KR102566788B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 절연막, 상기 절연막 상에 배치된 화소 전극, 상기 화소 전극과 동일층에 배치된 확장 전극, 상기 화소 전극과 동일층에 배치되며, 상기 화소 전극과 상기 확장 전극을 서로 연결하는 연결 전극, 및 상기 화소 전극과 동일층에 배치되며 상기 화소 전극, 상기 연결 전극 및 상기 확장 전극과 중첩되지 않도록 배치된 차폐 전극을 포함하되, 상기 확장 전극은 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고, 상기 차폐 전극은 평면 시점에서 상기 화소 전극과 상기 컨택홀 사이에 위치하는 부분인 제1 차폐부 및 상기 제1 차폐부 이외의 부분인 제2 차폐부를 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과, 두 장의 기판 사이에 주입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 형성하고, 이를 통하여 액정층에 포함된 액정의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정의 장축이 상하 기판에 대하여 수직으로 배열되는 수직 배향 모드(vertically alignment mode) 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
액정 표시 장치는 광 투과율의 개별적인 제어가 가능한 최소 단위인 복수의 화소를 포함하며, 각각의 화소마다 화소 전극이 배치된다. 그러나, 화소 전극은 화소를 제어하는 구성 요소들과 연결되는 영역에서는 전계가 불안정할 수 있으며, 이에 따라 각각의 화소 전극의 액정 제어력이 감소할 수 있다.
따라서, 화소 내에서 발생할 수 있는 전계의 불안정을 최소화할 수 있는 구조가 요구되며, 액정 제어력을 강화시킬 수 있는 구조가 요구된다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전계의 불안정을 최소화 할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 화소 전극의 액정에 대한 제어력을 강화시킨 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 절연막, 상기 절연막 상에 배치된 화소 전극, 상기 화소 전극과 동일층에 배치된 확장 전극, 상기 화소 전극과 동일층에 배치되며, 상기 화소 전극과 상기 확장 전극을 서로 연결하는 연결 전극, 및 상기 화소 전극과 동일층에 배치되며 상기 화소 전극, 상기 연결 전극 및 상기 확장 전극과 중첩되지 않도록 배치된 차폐 전극을 포함하되, 상기 확장 전극은 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고, 상기 차폐 전극은 평면 시점에서 상기 화소 전극과 상기 컨택홀 사이에 위치하는 부분인 제1 차폐부 및 상기 제1 차폐부 이외의 부분인 제2 차폐부를 포함한다.
또한, 상기 기판 상에 배치된 데이터 라인을 더 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2 차폐부는 상기 데이터 라인과 중첩하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 차폐부는 상기 제2 차폐부로부터 상기 연결 전극을 향해 돌출된 모양일 수 있다.
또한, 상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 길이는 상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 방향과 평행한 방향의 확장 전극의 폭보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 길이는 상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 방향과 평행한 방향의 확장 전극의 폭의 50% 이상일 수 있다.
또한, 상기 제1 차폐부는 제1 서브 차폐부 및 제2 서브 차폐부를 더 포함하되, 상기 제1 서브 차폐부는 상기 연결 전극의 일측에 이격되어 배치되고, 상기 제2 서브 차폐부는 상기 연결 전극의 타측에 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 화소 전극은 제1 방향으로 연장된 제1 줄기 전극, 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 줄기 전극과 교차하는 제2 줄기 전극, 상기 제1 줄기 전극 및 상기 제2 줄기 전극으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 경사진 방향으로 연장된 복수의 가지 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 화소 전극은 상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 줄기 전극의 상기 제1 방향 일측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제1 가장자리 전극, 상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 줄기 전극의 상기 제1 방향 타측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제2 가장자리 전극, 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제2 줄기 전극의 상기 제2 방향 일측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제3 가장자리 전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제2 줄기 전극의 상기 제2 방향 타측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제4 가장자리 전극을 더 포함하되, 상기 연결 전극은 상기 제4 가장자리 전극과 연결될 수 있다.
또한, 상기 연결 전극은 상기 제3 가장자리 전극과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 가장자리 전극은 일측 끝단에 가까울수록 상기 제1 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아지고, 상기 제2 가장자리 전극은 일측 끝단에 가까울수록 상기 제2 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아질 수 있다.
또한, 상기 제1 가장자리 전극에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제1 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양이고, 상기 제2 가장자리 전극에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제2 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양일 수 있다.
또한, 상기 제1 가장자리 전극은 양측 끝단에 가까울수록 각각 상기 제1 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아지고, 상기 제2 가장자리 전극은 양측 끝단에 가까울수록 각각 상기 제2 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아질 수 있다.
또한, 상기 차폐 전극은 제3 서브 차폐부 및 제4 서브 차폐부를 포함하는 제3 차폐부를 더 포함하되, 상기 제1 가장자리 전극의 일측 끝단에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제1 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양이고, 상기 제2 가장자리 전극에 일측 끝단에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제2 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양이고, 상기 제3 서브 차폐부는 상기 제1 가장자리 전극의 타측 끝단에 인접한 영역에 배치되어 상기 제1 가장자리 전극의 타측 끝단의 외변에 평행한 모양의 외변을 가지도록 상기 제2 차폐부로부터 돌출되고, 상기 제4 서브 차폐부는 상기 제2 가장자리 전극의 타측 끝단에 인접한 영역에 배치되어 상기 제2 가장자리 전극의 타측 끝단의 외변에 평행한 모양의 외변을 가지도록 상기 제2 차폐부로부터 돌출될 수 있다.
또한, 상기 차폐 전극 상에 위치하고 평면 시점에서 상기 화소 전극을 둘러싸는 돌기 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 화소 전극, 상기 화소 전극과 동일층에 배치되며 상기 박막 트랜지스터와 연결된 확장 전극, 상기 화소 전극과 동일층에 배치되며, 상기 화소 전극과 상기 확장 전극을 서로 연결하는 연결 전극, 상기 화소 전극과 동일층에 배치되며 상기 화소 전극, 상기 연결 전극 및 상기 확장 전극과 중첩되지 않도록 배치된 차폐 전극, 상기 차폐 전극은 상기 화소 전극 및 상기 확장 전극 사이의 영역에 배치된 부분인 제1 차폐부 및 상기 제1 차폐부 이외의 부분인 제2 차폐부를 포함한다.
또한, 상기 화소 전극 상에 배치된 액정층, 및 상기 액정층 상에 배치된 공통 전극을 더 포함하고, 상기 차폐 전극에 제공되는 전압 레벨과 상기 공통 전극에 제공되는 전압 레벨은 실질적으로 동일할 수 있다.
