KR101430623B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR101430623B1
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정표시장치는 제1기판, 상기 제1기판에 대향하며 공통전극이 형성되어 있는 제2기판, 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하며, 상기 제1기판은, 서로 절연교차하는 데이터선 및 게이트선과; 적어도 1회 절곡되어 있으며, 서로 분리되어 있는 제1서브 화소전극과 제2서브화소전극을 가지는 화소전극을 포함하며, 상기 제1서브 화소전극은 상기 데이터선 연장방향으로 길게 연장되어 있으며, 상기 제2서브 화소전극은 상기 제1서브 화소전극의 우측에 위치하는 제1부분과 상기 제1서브 화소전극의 좌측에 위치하는 제2부분을 포함하며, 상기 데이터선은 상기 제1부분을 지나가는 제1데이터선과 상기 제2부분을 지나가는 제2데이터선을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 개구율이 향상된 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1 는 본 발명에 따른 액정표시장치의 등가회로도이고,
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 시인성 개선 원리를 나타낸 도면이고,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ을 따른 단면도이고,
도 7은 도 3의 Ⅶ-Ⅶ을 따른 단면도이고,
도 8은 도 3의 Ⅷ-Ⅷ을 따른 단면도이고,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이고,
도 14는 본 발명의 제7실시예에 따른 액정표시장치의 배치도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
121 : 게이트선 141 : 데이터선
152 : 유기막 161 : 화소 전극
162 : 화소전극 분리패턴 163 : 화소전극 절개패턴
251 : 공통전극 252 : 공통전극 절개패턴
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화소전극이 적어도 2부분으로 분리되어 있어 시인성이 향상된 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 박막트랜지스터가 형성되어 있는 제1기판과, 제1기판에 대향 배치되어 있는 제2기판, 그리고 이들 사이에 위치하는 액정층을 포함한다.
액정표시장치 중 VA(vertically aligned) 모드는 시야각을 개선하기 위한 모드로서, 화소전극과 공통전극에 도메인 분할 수단을 형성한 것을 가리킨다. 이들 도메인 분할 수단으로 인하여 형성되는 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 액정 분자들이 눕는 방향을 조절함으로써 시야각이 향상된다.
종래 VA모드에서는 화소전극과 데이터선과의 사이에서 발생하는 커플링 커패시턴스(Coupling Capcitance)를 방지하기 위해서 데이터선의 상부에 투명도전 물질을 이용하여 쉴드전극(Shield Electrode)를 형성하였다.
투명도전물질을 데이터선의 상부에 형성하게 되면 화소전극과의 간격을 두어야 하므로 결과적으로 화소전극의 면적이 줄어들게 된다. 이는 액정표시장치의 개구율이 저하되는 문제점을 야기시킨다.
따라서 본 발명의 목적은 개구율이 향상된 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 제1기판, 상기 제1기판에 대향하며 공통전극이 형성되어 있는 제2기판, 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판은, 서로 절연 교차하는 데이터선 및 게이트선과; 적어도 1회 절곡되어 있으며, 서로 분리되어 있는 제1서브 화소전극과 제2서브화소전극을 가지는 화소전극을 포함하며, 상기 제1서브 화소전극은 상기 데이터선 연장방향으로 길게 연장되어 있으며, 상기 제2서브 화소전극은 상기 제1서브 화소전극의 우측에 위치하는 제1부분과 상기 제1서브 화소전극의 좌측에 위치하는 제2부분을 포함하며, 상기 데이터선은 상기 제1부분을 지나가는 제1데이터선과 상기 제2부분을 지나가는 제2데이터선을 포함하는 것에 의해 달성된다.
상기 제1기판은 상기 화소전극에 전기적으로 연결되어 있는 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 박막트랜지스터는, 상기 제1데이터선과 상기 제2데이터선 중 어느 하나 및 상기 제1서브화소전극에 전기적으로 연결되어 있는 제1박막트랜지스터와; 상기 제1데이터선과 상기 제2데이터선 중 다른 하나 및 상기 제2서브화소전극에 전기적으로 연결되어 있는 제2박막트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1서브 화소전극에 인가되는 데이터 전압은 상기 제2서브 화소전극에 인가되는 데이터 전압보다 큰 것이 바람직하다.
