KR102141167B1

KR102141167B1 - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR102141167B1
Application number: KR1020130154945A
Authority: KR
Inventors: 이강영; 윤홍민; 이호준; 정연학; 송승기; 유두환; 이성진; 정경석
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2020-08-05
Also published as: KR20150069087A; US9625780B2; US20150168751A1

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 복수의 신호선, 상기 게이트선 및 데이터선에 연결되어 있는 화소 전극, 그리고 상기 신호선의 일부분을 드러내는 접촉 구멍을 포함하고, 상기 화소 전극은 십자형 줄기부, 상기 십자형 줄기부로부터 뻗어 있는 복수의 가지 전극, 그리고 화소 전극의 가장자리에서 상기 복수의 가지 전극을 연결하는 가장자리 줄기부를 포함하고, 상기 접촉 구멍에 인접한 상기 화소 전극의 가장자리 줄기부는 제거되어 있다.

Description

액정 표시 장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 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.

이러한 액정 표시 장치 중에서도, 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode)의 액정 표시 장치가 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다. 여기에서 기준 시야각이란 대비비가 1:10인 시야각 또는 계조간 휘도 반전 한계 각도를 의미한다.

이러한 방식의 액정 표시 장치의 경우에는 측면 시인성을 정면 시인성에 가깝게 하기 위하여, 하나의 화소를 두 개의 부화소로 분할하고, 두 개의 부화소의 전압을 다르게 함으로써 투과율을 다르게 하는 방법이 제시되었다.

한편, 액정 표시 장치의 화소 전극이 형성되어 있는 개구 영역 내에 형성되어 있는 접촉 구멍 부근에서 액정 분자의 불규칙한 움직임이 발생하고, 이에 따라 액정 표시 장치의 표시 품질이 저하된다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 액정 표시 장치의 화소 전극이 형성되어 있는 개구 영역 내에 형성되어 있는 접촉 구멍 부근에서 발생할 수 있는 액정 분자의 불규칙한 움직임을 방지하여, 액정 분자의 불규칙한 움직임에 따른 표시 품질 저하를 방지하는 것이다.

상기 복수의 신호선은 게이트 신호를 전달하는 게이트선, 데이터 신호를 전달하는 데이터선, 그리고 서로 다른 극성을 가지는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압을 인가하는 제1 기준 전압선 및 제2 기준 전압선을 포함하고, 상기 접촉 구멍은 상기 제1 기준 전압선의 일부분 또는 상기 제2 기준 전압선의 일부분을 드러낼 수 있다.

상기 접촉 구멍 위에 형성되어 있는 연결 부재를 더 포함하고, 상기 연결 부재는 서로 다른 방향으로 뻗어 있으며, 서로 둔각을 이루는 가장자리들을 포함할 수 있다.

상기 연결 부재의 상기 가장자리들의 길이는 거의 같을 수 있다.

상기 화소 전극은 하나의 화소 영역에 배치되어 있는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하고, 상기 게이트선, 상기 데이터선, 그리고 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자, 상기 게이트선, 상기 데이터선, 그리고 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자, 그리고 상기 게이트선, 상기 제1 부화소 전극과 상기 제1 기준 전압선과 상기 제2 기준 전압선 중 어느 하나에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자를 포함할 수 있다.

상기 제1 기준 전압선과 상기 제2 기준 전압선 중 상기 제3 스위칭 소자에 연결되어 있는 상기 하나의 기준 전압선에 인가되는 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압과 상기 데이터선에 인가되는 데이터 전압은 상기 공통 전압에 대해 동일한 극성을 가질 수 있다.

상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압은 일정한 크기를 가지고, 프레임 별로 극성이 변화할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 액정 표시 장치의 화소 전극이 형성되어 있는 개구 영역 내에 형성되어 있는 접촉 구멍 부근에서 발생할 수 있는 액정 분자의 불규칙한 움직임을 방지하여, 액정 분자의 불규칙한 움직임에 따른 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 네 개의 화소의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 프레임 별로 인가되는 전압에 따른 화소 영역의 전압 변화를 설명하기 위한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 9는 도 8의 액정 표시 장치를 IX-IX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

그러면 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 경우 뿐만 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.

그러면, 도 1을 참고하여, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 신호선 및 화소의 배치와 그 구동 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 네 개의 화소에 대한 등가 회로도이다.

도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 행 방향으로 이웃하는 제1 화소(PX(i, j)) 및 제2 화소(PX(i, j+1)), 제1 화소(PX(i, j)) 및 제2 화소(PX(i, j+1))와 화소 열 방향으로 이웃하는 제3 화소(PX(i+1, j)) 및 제4 화소(PX(i+1, j+1)), 그리고 이에 연결되어 있는 복수의 신호선(Gn, Gn+1, Dn, Dn+1, Dn+2, C1, C2)을 포함한다.

