KR101221961B1

KR101221961B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101221961B1
Application number: KR1020060094937A
Authority: KR
Inventors: 이정호; 박민욱
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2013-01-15
Also published as: KR20080029192A; CN101154007A; CN101154007B; US7609347B2; US20080079885A1

Abstract

서로 마주보는 제1 및 제2 기판과 그 사이에 개재된 액정층을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다. 상기 제1 기판에는 제1 도메인 구분 수단이 정의된 화소 전극이 형성되고, 상기 제2 기판에는 제2 도메인 구분 수단이 정의된 공통 전극이 형성된다. 상기 제2 도메인 구분 수단은 상호 대칭인 방향으로 굴곡지는 형상을 가지며, 상기 공통 전극은 상기 굴곡진 부분에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부를 갖는다.

액정, 도메인, 화소 전극, 공통 전극

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Apparatus}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1의 액정 표시 장치의 동작 과정을 설명하는 평면도들이다.

도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 4는 도 1의 요철부가 형성된 영역을 확대하여 도시한 도면이다.

도 5는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 6은 도 1의 굴곡부에 해당하는 영역을 확대하여 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.

도 8은 도 7의 Ⅲ-Ⅲ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.

도 10은 도 9의 Ⅳ-Ⅳ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.

도 12는 도 11의 Ⅴ-Ⅴ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정을 사용하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액체와 고체의 중간 상태 물성을 갖는 액정(liquid crystal)을 이용하는 표시 장치이다. 액정 표시 장치에는 두 개의 기판이 구비되며, 상기 액정이 배열된 액정층이 상기 두 개의 기판 사이에 개재된다.

액정은 전기장이 인가되었을 때 그 배열 방향이 변경되며, 또한 그 배열 방향에 따라 광에 대한 투과도가 달라진다. 따라서, 액정 표시 장치는 액정의 배열 방향에 따라 광에 대한 투과도를 조절하면서 대응되는 영상을 표시한다.

영상을 표시하는 대부분의 표시 장치에 있어서, 표시 장치에 수직한 정면 방향에서 화질이 상기 정면 방향에 대해 경사지는 측면 방향의 화질에 비해 우수하다. 여기서 적정 화질의 영상이 표시될 수 있는 각도를 시야각이라 하면, 액정 표시는 다른 표시 장치에 비하여 상기 시야각이 좁다. 왜냐하면, 액정이 그 배열 방향에 따라 광에 대한 투과도가 달라져서, 액정 표시 장치를 보는 각도에 따라 측면으로 갈수록 정면에 비해 영상이 왜곡되어 화질이 저하되기 때문이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시야각이 넓어지고 고화질의 영상이 표시되는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 제2 기판, 액정층, 게이트 라인과 데이터 라인, 화소 전극 및 공통 전극을 포함한다. 상기 제1 기판에는 화소 영역이 정의된다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 서로 마주본다. 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된다. 상기 게이트 라인과 데이터 라인은 상기 제1 기판상에 형성되며, 상기 화소 영역에 대응되게 상호 교차한다. 상기 화소 전극은 상기 데이터 라인상의 상기 화소 영역에 형성되며, 제1 도메인 구분 수단이 정의된다. 상기 공통 전극은 상기 제2 기판상에 형성되며, 상기 제1 도메인 구분 수단과의 상호 작용으로 상기 화소 영역을 복수의 도메인으로 구분하는 제2 도메인 구분 수단이 정의된다.

상기 제2 도메인 구분 수단은 굴곡부를 갖도록 상기 게이트 라인의 길이 방향에 대해 경사지는 제1 방향과 상기 게이트 라인의 길이 방향에 대해 상기 제1 방향과 대칭인 제2 방향으로 신장하고, 상기 공통 전극은 상기 굴곡부에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부를 갖는다.

상기 액정 표시 장치에 있어서, 상기 요철부는 상기 굴곡부에서 상기 제1 및 제2 방향 사이의 끼인각이 큰 영역 쪽으로 형성된다.

상기 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1 도메인 구분 수단은 굴곡부를 갖도록 상기 제2 도메인 구분 수단으로부터 이격되어 상기 제2 도메인 구분 수단과 나란하게 신장하며, 상기 화소 전극은 상기 제1 도메인 구분 수단의 굴곡부에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부를 갖는다. 여기서, 상기 화소 전극의 요철부와 상기 공통 전극의 요철부는 교호적으로 배치될 수 있다. 또는 상기 화소 전극의 요철부와 상기 공통 전극의 요철부는 각각 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단을 따라 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단의 단부까지 형성될 수 있다.

상기 액정 표시 장치는 스토리지 전극과 투명 절연막 패턴이 더 포함할 수 있다. 상기 스토리지 전극은 상기 제1 기판상에 상기 게이트 라인으로부터 이격되게 형성되며, 평면상에서 볼 때 상기 굴곡부에 위치한다. 상기 투명 절연막 패턴은 상기 데이터 라인과 상기 화소 전극 사이에 형성되며, 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에서 개구된다. 여기서, 상기 요철부는 적어도 상기 스토리지 전극 단부까지 연속해서 형성될 수 있다.