상기 액정표시장치는 120Hz로 구동되는 것이 바람직하다.
상기 데이터선과 상기 제1서브 화소전극은 이격되어 있는 것이 바람직하다.
상기 데이터선은 상기 화소전극의 테두리 형상에 따라 절곡되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1기판은, 상기 데이터선과 상기 화소전극 사이에 위치하는 유기막을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2서브 화소전극은 상기 제1서브 화소전극을 둘러싸는 것이 바람직하다.
상기 제1서브 화소전극은 꺽쇄 형상이며, 상기 제2서브 화소전극은, 상기 제1서브 화소전극의 상부에 형성되어 있는 제3부분과; 상기 제1서브 화소전극의 상부에 형성되어 있는 제4부분을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 화소전극은 상기 데이터선의 연장방향을 따라 3회 절곡되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1서브화소전극과 상기 화소전극은 상기 데이터선의 연장방향을 따라 3회 절곡되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1서브 화소전극과 상기 화소전극은 꺽쇄형상인 것이 바람직하다.
상기 화소전극에는 화소전극 절개패턴이 형성되어 있으며, 상기 공통전극에는 도메인 분할 수단이 형성되어 있으며, 상기 액정층은 수직배향(vertical alignment) 모드인 것이 바람직하다.
상기 공통전극의 도메인 분할수단의 일부는 상기 데이터선과 중첩하면서 길 게 연장되어 있는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 목적은 절연기판과; 상기 절연기판 상에 형성되어 있으며, 서로 절연교차하는 데이터선 및 게이트선과; 상기 데이터선 및 게이트선 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되어 있으며, 상기 데이터선의 연장방향을 따라 적어도 1회 이상 절곡되어 있으며, 서로 분리되어 있으며, 서로 다른 상기 데이터선에 전기적으로 연결되어 있는 제1서브화소전극과 제2서브화소전극을 가지는 화소전극을 포함하며, 상기 제2서브화소전극은 상기 데이터선과 중첩하는 액정표시장치에 의하여 달성된다.
상기 제1서브 화소전극에 인가되는 데이터 전압은 상기 제2서브 화소전극에 인가되는 데이터 전압보다 큰 것이 바람직하다.
상기 데이터선은 상기 화소전극의 테두리 형상에 따라 절곡되어 있는 것이 바람직하다.
상기 보호막과 상기 화소전극 사이에 위치하는 유기막을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2서브화소전극은 상기 제1서브화소전극을 둘러싸고 있는 것이 바람직하다.
상기 액정표시장치는 120Hz로 구동되는 것이 바람직하다.
상기 제1서브 화소전극은 꺽쇄 형상인 것이 바람직하다.
상기 화소전극은 상기 데이터선의 연장방향을 따라 3회 절곡되어 있는 것이 바람직하다.
상기 데이터선은, 상기 제1서브 화소전극과 전기적으로 연결되는 제1데이터선과; 상기 제2서브 화소전극과 전기적으로 연결되는 제2데이터선을 포함하며, 상기 제1서브 화소전극은 제1데이터선과 제2데이터선 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다. 이하에서 어떤 막(층)이 다른 막(층)의 '상부에'형성되어(위치하고) 있다는 것은, 두 막(층)이 접해 있는 경우뿐 아니라 두 막(층) 사이에 다른 막(층)이 존재하는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 액정표시장치의 등가회로도로서, 데이터선(DL1, DL2)의 연장방향으로 인접한 2개의 화소(P1, P2)를 나타내었다. 각 화소(P1, P2)는 1개의 게이트선(GL)과 2개의 데이터선(DL1, DL2)에 연결되어 있으며, 2개의 박막트랜지스터(T1, T2)가 마련되어 있다.
