KR102117601B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하고, 서로 동일한 층에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 위치하고, 서로 다른 층에 위치하는 제3 전극 및 제4 전극 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 게재되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 각각은 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 제4 전극은 통판 형상(planar shape)을 가지며, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극은 전기적으로 연결된다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 관한 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 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다.
전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치는 또한 각 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자 및 스위칭 소자를 제어하여 화소 전극에 전압을 인가하기 위한 게이트선과 데이터선 등 다수의 신호선을 포함한다.
이러한 액정 표시 장치 중에서도, 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축이 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode)의 액정 표시 장치가 대비비가 크고, 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다.
특히, 수직 배향 방식의 액정 표시 장치 가운데 하부 표시판에 미세 슬릿 구조를 갖는 전극을 형성하고, 상부 표시판에 통판 모양의 전극을 형성하여 각각의 전극에 전압을 인가할 수 있다. 하지만, 미세 슬릿의 폭이 작게 설계됨에 따라 전계(field)의 왜곡이 커서 액정이 눕는 정도가 전극이 존재하는 부분과 전극 가장자리 부분, 전극이 존재하지 않는 부분에서 모두 다르게 되어 투과율의 저하 및 응답 시간의 저하와 같은 현상이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 응답 속도를 개선한 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하고, 서로 동일한 층에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 상기 제2 기판 위에 위치하고, 서로 다른 층에 위치하는 제3 전극 및 제4 전극 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 게재되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 각각은 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 제4 전극은 통판 형상(planar shape)을 가지며, 상기 제1 전극과 상기 제3 전극은 전기적으로 연결된다.
상기 제1 기판 위에 위치하는 유지 전극선 그리고 상기 유지 전극선 위에 위치하는 절연막을 더 포함하고, 상기 유지 전극선은 상기 절연막에 형성된 접촉 구멍을 통해 상기 제2 전극과 연결될 수 있다.
상기 제1 기판 위에 위치하고, 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하고, 소스 전극에 연결되는 데이터선 그리고 상기 소스 전극과 마주보는 드레인 전극을 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 드레인 전극과 연결될 수 있다.
상기 제1 전극의 제1 가지 전극과 상기 제2 전극의 제2 가지 전극은 교대로 배열될 수 있다.
상기 데이터선 위에 위치하는 유기막을 더 포함하고, 상기 유기막은 상기 데이터선과 대응하는 부분에서 단차를 가질 수 있다.
상기 유기막은 색필터를 포함하고, 상기 색필터는 서로 이웃하는 제1 색필터 및 제2 색필터를 포함하고, 상기 제1 색필터와 상기 제2 색필터는 상기 데이터선과 대응하는 부분에서 중첩하여 단차부를 형성할 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 제1 가지 전극을 연결하는 제1 연결부를 포함하고, 상기 제3 전극은 제3 가지 전극을 연결하는 제3 연결부를 포함하며, 상기 제1 연결부와 상기 제3 연결부는 서로 중첩할 수 있다.
상기 제1 연결부와 상기 제3 연결부는 상기 제1 색필터와 상기 제2 색필터가 형성하는 상기 단차부에서 서로 접촉할 수 있다.
상기 제2 기판 위에 위치하는 차광 부재를 더 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 단차부와 대응하며 위치할 수 있다.
상기 차광 부재의 높이와 상기 단차부 높이의 합은 상기 액정층의 셀 갭보다 크거나 같을 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제2 가지 전극을 연결하는 제2 연결부를 포함하고, 상기 제2 연결부가 상기 유지 전극선과 연결될 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 포함되는 가지 전극과 상기 제3 전극에 포함되는 가지 전극은 서로 대칭으로 배열될 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 포함되는 가지 전극과 상기 제3 전극에 포함되는 가지 전극은 평면적으로 볼 때 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.
상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이에 위치하는 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 인플레인 필드(Inplane Field)가 발생하고, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이에 프린지 필드(Fringe Field)가 발생할 수 있다.
상기 제4 전극에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
상기 제2 전극에는 상기 제4 전극과 동일한 전압이 인가될 수 있다.
상기 액정 분자는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다.
