KR102495984B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR102495984B1
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Abstract

본 개시는 표시 장치에 관한 것으로, 한 실시예에 따른 표시 장치는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하고 제1방향으로 서로 이웃하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터, 그리고 상기 제1 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 화소 전극은 상기 제1방향으로 이웃한 제1 서브 전극 및 제2 서브 전극을 포함하고, 상기 제1 서브 전극은, 상기 제1 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제1 데이터선과 중첩하는 제1 세로 줄기부, 그리고 상기 제1 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제1가지부들을 포함하고, 상기 제2 서브 전극은, 상기 제2 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제2 데이터선과 중첩하는 제2 세로 줄기부, 그리고 상기 제2 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제2가지부들을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시할 수 있는 복수의 화소들을 포함하는 표시 패널을 포함한다. 각 화소는 데이터 신호를 인가받는 화소 전극을 포함하고, 화소 전극은 적어도 하나의 트랜지스터에 연결되어 데이터 신호를 인가받을 수 있다.
다양한 표시 장치 중, 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극을 포함하는 전기장 생성 전극(field generating electrode)과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 목표하는 영상을 표시할 수 있다.
본 기재의 실시예는 표시 장치의 투과율 및 시인성을 향상하기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하고 제1방향으로 서로 이웃하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터, 그리고 상기 제1 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 화소 전극은 상기 제1방향으로 이웃한 제1 서브 전극 및 제2 서브 전극을 포함하고, 상기 제1 서브 전극은, 상기 제1 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제1 데이터선과 중첩하는 제1 세로 줄기부, 그리고 상기 제1 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제1가지부들을 포함하고, 상기 제2 서브 전극은, 상기 제2 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제2 데이터선과 중첩하는 제2 세로 줄기부, 그리고 상기 제2 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제2가지부들을 포함한다.
상기 제1 서브 전극 중, 상기 제1 세로 줄기부를 기준으로 제1측에 위치하는 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제1 세로 줄기부를 기준으로 제2측에 위치하는 제2부분의 상기 제1방향의 길이와 다를 수 있다.
상기 제1부분은 상기 제2부분보다 상기 제1 화소 전극의 바깥쪽 가장자리에 더 가깝고, 상기 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제2부분의 상기 제1방향의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고, 상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라질 수 있다.
상기 제1 화소 전극과 상기 제1방향으로 이웃한 제2 화소 전극을 더 포함하고, 상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극 사이에는 상기 제2방향으로 연장된 제2갭이 위치하고, 상기 제2갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라질 수 있다.
상기 제1 세로 줄기부의 적어도 일부의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지고, 상기 제1 세로 줄기부의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향은 상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향과 반대일 수 있다.
상기 제1 서브 전극은, 상기 제1가지부들의 피치가 제1피치인 제1영역과 상기 제1가지부들의 피치가 제2피치인 제2영역을 포함하고, 상기 제1피치는 상기 제2피치보다 클 수 있다.
상기 제1영역에 상기 제1 세로 줄기부의 중앙이 위치할 수 있다.
상기 제1 서브 전극은 상기 제1 세로 줄기부에 연결되어 있는 제1 가로 줄기부를 더 포함하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역 사이의 경계는, 상기 제1 세로 줄기부 중 상기 제1 가로 줄기부를 기준으로 한쪽에 위치하는 부분과 교차할 수 있다.
상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고, 상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라질 수 있다.
상기 제1 세로 줄기부의 적어도 일부의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지고, 상기 제1 세로 줄기부의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향은 상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향과 반대일 수 있다.
상기 제1 서브 전극은, 상기 제1가지부들의 피치가 제1피치인 제1영역과 상기 제1가지부들의 피치가 제2피치인 제2영역을 포함하고, 상기 제1피치는 상기 제2피치보다 클 수 있다.
상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 갭이 위치하고, 상기 제1 화소 전극은 상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이를 서로 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 화소 전극과 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 이웃한 제2 화소 전극, 그리고 상기 제2 화소 전극과 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 게이트선은 서로 나란한 제1 서브 게이트선 및 제2 서브 게이트선을 포함하고, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 서브 게이트선과 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 서브 게이트선 및 상기 제2 데이터선과 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선은 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극을 상기 제2방향으로 가로지르며 연장되어 있을 수 있다.
상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고, 상기 제1갭은 상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이터선 사이에 위치할 수 있다.
한 실시예에 따른 표시 장치는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하고 제1방향으로 서로 이웃하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 그리고 제1 화소 전극을 포함하고, 상기 제1 화소 전극은, 상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결되어 있는 제1 서브 전극, 그리고 상기 제1 서브 전극과 전기적으로 연결되어 있는 제2 서브 전극을 포함하고, 상기 제1 서브 전극 및 상기 제2 서브 전극 각각은 복수의 가지부들을 포함하고, 상기 제1 서브 전극 및 상기 제2 서브 전극 각각은 상기 복수의 가지부들의 연장 방향이 서로 다른 두 개의 부영역을 포함하고, 상기 제1 데이터선은 상기 제1 서브 전극이 포함하는 상기 두 개의 부영역 사이의 경계를 따라 연장되어 있고, 상기 제2 데이터선은 상기 제2 서브 전극이 포함하는 상기 두 개의 부영역 사이의 경계를 따라 연장되어 있다.
상기 제1 서브 전극 중, 상기 제1 세로 줄기부를 기준으로 제1측에 위치하는 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제1 세로 줄기부를 기준으로 제2측에 위치하는 제2부분의 상기 제1방향의 길이와 다를 수 있다.
상기 제1부분은 상기 제2부분보다 상기 제1 화소 전극의 바깥쪽 가장자리에 더 가깝고, 상기 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제2부분의 상기 제1방향의 길이보다 짧을 수 있다.
상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고, 상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라질 수 있다.
본 기재에 따른 실시예들에 따르면, 표시 장치의 투과율 및 시인성을 향상할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 배치도이고,
도 2는 한 실시예에 따른 표시 장치의 두 화소들에 대한 평면 배치도이고,
도 3은 도 2에 도시한 표시 장치의 화소 전극들 및 데이터선들의 평면도이고,
도 4는 도 2에 도시한 표시 장치를 IVa-IVb 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 5는 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시 영역의 개략적인 배치도이고,
도 6은 한 실시예에 따른 표시 장치의 액정 분자의 배향 방향의 각도를 나타낸 그래프이고,
도 7은 한 실시예에 따른 표시 장치의 이웃한 네 화소들에 대한 평면 배치도이고,
도 8은 한 실시예에 따른 표시 장치의 두 화소들에 대한 평면 배치도이고,
도 9는 한 실시예에 따른 표시 장치의 이웃한 네 화소들에 대한 평면 배치도이고,
도 10 내지 도 12는 각각 한 실시예에 따른 표시 장치의 화소 전극 및 데이터선들의 평면도이고,
도 13 및 도 14는 각각 한 실시예에 따른 표시 장치의 화소 전극에 고계조 전압을 인가한 직후 화소의 영상 사진이고,
도 15 및 도 16은 각각 한 실시예에 따른 표시 장치의 화소 전극 및 데이터선들의 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 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. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 평면 뷰(in a plan view)는 서로 교차하는 두 방향(예를 들어, 제1방향(DR1) 및 제2방향(DR2))에 평행한 면을 관찰하는 뷰를 의미하고(““평면상””이라고도 표현함), 단면 뷰(in a cross-sectional view)는 제1방향(DR1) 및 제2방향(DR2)에 평행한 면에 수직인 방향(예를 들어, 제3방향(DR3))으로 자른 면을 관찰하는 뷰를 의미한다. 또한, 두 구성 요소가 중첩한다고 할 때는 다른 언급이 없는 한 두 구성 요소가 제3방향(DR3)(예를 들어, 기판의 윗면에 수직인 방향)으로 서로 중첩하는 것을 의미한다.
도 1을 참조하여 한 실시예에 따른 표시 장치의 구조에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 한 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 표시 영역(display area)(DA)과 그 바깥에 위치하는 주변 영역(peripheral area)(PA)을 포함하는 표시 패널(100)를 포함한다. 표시 장치(1000)는 표시 패널(100)에 빛을 제공하는 백라이트(900)를 더 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 입력 영상에 따른 영상을 표시할 수 있는 영역으로서, 복수의 화소(PX)들, 복수의 게이트선(121)들 및 복수의 데이터선(171a, 171b)들을 포함한다.
각 화소(PX)는 영상을 구성하는 반복되는 기본 단위로서, 빛을 내보내는 부분 및 차광된 부분도 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)들은 대략 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있다. 평면 뷰에서, 이웃한 화소(PX)들 사이의 경계로 둘러싸인 단위 영역을 "화소 영역"이라 한다. 화소 영역은 백라이트(900)로부터의 빛이 투과될 수 있는 투광 영역과 빛이 투과되지 못하는 차광 영역을 포함할 수 있다. 이러한 차광 영역은 뒤에서 설명할 격자 형태의 차광부에 포함될 수 있다.
