KR101327300B1 - 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널 - Google Patents

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Abstract

휘도 향상을 위한 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널이 개시된다. 어레이 기판은 하이 서브전극 및 하이 서브전극과 이격되어 외곽을 감싸는 로우 서브전극을 갖고, 하이 서브전극 및 로우 서브전극의 서로 마주보는 일단은 일직선으로 평행하게 형성된 화소전극, 제1 방향으로 서로 이격되어 화소전극의 외측에 형성된 제1 및 제2 데이터 배선, 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 화소전극의 외측에 형성된 게이트 배선, 게이트 배선 및 제1 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 하이 및 로우 서브전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터 및 게이트 배선 및 제2 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 하이 및 로우 서브전극 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터를 포함한다. 이에 따라, 표시패널의 휘도를 향상시킬 수 있다.
120Hz 1G2D 픽셀, 노치, 휘도

Description

어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널{ARRAY SUBSTRATE AND DISPLAY PANEL HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단위화소를 나타낸 평면도이다.
도 2는 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 화소전극을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1의 단위화소들에 전압이 인가된 상태를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 게이트 배선 300 : 데이터 배선
310 : 제1 데이터 배선 320 : 제2 데이터 배선
400 : 박막 트랜지스터 410 : 제1 트랜지스터
420 : 제2 트랜지스터 500 : 화소전극
510 : 하이 서브전극 520 : 로우 서브전극
521 : 제1 로우전극 522 : 제2 로우전극
523 : 화소 노치패턴 600 : 개구부
610 : 메인 개구부 620 : 서브 개구부
본 발명은 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휘도 향상을 위한 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정의 광 투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 액정표시패널의 하측에 배치되어 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
액정표시패널은 서로 교차되어 복수의 단위화소들을 정의하는 신호 배선들, 신호 배선들과 전기적으로 연결되고, 단위화소들 내에 형성된 박막 트랜지스터들 및 화소전극들을 갖는 어레이 기판과, 컬러필터와 공통전극을 갖는 대향기판, 및 어레이 기판과 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 화소전극과 공통전극 사이에 형성된 전계에 의하여 액정배열이 변화됨에 따라, 액정표시패널은 광투과율을 변화시켜 영상을 표시할 수 있다.
한편, 수직배향 모드의 액정표시패널은 전계가 인가되지 않는 상태에서 액정분자의 장축이 기판에 대하여 수직하게 배열되고, 명암 대비비 및 광 시야각이 우수한 특성을 나타낸다.
최근, 수직배향 모드의 액정표시패널의 측면 시야각을 보다 향상시키기 위해, 화소전극을 두 개의 서브전극으로 분리하여, 각 서브전극에 서로 다른 전압을 인가하는 방식이 이용된다. 즉, 화소전극은 로우 레벨의 전압이 인가되는 로우 서브전극 및 하이 레벨의 전압이 인가되는 하이 서브전극으로 이루어질 수 있다. 이 에 따라, 액정분자의 경사방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써, 광시야각을 구현할 수 있다.
한편, 액정 분자가 전계에 의해 누우면서 복수의 도메인(domain)을 형성하게 되는데, 이때 액정이 서로 다른 방향으로 눕게 되어, 도메인 간에 마디처럼 보이는 싱귤러 포인트(singular point)가 형성된다. 단위화소 영역에는 하이 서브전극과 로우 서브전극을 이격시키는 화소 오픈부가 형성되는 바, 화소 오픈부에서는 싱귤러 포인트의 제어가 곤란하다. 즉, 싱귤러 포인트가 불규칙적으로 발생하기 때문에, 액정표시패널에서는 순간 잔상이 발생된다.