신호선(Gn, Gn+1, Dn, Dn+1, Dn+2, C1, C2)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 복수의 게이트선(Gn, Gn+1)과 데이터 전압을 전달하는 복수의 데이터선(Dn, Dn+1, Dn+2), 그리고 소정의 기준 전압을 전달하는 복수 쌍의 기준 전압선(C1, C2)을 포함한다. 기준 전압선(C1, C2)은 서로 다른 극성의 기준 전압을 전달하는 제1 기준 전압선(C1)과 제2 기준 전압선(C2)을 포함한다. 제1 기준 전압선(C1)과 제2 기준 전압선(C2)에는 일정한 크기의 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 인가되며, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 프레임 별로 극성이 변화한다. 예를 들어, 공통 전압의 크기가 약 7.5V인 경우, 제1 기준 전압은 프레임 별로 약 15V 또는 약 0V의 값을 가지고, 제2 기준 전압은 이와 반대로 약 0V 또는 약 15V의 값을 가질 수 있다. 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 데이터 전압에 인가되는 최대 값보다 크거나 작을 수도 있다. 또한, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 공통 전압을 기준으로 양의 극성을 가지는 경우, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압과 공통 전압의 값의 차이는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 공통 전압을 기준으로 음의 극성을 가지는 경우, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압과 공통 전압의 값의 차이와 다를 수도 있다.

제1 화소(PX(i, j))는 제1 게이트선(Gn), 제1 데이터선(Dn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제2 기준 전압선(C2), 그리고 이에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qc), 제3 스위칭 소자(Qc), 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb), 그리고 제1 유지 축전기(Cst1), 제2 유지 축전기(Cst2), 제3 유지 축전기(Cst3) 및 제4 유지 축전기(Cst4)를 포함한다.

제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 각각 제1 게이트선(Gn) 및 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제1 게이트선(Gn), 제1 기준 전압선(C1) 및 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자에 연결되어 있다.

제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로써, 그 제어 단자는 제1 게이트선(Gn)에 연결되고, 입력 단자는 제1 데이터선(Dn)에 연결되어 있다. 또한, 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다.

제3 스위칭 소자(Qc) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 제1 게이트선(Gn)에 연결되고, 입력 단자는 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있다.

제1 유지 축전기(Cst1)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 제2 유지 축전기(Cst2)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 제3 유지 축전기(Cst3)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 제4 유지 축전기(Cst4)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결된다.

제2 화소(PX(i, j+1))는 제1 게이트선(Gn), 제2 데이터선(Dn+1), 제1 기준 전압선(C1) 및 제2 기준 전압선(C2), 그리고 이에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qc), 제3 스위칭 소자(Qc), 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb), 그리고 제1 유지 축전기(Cst1), 제2 유지 축전기(Cst2), 제3 유지 축전기(Cst3) 및 제4 유지 축전기(Cst4)를 포함한다.

제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)의 제어 단자는 각각 제1 게이트선(Gn)에 연결되고, 입력 단자는 각각 제2 데이터선(Dn+1)에 연결되어 있다.

제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제2 화소(PX(i, j+1))의 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다.

제2 화소(PX(i, j+1))의 제3 스위칭 소자(Qc)의 제어 단자는 제1 게이트선(Gn)에 연결되고, 입력 단자는 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있다.

제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 유지 축전기(Cst1)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 제2 유지 축전기(Cst2)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 제3 유지 축전기(Cst3)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 제4 유지 축전기(Cst4)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결된다.

제3 화소(PX(i+1, j))는 제2 게이트선(Gn+1), 제2 데이터선(Dn+1), 제1 기준 전압선(C1) 및 제2 기준 전압선(C2), 그리고 이에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qc), 제3 스위칭 소자(Qc), 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb), 그리고 제1 유지 축전기(Cst1), 제2 유지 축전기(Cst2), 제3 유지 축전기(Cst3) 및 제4 유지 축전기(Cst4)를 포함한다.

제3 화소(PX(i+1, j))의 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)의 제어 단자는 각각 제2 게이트선(Gn+1)에 연결되고, 입력 단자는 각각 제2 데이터선(Dn+1)에 연결되어 있다.

제3 화소(PX(i+1, j))의 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제3 화소(PX(i+1, j))의 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다.

제3 화소(PX(i+1, j))의 제3 스위칭 소자(Qc)의 제어 단자는 제2 게이트선(Gn+1)에 연결되고, 입력 단자는 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있다.

제3 화소(PX(i+1, j))의 제1 유지 축전기(Cst1)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 제2 유지 축전기(Cst2)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 제3 유지 축전기(Cst3)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 제4 유지 축전기(Cst4)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결된다.

제4 화소(PX(i+1, j+1))는 제2 게이트선(Gn+1), 제3 데이터선(Dn+2), 제1 기준 전압선(C1) 및 제2 기준 전압선(C2), 그리고 이에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qc), 제3 스위칭 소자(Qc), 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb), 그리고 제1 유지 축전기(Cst1), 제2 유지 축전기(Cst2), 제3 유지 축전기(Cst3) 및 제4 유지 축전기(Cst4)를 포함한다.

제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)의 제어 단자는 각각 제2 게이트선(Gn+1)에 연결되고, 입력 단자는 각각 제3 데이터선(Dn+2)에 연결되어 있다.

제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어 있고, 제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결되어 있다.

제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제3 스위칭 소자(Qc)의 제어 단자는 제2 게이트선(Gn+1)에 연결되고, 입력 단자는 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있다.

제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 유지 축전기(Cst1)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 제2 유지 축전기(Cst2)는 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결되고, 제3 유지 축전기(Cst3)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제2 기준 전압선(C2)에 연결되고, 제4 유지 축전기(Cst4)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자와 제1 기준 전압선(C1)에 연결된다.

