KR102650551B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하며 제1 방향으로 연장하는 게이트선, 상기 게이트선 위에 위치하는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 위에 위치하며 상기 제1 방향으로 이웃하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선, 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선 위에 위치하는 제2 절연층, 상기 제2 절연층 위에 위치하는 제3 절연층, 그리고 상기 제3 절연층 위에 위치하며 상기 제1 데이터선과 중첩하는 제1 전극부 및 상기 제2 데이터선과 중첩하는 제2 전극부를 포함하는 제1 화소 전극을 포함한다. 상기 화소 전극은 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 중 적어도 하나는 상기 제1 전극부와 중첩하는 부분의 두께가 상기 제2 전극부와 중첩하는 부분의 두께보다 두껍다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치, 더욱 상세하게는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치로서 액정 표시 장치가 널리 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 충전된 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.
데이터 전압 같은 신호를 전달하는 배선들은 액정층의 전기장에 영향을 주어 표시 장치의 화질을 저하시킬 수 있다. 배선들의 영향성은 표시 장치의 고해상도화에 따라 제한된 영역에 더욱 많은 배선과 전극을 배치함으로써 증가할 수 있다.
실시예들은 표시 장치의 화질을 개선하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 슬릿을 포함하는 제1 전극부 및 제2 슬릿을 포함하는 제2 전극부를 포함하는 제1 화소 전극, 그리고 상기 제1 화소 전극과 중첩하며 제1 방향으로 이웃하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선을 포함한다. 상기 제1 데이터선은 상기 제1 전극부 및 상기 제1 슬릿과 중첩하고, 상기 제2 데이터선은 상기 제2 전극부 및 상기 제2 슬릿과 중첩한다. 상기 제1 슬릿과 상기 제1 데이터선이 중첩하는 영역의 면적이 상기 제2 슬릿과 상기 제2 데이터선이 중첩하는 영역의 면적과 다르다.
상기 제1 슬릿의 폭이 상기 제2 슬릿의 폭과 다를 수 있다.
상기 제1 데이터선은 상기 제1 화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제1 슬릿의 폭이 상기 제2 슬릿의 폭보다 작을 수 있다.
상기 제1 슬릿은 상대적으로 넓은 폭을 가진 부분과 상대적으로 좁은 폭을 가진 부분을 포함할 수 있고, 상기 상대적으로 좁은 폭을 가진 부분이 상기 제1 데이터선과 중첩할 수 있다.
상기 제2 데이터선은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 제1 화소 전극과 이웃하는 제2 화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 화소 전극은 상기 제1 화소 전극의 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부와 상기 제2 방향으로 각각 정렬되어 있는 제1 전극부 및 제2 전극부를 포함할 수 있다. 상기 제2 화소 전극에서, 상기 제1 전극부는 제1 슬릿을 포함할 수 있고 상기 제2 전극부는 제2 슬릿을 포함할 수 있으며, 상기 제2 슬릿의 폭이 상기 제1 슬릿의 폭보다 작을 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 방향으로 연장하는 게이트선을 더 포함할 수 있고, 상기 게이트선은 상기 제1 화소 전극과 전기적으로 연결된 제1 부게이트선 및 상기 제2 화소 전극과 전기적으로 연결된 제2 부게이트선을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극은 가로 줄기부, 상기 가로 줄기부와 교차하는 세로 줄기부, 그리고 상기 가로 줄기부 또는 상기 세로 줄기부로부터 연장하는 복수의 가지부를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극부는 상기 세로 줄기부의 일측에 위치하는 부분일 수 있고, 상기 제2 전극부는 상기 세로 줄기부의 타측에 위치하는 부분일 수 있다.
상기 제1 슬릿 및 상기 제2 슬릿은 상기 복수의 가지부 중 인접하는 가지부들 사이의 간격에 대응할 수 있다.
상기 제1 슬릿과 상기 제2 슬릿은 상기 세로 줄기부에 대하여 대칭으로 위치할 수 있다.
상기 제1 데이터선과 상기 제2 데이터선은 한 프레임 동안 서로 다른 극성의 데이터 전압을 전달할 수 있다.
상기 제1 슬릿의 연장 방향이 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향과 이루는 예각인 제1 각도가 상기 제2 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각인 제2 각도와 다를 수 있다.
상기 제1 데이터선은 상기 제1 화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제1 각도가 상기 제2 각도보다 클 수 있다.
상기 제2 데이터선은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 제1 화소 전극과 인접하는 제2 화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 화소 전극은 상기 제1 화소 전극의 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부와 상기 제2 방향으로 각각 정렬되어 있는 제1 전극부 및 제2 전극부를 포함할 수 있다. 상기 제2 화소 전극에서, 상기 제1 전극부는 제1 슬릿을 포함할 수 있고, 상기 제2 전극부는 제2 슬릿을 포함할 수 있으며, 상기 제2 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각이 상기 제1 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각보다 클 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 방향으로 연장하는 게이트선, 상기 게이트선과 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 부화소 전극 및 상기 제2 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제2 부화소 전극을 포함하는 화소 전극, 그리고 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극과 중첩하며, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선을 포함한다. 상기 제1 데이터선은 상기 제1 부화소 전극에 형성된 제1 슬릿 및 상기 제2 부화소 전극에 형성된 제3 슬릿과 중첩하고, 상기 제2 데이터선은 상기 제1 부화소 전극에 형성된 제2 슬릿 및 상기 제2 부화소 전극에 형성된 제4 슬릿과 중첩한다. 상기 제1 슬릿과 상기 제1 데이터선이 중첩하는 영역의 면적이 상기 제2 슬릿과 상기 제2 데이터선이 중첩하는 영역의 면적과 다르고, 상기 제3 슬릿과 상기 제1 데이터선이 중첩하는 영역의 면적이 상기 제4 슬릿과 상기 제2 데이터선이 중첩하는 영역의 면적과 다르다.
