KR102330124B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

서로 마주하는 제 1 기판, 및 제 2 기판, 상기 제 1 기판, 및 상기 제 2 기판 사이에 배치된 액정층, 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 게이트 라인, 상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 연장된 데이터 라인, 상기 제 1 기판 상에 배치된 제 1 전기장 생성 전극, 및 상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 전기장 생성 전극과 절연되어 배치된 제 2 전기장 생성 전극을 포함하며, 상기 제 2 전기장 생성 전극은 상기 데이터 라인과 평행하게 연장된 줄기 전극, 및 상기 줄기 전극으로부터 상기 게이트 라인과 소정의 각도를 갖고 연장된 가지 전극들을 포함하며, 상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리는, 상기 가지 전극들과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리와 서로 다르며, 상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 간격은 상기 가지 전극과 상기 데이터 라인 사이의 간격 및 상기 가지 전극과 다른 데이터 라인 사이의 간격보다 작은 액정 표시 장치를 제공한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 투과율이 향상된 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 상기 기판 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 박형화가 용이한 장점을 지니고 있지만, 전면 시인성에 비해 측면 시인성이 떨어지는 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 방식의 액정 배열 및 구동 방법이 개발되고 있으며, 광시야각을 구현하기 위하여 화소 전극 및 공통 전극을 하나의 기판에 형성하는 PLS(Plane to Line Switching) 모드의 액정 표시 장치에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
PLS 모드는, 액정이 화소의 단변과 평행한 방향으로 배향되고 전극의 슬릿 방향이 화소의 단변과 평행인 Horizontal slit (H-slit) 모드와, 액정이 화소의 장변과 평행한 방향으로 배향되고 전극의 슬릿 방향이 화소의 장변과 평행인 Vertical slit (V-slit) 모드로 분류된다.
시야각 특성은 액정의 초기 배향 방향에 의해 결정되므로, H-slit 모드는 수평 방향으로 넓은 시야각 특성을 가지며, V-slit 모드는 수직 방향으로 넓은 시야각 특성을 갖는다. 모니터 및 차량용 LCD 등은 수평 방향의 시야각 특성이 수직 방향의 시야각 특성에 비해 더 중요하므로 H-slit 모드가 적용될 수 있다.
다만, H-slit 모드는 액정의 전계 왜곡(disclination)이 화소의 장변과 평행한 방향에서 발생되는 반면, V-slit 모드는 액정의 전계 왜곡(disclination)이 화소의 단변과 평행한 방향에서 발생되기 때문에, H-slit 모드는 V-slit 모드에 비해 열등한 투과율 특성을 갖는다.
이에 본 발명은 투과율 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
서로 마주하는 제 1 기판, 및 제 2 기판, 상기 제 1 기판, 및 상기 제 2 기판 사이에 배치된 액정층, 상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 게이트 라인, 상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 연장된 데이터 라인, 상기 제 1 기판 상에 배치된 제 1 전기장 생성 전극, 및 상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 전기장 생성 전극과 절연되어 배치된 제 2 전기장 생성 전극을 포함하며, 상기 제 2 전기장 생성 전극은 상기 데이터 라인과 평행하게 연장된 줄기 전극, 및 상기 줄기 전극으로부터 상기 게이트 라인과 소정의 각도를 갖고 연장된 가지 전극들을 포함하며, 상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리는, 상기 가지 전극들과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리와 서로 다르며, 상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 간격은 상기 가지 전극과 상기 데이터 라인 사이의 간격 및 상기 가지 전극과 다른 데이터 라인 사이의 간격보다 작은 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리는, 상기 가지 전극들과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리보다 작다.
상기 제 1 전기장 생성 전극은 면 전극일 수 있다.
상기 가지 전극은 양 단부에 배치된 한쌍의 가장자리부들과, 상기 한쌍의 가장자리부들 사이의 중심부를 포함할 수 있다.
상기 가장자리부와 상기 게이트 라인이 이루는 제 1 각은 상기 중심부와 상기 게이트 라인이 이루는 제 2 각보다 클 수 있다.