상기 액정 분자는 상기 액정층에 전계가 인가되지 않은 상태에서 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대하여 수직으로 배향할 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제3 전극은 접촉할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상하부 표시판에 모두 전압을 인가하여 액정층 상하부에 각각 필드를 형성함으로써 액정 응답 속도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 표시판을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2의 절단선 IV-IV를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1의 절단선 V-V' 및 V'-V'' 를 따라 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치에서 대칭 구조를 갖는 가지 전극을 나타내는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치에서 비대칭 구조를 갖는 가지 전극을 나타내는 단면도이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "위"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 하부 표시판을 나타내는 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 상부 표시판을 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 1 및 도 2의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다. 도 4는 도 1 및 도 2의 절단선 IV-IV를 따라 자른 단면도이다. 도 5는 도 1의 절단선 V-V' 및 V'-V'' 를 따라 자른 단면도이다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대해 설명하기로 한다.
도 1, 도 3 내지 도 5를 참고하면, 하부 표시판(100)에서는 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 위치한다. 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다. 유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 게이트선(121a)과 실질적으로 수직하게 뻗은 한 쌍의 세로부(135) 및 가로 방향으로 뻗어 있는 유지 전극선(131)에서 아래로 돌출되어 있는 유지 전극(137)을 포함한다. 유지 전극선(131)의 세로부(135)는 제1 전극(191)과 제2 전극(193)을 둘러싸는 구조를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체층(미도시), 소스/드레인 전극의 하부 및 박막 트랜지스터의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 형성되어 있다.
각 반도체층(154) 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.
각 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 연결되는 데이터선(171), 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 형성되어 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터를 형성하며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층 부분(154)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 층간 절연막(180)이 형성되어 있다. 층간 절연막(180)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
층간 절연막(180) 위에는 유기막(230)이 위치한다. 유기막(230)은 색필터일 수 있다. 색필터(230)는 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. 색필터(230)는 인접하는 화소마다 서로 다른 색을 표시하는 물질로 형성되어 있을 수 있다.
색필터(230)는 세로 방향을 따라서 길게 뻗을 수 있고, 가로 방향을 따라서 서로 다른 색상을 나타내는 색필터(230)가 형성될 수 있다. 이 때, 본 실시예에서 가로 방향을 따라 이웃하는 서로 다른 색상을 나타내는 색필터(230)는 서로 중첩하고 있다. 이웃하는 색필터(230)가 중첩함에 따라 데이터선(171)에 대응하는 부분에 단차부를 형성한다.
색필터(230) 위에 도시하지 않았으나, 색필터(230)를 덮는 보호막이 위치할 수 있다. 보호막은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
색필터(230) 위에는 제1 전극(191) 및 제2 전극(193)이 위치한다. 제1 전극(191) 및 제2 전극(193)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 색필터(230) 및 층간 절연막(180)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 제1 접촉 구멍(185a)이 형성되어 있고, 색필터(230), 층간 절연막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 유지 전극(137)을 노출하는 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다.
제1 전극(191) 및 제2 전극(193)를 포함하는 부분의 전체적인 모양은 사각형이며 제1 전극(191) 및 제2 전극(193)은 사선 방향으로 뻗어 있는 복수의 가지 전극(191a, 193a)을 포함한다. 제1 전극(191)은 좌하향으로 뻗어 있는 제1 가지 전극(191a), 제1 가지 전극(191a)을 연결하는 제1 연결부(191b) 및 제1 연결부(191b)에서 연장되어 형성된 하단 돌출부(191c)를 포함한다. 제2 전극(193)은 우상향으로 뻗어 있는 제2 가지 전극(193a), 제2 가지 전극(193a)을 연결하는 제2 연결부(193b) 및 제2 연결부(193b)에서 연장되어 형성된 하단 돌출부(193c)를 포함한다.
도 5에 도시한 바와 같이 제1 전극(191)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 드레인 전극(175)과 연결된다. 제2 전극(193)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 유지 전극선(131) 중 유지 전극(137)에 연결된다. 따라서, 제1 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고, 제2 전극(193)은 유지 전극선(131)으로부터 공통 전압 등과 같은 일정한 전압을 인가 받을 수 있다.