상기 제1 슬릿의 폭이 상기 제2 슬릿의 폭과 다를 수 있고, 상기 제3 슬릿의 폭이 상기 제4 슬릿의 폭과 다를 수 있다.
상기 제1 데이터선은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 슬릿의 폭이 상기 제2 슬릿의 폭보다 작을 수 있고, 상기 제3 슬릿의 폭이 상기 제4 슬릿의 폭보다 작을 수 있다.
상기 제1 데이터선은 상기 제1 부화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제2 데이터선은 상기 제2 부화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 슬릿의 폭이 상기 제2 슬릿의 폭보다 작을 수 있고, 상기 제4 슬릿의 폭이 상기 제3 슬릿의 폭보다 작을 수 있다.
상기 제1 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각인 제1 각도가 상기 제2 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각인 제2 각도와 다를 수 있고, 상기 제3 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각인 제3 각도가 상기 제4 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각인 제4 각도와 다를 수 있다.
상기 제1 데이터선은 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 각도가 상기 제2 각도보다 클 수 있고, 상기 제3 각도가 상기 제4 각도보다 클 수 있다.
상기 제1 데이터선은 상기 제1 부화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제2 데이터선은 상기 제2 부화소 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 각도가 상기 제2 각도보다 클 수 있고, 상기 제4 각도가 상기 제3 각도보다 클 수 있다.
실시예들에 따르면, 화소 전극과 중첩하는 데이터선에 의한 데이터 필드로 인한 휘도 변화를 억제할 수 있고, 이에 따라 표시 장치의 화질을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 배치도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 두 화소의 평면 배치도이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소에서 화소 전극과 데이터선들의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 표시 장치에서 IVa-IVb 선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치에서 데이터 필드의 영향을 설명하기 위한 개념도이다
도 6은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 화소 전극의 슬릿과 데이터선의 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치의 이웃하는 네 화소의 평면 배치도이다.
도 8은 일 실시예 따른 표시 장치의 한 화소의 화소 전극과 데이터선들의 평면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이다.
도 10은 도 9에 도시된 화소에서 화소 전극과 데이터선들의 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 화소 전극의 슬릿과 데이터선의 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이다.
도 13은 도 12에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이다.
도 16은 도 15에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이다.
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 두께 및/또는 폭을 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.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도면에서, 방향을 나타내는데 사용되는 부호 x는 제1 방향이고, y는 제1 방향과 수직인 제2 방향이고, z는 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 제3 방향이다.
이제, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 대하여 도면들을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1을 참고하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 배치도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 게이트 구동부(20a, 20b) 및 데이터 구동부(30)를 포함한다. 표시 장치(1)는 또한 게이트 구동부(20a, 20b) 및 데이터 구동부(30)를 제어하는 신호 제어부(40)를 포함하고, 표시 패널(10)에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 표시 영역(display area)(DA) 및 그 주변에 위치하는 비표시 영역(non-display area)(NA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 화면에 해당하는 영역으로서, 화소들(PX), 게이트선들(121) 및 데이터선들(171a, 171b)이 배열되어 있다.
화소(PX)는 화면을 구성하는 기본 단위이다. 각각의 화소(PX)는 색상과 명암을 표시할 수 있고, 이러한 화소들(PX)이 조합하여 영상을 표시할 수 있다. 화소들(PX)은 대략 행렬로 배열되어 있다. 여기서, 행 방향으로 배열되어 있는 화소들(PX)의 그룹을 화소행(pixel row)(PXR)이라 부르고, 열 방향으로 배열되어 있는 화소들(PX)의 그룹을 화소열(pixel column)(PXC)이라 부른다. 행 방향은 제1 방향(x)에 해당하고, 열 방향은 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)에 해당하다.
각각의 화소(PX)는 게이트선(121) 및 데이터선(171a, 171b)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 스위칭 소자 및 이에 연결된 적어도 하나의 화소 전극을 포함한다. 본 명세서에서 전기적으로 연결된다는 스위칭 소자를 통해 전기적으로 연결되는 것을 포함한다. 스위칭 소자는 표시 패널(10)에 집적되어 있는 트랜지스터 등의 전기 소자로서, 게이트 단자(게이트 전극), 입력 단자(소스 전극), 그리고 출력 단자(드레인 전극)를 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)는 소정의 계조를 표시할 수 있다.
각각의 화소(PX)는 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 기본색은 예컨대 적색, 녹색, 청색 등 삼원색일 수 있고, 백색을 더 포함할 수도 있다. 각각의 화소열(PXC)의 화소들(PX)은 서로 동일한 기본색을 나타낼 수 있다. 이와 달리, 각각의 화소행(PXR)의 화소들(PX)은 서로 동일한 기본색을 나타내거나, 사각 형태로 이웃한 네 개의 화소들(PX)이 서로 다른 둘 이상의 기본색을 나타낼 수도 있다.
게이트선(121)은 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압 등의 게이트 신호를 전달할 수 있다. 각각의 게이트선(121)은 대략 제1 방향(x)으로 연장할 수 있고, 게이트선들(121)은 제2 방향으로 배열될 수 있다.