제1 게이트선(Gn)에 게이트 온 신호가 인가되면, 이에 연결된 제1 화소(PX(i, j))와 제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 된다. 이에 따라, 제1 데이터선(Dn)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제1 화소(PX(i, j))의 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제1 화소(PX(i, j))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)의 한 단자에 인가되고, 제2 데이터선(Dn+1)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)의 한 단자에 인가된다. 이 때, 제1 화소(PX(i, j))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)는 동일한 전압으로 충전되고, 제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)는 동일한 전압으로 충전된다. 이와 동시에, 제1 화소(PX(i, j))의 제1 액정 축전기(Clca)의 한 단자는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해, 제2 기준 전압선(C2)에 인가되는 기준 전압에 의하여 승압된다. 이때, 제2 기준 전압선(C2)에 인가되는 제2 기준 전압은 제1 데이터선(Dn)에 인가되는 데이터 전압과 동일한 극성을 가지고, 제1 데이터선(Dn)에 인가되는 데이터 전압보다 크기가 클 수 있다. 따라서, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통하여, 상대적으로 높은 전압이 인가되는 제2 기준 전압선(C2)의 전압이 분압되어, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압은 제1 데이터선(Dn)을 통해 인가되는 데이터 전압보다 높은 값을 가지게 된다.

또한, 제2 화소(PX(i, j+1))의 제1 액정 축전기(Clca)의 한 단자는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해, 제1 기준 전압선(C1)에 인가되는 기준 전압에 의하여 승압된다. 이때, 제1 기준 전압선(C1)에 인가되는 제1 기준 전압은 제2 데이터선(Dn+1)에 인가되는 데이터 전압과 동일한 극성을 가지고, 제2 데이터선(Dn+1)에 인가되는 데이터 전압보다 높은 값을 가질 수 있다. 따라서, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통하여, 상대적으로 높은 값을 가지는 전압이 인가되는 제1 기준 전압선(C1)의 전압이 분압되어, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압은 데이터 전압보다 높은 값을 가지게 된다.

제1 게이트선(Gn)의 게이트 전압이 게이트 오프 전압으로 바뀌고, 제2 게이트선(Gn+1)의 게이트 전압이 게이트 온 전압으로 바뀌면, 이에 연결된 제3 화소(PX(i+1, j))와 제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 된다. 이에 따라, 제2 데이터선(Dn+1)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제3 화소(PX(i+1, j))의 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제3 화소(PX(i+1, j))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)의 한 단자에 인가되고, 제3 데이터선(Dn+2)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)의 한 단자에 인가된다. 이 때, 제3 화소(PX(i+1, j))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)는 동일한 전압으로 충전되고, 제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)는 동일한 전압으로 충전된다. 이와 동시에, 제3 화소(PX(i+1, j))의 제1 액정 축전기(Clca)의 한 단자는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해, 제1 기준 전압선(C1)에 인가되는 기준 전압에 의하여 승압된다. 이때, 제1 기준 전압선(C1)에 인가되는 제1 기준 전압은 제2 데이터선(Dn+1)에 인가되는 데이터 전압과 동일한 극성을 가지고, 제2 데이터선(Dn+1)에 인가되는 데이터 전압보다 높은 값을 가질 수 있다. 따라서, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통하여, 상대적으로 높은 값을 가지는 전압이 인가되는 제1 기준 전압선(C1)의 전압이 분압되어, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압의 크기는 제2 데이터선(Dn+1)을 통해 인가되는 데이터 전압보다 높은 값을 가지게 된다.

또한, 제4 화소(PX(i+1, j+1))의 제1 액정 축전기(Clca)의 한 단자는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해, 제2 기준 전압선(C2)에 인가되는 기준 전압에 의하여 승압된다. 이때, 제2 기준 전압선(C2)에 인가되는 제2 기준 전압은 제3 데이터선(Dn+2)에 인가되는 데이터 전압과 동일한 극성을 가지고, 제3 데이터선(Dn+2)에 인가되는 데이터 전압보다 높은 값을 가질 수 있다. 따라서, 제3 스위칭 소자(Qc)를 통하여, 상대적으로 높은 크기를 가지는 전압이 인가되는 제2 기준 전압선(C2)의 전압이 분압되어, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압의 크기는 데이터 전압의 크기보다 커지게 된다.

제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 서로 달라지게 된다. 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압이 서로 다르므로 제1 부화소와 제2 부화소에서 액정 분자들이 기울어지는 각도가 다르게 되고, 이에 따라 두 부화소의 휘도가 달라진다. 따라서, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전되는 전압을 적절히 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있고, 이에 따라 측면 시인성을 개선할 수 있다.

그러면, 도 2 및 도 3을 참고하여, 도 1에 도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 예에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.

제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121) 및 복수의 기준 전압선(131a, 131b)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며, 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다.

기준 전압선(131a, 131b)은 제1 기준 전압을 전달하는 제1 기준 전압선(131a)과 제2 기준 전압을 전달하는 제2 기준 전압선(131b)을 포함한다. 제1 기준 전압선(131a)과 제2 기준 전압선(131b)은 데이터선(171)의 양쪽에 위치하여 데이터선(171)을 따라 뻗어 있는 세로부(31a, 31b)를 포함한다. 세로부(31a, 31b)는 뒤에서 설명할 가로부에 의해 서로 연결되어 있다.