상기 제 1 각은 15도 이상 내지 30도 이하일 수 있다.
상기 제 2 각은 10도 이상 내지 15도 이하일 수 있다.
상기 가장자리부는, 5㎛ 이상 내지 10㎛ 이하의 폭을 가질 수 있다.
상기 제 2 전기장 생성 전극은 상기 게이트 라인과 평행한 가상의 중심선을 기준으로 대칭을 이룰 수 있다.
상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 제 2 전기장 생성 전극은 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결될 수 있다.
상기 액정층은, 장축이 상기 게이트 라인과 평행하게 초기 배향된 액정 분자를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 외곽 줄기 전극 중 어느 하나를 생략함으로써 투과율 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리를, 가지 전극과 인접합 데이터 라인 사이의 이격 거리와 비대칭으로 형성함으로써, 투과율 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리를, 가지 전극과 인접합 데이터 라인 사이의 이격 거리보다 작게 형성함으로써, 투과율 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 라인 및 제 2 전기장 생성 전극을 나타낸 평면도이다.
도 5는 종래 액정 표시 장치의 제 2 전기장 생성 전극의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제 2 전기장 생성 전극의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 7은 종래 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 전자 현미경 사진이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 전자 현미경 사진이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판(100)과, 하부 표시판(100)과 마주하는 상부 표시판(200), 및 이들 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
액정층(300)은 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 배치된 밀봉재(미도시) 안에 채워져 있다. 액정층(300)은 유전체로 기능한다. 밀봉재(미도시)는 하부 표시판(100) 또는 상부 표시판(200) 중 어느 하나에 배치될 수 있으며, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 결합시킨다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)은 밀봉재(미도시) 또는 간격재(미도시)에 의해 약 2.0 um ~ 5.0 um의 셀 간격, 즉 셀갭(cellgap)을 유지할 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 3.3um~3.7um의 셀갭(cellgap)을 유지한다.
편광자(미도시)들은 실질적으로 편광자의 편광축 또는 투과축이 직교하도록 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 각각에 배치될 수 있다. 즉, 편광자들은 하부 표시판(100)의 상부 또는 하부와, 상부 표시판(200)의 상부 또는 하부에 배치될 수 있다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
제 1 기판(110)은 소다 석회 유리(soda lime glass) 또는 보로 실리케이트 유리 등과 같은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이다.
제 1 기판(110) 상에 게이트 신호를 전달하는 게이트 배선(121, 123)이 배치된다.
게이트 배선(121, 123)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 게이트 배선(121, 123)은 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 다중막 구조 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(low resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어질 수 있으며, 다른 한 도전막은, ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막, 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막 및 티타늄 하부막과 구리 상부막 등을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트 배선(121, 123)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트 배선(121, 123)은 일 방향, 예를 들어 제 1 방향(D1)으로 뻗어 있는 게이트 라인(121), 및 게이트 라인(121)으로부터 돌출되어 돌기 형태로 형성된 게이트 전극(123)을 포함한다.
게이트 전극(123)은 후술할 소스 전극(163) 및 드레인 전극(165)과 함께 박막 트랜지스터의 삼단자를 구성한다.
게이트 배선(121, 123)이 형성된 제 1 기판(110) 상에 게이트 절연막(130)이 배치된다. 게이트 절연막(130)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 또한, 게이트 절연막(130)은 산화 알루미늄, 산화 티타늄, 산화 탄탈륨 또는 산화 지르코늄을 더 포함할 수 있다.
게이트 절연막(130) 상에 반도체층(140)이 배치된다. 반도체층(140)은 후술할 데이터 배선(161a, 161b, 163, 165)과 실질적으로 중첩되게 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 반도체층(140)은 게이트 절연막(130) 상의 게이트 전극(123)에 대응되는 영역에만 배치될 수도 있다.
반도체층(140)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon: 이하, a-Si), 결정질 실리콘(poly-Si), 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn) 중 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 산화물 반도체(oxide semiconductor) 등으로 이루어 질 수 있다.
