178)에는 데이터 전압(Vd)이 인가되고, 화소 전극(190)에는 Cdce에 의한 전압의 분할에 의해 Vdce보다 작은 전압이 인가된다. 즉, 수학식 2에 나타난 바와 같이, 전압 분배 법칙에 의해 Vp가 결정된다.

Vp= Vdce * Cdce/(Cdce+Clc)

이 경우, Cdce/(Cdce+Clc)는 항상 1보다 작으므로 Vp는 항상 Vdce 보다 작다. 따라서, Vdce > Vp(1+εd'/ε'd)를 만족한다. 또한, Cdce를 조절함으로써 Vp를 자유롭게 조절 할 수 있다. Cdce의 조절은 방향 제어 전극(178)과 화소 전극(190)의 중첩 면적 또는 거리를 조정함으로써 가능하다. 중첩 면적은 방향 제어 전극(178)의 폭을 변화시킴으로써 용이하게 조정할 수 있고, 거리는 방향 제어 전극(178)의 형성 위치를 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에서는 방향 제어 전극(178)을 데이터선(171)과 같은 층에 형성하였으나, 게이트선(121)과 같은 층에 형성함으로써 방향 제어 전극(178)과 화소 전극(190) 사이의 거리를 증가시킬 수 있다.

방향 제어 전극(178)의 배치는 다양하게 변형될 수 있다. 그 한 예를 제2 실시예로써 설명한다.

이하에서는 제1 실시예와 구별되는 특징에 대하여만 설명하고 나머지 부분에 대하여는 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.

제1 실시예에 비하여 제2 실시예에서는 화소 절개부(91)를 연장하여 화소 전극(190)을 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)으로 분리한다. 즉, 제1 화소 전극(190a)과 소정 간격 이격되어 제2 화소 전극(190b)이 형성되며 서로 용량성으로 결합되어 있다. 그리고, 방향 제어 전극(178)은 제1 실시예에서와 동일한 위치에 형성되어 있으며, 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)의 일부와 각각 중첩하며 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)과 용량성으로 결합되어 있다.

제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)은 실질적으로 동일한 모양을 가지며 화소를 좌우로 양분하여 점유하고 있다. 따라서 제1 화소 전극(190a)을 게이트선(121)을 따라 소정 거리 평행 이동하면 제2 화소 전극(190b)과 일치한다.

이 경우 방향 제어 전극(178)의 전위는 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)의 전위보다 모두 Vp(εd'/ε'd) 이상으로 크다.

또한, 제1 화소 전극(190a)의 전위는 제2 화소 전극(190b)의 전위와 소정의 값만큼 다르게 인가하는 것이 바람직하다. 이를 위해 방향 제어 전극(178) 및 제1 화소 전극(190a)이 중첩되는 면적과 방향 제어 전극(178) 및 제2 화소 전극(190b)이 중첩되는 면적을 다르게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 하나의 화소 영역 내에서 전압이 다른 두 화소 전극(190a, 190b)을 배치하면 두 화소 전극(190a, 190b)이 서로 보상하여 감마 곡선의 왜곡을 줄일 수 있으며, 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

서로 분리된 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b) 내에 각각 제1 화소 절개부(91a) 및 제2 화소 절개부(91b)를 형성함으로써 가로 방향으로 복수개의 도메인을 형성하고 각각의 화소 전극(190a, 190b)에 서로 다른 전압을 인가하는 경우를 제3 실시예로서 설명한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도이다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 비하여 제3 실시예에서는 화소 전극을 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)으로 분리한다. 즉, 제1 화소 전극(190a)과 소정 간격 이격되어 제2 화소 전극(190b)이 형성되며 서로 용량성으 로 결합되어 있다.

제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)은 실질적으로 동일한 모양을 가지며 화소를 좌우로 양분하여 점유하고 있다. 따라서 제1 화소 전극(190a)을 게이트선(121)을 따라 소정 거리 평행 이동하면 제2 화소 전극(190b)과 일치한다. 그리고, 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b)은 서로 나란하게 형성되어 있으며, 데이터선(171)의 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있다.

그리고, 방향 제어 전극(178)은 제1 방향 제어 전극(178a)과 제2 방향 제어 전극(178b)을 포함한다. 제1 방향 제어 전극(178a)은 제1 화소 전극(190a)에 형성되어 있는 제1 화소 절개부(91a)와 중첩되고, 제2 방향 제어 전극(178b)은 제2 화소 전극(190b)에 형성되어 있는 제2 화소 절개부(91b)와 중첩되며 제1 방향 제어 전극(178a)과 제2 방향 제어 전극(178b)은 서로 연결되어 드레인 전극(175)에 연결된다.

이 경우 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)의 전위는 각각 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)의 전위보다 Vp(εd'/ε'd) 이상으로 크다.