제1 기준 전압선(131a) 및 제2 기준 전압선(131b)은 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 가장자리와 중앙부를 따라 게이트선과 나란하게 뻗어 있는 제1 가로부(133a) 및 제2 가로부(133b), 그리고 제3 가로부(134a) 및 제4 가로부(134b)를 포함한다.

제1 기준 전압선(131a)은 제1 확장부(132a)를 가지고, 제2 기준 전압선(131b)은 제2 확장부(132b)를 가진다.

게이트선(121)과 기준 전압선(131a, 131b) 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다.

게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 그리고 제3 반도체(154c)가 위치한다.

제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b), 그리고 제3 반도체(154c) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(165a, 163c, 165c)가 위치한다. 반도체(154a, 154b, 154c)는 산화물 반도체를 포함할 수 있고, 반도체(154a, 154b, 154c)가 산화물 반도체를 포함하는 경우, 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.

저항성 접촉 부재(165a, 163c, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 제1 소스 전극(173a)과 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 데이터선(171), 제3 소스 전극(173c), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 그리고 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다. 제1 드레인 전극(175a)과 제3 드레인 전극(175c)은 서로 연결되어 있다.

데이터 도전체(171, 173a, 173b, 173c, 175a, 175b, 175c) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 위치한다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.

보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175a)의 일부를 드러내는 제1 접촉 구멍(185a), 제2 드레인 전극(175b)의 일부를 드러내는 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있고, 게이트 절연막(140)과 보호막(180)에는 제1 기준 전압선(131a)의 제1 확장부(132a)를 드러내는 제3 접촉 구멍(186a) 및 제2 기준 전압선(131b)은 제2 확장부(132b)를 드러내는 제4 접촉 구멍(186b)이 형성되어 있다.

보호막(180) 위에는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b), 그리고 연결 부재(192)가 형성되어 있다.

제1 부화소 전극(191a)은 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 물리적 전기적으로 연결되고, 제2 부화소 전극(191b)은 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 물리적 전기적으로 연결된다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121)을 중심으로 화소 영역의 위와 아래에 위치하여 열 방향으로 이웃한다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 전체적인 모양은 사각형이며 십자 형태의 줄기부, 십자 형태의 줄기부와 가장자리 줄기부로부터 네 개의 방향으로 뻗어 나와 있는 복수의 가지 전극(194), 그리고 화소 영역의 가장자리에 형성되어 있는 가장자리 줄기부를 포함한다.

복수의 가지 전극(194)은 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있는 부분, 그리고 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있는 부분을 포함한다. 이처럼, 복수의 가지 전극(194)이 뻗어 있는 방향이 서로 다른 부분에서 액정층(3)의 액정 분자가 기울어지는 방향이 서로 다르게 된다. 따라서, 액정 분자가 기울어지는 방향이 서로 다른 네 개의 도메인이 액정층(3)에 형성된다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 서로 다른 네 방향으로 뻗어 나와 있는 복수의 가지 전극(194)에 의하여 복수의 부영역으로 구분된다.

제2 부화소 전극(191b)의 면적은 상기 제1 부화소 전극(191a)의 면적보다 넓을 수 있다.

연결 부재(192)는 게이트선(121)을 사이에 두고 화소 열 방향으로 위와 아래에 위치하는 제1 기준 전압선(131a)의 제1 확장부(192a)를 서로 연결하거나, 인접한 화소 영역에 위치하는 제2 기준 전압선(131b)의 제2 확장부(192a)를 서로 연결한다.

제1 기준 전압선(131a) 및 제2 기준 전압선(131b)의 제1 가로부(133a) 및 제2 가로부(133b), 그리고 제3 가로부(134a) 및 제4 가로부(134b)는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 가장자리와 중앙부를 따라 게이트선과 나란하게 뻗으며, 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)의 십자형 줄기부와 중첩한다.

제1 게이트 전극(124a), 제1 반도체(154a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 스위칭 소자(Qa)를 이루고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 반도체(154b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 스위칭 소자(Qb)를 이루고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 반도체(154c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 스위칭 소자(Qc)를 이룬다.

이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

제2 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다. 제2 기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 복수의 색필터(230)가 위치한다. 색필터(230) 위에는 덮개막(250)이 위치한다. 덮개막(250)은 색필터(230) 및 차광 부재(220)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지하며, 생략 가능하다. 덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 위치한다.

도시한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 차광 부재(220)와 색필터(230)는 상부 표시판(200)에 위치하지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 차광 부재(220) 및 색필터(230)는 하부 표시판(100)에 위치할 수 있다. 이 경우, 하부 표시판(100)의 보호막(180) 대신 색필터(230)가 위치할 수 있다.

제1 부화소 전극(191a)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제1 액정 축전기(Clca)를 이루고, 제2 부화소 전극(191b)과 공통 전극(270)은 그 사이의 액정층(3)과 함께 제2 액정 축전기(Clcb)를 이룬다.