상부 화소(P1)을 보면, 제1박막트랜지스터(T1)는 제1데이터선(DL1)과 게이트선(GL)에 연결되어 있으며, 제2박막트랜지스터(T2)는 제2데이터선(DL2)과 게이트선(GL)에 연결되어 있다.
박막트랜지스터(T1, T2)는 동일한 게이트선(GL)에 연결되어 있어 동시에 구동되며, 서로 다른 데이터선(DL1, DL2)에 연결되어 있어 서로 다른 신호를 출력할 수 있다.
각 박막트랜지스터(T1, T2)에는 액정용량(CLC1, CLC2)과 유지용량(Cst1, Cst2) 이 연결되어 있다. 액정용량(CLC1, CLC2)은 화소전극(PE1, PE2)과 공통전극(CE) 사이에 형성되며, 유지용량((Cst1, Cst2)은 화소전극(PE1, PE2)과 유지전극선(SL) 사이에 형성된다.
여기서 제1서브화소전극(PE1)과 제2서브화소전극(PE2)은 서로 분리되어 있다.
하부 화소(P2)는 상부 화소(P1)과 유사한 구조를 가진다. 다만, 제1데이터선(DL1)에 연결된 제1박막트랜지스터(T1)은 제2서브화소전극(PE2)에 연결되어 있으며, 제2데이터선(DL2)에 연결된 제2박막트랜지스터(T2)는 제1서브화소전극(PE1)에 연결되어 있다.
즉 데이터선(DL1, DL2)의 연장방향을 따라 제1서브화소전극(PE1)에 데이터 전압을 인가하는 데이터선(DL1, DL2)은 교대로 바뀌게 된다.
본 발명에 따른 액정표시장치에서는 시인성이 향상되는데 그 이유를 상부화소(P1)를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
제1화소 전극(PE1)에는 제1박막트랜지스터(T1)를 통해 제1데이터 전압이 인가되고, 제2화소 전극(PE2)에는 제2박막트랜지스터(T2)를 통해 제1데이터 전압과는 다른 제2데이터 전압이 인가된다. 즉 하나의 화소 내에 서로 다른 데이터 전압이 인가되는 2개의 도메인이 형성되는 것이다.
이에 의해 도 2와 같이 제1서브화소전극(PE1)에 대응하며 휘도가 높은 하이도메인과 제2서브화소전극(PE2)에 대응하며 휘도가 낮은 로우 도메인이 형성된다.
이와 같이 한 화소 내에 감마 커브가 다른 복수의 도메인이 존재하는 것이다. 이에 의해 정면과 측면의 휘도 및 컬러가 서로 보상되어 측면시인성이 향상된다.
도 3 내지 도 8을 참조하여 제1실시예에 따른 액정표시장치를 설명한다. 도 6 내지 도 8을 참조하면 액정표시장치(1)는 제1기판(100), 제1기판(100)에 대향하는 제2기판(200), 양 기판 사이에 위치하는 액정층(300)을 포함한다.
도 4는 제1기판(100)의 화소전극(161)과 제2기판(200)의 공통전극 절개패턴(252)의 배치관계를 나타낸 것이다. 도 5는 제1기판(100)의 화소전극(161)과 제2기판(200)의 블랙매트릭스(221)의 배치관계를 나타낸 것이다.
우선 도 3 및 도 6을 참조하여 제1기판(100)에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제1절연기판(111) 위에 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선은 금속 단일층 또는 다중층일 수 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 게이트 전극(122a, 122b), 게이트 배선(121)과 평행하게 연장되어 있으며 화소의 중심부를 지나는 유지전극선(123)을 포함한다.
제1절연기판(111)위에는 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(131)이 게이트 배선을 덮고 있다.
게이트 전극(122a, 122b)의 게이트 절연막(131) 상부에는 비정질 실리콘 등의 반도체로 이루어진 반도체층(132)이 형성되어 있으며, 반도체층(132)의 상부에 는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 만들어진 저항 접촉층(133)이 형성되어 있다. 소스 전극(142)과 드레인 전극(143) 사이의 채널부에서는 저항 접촉층(133)이 제거되어 있다.