제1 전극(191)과 제2 전극(193)은 동일한 층에 위치하고, 제1 가지 전극(191a)과 제2 가지 전극(193a)은 교대로 배열될 수 있다. 따라서, 제1 전극(191)에 데이터 전압이 인가되고, 제2 전극(193)에 공통 전압과 같은 일정한 전압이 인가되면 도 3에 도시한 바와 같이 하부 표시판(100)에서는 수평 방향의 전계(Inplane field)가 발생하여 액정 분자(310)를 배향시킬 수 있다. 본 실시예에서 액정 분자(310)는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다.
다음 상부 표시판(200)에 대해 설명하기로 한다.
상부 표시판(200)에서는 제2 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 통판 모양(planar shape)이다. 통판 모양은 쪼개지지 아니한 통짜 그대로의 판 모양을 말한다. 이하에서는 공통 전극(270)은 제4 전극(270)으로 나타내기로 한다. 제4 전극(270)에는 공통 전압이 인가된다.
제4 전극(270) 위에 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 하부 표시판(100)에 위치하는 이웃하는 화소 사이의 빛샘을 막는다. 차광 부재(220)는 화소 영역과 대응하는 복수의 개구부(미도시)를 가지고 있다. 그러나 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분에 위치할 수 있다. 본 실시예에서 차광 부재(220)는 도 4에 도시한 바와 같이 제1 연결부(191b)와 후술할 제3 연결부(291b)가 접촉할 수 있도록 색필터(230)의 중첩부와 함께 단차를 형성할 수 있다.
제4 전극(270) 및 차광 부재(220) 위에는 절연막(250)이 위치한다. 절연막(250)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
절연막(250) 위에 제3 전극(291)이 위치한다. 제3 전극(291)의 전체적인 모양은 사각형이고, 사선 방향으로 뻗어 있는 제3 가지 전극(291a)과 제3 가지 전극(291a)을 연결하는 제3 연결부(291b)를 포함한다. 제3 가지 전극(291a)은 하부 표시판(100)에 위치하는 제1 가지 전극(191a) 및 제2 가지 전극(193a)과 동일한 방향을 따라 뻗어 있다. 제3 연결부(291b)는 제3 가지 전극(291a)을 4개의 줄기부로 감싸고 있고, 2개의 가로 줄기부와 2개의 세로 줄기부를 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이 2개의 세로 줄기부 가운데 오른쪽에 위치하는 세로 줄기부에 해당하는 제3 연결부(291b)는 하부 표시판(100)에 위치하는 제1 연결부(191b)와 중첩하고 있다. 본 실시예에 따르면, 도 4에 도시한 것처럼 제1 연결부(191b)와 제3 연결부(291b)는 색필터(230)의 단차부에서 서로 접촉한다. 또한, 색필터(230)의 단차부에 대응하는 부분에 차광 부재(220)가 위치한다. 제1 연결부(191b)를 통해 데이터 전압이 제3 연결부(291b)에 전달되고, 결국 제3 전극(291)은 제1 전극(191)과 동일한 전압을 인가 받는다.
이와 같이 본 실시예에서 상부 표시판(200)에는 절연막(250)을 사이에 두고 선형의 제3 전극(291)과 통판 모양의 제4 전극(270)이 형성되고, 전압이 인가되면 도 3에 도시한 바와 같이 상부 표시판(200)에서는 프린지 필드(fringe field)가 발생하여 액정 분자(310)를 배향시킬 수 있다. 본 실시예에서 액정 분자(310)는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다.
이처럼 본 실시예에서는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)에서 각각 전계를 형성하여 액정 분자(310)를 배향시키기 때문에 유전 토크(dielectric torque)를 증가시킨다. 따라서, 응답 속도를 개선할 수 있다.