각 화소(PX)는 게이트선(121) 및 데이터선(171a, 171b)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 스위칭 소자 및 이에 연결된 적어도 하나의 화소 전극을 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 표시 패널(100)에 집적되어 있는 (박막) 트랜지스터 등의 전기 소자로서, 게이트 단자, 입력 단자, 그리고 출력 단자를 포함할 수 있다. 스위칭 소자는 게이트선(121)의 게이트 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 데이터선(171a, 171b)으로부터의 데이터 전압을 선택적으로 화소 전극에 전달할 수 있다. 화소 전극에 인가된 데이터 전압에 따라 화소(PX)들은 해당하는 영상을 표시할 수 있다.
다양한 색을 나타내기 위해서 각 화소(PX)는 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있고, 이들 기본색의 공간적, 시간적 합으로 원하는 색의 영상이 인식될 수 있다. 기본색은 예를 들어 적색, 녹색, 청색 등 삼원색일 수 있고, 이에 백색을 더 포함할 수도 있다.
각 화소열(PXC)의 화소(PX)들은 서로 동일한 기본색을 나타낼 수 있고, 이웃한 화소열(PXC)의 화소(PX)들은 서로 다른 기본색을 나타낼 수 있다. 다른 예로서, 각 화소행(PXR)의 화소(PX)들은 서로 동일한 기본색을 나타낼 수 있고, 이웃한 화소행(PXR)의 화소(PX)들은 서로 다른 기본색을 나타낼 수 있다. 또 다른 예로서, 사각 형태로 이웃한 네 개의 화소(PX)들은 서로 다른 둘 이상의 기본색을 나타낼 수도 있다. 예를 들어 사각 형태로 이웃한 네 개의 화소(PX)들이 적색, 녹색, 청색 및 백색을 각각 나타낼 수도 있다.
게이트선(121)은 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압 등의 게이트 신호를 전달할 수 있다. 복수의 게이트선(121)들은 대체로 제1방향(DR1)에 교차하는 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 순차적으로 배열되어 있을 수 있다. 본 명세서에서 제1방향(DR1)/제2방향(DR2)/제3방향(DR3)에 나란한 방향은 도시된 제1방향(DR1)/제2방향(DR2)/제3방향(DR3) 또는 그 반대 방향을 의미한다.
하나의 게이트 신호를 전달하는 하나의 게이트선(121)은 서로 전기적으로 연결되어 있는 제1 및 제2 서브 게이트선(121a, 121b)들을 포함할 수 있다. 각 서브 게이트선(121a, 121b)은 전체적으로 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 길게 연장되어 있을 수 있으며, 제1 및 제2 서브 게이트선(121a, 121b)들은 표시 영역(DA)에서 서로 대체로 나란할 수 있다. 제1 서브 게이트선(121a)과 제2 서브 게이트선(121b)은 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 배열되어 있다. 한 게이트선(121)에 포함된 제1 및 제2 서브 게이트선(121a, 121b)들은 서로 다른 화소행(PXR)에 각각 위치하며 각각이 대응하는 화소행(PXR)의 화소(PX)들의 스위칭 소자에 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 한 게이트선(121)에 포함된 제1 및 제2 서브 게이트선(121a, 121b)들은 표시 영역(DA)의 좌우 가장자리 근처 또는 주변 영역(PA)에서 서로 물리적, 전기적으로 연결되어 동일한 게이트 신호를 전달할 수 있다.
데이터선(171a, 171b)은 표시 장치에 입력되는 영상 신호에 대응하는 데이터 전압을 전달할 수 있다. 복수의 데이터선(171a, 171b)들은 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 배열되어 있을 수 있으며, 각 데이터선(171a, 171b)은 주로 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 길게 연장되어 있을 수 있다.
각 화소열(PXC)에는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)이 대응하여 배치될 수 있다. 데이터선(171a)과 데이터선(171b)은 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 교대로 배열되어 있을 수 있다. 한 화소열(PXC)에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 해당 화소열(PXC)의 화소(PX)들의 화소 영역의 내부를 가로지르며 화소 영역과 중첩할 수 있다. 특히, 데이터선(171a, 171b)은 해당 화소열(PXC)의 화소(PX)들 각각에 정의된 하나의 투광 영역의 내부를 지날 수 있다. 한 화소열(PXC)에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 서로 다른 데이터 전압을 전달할 수 있다.
한 화소열(PXC)에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 해당 화소열(PXC)에 위치하는 화소(PX)들의 스위칭 소자에 전기적으로 연결되어 있다. 특히, 한 화소열(PXC)에서, 한 게이트선(121)의 제1 및 제2 서브 게이트선(121a, 121b)들에 각각 전기적으로 연결된 스위칭 소자들을 포함하는 두 화소(PX)의 스위칭 소자들은 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 서로 다른 데이터선(171a, 171b)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 한 화소열(PXC)에서, 한 게이트선(121)에 연결된 서로 다른 화소(PX)들은 동일한 시간에 서로 다른 데이터선(171a, 171b)들을 통해 각각에 해당하는 데이터 전압들을 인가받을 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이 각 화소열(PXC)에서 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 배열된 화소(PX)들의 스위칭 소자들은 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)들에 교대로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
이와 같이 행렬 형태로 배치된 화소(PX)들을 포함하는 표시 패널(100)에서 게이트선(121)의 수는 전체 화소행(PXR)의 수의 대략 반으로 감소하는 대신 데이터선(171a, 171b)의 수는 전체 화소열(PXC)의 수의 대략 2배가 될 수 있다.
주변 영역(PA)의 대부분은 빛을 투과시키지 못할 수 있으며, 이를 위해 주변 영역(PA)는 차광 부재가 위치할 수 있다. 또한, 주변 영역(PA)의 대부분은 영상을 표시하지 못하는 영역일 수 있다. 주변 영역(PA)에는 게이트 구동부(400a, 400b) 및 게이트 구동부(400a, 400b)에 구동 제어 신호를 전달하는 복수의 신호선(미도시)이 위치할 수 있다.
게이트 구동부(400a, 400b)는 게이트선(121)과 연결되어 있으며 타이밍 콘트롤러의 제어에 따라 게이트 신호를 게이트선(121)에 전달할 수 있다. 게이트 구동부(400a, 400b)는 표시 영역(DA)을 기준으로 양쪽에 각각 위치하는 제1 게이트 구동부(400a)와 제2 게이트 구동부(400b)를 포함할 수 있다. 각 게이트 구동부(400a, 400b)는 대체로 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 순차적으로 배열된 복수의 스테이지들을 포함할 수 있고, 각 스테이지는 각 게이트선(121)에 연결되어 각각의 게이트 신호를 전달할 수 있다. 두 게이트 구동부(400a, 400b) 중 하나는 생략될 수도 있다. 게이트 구동부(400a, 400b)는 표시 영역(DA)의 박막 트랜지스터 등의 전기 소자와 함께 동일한 공정을 통해 표시 패널(100)의 주변 영역(PA)에 직접 형성될 수 있다.
데이터 구동부(500)는 데이터선(171a, 171b)들과 연결되어 있다. 데이터 구동부(500)는 타이밍 콘트롤러의 제어에 따라 입력 영상 신호에 대응하는 계조 전압인 데이터 전압을 선택적으로 해당 데이터선(171a, 171b)에 인가할 수 있다. 데이터 구동부(500)는 복수의 구동 칩 형태로 표시 패널(100)의 주변 영역(PA)에 장착되거나, 표시 패널(100)에 전기적으로 연결된 가요성 인쇄 회로막 또는 인쇄 회로 기판 위에 장착될 수 있다.
백라이트(900)는 표시 패널(100)의 배면에 위치하여 표시 패널(100)에 빛을 제공할 수 있으며, 평면 상에 또는 선형으로 배열된 복수의 발광 소자 및 다양한 광학 필름들을 포함할 수 있다.
다음, 도 1과 함께 도 2 내지 도 7을 참조하여 한 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
한 실시예에 따른 표시 장치(1000a)의 표시 패널은 대향하는 제1기판(110)과 제2기판(210), 그리고 제1 및 제2 기판(110, 210) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다. 여기서, 제1기판(110)을 중심으로 '위'라 하면 제1기판(110)의 두 면 중 액정층(3) 쪽을 향하는 면의 위쪽을 의미하고, 제2기판(210)을 중심으로 '아래'라 하면 제2기판(210)의 두 면 중 액정층(3) 쪽을 향하는 면의 아래쪽을 의미한다.
제1기판(110) 위에 게이트선(121), 게이트 전극(124) 및 유지 전극선(131)을 포함하는 게이트 도전층이 위치할 수 있다. 게이트 도전층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 이들의 합금 등 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하나의 게이트선(121)에는 복수의 게이트 전극(124)들이 직접 연결되어 있을 수 있다. 게이트 전극(124)은 게이트선(121)으로부터 위로 돌출된 형태로 게이트선(121)에 연결되어 있을 수 있다. 게이트선(121)은 주로 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 연장되어 있다. 게이트 전극(124)의 내부에는 개구부인 구멍(24)이 형성되어 있을 수 있다.