또한, 상기 화소 전극에 제공되는 전압 레벨은, 상기 공통 전극에 제공되는 전압 레벨과 상이할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 전계의 불안정을 최소화 할 수 있는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 액정에 대한 제어력을 강화시킨 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 5는 본 발명의 제2 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 6은 본 발명의 제3 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 7은 본 발명의 제4 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 8은 본 발명의 제5 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 9는 도 8의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시 기판(100), 제2 표시 기판(300) 및 액정층(200)을 포함한다. 이외에도, 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300)의 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(도시하지 않음)을 더 포함할 수도 있다.
제1 표시 기판(100)에는 액정층(200)의 액정(210)을 구동하기 위한 스위칭 소자, 예컨대 박막 트랜지스터(167)가 배치된다. 제2 표시 기판(300)은 제1 표시 기판(100)에 대향하여 배치되는 기판이다.
액정층(200)은 제1 표시 기판(100) 및 제2 표시 기판(300) 사이에 개재되며, 유전율 이방성을 가지는 복수의 액정(210)을 포함할 수 있다. 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300) 사이에 전계가 인가되면 액정(210)이 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300) 사이에서 특정 방향으로 회전함으로써 광을 투과시키거나 차단할 수 있다. 여기서, 회전이라는 용어는 액정(210)이 실제로 회전하는 것뿐만 아니라, 상기 전계에 의해 액정(210)의 배열이 변화한다는 의미를 포함할 수 있다.
액정 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 화소(10)를 포함한다. 화소(10)는 각각 독립적인 계조의 제어가 가능하고, 특정 색을 표시하는 기본 단위일 수 있다. 각각의 화소(10)는 제1 표시 기판(100)의 하부로 입사한 빛을 제2 표시 기판(300)의 상부로 투과시켜, 실제로 색이 표시되는 영역인 액티브 영역(11)을 포함한다.
이하, 제1 표시 기판(100)에 대하여 설명하기로 한다.
제1 표시 기판(100)은 제1 베이스 기판(110)을 포함한다. 제1 베이스 기판(110)은 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 베이스 기판(110)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 이루어 질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 베이스 기판(110)은 일 방향을 따라 커브드될 수도 있다. 다른 몇몇 실시예에서, 제1 베이스 기판(110)은 가요성을 가질 수도 있다. 즉, 제1 베이스 기판(110)은 롤링, 폴딩, 벤딩 등으로 변형이 가능할 수 있다.
제1 베이스 기판(110) 상에는 게이트 라인(122) 및 게이트 전극(124)이 배치된다.
게이트 라인(122)은 박막 트랜지스터(167)를 제어하는 게이트 신호를 전달한다. 게이트 라인(122)은 제1 방향(D1)으로 연장된 형상을 가질 수 있다.
여기서, 제1 방향(D1)이란 제1 베이스 기판(110)이 배치되는 평면상에서 제1 베이스 기판(110)의 일변에 평행하도록 연장되는 방향에 해당하며, 도 1에 도시된 바와 같이 좌측에서 우측으로 향하여 연장되는 임의의 직선이 가리키는 방향으로 정의될 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 아니하고, 제1 베이스 기판(110)의 일변에 반드시 평행할 필요는 없으며, 제1 베이스 기판(110) 상에서 특정 방향으로 연장되는 임의의 직선이 가리키는 방향일 수도 있다.
상기 게이트 신호는 외부로부터 제공되는 변화하는 전압값을 갖는 신호일 수 있으며, 상기 게이트 신호의 전압값에 대응하여 박막 트랜지스터(167)의 온/오프 여부가 제어될 수 있다.
게이트 전극(124)은 게이트 라인(122)으로부터 돌출되는 모양으로 형성되며, 게이트 라인(122)과 물리적으로 연결될 수 있다. 게이트 전극(124)은 후술할 박막 트랜지스터(167)를 구성하는 하나의 구성 요소일 수 있다.
게이트 라인(122) 및 게이트 전극(124)은 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로, 게이트 라인(122) 및 게이트 전극(124)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 금 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있다. 게이트 라인(122) 및 게이트 전극(124)은 단일층 구조를 가질 수 있으며, 또는 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 라인(122) 및 게이트 전극(124) 상에는 제1 절연막(130)이 배치된다. 제1 절연막(130)은 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 예시적으로 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물 등으로 이루어질 수 있다. 제1 절연막(130)은 단일층 구조로 이루어질 수 있으며, 또는 물리적 성질이 다른 두 개의 절연층을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다.
제1 절연막(130) 상에는 반도체층(140)이 배치된다. 반도체층(140)은 게이트 전극(124)과 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 반도체층(140)은 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체로 형성될 수 있다.
반도체층(140)은 게이트 전극(124)과 중첩될 뿐만 아니라, 후술할 데이터 라인(162), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)과 중첩할 수도 있다.
도면에는 미도시하였으나, 몇몇 실시예에서 반도체층(140) 위에는 저항성 접촉 부재가 추가로 배치될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등으로 형성되거나 실리사이드(silicide)로 형성될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 쌍을 이루어 반도체층(140) 위에 배치될 수 있다. 상기 저항성 접촉 부재는 소스 전극(165), 드레인 전극(166) 및 반도체층(140) 사이에서 이들이 저항성 접촉(ohmic contact) 특성을 갖도록 할 수 있다. 반도체층(140)이 산화물 반도체를 포함하는 경우, 상기 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
반도체층(140) 및 제1 절연막(130) 상에는 데이터 라인(162), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)이 배치된다.
데이터 라인(162)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 게이트 라인(122)과 교차할 수 있다.
여기서, 제2 방향(D2)이란 제1 베이스 기판(110)이 배치되는 평면상에서 제1 방향(D1)과 교차하는 방향일 수 있으며, 도 1에서 도시된 바와 같이 상측에서 하측을 향하여 연장되는 임의의 직선이 가리키는 방향일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 수직으로 교차할 수 있다.
데이터 라인(162)은 제1 절연막(130)에 의하여 게이트 라인(122) 및 게이트 전극(124)과 절연될 수 있다.
데이터 라인(162)은 데이터 신호를 소스 전극(165)으로 제공할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 신호는 외부로부터 제공되는 변화하는 전압값을 갖는 신호일 수 있으며, 상기 데이터 신호에 대응하여 각각의 화소(10)의 계조가 제어될 수 있다.
소스 전극(165)은 데이터 라인(162)으로부터 분지되어 적어도 일부가 게이트 전극(124)과 중첩될 수 있다.