또한, 제1 화소 전극(190a)의 전위는 제2 화소 전극(190b)의 전위와 소정의 값만큼 다르도록 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 이를 위해 제1 방향 제어 전극(178a) 및 제1 화소 전극(190a)이 중첩되는 면적과 제2 방향 제어 전극(178b) 및 제2 화소 전극(190b)이 중첩되는 면적을 다르게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 하나의 화소 영역 내에서 전압이 다른 두 화소 전극(190a, 190b)을 배치하면 두 화소 전극이 서로 보상하여 감마 곡선의 왜곡을 줄일 수 있으며, 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

즉, 제1 방향 제어 전극(178a)에 인가되는 전압을 Vdcea, 제2 방향 제어 전극(178b)에 인가되는 전압을 Vdceb, 제1 화소 전극(190a)에 인가되는 전압을 Vpa, 제2 화소 전극(190b)에 인가되는 전압을 Vpb, 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b)과 공통 전극(270) 사이에 형성되어 있는 액정층의 유전율을 ε, 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b)과 공통 전극(270) 사이의 거리를 d, 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b)과 방향 제어 전극 사이(178a, 178b)에 형성되어 있는 보호막의 유전율을 ε', 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b)과 방향 제어 전극(178a, 178b) 사이의 거리를 d'라 할 때, 수학식 3에 나타난 바와 같이, Vdcea는 Vpa 보다 Vpa(εd'/ε'd)만큼은 더 크도록 하고, Vdceb는 Vpb 보다 Vpb(εd'/ε'd)만큼은 더 크도록 한다.

Vdcea > Vpa(1+εd'/ε'd)

Vdceb > Vpb(1+εd'/ε'd)

그러면 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)이 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)과 각각 용량성으로 결합하는 경우에 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)의 전위가 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)의 전위보다 소정의 값 이상 크게 형성되는 이유를 도 7을 참고로 하여 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 방향 제어 전극(178a)은 제1 화소 전극(190a)과 용량성 결합을 이루고 있고, 이들 사이의 정전 용량은 Cdcea라고 표시하고, 제2 방향 제어 전극(178b)은 제2 화소 전극(190b)과 용량성 결합을 이루고 있고, 이들 사이의 정전 용량은 Cdceb라고 표시한다. 제1 화소 전극(190a)은 색 필터 표시판의 공통 전극(270)과의 사이에 액정 축전기를 형성하고, 그 정전 용량은 Clca로 표시하고, 제2 화소 전극(190b)은 색 필터 표시판의 공통 전극(270)과의 사이에 액정 축전기를 형성하고, 그 정전 용량은 Clcb로 표시한다. 또한, 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)은 유지 전극선(131)에 연결되어 있는 유지 전극(133)과의 사이에 유지 축전기를 형성하고, 그 정전 용량은 Cst로 표시한다.

그리고, 도 7에는 도시되지 않았으나, 방향 제어 전극(178a, 178b)과 화소 전극(190a, 190b)사이에 형성되는 정전 용량은 Clcd로 표시하고, 방향 제어 전극(178a, 178b)과 유지 전극(133) 사이에 형성되는 정전 용량은 Cstd로 표시한다. 따라서, 실제적인 유지 용량은 Cst와 Cstd의 합으로 표현된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 방향 제어 전극(178a) 및 제2 방향 제어 전극(178b)에는 데이터 전압(Vd)이 인가되고, 제1 화소 전극(190a)에는 Cdcea에 의한 전압의 분할에 의해 Vdcea보다 작은 전압이 인가되고, 제2 화소 전극(190b)에는 Cdceb에 의한 전압의 분할에 의해 Vdceb보다 작은 전압이 인가된다. 즉, 수학식 4에 나타난 바와 같이, 전압 분배 법칙에 의해 Vpa 및 Vpb가 결정된다.

Vpa= Vdcea * Cdcea/(Cdcea+Clca)

Vpb= Vdceb * Cdceb/(Cdceb+Clcb)

이 경우, Cdcea/(Cdcea+Clca)는 항상 1보다 작으므로 Vpa는 항상 Vdcea 보다 작다. 따라서, Vdcea > Vpa(1+εd'/ε'd)를 만족한다. 그리고, Cdceb/(Cdceb+Clcb)는 항상 1보다 작으므로 Vpb는 항상 Vdceb 보다 작다. 따라서, Vdceb > Vpb(1+εd'/ε'd)를 만족한다.

제1 화소 전극(190a)의 전위는 제2 화소 전극(190b)의 전위와 소정의 값만큼 다르도록 전압을 인가하기 위해 Cdcea 및 Cdceb를 조절함으로써 Vpa 및 Vpb를 자유롭게 조절 할 수 있다.

예컨대, Vpa가 Vpb보다 크도록 하기 위해서는 수학식 5와 같아야 한다.