이에 따라, 수직배향 모드 적용 시, 화소 오픈부에는 액정 분자의 눕는 방향을 결정해 주는 인자가 없기 때문에, 순간 잔상 개선을 위해 노치(notch) 구조를 적용한다. 화소 오픈부와 마주보는 서브전극의 가장자리에 홈 형상의 노치 패턴을 형성함에 따라, 화소전극의 면적이 감소된다. 이와 같이, 단위화소 내에서 화소전극의 면적이 희생됨에 따라, 액정표시패널의 휘도가 저하되는 문제점이 발생된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 화소전극의 노치(notch) 구조를 변경하여, 휘도를 향상시킬 수 있는 어레이 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 어레이 기판을 갖는 표시패널을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 어레이 기판은 하이 서브전극 및 상기 하이 서브전극과 이격되어 외곽을 감싸는 로우 서브전극을 갖고, 상기 하이 서브전극 및 상기 로우 서브전극의 서로 마주보는 일단은 일직선으로 평행하게 형성된 화소전극, 제1 방향으로 서로 이격되어 상기 화소전극의 외측에 형성된 제1 및 제2 데이터 배선, 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 상기 화소전극의 외측에 형성된 게이트 배선, 상기 게이트 배선 및 상기 제1 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터 및 상기 게이트 배선 및 상기 제2 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터를 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일 실시예에 따른 표시패널은 복수의 단위화소가 형성된 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향기판 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 어레이 기판은 하이 서브전극 및 상기 하이 서브전극과 이격되어 외곽을 감싸는 로우 서브전극을 갖고, 상기 하이 서브전극 및 상기 로우 서브전극의 서로 마주보는 일단은 일직선으로 평행하게 형성된 화소전극, 제1 방향으로 서로 이격되어 상기 화소전극의 외측에 형성된 제1 및 제2 데이터 배선, 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 상기 화소전극의 외측에 형성된 게이트 배선, 상기 게이트 배선 및 상기 제1 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터 및 상기 게이트 배선 및 상기 제2 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터를 포함한다.
이러한 어레이 기판 및 이를 갖는 표시패널에 의하면, 서로 다른 극성으로 구동되는 서브전극간의 마주보는 단부에 노치 구조를 제거함으로써, 화소전극의 면적을 최대화하여 표시패널의 휘도를 보다 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단위화소를 나타낸 평면도이다. 도 2는 Ⅰ-Ⅰ′선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향기판, 및 상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 어레이 기판은 제1 베이스 기판(110), 게이트 배선(100), 스토리지 배선(200), 게이트 절연막(120), 데이터 배선(300), 박막 트랜지스터(400), 보호 절연막(130) 및 화소전극(500)을 포함한다.
제1 베이스 기판(110)은 평평한 플레이트 형상을 가지며, 투명한 절연 물질로 이루어진다.
게이트 배선(100) 및 스토리지 배선(200)은 제1 베이스 기판(110) 상에 동일층을 이루도록 형성된다. 게이트 절연막(120)은 게이트 배선(100) 및 스토리지 배선(200)을 덮도록 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 데이터 배선(300)은 게이 트 절연막(120) 상에 형성된다.
구체적으로, 게이트 배선(100)은 제1 방향인 행 방향으로 길게 연장되고, 제1 방향과 수직한 제2 방향을 따라 복수가 병렬로 형성된다. 데이터 배선(300)은 게이트 배선(100)과 교차되도록, 상기 제2 방향인 열 방향으로 길게 연장되고, 상기 제1 방향을 따라 복수가 병렬로 형성된다.
이와 같이, 게이트 배선(100) 및 데이터 배선(300)이 서로 교차되도록 형성됨에 따라, 제1 베이스 기판(110) 상에는 복수의 단위화소들이 정의된다. 상기 각 단위화소 내에는 박막 트랜지스터(400) 및 화소전극(500)이 형성된다. 여기서, 상기 각 단위화소는 상기 제2 방향으로 긴 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다.
본 실시예에서와 같이, 데이터 배선(300)은 화소전극(500)의 좌측에 형성된 제1 데이터 배선(310) 및 화소전극(500)의 우측에 형성된 제2 데이터 배선(320)을 포함한다. 제1 및 제2 데이터 배선(310,320)은 각각 화소전극(500)의 좌우측 일부와 중첩되도록 형성된다.
스토리지 배선(200)은 게이트 배선(100)이 연장된 상기 제1 방향을 따라 길게 연장되고, 이웃한 게이트 배선(100) 사이에 배치되도록 형성된다. 스토리지 배선(200)은 상기 각 단위화소의 중심을 가로지르도록 형성될 수 있다. 스토리지 배선(200)은 한 프레임 동안 화소전극(500)에 인가된 전압을 유지시킨다. 일례로, 스토리지 배선(200)에는 기준전압인 일정전압이 인가될 수 있다.