저항 접촉층(133) 및 게이트 절연막(131) 위에는 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선 역시 금속층으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있다. 데이터 배선은 세로방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하여 화소를 형성하는 데이터선(141), 데이터선(141)의 분지이며 저항 접촉층(133)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(142), 소스전극(142)과 분리되어 있으며 소스전극(142)의 반대쪽 저항 접촉층(133) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(143)을 포함한다.
도 3을 참조하면, 제1박막트랜지스터(T1)를 이루는 구성요소는 게이트 전극(122a), 소스전극(142a), 드레인 전극(143a)을 포함하고 제2박막트랜지스터(T2)를 이루는 구성요소는 게이트 전극(122b), 소스전극(142b), 드레인 전극(143b)을 포함한다.
데이터선(141)은 제1데이터선(141a)와 제2데이터선(141b)를 포함한다. 제1박막트랜지스터(T1)는 화소의 우측을 지나는 제1데이터선(141a)에 연결되어 있으며, 제2박막트랜지스터(T2)는 화소의 좌측을 지나는 제2데이터선(141b)에 연결되어 있다.
데이터 배선 및 이들이 가리지 않는 반도체층(132)의 상부에는 실리콘 질화물 등으로 이루어진 보호막(151)이 형성되어 있다. 보호막(151)은 실리콘 질화물로 이루어진 무기막으로 형성될 수도 있으며, 유기막으로 형성될 수도 있으며, 상기 두 유기막과 무기막을 이중층으로 사용할 수도 있다.
보호막(151) 상에는 유기막(152)이 형성되어 있다.유기막(152)은 두께가 게이트 절연막(131) 및 보호막(151)에 비하여 크며, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 스크린 프린팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 유기막(152)은 BCB(benzocyclobutene) 계열, 올레핀 계열, 아크릴 수지(acrylic resin)계열, 폴리 이미드(polyimide)계열, 불소 수지 중 어느 하나일 수 있다.
유기막(152)에는 드레인 전극(143a, 143b)을 노출시키는 접촉구(171a, 171b)와 유지용량선(123)에 대응하며 보호막(151)을 노출시키는 개구부(172, 도 7참조)가 형성되어 있다. 접촉구(171a, 171b)에서는 보호막(151)도 같이 제거되어 있다.
다른 실시예에서 유기막(152)은 생략될 수 있다.
도 7을 보면 화소전극(161)은 개구부(172)를 통해 유지용량선(123)과 가까이 위치하며, 화소전극(161)과 유지용량선(123) 사이에는 유기막(152)이 존재하지 않는다. 화소전압이 전달되는 화소전극(161)과 공통전압이 인가되는 유지용량선(123) 사이에서 유지용량(Cst)이 형성된다.
유지용량선(123) 상에 개구부(172)를 마련하여 유기막(152)를 제거하는 것은, 유기막(152)은 두께가 크고 유전율이 작아 화소전극(161)과 유지용량선(123) 사이에 유지용량을 형성하기 어렵기 때문이다.
다시 도 3 및 도 6을 참고하면, 유기막(152) 상에는 화소전극(161)이 형성되어 있다. 화소전극(161)은 통상 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어진다. 화소전극(161)은 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 3회 절곡되어 있다. 화소전극(161)은 전체적으로 상하 대칭 형태이다.
화소전극(161)은 화소전극 분리패턴(162)에 의해 서로 분리된 제1서브화소전극(161a)와 제2서브화소전극(161b)를 포함한다. 제1서브화소전극(161a)은 꺽쇄형상이며 화소의 중앙에 위치하고 있다. 제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a)을 둘러싸고 있다.
제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a)보다 넓은 면적을 가지고 있다. 유지용량선(123)은 제1서브화소전극(161a)보다 제2서브화소전극(161b)과 더 넓게 겹친다. 이는 면적이 큰 제2서브화소전극(161b)에 해당하는 도메인이 더 큰 유지용량(Cst)을 필요로 하기 때문이다.