반도체층(140) 상에 오믹 콘택층(153, 155)이 배치된다. 오믹 콘택층(153, 155)은 후술할 소스/드레인 전극(163, 165)과 반도체층(140) 사이의 접촉 특성을 개선시키는 역할을 한다. 오믹 콘택층(153, 155)은 소스 전극(163)과 드레인 전극(165) 사이의 채널(channel) 영역에는 배치되지 않는다.
여기서, 오믹 콘택층(153, 155)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+ a-Si)으로 이루어질 수 있다. 만약, 소스/드레인 전극(163, 165)과 반도체층(140) 간의 접촉 특성이 충분히 확보된다면, 오믹 콘택층(153, 155)은 생략될 수도 있다.
반도체층(140) 상에 데이터 배선(161a, 161b, 163, 165)이 배치된다. 데이터 배선(161a, 161b, 163, 165)은 전술된 게이트 배선(121, 123)과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
데이터 배선(161a, 161b, 163, 165)은 데이터 라인(161a, 161b), 소스 전극(163), 및 드레인 전극(165)을 포함한다. 데이터 라인(161a, 161b)은 게이트 라인(121)과 교차하는 방향 예컨대, 제 2 방향(D2)으로 형성될 수 있다.
소스 전극(163)은 데이터 라인(161a, 161b)으로부터 분지되어 게이트 전극(123) 상부까지 연장된다. 드레인 전극(165)은 게이트 전극(123)을 중심으로 소스 전극(163)과 마주하는 막대형 끝 부분(165a)과 면적이 넓은 다른 끝 부분(165b)을 포함한다.
박막 트랜지스터 동작 시 전하가 이동하는 채널(Channel)은 소스 전극(163)과 드레인 전극(165) 사이의 반도체층(140) 내에 형성된다.
반도체층(140)과 데이터 배선(161a, 161b, 163, 165)이 동일 마스크를 사용하여 형성되는 경우, 데이터 배선(161a, 161b, 163, 165)은 채널(Channel) 영역을 제외하고, 그 아래에 형성된 반도체층(140)과 실질적으로 동일한 패턴을 가질 수 있다.
데이터 배선(161a, 161b, 163, 165)이 형성된 결과물의 전체 구조 상에 제 1 보호막(171)이 배치된다. 제 1 보호막(171)은 예를 들어, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 감광성(photosensitivity)의 유기물 또는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등을 포함하는 단일막 또는 다중막 구조를 가질 수 있다.
제 1 보호막(171) 상의 전면(全面)에 제 1 전기장 생성 전극(180)이 배치된다. 제 1 전기장 생성 전극(180)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어질 수 있다.
제 1 전기장 생성 전극(180)은 제 1 기판(110) 외곽에 배치된 공통 전압 라인(미도시)으로부터 공통 전압(Vcom)을 인가 받는다. 공통 전압 라인(미도시)은 게이트 배선(121, 123)과 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
제 1 전기장 생성 전극(180)이 형성된 결과물의 전체 구조 상에 제 2 보호막(172)이 배치된다. 제 2 보호막(172)은 전술된 제 1 보호막(171)에 사용되는 물질로 만들어질 수 있다.
제 2 보호막(172) 상에 제 2 전기장 생성 전극(190)이 배치된다. 제 2 전기장 생성 전극(190)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체로 이루어질 수 있다.
제 1 보호막(171) 및 제 2 보호막(172)에는 드레인 전극(165)의 일부를 드러내는 접촉 구멍(175)이 형성되어 있다. 제 2 전기장 생성 전극(190)은 접촉 구멍(175)을 통하여 드레인 전극(165)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
제 2 전기장 생성 전극(190)은 일 방향, 예를 들어 제 2 방향(D2)으로 연장된 줄기 전극(191), 줄기 전극(191)으로부터 제 1 방향(D1)으로 소정의 각도를 갖고 연장된 복수의 가지 전극(193)들, 및 가지 전극(193)으로부터 분기된 접속부(195)를 포함한다.