예를 들어, 스토리지 배선(200)은 화소전극(500)의 중심을 상기 제1 방향으로 가로지르는 전극 몸체부(210) 및 전극 몸체부(210)로부터 상기 제2 방향을 따라 상하로 연장된 전극 다리부(220)를 포함한다. 전극 다리부(220)는 제1 및 제2 데이터 배선(310,320)과 인접하게 형성되어, 제1 및 제2 데이터 배선(310,320)과 화소전극(500) 간의 전기적인 커플링(coupling)에 의한 영향을 차단시킬 수 있다.
박막 트랜지스터(400)는 상기 각 단위화소 내에 형성되고, 게이트 배선(100), 데이터 배선(300) 및 화소전극(500)과 전기적으로 연결된다. 박막 트랜지스터(400)는 화소전극(500)에 충전되는 전압을 제어하는 스위칭 소자 역할을 한다.
박막 트랜지스터(400)는 게이트 배선(100)으로부터 연장된 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 중첩되도록 게이트 절연막(120) 상에 형성되어 채널층을 형성하는 액티브 패턴, 데이터 배선(300)으로부터 연장되어 상기 액티브 패턴과 중첩되는 소스 전극, 및 상기 액티브 패턴과 중첩되도록 상기 소스 전극과 이격된 드레인 전극을 포함한다. 상기 드레인 전극은 콘택홀(700)을 통해 화소전극(500)과 전기적으로 연결된다.
박막 트랜지스터(400)는 게이트 배선(100) 및 제1 데이터 배선(310)과 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터(410)와, 게이트 배선(100) 및 제2 데이터 배선(320)과 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터(420)를 포함한다.
보호 절연막(130)은 데이터 배선(300) 및 박막 트랜지스터(400)를 덮도록 게이트 절연막(120) 상에 형성된다. 보호 절연막(130)은 박막 트랜지스터(400)를 보호하고, 표면을 평탄화시킨다. 보호 절연막(130)은 일례로, 유기막 재질로 이루어질 수 있다.
화소전극(500)은 상기 각 단위화소 내에 형성되고, 보호 절연막(130) 상에 형성된다. 화소전극(500)은 투명한 도전성 물질로 이루어지며, 일례로 산화주석인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화아연인듐(Indium Zinc Oxide, IZO) 재질로 이루어질 수 있다. 화소전극(500)은 하이 서브전극(510) 및 하이 서브전극(510)과 이격되어 외곽을 감싸는 로우 서브전극(520)을 포함한다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술한다.
상기 대향기판은 상기 어레이 기판과 대향하여 결합되며, 제2 베이스 기판(810), 차광막, 컬러필터 및 공통전극(820)을 포함한다.
제2 베이스 기판(810)은 제1 베이스 기판(110)과 동일하게 평평한 플레이트 형상을 가지며, 투명한 절연 물질로 이루어진다.
상기 차광막은 제1 베이스 기판(110)과 마주보도록 제2 베이스 기판(810)의 일부영역 상에 형성되어 광의 이동을 차단한다. 상기 차광막은 게이트 배선(100), 데이터 배선(300) 및 박막 트랜지스터(400)와 대응되는 위치에 형성되며, 일례로, 매트릭스 형상을 가질 수 있다.
상기 컬러필터는 상기 차광막과 소정영역 겹쳐지도록, 제2 베이스 기판(810) 상에 형성된다. 상기 컬러필터는 일례로, 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 포함하고, 각각의 컬러필터는 상기 단위화소 내에 형성된 화소전극(500)과 대응되는 위치에 형성된다.
공통전극(820)은 상기 차광막 및 상기 컬러필터 상에 형성된다. 공통전극(800)은 화소전극(500)과 동일한 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
또한, 상기 대향기판은 도메인 분할부(830)를 더 포함한다. 도메인 분할 부(830)는 공통전극(820)의 일부가 식각되어 형성된 개구패턴일 수 있다. 이와 달리 도메인 분할부(830)는 일례로, 공통전극(820)의 일부 상에 형성된 돌기패턴일 수 있다. 도메인 분할부(830)는 화소전극(500)을 이루는 하이 및 로우 서브전극(510,520)의 중앙에 대응하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 공통전극(820)과 화소전극(500) 간에 형성되는 전계의 방향이 엇갈리게 되고, 상기 단위화소 영역은 복수의 도메인(domain)들로 분할된다.