상기 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제1 도메인 구분 수단은 상기 화소 전극의 소정 영역이 절개된 절개 패턴이 될 수 있다. 여기서, 상기 제2 도메인 구분 수단은 상기 공통 전극의 소정 영역이 절개된 절개 패턴 또는 상기 공통 전극상의 소정 영역에 형성된 돌기가 될 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장되어진 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 서로 마주보는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 구비된다. 제1 기판(10)에는 영상을 표시하는 최소 단위가 되는 화소 영역이 정의된다. 화소 영역은 반복적인 구조를 갖는 복수로 형성되며, 도 1에는 상기 복수의 화소 영역 중 어느 하나 화소 영역에 대한 일부분이 도시되어 있다.

제1 기판(10)상에는 화소 전극(11)이 형성된다. 화소 전극(11)은 화소 영역에 대응되는 형상을 가지며, 화소 영역에 따라 분리되게 위치한다. 제2 기판(20)상에는 화소 전극(11)에 대응되는 공통 전극(21)이 형성된다. 공통 전극(21)은 화소 영역에 따라 분리됨이 없이 일체로 형성된다.

화소 전극(11)은 제1 도메인 구분 수단(12)을 갖고, 공통 전극(21)은 제2 도메인 구분 수단(22)을 갖는다. 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)은 서로 이격되게 배치된다. 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)은 행 방향에 대해 경사지며, 상호 대칭인 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)으로 신장한다. 상기 경사지는 각도는 ±45°가 될 수 있다.

제2 도메인 구분 수단(22)은 제1 방향(D1)으로 신장하는 부분과 제2 방향(D2)으로 신장하는 부분이 만나며, 상기 만나는 영역에서 굴곡부를 이룬다. 공통 전극(21)은 상기 굴곡부에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부(25)를 갖는다.

도 2a를 참조하면, 제1 및 제2 기판(10,20) 사이에 액정(31)이 배열된다. 액 정(31)은 장축과 단축이 상이한 타원 형상을 가지며 상기 장축의 방향에 의해 그 배열 방향이 정의된다. 액정(31)은 제1 및 제2 기판(10,20)에 대해 수직한 방향으로 배열된다. 이러한 배열 상태에서 액정(31)은 액정(31)을 투과하는 광에 대해 어떠한 위상 변화도 유발하지 않는다. 제1 및 제2 기판(10,20)의 외부에는 흡수축이 상호간에 수직으로 배치된 편광판(미도시)이 부착된다. 따라서, 광은 상기 제1 기판(10)의 외부에 부착된 편광판을 통과하여 선편광된 후 상기 제2 기판(20)의 외부에 부착된 편광판을 통과하지 못하여, 액정 표시 장치는 블랙 상태가 된다.

도 2b를 참조하면, 액정 표시 장치의 동작 중 화소 전극(11)에는 표시될 영상에 대응하여 변동되는 데이터 전압이 인가된다. 동시에 공통 전극(21)에는 일정한 공통 전압이 인가된다. 상기 데이터 전압과 공통 전압의 차이로 제1 및 제2 기판(10,20)의 사이에 전기장이 형성된다. 액정은 유전율 이방성을 가지며, 상기 전기장에 따라 제1 및 제2 기판(10,20)에 대해 경사지게 배열된다.

이러한 배열 상태에서 액정(31)에 제공된 광은 액정(31)을 투과하면서 액정(31)의 배열에 따라 위상이 변화된다. 상기 위상 변화 값은 액정(31)이 경사지는 정도에 따라 달라지며, 상기 경사지는 정도는 상기 전기장의 세기에 따라 결정된다. 상기 광은 제1 기판(10)의 외부에 부착된 편광판을 통과하여 선편광된 상태에서 액정(31)을 통과하면서 위상이 변화되므로, 제2 기판(20)의 외부에 부착된 편광판을 통과하여 외부로 출사된다. 상기 출사된 광에 의해 외부에 영상이 표시된다.

도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 3을 참조하면, 제1 및 제2 기판(10,20)의 사이에는 액정(31)이 배열된 액 정층(30)이 개재된다. 제1 도메인 구분 수단(12)은 화소 전극(11)의 소정 영역이 절개된 절개 패턴으로 형성된다. 또한, 제2 도메인 구분 수단(22)은 공통 전극(21)의 소정 영역이 절개된 절개 패턴으로 형성된다. 상기한 절개 패턴에는 상기한 데이터 전압이나 공통 전압 인가될 수 없다. 따라서, 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)에 의해 화소 전극(11)과 공통 전극(22) 사이에 형성되는 전기장의 세기나 방향이 변경된다.

도 3에 점선으로 도시된 바와 같이, 상기 변경된 전기장은 인접하는 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)을 연결하는 곡선을 따라 형성된다. 상기 전기장은 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)을 경계로 하여 대략적으로 그 양측에서 대칭적으로 형성된다. 액정(31)은 상기 전기장의 방향에 대해 수직이 되도록 배열되고, 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)을 경계로 그 양측에서 액정(31)의 배열이 서로 상이하게 된다.

만약, 액정(31)의 배열 방향에 따라 화소 영역을 구분하고 각 구분된 영역을 하나의 도메인이라 명명하면, 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)에 의해 화소 영역은 복수의 도메인으로 구분된다. 상기 복수의 도메인에서 액정(31)이 여러가지 방향으로 배열되면서 액정 표시 장치의 시야각이 넓어진다.