드레인 전극(166)은 도 1의 시점을 기준으로 반도체층(140)을 사이에 두고 소스 전극(165)으로부터 이격되어 배치될 수 있으며, 적어도 일부가 게이트 전극(124)과 중첩될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 소스 전극(165)은 드레인 전극(166)을 'C'자 모양으로 일정한 간격을 사이에 두고 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 소스 전극(165)은 막대 모양으로 연장되며 드레인 전극(166)과 일정한 간격을 두고 평행하게 이격되어 배치될 수도 있다.
데이터 라인(162), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)은 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예시적으로 데이터 라인(162), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)은 알루미늄, 구리, 은, 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 이들은 내화성 금속(refractory metal) 등의 하부막(미도시)과 그 위에 형성된 저저항 상부막(도시되지 않음)으로 이루어진 다층 구조를 가질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 전극(124), 반도체층(140), 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(167)를 구성할 수 있다.
제1 절연막(130) 및 박막 트랜지스터(167) 상에는 패시베이션막(171)이 배치된다. 패시베이션막(171)은 무기절연물질로 이루어질 수 있으며, 박막 트랜지스터(167)를 커버하도록 배치될 수 있다. 패시베이션막(171)은 박막 트랜지스터(167)를 보호하고, 후술할 컬러 필터층(172) 및 평탄화막에 포함된 물질이 반도체층(140)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
패시베이션막(171) 상에는 컬러 필터층(172)이 배치된다. 컬러 필터층(172)은 색을 구현하기 위한 안료가 포함된 감광성 유기 조성물일 수 있으며, 적색, 녹색 또는 청색의 안료 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예시적으로, 컬러 필터층(172)은 복수의 컬러 필터를 포함할 수 있다. 예시적으로 상기 복수의 컬러 필터 중 어느 하나는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나를 표시할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 복수의 컬러 필터는 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow) 및 화이트(white) 계열의 색 중 어느 하나를 표시할 수도 있다.
컬러 필터층(172) 상에는 제2 절연막(173)이 배치된다. 제2 절연막(173)은 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 예시적으로 유기 물질로 구성된 유기막일 수 있다. 제2 절연막(173)은 제2 절연막(173)과 제1 베이스 기판(110) 사이에 배치되는 구성 요소들로 인하여 발생한 국부적인 단차를 평탄화할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2 절연막(173)의 상부 표면은 실질적으로 평탄할 수 있다.
패시베이션막(171), 컬러 필터층(172) 및 제2 절연막(173)에는 박막 트랜지스터(167)의 일부, 보다 구체적으로, 드레인 전극(166)의 일부를 제1 베이스 기판(110)에 수직한 방향을 따라 상부로 노출시키는 컨택홀(174)이 형성될 수 있다. 컨택홀(174)은 패시베이션막(171), 컬러 필터층(172) 및 제2 절연막(173)을 제1 베이스 기판(110)에 수직한 방향을 따라 관통하는 모양으로 형성될 수 있다. 드레인 전극(166)의 일부와 제2 절연막(173) 상부에 배치되는 구성 요소, 예컨대 후술할 확장 전극(183)은 컨택홀(174)을 통하여 물리적, 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
제2 절연막(173) 상에는 화소 전극(181), 연결 전극(182), 확장 전극(183) 및 차폐 전극(184)이 배치된다.
화소 전극(181)과 확장 전극(183)은 연결 전극(182)을 통하여 서로 물리적, 전기적으로 연결되며, 화소 전극(181)은 드레인 전극(166)으로부터 상기 데이터 신호를 제공받을 수 있다.
화소 전극(181)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(181)은 투명 도전성 물질이 배치되지 않는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 개구부에 의하여 화소 전극(181)에 패턴이 형성되며, 화소 전극(181)의 모양 및 패턴에 따라 화소 전극(181)과 중첩되도록 배치되는 액정(210)이 기울어지는 방향 및 정도가 제어될 수 있다.
화소 전극(181)은 제1 줄기 전극(181_1), 제2 줄기 전극(181_2), 복수의 가지 전극(181_3), 제1 가장자리 전극(181_4), 제2 가장자리 전극(181_5), 제3 가장자리 전극(181_6) 및 제4 가장자리 전극(181_7)을 포함한다.
화소 전극(181)을 구성하는 각각의 구성 요소들은 액티브 영역(11) 내에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 아니하며, 몇몇 실시예에서는 화소 전극(181)을 구성하는 각각의 구성 중 일부가 액티브 영역(11)의 외부에 배치될 수도 있다.
제1 줄기 전극(181_1)은 제1 방향(D1)을 따라 연장되며, 제2 줄기 전극(181_2)은 제2 방향(D2)을 따라 연장된다. 제1 줄기 전극(181_1)과 제2 줄기 전극(181_2)은 십자 모양으로 서로 교차할 수 있으며, 교차되는 지점에서 서로 물리적으로 연결될 수 있다.
복수의 가지 전극(181_3)은 제1 줄기 전극(181_1) 및 제2 줄기 전극(181_2)으로부터 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)과 경사진 방향, 즉 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)과 평행하지 않은 비스듬한 방향으로 각각 연장될 수 있다. 다만, 각각의 가지 전극(181_3)은 제1 줄기 전극(181_1) 및 제2 줄기 전극(181_2)으로 구분되는 각각의 영역 내에서는 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 제1 줄기 전극(181_1)과 제2 줄기 전극(181_2)이 교차하는 지점으로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다.
제1 가장자리 전극(181_4)은 제2 방향(D2)을 따라 연장되고 제1 줄기 전극(181_1)의 일측 끝단과 연결되도록 배치된다. 제2 가장자리 전극(181_5)은 제2 방향(D2)을 따라 연장되고 제2 줄기 전극(181_2)의 타측 끝단과 연결되도록 배치된다. 여기서, 타측이란 일측으로 지칭된 방향의 맞은편을 의미할 수 있다. 즉, 도 1의 시점을 기준으로, 제1 가장자리 전극(181_4)은 제1 줄기 전극(181_1)의 좌측 끝단과 접하도록 배치되며, 제2 가장자리 전극(181_5)은 제1 줄기 전극(181_1)의 우측 끝단과 접하도록 배치될 수 있다.