유지 전극선(131)은 평면 뷰에서 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)과 이격되어 있으며 공통 전압과 같은 일정한 전압을 전달할 수 있다. 유지 전극선(131)은 주로 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 연장된 하나의 메인선(131a), 메인선(131a)에 연결되어 있으며 주로 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 연장된 복수의 연장부(131b)들, 그리고 메인선(131a)의 일부가 확장된 부분인 복수의 확장부(131c)들을 포함할 수 있다. 한 메인선(131a)에 연결된 복수의 연장부(131b)들의 제1방향(DR1)의 피치 및 복수의 확장부(131c)들의 제1방향(DR1)의 피치는 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 배열된 복수의 화소(PX)들의 제1방향(DR1)의 피치와 대략 동일할 수 있다.
게이트 도전층 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 위치할 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 복수의 반도체(153, 156)들을 포함하는 반도체층이 위치한다. 반도체층은 비정질 또는 다결정 규소 또는 산화물 반도체 물질 등을 포함할 수 있다. 반도체(153)는 게이트 전극(124)과 평면상 서로 중첩할 수 있다.
반도체(153) 위에는 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 위치할 수 있다. 반도체층이 규소를 포함하는 경우, 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 또는 실리사이드(silicide)를 포함할 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략될 수도 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171a, 171b), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전층이 위치할 수 있다. 데이터 도전층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 이들의 합금 등 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
데이터선(171a, 171b)은 주로 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 연장되어 게이트선(121)과 교차하지만, 굴곡되어 있는 굴곡부(CV)를 포함할 수 있다. 굴곡부(CV)는 제1방향(DR1)에 나란하게 연장된 부분과 제2방향(DR2)에 나란하게 연장된 부분을 포함할 수 있다. 하나의 데이터선(171a, 171b)에는 복수의 소스 전극(173)들이 직접 연결되어 있을 수 있다. 소스 전극(173)은 데이터선(171a, 171b) 중 하나로부터 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 대략 C자형 또는 좌우 반전된 C자형으로 굽어 있을 수 있으나 그 모양이 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 전극(124)의 구멍(24)은 데이터선(171a, 171b)과 평면상 중첩하여, 게이트선(121)과 데이터선(171a, 171b) 사이의 커플링에 의한 신호 지연을 줄일 수 있다.
각 반도체(156)들은 게이트선(121), 게이트 전극(124) 또는 유지 전극선(131)과 데이터선(171a, 171b)이 교차하는 부분 사이에 위치하여 게이트 도전층과 데이터 도전층 사이의 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171a, 171b) 및 소스 전극(173)과 이격되어 있다. 드레인 전극(175)은 게이트 전극(124)과 중첩하는 영역에서 소스 전극(173)과 마주하는 부분, 그리고 확장부(177)를 포함할 수 있다. 확장부(177)는 평면 뷰에서 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)보다 위에 위치할 수 있다. 서로 마주하는 드레인 전극(175)과 소스 전극(173) 사이의 영역 대부분은 반도체(153)와 중첩할 수 있다.
평면 뷰에서 확장부(177)는 유지 전극선(131)의 확장부(131c)와 서로 중첩할 수 있다. 확장부(177)는 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 유지 전극선(131)의 확장부(131c)와 중첩하여 유지 커패시터(Cst)를 형성할 수 있다. 유지 커패시터(Cst)는 데이터선(171a, 171b)에 데이터 전압이 인가되지 않을 때에도 드레인 전극(175) 및 이에 연결된 화소 전극에 인가된 전압을 유지하는 역할을 할 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(153)와 함께 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Q)를 이루며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(153)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 아래의 반도체(153)와 그 위의 데이터 도전층 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 줄 수 잇다. 반도체(153)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터 도전층에 의해 덮이지 않은 부분이 있을 수 있다.
데이터 도전층 위에는 산화규소(SiOx), 질화규소(SiNx) 등의 무기 절연 물질 및/또는 유기 절연 물질을 포함하는 제1절연층("보호막"이라고도 함)(180a) 및 제1절연층(180a) 위에 위치하는 제2절연층(180b)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1절연층(180a)은 무기 절연 물질을 포함하고 제2절연층(180b)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1절연층(180a)과 제2절연층(180b)은 드레인 전극(175)의 확장부(177) 위에 위치하며 확장부(177)와 중첩하는 접촉 구멍(185)을 포함한다.
단면 뷰에서, 제1절연층(180a)과 제2절연층(180b) 사이에는 색필터층(230)이 위치할 수 있다. 색필터층(230)은 서로 다른 색을 나타내는 복수의 색필터들을 포함하며, 각 색필터는 대응하는 화소(PX)가 나타내는 색을 나타내는 색소를 포함할 수 있다. 제2절연층(180b)은 색필터층(230)의 물질이 액정층(3)으로 빠져나가는 것을 막을 수 있다. 색필터층(230)은 제1 및 제2 절연층(180a, 180b)들의 접촉 구멍(185)과 중첩하는 개구부(235)를 포함할 수 있다. 개구부(235) 안에 접촉 구멍(185)이 위치할 수 있다.
평면 뷰에서 인접한 두 색필터는 화소(PX)들 사이의 경계에서 일부가 서로 중첩하고 있을 수도 있다. 특히, 각 색필터가 각 화소열(PXC)을 따라 연장되어 한 화소열(PXC)에 하나의 색필터가 배치된 경우, 이웃한 화소열(PXC)들 사이에 두 색필터들이 서로 일부 중첩하고 있을 수 있고, 두 색필터들이 중첩한 영역은 유지 전극선(131)의 연장부(131b)와 중첩할 수 있다.
제2절연층(180b) 위에는 화소 전극(191) 및 차폐 전극(shielding electrode)(199)을 포함하는 화소 전극층이 위치할 수 있다. 화소 전극층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 금속을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 화소 전극(191)의 전체적인 모양은 대략적으로 사각형이며, 화소 전극(191)의 일부가 제거된 패턴을 포함할 수 있다. 화소 전극(191)의 패턴에 따라, 화소 전극(191)은 제1 서브 전극(191a), 제2 서브 전극(191b), 연결부(connector)(195), 연장부(extension)(196a, 196b), 그리고 확장부(197)를 포함할 수 있다.
제1 서브 전극(191a)과 제2 서브 전극(191b)은 화소 전극층이 제거된 공간인 갭(91)을 사이에 두고 제1방향(DR1)으로 이웃하며, 연결부(195)를 통해 서로 전기적으로 연결되어 있다. 갭(91)은 대체로 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 연장되어 있을 수 있다. 갭(91)의 제1방향(DR1)의 폭은 대체로 일정할 수도 있고, 제2방향(DR2)에 따라 변할 수도 있다. 이와 유사하게, 제1방향(DR1)으로 이웃한 두 화소 전극(191) 사이의 갭의 제1방향(DR1)의 폭은 대체로 일정할 수도 있고, 제2방향(DR2)에 따라 변할 수도 있다.
제1 서브 전극(191a)과 제2 서브 전극(191b) 각각은 가로 줄기부(192a, 192b), 세로 줄기부(193a, 193b), 그리고 복수의 가지부(194a, 194b)들을 포함할 수 있다. 가로 줄기부(192a, 192b)는 대체로 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 연장되어 있고, 세로 줄기부(193a, 193b)는 가로 줄기부(192a, 192b)에 십(十)자 형태로 연결되어 있으며 대체로 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 연장되어 있다. 각 서브 전극(191a, 191b)은 가로 줄기부(192a, 192b)와 세로 줄기부(193a, 193b)에 의해 각각 네 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')으로 나뉘어질 수 있다.
세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭은 일정할 수도 있고, 제2방향(DR2)을 따라 변할 수도 있다. 마찬가지로, 가로 줄기부(192a, 192b)의 제2방향(DR2)의 폭은 일정할 수도 있고, 제2방향(DR2)을 따라 변할 수도 있다.
복수의 가지부(194a, 194b)들은 네 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')들에 각각 위치하며 가로 줄기부(192a, 192b) 및 세로 줄기부(193a, 193b)에 연결되어 있다. 각 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')에 위치하는 가지부(194a, 194b)들은 제1방향(DR1) 및 제2방향(DR2)에 비스듬한 방향으로 연장되어 있으며, 그 연장 방향은 제1방향(DR1) 및 제2방향(DR2)과 대략 45도 또는 135도의 각을 이룰 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한 서브 전극(191a, 191b)에서 세로 줄기부(193a, 193b)를 사이에 두고 마주하는 두 부영역(R1, R2)(R3, R4)(R1', R2')(R3', R4')에 위치하는 가지부(194a, 194b)들은 서로 다른 방향으로 연장되어 있다.