도 5를 보면, 제2서브화소전극(161b)는 제1서브화소전극(161a)의 우측에 위치하는 제1부분(1611), 제1서브화소전극(161a)의 좌측에 위치하는 제2부분(1612), 제1서브화소전극(161a)의 상부에 위치하는 제3부분(1613), 제1서브화소전극(161a)의 하부에 위치하는 제4부분(1614)을 포함한다.
다시 도 3 및 도 6을 참고하면, 제1서브화소전극(161a)과 제2서브화소전극(161b)에는 화소전극 절개패턴(163)이 형성되어 있다. 화소전극 절개패턴(163) 중 일부는 화소전극 분리패턴(162)과 나란하며, 다른 일부는 게이트선(121)과 나란하다.
제1서브화소전극(161a)은 접촉구(171b)를 통해 제2박막트랜지스터(T2)의 드 레인 전극(143b)과 연결되어 있으며, 제2서브화소전극(161b)은 접촉구(171a)를 통해 제1박막트랜지스터(T1)의 드레인 전극(143a)과 연결되어 있다.
화소전극 분리패턴(162)과 화소전극 절개패턴(163)은 후술하는 공통전극 절개패턴(252)과 함께 액정층(300)을 다수의 서브 도메인으로 분할한다. 본 발명에서의 서브 도메인은 패턴(162, 163, 252)으로 둘러싸인 영역으로 사선 방향으로 길게 연장되어 있다.
이어 도 6을 참조하여 제2기판(200)에 대하여 설명하겠다.
제2절연기판(211) 위에 블랙매트릭스(221)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(221)는 통상 검은색 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 이루어져 있다. 상기 검은색 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용한다.
도 5를 참조하면 블랙매트릭스(221)는 박막트랜지스터(T1, T2)의 상부에 형성되어 있는 제1부분(221a), 화소의 경계를 따라 형성되어 있는 제2부분(221b) 및 유지용량선(123) 상에 형성되어 있는 제3부분(221c)을 포함한다.
다시 도 6을 참조하면, 제2절연기판(211)와 블랙매트릭스(221)의 상부에는 컬러필터(231)가 형성되어 있다. 컬러필터(231)는 서로 다른 색상, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 서브층을 포함할 수 있다.
컬러필터(231) 상에는 오버코트막(241)이 형성되어 있다. 오버코트막(241)은 평탄화된 표면을 제공한다. 오버코트막(241)은 생략될 수 있다.
오버코트막(241)의 상부에는 공통전극(251)이 형성되어 있다. 공통전극(251)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물 질로 이루어진다. 공통전극(251)은 제1기판(100)의 화소전극(161)과 함께 액정층(300)에 직접 전압을 인가한다.
공통전극(251)에는 공통전극 절개패턴(252)이 형성되어 있다. 도 4와 같이, 공통전극 절개패턴(252) 중 일부는 화소전극 분리패턴(162)과 나란히 연장되어 있으며, 다른 일부는 게이트선(121)과 나란히 연장되어 있다.
공통전극 절개패턴(252)은 도메인 분할 수단이라고 불린다. 다른 실시예에서는 도메인 분할 수단으로 돌기를 사용할 수 있으며, 이 경우 공통전극(251)은 패터닝되지 않을 수 있다.
패턴(162, 163, 252)에 의해 둘러싸인 부분은 서브 도메인이 된다. 도 4 및 도 5를 보면 제1서브화소전극(161a), 제1부분(1611) 및 제2부분(1612)는 각각 4개의 서브 도메인으로 나누어지며, 제3부분(1613) 및 제4부분(1614)은 각각 6개의 서브 도메인으로 나누어진다. 각 서브 도메인은 게이트선(121)에 대하여 사선방향으로 길게 연장되어 있다.
이상의 패턴(162, 163, 252)은 실시예에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 8을 보면 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 사이에 액정층(300)이 위치한다. 액정층(300)은 VA(vertically aligned)모드로서, 액정분자는 전압이 가해지지 않은 상태에서는 길이방향이 수직을 이루고 있다.
