KR102076757B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개구율 및 액정 제어력을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 서로 마주보고 있는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 화소 전극, 상기 제2 기판 위에 배치되어 있는 공통 전극, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 공통 전극은 십자 형상을 가지는 제1 절개부를 포함하고, 상기 화소 전극은 마름모 형상의 제1 부화소 전극, 상기 제1 부화소 전극을 둘러싸고 있는 제2 부화소 전극, 상기 제2 부화소 전극의 가장 자리 중 적어도 하나에 인접하여 상기 가장 자리를 따라 배치되어 있는 제2 절개부, 및 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극을 이격시키는 제3 절개부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개구율 및 액정 제어력을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자를 그 장축이 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
수직 배향 방식 액정 표시 장치에서는 광시야각 확보가 중요한 문제이고, 이를 위하여 전기장 생성 전극에 미세 슬릿 등의 절개부를 형성하는 등의 방법을 사용한다. 절개부 및 돌기는 액정 분자가 기울어지는 방향(tilt direction)을 결정해 주므로, 이들을 적절하게 배치하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 시야각을 넓힐 수 있다.
특히, 화소 전극에 미세 슬릿을 형성하여, 복수의 가지 전극을 가지도록 하는 방법의 경우, 액정 표시 장치의 개구율이 감소하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 넓은 시야각과 빠른 응답 속도를 가지면서 액정 표시 장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 액정 제어력을 높이고, 시인성을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적에 따른 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 서로 마주보고 있는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 화소 전극, 상기 제2 기판 위에 배치되어 있는 공통 전극, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있는 액정층을 포함하고, 상기 공통 전극은 십자 형상을 가지는 제1 절개부를 포함하고, 상기 화소 전극은 마름모 형상의 제1 부화소 전극, 상기 제1 부화소 전극을 둘러싸고 있는 제2 부화소 전극, 상기 제2 부화소 전극의 가장 자리 중 적어도 하나에 인접하여 상기 가장 자리를 따라 배치되어 있는 제2 절개부, 및 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극을 이격시키는 제3 절개부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화소 전극은 사각 형상으로 이루어지고, 상기 제2 부화소 전극은 사각 형상으로 이루어지고, 중앙부가 마름모 형상으로 비어 있을 수 있다.
상기 제1 절개부는 상기 제1 부화소 전극을 이루는 마름모 형상의 두 개의 대각선과 중첩되도록 형성될 수 있다.
상기 제1 부화소 전극은 적어도 두 개의 마름모 형상이 서로 연결되도록 이루어지고, 상기 제1 절개부는 적어도 두 개의 십자 형상이 서로 연결되도록 이루어질 수 있다.
상기 제1 부화소 전극에 인가되는 제1 부화소 전압은 상기 제2 부화소 전극에 인가되는 제2 부화소 전압보다 높을 수 있다.
상기 제2 부화소 전압은 상기 제1 부화소 전압의 0.9배 이하일 수 있다.
상기 제2 부화소 전압은 상기 제1 부화소 전압의 0.75배 또는 0.85배일 수 있다.
상기 제3 절개부의 폭은 1㎛이상 8㎛이하일 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 이격 거리는 2.8㎛ 이상이고 3.2㎛이하일 수 있다.
상기 제2 부화소 전극의 가장자리로부터 상기 제2 절개부까지의 거리는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 이격 거리의 3배 이하일 수 있다.
상기 제2 절개부의 폭은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 이격 거리의 3배 이하일 수 있다.
상기 제1 기판 및 상기 화소 전극 위에 배치되어 있는 제1 배향막, 및 상기 제2 기판 및 상기 공통 전극 위에 배치되어 있는 제2 배향막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 수직 배향막으로 이루어지고, 상기 액정층은 액정 분자 및 반응성 메조겐을 포함하고, 상기 액정 분자는 선경사를 가지도록 배열될 수 있다.
상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 배향 물질 및 반응성 메조겐을 포함하고, 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 선경사를 가질 수 있다.
상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 게이트선 및 데이터선, 상기 제1 기판 위에 배치되어 있고 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터, 상기 게이트선, 상기 제2 박막 트랜지스터, 및 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 제3 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결될 수 있다.
상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 게이트선, 감압 게이트선, 및 데이터선, 상기 제1 기판 위에 배치되어 있고 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선, 상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터, 및 상기 감압 게이트선, 상기 제2 박막 트랜지스터, 및 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 제3 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결될 수 있다.
상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 게이트선, 제1 데이터선, 및 제2 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 및 상기 게이트선 및 상기 제2 데이터선에 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고, 상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결될 수 있다.
상기 제1 절개부는 가로 방향으로 뻗어 있는 제1 부분 및 세로 방향으로 뻗어 있는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제2 부분의 폭은 상기 제1 부분의 폭과 동일하거나 더 넓을 수 있다.
상기 제3 절개부와 상기 제1 절개부의 제1 부분이 이루는 각은 45도 이상이고 52도 이하일 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 공통 전극이 십자 형상을 가지는 제1 절개부를 포함하고, 화소 전극이 가장자리에 인접하도록 제2 절개부를 포함함으로써, 시야각을 넓히고 응답 속도 및 개구율을 향상시킬 수 있다.
또한, 마름모 형상의 제1 부화소 전극을 둘러싸도록 제2 부화소 전극이 제1 부화소 전극과 이격되도록 형성됨으로써, 액정 제어력을 높이고 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 장치의 구조와 함께 한 화소를 도시하는 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V'선, V'-V''선, V''-V'''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6에서 화소 전극만을 도시한 평면도이다.
도 8은 도 6에서 공통 전극의 제1 절개부만을 도시한 평면도이다.
도 9는 자외선 등의 광에 의해 중합되는 전중합체를 이용해 액정 분자들이 선경사를 갖도록 하는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이다.
도 15는 도 14의 IV-IV'선, IV'-IV''선, IV''-IV'''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이다.
도 18은 도 17의 XVIII- XVIII'선, XVIII'- XVIII''선, XVIII''- XVIII'''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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.
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정 표시 장치의 구조와 함께 한 화소를 도시하는 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 액정 표시판 조립체(liquid crystal panel assembly)(300) 및 이와 연결된 게이트 구동부(400) 및 데이터 구동부(500), 데이터 구동부(500)에 연결된 계조 전압 생성부(800), 그리고 이들을 제어하는 신호 제어부(600)를 포함한다.