하나의 게이트 신호를 전달하는 하나의 게이트선(121)은 서로 전기적으로 연결되어 있는 제1 부게이트선(121a) 및 제2 부게이트선(121a, 121b)을 포함할 수 있다. 각각의 부게이트선(121a, 121b)은 전체적으로 제1 방향(x)으로 연장할 수 있고, 제1 부게이트선(121a)과 제2 부게이트선(121a, 121b)은 표시 영역(DA)에서 서로 대체로 나란할 수 있다. 제1 부게이트선(121a)과 제2 부게이트선(121b)은 제2 방향(y)으로 배열되어 있다. 하나의 게이트선(121)이 포함하는 제1 부게이트선(121a) 및 제2 부게이트선(121b)은 각각 서로 다른 2개의 화소행(PXR)의 화소들(PX)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 서로 다른 2개의 화소행(PXR)은 제2 방향(y)으로 인접하는 화소행들(PXR)일 수 있다. 하나의 게이트선(121)이 포함하는 제1 부게이트선(121a) 및 제2 부게이트선(121b)은 표시 영역(DA)의 좌우 가장자리 부근 또는 비표시 영역(NA)에서 서로 연결되어 동일한 게이트 신호를 전달할 수 있다.
데이터선(171a, 171b)은 표시 장치에 입력되는 영상 신호에 대응하는 데이터 전압을 전달할 수 있다. 각각의 데이터선(171a, 171b)은 전체적으로 제2 방향(y)으로 연장할 수 있고, 데이터선들(171a, 171b)은 제1 방향(x)으로 배열될 수 있다.
각각의 화소열(PXC)에는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)이 대응하여 배열될 수 있다. 하나의 화소열(PXC)에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 해당 화소열(PXC)의 화소들(PX)을 가로지르며, 화소 전극과 중첩할 수 있다. 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)을 포함한다. 제1 데이터선(171a)과 제2 데이터선(171b)은 서로 다른 극성의 데이터 전압을 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 데이터선(171a)은 정극성(+)의 데이터 전압을 전달할 때 제2 데이터선(171b)은 부극성(-)의 데이터 전압을 전달할 수 있다. 여기서 정극성은 공통 전압보다 높은 전압을 의미하고, 부극성은 공통 전압보다 낮은 전압을 의미한다. 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)을 통해 전달되는 데이터 전압의 극성은 프레임마다 바뀔 수 있다. 제1 데이터선(171a)과 제2 데이터선(171b)은 제1 방향(x)으로 교대로 배열될 수 있다. 이와 달리, 제1 방향(x)으로 인접하는 데이터선(171a, 171b) 쌍들에서, 제1 데이터선들(171a)끼리 인접하거나 제2 데이터선들(171b)끼리 인접할 수 있다.
한 화소열(PXC)에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 해당 화소열(PXC)의 화소들(PX)에 전기적으로 연결되어 있다. 특히, 한 화소열(PXC)에서, 한 게이트선(121)의 제1 부게이트선(121a) 및 제2 부게이트선(121b)에 각각 전기적으로 연결된 두 화소(PX)는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 서로 다른 데이터선(171a, 171b)에 전기적으로 연결되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 화소열(PXC)에서 제2 방향(y)으로 배열된 화소들(PX)은 대응하는 한 쌍의 데이터선들(171a, 171b)에 교대로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 예컨대, 홀수 번째 화소열(PXC)의 화소들(PX)은 제1 데이터선(171a)에 전기적으로 연결될 수 있고, 짝수 번째 화소열(PXC)의 화소들(PX)은 제2 데이터선(171b)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또는 그 반대로, 홀수 번째 화소열(PXC)의 화소들(PX)은 제2 데이터선(171b)에 전기적으로 연결될 수 있고, 짝수 번째 화소열(PXC)의 화소들(PX)은 제1 데이터선(171a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 한 화소열(PXC)에서, 한 게이트선(121)에 연결된 서로 다른 화소들(PX)은 동일한 타이밍(프레임)에 서로 다른 데이터선들(171a, 171b)을 통해 각각에 해당하는 데이터 전압을 인가받을 수 있고, 서로 다른 극성의 데이터 전압을 인가받을 수 있다.
이와 같이 배열되고 연결된 화소들(PX)과 게이트선들(121) 및 데이터선들(171a, 171b)을 포함하는 표시 패널(10)에서 게이트선(121)의 수는 전체 화소행(PXR)의 수의 대략 절반일 수 있고, 데이터선(171a, 171b)의 수는 전체 화소열(PXC)의 수의 대략 두 배일 수 있다.
비표시 영역(NA)에는 게이트 구동부(20a, 20b)가 위치하고, 표시 영역(DA) 및 게이트 구동부(20a, 20b)에 인가되는 각종 신호들을 전달하는 신호선들이 위치한다. 게이트 구동부(20a, 20b)는 게이트선들(121)과 연결되어 있고, 신호 제어부(40)로부터의 제어 신호(GCS)를 수신하여 게이트 신호를 생성하고, 게이트 신호를 게이트선들(121)에 인가한다. 게이트 구동부(20a, 20b)는 표시 영역(DA)의 양쪽에 각각 위치하는 제1 게이트 구동부(20a)와 제2 게이트 구동부(20b)를 포함할 수 있다. 각 게이트 구동부(20a, 20b)는 제2 방향(y)으로 순차적으로 배열된 스테이지들을 포함할 수 있고, 각각의 스테이지는 각 게이트선(121)에 연결되어 각각의 게이트 신호를 전달할 수 있다. 스테이지들은 제2 방향(y)으로 또는 제2 방향(y)과 반대 방향(-y)으로 순차적으로 게이트 신호를 출력할 수 있다. 두 게이트 구동부(20a, 20b) 중 하나는 생략될 수도 있다. 게이트 구동부(20a, 20b)는 표시 영역(DA)의 트랜지스터 등의 전기 소자와 함께 동일한 공정을 통해 표시 패널(10)의 비표시 영역(NA)에 집적될 수 있다.