제1 부화소 전극(191a)은 제1 기준 전압선(131a) 및 제2 기준 전압선(131b)과 중첩하여, 제1 유지 축전기(Cst1) 및 제2 유지 축전기(Cst2)를 이루며, 제1 액정 축전기(Clca)의 전압 유지 능력을 강화한다. 제2 부화소 전극(191b)은 제1 기준 전압선(131a) 및 제2 기준 전압선(131b)과 중첩하여, 제3 유지 축전기(Cst3) 및 제4 유지 축전기(Cst4)를 이루며, 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압 유지 능력을 강화한다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)에 인가된 전압과 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압에 의해, 액정층(3)에 전기장이 가해지고, 전기장 세기에 따라 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.

앞서 설명하였듯이, 제1 부화소 전극(191a)은 좌측과 우측에 배치되어 있는 제1 기준 전압선(131a) 및 제2 기준 전압선(131b)과 중첩하여, 제1 유지 축전기(Cst1) 및 제2 유지 축전기(Cst2)를 이루며, 제1 액정 축전기(Clca)의 전압 유지 능력을 강화한다. 제2 부화소 전극(191b)은 제1 기준 전압선(131a) 및 제2 기준 전압선(131b)과 중첩하여, 제3 유지 축전기(Cst3) 및 제4 유지 축전기(Cst4)를 이루며, 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압 유지 능력을 강화한다.

또한, 제1 기준 전압선(131a)과 제2 기준 전압선(131b)에는 일정한 크기의 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 인가되며, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 프레임 별로 극성이 변화한다. 예를 들어, 공통 전압의 크기가 약 7.5V인 경우, 제1 기준 전압은 프레임 별로 약 15V 또는 약 0V의 값을 가지고, 제2 기준 전압은 이와 반대로 약 0V 또는 약 15V의 값을 가질 수 있다. 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 데이터 전압에 인가되는 최대 값보다 크거나 작을 수도 있다. 또한, 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 공통 전압을 기준으로 양의 극성을 가지는 경우, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압과 공통 전압의 값의 차이는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압이 공통 전압을 기준으로 음의 극성을 가지는 경우, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압과 공통 전압의 값의 차이와 다를 수도 있다.

그러나, 각 부화소 전극(191a, 191b)은 서로 다른 극성의 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압이 인가되는 제1 기준 전압선(131a) 및 제2 기준 전압선(131b)과 중첩하여 유지 축전기를 이루기 때문에, 프레임 별로 제1 기준 전압과 제2 기준 전압의 극성이 변화하더라도 이에 따라 화소 전압은 변화하지 않는다. 이에 대하여, 뒤에서 보다 상세히 설명한다.

그러면, 도 4 및 도 5를 참고하여, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극의 형태에 대하여 설명한다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일부(A)를 개략적으로 도시한 도면이다.

먼저 도 4를 참고하면, 접촉 구멍 위에 형성되어 있는 연결 부재(192)와 인접하여 위치하는 화소 전극(191)은 복수의 가지 전극(194)의 끝 부분(E)을 서로 연결하는 가장자리 줄기부가 제거되어 있다.

일반적으로, 접촉 구멍 주변에 위치하는 액정 분자들은 접촉 구멍의 높이가 낮아짐에 따라서, 접촉 구멍 주변에서 접촉 구멍 쪽으로 움직이게 된다. 따라서, 접촉 구멍 주변에서 액정 분자의 불규칙한 움직임이 발생하기 쉽다.

앞서 설명하였듯이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극(191)은 복수의 가지 전극(194)을 포함한다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270)에 전압이 인가되어, 액정층(3)에 전기장이 생성되면, 복수의 가지 전극(194)들의 변들은 전기장을 왜곡하여 복수의 가지 전극(194)의 변에 수직을 이루는 전기장 수평 성분을 만들어 내고 액정 분자(31)들의 경사 방향은 전기장 수평 성분에 의하여 결정되는 방향으로 결정된다. 따라서 액정 분자(31)들이 처음에는 복수의 가지 전극(194)의 변에 수직인 방향으로 기울어지려 한다. 그러나 이웃하는 복수의 가지 전극(194)의 변에 의한 전기장의 수평 성분의 방향이 반대이고 복수의 가지 전극(194) 사이의 간격이 좁기 때문에 서로 반대 방향으로 기울어지려는 액정 분자(31)들은 복수의 가지 전극(194)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어지게 된다. 이와 함께, 화소 전극(191)의 가장자리 줄기부(195) 역시, 가장자리 줄기부(195)의 변과 수직을 이루는 전기장의 수평 성분을 만든다. 그러나, 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(194)의 길이 방향과, 화소 전극(191)의 가장자리 줄기부(195)의 길이 방향은 다르기 때문에, 화소 전극(191)의 가장자리 줄기부(195)에 의하여, 화소 전극(191)의 가장자리 부근에서 액정 분자들의 움직임이 불규칙해질 수 있다.

특히, 접촉 구멍 주변에 위치하는 액정 분자들은 접촉 구멍의 높이 차이에 따라 불규칙한 움직임이 발생함과 동시에, 화소 전극(191)의 가장자리 줄기부(195)에 의해서도 불규칙한 움직임이 발생하게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 접촉 구멍의 주변에 인접하여 위치하는 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(194)의 끝 부분(E)을 서로 연결하는 가장자리 줄기부(195)가 제거되어 있다.