액정 표시판 조립체(300)는 등가 회로로 볼 때 복수의 신호선(도시하지 않음)과 이에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 도 2에 도시한 구조로 볼 때 액정 표시판 조립체(300)는 서로 마주하는 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)과 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
신호선은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(도시하지 않음)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(도시하지 않음)을 포함한다. 게이트선은 대략 행 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선은 대략 열 방향으로 뻗으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소를 포함하며, 각 부화소는 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(Clch, Clcl)를 포함한다. 두 부화소 중 적어도 하나는 게이트선, 데이터선 및 액정 축전기(Clch, Clcl)와 연결된 스위칭 소자(도시하지 않음)를 포함한다.
액정 축전기(Clch, Clcl)는 하부 표시판(100)의 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)과 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)과 공통 전극(270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 서로 분리되어 있으며 하나의 화소 전극(191)을 이룬다. 공통 전극(270)은 상부 표시판(200)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다.
한편, 색 표시를 구현하기 위해서는 각 화소(PX)가 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시하거나(공간 분할), 각 화소(PX)가 시간에 따라 번갈아 기본색을 표시하게(시간 분할) 하여 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색상이 인식되도록 한다. 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색을 들 수 있다. 도 2는 공간 분할의 한 예로서 각 화소(PX)가 상부 표시판(200)의 영역에 기본색 중 하나를 나타내는 색 필터(230)를 구비함을 보여주고 있다. 도 2에 도시된 바와 달리 색 필터(230)가 하부 표시판(100)의 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)의 위 또는 아래에 형성할 수도 있다.
액정 표시판 조립체(300)의 바깥 면에는 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자(도시하지 않음)가 부착되어 있다.
다시 도 1을 참고하면, 계조 전압 생성부(800)는 화소(PX)의 투과율과 관련된 전체 계조 전압 또는 한정된 수효의 계조 전압(앞으로 "기준 계조 전압"이라 한다)을 생성한다. (기준) 계조 전압은 공통 전압(Vcom)에 대하여 양의 값을 가지는 것과 음의 값을 가지는 것을 포함할 수 있다.
게이트 구동부(400)는 액정 표시판 조립체(300)의 게이트선과 연결되어 게이트 온 전압(Von)과 게이트 오프 전압(Voff)의 조합으로 이루어진 게이트 신호(Vg)를 게이트선에 인가한다.
데이터 구동부(500)는 액정 표시판 조립체(300)의 데이터선과 연결되어 있으며, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압을 선택하고 이를 데이터 전압으로서 데이터선에 인가한다. 그러나 계조 전압 생성부(800)가 모든 계조에 대한 전압을 모두 제공하는 것이 아니라 정해진 수의 기준 계조 전압만을 제공하는 경우에, 데이터 구동부(500)는 기준 계조 전압을 분압하여 전체 계조에 대한 계조 전압을 생성하고 이 중에서 데이터 전압을 선택한다.
이러한 구동 장치(400, 500, 600, 800) 각각은 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 액정 표시판 조립체(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 액정 표시판 조립체(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다. 이와는 달리, 이들 구동 장치(400, 500, 600, 800)가 신호선 및 스위칭 소자 등과 함께 액정 표시판 조립체(300)에 집적될 수도 있다. 또한, 구동 장치(400, 500, 600, 800)는 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
이어, 도 1 및 도 2와 함께 도 3 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대하여 더욱 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이며, 도 5는 도 4의 V-V'선, V'-V''선, V''-V'''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6에서 화소 전극만을 도시한 평면도이며, 도 8은 도 6에서 공통 전극의 제1 절개부만을 도시한 평면도이다. 도 9는 자외선 등의 광에 의해 중합되는 전중합체를 이용해 액정 분자들이 선경사를 갖도록 하는 과정을 도시한 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 131)과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(121, 171, 131)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 게이트선(121), 데이터 전압을 전달하는 데이터선(171), 및 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선(131)을 포함한다.
동일한 게이트선(121) 및 동일한 데이터선(171)에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qh) 및 제2 스위칭 소자(Ql)가 형성되어 있다. 또한, 제1 및 제2 스위칭 소자(Qh, Ql)와 동일한 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Ql) 및 유지 전극선(131)에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(Qc)가 더 형성되어 있다. 제1 내지 제3 스위칭 소자(Qh, Ql, Qc)는 박막 트랜지스터 등으로 이루어질 수 있다.
각 화소(PX)는 두 개의 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 스위칭 소자(Qh)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clch)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 스위칭 소자(Ql)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcl)가 형성되어 있다.
제1 스위칭 소자(Qh)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제1 스위칭 소자(Qh)의 제2 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(Qh)의 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clch)에 연결되어 있다. 특히, 제1 스위칭 소자(Qh)의 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clch)를 구성하는 제1 부화소 전극(191h)에 연결되어 있다.
제2 스위칭 소자(Ql)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Ql)의 제2 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 제2 스위칭 소자(Ql)의 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcl)에 연결되어 있다. 특히, 제2 스위칭 소자(Ql)의 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcl)를 구성하는 제2 부화소 전극(191l)에 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 단자는 유지 전극선(131)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제2 스위칭 소자(Ql)의 제3 단자에 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 인가되면 이에 연결된 제1 내지 제3 스위칭 소자(Qh, Ql, Qc)는 모두 턴 온 상태가 되고, 데이터선(171)을 통해 전달된 데이터 전압에 의해 제1 액정 축전기(Clch) 및 제2 액정 축전기(Clcl)가 충전된다.
이때, 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 상태에 있으므로, 데이터선(171)을 통해 제2 부화소(PXb)로 전달된 데이터 전압은 제2 스위칭 소자(Ql)와 직렬로 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 분압이 이루어진다. 이때 제2 스위칭 소자(Ql)와 제3 스위칭 소자(Qc)의 채널의 크기에 따라 전압의 분배가 이루어진다. 따라서, 데이터선(171)을 통해 제1 부화소(PXa) 및 제2 부화소(PXb)에 전달된 데이터 전압이 동일하더라도 제1 액정 축전기(Clch)와 제2 액정 축전기(Clcl)에 충전되는 전압은 서로 달라진다. 즉, 제2 액정 축전기(Clcl)에 충전되는 전압이 제1 액정 축전기(Clch)에 충전되는 전압보다 낮아진다. 이로 인해 동일한 화소(PX) 내의 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)에 충전되는 전압을 달리하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도 4 및 도 5를 주로 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 구조에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 제1 기판(110) 위에 일방향으로 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 또한, 게이트선(121)으로부터 돌출되어 서로 연결되어 있는 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)이 형성되어 있다. 또한, 게이트선(121)으로부터 돌출되어 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)과 이격되도록 제3 게이트 전극(124c)이 형성되어 있다. 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c)은 동일한 게이트선(121)에 연결되어 있고, 동일한 게이트 신호가 인가된다.