이웃한 가지부(194a, 194b)들 사이에는 이격 공간인 슬릿(94)이 위치한다. 한 서브 전극(191a, 191b)에서 복수의 가지부(194a, 194b)들이 배치된 피치 또는 복수의 슬릿(94)들이 배치된 피치는 도시한 바와 같이 일정할 수도 있고, 위치에 따라 다를 수도 있다. 또한, 각 가지부(194a, 194b)가 연장된 방향에 수직인 방향의 길이인 가지부(194a, 194b)의 폭은 한 서브 전극(191a, 191b)에서 일정할 수도 있고 위치에 따라 다를 수도 있다. 마찬가지로, 각 슬릿(94)이 연장된 방향에 수직인 방향의 길이인 슬릿(94)의 폭은 한 서브 전극(191a, 191b)에서 일정할 수도 있고 위치에 따라 다를 수도 있다.
복수의 가지부(194a, 194b)들의 피치 또는 복수의 슬릿(94)들의 피치는 예를 들어 대략 6 마이크로미터일 수 있고, 이 경우 가지부(194a, 194b)의 폭은 예를 들어 대략 3.4 마이크로미터일 수 있고, 슬릿(94)의 폭은 예를 들어 대략 2.6 마이크로미터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 가로 줄기부(192a, 192b)를 기준으로 위에 위치하는 부영역(R1, R2)(R1', R2')의 제2방향(DR2)의 길이(L1)와 가로 줄기부(192a, 192b)를 기준으로 아래에 위치하는 부영역(R3, R4)(R3', R4')의 제2방향(DR2)의 길이(L2)는 서로 대략 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
세로 줄기부(193a, 193b)를 사이에 두고 마주하는 두 부영역(R1, R2)(R3, R4)(R1', R2')(R3', R4')의 제1방향(DR1)의 길이(W1, W2)는 서로 동일하지 않을 수도 있고 동일할 수도 있다. 즉, 각 서브 전극(191a, 191b) 중 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 서로 반대측에 위치하는 두 부분(또는 두 부영역(R1, R2)(R3, R4)(R1', R2')(R3', R4'))의 제1방향(DR1)의 길이가 서로 동일할 수도 있고 동일하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제1 서브 전극(191a)에서, 세로 줄기부(193a)의 좌측 엣지부터 세로 줄기부(193a)를 기준으로 좌측에 위치하는 가지부(194a)의 끝(또는 제1 서브 전극(191a)의 좌측 엣지)까지의 제1방향(DR1)의 길이(W1)는, 세로 줄기부(193a)의 우측 엣지부터 세로 줄기부(193a)를 기준으로 우측에 위치하는 가지부(194a)의 끝(또는 제1 서브 전극(191a)의 우측 엣지)까지의 제1방향(DR1)의 길이(W2)와 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 도 2는 두 길이(W1, W2)가 서로 다른 예를 도시한다.
특히, 각 서브 전극(191a, 191b) 중 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 서로 반대측에 위치하는 두 부분 중, 화소 전극(191)의 바깥 가장자리에 더 가깝거나 인접한 부분의 제1방향(DR1)의 길이(W1)가 갭(91)에 더 가깝거나 인접한 부분의 제1방향(DR1)의 길이(W2)보다 짧을 수 있다. 즉, 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 외곽에 위치하는 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')의 제1방향(DR1)의 길이(W1)가 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 안쪽에 위치하는 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4'), 즉 갭(91)과 인접하는 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')의 제1방향(DR1)의 길이(W2)보다 짧을 수 있다. 이에 따라, 제1방향(DR1)의 길이가 상대적으로 더 작은 부영역(R1, R2, R3, R4)에 위치하는 가지부(194a, 194b)들의 길이가 더 짧을 수 있다.
한 화소 전극(191)의 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)은 갭(91)을 기준으로 서로 대칭인 모양을 가질 수 있다.
연결부(195)는 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들의 가로 줄기부(192a, 192b) 사이에 위치하며 가로 줄기부(192a, 192b)와 연결되어 있을 수 있다.
부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')들의 제1방향(DR1)의 길이(W1, W2)는 대략 11 마이크로미터 이상일 수 있다.
평면 뷰에서, 한 화소 전극(191)의 한 쌍의 세로 줄기부(193a, 193b)는 해당 화소 전극(191)과 중첩하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)과 각각 중첩하며 데이터선(171a, 171b)과 서로 나란하게 연장되어 있을 수 있다. 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 각 서브 전극(191a, 191b)에서 가로 줄기부(192a, 192b)와 세로 줄기부(193a, 193b)의 교차점을 지나며 중첩할 수 있다. 이에 따라, 각 데이터선(171a, 171b)은 대응하는 서브 전극(191a, 191b)의 네 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')들 사이의 경계 중 제2방향(DR2)에 나란한 경계에 위치하며 그 경계를 따라 연장될 수 있다.
서로 중첩하는 세로 줄기부(193a, 193b) 및 데이터선(171a, 171b)의 제1방향(DR1)의 폭들은 실질적으로 서로 동일할 수도 있고 약간 차이가 있을 수도 있다. 도 2는 도시의 편의를 위해 데이터선(171a, 171b)의 제1방향(DR1)의 폭이 대응하는 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭보다 약간 큰 것으로 도시하였으나 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭과 동일하거나 더 작을 수도 있다.
데이터선(171a, 171b)은 세로 줄기부(193a, 193b)와 중첩하는 영역에서 벗어나 박막 트랜지스터(Q)와 연결되기 위해 도 2에 도시한 바와 같이 굴곡부(CV)에서 굴곡될 수 있다.
연장부(196a)는 제1 서브 전극(191a)의 좌측 아래 모서리에 연결되어 있고, 연장부(196b)는 제2 서브 전극(191b)의 우측 아래 모서리에 연결되어 있을 수 있다. 두 연장부(196a, 196b)는 확장부(197)와 연결되어 있으며, 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들의 아래에서 확장부(197)를 사이에 두고 서로 반대편에 위치할 수 있다. 확장부(197)는 갭(91)에 정렬하여 위치할 수 있다. 확장부(197)는 평면 뷰에서 박막 트랜지스터(Q)의 드레인 전극(175)의 확장부(177)와 중첩하며, 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)의 확장부(177)와 접촉하며 전기적으로 연결되어 데이터 전압을 전달받을 수 있다.
한 화소 전극(191)의 제1방향(DR1)의 폭은 대략 40 마이크로미터 내지 70 마이크로미터일 수 있으나 이에 한정되지 않고 표시 장치(1000a)의 설계 조건에 따라 달라질 수 있다.
화소 전극(191)의 좌우 가장자리의 끝 부분은 도 2에 도시한 바와 같이 유지 전극선(131)의 연장부(131b)와 중첩할 수도 있고, 이와 달리 연장부(131b)와 중첩하지 않을 수도 있다.
차폐 전극(199)은 화소 전극(191)과 이격되어 있으며 대체로 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 연장되어 있을 수 있고, 제2방향(DR2)으로 이웃한 두 화소행 사이에 하나씩의 차폐 전극(199)이 위치할 수 있다. 차폐 전극(199)은 게이트선(121)의 적어도 일부와 중첩하여 게이트선(121) 부근에서 발생할 수 있는 빛샘을 방지할 수 있다.
다음, 제2기판(210)의 아래에는 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 이웃한 화소 전극(191)들 사이의 빛샘을 막을 수 있다. 특히, 차광 부재(220)는 제2방향(DR2)으로 이웃한 화소 전극(191)들 사이의 영역에 주로 위치할 수 있으며, 주로 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 길게 연장되어 있을 수 있다. 평면 뷰에서, 차광 부재(220)는 박막 트랜지스터(Q), 게이트선(121), 그리고 드레인 전극(175)이 위치하는 영역을 대부분 덮어 빛샘을 방지할 수 있다.
한편, 앞에서 설명한 유지 전극선(131)의 연장부(131b)는 제1방향(DR1)으로 이웃한 두 화소 전극(191)들 사이의 공간의 대부분과 중첩하여 이웃한 화소 전극(191)들 사이의 빛샘을 막을 수 있다.
도 5를 참조하면, 이와 같이 차광 부재(220)와 유지 전극선(131)의 연장부(131b)에 의해 격자 형태의 차광부가 형성될 수 있으며, 차광부는 이웃한 화소(PX)들 사이의 경계를 덮어 빛샘을 방지할 수 있다. 차광부로 둘러싸인 영역은 각 화소(PX)의 전체적인 하나의 투광 영역이 될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 이웃한 화소(PX)들 사이의 경계로 둘러싸인 화소 영역은 투광 영역과 차광 영역을 포함할 수 있다. 차광부는 복수의 화소(PX)들의 차광 영역의 집합으로 볼 수 있다. 한 화소열에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 격자 형태의 차광부의 차광 영역 중 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 연장된 부분과는 교차하지만 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 연장된 부분과는 중첩하지 않고 이에 대체로 나란하게 연장될 수 있다.
제2기판(210)과 차광 부재(220)의 아래에는 공통 전극(270)이 위치할 수 있다. 공통 전극(270)은 표시 영역(DA)에 대응하는 영역의 대부분에서 연속적으로 형성되어 있을 수 있다. 공통 전극(270)도 화소 전극층과 마찬가지로 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 금속을 포함할 수 있다. 공통 전극(270)은 슬릿 등을 포함하도록 패터닝되어 있지 않을 수 있으나 경우에 따라 일부에 형성된 슬릿이나 절개부 등을 포함할 수도 있다.