도 4를 참조하면, 공통 전극(21)은 제2 도메인 구분 수단(22)이 형성된 일부의 영역에서 톱니 모양의 요철부(25)를 갖는다. 상기 '톱니 모양'은 제2 도메인 구분 수단(22)으로부터 인접하는 제1 도메인 구분 수단(12)의 방향으로 돌출되는 여 러가지 모양을 포함한다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, '톱니 모양'은 장방형의 올록볼록한 모양이 될 수 있다. 또는, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 '톱니 모양'은 상기한 장방형에 한정되지 않으며, 삼각형 또는 원형과 같이 다양한 형상의 올록볼록한 모양이 포함될 수 있다.

요철부(25)에 의해 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)간 거리가 위치에 따라 달라지게 된다. 요철부(25)에 있어서, 편의상 인접하는 제1 도메인 구분 수단(12)쪽으로 볼록한 부분을 철(凸)부라 명명하고 오목한 부분을 요(凹)부라 명명한다. 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)간 이격 거리는 상기 요부와 철부에서 상이하다. 즉, 상기 철부가 형성된 영역에서 제1 도메인 구분 수단(12)까지의 이격 거리를 제1 거리(d1)라 하고, 상기 요부가 형성된 영역에서 제1 도메인 구분 수단(12)까지의 이격 거리를 제2 거리(d2)라 하면, 제1 거리(d1)는 제2 거리(d2) 보다 짧다.

제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)은 나란하게 신장한다. 요철부(25)에서 제1 도메인 구분 수단(12) 쪽으로 돌출되는 철부의 방향은 상기 신장하는 방향에 수직인 것이 좋다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 거리(d1,d2)는 일정하게 유지된다. 앞서 살핀 바와 같이, 인접하는 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)의 사이에서 액정(31)은 연속적으로 배열되어 하나의 도메인이 정의된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 거리(d1,d2)에 따라 해당하는 도메인의 폭이 결정된다.

도 5는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 5를 참조하면, 요철부(25)가 형성된 영역에서 해당하는 도메인의 폭은 상 기 철부에 의해 제1 거리(d1)가 된다. 만약 상기 요부에 해당하는 영역이라면 도메인의 폭은 제2 거리(d2)가 될 것이다.

제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)에 의해 액정(31)의 배열 방향을 제어하는 규제력은 대체로 액정(31)이 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)으로부터 가까울수록 증가된다. 따라서, 액정(31)의 배열 측면에서 볼 때, 상기 도메인의 폭이 좁을수록 액정(31)에 대한 규제력이 증가된다. 만약, 도메인의 폭이 지나치게 넓으면, 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)에서 멀리 이격되는 액정(31)이 존재하게 된다. 상기 멀리 이격되는 액정(31)에 대해서는 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)에 의한 규제력이 미치지 못하여 해당하는 액정(31)이 임의로 배열되면서 액정 표시 장치의 화질이 저하될 수 있다.

도메인의 폭을 좁게하려면 상대적으로 많은 개수의 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)이 필요하다. 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단(12,22)은 절개 패턴으로 형성되므로, 그 수가 증가될수록 화소 전극(11) 및 공통 전극(21)의 면적이 감소되어 개구율이 감소된다. 따라서, 개구율의 측면에서 볼 때에는 도메인의 폭이 넓은 것이 좋다.

본 실시예에 있어서, 공통 전극(21)은 도메인에서의 액정(31)에 대한 규제력의 측면과 개구율을 유지하는 측면이 모두 충족되도록 요부와 철부를 포함하는 요철부(25)를 갖는다.

도 1을 재차 참조하면, 요철부(25)는 제2 도메인 구분 수단(22)이 굴곡되는 소정 영역에 한정된다. 앞서 살핀 바와 같이, 액정(31)은 제2 도메인 구분 수 단(22)의 제1 방향(D1)으로 신장하는 부분에 의해 제1 방향(D1)에 수직하게 배열되고, 제2 방향(D2)으로 신장하는 부분에 의해 제2 방향(D2)에 수직하게 배열된다. 그런데, 상기 굴곡되는 영역에서는 제2 도메인 구분 수단(22)에서 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 신장하는 부분이 인접하기 때문에, 해당 영역의 액정(31)은 양쪽에서 영향을 받게 되어 액정(31)에 대한 규제력이 약화된다. 따라서, 액정(31)이 임의로 배열되어 화질이 저하될 수 있는데, 요철부(25)에 의해 액정(31)에 대한 규제력이 보완되어 해당 영역에서 고화질의 영상이 표시될 수 있다.

도 6을 참조하면, 요철부(25)는 제1 및 제2 방향(D1,D2) 사이의 끼인각이 큰 영역 쪽으로 형성됨이 바람직하다. 제2 도메인 구분 수단(22)에서 제1 방향(D1)으로 신장하는 부분과 제2 방향(D2)으로 신장하는 부분이 만나면, 그 사이의 끼인각은 180°이하인 것과 이상인 것 두 가지가 있다. 상기 끼인각이 180°이상이 되는 영역을 제1 영역(A1)이라 하고, 180°이하가 되는 영역을 제2 영역(A2)이라 한다.

요철부(25)는 제1 영역(A1)이나 제2 영역(A2)의 양쪽에 형성될 수도 있다. 다만, 요철부(25)에 의해 개구율이 감소됨을 감안하면 어느 한 쪽에만 형성됨이 바람직하며, 이 경우 제1 및 제2 영역(A1,A2) 중에서 제1 영역(A1)이 더 바람직하다.