유지 전극선(131)은 게이트선(121)과 동일한 방향으로 뻗어 있고, 유지 전극선(131)에는 일정한 전압이 인가된다. 또한, 유지 전극선(131)으로부터 돌출되어 있는 유지 전극(133) 및 돌출부(134)가 형성되어 있다. 유지 전극(133)은 이후 설명하게 될 화소 전극(191)을 둘러 싸도록 형성될 수 있고, 돌출부(134)는 게이트선(121)을 향하도록 돌출되어 있다.
게이트선(121), 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c), 유지 전극선(131), 유지 전극(133), 및 돌출부(134) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체층(154h), 제2 반도체층(154l), 및 제3 반도체층(154c)이 형성되어 있다. 제1 반도체층(154h)은 제1 게이트 전극(124h)의 위에 위치하고, 제2 반도체층(154l)은 제2 게이트 전극(124l)의 위에 위치하며, 제3 반도체층(154c)은 제3 게이트 전극(124c)의 위에 위치할 수 있다.
제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 제1 소스 전극(173h), 제1 드레인 전극(175h), 제2 소스 전극(173l), 제2 드레인 전극(175l), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)이 형성되어 있다.
제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c)은 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c) 위에 형성될 뿐만 아니라 데이터선(171) 아래에도 형성될 수 있다. 또한, 제2 반도체층(154l)과 제3 반도체층(154c)은 서로 연결되도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c)이 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c) 위에만 형성될 수도 있고, 제2 반도체층(154l)과 제3 반도체층(154c)이 서로 분리되어 형성될 수도 있다.
데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
제1 소스 전극(173h)은 데이터선(171)으로부터 제1 게이트 전극(124h) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제1 소스 전극(173h)은 제1 게이트 전극(124h) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제1 드레인 전극(175h)은 제1 게이트 전극(124h) 위에서 제1 소스 전극(173h)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제1 소스 전극(173h)과 제1 드레인 전극(175h) 사이로 노출된 부분의 제1 반도체층(154h)에 채널이 형성되어 있다.
제2 소스 전극(173l)은 데이터선(171)으로부터 제2 게이트 전극(124l) 위로 돌출되어 형성되어 있다. 제2 소스 전극(173l)은 제2 게이트 전극(124l) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제2 드레인 전극(175l)은 제2 게이트 전극(124l) 위에서 제2 소스 전극(173l)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제2 소스 전극(173l)과 제2 드레인 전극(175l) 사이로 노출된 부분의 제2 반도체층(154l)에 채널이 형성되어 있다.
제3 소스 전극(173c)은 돌출부(134) 및 제3 게이트 전극(124c) 위에 형성되어 있다. 제3 소스 전극(173c)의 한 쪽 끝은 제3 게이트 전극(124c) 위에서 C자형으로 구부러진 형태를 가질 수 있다.
제3 드레인 전극(175c)는 제2 드레인 전극(175l)과 연결되어 있으며, 제3 게이트 전극(124c) 위에서 제3 소스 전극(173c)과 이격되도록 형성되어 있다. 서로 이격되도록 형성된 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이로 노출된 부분의 제3 반도체층(154c)에 채널이 형성되어 있다.
상기에서 설명한 제1 게이트 전극(124h), 제1 반도체층(154h), 제1 소스 전극(173h), 및 제1 드레인 전극(175h)은 제1 스위칭 소자를 이룬다. 또한, 제2 게이트 전극(124l), 제2 반도체층(154l), 제2 소스 전극(173l), 및 제2 드레인 전극(175l)은 제2 스위칭 소자를 이루고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체층(154c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 스위칭 소자를 이룬다.
데이터선(171), 제1 내지 제3 소스 전극(173h, 173l, 173c), 제1 내지 제3 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기 절연 물질, 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 절연 물질은 색필터(color filter)로 이루어질 수도 있다.
보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175h)의 적어도 일부가 노출되도록 제1 접촉 구멍(185h)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175l)의 적어도 일부가 노출되도록 제2 접촉 구멍(185l)이 형성되어 있으며, 돌출부(134)와 제3 소스 전극(173c)의 적어도 일부가 노출되도록 제3 접촉 구멍(185c)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 포함하는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 또한, 보호막(180) 위에는 다리 전극(195)이 더 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(191h)은 제1 접촉 구멍(185h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)과 연결되어 있고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 접촉 구멍(185l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)과 연결되어 있다. 다리 전극(195)은 제3 접촉 구멍(185c)을 통해 돌출부(134)와 제3 소스 전극(173c)을 전기적으로 연결한다. 즉, 제3 소스 전극(173c)은 유지 전극선(131)에 연결되어, 일정한 전압을 인가 받게 된다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 각각 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이때, 제2 드레인 전극(175l)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 제2 부화소 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191h)에 인가되는 제1 부화소 전압의 크기보다 작아지게 된다. 이는 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 데이터 전압이 정극성(+)인 경우이고, 이와 반대로, 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 데이터 전압이 부극성(-)인 경우에는 제1 부화소 전극(191h)에 인가되는 제1 부화소 전압이 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 제2 부화소 전압보다 작아지게 된다.
제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 제2 부화소 전압은 제1 부화소 전극(191h)에 인가되는 제1 부화소 전압의 0.9배 이하인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 부화소 전압은 상기 제1 부화소 전압의 0.75배 또는 0.85배 등으로 이루어질 수 있다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 이후 설명하게 될 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써, 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자(310)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(310)의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
제1 부화소 전극(191h)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기(Clch)를 이루고, 제2 부화소 전극(191l)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기(Clcl)를 이루어 각각 제1 및 제2 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)은 유지 전극(133)을 비롯한 유지 전극선(131)과 중첩하여 제1 및 제2 유지 축전기를 이룰 수 있고, 제1 및 제2 유지 축전기는 각각 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)의 전압 유지 능력을 강화시킬 수 있다.
제1 부화소 전극(191h)은 대략 마름모 형상으로 이루어지고, 제2 부화소 전극(191l)은 제1 부화소 전극(191h)을 둘러싸고 있다. 화소 전극(191)은 제2 부화소 전극(191l)의 가장 자리 중 적어도 하나에 인접하여 가장자리를 따라 배치되어 있는 제2 절개부(91) 및 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 이격시키는 제3 절개부(93)를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 부화소 전극(191h, 191l)의 구체적인 형상에 대해서는 이하에서 도 6 내지 도 8에 관한 설명에서 알아본다.
화소 전극(191) 및 보호막(180) 위에는 제1 배향막(11)이 형성되어 있다. 제1 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있고, 광중합 물질을 이용하여 광배향된 배향막일 수 있다.