앞에서 제1기판(110) 위에 위치하는 것으로 설명한 색필터층(230)은 이와 달리 제2기판(210)과 공통 전극(270) 사이에 위치할 수도 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(31)들을 포함할 수 있다. 액정 분자(31)는 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 대체로 그 장축이 제1 및 제2 기판(110, 210)의 면에 대하여 수직 또는 예각을 이루도록 서 있도록 배향되어 있을 수 있다. 액정 분자(31)는 화소 전극(191)의 패터닝된 부분들(예를 들어, 가지부(194a, 194b))의 엣지와 공통 전극(270) 사이의 프린지 필드(fringe field)에 따라 프리틸트되어 있을 수 있다.
화소 전극(191)과 제2절연층(180b) 위에는 배향막(11)이 위치하고, 공통 전극(270) 아래에는 배향막(21)이 위치할 수 있다. 두 배향막(11, 21)은 수직 배향막일 수 있다. 액정층(3)에 인접한 배향막(11, 21)의 면에는 반응성 모노머(reactive monomer, RM)가 자외선 등의 광과 반응하여 형성된 복수의 중합체 돌기들이 위치할 수 있고, 이러한 중합체 돌기는 액정층(3)의 액정 분자(31)의 프리틸트를 유지할 수 있는 기능을 할 수 있다.
이러한 표시 장치(1000a)에서, 화소 전극(191)에 데이터 전압이 인가되고 공통 전극(270)에 공통 전압이 인가되면 액정층(3)에 전기장이 생성된다. 전기장은 제1 및 제2 기판(110, 210)의 면에 대략 수직인 방향의 수직 성분을 포함하며, 화소 전극(191)의 가로 줄기부(192a, 192b), 세로 줄기부(193a, 193b), 그리고 복수의 가지부(194a, 194b) 등의 패턴의 엣지에 의해 프린지 필드 성분을 가질 수 있다. 이러한 전기장에 반응하여 액정 분자(31)들은 제1 및 제2 기판(110, 210)의 면에 대략 평행한 방향으로 기울어지면서, 가지부(194a, 194b)들이 있는 영역에서는 프린지 필드에 의해 액정 분자(31)가 각 가지부(194a, 194b)의 내부를 향해 기울어지다 결국 가지부(194a, 194b)들의 연장 방향에 평행한 방향으로 기울어진다. 이에 따라, 각 서브 전극(191a, 191b)에 대응하는 액정층(3)은 액정 분자(31)가 기울어지는 방향이 서로 다른 네 영역으로 구분될 수 있다. 이 네 영역은 앞에서 설명한 각 서브 전극(191a, 191b)의 네 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')에 대응된다.
가지부(194a, 194b)들이 배열된 영역인 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')의 내부 영역은 액정 분자(31)가 제1방향(DR1)에 나란한 방향에 대해 대체로 45도에 가까운 방향으로 배열되어 높은 투과율에 기여하는 영역이 되고, 가지부(194a, 194b)들의 바깥쪽 엣지 부근의 영역은 액정 분자(31)가 가지부(194a, 194b)들이 배열된 영역에서의 액정 분자(31)에 비해 제1방향(DR1)에 나란한 방향에 더 가깝게 배열되어 있어서 상대적으로 좋은 시인성에 기여하는 영역이 될 수 있다. 세로 줄기부(193a, 193b)에 대응하는 영역 또는 갭(91)에 대응하는 영역은 액정 분자(31)가 대체로 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 배열되어 있을 수 있고 이 부분에서의 투과율은 상대적으로 낮을 수 있다.
이와 같이 한 실시예에 따르면, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)들이 한 화소열에 위치하는 화소(PX)들의 투광 영역 내부를 지나며 연장되어 있는 구조에서, 데이터선(171a, 171b)은 세로 줄기부(193a, 193b)와 중첩하여 표시 장치의 시인성 및 투과율을 향상시킬 수 있다.
한 화소열(PXC)마다 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)이 위치하는 구조의 경우, 데이터선(171a, 171b)들은 이웃한 두 화소열(PXC) 사이에 위치하는 차광 영역에 위치할 수도 있지만, 이 경우 서로 다른 화소열(PXC)에 속하는 두 데이터선(171a, 171b)들이 바로 인접하게 되어 서로 전기적으로 쇼트(short)될 위험도 높아지고 인접한 데이터선(171a, 171b)들 간의 크로스토크도 심해질 수 있다. 또한, 표시 장치의 제조 공정 중 층 간의 정렬이 정확하지 않은 경우 데이터선(171a, 171b)과 화소 전극(191) 간의 중첩 영역의 넓이가 변하기 쉬워 기생 커패시턴스의 변동에 의한 영향이 커질 수 있다. 이를 고려해, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)들을 해당 화소열(PXC)에 위치하는 화소 전극(191) 내부와 중첩하도록 배치하여 데이터선(171a, 171b)들 간의 전기적 쇼트 위험 및 크로스토크를 줄이고 데이터선(171a, 171b)과 화소 전극(191) 간의 기생 커패시터의 변동을 방지할 수 있다.
데이터선(171a, 171b)은 불투명하므로 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)이 화소(PX)의 투광 영역과 중첩하는 영역에서는 빛이 투과할 수 없다. 실시예에 따르면, 한 화소 전극(191)을 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들로 구분하고 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들의 세로 줄기부(193a, 193b)들을 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)들과 중첩하도록 함으로써, 투과율과 시인성이 낮은 세로 줄기부(193a, 193b)에 대응하는 영역과 데이터선(171a, 171b)이 위치하는 영역을 하나의 영역으로 모아 전체적으로 투과율이 낮아지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 6의 제1그래프(GL)는 화소 전극(191)에 저계조의 전압(예를 들어 3V)을 인가하였을 때, 가로 줄기부(192a, 192b)와 중첩하지 않는 제1방향(DR1)을 따라 가면서, 제1방향(DR1)을 기준으로 한 액정 분자(31)가 기울어진 방향의 각을 나타내고, 도 6의 제2그래프(GH)는 화소 전극(191)에 고계조의 전압(예를 들어 7V)을 인가하였을 때, 가로 줄기부(192a, 192b)와 중첩하지 않는 제1방향(DR1)을 따라 가면서, 제1방향(DR1)을 기준으로 한 액정 분자(31)가 기울어진 방향의 각을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 세로 줄기부(193a, 193b)와 데이터선(171a, 171b)이 위치하는 영역과 갭(91)이 위치하는 영역에서 액정 분자(31)의 기울어진 방향의 각("방향각"이라 함, director angle)은 대략 90도로서 이 부분에서는 빛이 거의 투과하지 못할 수 있다. 도 6의 제1그래프(GL)와 제2그래프(GH)를 통해, 고계조의 전압을 화소 전극(191)에 인가하였을 때의 액정 분자(31)들의 평균 방향각은 대략 46.7도이고, 저계조의 전압을 화소 전극(191)에 인가하였을 때 액정 분자(31)들의 평균 방향각은 대략 41.7도임을 알 수 있다. 이와 같이, 저계조의 전압을 화소 전극(191)에 인가하였을 때에 비해 고계조의 전압을 화소 전극(191)에 인가하였을 때 액정 분자(31)들의 평균 방향각이 대략 5도 정도 증가한 결과를 통해 시인성이 개선될 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 액정 분자(31)의 평균 방향각이 대략 45도에 근접할 수 있으므로 투과율도 좋게 된다.
특히 본 실시예에서, 앞에서 설명한 바와 같이 각 서브 전극(191a, 191b)의 네 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')들 중 데이터선(171a, 171b)을 기준으로 화소(PX)의 바깥쪽에 위치하는 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')의 제1방향(DR1)의 길이(W1)가 내부의 부영역(R1, R2, R3, R4)(R1', R2', R3', R4')의 제1방향(DR1)의 길이(W2)보다 작을 수 있다. 이 경우, 데이터선(171a, 171b)이 각 서브 전극(191a, 191b)의 중앙보다는 바깥쪽에 더 가까워지므로 데이터선(171a, 171b)의 굴곡부(CV)의 제1방향(DR1)의 길이(WC1)가 좀더 짧아질 수 있다. 데이터선(171a, 171b)의 굴곡부(CV)는 서브 전극(191a, 191b)의 세로 줄기부(193a, 193b)의 바깥쪽에 위치하는 부분이므로 굴곡부(CV)는 투과율을 감소시킬 수 있는 영역이다. 그러나 본 실시예에 따르면 데이터선(171a, 171b)의 굴곡부(CV)의 제1방향(DR1)의 길이(WC1)를 짧게 함으로써 굴곡부(CV)의 면적을 줄일 수 있으므로 투과율 감소를 방지할 수 있다.