요철부(25')가 제2 영역(A2)에 형성된 경우를 고려한다. 제1 및 제2 방향(D1,D2)이 행 방향에 대해 대칭이며 상호간에 수직을 이룬다면, 제2 도메인 구분 수단(22)에서 제1 방향(D1)으로 신장하는 부분에 의해 액정(31a')은 제2 방향(D2)으로 배열된다. 또한, 제2 도메인 구분 수단(22)에서 제2 방향(D2)으로 신장하는 부분에 의해 액정(31b')은 제1 방향(D1)으로 배열된다. 그런데, 제2 영역(A2)은 제2 방향(D2)으로 배열된 액정(31a')과 제1 방향(D1)으로 배열된 액정(31b')이 좁은 공간에서 수렴하게 되는 구조를 가지며, 그 결과 서로 다른 방향으로 배열된 액정(31a',31b')이 상호간에 간섭할 수 있다. 따라서, 제2 영역(A2)에서 요철부(25')의 작용이 약화될 수 있다.

이에 비해, 제1 영역(A1)은 넓게 퍼지는 구조를 가지므로, 제2 방향(D2)으로 배열된 액정(31a)과 제1 방향(D1)으로 배열된 액정(31b)이 상호간에 간섭하지 않게 되어 요철부(25)가 적절하게 작용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 본 실시예에서 상기 제1 실시예와 상이한 도면 부호가 사용되었다. 이는 일부 구성 요소에 있어서 차이가 있기 때문이다. 그러나, 대부분의 구성 요소는 제1 및 제2 실시예에 있어서 동일한 구조와 기능을 수행한다. 특히, 제1 및 제2 실시예에 있어서, 특별한 언급이 없으면 동일한 명칭을 갖는 구성 요소는 도면 부호의 차이에도 불구하고 동일한 기능을 수행하며, 이러한 구성 요소에 대해서는 상세 설명은 생략한다.

도 7을 참조하면, 서로 마주보는 제1 기판(60)과 제2 기판(70)이 구비된다. 제1 기판(60)에는 동일한 구조를 갖는 복수의 화소 영역이 정의된다. 제1 기판(60)상의 상기 복수의 화소 영역 각각에는 화소 전극(63)이 형성되며, 제1 기판(60)과 화소 전극(63)의 사이에는 스토리지 전극(61)이 형성된다. 제2 기판(70)상에는 화소 전극(63)에 대응되는 공통 전극(71)이 형성된다. 화소 전극(63)과 공통 전극(71)은 각각 서로 이격되는 제1 및 제2 도메인 구분 수단(65,72)을 갖는다.

제1 및 제2 도메인 구분 수단(65,72)은 행 방향에 대해 경사지며, 상호 대칭인 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 신장한다. 제2 도메인 구분 수단(72)은 제1 방향(D1)으로 신장하는 부분과 제2 방향(D2)으로 신장하는 부분이 만나며, 상기 만나는 영역에서 굴곡부를 이룬다. 공통 전극(71)은 상기 굴곡부에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부(75)를 갖는데, 요철부(75)는 적어도 스토리지 전극(61)의 단부까지 연속해서 형성된다.

도 8은 도 7의 Ⅲ-Ⅲ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 8을 참조하면, 제1 기판(60)상의 스토리지 전극(61)과 화소 전극(63)의 사이에는 투명 절연막 패턴(62)이 형성된다. 투명 절연막 패턴(62)은 제1 및 제2 투명 절연막 패턴(62a,62b)를 포함한다. 제1 투명 절연막 패턴(62a)은 상대적으로 두꺼운 유기막으로 형성되며, 제2 투명 절연막 패턴(62a)은 무기막으로 형성된다. 스토리지 전극(61), 화소 전극(63) 및 그 사이의 투명 절연막 패턴(62)에 의해 스토리지 커패시터가 형성된다.

상기 스토리지 커패시터는 보조적으로 화소 전극(63)에 인가되는 데이터 전압을 일정 시간 유지하는 역할을 한다. 상기한 역할에 있어서, 상기 스토리지 커패시터는 그 용량이 클수록 유리하다. 상기 용량은 투명 절연막 패턴(62)의 두께가 얇을수록 증가되며, 이를 위해 두꺼운 제1 투명 절연막 패턴(62a)은 스토리지 전극(61)이 형성된 영역에서 개구된다.

제2 기판(70)상에는 공통 전극(71)이 형성되며, 공통 전극(71)상에는 제2 도메인 구분 수단(72)이 돌기로 형성된다. 상기 돌기는 절연체로 구성되어 상기 돌기 가 형성된 영역에는 공통 전압이 인가될 수 없다. 상기 돌기에 의해 공통 전극(71)과 화소 전극(63) 사이에 형성되는 전기장의 세기나 방향이 변화된다. 따라서, 상기 돌기는 앞선 실시예에서 공통 전극(71)이 절개된 절개 패턴과 동일하게 작용한다.

스토리지 전극(61)이 형성된 영역에서 제1 투명 절연막 패턴(62a)이 개구되면, 해당 영역에서 화소 전극(63)은 단차지게 된다. 액정의 배열은 상기 단차진 표면의 형상에 영향을 받게 되어, 해당 영역에서 제1 및 제2 도메인 구분 수단(65,72)에 의한 규제력이 약화된다. 또한 상기 개구된 영역에서 제1 투명 절연막 패턴(62a)의 두께만큼 화소 전극(63)과 공통 전극(71) 사이의 이격 거리가 증가된다. 상기 이격 거리가 증가될수록 액정층(80)에 작용하는 전기장의 세기가 약화된다. 이 경우, 상대적으로 제1 도메인 구분 수단(65)에 비하여 상기 개구된 영역에서 멀리 이격된 제2 도메인 구분 수단(72)에 의한 규제력이 약화된다.