다음으로 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제2 기판(210) 위에는 차광 부재(220, light blocking member)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)로 이루어질 수 있으며 빛샘을 막아준다. 차광 부재(220)는 화소 영역(PX)의 가장자리 및 제1 내지 제3 박막 트랜지스터 위에 형성될 수 있다.
제2 기판(210) 위에는 복수의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 색 필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 길게 뻗을 수도 있다. 색 필터(230)의 가장자리는 차광 부재(220)와 일부 중첩될 수도 있다. 각 색필터는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다.
차광 부재(220)와 색 필터(230) 중 적어도 하나는 제1 기판(110) 위에 형성될 수도 있다.
차광 부재(220) 및 색 필터(230) 위에는 덮개막(240, overcoat)이 형성될 수 있다.
덮개막(240) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 십자 형상을 가지는 제1 절개부(271)를 포함한다. 제1 절개부(271)의 구체적인 형상에 대해서는 이하에서 도 6 내지 도 8에 관한 설명에서 알아본다.
공통 전극(270) 위에는 제2 배향막(21)이 형성되어 있다. 제2 배향막(21)은 수직 배향막일 수 있고, 광중합 물질을 이용하여 광배향된 배향막일 수 있다.
하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarizer)(도시하지 않음)가 구비될 수 있고, 두 편광자의 편광축은 직교하며 이중 한 편광축은 게이트선(121)에 대하여 나란히 형성될 수 있다. 반사형 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.
이하에서 도 6 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 화소 전극 및 공통 전극에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 화소 전극(191)은 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 포함하고, 제2 부화소 전극(191l)의 가장자리에는 제2 절개부(91)가 형성되어 있고, 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l) 사이에는 제3 절개부(93)가 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(191h)은 마름모 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 부화소 전극(191h)이 세 개의 마름모 형상으로 이루어지고, 이들이 서로 연결되도록 형성될 수 있다.
제2 부화소 전극(191l)은 사각 형상으로 이루어지고, 중앙부가 마름모 형상으로 비어있도록 이루어질 수 있다. 이때, 제2 부화소 전극(191l)이 세 개의 사각 형상이 이어진 형상으로 이루어지고, 각 사각형의 중앙부가 마름모 형상으로 비어있도록 형성될 수 있다. 중앙부에는 제1 부화소 전극(191h)이 위치하게 된다.
제2 절개부(91)는 사각 형상으로 이루어진 제2 부화소 전극(191l)의 네 모서리에 위치하게 된다. 제2 절개부(91) 네 모서리의 일부에만 형성될 수도 있고, 네 모서리의 전체에 형성될 수도 있다. 이때, 도시된 바와 같이 네 모서리의 가운데 지점에서 제2 절개부(91)가 분리되도록 형성될 수 있다. 또한, 도시된 바와 다르게 네 모서리의 끝부분에서 제2 절개부(91)가 분리되도록 형성될 수도 있다. 제2 절개부(91)는 도시된 바와 같이 'L'자형 또는 'T'자형으로 이루어질 수 있으며, 이와 달리 'I'자형으로 이루어질 수도 있다.
제2 부화소 전극(191l)의 가장자리로부터 제2 절개부(91)까지의 거리(W1)는 제1 기판(110)과 제2 기판(210)의 이격 거리 즉, 셀 갭(cell-gap)의 3배 이하로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제2 절개부(91)의 폭(W2)은 제1 기판(110)과 제2 기판(210)의 이격 거리 즉, 셀 갭(cell-gap)의 3배 이하로 이루어지는 것이 바람직하다.
제3 절개부(93)는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l) 사이에 마름모 형으로 형성되어 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 이격시킨다. 제1 부화소 전극(191h)이 세 개의 마름모 형상으로 이루어질 때, 제3 절개부(93)도 세 개의 마름모 형상이 서로 연결된 형상으로 이루어질 수 있다. 제3 절개부(93)는 제2 절개부(91)와 연결될 수 있다.
제3 절개부(93)의 폭은 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)의 이격 거리에 따라 결정된다. 제3 절개부(93)의 폭은 제1 기판(110)과 제2 기판(210)의 이격 거리 즉, 셀 갭(cell-gap)에 따라 다르게 설계할 수 있다. 제1 기판(110)과 제2 기판(210)의 이격 거리가 2.8㎛ 이상이고 3.2㎛이하일 때, 제3 절개부(93)의 폭을 1㎛이상 8㎛이하로 설계할 수 있다.
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 공통 전극(270)은 십자 형상을 가지는 제1 절개부(271)를 포함한다. 제1 절개부(271)는 세 개의 십자 형상이 서로 연결된 형상으로 이루어질 수 있다. 제1 절개부(271)를 제외한 영역에는 공통 전극(270)이 형성되어 있는 바 평면도 상에서는 공통 전극(270)의 도면 부호를 표시하지 않았다.
제1 절개부(271)는 가로 방향으로 뻗어 있는 제1 부분(271a)과 세로 방향으로 뻗어 있는 제2 부분(271b)을 포함한다. 제1 절개부(271)가 세 개의 십자 형상으로 이루어질 때, 세 개의 제1 부분(271a)과 세 개의 제2 부분(271b)이 서로 교차하도록 형성되고, 제2 부분(271b)이 서로 연결되도록 형성될 수 있다.
화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 서로 중첩되어 이들 사이에 전기장이 형성되며, 이들이 중첩된 형상을 도 6을 통해 살펴본다.
공통 전극(270)의 제1 절개부(271)는 제1 부화소 전극(191h)의 마름모 형상에서 교차하는 두 개의 대각선과 중첩되도록 형성되어 있다. 즉, 제1 절개부(271)의 제1 부분(271a)은 가로 방향의 대각선과 중첩되고, 제1 절개부(271)의 제2 부분(271b)은 세로 방향의 대각선과 중첩될 수 있다.
화소 전극(191)은 반복되는 세 개의 사각 형상으로 이루어져 있고, 공통 전극(270)은 반복되는 세 개의 십자 형상으로 이루어져 있다. 이때, 화소 전극(191)의 하나의 사각 형상과 공통 전극(270)의 하나의 십자 형상에 의해 정의되는 하나의 기본 영역에 대해 살펴보면 다음과 같다. 공통 전극(270)의 제1 절개부(271)과 화소 전극(191)의 제2 절개부(91)에 의해 발생하는 프린지 필드에 의해 액정 분자(310)가 기울어지는 방향이 네 방향으로 나뉘게 된다. 이에 따라 하나의 기본 영역이 네 개의 부영역으로 나뉘게 된다.