데이터 구동부(30)는 데이터선들(171a, 171b)과 연결되어 있다. 데이터 구동부(30)는 신호 제어부(40)로부터 제어 신호(DCS)와 영상 데이터를 수신하고, 계조 전압 생성부에서 생성된 계조 전압을 이용하여 영상 데이터를 데이터 전압으로 변환하고, 데이터 전압을 데이터선들(171a, 171b)에 인가한다. 데이터 구동부(30)는 표시 패널(10)에 전기적으로 연결된 가요성 인쇄 회로막 또는 인쇄 회로 기판 위에 집적회로 칩 형태로 실장되거나, 표시 패널(10)의 비표시 영역(NA)에 실장될 수 있다.
다음, 도 1과 함께 도 2 내지 도 6을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 표시 패널(10)은 대향하는 제1 기판(110)과 제2 기판(210), 그리고 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
제1 기판(110) 위에는 게이트선(121), 게이트 전극(124) 및 유지 전극선(131)을 포함하는 게이트 도전층이 위치할 수 있다. 게이트 도전층은 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하나의 게이트선(121)은 한 쌍의 선부(line portion)(122, 123)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 선부(122, 123)는 서로 대체로 나란하게 제1 방향(x)으로 연장할 수 있다. 한 쌍의 선부(122, 123) 사이에는 게이트 전극들(124)이 위치하고, 게이트 전극들(124)은 한 쌍의 선부(122, 123)와 직접 연결되어 있다. 따라서 한 쌍의 선부(122, 123)는 게이트 전극들(124)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있고 서로 동일한 게이트 신호를 전달할 수 있다. 게이트선(121)에는 제1 방향(x)으로 이웃하는 두 게이트 전극(124) 사이에 개구(25)가 형성되어 있다. 따라서 게이트선(121)의 한 쌍의 선부(122, 123)는 게이트 전극들(124)이 위치하지 않는 영역에서 개구들(25)을 사이에 두고 서로 마주하며 나란할 수 있다.
유지 전극선(131)은 평면도에서 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)과 이격되어 있다. 유지 전극선(131)은 공통 전압과 같은 일정한 전압을 전달할 수 있다. 유지 전극선(131)은 대체로 제1 방향(x)으로 연장하는 하나의 주선(main line)(131a), 주선(131a)에 연결되어 있으며 대체로 제2 방향(y)으로 연장하는 연장부들(131b), 그리고 주선(131a)의 일부가 확장된 부분인 확장부들(131c)을 포함할 수 있다. 한 주선(131a)에 연결된 연장부들(131b)의 제1 방향(x)으로 피치 및 확장부들(131c)의 제1 방향(x)으로 피치는 화소들(PX)의 제1 방향(x)으로 피치와 대략 동일할 수 있다.
게이트 도전층 위에는 제1 절연층(140)이 위치할 수 있다. 제1 절연층(140)은 규소 산화물(SiOx), 규소 질화물(SiNx) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(140)은 게이트 절연층으로 불릴 수 있다.
제1 절연층(140) 위에는 반도체들(153, 156)을 포함하는 반도체층이 위치한다. 반도체층은 비정질, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체 물질 등을 포함할 수 있다. 반도체(153)는 게이트 전극(124)과 평면상 서로 중첩한다.
반도체(153) 위에는 저항성 접촉층(ohmic contact layer)(163, 165)이 위치할 수 있다. 반도체층이 규소를 포함하는 경우, 저항성 접촉층(163, 165)은 인(P) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 또는 실리사이드(silicide)를 포함할 수 있다. 저항성 접촉층(163, 165)은 생략될 수 있다.
저항성 접촉층(163, 165) 및 제1 절연층(140) 위에는 데이터선들(171a, 171b), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전층이 위치할 수 있다. 데이터 도전층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 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 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
데이터선들(171a, 171b)은 대체로 제2 방향(y)으로 연장하고, 게이트선(121)과 교차할 수 있다. 데이터선들(171a, 171b)은 굴곡부(CV)를 포함할 수 있고, 굴곡부(CV)는 제1 방향(x)으로 연장하는 부분과 제2 방향(y)으로 연장하는 부분을 포함할 수 있다. 하나의 데이터선(171a, 171b)에는 소스 전극들(173)이 직접 연결되어 있을 수 있다. 소스 전극(173)은 데이터선들(171a, 171b) 중 하나로부터 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 대략 U자형으로 굽어있을 수 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 평면도에서 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)보다 위쪽에 위치할 수 있다. 서로 마주하는 드레인 전극(175)과 소스 전극(173) 사이의 영역 대부분은 반도체(153)와 중첩할 수 있다.
평면도에서 확장부(177)는 유지 전극선(131)의 확장부(131c)와 서로 중첩할 수 있다. 확장부(177)는 제1 절연층(140)을 사이에 두고 유지 전극선(131)의 확장부(131c)와 중첩하여 유지 축전기(Cst)를 형성할 수 있다. 유지 축전기(Cst)는 데이터선(171a, 171b)에 데이터 전압이 인가되지 않을 때에도 드레인 전극(175) 및 이에 연결된 화소 전극(191)에 인가된 전압을 유지하는 역할을 할 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(153)와 함께 스위칭 소자인 트랜지스터(Q)를 이룬다. 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(153)에 형성된다. 한 화소(PX)는 트랜지스터(Q)에 의해 제1 데이터선(171a)과 제2 데이터선(171b) 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 데이터선(171a)과 연결되는 경우를 예로 들어 설명한다.
게이트선(121)의 개구들(25)은 데이터선들(171a, 171b)과 평면상 중첩하여, 게이트선(121)과 데이터선들(171a, 171b) 사이의 커플링에 의한 신호 지연을 줄일 수 있다. 각각의 반도체(156)는 게이트선(121), 게이트 전극(124) 또는 유지 전극선(131)과 데이터선들(171a, 171b)이 교차하는 부분 사이에 위치하여 게이트 도전층과 데이터 도전층 사이의 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.