복수의 가지 전극(193)들은 면형 전극인 제 1 전기장 생성 전극(180)과 함께 수평 전계(도 3에 화살표로 도시)를 생성할 수 있다. 제 2 전기장 생성 전극(190)의 보다 자세한 구성은 후술한다.
다음, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제 2 기판(210)은 소다 석회 유리(soda lime glass) 또는 보로 실리케이트 유리 등과 같은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판이다.
제 2 기판(210) 상에 차광 부재(light blocking member)(220) 및 색 필터(230)가 배치된다.
차광 부재(220)는 빛이 투과하는 개구 영역을 정의한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(black matrix)라고도 불리어지며, 화소 영역을 정의한다. 차광 부재(220)는 크롬산화물(CrOx)과 같은 금속 또는 불투명 유기막 재료 등을 포함할 수 있다.
색 필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재하며, 색 필터(230)는 적색, 녹색, 청색, 원청색(cyan), 원적색(magenta), 원황색(yellow), 및 백색(white) 중 어느 하나일 수 있다. 적색, 녹색, 및 청색, 또는 원청색(cyan), 원적색(magenta), 및 원황색(yellow)과 같은 3개의 기본색이 색을 형성하기 위한 기본 화소군으로 구성될 수 있다.
차광 부재(220) 및 색 필터(230) 상에 덮개막(240)이 배치된다. 덮개막(240)은 차광 부재(220) 및 색 필터(230) 등의 하부층 굴곡 표면을 평탄화하거나 하부층으로부터 불순물의 용출을 방지한다
또한, 두 표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(101, 201)이 도포되어 있으며 이들은 수평 배향막일 수 있다. 배향막(101, 201)의 배향 방향은 제 1 방향(D1)에 평행할 수 있다. 이에 따라, 액정층(300)의 액정 분자(301)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 제 1 방향(D1)과 평행한 방향으로 초기 배향되어 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 데이터 라인 및 제 2 전기장 생성 전극을 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제 2 전기장 생성 전극(190)은 일 방향, 예를 들어 제 2 방향(D2)으로 연장된 줄기 전극(191), 및 줄기 전극(191)으로부터 제 1 방향(D1)으로 소정의 각도를 갖고 연장된 복수의 가지 전극(193)들, 및 가지 전극(193)으로부터 분기된 접속부(195)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터 라인(161a, 161b)들에 평행하게 연장된 줄기 전극(191)을 하나만 배치함으로써, 수평 전계에 의해 액정이 제어 되지 않는 디스클리네이션 영역을 감소시켜 투과율을 증대시킬 수 있다.
또한, 투과율 상승을 최대로 하기 위하여, 줄기 전극(191)과 인접한 데이터 라인(161a) 사이의 이격 거리(a)를 가지 전극(193)과 인접한 데이터 라인(161b) 사이의 이격 거리(b)와 비대칭으로 형성함으로써, 투과율을 증대시킬 수 있다.
즉, 줄기 전극(191)과 인접한 데이터 라인(161a) 사이의 이격 거리(a)를 가지 전극(193)과 인접한 데이터 라인(161b) 사이의 이격 거리(b)보다 작게 형성하는 경우, 수평 전계에 의해 액정이 제어 되지 않는 디스클리네이션 영역을 최소화시킴으로써, 투과율 상승을 최대로 할 수 있다.
가지 전극(193)들은 제 1 방향(D1)과 평행한 방향에 대해 빗각을 갖고 연장된다. 이하에서, 각을 지칭할 때는 둔각보다는 예각을 지칭하는 것으로 한다.
가지 전극(193)들은 각각 양 단부에 배치된 한쌍의 가장자리부(193a)들과, 한쌍의 가장자리부(193a)들 사이의 중심부(193b)를 포함한다.