각 표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(미도시)이 위치하고, 이들은 수직 배향막일 수 있다. 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 액정 분자(310)를 포함하는 액정층(3)이 개재되어 있고 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(미도시)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 액정 분자(310)는 액정층(3)에 전계가 인가되지 않은 상테에서 제1 기판(110) 또는 제2 기판(210)에 대하여 수직하게 배향할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치에서 대칭 구조를 갖는 가지 전극을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참고하면, 하부 표시판(100)에 위치하는 제1 전극(191)의 제1 가지 전극(191a)과 제2 전극(193)의 제2 가지 전극(191b)의 배치 구조와 상부 표시판(200)에 위치하는 제3 전극(291)의 제3 가지 전극(291a)의 배치 구조가 서로 대칭이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치에서 비대칭 구조를 갖는 가지 전극을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참고하면, 제1 가지 전극(191a) 또는 제2 가지 전극(193a)과 마주보는 제3 가지 전극(291a)이 중첩하는 폭이 제1 가지 전극(191a), 제2 가지 전극(193a) 또는 제3 가지 전극(291a)의 절반이다.
도 8을 참고하면, 제1 가지 전극(191a) 또는 제2 가지 전극(193a)과 마주보는 제3 가지 전극(291a)이 중첩하는 폭이 도 7에서 설명한 실시예 대비하여 훨씬 적고, 제3 가지 전극(291a)의 중심부가 제1 가지 전극(191a)과 제2 가지 전극(193a) 사이의 스페이서(SP)의 중심부와 실질적으로 일치한다.
도 6, 도 7 및 도 8의 전극 배치에 따라 각각 실시예 A, 실시예 B 및 실시예 C라고 할 때, 각 실시예에서 인가 전압을 8.5볼트로 한 경우와 15.0볼트로 한 경우로 나누어 투과율을 측정해 보았다. 실시예 A에서 측정된 투과율을 100%라고 기준을 정하고, 실시예 B와 실시예 C의 투과율을 측정한 결과, 인가 전압 8.5볼트에서 각각 96.9%와 125%로 측정되었고, 인가 전압 15.0볼트에서 각각 96.6%와 130%로 측정되었다. 결론적으로, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)에 각각 형성되어 서로 마주보는 가지 전극이 완전히 비대칭하도록 전극 배치를 하는 것이 투과율 관점에서 바람직하다. 다시 말해, 상부 표시판(200)에 위치하는 가지 전극의 중심부가 하부 표시판(100)에 위치하는 서로 이웃하는 가지 전극 사이의 스페이서(SP)의 중심부와 일치하도록 전극 배치를 하는 것이 바람직하다.
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.
110, 210 기판 121 게이트선
131 유지 전극선 137 유지 전극
171 데이터선 180 층간 절연막
191 제1 전극 193 제2 전극
230 색필터 291 제3 전극
270 제4 전극

Claims (20)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하고, 서로 동일한 층에 위치하는 제1 전극 및 제2 전극,
    상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 위치하고, 서로 다른 층에 위치하는 제3 전극 및 제4 전극 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 게재되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층을 포함하고,
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 각각은 복수의 가지 전극을 포함하고, 상기 제4 전극은 통판 형상(planar shape)을 가지며,
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극은 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 형성하는 전계의 방향과 상기 제3 전극과 상기 제4 전극이 형성하는 전계의 방향이 서로 상이한 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 유지 전극선 그리고
    상기 유지 전극선 위에 위치하는 절연막을 더 포함하고,
    상기 유지 전극선은 상기 절연막에 형성된 접촉 구멍을 통해 상기 제2 전극과 연결되는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 기판 위에 위치하고, 게이트 전극을 포함하는 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하고, 소스 전극에 연결되는 데이터선 그리고
    상기 소스 전극과 마주보는 드레인 전극을 더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 드레인 전극과 연결되는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 전극의 제1 가지 전극과 상기 제2 전극의 제2 가지 전극은 교대로 배열되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 데이터선 위에 위치하는 유기막을 더 포함하고, 상기 유기막은 상기 데이터선과 대응하는 부분에서 단차를 가지는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 유기막은 색필터를 포함하고, 상기 색필터는 서로 이웃하는 제1 색필터 및 제2 색필터를 포함하고,
    상기 제1 색필터와 상기 제2 색필터는 상기 데이터선과 대응하는 부분에서 중첩하여 단차부를 형성하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 가지 전극을 연결하는 제1 연결부를 포함하고, 상기 제3 전극은 제3 가지 전극을 연결하는 제3 연결부를 포함하며,
    상기 제1 연결부와 상기 제3 연결부는 서로 중첩하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 연결부와 상기 제3 연결부는 상기 제1 색필터와 상기 제2 색필터가 형성하는 상기 단차부에서 서로 접촉하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제2 기판 위에 위치하는 차광 부재를 더 포함하고, 상기 차광 부재는 상기 단차부와 대응하며 위치하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 차광 부재의 높이와 상기 단차부 높이의 합은 상기 액정층의 셀 갭보다 크거나 같은 액정 표시 장치.