이때, 공통 전극(270)의 제1 절개부(271)의 중심부로부터 제2 부화소 전극(191l)의 네 꼭지점으로 향하는 부분의 액정 제어력이 다른 부분에 비해 상대적으로 약하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에서는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l) 사이에 제3 절개부(93)를 형성함으로써, 프린지 필드를 추가 발생시켜 상대적으로 액정 제어력이 약한 부분을 보완시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에서는 추가 프린지 필드 형성을 통해 텍스쳐 제어력을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도 9를 참고하여, 액정 분자(310)가 선경사를 가지도록 초기 배향하는 방법에 대하여 설명한다.
우선 자외선 등의 광에 의한 중합 반응(polymerization)에 의해 경화되는 단량체(monomer) 등의 전중합체(prepolymer)(330)를 액정 물질과 함께 두 표시판(100, 200) 사이에 주입한다. 전중합체(330)는 자외선 등의 광에 의해 중합 반응을 하는 반응성 메조겐(reactive mesogen)일 수 있다.
이어, 화소 전극(191)에 데이터 전압을 인가하고 공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하여 두 전기장 생성 전극 사이의 액정층(3)에 전기장을 생성한다. 그러면, 액정층(3)의 액정 분자(310)들은 그 전기장에 응답하여, 공통 전극(270)의 제1 절개부(271) 및 화소 전극(191)의 제2 절개부(91)에 의한 프린지 필드에 의해 화소 전극(191)의 네 개의 꼭지점으로부터 십자 형태의 공통 전극(270)의 제1 절개부(271)의 가운데 부분을 향하는 방향과 대략 평행하게 기울어지며, 하나의 기본 영역에서 액정 분자(310)들이 기울어지는 방향은 총 네 방향이 된다. 즉, 하나의 기본 영역을 구성하는 네 개의 부영역에 위치하는 액정 분자(310)들이 서로 다른 선경사를 가지도록 배열된다.
상기에서 전중합체(330)가 액정 분자(310)들 사이에 위치하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 전중합체(330)는 액정층(3)뿐만 아니라, 제1 및 제2 배향막(11, 21)에 포함될 수도 있다. 즉, 제1 배향막(11) 및 제2 배향막(21)을 형성할 때 전중합체(prepolymer)(330)를 배향 물질과 함께 각각 제1 기판(110) 및 제2 기판(210) 위에 형성할 수도 있다. 전중합체(330)는 자외선 등의 광에 의해 중합 반응을 하는 반응성 메조겐(reactive mesogen)일 수 있다. 이때, 하나의 기본 영역을 구성하는 네 개의 부영역에 위치하는 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 서로 다른 선경사를 가지게 된다.
다음으로, 도 10을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 10에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예는 제1 부화소 전극이 두 개의 마름모 형상으로 이루어진다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이다.
앞선 실시예에서 제1 부화소 전극(191h)은 세 개의 마름모 형상이 서로 연결된 형상을 가지고, 제2 부화소 전극(191l)은 세 개의 사각 형상으로 이루어지고, 각 사각형의 중앙부가 마름모 형상으로 비어있는 형상을 가진다.
이와 달리 본 실시예에서는 제1 부화소 전극(191h)이 두 개의 마름모 형상으로 이루어지고, 이들이 서로 연결되도록 형성되어 있다. 또한, 제2 부화소 전극(191l)은 두 개의 사각 형상이 이어진 형상으로 이루어지고, 각 사각형의 중앙부가 마름모 형상으로 비어있도록 형성되어 있다. 중앙부에는 제1 부화소 전극(191h)이 위치하게 된다.
제2 절개부(91)는 제2 부화소 전극(191l)의 가장 자리 중 적어도 하나에 인접하여 가장 자리를 따라 배치되어 있고, 제3 절개부(93)는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l) 사이에 마름모 형으로 형성되어 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 이격시킨다. 제3 절개부(93)는 두 개의 마름모 형상이 서로 연결된 형상으로 이루어져 있다.
공통 전극은 십자 형상을 가지는 제1 절개부(271)를 포함한다. 제1 절개부(271)는 두 개의 십자 형상이 서로 연결된 형상으로 이루어져 있다.
공통 전극의 제1 절개부(271)는 제1 부화소 전극(191h)의 마름모 형상에서 교차하는 두 개의 대각선과 중첩되도록 형성되어 있다. 본 실시예에서는 화소 전극(191)의 하나의 사각 형상과 공통 전극의 하나의 십자 형상에 의해 정의되는 기본 영역이 각 화소마다 두 개씩 형성되어 있다.
앞선 실시예에서는 기본 영역이 각 화소마다 세 개씩 형성되어 있는 경우에 대해 설명하였고, 본 실시예에서는 기본 영역이 각 화소마다 두 개씩 형성되어 있는 경우에 대해 설명하였으며, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 기본 영역이 각 화소마다 하나씩 형성될 수도 있고, 네 개 이상 형성될 수도 있다. 이는 화소의 형상 및 크기의 설계 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 한 화소에 포함되어 있는 기본 영역의 개수에 따라 화소 전극(191)의 가로 및 세로 길이, 공통 전극의 제1 절개부(271)의 가로 및 세로 길이 등을 적절히 변경하여 설계할 수 있다.
다음으로, 도 11을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 11에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예는 공통 전극의 제1 부분과 제2 부분의 폭이 상이하게 이루어진다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이다.
공통 전극은 십자 형상을 가지는 제1 절개부(271)를 포함한다.
제1 절개부(271)는 가로 방향으로 뻗어 있는 제1 부분(271a)과 세로 방향으로 뻗어 있는 제2 부분(271b)을 포함한다. 제1 절개부(271)가 세 개의 십자 형상으로 이루어질 때, 세 개의 제1 부분(271a)과 세 개의 제2 부분(271b)이 서로 교차하도록 형성되고, 제2 부분(271b)이 서로 연결되도록 형성될 수 있다.
앞선 실시예에서 제1 부분(271a)과 제2 부분(271b)의 폭은 서로 동일한 것으로 도시되어 있다.
이와 달리 본 실시예에서는 제1 부분(271a)의 폭(Wa)과 제2 부분(271b)의 폭(Wb)은 서로 상이하게 이루어져 있다. 제2 부분(271b)의 폭(Wb)은 제1 부분(271a)의 폭(Wa)보다 넓게 이루어져 있다. 예를 들면, 제1 부분(271a)의 폭(Wa)을 5.0㎛으로 하고, 제2 부분(271b)의 폭(Wb)을 3.5㎛로 할 수 있다.
공통 전극의 제1 절개부(271)의 제2 부분(271b)의 폭(Wb)을 제1 부분(271a)의 폭(Wa)보다 넓게 형성함으로써, 가로 방향의 프린지 필드 성분을 강화시켜, 액정 분자가 제1 부분(271a)과 이루는 각이 작아지도록 할 수 있다. 이로 인해 수평 방향의 측면 시인성을 개선할 수 있다.