한편, 도메인 분할부(830)에 의해 분할된 지점 즉, 도메인과 도메인이 만나는 지점에서는 액정층의 액정분자들은 균일하게 배열되지 못할 수 있다. 이와 같이 도메인들의 경계지점에서 액정분자들의 배열이 균일하지 못한 경우, 순간잔상이 발생되어 표시품질이 저하될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서와 같이, 도메인 분할부(830)와 마주보는 공통전극(820)의 가장자리에는 복수의 홈 또는 돌기 형상의 공통 노치패턴(822)들이 형성될 수 있다. 공통 노치패턴(822)들은 균일한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 도메인 분할부(830)는 균일한 간격으로 형성된 공통 노치패턴(822)들에 의해, 면적이 동일한 복수의 영역들로 분할된다. 각 도메인 분할부(830)에 배치된 액정분자들은 공통 노치패턴(822)들에 의해 분할된 영역을 경계로, 좌우대칭을 이루면서 균일하게 배열될 수 있다. 이에 따라, 상기 표시패널에서 표시되는 영상은 화면을 보는 방향에 따라 시인성 측면에서 차이가 발생되지 않는다.
한편, 상기와 같은 이유로 인해, 공통 노치패턴(822)들은 상기 어레이 기판의 서브전극 사이에 형성된 개구부(600)의 일부에도 적용될 수 있다.
상기 액정층은 상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정들로 이루어진다. 상기 액정층의 액정들은 화소전극(500) 및 공통전극(800)의 사이에 형성된 전기장에 의하여 재배열된다. 일례로, 상기 액정층은 수직배향(VA) 모드로 이루어질 수 있다. 이와 같이 전기장에 의해 재배열되는 상기 액정층으로 인해, 상기 표시패널은 외부로부터 인가되는 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시한다.
또한, 상기 표시패널은 외부로부터 공급되는 광을 편광시키는 편광필름을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 편광필름은 상기 어레이 기판의 외측에 배치된 제1 편광필름(910) 및 상기 대향기판의 외측에 배치된 제2 편광필름(920)을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 편광필름(910)의 제1 편광축과 제2 편광필름(920)의 제2 편광축은 서로 수직하게 교차될 수 있다.
이하, 화소전극(500) 및 화소전극(500)을 분할하는 개구부(600)의 배치관계에 대해서 구체적으로 후술한다.
화소전극(500)은 상기 단위화소 영역의 중앙에 배치된 하이 서브전극(510) 및 하이 서브전극(510)의 외곽을 감싸는 로우 서브전극(520)을 포함한다. 하이 및 로우 서브전극(510,520)은 상기 단위화소의 중심을 가로지르는 가상의 중심선을 기준으로, 각각 대칭 형상을 가질 수 있다. 일례로, 하이 및 로우 서브전극(510,520)은 스토리지 배선(200)을 기준으로 대칭 형상을 가질 수 있다.
하이 서브전극(510)은 상기 중심선을 기준으로 대칭인 V-자 형상을 가질 수 있다. 로우 서브전극(520)은 하이 서브전극(510)과 이격되어, 하이 서브전극(510)의 외곽에 형성된다. 로우 서브전극(520)은 하이 서브전극(510)에 인접하게 형성된 제1 로우전극(521) 및 제1 로우전극(521)에 인접하도록, 게이트 배선(100)과 데이터 배선(300)의 교차영역에 형성된 제2 로우전극(522)으로 구분된다. 제1 로우전극(521)과 제2 로우전극(522)은 서로 이격되어 형성된다.
이와 같은 하이 및 로우 서브전극(510,520)은 상기 제1 및 제2 방향에 대하여 약 45도 각도로 경사지게 형성된다. 하이 및 로우 서브전극(510,520)은 각각 제1 및 제2 콘택홀(710,720)을 통해, 박막 트랜지스터(400)의 상기 드레인 전극의 일단과 연결된다.
본 실시예에서와 같이, 화소전극(500)을 이루는 각각의 서브전극들은 서로 이격되어 형성되고, 상기 단위화소 영역에는 서브전극들 사이에 개구부(600)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 개구부(600)는 하이 서브전극(510)과 로우 서브전극(520) 사이에 형성된 메인 개구부(610) 및 로우 서브전극(520)의 중앙에 형성된 서브 개구부(620)를 포함할 수 있다. 즉, 로우 서브전극(520)은 서브 개구부(620)에 의해 제1 및 제2 로우전극(521,522)으로 구분된다.