따라서, 접촉 구멍 주변에서 발생할 수 있는 액정 분자의 불규칙한 움직임을 감소시켜, 액정 분자의 불규칙한 움직임에 따른 표시 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 5를 참고하면, 제3 접촉 구멍(186a) 위에 형성되어 있는 연결 부재(192)와 인접하여 위치하는 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(194)의 끝 부분(E)을 서로 연결하는 가장자리 줄기부(195)가 제거되어 있다.

또한, 연결 부재(192)의 가장자리는 서로 둔각을 이루는 가장자리 변을 가진다. 연결 부재(192)의 가장자리는 가장자리가 뻗어 있는 길이 방향과 수직을 이루는 방향으로 전기장의 수평 성분을 만들게 된다. 만일 연결 부재(192)의 가장자리 부분이 서로 이루는 각도가 작도록 형성되면, 연결 부재(192)의 가장자리에서 발생하는 전기장의 수평 성분에 따라 서로 다른 방향으로 움직이는 액정 분자가 서로 충돌하기 쉽고, 이에 따라 액정 분자의 움직임이 불규칙해질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 연결 부재(192)의 가장자리는 서로 둔각을 이루는 가장자리 변을 가지기 때문에, 연결 부재(192)의 가장자리에서 발생하는 전기장의 수평 성분에 따라 서로 다른 방향으로 움직이는 액정 분자가 서로 충돌하기 어렵다.

도 5에 도시한 바와 같이, 연결 부재(192)의 가장자리 중 서로 다른 방향으로 뻗어 서로 둔각을 이루는 가장자리의 길이는 거의 같을 수 있다. 즉, 연결 부재(192)의 가장자리 중 게이트선 또는 데이터선과 거의 나란한 방향으로 뻗어 있는 가장자리의 길이, 그리고 게이트선 또는 데이터선과 일정한 각도를 이루는 가장자리의 길이가 거의 같을 수 있다.

이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 접촉 구멍의 주변에 인접하여 위치하는 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(194)의 끝 부분(E)을 서로 연결하는 가장자리 줄기부(195)가 제거되어 있다.

또한, 접촉 구멍 위에 형성되어 있는 연결 부재(192)는 서로 다른 방향으로 뻗어 있는 가장자리 들이 서로 둔각을 이루도록 형성되어 있고, 서로 다른 방향으로 뻗어 있는 가장자리 들의 길이가 서로 같도록 형성된다. 따라서, 연결 부재(192)의 가장자리에서 발생하는 전기장의 수평 성분에 따라 서로 다른 방향으로 움직이는 액정 분자가 서로 충돌하기 어렵다. 그러므로, 접촉 구멍의 위에 형성되어 있는 연결 부재의 주변에서 발생할 수 있는 액정 분자의 불규칙한 거동을 방지할 수 있다.

그러면, 도 6을 참고하여, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에 프레임 별로 인가되는 전압에 대하여 상세하게 설명한다. 도 6은 프레임 별로 인가되는 전압에 따른 화소 영역의 전압 변화를 설명하기 위한 파형도이다.

도 6을 참고하면, 제1 기준 전압선(131a)에 인가되는 제1 기준 전압(Vc1)은 제1 프레임 동안 약 15V의 값을 가지고, 제2 프레임 동안 약 0V의 값을 가지고, 제3 프레임 동안 약 15V의 값을 가진다. 또한, 제2 기준 전압선(131b)에 인가되는 제2 기준 전압(Vc2)은 제1 프레임 동안 약 0V의 값을 가지고, 제2 프레임 동안 약 15V의 값을 가지고, 제3 프레임 동안 약 0V의 값을 가진다.

이처럼, 서로 다른 극성을 가지는 제1 기준 전압(Vc1)과 제2 기준 전압(Vc2)이 프레임 별로 극성이 변화하더라도, 각 부화소 전극(191a, 191b)은 제1 기준 전압선(131a)과 제2 기준 전압선(131b)과 모두 중첩하기 때문에, 제1 기준 전압(Vc1) 및 제2 기준 전압(Vc2)의 극성 변화에 따른 유지 축전기의 유지 용량 변화는 서로 상쇄되어, 각 부화소 전극(191a, 191b)에 충전되는 전압(Vp)의 크기에는 영향을 주지 않아, 일정하게 유지될 수 있다.

그러면, 도 7 내지 도 9를 참고하여, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다. 도 8은 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다. 도 9는 도 8의 액정 표시 장치를 IX-IX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

먼저 도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 복수의 게이트선(GL), 복수 쌍의 데이터선(DLa, DLb) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다. 액정 표시 장치를 구조적으로 보면 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.

각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 부화소(PXa, PXb)는 스위칭 소자(Qa, Qb)와 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Csta, Cstb)를 포함한다.

스위칭 소자(Qa, Qb)는 하부 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DLa, DLb)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(Csta, Cstb)와 연결되어 있다.

액정 축전기(Clca, Clcb)는 부화소 전극(191a, 191b)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하고, 두 단자 사이의 액정층(3) 부분을 유전체로 하여 형성된다.

액정 축전기(Clca, Clcb)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Csta, Cstb)는 하부 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 부화소 전극(191a, 191b)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다.