앞서 살핀 바와 같이, 공통 전극(71)에 형성된 요철부(75)에 의해 제2 도메인 구분 수단(72)의 액정에 대한 규제력이 보완된다. 따라서, 제1 투명 절연막 패턴(62a)이 개구된 영역에 요철부(75)가 형성된다면, 상기 개구된 부분에서 제2 도메인 구분 수단(72)에 의한 규제력이 약화된 것을 보완할 수 있다.

상기한 점을 고려하여, 요철부(75)는 굴곡지게 형성된 영역으로부터 스토리지 전극(61)의 단부까지 형성된다. 이 경우, 요철부(75)는 제2 도메인 구분 수단(72)이 굴곡진 영역에서 액정에 대한 규제력을 보완하며, 동시에 스토리지 전극(61)이 형성된 영역에서 개구된 제1 투명 절연막 패턴(62a)에 의해 액정 규제력 이 약화된 것을 보완한다.

본 실시예와 앞서 살핀 제1 실시예에서, 제2 도메인 구분 수단(22,72)은 절개 패턴이나 돌기로 형성되는데 비하여 제1 도메인 구분 수단(12,65)은 절개 패턴만으로 형성된다. 제1 도메인 구분 수단(12,65)은 제2 도메인 구분 수단(22,72)과 마찬가지로 절개 패턴 외에 돌기로 형성될 수도 있다. 다만, 화소 전극(11,63)은 화소 영역별로 분리되도록 패터닝 과정을 거쳐서 형성되며, 상기 패터닝 과정을 진행하면서 동시에 절개 패턴을 형성하여 추가 공정없이 제1 도메인 구분 수단(12,65)이 형성될 수 있다. 이에 비해, 제1 도메인 구분 수단(12,65)이 돌기로 형성되려면, 화소 전극(11,63)에 대한 패터닝 과정외에 돌기에 대한 패터닝 과정이 추가되어 공정 절차가 증가된다. 따라서, 공정 절차가 불필요하게 증가되지 않도록 제1 도메인 구분 수단(12,65)은 절개 패턴으로 형성됨이 바람직하다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다. 본 실시예에서 상기 제1 및 제2 실시예와 상이한 도면 부호가 사용되었다. 이는 일부 구성 요소에 있어서 차이가 있기 때문이다. 그러나, 상기 일부 구성 요소외에 다른 구성 요소는 제1 내지 제3 실시예에 있어서 동일한 구조와 기능을 수행한다. 특히, 제1 내지 제3 실시예에 있어서, 특별한 언급이 없으면 동일한 명칭을 갖는 구성 요소는 도면 부호의 차이에도 불구하고 동일한 기능을 수행하며, 이러한 구성 요소에 대해서는 상세 설명은 생략한다.

도 9를 참조하면, 서로 마주보는 제1 및 제2 기판(100,200)이 구비된다. 제1 기판(100)에는 복수의 게이트 라인(110)과 데이터 라인(140)이 형성된다. 게이트 라인(110)은 행 방향과 나란하며, 데이터 라인(140)은 열 방향에 나란하다. 위와 같이, 게이트 라인(110)과 데이터 라인(140)이 행과 열 방향으로 교차하면서, 상기 교차하며 구분되는 각 영역에 복수의 화소 영역이 정의된다. 상기 복수의 화소 영역은 모두 동일한 구조를 가지며, 복수의 화소 영역 각각에는 박막 트랜지스터(T), 스토리지 전극(112) 및 화소 전극(160)이 형성된다.

박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(111), 소오스 전극(141) 및 드레인 전극(142)을 포함한다. 게이트 전극(111)은 게이트 라인(110)으로부터 분기되어 형성된다. 소오스 전극(141)은 데이터 라인(140)으로부터 분기되어 형성된다. 드레인 전극(142)은 소오스 전극(141)에서 이격된다. 화소 전극(160)은 콘택홀(155)을 통하여 드레인 전극(142)과 전기적으로 연결된다. 액정 표시 장치의 동작시, 게이트 라인(110)과 데이터 라인(140)으로 동작에 필요한 신호가 전송되며 그에 따라 화소 전극(160)에 데이터 전압이 인가된다. 스토리지 전극(112)은 화소 전극(160)과 상하로 마주보면서 스토리지 커패시터를 구성한다. 상기 스토리지 커패시터는 보조적으로 상기 데이터 전압을 일정 시간 유지하는 역할을 한다.

제2 기판(200)에는 공통 전극(240)이 형성된다. 화소 전극(160)과 공통 전극(240)은 각각 제1 및 제2 도메인 구분 수단(170,250)을 갖는다. 제1 및 제2 도메인 구분 수단(170,250)은 그 단부에 게이트 라인(110) 또는 데이터 라인(140)의 길이 방향에 평행한 부분을 제외하고 대체로 서로 나란하며 상호간에 이격되어 있다. 제1 및 제2 도메인 구분 수단(170,250)에 있어서, 상기 게이트 라인(110) 또는 데이터 라인(140)의 길이 방향에 평행한 부분은 화소 전극(160)의 가장자리에서 경계 효과에 따라 전기장이 변화되어 액정의 배열이 흐뜨러지는 것을 방지하기 위해 구비된다.