메인 개구부(610)는 하이 및 로우 서브전극(510, 520)의 연장 방향을 따라, 상기 제1 및 제2 방향에 대하여 약 45도 각도로 경사지게 형성된다. 서브 개구부(620)는 로우 서브전극(520)의 연장 방향을 따라 로우 서브전극(520)의 중앙에 형성되며, 상기 제1 및 제2 방향에 대하여 약 45도 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명예에서와 같이, 상기 표시패널은 120 ㎐ 1G2D 구조 즉, 1개의 게이트 배선(100)과 2개의 데이터 배선(300)으로 단위화소가 정의되는 구조로 형성 된다. 이와 같은 상기 표시패널은 칼럼(Column) 반전 방식으로 구동될 수 있다. 상기 어레이 기판의 데이터 배선(300)을 기준으로, 홀수 번째 데이터 배선(300)의 극성과 짝수 번째 데이터 배선(300)의 극성은 반대가 된다. 즉, 상기 각 단위화소를 구획하는 제1 데이터 배선(310)과 제2 데이터 배선(320)에는 서로 다른 극성을 갖는 데이터 신호가 인가된다.
데이터 배선(300)은 박막 트랜지스터(400)를 통해 화소전극(500)과 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서와 같이, 제1 데이터 배선(310)과 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터(410)는 하이 및 로우 서브전극(510,520) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 제2 데이터 배선(320)과 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터(420)는 하이 및 로우 서브전극(510,520) 중 다른 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 하이 및 로우 서브전극(510,520)은 제1 및 제2 데이터 배선(310,320)을 통해, 서로 다른 극성의 전압을 인가 받는다. 일례로, 하이 서브전극(510)에는 정(+) 극성을 띄는 하이(high) 레벨의 제1 전압이 인가되고, 로우 서브전극(520)에는 부(-) 극성을 띄는 상기 제1 전압보다 낮은 로우(low) 레벨의 제2 전압이 인가될 수 있다.
도 3은 도 1의 화소전극을 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에서와 같은 화소전극(500)의 세부 형상에 대해 구체적으로 설명한다.
하이 서브전극(510)은 로우 서브전극(520)과 이격되도록, 메인 개구부(610)에 의해 감싸진다. 하이 서브전극(510) 및 로우 서브전극(520)의 서로 마주보는 일 단은 일직선으로 평행하게 형성된다. 구체적으로, 로우 서브전극(520)과 마주보는 하이 서브전극(510)의 일단은 일직선으로 연장된다. 즉, 메인 개구부(610)와 접하는 하이 서브전극(510)의 외곽은 일직선으로 판판하게 형성된다. 이와 같이, 하이 서브전극(510)의 가장자리에는 공통 노치패턴(822)들과 같은 홈 형상의 패턴이 형성되지 않고, 일직선으로 연장된다.
로우 서브전극(520)은 서브 개구부(620)에 의해, 제1 및 제2 로우전극(521,522)으로 분할된다.
제1 로우전극(521)은 하이 서브전극(510)과 이격되도록, 메인 개구부(610)에 접하여 형성된다. 구체적으로, 메인 개구부(610)를 사이로 하이 서브전극(510)과 마주보는 제1 로우전극(521)의 일단(521a)은 일직선으로 형성된다. 서브 개구부(620)를 사이로 제2 로우전극(522)과 마주보는 제1 로우전극(521)의 타단(521b)에는 화소 노치패턴(523)들이 이격되어 형성된다. 즉, 제2 로우전극(522)과 마주보는 제1 로우전극(521)의 타단(521b)에는 길이 방향을 따라 적어도 하나의 홈이 형성된다.
제2 로우전극(522)은 제1 로우전극과 이격되도록, 서브 개구부(620)에 접하여 형성된다. 구체적으로, 서브 개구부(620)를 사이로 제1 로우전극(521)과 마주보는 제2 로우전극(522)의 일단(522a)에는 화소 노치패턴(523)들이 이격되어 형성된다. 즉, 제1 로우전극(521)과 마주보는 제2 로우전극(522)의 타단(522a)에는 길이 방향을 따라 적어도 하나의 홈이 형성된다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 액정층을 이루는 액정분자들의 배열을 도메인 영역 별로 후술하도록 한다.