제3 가장자리 전극(181_6)은 제1 방향(D1)을 따라 연장되고 제2 줄기 전극(181_2)의 일측 끝단과 연결되도록 배치된다. 제4 가장자리 전극(181_7)은 제1 방향(D1)을 따라 연장되고 제2 줄기 전극(181_2)의 타측 끝단과 연결되도록 배치된다. 즉, 도 1의 시점을 기준으로, 제3 가장자리 전극(181_6)은 제2 줄기 전극(181_2)의 상측 끝단과 접하도록 배치되며, 제4 가장자리 전극(181_7)은 제2 줄기 전극(181_2)의 하측 끝단과 접하도록 배치될 수 있다.
확장 전극(183)은 화소 전극(181)과 동일 층에 형성되며, 화소 전극(181)과 이격되어 배치된다. 다만, 확장 전극(183)은 연결 전극(182)에 의하여 화소 전극(181)과 서로 전기적 및 물리적으로 연결되며, 확장 전극(183)에 제공된 신호는 화소 전극(181)으로 제공될 수 있다. 여기서, 동일 층이라는 제조 과정에서 화소 전극(181)과 동시에 형성됨을 의미하며, 제1 베이스 기판(110)과의 이격된 거리가 반드시 동일한 것을 의미하지는 않는다. 따라서, 동일 층에 배치되는 확장 전극(183)과 화소 전극(181)은 제1 베이스 기판(110)과의 이격거리가 대체로 동일하나, 일부 상이할 수 있다. 특히, 컨택홀(174)이 형성된 영역에서는 확장 전극(183)과 화소 전극(181)이 각각 제1 베이스 기판(110)으로부터 이격된 거리가 매우 상이할 수도 있다.
확장 전극(183)은 화소 전극(181)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
확장 전극(183)은 평면 시점에서 바라볼 때 컨택홀(174)을 및 드레인 전극(166)과 중첩하도록 배치된다. 확장 전극(183)은 컨택홀(174)을 통해 드레인 전극(166)과 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 물리적으로 연결된다는 의미는, 확장 전극(183)과 드레인 전극(166)이 적어도 부분적으로 직접 접촉한다는 의미이다.
연결 전극(182)은 확장 전극(183)과 화소 전극(181)은 서로 연결한다. 구체적으로, 연결 전극(182)은 제4 가장자리 전극(181_7)으로부터 연장되어 확장 전극(183)에 접하는 모양으로 형성될 수 있다.
또한, 연결 전극(182)이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이는 확장 전극(183)의 최소 폭의 길이보다 작을 수 있다. 즉, 화소 전극(181)과 확장 전극(183) 사이에는 연결 전극(182)이 배치되지 않은 영역이 형성될 수 있다. 이러한 연결 전극(182)의 구조로 인하여 형성된 화소 전극(181)과 확장 전극(183) 사이에는 후술할 차폐 전극(184)이 배치될 수 있다.
연결 전극(182)은 화소 전극(181)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
연결 전극(182)이 확장 전극(183)과 화소 전극(181)을 연결함에 따라, 드레인 전극(166)으로부터 확장 전극(183)으로 제공된 상기 데이터 신호는, 연결 전극(182)을 경유하여 화소 전극(181)으로 전달될 수 있다.
차폐 전극(184)은 화소 전극(181)과 동일층에 배치된다. 차폐 전극(184)은 화소 전극(181), 연결 전극(182) 및 확장 전극(183)과 접하거나 중첩되지 않도록 일정 거리만큼 이격되어 배치되며, 물리적 및 전기적으로 연결되지 않는다. 이에 따라, 화소 전극(181), 연결 전극(182) 및 확장 전극(183)에 제공되는 상기 데이터 신호는 차폐 전극(184)에 제공되지 않는다.
차폐 전극(184)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 화소 전극(181)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
차폐 전극(184)은 화소 전극(181)과 확장 전극(183) 사이의 영역에 배치된 부분인 제1 차폐부(184_1) 및 제1 차폐부(184_1) 이외의 부분인 제2 차폐부(184_2)를 포함한다.
제1 차폐부(184_1)는 화소 전극(181)과 확장 전극(183)이 서로 영향을 주고받는 것을 차단할 수 있다. 구체적으로, 제1 차폐부(184_1)는 화소 전극(181)으로 인하여 형성된 전계와 확장 전극(183)으로 인하여 형성된 전계를 명확히 구분할 수 있다. 이에 따라, 화소 전극(181)과 확장 전극(183) 사이의 영역에서 발생할 수 있는 전계의 불안정이 최소화 될 수 있으며, 화소 전극(181)의 액정(210)에 대한 제어력이 강화될 수 있다. 이에 대한 더욱 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
제2 차폐부(184_2)는 제1 차폐부(184_1) 이외의 부분이며, 액티브 영역(11) 이외의 영역 중 연결 전극(182), 확장 전극(183) 및 제2 차폐부(184_2)가 배치되는 영역을 제외한 나머지 영역을 오버랩하도록 배치된다. 다만, 연결 전극(182), 확장 전극(183) 및 제2 차폐부(184_2)가 배치되는 영역을 제외한 나머지 모든 영역을 반드시 오버랩하여야 하는 것은 아니며, 일부 영역을 제외하고 오버랩될 수도 있음은 물론이다.
특히, 제2 차폐부(184_2)는 데이터 라인(162)과 오버랩하도록 배치될 수 있다. 데이터 라인(162)에는 상기 데이터 신호가 제공되어 데이터 라인(162)과 중첩되도록 배치되는 액정(210)이 영향을 받기 쉬우므로 이를 방지하기 위함이다.
제1 차폐부(184_1)는 제2 차폐부(184_2)로부터 돌출되는 모양으로 형성될 수 있다. 예시적으로, 도 1의 시점을 기준으로, 제1 차폐부(184_1)는 확장 전극(183)의 우측 상단에 배치된 제2 차폐부(184_2)로부터 연결 전극(182)을 향하여 좌측으로 돌출된 모양으로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 차폐부(184_1)가 제2 차폐부(184_2)로부터 돌출된 길이(dt1)는 제1 차폐부(184_1)가 제2 차폐부(184_2)로부터 돌출된 방향과 평행한 방향으로 측정된 확장 전극(183)의 폭의 50% 이상일 수 있다. 도 1의 시점을 기준으로, 제1 차폐부(184_1)가 제2 차폐부(184_2)로부터 돌출된 방향은 제2 방향(D2)에 평행한 방향일 수 있다. 제1 차폐부(184_1)가 제2 차폐부(184_2)로부터 돌출된 길이(dt1)가 위의 조건을 만족하는 경우, 화소 전극(181)과 확장 전극(183)이 서로 영향을 주고받는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 이에 따라, 화소 전극(181)과 확장 전극(183) 사이의 영역에서 발생할 수 있는 전계의 불안정이 최소화되는 효과 및 화소 전극(181)의 액정(210)에 대한 제어력의 강화 효과가 극대화될 수 있다.