Cdcea/(Cdcea+Clca) > Cdceb/(Cdceb+Clcb)

이러한 Cdcea 및 Cdceb의 조절은 각각 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)과 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)의 중첩 면적 또는 거리를 조정함으로써 가능하다. 중첩 면적은 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)의 폭을 변화시킴으로써 용이하게 조정할 수 있고, 거리는 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)의 형성 위치를 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에서는 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)을 데이터선(171)과 같은 층에 형성하였으나, 게이트선(121)과 같은 층에 형성함으로써 제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)과 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b) 사이의 거리를 각각 증가시킬 수 있다.

이러한 Clca 및 Clcb의 조절은 각각 공통 전극(270)과 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)의 중첩 면적을 조정함으로써 가능하다.

이 때, Vpa 및 Vpb는 가능한 Vd와 가까운 값인 것이 투과율면에서 유리하다. 즉, Cdcea 및 Cdceb를 크게 할수록 투과율면에서 유리하다.

이와 같이, 하나의 화소 영역 내에서 전압이 다른 두 화소 전극(190a, 190b)을 배치하면 두 화소 전극이 서로 보상하여 감마 곡선의 왜곡을 줄일 수 있으며, 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도가 도 8에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도 8에 도시된 바와 같이, 제4 실시예는 제3 실시예에 도시된 본 발명의 박막 트랜지스터에서 분리된 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)의 경계 부분에 유지 전극(133)이 더 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판이다. 이는 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)의 경계 부분에 유지 전극(133)을 더 형성함으로써 프린지 필드(fringe field)를 강화하여 액정 분자들이 눕는 방향을 조절함으로써 시야각을 넓히거나 응답 속도를 향상시킬 수 있기 때문이다.

제3 실시예와 달리 세로 방향으로 분리된 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b) 내에 각각 제1 화소 절개부(91a) 및 제2 화소 절개부(91b)를 형성하고, 세로 방향으로 복수개의 도메인을 형성하며 각각의 화소 전극에 서로 다른 전압을 인가하는 경우를 제5 실시예로서 설명한다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도는 도 7과 동일하다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동 일한 부재를 가리킨다.

도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이, 보호막(180) 위에는 화소의 상하 중앙에 위치하며 화소의 모양을 따라 꺾인 띠 모양을 하고 있으며 세로 방향의 제1 화소 절개부(91a)를 가지는 제1 화소 전극(190a)과 제1 화소 전극(190a)의 상하에 두 부분으로 분리되어 배치되어 있는 평행사변형의 제2 화소 전극(190b)이 형성되어 있다. 제2 화소 전극(190b)은 세로 방향의 제2 화소 절개부(91b)를 가진다. 제1 방향 제어 전극(178a)은 제1 화소 절개부(91a)와 중첩하고, 제1 방향 제어 전극(178a)은 제2 화소 절개부(91b)와 중첩한다. 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)은 각 화소에서 점유하고 있는 면적을 조절함으로써 Vpa 및 Vpb를 서로 다르게 하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

제5 실시예에서는 세로 방향으로 데이터선(171)이 한번 굴절되어 굽은 부분이 하나이나, 세로 방향으로 데이터선(171)을 두 번 이상 굴절시켜 굽은 부분이 두 개 이상인 경우를 제6 실시예로서 설명한다.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 본 발명의 제5 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도는 도 7과 동일하다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 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.

이러한 데이터선(171)의 제1 굽은 부분(51) 및 제2 굽은 부분(72)에 각각 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b)이 형성되어 있다. 제1 화소 전극(190a) 및 제2 화소 전극(190b)은 데이터선(171)의 제1 굽은 부분(51) 및 제2 굽은 부분(52)과 나란하게 형성되어 있다.

즉, 보호막(180) 위에 여러 번 꺾인 띠 모양으로 화소 전극(190a, 190b)이 형성되어 있다. 이 때, 화소 전극(190a, 190b)은 가장자리가 데이터선과 중첩할 정도로 넓게 형성되어 있어서 최대한의 개구율을 확보하고 있다.

제1 방향 제어 전극(178a)은 제1 화소 절개부(91a)와 중첩하고, 제2 방향 제어 전극(178b)은 제2 화소 절개부(91b)와 중첩한다.