가장자리부(193a)가 제 1 방향(D1)과 평행한 가상의 선과 이루는 제 1 각(θ1)은, 중심부(193b)가 제 1 방향(D1)과 평행한 가상의 선과 이루는 제 2 각(θ2)보다 클 수 있다. 제 1 각(θ1)은 15도 이상 내지 30도 이하일 수 있으며, 제 2 각(θ2)은 10도 이상 내지 15도 이하일 수 있다.
가장자리부(193a)의 제 1 방향(D1)으로의 폭(W)은 제 2 전기장 생성 전극(190)을 형성하는데 사용되는 노광기의 최소 분해능 값 이상 내지 10㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 노광기의 최소 분해능 값은 5㎛ 이상일 수 있다.
이러한 가장자리부(193a)는 제 2 전기장 생성 전극(190)의 가장자리 영역에서 액정 분자가 제어되지 않고 역회전(reverse twist)하여 텍스쳐가 생기는 것을 줄일 수 있다.
또한, 제 2 전기장 생성 전극(190)은 가지 전극(193)이 제 1 방향(D1)에 대해 기울어진 방향(위쪽 또는 아래쪽)에 따라 두 개 이상의 도메인으로 나뉠 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 전기장 생성 전극(190)은 가상의 중심선(CT)를 기준으로 제 1 도메인(R1) 및 제 2 도메인(R2)으로 나뉠 수 있다. 제 1 도메인(R1)의 가지 전극(193)들은 제 2 방향(D2)을 기준으로 아래쪽으로 뻗으며, 제2 도메인(R2)의 가지 전극(193)은 제 2 방향(D2)을 기준으로 대해 위쪽으로 뻗는다. 즉, 제 2 전기장 생성 전극(190)은 가상의 중심선(CT)을 중심으로 반전 대칭을 이룰 수 있다.
이와 같이 제 2 전기장 생성 전극(190)을 복수의 도메인으로 나누어 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 함으로써, 액정 표시 장치의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
접속부(195)는 드레인 전극(165)의 일부를 드러내는 접촉 구멍(175)을 통하여 드레인 전극(165)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
도 5는 종래 액정 표시 장치의 제 2 전기장 생성 전극의 일부를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제 2 전기장 생성 전극의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 5를 참조하면, 종래 제 2 전기장 생성 전극(19)는 제 2 방향(D2)으로 연장된 제 1 줄기 전극(19a)과 제 2 줄기 전극(19b), 및 제 1 줄기 전극(19a)과 제 2 줄기 전극(19b) 사이에 배치되며, 제 1 방향(D1)으로 소정을 각도를 갖고 연장된 복수의 가지 전극(19c)들을 포함한다.
액정 분자(31)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축(32)이 제 1 방향(D1)과 평행한 방향으로 초기 배향되는데, 줄기 전극들(19a, 19b) 상에 배치된 액정 분자(31)들의 경우 배향 방향과 전기장 인가 방향이 동일하기 때문에 액정의 회전이 발생하지 않는다.
따라서, 제 2 전기장 생성 전극(19)의 제 1 줄기 전극(19a) 및 제 2 줄기 전극(19b) 상에서 액정이 제어되지 않는 디스클리네이션(disclination)이 발생한다. 그 결과, 투과율이 감소한다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 전기장 생성 전극(190)은 제 2 방향(D2)으로 연장된 줄기 전극(191), 및 줄기 전극(191)으로부터 제 1 방향(D1)으로 소정의 각도를 갖고 연장된 복수의 가지 전극(193)들을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 제 2 전기장 생성 전극(190)은 종래 구조에 비하여 줄기 전극 하나를 생략함으로써, 액정이 제어되지 않는 디스클리네이션 영역을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 투과율이 증가한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 전기장 생성 전극(190)은 줄기 전극 하나를 생략하고, 남은 줄기 전극과 데이터 라인 사이의 이격 거리를 가지 전극들과 데이터 라인 사이의 이격 거리보다 작도록 형성함으로써, 액정이 제어되지 않는 디스클리네이션 영역을 최소화시킬 수 있다. 그 결과, 투과율이 최대로 증가한다.