전압이 가해지면 액정분자는 유전율 이방성이 음이기 때문에 전기장에 대하여 수직방향으로 눕는다. 그런데 이상의 패턴(162, 163, 252)이 형성되어 있지 않 으면, 액정분자는 눕는 방위각이 결정되지 않아서 여러 방향으로 무질서하게 배열하게 되고, 배향 방향이 다른 경계면에서 전경선(disclination line)이 생긴다.
이상의 패턴(162, 163, 252)은 액정층(300)에 전압이 걸릴 때 프린지 필드를 만들어 액정 배향의 방위각을 결정해 준다. 이상 설명한 액정표시장치(1)는 개구율이 우수한데 이를 도 3 및 도 8을 참조하여 설명한다.
데이터선(141)은 화소전극(161)의 외부에 위치하지 않고 화소전극(161)과 겹치도록 형성되어 있다. 자세하게는 데이터선(141)은 화소전극(161) 중 제2서브화소전극(161b)과 겹치도록 형성되어 있다.
더 자세하게는 제1데이터선(141a)은 제3부분(1613), 제1부분(1611) 및 제4부분(1614)를 거치며, 제2데이터선(141b)는 제3부분(1613), 제2부분(1612) 및 제4부분(1614)를 거친다.
데이터선(141)은 화소전극(161)의 테두리를 따라 절곡되어 있으며, 제1데이터선(141a)과 제2데이터선(141b)은 제1서브화소전극(161a)을 사이에 두고 마주하고 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면 데이터선(141)이 화소전극(161) 내에 위치하기 때문에, 별도의 실드 전극을 형성할 필요가 없어 개구율이 향상한다.
데이터선(141)의 많은 부분이 개구율에 기여하지 않는 공통전극 절개패턴(252)와 겹쳐 있다. 이에 의해 비록 데이터선(141)이 화소전극(161) 영역 내에 형성되어 있지만, 데이터선(141) 자체에 의한 개구율 감소는 미미하다.
한편, 데이터선(141)이 화소전극(161)과 겹치면 크로스 톡과 같은 전기적 간섭이 발생할 수 있는데 이에 대하여 설명한다.
제1서브화소전극(161a)과 제2서브화소전극(161b)에는 서로 다른 데이터 전압이 인가된다. 데이터선(141)을 커버하고 있는 제2서브화소전극(161b)에 인가되는 데이터 전압은 제1서브화소전극(161a)에 인가되는 데이터 전압보다 낮다. 즉 제1서브화소전극(161a)은 휘도가 높은 하이 도메인이 되며, 제2서브화소전극(161b)은 휘도가 낮은 로우 도메인이 되는 것이다.
여기서 '데이터 전압이 낮다(작다)'라는 것은 데이터 전압과 공통전압 간의 차이가 작은 것을 의미하는 것이다. 반대로 '데이터 전압이 높다(크다)'라는 것은 데이터 전압과 공통전압 간의 차이가 큰 것을 의미한다.
데이터선(141)은 데이터 전압이 높은 제1서브화소전극(161a)과는 겹치지 않고 데이터 전압이 낮은 제2서브화소전극(161b)과 겹친다. 따라서 데이터선(141)과 화소전극(161) 간의 용량형성은 억제되며 크로스 톡은 크지 않다.
데이터선(141)과 제1서브화소전극(161a) 사이에 형성되어 있는 유기막(152)도 전기적 간섭을 감소시킨다. 유기막(152)은 유전율이 작고 두께가 커서, 데이터선(141)과 제2서브화소전극(161b) 사이에 형성되는 용량을 억제하기 때문이다.
제1실시예에 따른 액정표시장치(1)는 60Hz이상, 예를 들어 120Hz 내지 180Hz의 주파수로 구동될 수 있다. 여기서 주파수는 1초에 각 게이터선(121)이 구동되는 횟수, 즉 1초에 각 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 인가되는 횟수를 말한다.
주파수가 커지면 동영상 품질이 향상되는 반면, 화소전극(161)과 데이터 선(141) 간의 전기적 간섭이 증가하는 문제가 있다. 전기적 간섭이 발생하면 표시품질이 저하된다.