저항성 접촉층(163, 165)은 그 아래의 반도체(153)와 그 위의 데이터 도전층 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 줄 수 있다. 반도체(153)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터 도전층에 의해 덮이지 않은 부분이 있을 수 있다.
데이터 도전층 위에는 제2 절연층(180a)이 위치할 수 있고, 제2 절연층(180a) 위에는 제3 절연층(180b)이 위치할 수 있다. 제2 절연층(180a) 및 제3 절연층(180b)은 무기 절연 물질 및/또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연층(180a) 및 제3 절연층(180b)은 드레인 전극(175)의 확장부(177)와 중첩하는 접촉 구멍(185)을 포함한다.
제2 절연층(180a)과 제3 절연층(180b) 사이에는 색필터층(230)이 위치할 수 있다. 색필터층(230)은 서로 다른 색을 나타내는 색필터들을 포함하며, 각각의 색필터는 대응하는 화소(PX)가 나타내는 색을 나타내는 색소를 포함할 수 있다. 제3 절연층(180b)은 색필터층(230)의 물질이 액정층(3)으로 빠져나가는 것을 막을 수 있다. 색필터층(230)은 제2 절연층(180a) 및 제3 절연층(180b)의 접촉 구멍(185)과 중첩하는 개구(235)를 포함할 수 있다. 개구(235) 안에 접촉 구멍(185)이 위치할 수 있다.
평면도에서 인접하는 두 색필터층(230)은 화소들(PX) 사이의 경계에서 일부가 서로 중첩할 수 있다. 특히, 각각의 색필터층(230)이 각각의 화소열(PXC)을 따라 연장하여 한 화소열(PXC)에 하나의 색필터층(230)이 배치된 경우, 이웃하는 화소열들(PXC) 사이에 두 색필터층(230)이 서로 일부 중첩할 수 있고, 두 색필터층(230)이 중첩한 영역은 유지 전극선(131)의 연장부(131b)와 중첩할 수 있다.
제3 절연층(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 등을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 화소 전극(191)의 전체적으로 대략 사각형이지만, 패턴화되어 있다. 화소 전극(191)은 가로 줄기부(192), 세로 줄기부(193) 및 가지부들(194)을 포함한다. 화소 전극(191)에는 연장부(196) 및 확장부(197)가 연결되어 있다.
가로 줄기부(192)는 제1 방향(x)으로 연장하고, 세로 줄기부(193)는 제2 방향(y)으로 연장한다. 가로 줄기부(192)는 세로 줄기부(193)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가로 줄기부(192a)와 제2 가로 줄기부(192b)를 포함한다. 제2 가로 줄기부(192b)는 세로 줄기부(193)로부터 제1 방향(x)으로 돌출하고, 제1 가로 줄기부(192a)는 세로 줄기부(193)로부터 제1 방향(x)과 반대 방향(-x)으로 돌출한다. 화소 전극(191)은 가로 줄기부(192)와 세로 줄기부(193)에 의해 4개의 부영역으로 나뉠 수 있다. 전기장 인가 시 4개의 부영역에서 액정층(3)의 액정 분자들(31)이 기울어지는 방향이 서로 다르게 제어될 수 있고, 따라서 광시야각을 구현할 수 있다.
세로 줄기부(193)의 제1 방향(x)의 폭은 일정할 수도 있고, 제2 방향(y)을 따라 변할 수도 있다. 가로 줄기부(192)의 제2 방향(y)의 폭은 일정할 수도 있고, 제1 방향(x)을 따라 변할 수도 있다.
가지부들(194)은 네 부영역에 위치하며 가로 줄기부(192) 또는 세로 줄기부(193)와 연결되어 있다. 가지부들(194)은 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)에 비스듬한 방향으로 연장하고, 그 연장 방향은 제1 방향(x) 또는 제2 방향(y)과 이루는 예각이 대략 30° 내지 60°, 또는 대략 40° 내지 50°일 수 있고, 예컨대 대략 45°일 수 있다. 가지부들(194)은 세로 줄기부(193)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가지부들(194a)과 제2 가지부들(194b)을 포함한다. 세로 줄기부(193)를 사이에 두고 마주하는 제1 가지부들(194a)과 제2 가지부들(194b)은 서로 다른 방향으로 연장한다. 제1 가지부들(194a)의 연장 방향과 제2 가지부들(194b)의 연장 방향은 세로 줄기부(193)에 대하여 대략 대칭일 수 있다.
이웃하는 제1 가지부들(194a) 사이에는 이격 공간인 제1 슬릿(Sa)이 위치한다. 마찬가지로, 이웃하는 제2 가지부들(194b) 사이에는 제2 슬릿(Sb)이 위치한다. 제1 슬릿(Sa) 및 제2 슬릿(Sb)은 각각 대략 평행사변형일 수 있다. 평면도에서, 세로 줄기부(193)의 좌측에 각각 위치하는 화소 전극(191)의 부분을 제1 전극부(191a)라고 할 경우, 제1 전극부(191a)는 제1 가로 줄기부(192a) 및 제1 가지부들(194a)을 포함하고, 제1 전극부(191a)에는 제1 슬릿들(Sa)이 형성되어 있다. 세로 줄기부(193)의 우측에 위치하는 화소 전극(191)의 부분을 제2 전극부(191b)라고 할 경우, 제2 전극부(191b)는 제2 가로 줄기부(192b) 및 제2 가지부들(194b)을 포함하고, 제2 전극부(191b)에는 제2 슬릿들(Sb)이 형성되어 있다. 제1 전극부(191a)는 제1 데이터선(171a)과 중첩하고, 제2 전극부(191b)는 제2 데이터선(171b)과 중첩한다. 또한, 제1 슬릿들(Sa)은 제1 데이터선(171a)과 중첩하고, 제2 슬릿들(Sb)는 제2 데이터선(171b)과 중첩한다.