또한, 제1 차폐부(184_1)가 제2 차폐부(184_2)로부터 돌출된 길이(dt1)는 제1 차폐부(184_1)가 제2 차폐부(184_2)로부터 돌출된 방향과 평행한 방향으로 측정된 확장 전극(183)의 폭보다 작을 수 있다. 이에 따라, 연결 전극(182)이 배치될 수 있는 충분한 공간이 확보될 수 있다. 다만, 연결 전극(182)이 화소 전극(181)과 확장 전극(183)을 최단거리로 연결하지 않고 우회하여 연결되는 예외적인 몇몇 실시예의 경우에는, 이에 제한되지 않을 수 있다.
한편, 화소 전극(181), 연결 전극(182), 확장 전극(183) 및 차폐 전극(184) 상에는 제1 배향막(도시되지 않음)이 추가로 배치될 수 있다. 상기 제1 배향막은 액정층(200)에 주입되는 액정(210)의 초기 배향 각도를 제어할 수 있다.
이하, 제2 표시 기판(300)에 대하여 설명한다.
제2 표식 기판은 제2 베이스 기판(310), 차광 부재(320), 오버코트층(330) 및 공통 전극(340)을 포함한다.
제2 베이스 기판(310)은 제1 베이스 기판(110)에 대향하여 배치된다. 제2 베이스 기판(310)은 외부로부터의 충격을 견뎌낼 수 있는 내구성을 가질 수 있다. 제2 베이스 기판(310)은 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들면, 제2 베이스 기판(310)은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등으로 이루어질 수 있다. 제2 베이스 기판(310)은 평탄한 평판형일 수 있지만, 특정 방향으로 커브드될 수도 있다.
제1 표시 기판(100)을 향하는 제2 베이스 기판(310)의 일면 상에는 차광 부재(320)가 배치된다. 차광 부재(320)는 게이트 라인(122), 데이터 라인(162), 박막 트랜지스터(167) 및 컨택홀(174)과 오버랩하도록, 즉, 액티브 영역(11) 이외의 영역을 오버랩하도록 배치될 수 있으며, 액티브 영역(11) 이외의 영역에서의 빛의 투과를 차단할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 몇몇 실시예의 경우 액티브 영역(11) 이외의 영역 중에서 화소 전극(181)에 인접하여 배치된 데이터 라인(162)의 일부 영역을 제외한 나머지 영역에 배치될 수도 있다. 이 경우, 차광 부재(320)에 의하여 오버랩되지 않는 데이터 라인(162)의 일부 영역은 차폐 전극(184)에 의하여 오버랩될 수 있으며, 이에 따라 빛의 투과를 차단할 수 있다.
제1 표시 기판(100)을 향하는 차광 부재(320)의 일면 상에는 오버코트층(330)이 배치된다. 오버코트층(330)은 차광 부재(320)로 인하여 발생한 단차를 완화할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 오버코트층(330)은 생략될 수도 있다.
제1 표시 기판(100)을 향하는 오버코트층(330)의 일면 상에는 공통 전극(340)이 배치된다.
공통 전극(340)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
공통 전극(340)은 제2 베이스 기판(310)의 전면에 걸쳐 통판으로 형성될 수 있다. 공통 전극(340)에는 외부로부터 제공되는 공통 신호가 인가되어 화소 전극(181)과 함께 액정층(200)에 전계를 형성할 수 있다.
여기서, 상기 공통 신호는 외부로부터 제공되는 신호일 수 있으며, 액정 표시 장치가 동작하는 동안, 상기 공통 신호의 전압 레벨은 일정하게 유지될 수 있다. 이에 따라, 서로 중첩되도록 배치된 화소 전극(181)과 공통 전극(340) 사이의 공간에는 화소 전극(181)과 공통 전극(340)에 제공된 상기 데이터 신호과 상기 공통 신호의 전압값의 차이에 의하여 전계가 형성될 수 있으며, 이러한 전계에 의하여 액정(210)이 회전하거나 기울어질 수 있다.
한편, 몇몇 실시예에서, 차폐 전극(184)에는 상기 공통 신호와 실질적으로 동일한 레벨의 전압이 제공될 수 있다. 이에 따라, 액정 표시 장치가 동작하는 동안, 서로 중첩되도록 배치된 차폐 전극(184)과 공통 전극(340) 사이의 공간에는 전계가 형성되지 않을 수 있다. 차폐 전극(184)과 공통 전극(340)에 동일한 전압값을 갖는 신호가 제공되므로, 전위차가 발생하지 않기 때문이다. 이에 따라, 서로 중첩되도록 배치된 차폐 전극(184)과 공통 전극(340) 사이의 공간에 배치된 액정(210)은 회전하거나 기울어지지 않을 수 있으며, 액정 표시 장치의 전원이 오프된 상태와 동일하게 유지될 수 있다. 예시적으로, 빛을 투과를 차단할 수 있다.
한편, 제1 표시 기판(100)을 향하는 공통 전극(340)의 일면 상에는 제2 배향막(도시되지 않음)이 배치될 수 있다. 상기 제2 배향막은 상기 제1 배향막과 마찬가지로 액정층(200)에 주입된 액정(210)의 초기 배향 각도를 제어할 수 있다.
이하, 액정층(200)에 대하여 설명한다.
액정층(200)은 유전율 이방성 및 굴절율 이방성을 가지는 복수의 액정(210)을 포함한다. 액정(210)은 액정층(200)에 전계가 형성되지 않은 상태에서 제1 표식 기판과 제2 표시 기판(300)에 수직한 방향으로 배열될 수 있다. 제1 표식 기판과 제2 표시 기판(300) 사이에 전계가 형성되면 액정(210)이 제1 표시 기판(100)과 제2 표시 기판(300) 사이에서 특정 방향으로 회전하거나 기울어짐으로써 빛의 편광을 변화시킬 수 있다.
이하, 제1 차폐부(184_1)의 배치에 의한 효과에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 절단한 단면도이다.
도 3에 도시된 액정층(200)에는 점선으로 등전위선을 표시하였으며, 액정층(200)에 형성되는 전계의 방향은 등전위선의 접선에 수직한 방향일 수 있다.