도 7은 종래 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 전자 현미경 사진이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 투과율을 나타낸 전자 현미경 사진이다.
도 7 내지 도 9는 동일한 개구율을 가질 때, 한쌍의 줄기 전극을 갖는 경우(도 7), 하나의 줄기 전극을 갖는 경우(도 8), 및 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리를, 가지 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리보다 작게 형성한 경우(도 9)의 투과율을 시뮬레이션한 결과이다.
도 7 및 도 8를 참조하면, 하나의 줄기 전극을 생략한 경우, 종래 구조에 비해 액정이 제어되지 않는 디스클리네이션 영역이 감소하여 투과율이 약 8% 향상된다.
또한, 도 7 및 도 9를 참조하면, 액정이 제어되지 않는 줄기 전극과 데이터 라인 사이의 이격 거리를 최소화 하고, 액정이 제어되는 가지 전극과 데이터 라인 사이의 이격 거리를 최대화함으로써, 액정이 제어되지 않는 디스클리네이션 영역이 최소화되어 종래 구조에 비해 투과율이 약 11% 향상된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 외곽 줄기 전극 중 어느 하나를 생략함으로써 투과율 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리를, 가지 전극과 인접합 데이터 라인 사이의 이격 거리와 비대칭으로 형성함으로써, 투과율 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리를, 가지 전극과 인접합 데이터 라인 사이의 이격 거리보다 작게 형성함으로써, 투과율 특성이 향상된 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 하부 표시판 200: 상부 표시판
110: 제 1 기판 210: 제 2 기판
121: 게이트 라인 123: 게이트 전극
130: 게이트 절연막 140: 반도체층
161a, 161b: 데이터 라인 163: 소스 전극
165: 드레인 전극 180: 제 1 전기장 생성 전극
190: 제 2 전기장 생성 전극

Claims (12)

  1. 서로 마주하는 제 1 기판, 및 제 2 기판;
    상기 제 1 기판, 및 상기 제 2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제 1 기판 상에 제 1 방향으로 연장된 게이트 라인;
    상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 연장된 데이터 라인;
    상기 제 1 기판 상에 배치된 제 1 전기장 생성 전극; 및
    상기 제 1 기판 상에 상기 제 1 전기장 생성 전극과 절연되어 배치된 제 2 전기장 생성 전극;을 포함하며,
    상기 제 2 전기장 생성 전극은 상기 데이터 라인과 평행하게 연장된 줄기 전극, 및 상기 줄기 전극으로부터 상기 게이트 라인과 소정의 각도를 갖고 연장된 가지 전극들을 포함하며,
    상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리는, 상기 가지 전극들과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리와 서로 다르며,
    상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 간격은 상기 가지 전극과 상기 데이터 라인 사이의 간격 및 상기 가지 전극과 다른 데이터 라인 사이의 간격보다 작은 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 줄기 전극과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리는, 상기 가지 전극들과 인접한 데이터 라인 사이의 이격 거리보다 작은 다른 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전기장 생성 전극은 면 전극인 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가지 전극은 양 단부에 배치된 한쌍의 가장자리부들과, 상기 한쌍의 가장자리부들 사이의 중심부를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가장자리부와 상기 게이트 라인이 이루는 제 1 각은 상기 중심부와 상기 게이트 라인이 이루는 제 2 각보다 큰 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 각은 15도 이상 내지 30도 이하인 액정 표시 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 각은 10도 이상 내지 15도 이하인 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 가장자리부는, 5㎛ 이상 내지 10㎛ 이하의 폭을 갖는 액정 표시 장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 전기장 생성 전극은 상기 게이트 라인과 평행한 가상의 중심선을 기준으로 대칭을 이루는 액정 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인과 연결된 박막 트랜지스터를 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 전기장 생성 전극은 접촉 구멍을 통해 상기 박막 트랜지스터와 연결된 액정 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 액정층은, 장축이 상기 게이트 라인과 평행하게 초기 배향된 액정 분자를 포함하는 액정 표시 장치.

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