제1 슬릿들(Sa)의 폭인 제1 폭(Wa)은 제2 슬릿들(Sb)의 폭인 제2 폭(Wb)과 다르다. 여기서 제1 폭(Wa)은 제1 슬릿(Sa)이 연장하는 방향에 수직인 방향으로 폭이고, 제1 슬릿(Sa)이 연장하는 방향은 제1 슬릿(Sa)을 한정하는 이웃하는 제1 가지부들(194a)이 연장하는 방향과 동일할 수 있다. 마찬가지로, 제2 폭(Wb)은 제2 슬릿(Sb)이 연장하는 방향에 수직인 방향으로 폭이고, 제2 슬릿(Sb)이 연장하는 방향은 제2 슬릿(Sb)을 한정하는 이웃하는 제2 가지부들(194b)이 연장하는 방향과 동일할 수 있다. 제1 가지부들(194a)의 폭은 제2 가지부들(194b)의 폭과 다를 수 있다. 세로 줄기부(193)에 대하여, 제1 전극부(191a)와 제2 전극부(191b)는 제1 슬릿들(Sa)의 제1 폭(Wa)과 제2 슬릿들(Sb)의 제2 폭(Wb)이 다른 것을 제외하고는 대칭인 모양을 가질 수 있다. 제1 슬릿들(Sa)과 제2 슬릿들(Sb)은 제1 폭(Wa)과 제2 폭(Wb)이 다른 것을 제외하고는 세로 줄기부(193)에 대하여 대칭일 수 있지만, 비대칭일 수도 있다. 제1 슬릿들(Sa)의 제1 폭(Wa)은 제1 전극부(191a)에서 일정할 수 있고, 위치에 따라 다를 수도 있다. 제2 슬릿들(Sb)의 제2 폭(Wb)은 제2 전극부(191b)에서 일정할 수 있고, 위치에 따라 다를 수도 있다. 제1 폭(Wa)과 제2 폭(Wb)을 다르게 하는 이유는 도 5 및 도 6을 참고하여 후술한다.
연장부(196)는 제1 전극부(191a) 및 제2 전극부(191b)와 각각 연결된 제1 연장부(196a) 및 제2 연장부(196b)를 포함한다. 제1 연장부(196a)는 제1 전극부(191a)의 제1 가지부(194a)로부터 연장할 수 있고, 제2 연장부(196b)는 제2 전극부(191b)의 제2 가지부(194b)로부터 연장할 수 있다. 제1 연장부(196a)와 제2 연장부(196b)는 이들 사이에 위치하는 확장부(197)와 연결되어 있다. 확장부(197)는 평면도에서 트랜지스터(Q)의 드레인 전극(175)의 확장부(177)와 중첩하고, 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)의 확장부(177)에 연결되어 데이터 전압을 전달받을 수 있다.
화소 전극(191)의 좌우 가장자리의 끝 부분은 도 2에 도시된 바와 같이 연장부들(131b)과 중첩하지 않을 수 있고, 이와 달리 중첩할 수도 있다. 연장부들(131b)은 화소 전극(191)의 세로 줄기부(193)와 중첩하는 연장부를 포함할 수 있다.
차폐 전극(199)은 화소 전극(191)과 이격되어 있고, 대체로 제1 방향(x)으로 연장할 수 있고, 제2 방향(y)으로 이웃하는 두 화소행(PXR) 사이에 하나씩의 위치할 수 있다. 차폐 전극(199)은 게이트선(121)의 적어도 일부와 중첩하여 게이트선(121) 부근에서 발생할 수 있는 빛 샘을 방지할 수 있다. 화소 전극층으로 형성될 수 있는 차폐 전극은 유지 전극선(131)의 연장부들(131b) 위에도 위치할 수 있다.
제2 기판(210)의 아래에는 차광 부재(light blocking member)(220)가 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 이웃하는 화소 전극들(191) 사이의 빛 샘을 막을 수 있다. 특히, 차광 부재(220)는 제2 방향(y)으로 이웃하는 화소 전극들(191) 사이의 영역에 위치할 수 있고, 주로 제1 방향(x)으로 연장할 수 있다. 평면도에서, 차광 부재(220)는 트랜지스터(Q), 게이트선(121), 그리고 드레인 전극(175)이 위치하는 영역을 대부분 덮어 빛 샘을 방지할 수 있다.
한편, 유지 전극선(131)의 연장부(131b)는 제1 방향(x)으로 이웃하는 두 화소 전극들(191) 사이의 공간의 대부분과 중첩하여 이웃하는 화소 전극들(191) 사이의 빛 샘을 막을 수 있다.
제2 기판(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)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등을 포함할 수 있다. 전술한 색필터층(230)은 제1 기판(110) 위가 아닌 제2 기판(210) 아래에, 예컨대 제2 기판(210)과 공통 전극(270) 사이에 위치할 수도 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 분자들(31)을 포함할 수 있다. 액정 분자(31)는 액정층(3)에 전기장이 없는 상태에서 대체로 그 장축이 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)의 면에 대하여 수직 또는 예각을 이루도록 배향되어 있을 수 있다. 액정 분자(31)는 화소 전극(191)의 패터닝된 부분들(예를 들어, 가지부들(194)의 엣지(edge)와 공통 전극(270) 사이의 프린지 필드(fringe field)에 따라 프리틸트(pretilt)되어 있을 수 있다.