도 3을 참조하면, 화소 전극(181)이 배치된 영역인 A 영역에는 화소 전극(181)에 대체로 평행한 선을 따라 등전위선이 형성된다. 전계는 등전위선의 접선에 수직한 방향을 따라 형성될 수 있으며, 전계의 세기는 서로 다른 전위를 나타내는 등전위선이 밀집되어 있을수록 강할 수 있다. 이에 따라, 액정(210)이 기울어지며 인접하는 액정(210)에 물리적으로 영향을 미쳐 기울어지는 힘을 제외한다면, 화소 전극(181)과 중첩되도록 배치된 액정(210)이 기울어지는 방향을 특정한 방향성을 가지지 않을 수 있다.
반면, 제1 차폐부(184_1)와 화소 전극(181) 사이의 영역인 B 영역에는 도 3의 시점을 기준으로 좌측 또는 우측의 특정 방향을 향하도록 전계가 형성될 수 있다. 이에 따라 B 영역에 배치된 액정(210)은 우측 방향으로 기울어질 수 있다. B 영역에 배치된 액정(210)이 우측 방향으로 기울어지며 연쇄적으로 A 영역에 배치된 액정(210)에까지 영향을 미치므로, A 영역에 배치된 액정(210)도 우측 방향으로 기울어질 수 있다. 따라서, 제1 차폐부(184_1)의 배치 구조로 인하여 A 영역, B 영역 및 C 영역에서 발생할 수 있는 전계의 불안정이 최소화될 수 있으며, 화소 전극(181)의 B 영역 및 C 영역에서 액정(210)에 대한 제어력이 강화될 수 있다. 또한, 화소 전극(181)의 액정(210)에 대한 제어력이 향상됨에 따라 액정(210)이 오배열된 경우 이를 올바른 방향으로 바로잡는 액정(210) 복원력이 향상될 수 있고, 액정 표시 장치의 응답 속도 또한 향상될 수 있다.
한편, 제1 차폐부(184_1)에 인가되는 전압의 레벨과 공통 전극(340)에 인가되는 공통 신호의 전압 레벨이 서로 실질적으로 동일하므로, 제1 차폐부(184_1)와 중첩되는 영역인 C 영역에는 별도의 전계가 형성되지 않을 수 있다. 이에 따라, C 영역에서는 액정(210)에 의하여 빛의 투과가 차단될 수 있으며, 빛샘이 방지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10a)는 데이터 라인(162), 게이트 라인(122), 박막 트랜지스터(167), 컨택홀(174), 화소 전극(181a), 연결 전극(182a), 확장 전극(183) 및 차폐 전극(184)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10a)는, 화소 전극(181a)의 구조가 도 1 및 도 2의 설명에서 상술한 화소(10)와 일부 상이하며, 구체적으로 제4 가장자리 전극(181_7)을 포함하지 않는 점에서 차이점이 존재한다. 따라서, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예에서 화소 전극(181a)은 제1 줄기 전극(181_1), 제2 줄기 전극(181_2), 가지 전극(181_3) 및 제1 내지 제3 가장자리 전극(181_4, 181_5, 181_6)을 포함한다. 연결 전극(182a)은 확장 전극(183)과 화소 전극(181a)을 연결한다. 다만, 도 1에 도시된 실시예와는 달리, 연결 전극(182a)은 제2 줄기 전극(181_2)과 직접 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이, 확장 전극(183)과 화소 전극(181a) 사이의 영역에 제1 차폐부(184_1)가 배치됨으로써 액정(210)에 대한 제어력이 향상되므로, 도 1에 도시된 실시예에 따른 화소 전극(도 1의 181)의 제4 가장자리 전극(도 1의 181_7)이 제거되더라도, 액정(210) 제어에 문제가 없기 때문이다.
이외 구체적 설명은 도 1 및 도 2의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제2 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10b)는 데이터 라인(162), 게이트 라인(122), 박막 트랜지스터(167), 컨택홀(174), 화소 전극(181a), 연결 전극(182b), 확장 전극(183) 및 차폐 전극(184b)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10b)는, 제1 차폐부(184_1b) 및 연결 전극(182b)의 구조가 도 4의 설명에서 상술한 화소(10a)와 일부 상이하며, 연결 전극(182b)이 화소 전극(181a)의 가지 전극(181_3)과 연결되고, 제1 차폐부(184_1b)가 두 개로 구분되는 점에서 차이점이 존재한다. 따라서, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예에서 연결 전극(182b)은 가지 전극(181_3)의 끝단과 연결된다. 즉, 연결 전극(182b)이 화소 전극(181a)을 세로로 이등분하는 중심선상에 배치될 필요가 없다. 이에 따라, 도 5의 시점에서, 연결 전극(182b)의 좌측과 우측에 확장 전극(183)과 화소 전극(181a) 사이 영역이 형성될 수 있다.
한편, 제1 차폐부(184_1b)는 제1 서브 차폐부(184_11b) 및 제2 서브 차폐부(184_12b)를 포함하며, 이들은 각각 제2 차폐부(184_2b)로부터 돌출되는 모양으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 5의 시점에서, 제1 서브 차폐부(184_11b)는 연결 전극(182b)의 좌측에 배치된 제2 차폐부(184_2b)으로부터 돌출되도록 형성되며, 제2 서브 차폐부(184_12b)는 연결 전극(182)의 우측에 배치된 제2 차폐부(184_2b)으로부터 돌출되도록 형성된다. 이에 따라, 연결 전극(182b)의 배치가 변경되더라도, 제1 차폐부(184_1b)의 배치 및 구조를 변경함으로써, 화소 전극(181a)과 확장 전극(183)이 서로간에 영향을 미치는 것을 차단하여 화소 전극(181a)의 액정(210)에 대한 제어력을 향상시킬 수 있다.
이외 구체적 설명은 도 1, 도 2 및 도 4의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제3 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10c)는 데이터 라인(162), 게이트 라인(122), 박막 트랜지스터(167), 컨택홀(174), 화소 전극(181c), 연결 전극(182a), 확장 전극(183) 및 차폐 전극(184c)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10c)는, 액티브 영역(11c)의 모양이 도 4의 설명에서 상술한 화소(10a)의 액티브 영역(11)과 일부 상이하며, 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)의 구조가 일부 상이하고, 제2 차폐부(184_2c)의 구조가 일부 상이한 점에서 차이점이 존재한다. 따라서, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예에서의 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)은 제1 방향(D1) 폭이 변화하는 부분을 포함할 수 있다. 즉, 도 6의 시점에서, 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)은 하측 끝단에서 제1 방향(D1) 폭이 급격하게 작아져, 모따기 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 가장자리 전극(181_4c)의 경우 좌측변이 우측변에 가까워지는 모양일 수 있으며, 제2 가장자리 전극(181_5c)의 경우 우측변이 좌측변에 가까워지는 모양일 수 있다. 이에 따라, 액티브 영역(11c)의 모양은 직사각형 모양을 기초로 하측 두 끝단이 내부로 만입된 다각형의 모양을 가질 수 있다. 즉, 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)은 일측 끝단에 가까울수록 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 급격하게 작아질 수 있다.