도 7은 앞에서 설명한 도 2 내지 도 4에 도시한 실시예에 따른 표시 장치(1000a)의 이웃한 네 화소(PX)들의 평면 배치도로서, 앞에서 설명한 도 1과 같이 복수의 화소행(PXR)들에 위치하는 화소 전극(191)들이 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)과 연결되는 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 7에 도시한 화소행(PXR)들 중 위쪽의 화소행(PXR)의 화소 전극(191)은 제1 서브 게이트선(121a) 및 데이터선(171a)에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(Qa)와 전기적으로 연결되어 있고, 아래쪽의 화소행(PXR)의 화소 전극(191)은 제2 서브 게이트선(121b) 및 데이터선(171b)에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(Qb)와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 제1 및 제2 서브 게이트선(121a, 121b)들은 앞에서 설명한 바와 같이 서로 전기적으로 연결되어 동일한 게이트 신호를 전달할 수 있다. 이와 같이 하나의 화소열 중 이웃한 두 화소행(PXR)들의 화소 전극(191)들은 서로 다른 데이터선(171a, 171b)에 박막 트랜지스터(Qa, Qb)들을 통해 교대로 연결되어 있을 수 있다. 한 화소열(PXC)에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)들은 해당 화소열(PXC)의 화소 전극(191)들을 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 가로지르며 연장될 수 있다.
다음, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 8 및 도 9를 참조하여 한 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다.
도 8을 참조하면, 한 실시예에 따른 표시 장치(1000b)는 앞에서 설명한 표시 장치(1000a)와 대부분 동일하나, 일부 구성 요소의 형태에 차이가 있을 수 있다. 앞에서 설명한 실시예의 구성 요소와 비교하여 연결 관계는 동일하나 형태에 있어 약간의 차이가 있는 구성 요소는 앞에서 설명한 실시예에서 사용한 도면 부호와 동일한 도면 부호를 사용하며, 여기서는 앞에서 설명한 실시예와의 차이점에 대해 주로 설명한다.
하나의 게이트선(121)은 한 쌍의 선부(line portion)(122, 123)들을 포함할 수 있다. 한 쌍의 선부(122, 123)들은 서로 나란하게 연장되어 있으며 각각이 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 연장되어 있을 수 있다. 한 쌍의 선부(122, 123)들 사이에는 복수의 게이트 전극(124)들이 위치하고, 게이트 전극(124)들은 한 쌍의 선부(122, 123)와 직접 연결되어 있어 결국 한 쌍의 선부(122, 123)는 서로 전기적으로 연결되어 있고 서로 동일한 게이트 신호를 전달할 수 있다. 제1방향(DR1)으로 이웃한 두 게이트 전극(124) 사이에는 개구부인 구멍(25)이 위치할 수 있다. 즉, 게이트 전극(124)이 위치하지 않는 영역에서 게이트선(121)의 한 쌍의 선부(122, 123)는 구멍(25)을 사이에 두고 서로 마주하며 나란할 수 있다.
데이터선(171a, 171b)들 중 하나에 연결된 소스 전극(173)은 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 대략 U자형으로 굽어 있을 수 있다.
화소 전극(191)은 앞에서 설명한 실시예에 따른 표시 장치(1000a)의 화소 전극(191)과 대부분 동일하나 확장부(197)로부터 돌출되어 있으며 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)과 교차하며 중첩하는 한 쌍의 돌출부(198a, 198b)를 더 포함할 수 있다. 각 돌출부(198a, 198b)는 대략 제1방향(DR1)에 나란한 방향으로 연장되어 있을 수 있다. 한 쌍의 돌출부(198a, 198b) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
앞에서 설명한 표시 장치(1000a)에서와 같이, 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들 각각에서, 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 좌측에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 엣지부터 세로 줄기부(193a, 193b)의 좌측 엣지까지의 제1방향(DR1)의 길이(W3)는 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 우측에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 엣지부터 세로 줄기부(193a, 193b)의 우측 엣지까지의 제1방향(DR1)의 길이(W4)와 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 특히, 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 외곽에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 제1방향(DR1)의 길이(W3)가 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 안쪽에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 제1방향(DR1)으로의 길이(W4)보다 짧을 수 있다.
도 9는 도 8에 도시한 실시예에 따른 표시 장치(1000b)의 이웃한 네 화소(PX)들의 평면 배치도로서, 앞에서 설명한 도 1과 같이 복수의 화소행(PXR)들에 위치하는 화소 전극(191)들이 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)들과 연결되는 구조를 도시한다. 예를 들어, 도 9에 도시한 화소행(PXR)들 중 위쪽의 화소행(PXR)의 화소 전극(191)은 제1 서브 게이트선(121a) 및 데이터선(171a)에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(Qa)와 전기적으로 연결되어 있고, 아래쪽의 화소행(PXR)의 화소 전극(191)은 제2 서브 게이트선(121b) 및 데이터선(171b)에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(Qb)와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 제1 및 제2 서브 게이트선(121a, 121b)들은 앞에서 설명한 바와 같이 서로 전기적으로 연결되어 동일한 게이트 신호를 전달할 수 있다. 이와 같이 하나의 화소열 중 이웃한 두 화소행(PXR)들의 화소 전극(191)들은 서로 다른 데이터선(171a, 171b)들에 박막 트랜지스터(Qa, Qb)들을 통해 교대로 연결되어 있을 수 있다.
다음, 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 10 내지 도 16을 참조하여 한 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다.
도 10을 참조하면, 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 표시 장치, 특히 도 8에 도시한 표시 장치와 대부분 동일하나, 화소 전극(191)의 모양이 다를 수 있다. 도 10은 제1 및 제2 서브 전극(191a, 119b)들 각각에서, 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 좌측에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 엣지부터 세로 줄기부(193a, 193b)의 좌측 엣지까지의 제1방향(DR1)의 길이(W5)는 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 우측에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 엣지부터 세로 줄기부(193a, 193b)의 우측 엣지까지의 제1방향(DR1)의 길이(W6)와 같은 예를 도시한다.
이 경우, 데이터선(171a, 171b)이 각 서브 전극(191a, 191b)의 대략 중앙에 위치하므로 데이터선(171a, 171b)의 굴곡부(CV)의 제1방향(DR1)의 길이(WC3)가 앞에서 설명한 도 8에 도시한 실시예에서 데이터선(171a, 171b)의 굴곡부(CV)의 제1방향(DR1)의 길이(WC2)보다 클 수 있다. 즉, 앞에서 설명한 바와 같이 도 8의 실시예의 경우 데이터선(171a, 171b) 및 이와 중첩하는 세로 줄기부(193a, 193b)가 화소 전극(191)의 바깥 엣지에 더 가깝게 위치하므로, 데이터선(171a, 171b)의 굴곡부(CV)의 제1방향(DR1)의 길이(WC2)는 도 10에 도시한 실시예에서 데이터선(171a, 171b)의 굴곡부(CV)의 제1방향(DR1)의 길이(WC3)보다 짧아 굴곡부(CV)에 의한 투과율 감소를 줄일 수 있다.
다음 도 11을 참조하면, 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 표시 장치, 특히 도 8에 도시한 표시 장치와 대부분 동일하나, 화소 전극(191)의 모양이 다를 수 있다. 화소 전극(191)은 앞에서 설명한 연결부(195)에 추가로, 또는 연결부(195) 대신, 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들의 위 및/또는 아래의 끝 부분에 위치하며 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들을 서로 연결시키는 연결부(195a, 195b)를 포함할 수 있다. 도 11은 앞에서 설명한 연결부(195)는 제거하고 연결부(195a, 195b)들만 존재하는 구조를 예로서 도시한다. 연결부(195a, 195b)는 화소 전극(191)의 외곽을 향해 뻗으며 서로 마주하는 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들의 가지부(194a, 194b)들 사이에 위치하며 이들 가지부(194a, 194b)들과 연결되어 있을 수 있다.
다음 도 12를 참조하면, 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 표시 장치, 특히 도 8에 도시한 표시 장치와 대부분 동일하나, 화소 전극(191)의 모양이 다를 수 있다.
제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들 사이의 갭(91), 그리고 제1방향(DR1)으로 이웃한 두 화소 전극(191) 사이의 갭(92) 중 적어도 하나의 제1방향(DR1)의 폭은 제2방향(DR2)에 따라 점차 달라질 수 있다. 특히, 갭(91) 및/또는 갭(92)의 제1방향(DR1)의 폭은 가로 줄기부(192a, 192b)에서 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 멀어질수록 커질 수 있다. 이에 따라, 가로 줄기부(192a, 192b)로부터 가장 먼 곳에서 갭(92) 및/또는 갭(92)의 제1방향(DR1)의 폭(W7, W9)은 가로 줄기부(192a, 192b) 바로 위에서 갭(92) 및/또는 갭(92)의 제1방향(DR1)의 폭(W8, W10)보다 클 수 있다.
제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들 각각에서, 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 좌측에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 엣지부터 세로 줄기부(193a, 193b)의 좌측 엣지까지의 제1방향(DR1)의 길이를 W3'라 하고, 세로 줄기부(193a, 193b)를 기준으로 우측에 위치하는 가지부(194a, 194b)의 엣지부터 세로 줄기부(193a, 193b)의 우측 엣지까지의 제1방향(DR1)의 길이를 W4'라 하면, 가로 줄기부(192a, 192b)로부터 멀어질수록 길이(W3') 및 길이(W4')는 작아질 수 있다.