상기 액정층의 액정분자들은 화소전극(500)과 공통전극(820) 사이에 전계가 형성되지 않는 경우, 수직배향 모드로 배치된다. 또한, 상기 표시패널의 외측에 배치된 제1 및 제2 편광필름(920) 각각의 편광축은 서로 수직하다. 이때, 제1 편광필름(910)을 통과하여 제1 방향으로 편광된 광은 수직배향된 액정분자들에 의해 편광상태가 변경되지 않고, 제2 편광필름(920)에 의해 차단된다. 이에 따라, 상기 표시패널은 광을 투과시키지 못한다.
반면, 화소전극(500)과 공통전극(820) 사이에 전계가 형성되는 경우, 도메인 분할부(830)에서는 사선 방향으로 전계가 형성된다. 이때, 도메인 분할부(830) 주변에 배치된 액정분자들은 전계 방향에 따라 재배열되고, 재배열된 액정분자들은 제1 방향으로 편광된 광의 편광상태를 변경시킨다. 이에 따라, 제1 방향으로 편광된 광 중 제2 방향 성분은 제2 편광필름(920)을 통과하고, 상기 표시패널은 광을 투과시킨다.
한편, 상기한 바와 같이, 상기 어레이 기판 상의 하이 서브전극(510)과 로우 서브전극(520)은 서로 다른 극성으로 구동된다. 이에 따라, 하이 서브전극(510)과 로우 서브전극(520) 사이에 형성된 메인 개구부(610)에서는 수직한 방향으로 전계가 형성되고, 메인 개구부(610) 주변에 배치된 액정분자들은 수직배향된다. 이로 인해, 메인 개구부(610)에서는 제1 편광필름(910)을 통해 제1 방향으로 편광된 광이 제2 편광필름(920)에 의해 차단되어, 상기 표시패널을 통과하지 못한다.
이를 종합하면, 상기 표시패널에 수직 전계 인가 시, 하이 서브전극(510)과 로우 서브전극(520) 사이에 형성된 메인 개구부(610)에 배치된 액정분자들은 반응하지 않고, 제1 로우전극(521)과 제2 로우전극(522) 사이에 형성된 서브 개구부(620)에 배치된 액정분자들은 반응한다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 메인 개구부(610)와 접하는 하이 서브전극(510)의 외곽 및 로우 서브전극(520)의 일단(521a)은 화소 노치패턴(523)들의 적용 없이, 일직선으로 평행하게 형성될 수 있다. 왜냐하면, 메인 개구부(610)에 배치된 액정분자들은 전계에 반응하지 않으므로, 액정분자들의 균일 배열을 위한 화소 노치패턴(523)들이 필요하지 않기 때문이다. 이와 같이, 화소 노치패턴(523)들이 화소전극(500)의 일부에만 형성됨에 따라, 화소전극(500)의 면적을 최대화하여 표시영상의 휘도를 보다 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 단위화소들에 전압이 인가된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 하이 서브전극(510)과 로우 서브전극(520)이 서로 다른 극성으로 구동된다. 이에 따라, 하이 서브전극(510)과 로우 서브전극(520) 사이에 형성된 메인 개구부(610)에 배치된 액정분자들은 반응을 하지 않는다.
상기 각 단위화소 내의 화소전극(500)과 박막 트랜지스터(400)의 연결관계를 살펴본다. 제1 데이터 배선(310)과 연결된 제1 트랜지스터(410)는 하이 및 로우 서브전극(510,520) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 제2 데이터 배선(320)과 연결된 제2 트랜지스터(420)는 하이 및 로우 서브전극(510,520) 중 다른 하나와 전기적으로 연결된다.
여기서, 각 행과 열에 배치된 하이 및 로우 화소전극(510, 520)은 규칙적으로 반전되는 극성으로 구동된다.
구체적으로, 상기 각 단위화소 내의 하이 및 로우 서브전극(510, 520)은 칼럼(column) 반전으로 구동되어, 서로 다른 극성을 갖는다. 예를 들어, 하이 서브전극(510)이 제1 트랜지스터(410)와 전기적으로 연결되어 정(+) 극성의 전압을 갖는 경우, 로우 서브전극(520)은 제2 트랜지스터(420)와 전기적으로 연결되어 부(-) 극성의 전압을 가질 수 있다. 이와 달리, 하이 서브전극(510)이 제2 트랜지스터(420)와 전기적으로 연결되어 부(-) 극성의 전압을 갖는 경우, 로우 서브전극(520)은 제1 트랜지스터(410)와 전기적으로 연결되어 정(+) 극성의 전압을 가질 수 있다.