또한, 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)의 끝단의 폭이 작아져 액티브 영역(11c)이 만입된 영역은 제2 차폐부(184_2c)에 의하여 오버랩될 수 있다. 이에 따라, 제2 차폐부(184_2c)는 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)의 모양을 그대로 반영하는 모양일 수 있다. 즉, 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)에 인접한 영역에 배치된 제2 차폐부(184_2c)의 외변은 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)의 외변에 평행한 모양일 수 있다.
화소 전극(181c)이 상술한 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)의 하측 끝단의 구조를 갖고, 차폐 전극(184c)이 상술한 제2 차폐부(184_2c)의 구조를 갖는 경우, 액정 표시 장치의 액정(210)에 대한 제어력 및 액정(210) 복원력이 보다 더 향상될 수 있다. 상술한 제1 가장자리 전극(181_4c) 및 제2 가장자리 전극(181_5c)의 끝단 주변의 영역에서는 전계가 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 형성되는 것이 아니라, 제1 줄기 전극(181_1)과 제2 줄기 전극(181_2)이 교차하는 화소 전극(181c)의 중심을 향하여 형성되기 때문이다.
이외 구체적 설명은 도 1, 도 2 및 도 4의 설명에서 상술한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제4 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소에 대한 레이아웃도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10d)는 데이터 라인(162), 게이트 라인(122), 박막 트랜지스터(167), 컨택홀(174), 화소 전극(181d), 연결 전극(182a), 확장 전극(183) 및 차폐 전극(184d)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10d)는, 액티브 영역(11d)의 모양이 도 6의 설명에서 상술한 화소(10c)와 일부 상이하며, 제1 가장자리 전극(181_4d) 및 제2 가장자리 전극(181_5d)의 구조가 일부 상이하고, 제3 차폐부(184_3d)를 더 포함한다는 점에서 차이점이 존재한다. 따라서, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예에서의 제1 가장자리 전극(181_4) 및 제2 가장자리 전극(181_5)은 양측 끝단 모두에서 끝단으로 갈수록 폭이 작아질 수 있다. 즉, 도 7의 시점에서, 제1 가장자리 전극(181_4) 및 제2 가장자리 전극(181_5)은 하측 끝단 및 상측 끝단 모두에서 폭이 급격하게 작아질 수 있다. 이에 따라, 액티브 영역(11)의 모양은 직사각형을 기초로 하측의 두 끝단 및 상측의 두 끝단이 내부로 만입된 다각형의 모양을 가질 수 있다.
제1 가장자리 전극(181_4) 및 제2 가장자리 전극(181_5)의 하측 끝단의 폭이 작아져 액티브 영역(11)이 만입된 영역은 제2 차폐부(184_2)와 오버랩될 수 있다. 이는 도 6의 설명에서 상술한 바와 동일하다. 또한, 제1 가장자리 전극(181_4) 및 제2 가장자리 전극(181_5)의 상측 끝단의 폭이 작아져 액티브 영역(11)이 만입된 영역은 제3 차폐부(184_3d)와 오버랩될 수 있다.
제3 차폐부(184_3d)는 제3 서브 차폐부(184_31d) 및 제4 서브 차폐부(184_32d)를 포함할 수 있다. 제3 서브 차폐부(184_31d)는 제1 가장자리 전극(181_4d)의 상측 끝단의 폭이 작아짐에 따라 형성되는 영역에 배치될 수 있으며, 제4 서브 차폐부(184_32d)는 제2 가장자리 전극(181_5d)의 상측 끝단의 폭이 작아짐에 따라 형성되는 영역에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 7의 시점에서, 제3 서브 차폐부(184_31d)는 제1 가장자리 전극(181_4d)의 상측 끝단에 인접하여 배치되는 제2 차폐부(184_2c)로부터 우측으로 돌출된 모양으로 형성될 수 있으며, 제4 서브 차폐부(184_32d)는 제2 가장자리 전극(181_5d)의 상측 끝단에 인접하여 배치되는 제2 차폐부(184_2c)로부터 좌측으로 돌출된 모양으로 형성될 수 있다. 제3 서브 차폐부(184_31d) 및 제4 서브 차폐부(184_32d)의 구체적인 모양은 제1 가장자리 전극(181_4d) 및 제2 가장자리 전극(181_5d)의 모양을 그대로 반영할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소(10e)에 대한 레이아웃도이며, 도 9는 도 8의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시 기판(100), 돌기 패턴(190e), 제2 표시 기판(300) 및 그 사이에 배치된 액정층(200)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 도 1 및 도 3에 의한 설명에서 상술한 액정 표시 장치와 비교하여 돌기 패턴(190e)을 더 포함한다는 점에서 차이점이 존재한다. 따라서, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하며, 차이점을 위주로 설명한다.
본 실시예에서의 돌기 패턴(190e)은 액티브 영역(11)의 외곽을 둘러싸는 모양으로 형성될 수 있으며, 연결 전극(182) 및 차폐 전극(184) 상에 배치될 수 있다. 즉, 돌기 패턴(190e)은 제1 가장자리 전극(181_4), 제2 가장자리 전극(181_5), 제3 가장자리 전극(181_6) 및 제4 가장자리 전극(181_7)의 외변과 일정 거리만큼 이격되어, 화소 전극(181)을 둘러싸는 모양으로 배치될 수 있다.