폭(W7)과 폭(W8) 사이의 차이와 폭(W9)과 폭(W10) 사이의 차이는 예를 들어 대략 1 마이크로미터 내지 대략 2 마이크로미터일 수 있고, 폭(W7) 및 폭(W9)은 예를 들어 대략 4 마이크로미터 내지 대략 6 마이크로미터일 수 있고, 폭(W8) 및 폭(W10)은 예를 들어 대략 3 마이크로미터 내지 대략 5 마이크로미터일 수 있다.
세로 줄기부(193a, 193b)의 적어도 일부의 제1방향(DR1)의 폭은 제2방향(DR2)에 따라 점차 달라질 수 있다. 특히, 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭은 가로 줄기부(192a, 192b)에서 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 멀어질수록 커질 수 있다. 즉, 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 증가하는 방향은 갭(92) 또는 갭(92)의 제1방향(DR1)의 폭이 증가하는 방향과 반대일 수 있다.
세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 변화하는 부분은 세로 줄기부(193a, 193b)의 일부일 수 있다. 도 12를 참조하면, 각 서브 전극(191a, 191b)에서 가로 줄기부(192a, 192b)를 중심으로 한쪽에 위치하는 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 변화하는 부분의 제2방향(DR2)의 길이(L4)는 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 대체로 일정한 부분의 제2방향(DR2)의 길이(L3)와 다를 수도 있고 실질적으로 동일할 수도 있다. 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 변화하는 부분은 가로 줄기부(192a, 192b)에 바로 인접할 수 있다.
세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 대체로 일정한 부분(L3로 표시된 부분)에서, 앞에서 설명한 바와 같이 가로 줄기부(192a, 192b)로부터 멀어질수록 길이(W3') 및 길이(W4')는 작아질 수 있다. 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 변화하는 부분(L4로 표시된 부분)에서는, 가로 줄기부(192a, 192b)로부터 멀어질수록 길이(W3') 및 길이(W4')는 작아질 수도 있고 동일할 수도 있으며 커질 수도 있다. 이는 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 변화하는 부분(L4로 표시된 부분)에서 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭의 변화 정도 및 갭(91, 92)의 제1방향(DR1)의 폭의 변화 정도에 따라 달라질 수 있다.
세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 변화하는 부분 중, 가로 줄기부(192a, 192b)로부터 가장 먼 곳에서 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭(W12)은 가로 줄기부(192a, 192b) 바로 위에서 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭(W11)보다 작을 수 있다. 폭(W11)과 폭(W12) 사이의 차이는 예를 들어 대략 1 마이크로미터 내지 대략 2 마이크로미터일 수 있고, 폭(W11)은 예를 들어 대략 5 마이크로미터 내지 대략 7 마이크로미터일 수 있고, 폭(W12)은 예를 들어 대략 4 마이크로미터 내지 대략 6 마이크로미터일 수 있다.
갭(91) 또는 갭(92)의 제1방향(DR1)의 최대 폭(W7, W9)은 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 최대 폭(W11)보다 작을 수 있고, 갭(91) 또는 갭(92)의 제1방향(DR1)의 최소 폭(W8, W10)도 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 최소 폭(W12)보다 작을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 갭(91), 갭(92), 또는 세로 줄기부(193a, 193b)의 적어도 일부의 제1방향(DR1)의 폭이 제2방향(DR2)에 나란한 방향을 따라 변하는 경사 구조에 따르면, 경사 구조의 엣지에 의한 프린지 필드에 의해 액정 분자(31)에 대한 제어력을 높일 수 있다. 따라서 제1방향(DR1)으로 이웃한 화소 전극(191)들 사이 또는 제1방향(DR1)으로 이웃한 제1 및 제2 서브 전극(191a, 191b)들 사이에 발생할 수 있는 텍스처 불량을 방지할 수 있고, 전기장에 응답하는 액정 분자(31)의 응답 속도를 높일 수 있다.
도 13은 앞에서 설명한 도 8에 도시한 실시예와 같이 경사 구조가 없는 표시 장치의 화소 전극(191)에 고계조 전압을 인가한 직후의 한 화소(PX)의 영상 사진이고, 도 14는 앞에서 설명한 도 12에 도시한 실시예와 같이 갭(91), 갭(92), 또는 세로 줄기부(193a, 193b)의 적어도 일부의 제1방향(DR1)의 폭이 제2방향(DR2)에 나란한 방향을 따라 변하는 경사 구조를 가지는 표시 장치의 화소 전극(191)에 고계조 전압을 인가한 직후의 한 화소(PX)의 영상 사진이다. 도 13에 나타난 표시 장치의 영상은 시간이 흐름에 따라 일부가 어둑한 텍스처의 대부분이 사라지겠지만 도 14에 도시한 실시예에 비해 액정 분자의 응답 속도가 느려서 화소 전극에 데이터 전압을 인가한 직후에는 일부 영역에 텍스처가 나타난 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, 도 14에 나타난 표시 장치의 영상은 도 13에 나타난 바와 같은 텍스처가 나타나 있지 않고 대부분의 화소(PX)의 투광 영역이 높은 휘도를 나타내고 있음을 할 수 있다.
즉, 앞에서 설명한 경사 구조를 가지는 표시 장치의 경우 액정 분자의 응답 속도가 더 빠르고 프린지 필드에 의한 액정 분자에 대한 방향 제어력이 높아서 투과율을 더욱 높일 수 있다.
다음 도 15를 참조하면, 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 도 12에 도시한 실시예에 따른 표시 장치와 대부분 동일하나, 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭이 변하는 부분이 해당 세로 줄기부(193a, 193b)의 전체일 수 있다. 즉, 한 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭은 가로 줄기부(192a, 192b)부터 시작하여 화소 전극(191)의 위쪽 또는 아래쪽 끝에 이르기까지 점차 변할 수 있다. 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭은 가로 줄기부(192a, 192b)에서 제2방향(DR2)에 나란한 방향으로 멀어질수록 커질 수 있다. 가로 줄기부(192a, 192b)로부터 가장 먼 곳에서 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭(W14)은 가로 줄기부(192a, 192b) 바로 위에서 세로 줄기부(193a, 193b)의 제1방향(DR1)의 폭(W13)보다 작을 수 있다. 폭(W13)과 폭(W14) 사이의 차이는 예를 들어 대략 1 마이크로미터 내지 대략 2 마이크로미터일 수 있고, 폭(W13)은 예를 들어 대략 5 마이크로미터 내지 대략 7 마이크로미터일 수 있고, 폭(W14)은 예를 들어 대략 3 마이크로미터 내지 대략 5 마이크로미터일 수 있다.
다음 도 16을 참조하면, 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 도 8에 도시한 실시예에 따른 표시 장치와 대부분 동일하나, 한 서브 전극(191a, 191b)에서 위치에 따라 가지부(194a, 194b)들의 피치 또는 슬릿(94)들의 피치가 다를 수 있고, 가지부(194a, 194b)의 폭 및/또는 슬릿(94)의 폭도 서브 전극(191a, 191b) 내에서의 위치에 따라 다를 수 있다.
더 구체적으로, 한 서브 전극(191a, 191b)은 가지부(194a, 194b)들의 피치(슬릿(94)들의 피치와 동일함)가 서로 다른 제1영역(AA) 및 제2영역(BB)을 포함할 수 있다. 여기서 제1영역(AA)과 제2영역(BB)은 각각 가지부(194a, 194b)들이 연결되어 있는 세로 줄기부(193a, 193b)의 부분도 포함할 수 있고, 한 쌍의 제2영역(BB)들이 제1영역(AA)을 중심으로 위쪽 및 아래쪽에 각각 위치하며, 한 쌍의 제2영역(BB)들은 서로 이격되어 있고 연결되어 있지 않을 수 있다. 제1영역(AA)은 가로 줄기부(192a, 192b)가 위치하는 영역을 포함할 수 있다.
제1영역(AA)에서 가지부(194a, 194b)들의 피치(P1)가 제2영역(BB)에서 가지부(194a, 194b)들의 피치(P2)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1영역(AA)에서의 피치(P1)가 대략 6 마이크로미터인 경우 제2영역(BB)에서의 피치(P2)는 대략 5 마치크로미터일 수 있으나, 수치가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1영역(AA)에서의 가지부(194a, 194b)의 폭은 제2영역(BB)에서의 가지부(194a, 194b)의 폭과 다를 수 있다. 더 구체적으로, 제1영역(AA)에서의 가지부(194a, 194b)의 폭이 제2영역(BB)에서의 가지부(194a, 194b)의 폭보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1영역(AA)에서 가지부(194a, 194b)의 폭이 대략 3.4 마이크로미터이고 제2영역(BB)에서 가지부(194a, 194b)의 폭이 대략 2.4 마이크로미터일 수 있다. 제1영역(AA)의 슬릿(94)의 폭과 제2영역(BB)의 슬릿(94)의 폭은 서로 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
한 서브 전극(191a, 191b)에서 제1영역(AA)이 차지하는 면적과 제2영역(BB)이 차지하는 면적의 비는 대략 6:4 내지 대략 5:5 정도의 비율을 이룰 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 바뀔 수 있다.