화소 전극(191) 위에는 배향막(11)이 위치할 수 있고, 공통 전극(270) 아래에는 배향막(21)이 위치할 수 있다. 두 배향막(11, 21)은 수직 배향막일 수 있다. 액정층(3)에 인접한 배향막들(11, 21)의 면에는 반응성 메조겐(reactive mesogen)이 자외선 등의 광과 반응하여 형성된 중합체 돌기들(bumps)이 위치할 수 있고, 이러한 중합체 돌기들은 액정층(3)의 액정 분자들(31)의 프리틸트를 유지할 수 있게 할 수 있다.
이러한 표시 장치(1)에서, 화소 전극(191)에 데이터 전압이 인가되고 공통 전극(270)에 공통 전압이 인가되면 액정층(3)에 전기장이 생성된다. 전기장은 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)의 면에 대략 수직인 방향의 수직 성분을 포함하며, 화소 전극(191)의 가로 줄기부(192), 세로 줄기부(193), 가지부들(194) 등의 패턴의 엣지에 의해 프린지 필드 성분을 가질 수 있다. 이러한 전기장에 반응하여 액정 분자들(31)은 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)의 면에 대략 평행한 방향으로 기울어지면서, 가지부들(194)이 있는 영역에서는 프린지 필드에 의해 액정 분자들(31)이 각 가지부(194)의 내부를 향해 기울어지다가 결국 가지부들(194)의 연장 방향에 평행한 방향으로 기울어진다. 이에 따라, 각각의 화소 전극(191)에 대응하는 액정층(3)은 액정 분자들(31)이 기울어지는 방향이 서로 다른 네 영역으로 구분될 수 있다. 이 네 영역은 전술한 화소 전극(191)의 네 부영역에 대응한다.
화소열(PXC)마다 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)이 배치되는 구조에서, 도시된 실시예와 달리, 데이터선들(171a, 171b)은 이웃하는 두 화소열(PXC) 사이의 차광 영역에 위치할 수도 있다. 이 경우 서로 다른 화소열(PXC)에 속하는 두 데이터선(171a, 171b)이 바로 인접하게 되어 서로 쇼트(short)될 위험이 커지고 인접하는 데이터선들(171a, 171b) 간의 크로스토크가 증가한다. 또한, 표시 장치(1)의 제조 공정 중 층들 간의 정렬이 정확하지 않은 경우 데이터선들(171a, 171b)과 화소 전극(191) 간의 기생 정전용량이 화소 전극(191)의 양측에서 달라질 수 있다. 쇼트 발생 및 크로스토크를 줄이기 위해서 인접하는 두 데이터선(171a, 171b) 사이의 간격을 증가시키면 표시 장치(1)의 개구율이 줄어들고 고해상도화에 불리하다. 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)을 해당 화소열(PXC)에 위치하는 화소 전극(191)과 중첩하게 배치함으로써, 데이터선들(171a, 171b) 간의 쇼트 위험 및 크로스토크를 줄이고 데이터선들(171a, 171b)과 화소 전극(191) 간의 기생 정전용량의 변동을 방지할 수 있다.
하지만, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)을 해당 화소열(PXC)에 위치하는 화소 전극(191)과 중첩하게 배치하는 경우, 데이터선들(171a, 171b)을 통해 전달되는 데이터 전압으로 인해 발생하는 전기장(이하 데이터 필드라고 함)이 액정층(3)에 영향을 주어 액정층(3)의 전기장을 왜곡시킬 수 있다. 이로 인해, 화면의 특정 영역의 휘도가 증가하거나 감소하는 현상이 발생할 수 있다.
도 5에는 데이터선(171a, 171b)의 데이터 필드의 영향을 설명하기 위해 관련 구성만 개략적으로 도시된다. 도 2 내지 도 4를 함께 참고하면, 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)은 각각 제1 전극부(191a) 및 제2 전극부(191b)와 중첩하므로, 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)은 각각 제1 슬릿들(Sa) 및 제2 슬릿들(Sb)과 중첩한다. 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)의 데이터 필드는 제1 슬릿들(Sa) 및 제2 슬릿들(Sb)로 인해 완전히 차폐되지 않고, 제1 슬릿들(Sa) 및 제2 슬릿들(Sb)을 통해 액정층(3)의 전기장에 영향을 준다. 이러한 데이터 필드의 영향은, 예컨대 게이트 신호의 순차 출력 방향인 제2 방향(y)으로 저계조를 표시한 후 고계조를 표시할 때, 저계조 표시 영역에서 휘도 증가로 나타날 수 있다.
좀 더 구체적으로, 특정 프레임 동안 제1 데이터선(171a)은 정극성의 데이터 전압을 전달하고 제2 데이터선(171b)은 부극성의 데이터 전압을 전달할 수 있다. 해당 프레임 동안 특정 화소열(PXC)에서 제1 데이터선(171a)과 연결되어 정극성의 데이터 전압(예컨대 공통 전압이 7.5V이고 데이터 전압이 10V)을 인가받아 저계조(예컨대, 255 계조에서 약 25 내지 32 계조)를 표시하는 화소(PX)(이하 "선행 화소"라고 함)는 인가받은 정극성의 데이터 전압으로 충전된다. 선행 화소에서 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 제1 영역은 이후 고계조를 표시하는 다른 화소(PX)(이하 "후행 화소"라고 함)에 인가되는 더욱 높은 정극성의 데이터 전압(예컨대, 15V)으로 인해, 제1 영역의 포텐셜이 증가하여 제1 영역의 휘도가 증가한다. 이와 달리, 선행 화소에서 제2 데이터선(171b)과 중첩하는 제2 영역은 이후 고계조를 표시하는 후행 화소에 인가되는 더욱 낮은 부극성의 데이터 전압(예컨대 0V)으로 인해 포텐셜이 감소하여 휘도가 감소한다. 같은 이유로, 선행 화소가 제2 데이터선(171b)에 전기적으로 연결된 경우에는 제2 데이터선(171b)과 중첩하는 제2 영역의 휘도가 증가하고 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 제1 영역의 휘도는 감소한다. 저계조에서는 휘도 감소보다 휘도 상승의 영향성이 크게 나타나므로, 선행 화소의 휘도는 결국 증가할 수 있다.