제1 및 제2 도메인 구분 수단(170,250)은 게이트 라인(110)의 길이 방향에 대해 경사지는 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 신장한다. 상기 제1 및 제2 방향(D1,D2)은 게이트 라인(110)의 길이 방향에 대해 대칭이다. 화소 전극(160)은 제1 도메인 구분 수단(170)의 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 신장하는 부분이 만나는 영역에서 제1 요철부(175)를 갖는다. 또한 공통 전극(240)은 제2 도메인 구분 수단(250)의 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 신장하는 부분이 만나는 영역에서 제2 요철부(255)를 갖는다.

앞서 제1 및 제2 실시예에서 살핀 바와 같이, 제2 요철부(255)는 제2 도메인 구분 수단(250)에 의한 액정의 규제력을 보완한다. 한편, 제2 요철부(255)외에 제1 도메인 구분 수단(170)에 형성된 제1 요철부(175)는 제2 요철부(255)와 유사하게 작용하여, 제1 도메인 구분 수단(250)에 의한 액정의 규제력을 보완한다.

한편, 상기 액정에 대한 규제력이 더욱 강화되도록, 제1 및 제2 요철부(175,255)는 제1 및 제2 방향(D1,D2) 사이의 끼인각이 큰 영역 쪽으로 형성된다. 또한 제1 및 제2 요철부(175,255)는 스토리지 전극(112)이 형성된 영역에서 액정에 대한 규제력을 보완하도록, 적어도 스토리지 전극(112)의 가장자리까지 연속해서 형성된다.

제1 및 제2 도메인 구분 수단(170,250)에 있어서, 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 신장하는 부분이 만나는 영역을 굴곡부라 명명하면, 제1 및 제2 요철 부(175,255)는 모든 굴곡부에 항상 형성되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 요철부(175)를 형성하기에 부족한 좁은 공간에 형성된 제1 도메인 구분 수단(170')이나, 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 신장하는 부분이 충분히 이격되서 만나는 제2 도메인 구분 수단(250')이 형성된 영역에서는 제1 및 제2 요철부(175,255)가 형성되지 않을 수 있다.

도 10은 도 9의 Ⅳ-Ⅳ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 10을 참조하면, 제1 및 제2 기판(100,200) 사이에 액정층(300)이 개재된다. 제1 기판(100)상에 상호 이격된 게이트 전극(111)과 스토리지 전극(112)이 형성된다. 게이트 전극(111)과 스토리지 전극(112)상에는 게이트 절연막(120)이 형성되어 제1 기판(100)의 전면을 덮는다. 게이트 절연막(120)상에는 게이트 전극(111)과 부분적으로 중첩되게 반도체 패턴(130)이 형성된다. 반도체 패턴(130)은 액티브 패턴(131)과 오믹 콘택 패턴(132)을 포함한다. 오믹 콘택 패턴(132)은 두 부분으로 분리되며, 상기 분리된 부분을 따라 그 상부에 소오스 전극(141)과 드레인 전극(142)이 형성된다.

소오스 전극(141)과 드레인 전극(142)상에는 투명 절연막 패턴(151,152)이 형성되어 제1 기판(100)의 전면을 덮는다. 투명 절연막 패턴(151,152)은 소정 영역이 개구된 콘택홀(155)을 갖는다. 투명 절연막 패턴(151,152)상에는 화소 전극(160)이 형성되며, 화소 전극(160)은 콘택홀(155)을 통하여 드레인 전극(142)과 전기적으로 연결된다.

투명 절연막 패턴(151,152)은 제1 및 제2 투명 절연막 패턴(151,152)을 포함 한다. 제1 투명 절연막 패턴(151)은 상대적으로 두꺼운 유기막으로 형성되며, 제2 투명 절연막 패턴(152)은 무기막으로 형성된다. 제1 투명 절연막 패턴(151)은 수 마이크로 미터 정도의 두께로 데이터 라인(140)과 화소 전극(160)간 수직 거리를 증가시켜, 상호간에 커플링되는 것을 방지한다. 제2 투명 절연막 패턴(152)은 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역을 보호하는 보호막 역할을 한다.

스토리지 전극(112), 화소 전극(160) 및 그 사이의 제2 투명 절연막 패턴(152)은 상호 마주보면서 스토리지 커패시터를 구성한다. 상기 스토리지 커패시터의 용량이 증가되도록, 제1 투명 절연막 패턴(151)은 스토리지 전극(112)이 형성된 영역에서 개구부(156)를 갖는다.

제2 기판(200)상에는 차광막 패턴(210)이 형성된다. 차광막 패턴(210)은 화소 영역의 경계에서 광의 투과를 차단한다. 차광막 패턴(210)상에는 컬러 필터(220)가 형성된다. 컬러 필터(220)는 백색광에서 광이 삼원색에 해당하는 적색/녹색/청색의 광을 필터링하여 컬러 영상을 나타내는 역할을 한다. 컬러 필터(220)상에는 제2 기판(200) 표면을 평탄화하고 컬러 필터(220)를 보호하기 위한 오버코트막(230)이 형성된다. 오버코트막(230)상에는 공통 전극(240)이 형성된다. 공통 전극(240)은 소정 영역이 절개된 제2 도메인 구분 수단(250)을 갖는다.