다음으로, 도 12를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 12에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예는 화소 전극의 제3 절개부와 공통 전극의 제1 절개부의 제1 부분이 이루는 각이 45도 이상인 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 화소 전극 및 공통 전극의 제1 절개부를 도시한 평면도이다.
앞선 실시예에서 화소 전극(191)의 제3 절개부(93)와 공통 전극의 제1 절개부(271)의 제1 부분(271a)이 이루는 각은 약 45도인 것으로 도시되어 있다.
이와 달리 본 실시예에서는 화소 전극(191)의 제3 절개부(93)와 공통 전극의 제1 절개부(271)의 제1 부분(271a)이 이루는 각이 45도 이상인 것을 특징으로 한다. 화소 전극(191)의 제3 절개부(93)와 공통 전극의 제1 절개부(271)의 제1 부분(271a)이 이루는 각은 45도 이상이고 52도 이하로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)의 제3 절개부(93)가 마름모 형상으로 이루어지고, 이때 마름모의 두 대각선 중 세로 방향의 대각선을 가로 방향의 대각선보다 길게 형성할 수 있다. 세로 방향의 대각선의 길이와 가로 방향의 대각선의 길이의 차이가 커질수록 화소 전극(191)의 제3 절개부(93)와 공통 전극의 제1 절개부(271)의 제1 부분(271a)이 이루는 각이 점점 커진다.
화소 전극(191)의 제3 절개부(93)와 공통 전극의 제1 절개부(271)의 제1 부분(271a)이 이루는 각을 45도 이상으로 함으로써, 가로 방향의 프린지 필드 성분을 강화시켜, 액정 분자가 제1 부분(271a)과 이루는 각이 작아지도록 할 수 있다. 이로 인해 수평 방향의 측면 시인성을 개선할 수 있다.
다음으로, 도 13 내지 도 15를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 13 내지 도 15에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예는 제3 박막 트랜지스터가 제1 및 제2 박막 트랜지스터와 상이한 게이트선에 연결되고, 제3 박막 트랜지스터와 유지 전극선 사이에 감압 축전기가 형성되어 있다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이며, 도 15는 도 14의 IV-IV'선, IV'-IV''선, IV''-IV'''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 신호선(121, 123, 131, 171)과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(121, 123, 131, 171)은 게이트 신호를 전달하는 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123), 데이터 전압을 전달하는 데이터선(171), 및 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선(131)을 포함한다.
동일한 게이트선(121) 및 동일한 데이터선(171)에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qh) 및 제2 스위칭 소자(Ql)가 형성되어 있다. 또한, 감압 게이트선(123)에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(Qc)가 더 형성되어 있다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qh, Ql)는 각각 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 감압 게이트선(123)에 연결되어 있다.
각 화소(PX)는 두 개의 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 스위칭 소자(Qh)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clch)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 스위칭 소자(Ql)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcl)가 형성되어 있다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qh, Ql)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)에 각각 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc)의 제1 단자는 감압 게이트선(123)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제2 액정 축전기(Clcl)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 감압 축전기(Cstd)에 연결되어 있다.
감압 축전기(Cstd)는 제3 스위칭 소자(Qc)의 제3 단자 및 유지 전극선(131)에 연결되어 있으며, 유지 전극선(131)과 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자가 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qh)와 제2 스위칭 소자(Ql)가 턴 온 상태가 되고, 데이터선(171)을 통해 전달된 데이터 전압에 의해 제1 액정 축전기(Clch) 및 제2 액정 축전기(Clcl)가 동일한 전압으로 충전된다.
그 후, 게이트선(121)에는 게이트 오프 신호가 인가되고, 감압 게이트선(123)에 게이트 온 전압이 인가되면, 제1 스위칭 소자(Qh)와 제2 스위칭 소자(Ql)는 턴 오프 상태가 되고, 제3 스위칭 소자(Qc)는 턴 온 상태가 된다. 그러면 제2 액정 축전기(Clcl)로부터 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 감압 축전기(Cstd)로 전하가 이동한다. 그러면, 제2 액정 축전기(Clcl)의 충전 전압은 낮아지고, 감압 축전기(Cstd)가 충전된다. 제2 액정 축전기(Clcl)의 충전 전압은 감압 축전기(Cstd)의 정전 용량만큼 낮아지므로 제2 액정 축전기(Clcl)의 충전 전압은 제1 액정 축전기(Clch)의 충전 전압보다 낮아지게 된다. 이로 인해 동일한 화소(PX) 내의 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)에 충전되는 전압을 달리하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 구조에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)의 경우 제1 기판(110) 위에 일방향으로 게이트선(121), 감압 게이트선(123), 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)으로부터 돌출되어 있는 제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l)이 형성되어 있고, 감압 게이트선(123)으로부터 돌출되어 있는 제3 게이트 전극(124c)이 형성되어 있다.
유지 전극선(131)으로부터 돌출되어 있는 유지 전극(133) 및 돌출부(134)가 형성되어 있다.
게이트선(121), 감압 게이트선(123), 유지 전극선(131), 제1 내지 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c), 유지 전극(133), 및 돌출부(134) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체층(154h), 제2 반도체층(154l), 및 제3 반도체층(154c)이 형성되어 있다.
제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 제1 소스 전극(173h), 제1 드레인 전극(175h), 제2 소스 전극(173l), 제2 드레인 전극(175l), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)이 형성되어 있다.
데이터선(171), 제1 내지 제3 소스 전극(173h, 173l, 173c), 제1 내지 제3 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있고, 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175h)의 적어도 일부가 노출되도록 제1 접촉 구멍(185h)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175l)의 적어도 일부가 노출되도록 제2 접촉 구멍(185l)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 제1 접촉 구멍(185h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)과 연결되도록 제1 부화소 전극(191h)이 형성되어 있고, 제2 접촉 구멍(185l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)과 연결되도록 제2 부화소 전극(191l)이 형성되어 있다.
앞선 실시예에서는 다리 전극을 통해 제3 소스 전극이 돌출부와 연결되어 일정한 전압을 인가 받으나, 본 실시예에서는 제3 소스 전극(173c)이 돌출부(134)와 중첩되도록 형성되어 있을 뿐 직접 연결되지는 않는다.
제3 소스 전극(173c)과 돌출부(134)는 게이트 절연막(140)과 제3 반도체층(154c)을 사이에 두고 서로 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 이룬다. 이때, 제3 소스 전극(173c)과 돌출부(134)가 중첩하는 부분에서 제3 반도체층(154c)은 생략될 수 있다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 각각 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 감압 게이트선(123)에 게이트 온 전압이 인가되면 제2 부화소 전극(191l)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 분압되어, 제2 부화소 전극(191l)의 제2 부화소 전압의 크기는 제1 부화소 전극(191h)의 제1 부화소 전압의 크기보다 작아지게 된다.