제1실시예에 따르면, 데이터선(141)은 제2서브화소전극(161b)과 겹치고, 데이터선(141)과 제2서브화소전극(161b) 간의 전기적 간섭은 앞서 살펴본 바와 같이 크지 않기 때문에 주파수를 늘려도 표시품질의 저하가 최소화된다.
다음으로 각 서브 도메인의 폭을 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8을 보면 하이 도메인에 속하는 서브 도메인의 폭(d1)과 로우 도메인에 속하는 서브 도메인의 폭(d2)은 거의 동일하다. 각 서브 도메인의 폭(d1, d2)는 20㎛ 내지 25㎛인 것이 바람직하다.
서브 도메인의 폭(d1, d2)이 20㎛보다 작으면 개구율이 감소하며, 서브 도메인의 폭(d1, d2)이 25㎛보다 크면 서브 도메인의 중앙에 위치하는 액정층(300)의 응답속도가 감소한다.
서브 도메인의 폭(d1, d2)은 액정표시장치(1)의 해상도와 크기에 따라 결정된다. 액정표시장치(1)가 약 70인치 크기이고, 1080*1920의 해상도를 가지는 경우 서브 도메인의 폭(d1, d2)은 20㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다.
도 9를 참조하여 제2실시예를 설명한다.
제2실시예에서 하이 도메인에 속하는 서브 도메인의 폭(d1)은 로우 도메인에 속하는 서브 도메인의 폭(d2)보다 크다. 예를 들어, 하이 도메인에 속하는 서브 도메인의 폭(d1)은 약 24.4㎛이고, 로우 도메인에 속하는 서브 도메인의 폭(d2)은 약 21.5㎛일 수 있다.
도 10을 참조하여 제3실시예를 설명한다.
제3실시예에서는 유지용량선(123) 상에 유지용량보조층(144)이 형성되어 있다. 유지용량보조층(144)은 데이터선(141)과 동일한 층으로 이루어질 수 있다.
유지용량보조층(144)은 개구부(172)를 통해 화소전극(161)과 전기적으로 연결되어 있다. 개구부(172)에서는 보호막(151)과 유기막(152)이 제거되어 있다.
유지용량선(123)과 유지용량보조층(144)은 게이트 절연막(131)을 사이에 두고 서로 마주하고 있다.
제3실시예에서는 화소전극(161)을 통해 데이터 전압을 인가받는 유지용량보조층(144)과 공통전압을 인가 받는 유지용량선(123) 사이의 게이트 절연막(131)에 유지용량(Cst)이 형성된다.
도 11을 참조하여 제4실시예를 설명한다.
화소전극(161)은 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 3회 절곡되어 있다.
제1서브화소전극(161a)도 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 역시 3회 절곡되어 있다. 제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a)을 둘러싸고 있다.
데이터선(141)은 낮은 데이터 전압이 인가되는 제2서브화소전극(161b)을 지나간다.
도 12을 참조하여 제5실시예를 설명한다.
화소전극(161)은 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 1회 절곡되어 있는 꺽쇄 형상이다.
제1서브화소전극(161a)도 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 역시 1회 절곡되어 있는 꺽쇄 형상이다. 제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a)을 둘러싸고 있다.
데이터선(141)은 낮은 데이터전압이 인가되는 제2서브화소전극(161b)을 지나간다.
이상의 실시예에서는 제2서브화소전극(161b)이 제1서브화소전극(161a)를 둘러싸고 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는데, 이를 제6실시예 및 제7실시예를 통해 설명한다.
도 13을 참조하여 제6실시예를 설명한다.
화소전극(161)은 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 3회 절곡되어 있다.
제1서브화소전극(161a)도 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 역시 3회 절곡되어 있다. 제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a) 주위에 형성되어 있으나, 제1서브화소전극(161a) 상부에는 형성되어 있지 않다.
데이터선(141)은 낮은 데이터전압이 인가되는 제2서브화소전극(161b)을 지나간다.