한 실시예에 따르면 가지부(194a, 194b)들의 피치가 바뀌는 제1영역(AA)과 제2영역(BB) 사이의 경계 부분에서 차등 프린지 필드(F)가 발생하여 액정 분자(31)에 대한 제어력을 더 높일 수 있다. 차등 프린지 필드(F)의 방향은 대략 제2방향(DR2)에 평행하며 가로 줄기부(192a, 192b)를 향할 수 있다.
도 16을 참조하면, 제1영역(AA)과 제2영역(BB) 사이의 경계(점선으로 표시함)는 세로 줄기부(193a, 193b) 중 가로 줄기부(192a, 192b)를 기준으로 한쪽(위쪽 또는 아래쪽)에 위치하는 부분과 교차할 수 있다. 제1영역(AA)과 제2영역(BB) 사이의 경계 중 세로 줄기부(193a, 193b)와 교차하는 부분으로부터 가로 줄기부(192a, 192b)까지의 거리(L5) 및 화소 전극(191)의 위쪽 또는 엣지 또는 아래쪽 끝까지의 거리(L6)는 도시한 바와 같이 다를 수도 있으나 동일할 수도 있다.
더 구체적으로, 거리(L5)는 거리(L6)보다 작거나 같을 수 있다. 두 거리(L5, L6)가 서로 동일한 경우, 제1영역(AA)과 제2영역(BB) 사이의 경계와 세로 줄기부(193a, 193b)의 교차점은 가로 줄기부(192a, 192b)를 기준으로 위쪽 또는 아래쪽에 위치하는 세로 줄기부(193a, 193b)의 대략 중앙 부분에 위치할 수 있다.
한 실시예와 같이 한 서브 전극(191a, 191b)의 제1방향(DR1)의 길이보다 제2방향(DR2)의 길이가 긴 경우, 텍스처는 가지부(194a, 194b)의 끝에서 가장 먼 부분에 생기기 쉽다(예를 들어 도 13에 나타난 바와 같이). 즉, 텍스처는 가로 줄기부(192a, 192b)를 기준으로 위쪽 또는 아래쪽에 위치하는 세로 줄기부(193a, 193b)의 중앙 부분에 생기기 쉽다. 가지부(194a, 194b)들의 피치가 바뀌는 제1영역(AA)과 제2영역(BB) 사이의 경계가 가로 줄기부(192a, 192b)를 기준으로 위쪽 또는 아래쪽에 위치하는 세로 줄기부(193a, 193b)의 중앙 부분 또는 그보다 가로 줄기부(192a, 192b)에 약간 더 가까운 부분과 교차하면, 텍스처가 생기기 쉬운 곳에서 액정 제어력을 높여 텍스처 제어 시간을 대폭 줄이고 텍스처를 개선할 수 있다. 이에 따라 표시 장치의 투과율이 더 높아지고 시인성이 좋아질 수 있다.
이상에서 본 발명의 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 (20)

  1. 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하고 제1방향으로 서로 이웃하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터, 그리고
    상기 제1 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 화소 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 화소 전극은 상기 제1방향으로 이웃한 제1 서브 전극 및 제2 서브 전극을 포함하고,
    상기 제1 서브 전극은, 상기 제1 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제1 데이터선과 중첩하는 제1 세로 줄기부, 그리고 상기 제1 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제1가지부들을 포함하고,
    상기 제2 서브 전극은, 상기 제2 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제2 데이터선과 중첩하는 제2 세로 줄기부, 그리고 상기 제2 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제2가지부들을 포함하고,
    상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고,
    상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 서브 전극 중, 상기 제1 세로 줄기부를 기준으로 제1측에 위치하는 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제1 세로 줄기부를 기준으로 제2측에 위치하는 제2부분의 상기 제1방향의 길이와 다른 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1부분은 상기 제2부분보다 상기 제1 화소 전극의 가장자리에 더 가깝고,
    상기 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제2부분의 상기 제1방향의 길이보다 짧은
    표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 제1 화소 전극과 상기 제1방향으로 이웃한 제2 화소 전극을 더 포함하고,
    상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극 사이에는 상기 제2방향으로 연장된 제2갭이 위치하고,
    상기 제2갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지는
    표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 세로 줄기부의 적어도 일부의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지고,
    상기 제1 세로 줄기부의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향은 상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향과 반대인
    표시 장치.
  7. 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하고 제1방향으로 서로 이웃하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터, 그리고
    상기 제1 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 화소 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 화소 전극은 상기 제1방향으로 이웃한 제1 서브 전극 및 제2 서브 전극을 포함하고,
    상기 제1 서브 전극은, 상기 제1 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제1 데이터선과 중첩하는 제1 세로 줄기부, 그리고 상기 제1 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제1가지부들을 포함하고,
    상기 제2 서브 전극은, 상기 제2 데이터선과 나란히 연장되어 있고 상기 제2 데이터선과 중첩하는 제2 세로 줄기부, 그리고 상기 제2 세로 줄기부에 연결되어 있는 복수의 제2가지부들을 포함하고,
    상기 제1 서브 전극은, 상기 제1가지부들의 피치가 제1피치인 제1영역과 상기 제1가지부들의 피치가 제2피치인 제2영역을 포함하고,
    상기 제1피치는 상기 제2피치보다 크고,
    상기 제1 가지부의 폭은, 하나의 상기 제1 가지부 내에서 일정한
    표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1영역에 상기 제1 세로 줄기부의 중앙이 위치하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 서브 전극은 상기 제1 세로 줄기부에 연결되어 있는 제1 가로 줄기부를 더 포함하고,
    상기 제1영역과 상기 제2영역 사이의 경계는, 상기 제1 세로 줄기부 중 상기 제1 가로 줄기부를 기준으로 한쪽에 위치하는 부분과 교차하는
    표시 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고,
    상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지는
    표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 세로 줄기부의 적어도 일부의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지고,
    상기 제1 세로 줄기부의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향은 상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭이 증가하는 방향과 반대인
    표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 서브 전극은, 상기 제1가지부들의 피치가 제1피치인 제1영역과 상기 제1가지부들의 피치가 제2피치인 제2영역을 포함하고,
    상기 제1피치는 상기 제2피치보다 큰
    표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 갭이 위치하고,
    상기 제1 화소 전극은 상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이를 서로 연결하는 연결부를 더 포함하는
    표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 제1 화소 전극과 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 이웃한 제2 화소 전극, 그리고
    상기 제2 화소 전극과 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터
    를 더 포함하고,
    상기 게이트선은 서로 나란한 제1 서브 게이트선 및 제2 서브 게이트선을 포함하고,
    상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 서브 게이트선과 전기적으로 연결되어 있고,
    상기 제2 트랜지스터는 상기 제2 서브 게이트선 및 상기 제2 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는
    표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선은 상기 제1 화소 전극 및 상기 제2 화소 전극을 상기 제2방향으로 가로지르며 연장되어 있는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고,
    상기 제1갭은 상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이터선 사이에 위치하는
    표시 장치.
  17. 게이트선, 상기 게이트선과 교차하고 제1방향으로 서로 이웃하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 그리고 제1 화소 전극을 포함하고,
    상기 제1 화소 전극은,
    상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결되어 있는 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결되어 있는 제1 서브 전극, 그리고
    상기 제1 서브 전극과 연결되어 있는 제2 서브 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 서브 전극 및 상기 제2 서브 전극 각각은 복수의 가지부들을 포함하고,
    상기 제1 서브 전극 및 상기 제2 서브 전극 각각은 상기 복수의 가지부들의 연장 방향이 서로 다른 두 개의 부영역을 포함하고,
    상기 제1 데이터선은 상기 제1 서브 전극이 포함하는 상기 두 개의 부영역 사이의 경계를 따라 연장되어 있고,
    상기 제2 데이터선은 상기 제2 서브 전극이 포함하는 상기 두 개의 부영역 사이의 경계를 따라 연장되어 있고,
    상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고,
    상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지는
    표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 서브 전극 중, 상기 제1 데이터선을 기준으로 제1측에 위치하는 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제1 데이터선을 기준으로 제2측에 위치하는 제2부분의 상기 제1방향의 길이와 다른 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 제1부분은 상기 제2부분보다 상기 제1 화소 전극의 바깥쪽 가장자리에 더 가깝고,
    상기 제1부분의 상기 제1방향의 길이는 상기 제2부분의 상기 제1방향의 길이보다 짧은
    표시 장치.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제17항에서,
    상기 제1 서브 전극과 상기 제2 서브 전극 사이에는 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장된 제1갭이 위치하고,
    상기 제1갭의 상기 제1방향의 폭은 상기 제2방향을 따라 점차 달라지는
    표시 장치.
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