본 실시예에서 상기 제1 내지 제3 실시예와 상이한 도면 부호가 사용되며, 이는 일부 구성 요소에 있어서 차이가 있기 때문이다. 그러나, 상기 차이나는 구성 요소외에 다른 구성 요소는 제1 내지 제4 실시예에 있어서 동일한 구조와 기능을 수행한다. 특히, 제1 내지 제4 실시예에 있어서, 특별한 언급이 없으면 동일한 명칭을 갖는 구성 요소는 도면 부호의 차이에도 불구하고 동일한 기능을 수행하며, 이러한 구성 요소에 대해서는 상세 설명은 생략한다.

도 11를 참조하면, 제1 및 제2 기판(600,700)이 구비된다. 제1 기판(600)에는 동일한 구조를 갖는 복수의 화소 영역이 정의된다. 제1 기판(600)에는 상기 복수의 화소 영역에 대응되게 게이트 라인(610)과 데이터 라인(640)이 형성된다. 상기 복수의 화소 영역 각각에는 화소 전극(660)이 형성된다. 화소 전극(660)은 서로 이격된 제1 화소 전극(661)과 제2 화소 전극(662)을 포함하고, 게이트 라인(610)은 제1 게이트 라인(610a)과 제2 게이트 라인(610b)을 포함한다. 화소 전극(660)은 게이트 라인(610)의 길이 방향에 대해 경사지며 상호 대칭인 제1 및 제2 방향(D1,D2)으로 굴곡지게 신장한다.

제1 게이트 라인(610a)과 데이터 라인(640)으로부터 제1 박막 트랜지스터(T1)가 형성되며 제1 화소 전극(661)은 제1 박막 트랜지스터(T1)와 연결된다. 제1 박막 트랜지스터(T1)는 제1 게이트 라인(610a)으로부터 분기된 제1 게이트 전극(611g), 데이터 라인(640)으로부터 분기된 제1 소오스 전극(641s) 및 제1 소오스 전극(641s)으로부터 이격되며 제1 콘택홀(655)을 통하여 제1 화소 전극(661)에 전기적으로 연결되는 제1 드레인 전극(641d)을 포함한다.

마찬가지로, 제2 게이트 라인(610b)과 데이터 라인(640)으로부터 제2 박막 트랜지스터(T2)가 형성되며 제2 화소 전극(662)은 제2 박막 트랜지스터(T2)와 연결된다. 제2 박막 트랜지스터(T2)는 제2 게이트 라인(610b)으로부터 분기된 제2 게이 트 전극(612g), 데이터 라인(640)으로부터 분기된 제2 소오스 전극(642s) 및 제2 소오스 전극(642s)으로부터 이격되며 제2 콘택홀(656)을 통하여 제2 화소 전극(662)에 전기적으로 연결되는 제2 드레인 전극(642d)을 포함한다.

제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1,T2)를 통하여, 제1 및 제2 화소 전극(661,662)에는 서로 상이한 데이터 전압이 인가된다. 따라서, 제1 및 제2 화소 전극(661,662)이 형성된 영역에서 서로 다른 광특성을 나타내며, 이들이 보상되어 액정 표시 장치의 동작 특성이 향상된다.

제2 기판(700)에는 공통 전극(740)이 형성된다. 화소 전극(660)과 공통 전극(740)은 각각 서로 이격된 제1 및 제2 도메인 구분 수단(670,750)을 갖는다. 제1 도메인 구분 수단(670)은 제1 및 제2 화소 전극(661,662) 사이의 이격된 공간을 따라 형성된다. 제2 도메인 구분 수단(750)은 제1 및 제2 화소 전극(661,662)의 중심 부분에 제1 도메인 구분 수단(670)에 평행하게 형성된다.

도 11의 확대된 부분에 도시된 바와 같이, 화소 전극(660)은 제1 도메인 구분 수단(670)이 형성된 영역에서 제1 요철부(675)를 갖는다. 또한, 화소 전극(660)은 그 단부에도 제1 요철부(675)를 갖는다. 공통 전극(740)은 제2 도메인 구분 수단(750)이 형성된 영역에서 제2 요철부(755)를 갖는다. 따라서, 제1 요철부(675)와 제2 요철부(755)는 상호간에 교호적으로 배치된다.

제1 및 제2 요철부(675,755)는 제1 및 제2 방향(D1,D2)을 따라 제1 및 제2 도메인 구분 수단(670,750)의 단부까지 형성된다. 그 결과, 화소 영역의 전체에서 액정에 대한 규제력이 보완된다.

위와 같은 액정 표시 장치의 수직 구조는 제1 및 제2 박막 트랜지스터(T1,T2)가 복수로 구비된다는 점을 제외하면, 상기 제3 실시예와 유사한다. 이하, 제1 박막 트랜지스터(T1)를 위주로 개략적인 수직 구조를 살펴 본다.

도 12는 도 11의 Ⅴ-Ⅴ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 12를 참조하면, 제1 기판(600)상에 제1 박막 트랜지스터(T1)가 형성된다. 제1 박막 트랜지스터(T1)는 순차적으로 적층된 제1 게이트 전극(611g), 게이트 절연막(620), 액티브 패턴(631)과 오믹 콘택 패턴(632)을 갖는 반도체막 패턴(630), 제1 소오스 전극(641s) 및 제1 드레인 전극(641d)을 포함한다. 제1 박막 트랜지스터(T1)는 유기막 재질의 제1 투명 절연막 패턴(651)과 무기막 재질의 제2 투명 절연막 패턴(652)에 의해 커버된다. 제1 및 제2 투명 절연막 패턴(651,652)상에는 상호 이격된 제1 및 제2 화소 전극(661,662)이 형성되며, 상기 이격된 공간으로 제1 도메인 구분 수단(670)이 형성된다.