두 액정 축전기(Clca, Clcb)에 충전되는 전압은 서로 약간의 차이가 나도록 설정되어 있다. 예를 들면, 액정 축전기(Clca)에 인가되는 데이터 전압이 액정 축전기(Clcb)에 인가되는 데이터 전압에 비하여 항상 낮거나 높도록 설정한다. 이렇게 두 액정 축전기(Clca, Clcb)의 전압을 적절하게 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 할 수 있어 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 두 표시판(100, 200) 사이에 주입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.

먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.

제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121) 및 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.

게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(gate electrode)(124a, 124b)을 포함한다.

유지 전극선은 게이트선(121)과 실질적으로 나란하게 뻗은 줄기선(stem)(131)과 이로부터 뻗어 나온 복수의 유지 전극(135)을 포함한다.

유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.

게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어진 복수의 제1 및 제2 반도체(151a, 151b)가 형성되어 있다. 각 반도체(151a, 151b)는 게이트 전극을 향해 돌출된 돌출부(154a, 154b)를 포함한다.

반도체(151a, 151b) 위에는 각각 복수 쌍의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161a, 161b, 163b, 163b, 165a, 165b)가 형성되어 있으며, 저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.

저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163b, 165b, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수 쌍의 데이터선(data line)(171a, 171b)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)이 형성되어 있다.

데이터선(171a, 171b)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선의 줄기선(131)과 교차한다. 데이터선(171a, 171b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)을 포함하며, 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 마주한다.

제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 소스 전극(173a)으로 일부 둘러싸인 한 쪽 끝에서부터 위로 뻗어 있으며 반대쪽 끝은 다른 층과의 접속을 위해 면적이 넓을 수 있다.

그러나 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 비롯한 데이터선(171a, 171b)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.

제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 및 제2 반도체(151a, 151b)의 돌출부(154a, 154b)와 함께 제1 및 제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa, Qb)를 이루며, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 채널(channel)은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 사이의 제1 및 제2 반도체(151a, 151b)의 돌출부(154a, 154b)에 형성된다.

저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)는 그 아래의 제1 및 제2 반도체(151a, 151b)의 돌출부(154a, 154b)와 그 위의 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(151a, 151b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.

저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)와 데이터선(171a, 171b, 173a, 173b) 및 드레인 전극(175a, 175b)은 동일한 평면 패턴을 가지고, 드레인 전극(175a, 175b)과 소스 전극(173a, 173b) 사이의 노출된 부분을 제외하고 반도체(151a, 151b)와 실질적으로 동일한 평면 패턴을 가질 수 있다.

데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 및 노출된 반도체(151a, 151b) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위로 만들어진 하부 보호막(180p)이 형성되어 있다.

하부 보호막(180p) 위에는 색 필터(230)가 형성되어 있다. 여기서 하부 보호막(180p)은 색필터(230)의 안료가 노출된 반도체(154a, 154b) 부분으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 그러나 색필터(230)는 공통 전극 표시판(200) 위에 형성되어 있을 수 있다.

색필터(230) 위에는 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다. 상부 보호막(180q)은 무기 물질로 형성할 수 있다. 상부 보호막(180q)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.

상부 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다.

각 화소 전극(191)은 간극(91)을 사이에 두고 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함한다.

제2 부화소 전극(191b)는 제1 부화소 전극(191a)을 둘러싸고 있다. 제2 부화소 전극(191b)은 가장자리 줄기부로부터 연결되어 제1 부화소 전극(191a)의 3면을 둘러싸며, 사각 반고리 형태를 가진 연결부(93)를 포함한다.

복수의 가지 전극(194)은 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 45도 또는 135도의 각을 이룬다. 또한 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다.

화소 전극(191) 전체에서 제2 부화소 전극(191b)이 차지하는 면적이 제1 부화소 전극(191a)이 차지하는 면적보다 클 수 있으며, 제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191a)의 면적보다 1.0배에서 2.5배 정도 클 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 형태나 면적 비는 다양하게 변형 가능하다.

제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 접촉 구멍(185a, 185b)을 통하여 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.

화소 전극(191) 중 접촉 구멍(185a, 185b)에 인접하여 위치하는 화소 전극(191)의 가장자리 줄기부는 제거되어 있다. 즉, 화소 전극(191) 중 접촉 구멍(185a, 185b)에 인접부에서, 복수의 가지 전극(194)의 끝 부분을 서로 연결하는 화소 전극(191)의 가장자리 줄기부가 제거되어 있다.

접촉 구멍 주변에 위치하는 액정 분자들은 접촉 구멍의 높이 차이에 따라 불규칙한 움직임이 발생함과 동시에, 화소 전극(191)의 가장자리 줄기부(195)에 의해서도 불규칙한 움직임이 발생하게 된다.

그러나, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 따르면, 접촉 구멍의 인접부에서, 화소 전극(191)의 복수의 가지 전극(194)의 끝 부분을 서로 연결하는 가장자리 줄기부(195)가 제거되어 있다.

다음으로 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.

제2 절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 하며 빛샘을 막아준다.

차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주보며 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부(도시하지 않음)를 가지고 있으며, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막는다. 그러나 차광 부재(220)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수 있다.

차광 부재 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 유기 절연물로 만들어질 수 있으며, 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.

덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어진다.