제1 및 제2 방향 제어 전극(178a, 178b)과 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)(190)의 중첩 면적 또는 거리를 조정하거나, 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)이 각 화소 영역에서 서로 점유하고 있는 면적을 조절함으로써 Vpa 및 Vpb를 서로 다르게 하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 굽은 부분이 3개 이상인 경우에는 3개 이상의 차등 전압을 인가하는 것이 가능하며 측면 시인성을 보다 향상시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명의 제6 실시예에서는 박막 트랜지스터 표시판의 데이터선 (171)및 화소 전극(190)을 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 하여 글자 깨짐을 방지할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예 시적인 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 박막 트랜지스터 표시판에 방향 제어 전극을 형성함으로써 색필터 표시판에 별도의 다중 도메인 형성 수단이 요구되지 않고, 박막 트랜지스터 표시판 및 색필터 표시판의 정렬 오차에 의한 특성 저하를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 데이터선을 굴절시켜 화소 영역을 꺽인 띠 모양으로 형성함으로써 인접한 화소 사이의 측방향 전계가 도메인의 형성을 돕는 방향으로 작용하여 도메인이 안정하게 형성되고, 편광판의 투과축을 게이트선에 대하여 수직 또는 나란한 방향으로 배치하므로 편광판을 저렴하게 제조할 수 있으면서도 모든 도메인에서 액정의 배향 방향이 편광판의 투과축과 45도를 이루게 되어 최고 휘도를 얻을 수 있다.

또한, 다수의 소도메인으로 분할한 후 차등 전압을 인가함으로써 측면 시인성을 향상시켜 시야각을 향상시킬 수 있다.

Claims (22)

1. 삭제
2. 삭제
3. 절연 기판,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 복수개의 제1 신호선,

   상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있으며 굽은 부분과 제2 방향으로 뻗은 부분을 가지는 복수개의 제2 신호선,

   상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 제1 화소 절개부를 가지는 제1 화소 전극,

   상기 화소 영역마다 형성되어 있고 제2 화소 절개부를 가지며 상기 제1 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 제2 화소 전극,

   상기 제1 및 제2 화소 절개부와 중첩하며 상기 제1 및 제2 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극,

   상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 전극과 연결되어 있는 박막 트랜지스터

   를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
4. 제3항에서,

   상기 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극은 서로 나란하게 형성되어 있으며, 상기 제2 신호선의 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
5. 제3항에서,

   상기 제2 화소 전극은 둘로 분리되어 상기 제1 신호선과 인접하는 위치에 배치되어 있고, 상기 제1 화소 전극은 두 개의 상기 제2 화소 전극 사이에 배치되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
6. 제5항에서,

   상기 제2 신호선의 굽은 부분은 인접한 두 개의 상기 제2 방향으로 뻗은 부분 사이에서 2개 이상 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
7. 제6항에서,

   상기 제2 신호선의 굽은 부분은 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
8. 제7항에서,

   상기 제2 신호선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분에 각각 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극이 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
9. 제8항에서,

   상기 제2 신호선의 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분은 각각 2개의 직선 부분을 포함하고, 상기 제1 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루며, 상기 제2 굽은 부분의 2개의 직선 부분 중 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 -30도 내지 -60도의 경사를 이루고 나머지 하나는 상기 제1 신호선에 대하여 30도 내지 60도의 경사를 이루는 박막 트랜지스터 표시판.
10. 제7항에서,

    상기 방향 제어 전극은 상기 제1 굽은 부분 및 제2 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 제1 절연 기판,

    상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선,

    상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있고 굽은 부분을 가지는 제2 신호선,

    상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 제1 화소 절개부를 가지는 제1 화소 전극,

    상기 화소 영역마다 형성되어 있고 제2 화소 절개부를 가지며 상기 제1 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 제2 화소 전극,

    상기 제1 및 제2 화소 절개부와 중첩하며 상기 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극,

    상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 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 사이에 주입되어 있는 액정층

    을 포함하고,

    상기 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극은 서로 나란하게 형성되어 있으며, 상기 제2 신호선의 굽은 부분과 나란하게 형성되어 있는 액정 표시 장치.
20. 제1 절연 기판,

    상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있는 제1 신호선,

    상기 제1 절연 기판 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하고 있고 굽은 부분을 가지는 제2 신호선,

    상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 화소 영역마다 형성되어 있으며 제1 화소 절개부를 가지는 제1 화소 전극,

    상기 화소 영역마다 형성되어 있고 제2 화소 절개부를 가지며 상기 제1 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 제2 화소 전극,

    상기 제1 및 제2 화소 절개부와 중첩하며 상기 제1 화소 전극 및 제2 화소 전극과 용량성으로 결합되어 있는 방향 제어 전극,

    상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 방향 제어 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 사이에 주입되어 있는 액정층

    을 포함하고, 상기 제2 화소 전극은 둘로 분리되어 상기 제1 신호선과 인접하는 위치에 배치되어 있고, 상기 제1 화소 전극은 두 개의 상기 제2 화소 전극 사이에 배치되어 있는 액정 표시 장치.
21. 제20항에서,

    상기 제2 신호선의 굽은 부분은 인접한 두 개의 상기 제2 방향으로 뻗은 부분 사이에서 2개 이상 형성되어 있는 액정 표시 장치.
22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에서,

    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.

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