  11. 제4항에서,
    상기 제2 전극은 상기 제2 가지 전극을 연결하는 제2 연결부를 포함하고, 상기 제2 연결부가 상기 유지 전극선과 연결되는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 포함되는 가지 전극과 상기 제3 전극에 포함되는 가지 전극은 서로 대칭으로 배열되어 있는 액정 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 포함되는 가지 전극과 상기 제3 전극에 포함되는 가지 전극은 평면적으로 볼 때 서로 엇갈리게 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이에 위치하는 절연막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 인플레인 필드(Inplane Field)가 발생하고, 상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이에 프린지 필드(Fringe Field)가 발생하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제4 전극에는 공통 전압이 인가되는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제2 전극에는 상기 제4 전극과 동일한 전압이 인가되는 액정 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 제1 전극과 상기 제3 전극은 접촉하고 있는 액정 표시 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 액정 분자는 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 액정 분자는 상기 액정층에 전계가 인가되지 않은 상태에서 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판에 대하여 수직으로 배향하는 액정 표시 장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102196451B1 (ko) 2014-06-20 2020-12-30 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
JP2016012089A (ja) * 2014-06-30 2016-01-21 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
CN105204243A (zh) * 2015-10-16 2015-12-30 武汉华星光电技术有限公司 高速响应液晶显示面板
TWI674463B (zh) * 2018-07-19 2019-10-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110273638A1 (en) * 2009-12-15 2011-11-10 Au Optronics Corp. Liquid crystal display device
JP2012133335A (ja) * 2010-11-30 2012-07-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09185080A (ja) 1995-12-28 1997-07-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶電気光学装置
JP3608755B2 (ja) 1995-12-28 2005-01-12 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶電気光学装置及びその駆動方法
KR100272536B1 (ko) 1998-03-16 2000-11-15 구본준 복합전계방식 액정표시소자
KR100325065B1 (ko) 1998-06-30 2002-08-24 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 고휘도및광시야각을갖는반사형액정표시장치
JP3099812B2 (ja) * 1998-07-30 2000-10-16 日本電気株式会社 液晶表示装置
KR100617024B1 (ko) 2000-09-20 2006-08-29 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시소자
KR100507275B1 (ko) 2001-03-28 2005-08-09 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 Han모드를 적용한 프린지 필드 구동 모드 액정표시장치
KR100875188B1 (ko) 2002-12-31 2008-12-22 엘지디스플레이 주식회사 횡전계형 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
US7298445B1 (en) 2003-06-23 2007-11-20 Research Foundation Of The University Of Central Florida Fast response liquid crystal mode
KR100705621B1 (ko) 2003-08-29 2007-04-11 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 프린지 필드 구동 액정표시장치의 제조 방법
KR20070076740A (ko) * 2006-01-19 2007-07-25 삼성전자주식회사 차광 컬럼 스페이서를 포함하는 액정 패널의 형성 방법 및그에 의해 형성된 액정 패널을 포함하는 표시 장치
US7369204B1 (en) 2006-07-21 2008-05-06 Research Foundation Of The University Of Central Florida Fast response liquid crystal mode
KR20080050851A (ko) * 2006-12-04 2008-06-10 삼성전자주식회사 액정표시패널
US8208080B2 (en) 2007-03-07 2012-06-26 Chimei Innolux Corporation Liquid crystal display
KR100934566B1 (ko) 2008-04-07 2009-12-30 전북대학교산학협력단 프린지 인플레인 필드 스위칭 액정표시소자

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110273638A1 (en) * 2009-12-15 2011-11-10 Au Optronics Corp. Liquid crystal display device
JP2012133335A (ja) * 2010-11-30 2012-07-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置

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KR20150029804A (ko) 2015-03-19
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