다른 실시예에서 제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a)의 하부에 형성되지 않을 수 있으며, 이 경우 제2서브화소전극(161b)의 일부는 제1서브화소전극(161a)의 상부에 형성된다.
도 14를 참조하여 제7실시예를 설명한다.
화소전극(161)은 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 1회 절곡되어 있는 꺽쇄 형상이다.
제1서브화소전극(161a)도 데이터선(141)의 연장방향을 따라 길게 연장되어 있으며, 역시 1회 절곡되어 있는 꺽쇄 형상이다. 제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a) 주위에 형성되어 있으나, 제1서브화소전극(161a) 상부에는 형성되어 있지 않다.
데이터선(141)은 낮은 데이터전압이 인가되는 제2서브화소전극(161b)을 지나간다.
다른 실시예에서 제2서브화소전극(161b)은 제1서브화소전극(161a)의 하부에 형성되지 않을 수 있으며, 이 경우 제2서브화소전극(161b)의 일부는 제1서브화소전극(161a)의 상부에 형성된다.
도 11 내지 도 14에서는 화소전극 절개패턴은 도시하지 않았다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 개구율이 향상된 액정표시장치가 제공된다.

Claims (23)

  1. 제1기판, 상기 제1기판에 대향하며 공통전극이 형성되어 있는 제2기판, 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 제1기판은,
    서로 절연 교차하는 데이터선 및 게이트선과;
    적어도 1회 절곡되어 있으며, 서로 분리되어 있는 제1서브 화소전극과 제2서브화소전극을 가지는 화소전극을 포함하며,
    상기 제1서브 화소전극은 상기 데이터선 연장방향으로 길게 연장되어 있으며,
    상기 제2서브 화소전극은 상기 제1서브 화소전극의 우측에 위치하는 제1부분과 상기 제1서브 화소전극의 좌측에 위치하는 제2부분을 포함하며,
    상기 데이터선은 상기 제1부분을 지나가는 제1데이터선과 상기 제2부분을 지나가는 제2데이터선을 포함하고,
    상기 제1데이터선은 평면도상에서 상기 제1부분에 의해 완전히 커버되고, 상기 제2데이터선은 평면도상에서 상기 제2부분에 의해 완전히 커버되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판은 상기 화소전극에 전기적으로 연결되어 있는 박막트랜지스터를 포함하며,
    상기 박막트랜지스터는,
    상기 제1데이터선과 상기 제2데이터선 중 어느 하나 및 상기 제1서브화소전극에 전기적으로 연결되어 있는 제1박막트랜지스터와;
    상기 제1데이터선과 상기 제2데이터선 중 다른 하나 및 상기 제2서브화소전극에 전기적으로 연결되어 있는 제2박막트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1서브 화소전극에 인가되는 데이터 전압은 상기 제2서브 화소전극에 인가되는 데이터 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액정표시장치는 120Hz로 구동되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터선과 상기 제1서브 화소전극은 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터선은 상기 화소전극의 테두리 형상에 따라 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1기판은,
    상기 데이터선과 상기 화소전극 사이에 위치하는 유기막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2서브 화소전극은 상기 제1서브 화소전극을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1서브 화소전극은 꺽쇄 형상이며,
    상기 제2서브 화소전극은,
    상기 제1서브 화소전극의 상부에 형성되어 있는 제3부분과;
    상기 제1서브 화소전극의 하부에 형성되어 있는 제4부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소전극은 상기 데이터선의 연장방향을 따라 3회 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1서브화소전극과 상기 제2서브화소전극은 상기 데이터선의 연장방향을 따라 3회 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1서브 화소전극과 상기 제2서브화소전극은 꺽쇄형상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소전극에는 화소전극 절개패턴이 형성되어 있으며,
    상기 공통전극에는 도메인 분할 수단이 형성되어 있으며,
    상기 액정층은 수직배향(vertical alignment) 모드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 공통전극의 도메인 분할수단의 일부는 상기 데이터선과 중첩하면서 길게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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