이와 같이, 하이 서브전극(510)의 구동전압이 정(+) 극성을 갖는 경우, 로우 서브전극(520)의 구동전압은 부(-) 극성을 갖고, 하이 서브전극(510)의 구동전압이 부(-) 극성을 갖는 경우, 로우 서브전극(520)의 구동전압은 정(+) 극성을 가진다.
또한, 각 행과 열에 배치된 하이 및 로우 서브전극(510, 520)은 도트(dot) 반전 방식으로 구동되어, 서로 다른 극성을 갖는다. 즉, 하이 서브전극(510)들은 각 열과 행을 따라 정(+) 극성과 부(-) 극성의 전압을 반복적으로 갖는다. 마찬가지로, 로우 서브전극(520)들도 각 열과 행을 따라 부(-) 극성과 정(+) 극성의 전압을 반복적으로 갖는다.
이와 같이, 화소전극(500)이 도 4와 같은 배치관계를 가지면서 상기한 규칙으로 칼럼 또는 도트 반전 방식으로 구동되기 위해서, 각 데이터 배선(300)으로 칼럼 또는 도트 반전 구동을 위한 데이터 신호가 인가되는 것이 바람직하다. 즉, 각 데이터 배선(300)은 각 열마다 서로 다른 극성의 데이터 신호를 전송한다. 일례로, 제1 데이터 배선(310)에는 정(+) 극성의 전압이 인가되고, 제2 데이터 배선(320)에는 부(-) 극성의 전압이 인가된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 하이 서브전극과 로우 서브전극의 서로 마주보는 일단은 노치(notch) 패턴의 적용 없이, 일직선으로 평행하게 형성된다. 이에 따라, 단위화소를 정의하는 화소전극의 면적을 최대화하여, 표시패널의 휘도를 보다 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 하이 서브전극 및 상기 하이 서브전극과 이격되어 외곽을 감싸는 로우 서브전극을 갖고, 상기 하이 서브전극 및 상기 로우 서브전극의 서로 마주보는 일단은 일직선으로 평행하게 형성된 화소전극;
    제1 방향으로 서로 이격되어 상기 화소전극의 외측에 형성된 제1 및 제2 데이터 배선;
    상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 상기 화소전극의 외측에 형성된 게이트 배선;
    상기 게이트 배선 및 상기 제1 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터; 및
    상기 게이트 배선 및 상기 제2 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터를 포함하며,
    상기 로우 서브전극은 상기 하이 서브전극에 인접하게 형성된 제1 로우전극 및 상기 제1 로우전극과 이격되어 형성된 제2 로우전극을 포함하는 어레이 기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 하이 서브전극과 마주보는 상기 제1 로우전극의 일단은 일직선으로 형성되고,
    상기 제2 로우전극과 마주보는 상기 제1 로우전극의 타단에는 길이 방향을 따라 적어도 하나의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 로우전극과 마주보는 상기 제2 로우전극의 일단에는 길이 방향을 따라 적어도 하나의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하이 서브전극과 상기 로우 서브전극은 서로 다른 극성의 전압을 공급받는 것을 특징으로 하는 어레이 기판.
  6. 복수의 단위화소가 형성된 어레이 기판;
    상기 어레이 기판에 대향하는 대향기판; 및
    상기 어레이 기판과 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고,
    상기 어레이 기판은
    하이 서브전극 및 상기 하이 서브전극과 이격되어 외곽을 감싸는 로우 서브전극을 갖고, 상기 하이 서브전극 및 상기 로우 서브전극의 서로 마주보는 일단은 일직선으로 평행하게 형성된 화소전극;
    제1 방향으로 서로 이격되어 상기 화소전극의 외측에 형성된 제1 및 제2 데이터 배선;
    상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 상기 화소전극의 외측에 형성된 게이트 배선;
    상기 게이트 배선 및 상기 제1 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터; 및
    상기 게이트 배선 및 상기 제2 데이터 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 하이 및 로우 서브전극 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터를 포함하며,
    상기 로우 서브전극은 상기 하이 서브전극에 인접하게 형성된 제1 로우전극 및 상기 제1 로우전극과 이격되어 형성된 제2 로우전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
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