제2 기판(700)상에는 차광막 패턴(710), 컬러 필터(720), 오버코트막(730) 및 공통 전극(740)이 형성된다. 제1 및 제2 기판(600,700)의 사이에는 액정을 갖는 액정층(800)이 개재되어 있다.

상기한 실시예들에 따르면, 액정의 배열 방향에 대한 적절한 제어가 이루어져 시야각이 넓어지고 고화질의 영상이 표시되는 효과가 있다. 다만, 상기한 실시예들은 예시적 관점에서 제시된 것으로, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어 나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

화소 영역이 정의된 제1 기판;

상기 제1 기판과 서로 마주보는 제2 기판;

상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층;

상기 제1 기판상에 형성되며, 상기 화소 영역에 대응되게 상호 교차하는 게이트 라인과 데이터 라인;

상기 데이터 라인상의 상기 화소 영역에 형성되며, 제1 도메인 구분 수단이 정의된 화소 전극; 및

상기 제2 기판상에 형성되며, 상기 제1 도메인 구분 수단과의 상호 작용으로 상기 화소 영역을 복수의 도메인으로 구분하는 제2 도메인 구분 수단이 정의된 공통 전극을 포함하며,

상기 제2 도메인 구분 수단은 굴곡부를 갖도록 상기 게이트 라인의 길이 방향에 대해 경사지는 제1 방향과 상기 게이트 라인의 길이 방향에 대해 상기 제1 방향과 대칭인 제2 방향으로 신장하고, 상기 공통 전극은 상기 굴곡부에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 요철부는 상기 굴곡부에서 상기 제1 및 제2 방향 사이의 끼인각이 큰 영역 쪽으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 도메인 구분 수단은 굴곡부를 갖도록 상기 제2 도메인 구분 수단으로부터 이격되어 상기 제2 도메인 구분 수단과 나란하게 신장하며, 상기 화소 전극은 상기 제1 도메인 구분 수단의 굴곡부에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 3항에 있어서,

상기 화소 전극의 요철부는 상기 제1 도메인 구분 수단의 굴곡부에서 상기 제1 및 제2 방향의 사이의 끼인각이 큰 영역 쪽으로 형성되고, 상기 공통 전극의 요철부는 상기 제2 도메인 구분 수단의 굴곡부에서 상기 제1 및 제2 방향 사이의 끼인각이 큰 영역 쪽으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 3항에 있어서,

상기 화소 전극의 요철부와 상기 공통 전극의 요철부는 교호적으로 배치된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 3항에 있어서,

상기 화소 전극의 요철부와 상기 공통 전극의 요철부는 각각 상기 제1 및 제 2 도메인 구분 수단을 따라 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단의 단부까지 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 3항에 있어서,

상기 톱니 모양의 돌출 방향은 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단이 상기 제1 방향으로 신장하는 영역에서 상기 제1 방향에 수직하고, 상기 제1 및 제2 도메인 구분 수단이 상기 제2 방향으로 신장하는 영역에서 상기 제2 방향에 수직한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 3항에 있어서,

상기 화소 전극은 제1 및 제2 방향을 따라 신장하며, 상기 화소 전극의 제1 방향으로 신장하는 부분 및 제2 방향으로 신장하는 부분이 만나서 굴곡지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 8항에 있어서,

상기 화소 전극의 단부는 상기 화소 전극의 제1 방향으로 신장하는 부분 및 제2 방향으로 신장하는 부분이 만나서 굴곡지는 영역에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 기판상에 상기 게이트 라인으로부터 이격되게 형성되며, 평면상에서 볼 때 상기 굴곡부에 위치하는 스토리지 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 10항에 있어서,

상기 데이터 라인과 상기 화소 전극 사이에 형성되며, 상기 스토리지 전극이 형성된 영역에서 개구된 제1 투명 절연막 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 11항에 있어서,

상기 요철부는 적어도 상기 스토리지 전극 단부까지 연속해서 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 11항에 있어서,

상기 제1 도메인 구분 수단은 굴곡부를 갖도록 상기 제2 도메인 구분 수단으로부터 이격되어 상기 제2 도메인 구분 수단과 나란하게 신장하며, 상기 화소 전극은 상기 제1 도메인 구분 수단의 굴곡부에서 평면상에서 볼 때 톱니 모양으로 형성된 요철부를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 13항에 있어서,

상기 화소 전극의 요철부는 적어도 상기 스토리지 전극 단부까지 연속해서 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 11항에 있어서,

상기 스토리지 전극과 상기 제1 투명 절연막 패턴 사이에 개재되며, 상기 스토리지 전극을 커버하는 제2 투명 절연막 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 15항에 있어서,

상기 제1 투명 절연막 패턴은 상기 제2 투명 절연막 패턴보다 두꺼우며 유기막 재질을 포함하고, 상기 제2 투명 절연막 패턴은 무기막 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 도메인 구분 수단은 상기 화소 전극의 소정 영역이 절개된 절개 패턴인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 17항에 있어서,

상기 제2 도메인 구분 수단은 상기 공통 전극의 소정 영역이 절개된 절개 패턴인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 17항에 있어서,

상기 제2 도메인 구분 수단은 상기 공통 전극상의 소정 영역에 형성된 돌기인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.