이러한 돌기 패턴(190e)은 상면이 완만한 곡선 형태를 가질 수 있으며, 돌기 패턴(190e)과 중첩하는 액정(210)이 돌기 패턴(190e)의 상면에 접하는 평면으로부터 수직한 방향으로 기울어지도록 할 수 있다. 이에 따라, 제4 가장자리 전극(181_7)과 제1 차폐부(184_1) 사이의 영역인 D 영역에서, 도 9의 시점에서 액정(210)이 우측을 향하여 기울어지도록 할 수 있다. 따라서, 화소 전극(181)의 액정(210)에 대한 제어력 및 액정(210) 복원력이 향상이 극대화될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 화소
11: 액티브 영역
100: 제1 표시 기판
200: 액정층
300: 제2 표시 기판
181: 화소 전극
182: 연결 전극
183: 확장 전극
184: 차폐 전극
184_1: 제1 차폐부
184_2: 제2 차폐부
D1: 제1 방향
D2: 제2 방향

Claims (19)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 절연막;
    상기 절연막 상에 배치된 화소 전극;
    상기 화소 전극과 동일층에 배치된 확장 전극;
    상기 화소 전극과 동일층에 배치되며, 상기 화소 전극과 상기 확장 전극을 서로 연결하는 연결 전극; 및
    상기 화소 전극과 동일층에 배치되며 상기 화소 전극, 상기 연결 전극 및 상기 확장 전극과 중첩되지 않도록 배치된 차폐 전극을 포함하되,
    상기 확장 전극은 상기 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고,
    상기 차폐 전극은 평면 시점에서 상기 화소 전극과 상기 컨택홀 사이에 위치하는 부분인 제1 차폐부 및 상기 제1 차폐부 이외의 부분인 제2 차폐부를 포함하며,
    상기 차폐 전극은 상기 동일층 상에서 상기 연결 전극 이외에 상기 확장 전극과 상기 차폐 전극 사이에 다른 개재된 요소없이 평면도상 상기 확장 전극을 정의하는 적어도 3개의 변에서 상기 확장 전극을 연속적으로 둘러싸는 액정 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치된 데이터 라인을 더 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 데이터 라인과 전기적으로 연결된 액정 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 차폐부는 상기 데이터 라인과 중첩하도록 배치된 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 차폐부는 상기 제2 차폐부로부터 상기 연결 전극을 향해 돌출된 모양인 액정 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 길이는 상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 방향과 평행한 방향의 확장 전극의 폭보다 작은 액정 표시 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 길이는 상기 제1 차폐부가 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 방향과 평행한 방향의 확장 전극의 폭의 50% 이상인 액정 표시 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 차폐부는 제1 서브 차폐부 및 제2 서브 차폐부를 더 포함하되,
    상기 제1 서브 차폐부는 상기 연결 전극의 일측에 이격되어 배치되고,
    상기 제2 서브 차폐부는 상기 연결 전극의 타측에 이격되어 배치된 액정 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 전극은
    제1 방향으로 연장된 제1 줄기 전극,
    상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 줄기 전극과 교차하는 제2 줄기 전극,
    상기 제1 줄기 전극 및 상기 제2 줄기 전극으로부터 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 경사진 방향으로 연장된 복수의 가지 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 화소 전극은
    상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 줄기 전극의 상기 제1 방향 일측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제1 가장자리 전극,
    상기 제2 방향으로 연장되며 상기 제1 줄기 전극의 상기 제1 방향 타측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제2 가장자리 전극,
    상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제2 줄기 전극의 상기 제2 방향 일측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제3 가장자리 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 화소 전극은 상기 제1 방향으로 연장되며 상기 제2 줄기 전극의 상기 제2 방향 타측 끝단과 연결되고 상기 복수의 가지 전극의 끝단으로부터 이격되어 배치된 제4 가장자리 전극을 더 포함하되,
    상기 연결 전극은 상기 제4 가장자리 전극과 연결된 액정 표시 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 연결 전극은 상기 제3 가장자리 전극과 연결된 액정 표시 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 가장자리 전극은 일측 끝단에 가까울수록 상기 제1 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아지고,
    상기 제2 가장자리 전극은 일측 끝단에 가까울수록 상기 제2 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아지는 액정 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 가장자리 전극에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제1 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양이고,
    상기 제2 가장자리 전극에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제2 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양인 액정 표시 장치.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 가장자리 전극은 양측 끝단에 가까울수록 각각 상기 제1 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아지고,
    상기 제2 가장자리 전극은 양측 끝단에 가까울수록 각각 상기 제2 가장자리 전극이 연장된 방향에 수직한 폭의 길이가 작아지는 액정 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 차폐 전극은 제3 서브 차폐부 및 제4 서브 차폐부를 포함하는 제3 차폐부를 더 포함하되,
    상기 제1 가장자리 전극의 일측 끝단에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제1 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양이고,
    상기 제2 가장자리 전극에 일측 끝단에 인접한 영역에 배치된 상기 제2 차폐부의 외변은 상기 제2 가장자리 전극의 외변에 평행한 모양이고,
    상기 제3 서브 차폐부는 상기 제1 가장자리 전극의 타측 끝단에 인접한 영역에 배치되어 상기 제1 가장자리 전극의 타측 끝단의 외변에 평행한 모양의 외변을 가지도록 상기 제2 차폐부로부터 돌출되고,
    상기 제4 서브 차폐부는 상기 제2 가장자리 전극의 타측 끝단에 인접한 영역에 배치되어 상기 제2 가장자리 전극의 타측 끝단의 외변에 평행한 모양의 외변을 가지도록 상기 제2 차폐부로부터 돌출된 액정 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 차폐 전극 상에 위치하고 평면 시점에서 상기 화소 전극을 둘러싸는 돌기 패턴을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  17. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 화소 전극;
    상기 화소 전극과 동일층에 배치되며 상기 박막 트랜지스터와 연결된 확장 전극;
    상기 화소 전극과 동일층에 배치되며, 상기 화소 전극과 상기 확장 전극을 서로 연결하는 연결 전극;
    상기 화소 전극과 동일층에 배치되며 상기 화소 전극, 상기 연결 전극 및 상기 확장 전극과 중첩되지 않도록 배치된 차폐 전극;
    상기 차폐 전극은 상기 화소 전극 및 상기 확장 전극 사이의 영역에 배치된 부분인 제1 차폐부 및 상기 제1 차폐부 이외의 부분인 제2 차폐부를 포함하며,
    상기 차폐 전극은 상기 동일층 상에서 상기 연결 전극 이외에 상기 확장 전극과 상기 차폐 전극 사이에 다른 개재된 요소없이 평면도상 상기 확장 전극을 정의하는 적어도 3개의 변에서 상기 확장 전극을 연속적으로 둘러싸는 액정 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 화소 전극 상에 배치된 액정층; 및
    상기 액정층 상에 배치된 공통 전극을 더 포함하고,
    상기 차폐 전극에 제공되는 전압 레벨과 상기 공통 전극에 제공되는 전압 레벨은 실질적으로 동일한 액정 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 제공되는 전압 레벨은, 상기 공통 전극에 제공되는 전압 레벨과 상이한 액정 표시 장치.
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