서로 마주보는 두 표시판(100, 200) 사이에는 액정층(3)이 들어있으며, 액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자를 포함한다. 액정층(3)의 액정 분자들은 장축이 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 미세 가지부의 길이 방향에 대략 평행하게 되도록 선경사(pretilt)를 가지고 있으며 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있을 수 있다. 또한, 액정층(3)과 배향막 중 적어도 하나에는 광 중합 물질을 포함할 수 있다.

한편, 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 각각 다른 데이터선(171a, 171b)을 통해 별개의 데이터 전압을 인가 받으며 면적이 상대적으로 작은 제1 부화소 전극(191a)의 전압이 면적이 상대적으로 큰 제2 부화소 전극(191b)의 전압보다 높다.

이와 같이 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)의 전압이 다르면 두 화소 전극(191a, 191b)에서 형성되는 액정 축전기(Clca, Clcb)에 작용하는 전압이 다르므로 각 부화소(PXa, PXb)의 액정 분자들이 기울어진 각도가 달라지므로 이들에 인가되는 전압을 적절하게 맞추면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 할 수 있으므로 측면 시인성을 향상할 수 있다.

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.

Claims

제1 기판,
상기 제1 기판 위에 위치하고, 게이트선과 데이터선을 포함하는 복수의 신호선,
상기 게이트선 및 상기 데이터선에 연결되어 있는 화소 전극, 그리고
상기 신호선의 일부분을 드러내는 접촉 구멍을 포함하고,
상기 화소 전극은 십자형 줄기부, 상기 화소 전극의 가장자리를 따라 뻗어 있으며, 상기 십자형 줄기부와 연결되어 있는 가장자리 줄기부, 상기 십자형 줄기부와 상기 가장자리 줄기부로부터 뻗어 있는 복수의 가지 전극을 포함하고,
상기 화소 전극의 가장자리 줄기부는 상기 접촉 구멍에 인접한 부분에서는 제거되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에서,
상기 복수의 신호선은
게이트 신호를 전달하는 게이트선,
데이터 신호를 전달하는 데이터선, 그리고
서로 다른 극성을 가지는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압을 인가하는 제1 기준 전압선 및 제2 기준 전압선을 포함하고,
상기 접촉 구멍은 상기 제1 기준 전압선의 일부분 또는 상기 제2 기준 전압선의 일부분을 드러내는 액정 표시 장치.
제2항에서,
상기 접촉 구멍 위에 형성되어 있는 연결 부재를 더 포함하고,
상기 연결 부재는 서로 다른 방향으로 뻗어 있으며, 서로 둔각을 이루는 가장자리들을 포함하는 액정 표시 장치.
제3항에서,
상기 연결 부재의 상기 가장자리들의 길이는 같은 액정 표시 장치.
제4항에서,
상기 화소 전극은 하나의 화소 영역에 배치되어 있는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하고,
상기 게이트선, 상기 데이터선, 그리고 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자,
상기 게이트선, 상기 데이터선, 그리고 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자, 그리고
상기 게이트선, 상기 제1 부화소 전극과 상기 제1 기준 전압선과 상기 제2 기준 전압선 중 어느 하나에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자를 포함하는 액정 표시 장치.
제5항에서,
상기 제1 기준 전압선과 상기 제2 기준 전압선 중 상기 제3 스위칭 소자에 연결되어 있는 상기 하나의 기준 전압선에 인가되는 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압과 상기 데이터선에 인가되는 데이터 전압은 공통 전극에 인가되는 공통 전압에 대해 동일한 극성을 가지는 액정 표시 장치.
제6항에서,
상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압은 일정한 크기를 가지고, 프레임 별로 극성이 변화하는 액정 표시 장치.
제2항에서,
상기 복수의 신호선은
게이트 신호를 전달하는 게이트선,
데이터 신호를 전달하는 데이터선, 그리고
서로 다른 극성을 가지는 제1 기준 전압과 제2 기준 전압을 인가하는 제1 기준 전압선 및 제2 기준 전압선을 포함하고,
상기 화소 전극은 하나의 화소 영역에 배치되어 있는 제1 부화소 전극 및 제2 부화소 전극을 포함하고,
상기 게이트선, 상기 데이터선, 그리고 상기 제1 부화소 전극에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자,
상기 게이트선, 상기 데이터선, 그리고 상기 제2 부화소 전극에 연결되어 있는 제2 스위칭 소자, 그리고
상기 게이트선, 상기 제1 부화소 전극과 상기 제1 기준 전압선과 상기 제2 기준 전압선 중 어느 하나에 연결되어 있는 제3 스위칭 소자를 포함하는 액정 표시 장치.
제8항에서,
상기 제1 기준 전압선과 상기 제2 기준 전압선 중 상기 제3 스위칭 소자에 연결되어 있는 상기 하나의 기준 전압선에 인가되는 상기 제1 기준 전압 또는 상기 제2 기준 전압과 상기 데이터선에 인가되는 데이터 전압은 공통 전극에 인가되는 공통 전압에 대해 동일한 극성을 가지는 액정 표시 장치.
제9항에서,
상기 제1 기준 전압과 상기 제2 기준 전압은 일정한 크기를 가지고, 프레임 별로 극성이 변화하는 액정 표시 장치.