다음으로, 도 16 내지 도 18을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 16 내지 도 18에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도 1 내지 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예는 제1 박막 트랜지스터와 제2 박막 트랜지스터가 상이한 데이터선에 연결되어 있다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 등가 회로도이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 평면도이며, 도 18은 도 17의 XVIII- XVIII'선, XVIII'- XVIII''선, XVIII''- XVIII'''선을 따라 나타낸 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171h, 171l)과 이에 연결되어 있는 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선(121, 171h, 171l)은 게이트 신호를 전달하는 게이트선(121), 서로 다른 데이터 전압을 전달하는 제1 데이터선(171h) 및 제2 데이터선(171l)을 포함한다.
게이트선(121) 및 제1 데이터선(171h)에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qh)가 형성되어 있고, 게이트선(121) 및 제2 데이터선(171l)에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자(Ql)가 형성되어 있다.
각 화소(PX)는 두 개의 부화소(PXa, PXb)를 포함하고, 제1 부화소(PXa)에는 제1 스위칭 소자(Qh)와 연결되어 있는 제1 액정 축전기(Clch)가 형성되어 있고, 제2 부화소(PXb)에는 제2 스위칭 소자(Ql)와 연결되어 있는 제2 액정 축전기(Clcl)가 형성되어 있다.
제1 스위칭 소자(Qh)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제1 데이터선(171h)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제1 액정 축전기(Clch)에 연결되어 있다.
제2 스위칭 소자(Ql)의 제1 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 제2 단자는 제2 데이터선(171l)에 연결되어 있으며, 제3 단자는 제2 액정 축전기(Clcl)에 연결되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 동작을 살펴보면, 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qh)와 제2 스위칭 소자(Ql)가 턴 온 상태가 되고, 제1 및 제2 데이터선(171h, 171l)을 통해 전달된 서로 다른 데이터 전압에 의해 제1 및 제2 액정 축전기(Clch, Clcl)가 충전된다. 제2 데이터선(171l)에 의해 전달되는 데이터 전압은 제1 데이터선(171h)에 의해 전달되는 데이터 전압보다 낮다. 따라서, 제2 액정 축전기(Clcl)는 제1 액정 축전기(Clch)보다 낮은 전압으로 충전되도록 하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 한 화소의 구조에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)의 경우 제1 기판(110) 위에 게이트선(121)이 형성되어 있다.
게이트선(121)으로부터 돌출되어 있는 제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l)이 형성되어 있다.
게이트선(121), 제1 및 제2 게이트 전극(124h, 124l) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체층(154h) 및 제2 반도체층(154l)이 형성되어 있다.
제1 및 제2 반도체층(154h, 154l) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 제1 소스 전극(173h), 제1 드레인 전극(175h), 제2 소스 전극(173l), 및 제2 드레인 전극(175l)이 형성되어 있다.
데이터선(171), 제1 및 제2 소스 전극(173h, 173l), 제1 및 제2 드레인 전극(175h, 175l) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있고, 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175h)의 적어도 일부가 노출되도록 제1 접촉 구멍(185h)이 형성되어 있고, 제2 드레인 전극(175l)의 적어도 일부가 노출되도록 제2 접촉 구멍(185l)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 제1 접촉 구멍(185h)을 통해 제1 드레인 전극(175h)과 연결되도록 제1 부화소 전극(191h)이 형성되어 있고, 제2 접촉 구멍(185l)을 통해 제2 드레인 전극(175l)과 연결되도록 제2 부화소 전극(191l)이 형성되어 있다.
앞선 실시예에서는 제3 스위칭 소자를 형성하여 제2 부화소 전극(191l)에 인가되는 전압을 강하시켰으나, 본 실시예에서는 서로 다른 데이터선을 통해 서로 다른 데이터 전압을 인가하여 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)에 서로 다른 전압이 충전되도록 한다. 즉, 제1 부화소 전극(191h)은 제1 데이터선(171h)으로부터 제1 데이터 전압을 인가 받고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 데이터선(171l)으로부터 제2 데이터 전압을 인가 받으며, 제2 데이터 전압은 제1 데이터 전압보다 낮다. 따라서, 제2 부화소 전극(191l)의 제2 부화소 전압은 제1 부화소 전극(191h)의 제1 부화소 전압보다 낮은 값을 가지게 된다.
앞서 다양한 실시예를 통해 제1 부화소 전극의 제1 부화소 전압과 제2 부화소 전극의 제2 부화소 전압이 상이한 경우에 대해 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. 제1 부화소 전압과 제2 부화소 전압을 상이하도록 하기 위한 스위칭 소자 및 축전기의 설계는 다양하게 변형이 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
11: 제1 배향막 21: 제2 배향막
91: 제2 절개부 93: 제3 절개부
100: 하부 표시판 110: 제1 기판
121: 게이트선 123: 감압 게이트선
124h: 제1 게이트 전극 124l: 제2 게이트 전극
124c: 제3 게이트 전극 131: 유지 전극선
133: 유지 전극 134: 돌출부
140: 게이트 절연막 154h: 제1 반도체층
154l: 제2 반도체층 154c: 제3 반도체층
171: 데이터선 171h: 제1 데이터선
171l: 제2 데이터선 173h: 제1 소스 전극
173l: 제2 소스 전극 173c: 제3 소스 전극
175h: 제1 드레인 전극 175l: 제2 드레인 전극
175c: 제3 드레인 전극 180: 보호막
185h: 제1 접촉 구멍 185l: 제2 접촉 구멍
185c: 제3 접촉 구멍 191: 화소 전극
191h: 제1 부화소 전극 191l: 제2 부화소 전극
195: 다리 전극 200: 상부 표시판
210: 제2 기판 220: 차광 부재
230: 색 필터 240: 덮개막
270: 공통 전극 271: 제1 절개부
271a: 제1 절개부의 제1 부분 271b: 제1 절개부의 제2 부분
310: 액정 분자 330: 전중합체
400: 게이트 구동부 500: 데이터 구동부
600: 신호 제어부 800: 계조 전압 생성부

Claims (20)

  1. 서로 마주보고 있는 제1 기판 및 제2 기판,
    상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 화소 전극,
    상기 제2 기판 위에 배치되어 있는 공통 전극, 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 있는 액정층을 포함하고,
    상기 공통 전극은 십자 형상을 가지는 제1 절개부를 포함하고,
    상기 화소 전극은 마름모 형상의 제1 부화소 전극, 상기 제1 부화소 전극을 둘러싸고 있는 제2 부화소 전극, 상기 제2 부화소 전극의 가장 자리 중 적어도 하나에 인접하여 상기 가장 자리를 따라 배치되어 있는 제2 절개부, 및 상기 제1 부화소 전극과 상기 제2 부화소 전극을 이격시키는 제3 절개부를 포함하고,
    상기 제1 부화소 전극은 통판이며 미세 가지부를 포함하지 않는,
    액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 사각 형상으로 이루어지고, 상기 제2 부화소 전극은 사각 형상으로 이루어지고, 중앙부가 마름모 형상으로 비어 있는,
    액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 절개부는 상기 제1 부화소 전극을 이루는 마름모 형상의 두 개의 대각선과 중첩되도록 형성되어 있는,
    액정 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 부화소 전극은 적어도 두 개의 마름모 형상이 서로 연결되도록 이루어지고,
    상기 제1 절개부는 적어도 두 개의 십자 형상이 서로 연결되도록 이루어지는,
    액정 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부화소 전극에 인가되는 제1 부화소 전압은 상기 제2 부화소 전극에 인가되는 제2 부화소 전압보다 높은,
    액정 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 부화소 전압은 상기 제1 부화소 전압의 0.9배 이하인,
    액정 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 부화소 전압은 상기 제1 부화소 전압의 0.75배 또는 0.85배인,
    액정 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 절개부의 폭은 1㎛이상 8㎛이하인,
    액정 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 이격 거리는 2.8㎛ 이상이고 3.2㎛이하인,
    액정 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 부화소 전극의 가장자리로부터 상기 제2 절개부까지의 거리는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 이격 거리의 3배 이하인,
    액정 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 절개부의 폭은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 이격 거리의 3배 이하인,
    액정 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 화소 전극 위에 배치되어 있는 제1 배향막, 및
    상기 제2 기판 및 상기 공통 전극 위에 배치되어 있는 제2 배향막을 더 포함하는,
    액정 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 수직 배향막으로 이루어지고,
    상기 액정층은 액정 분자 및 반응성 메조겐을 포함하고,
    상기 액정 분자는 선경사를 가지도록 배열되어 있는,
    액정 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 배향 물질 및 반응성 메조겐을 포함하고, 상기 제1 배향막 및 상기 제2 배향막은 선경사를 가지는,
    액정 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 게이트선 및 데이터선,
    상기 제1 기판 위에 배치되어 있고 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터, 및
    상기 게이트선, 상기 제2 박막 트랜지스터, 및 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 제3 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고,
    상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있는,
    액정 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 게이트선, 감압 게이트선, 및 데이터선,
    상기 제1 기판 위에 배치되어 있고 일정한 전압이 인가되는 유지 전극선,
    상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터, 및
    상기 감압 게이트선, 상기 제2 박막 트랜지스터, 및 상기 유지 전극선에 연결되어 있는 제3 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고,
    상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있는,
    액정 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 위에 배치되어 있는 게이트선, 제1 데이터선, 및 제2 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선에 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 및
    상기 게이트선 및 상기 제2 데이터선에 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제1 부화소 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터에 연결되어 있고,
    상기 제2 부화소 전극은 상기 제2 박막 트랜지스터에 연결되어 있는,
    액정 표시 장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 절개부는 가로 방향으로 뻗어 있는 제1 부분 및 세로 방향으로 뻗어 있는 제2 부분을 포함하는,
    액정 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제2 부분의 폭은 상기 제1 부분의 폭과 동일하거나 더 넓은,
    액정 표시 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제3 절개부와 상기 제1 절개부의 제1 부분이 이루는 각은 45도 이상이고 52도 이하인,
    액정 표시 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170055609A (ko) * 2015-11-11 2017-05-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102531347B1 (ko) * 2016-07-06 2023-05-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
TWI724795B (zh) * 2020-02-18 2021-04-11 友達光電股份有限公司 畫素結構
TWI740747B (zh) * 2020-12-14 2021-09-21 友達光電股份有限公司 液晶面板
CN112904633B (zh) * 2021-01-22 2022-09-20 昆山龙腾光电股份有限公司 显示面板及显示装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3179410B2 (ja) 1998-06-01 2001-06-25 日本電気株式会社 液晶表示装置
KR100289535B1 (ko) 1998-11-04 2001-06-01 김순택 액정표시소자
JP4499254B2 (ja) 2000-07-27 2010-07-07 ソニー株式会社 液晶表示素子
JP2004037850A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP4860121B2 (ja) 2004-06-21 2012-01-25 日本電気株式会社 液晶表示装置
CN100476554C (zh) 2004-08-31 2009-04-08 卡西欧计算机株式会社 垂直取向型有源矩阵液晶显示元件
KR100763172B1 (ko) 2005-12-12 2007-10-08 엘지.필립스 엘시디 주식회사 수직배향모드 액정표시소자
TWI335456B (en) 2006-03-24 2011-01-01 Au Optronics Corp Liquid crystal display
KR20080022355A (ko) 2006-09-06 2008-03-11 삼성전자주식회사 액정표시장치
KR20080100642A (ko) 2007-05-14 2008-11-19 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
JP2009080197A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Sharp Corp 液晶表示装置
US8537317B2 (en) 2009-08-17 2013-09-17 Innolux Corporation Multi-domain vertical alignment liquid crystal display comprising slanting slits extending along diagonals of a plurality of pixel electrodes wherein the slanting slits have a length of ⅓ the total length of the diagonals of the pixel electrodes
JP5677028B2 (ja) * 2009-10-23 2015-02-25 京セラ株式会社 表示装置
WO2011062165A1 (ja) 2009-11-19 2011-05-26 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
KR20110101894A (ko) * 2010-03-10 2011-09-16 삼성전자주식회사 액정 표시 장치
US9551902B2 (en) * 2010-03-16 2017-01-24 Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Liquid crystal display with an alignment control layer containing polymerized mesogen and a manufacturing method of the liquid crystal display
JP5706147B2 (ja) 2010-12-13 2015-04-22 京セラディスプレイ株式会社 液晶表示装置
KR20120124011A (ko) * 2011-05-02 2012-11-12 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR20120124012A (ko) 2011-05-02 2012-11-12 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
TWI446079B (zh) * 2011-06-29 2014-07-21 Au Optronics Corp 畫素結構及其驅動方法
KR101948694B1 (ko) * 2012-02-09 2019-02-18 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
JP2014021196A (ja) * 2012-07-13 2014-02-03 Japan Display Inc 液晶表示装置
KR20140111107A (ko) * 2013-03-06 2014-09-18 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조 방법

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