선행 화소의 휘도 증가는 전기적으로 연결된 데이터선이 부극성의 데이터 전압을 전달하고 이웃하는 데이터선이 정극성의 데이터 전압을 전달하는 경우에도 마찬가지다. 예컨대, 선행 화소가 제1 데이터선(171a)에 전기적으로 연결되어 있고, 제1 데이터선(171a)이 부극성의 데이터 전압을 전달하고 제2 데이터선(171b)이 정극성의 데이터 전압을 전달하는 경우, 선행 화소는 부극성의 데이터 전압으로 충전된 상태에서 후행 화소에 인가되는 더욱 낮은 부극성의 데이터 전압으로 인해 제1 영역의 포텐셜이 감소(부극성의 데이터 전압으로 충전되어 있으므로 전기장의 세기는 증가함)하여 제1 영역의 휘도가 증가한다. 제2 영역은 후행 화소에 인가되는 더욱 높은 정극성의 데이터 전압으로 인해 포텐셜이 증가(부극성의 데이터 전압으로 충전되어 있으므로 전기장의 세기는 감소함)하여 휘도 감소한다. 그 결과, 해당 화소(PX)의 휘도는 전체적으로 증가할 수 있고, 화질 저하의 원인이 된다.
위와 같이, 화소 전극(191)이 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)과 중첩함으로써 발생하는 휘도 증가로 인한 화질 저하를 방지하기 위해서, 제1 폭(Wa)을 제2 폭(Wb)과 다르게 설계할 수 있다. 특히, 제1 폭(Wa)을 제2 폭(Wb)보다 작게 하면, 휘도 증가의 원인이 되는 영역(즉, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 해당 화소(PX)와 전기적으로 연결된 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 제1 영역)에서 데이터 필드를 줄일 수 있다. 해당 화소가 제2 데이터선(171b)과 전기적으로 연결된 경우에는 제2 폭(Wb)을 제1 폭(Wa)보다 작게 하여 휘도 증가를 억제할 수 있다.
한편, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)과 화소 전극(191) 사이의 절연층의 두께를 다르게 하여 데이터 필드의 영향을 조절할 수도 있다. 예컨대, 해당 화소와 전기적으로 연결된 데이터선과 중첩하는 영역의 절연층을 해당 화소와 전기적으로 연결되지 않은 데이터선과 중첩하는 영역의 절연층보다 두껍게 형성할 수 있다. 절연층이 두꺼울수록 전압 강화 효과가 커지므로, 해당 화소와 전기적으로 연결된 데이터선에 의한 데이터 필드를 줄일 수 있다. 예컨대, 화소 전극(191)이 제1 데이터선(171a)과 전기적으로 연결된 경우, 제2 절연층(180a) 및 또는 제3 절연층(180b)의 두께를 제2 전극부(191b)와 중첩하는 영역보다 제1 전극부(191a)와 중첩하는 영역에서 좀더 두껍게 형성할 수 있다.
도 6을 참고하면, 제1 슬릿(Sa)의 제1 폭(Wa)이 제2 슬릿(Sb)의 제2 폭(Wb)보다 작고, 제1 슬릿(Sa)과 제1 데이터선(171a)이 중첩하는 영역(Aa)의 면적이 제2 슬릿(Sb)과 제2 데이터선(171b)이 중첩하는 영역(Ab)의 면적보다 작다. 따라서 제1 슬릿(Sa)이 형성된 제1 전극부(191a)는 제2 슬릿(Sb)이 형성된 제2 전극부(191b)보다 데이터 필드를 더 차폐할 수 있다. 그 결과, 화소 전극(191)이 제1 데이터선(171a)과 연결되어 제1 데이터선(171a)으로부터 데이터 전압을 인가받는 경우 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 영역에서 휘도 증가를 영향성을 감소시켜, 해당 화소의 휘도 변화를 방지하거나 최소화할 수 있다.
한편, 전술한 휘도 증가 문제는 게이트 신호의 순차 출력 방향으로 고계조를 표시한 후 저계조를 표시할 때, 저계조 표시 영역에서 나타날 수 있다. 왜냐하면 특정 프레임의 저계조 표시 영역은 다음 프레임의 고계조 표시 영역에 인가되는 보다 높은 정극성의 데이터 전압 또는 보다 낮은 부극성의 데이터 전압으로 인해 제1 영역의 포텐셜이 증가 또는 감소하여 휘도가 증가하기 때문이다. 전술한 것과 같은 원리로, 제1 슬릿(Sa)의 제1 폭(Wa)과 제2 슬릿(Sb)의 제2 폭(Wb)을 다르게 설계하여 휘도 증가 문제를 해결할 수 있다.
도 7은 전술한 도 2 내지 도 4에 도시한 실시예에 따른 표시 장치(1)의 이웃하는 네 화소들(PX)의 평면 배치도로서, 도 1과 같이 화소행들(PXR)에 위치하는 화소 전극들(191)이 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)과 연결되는 구조를 도시한다. 예컨대, 도 7에 도시된 화소행들(PXR) 중 위쪽의 화소행(PXR)의 화소 전극(191)은 제1 부게이트선(121a) 및 제1 데이터선(171a)에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터(Qa)와 전기적으로 연결되어 있고, 아래쪽의 화소행(PXR)의 화소 전극(191)은 제2 부게이트선(121b) 및 제2 데이터선(171b)에 전기적으로 연결된 제2 트랜지스터(Qb)와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 아래쪽 화소행(PXR)에는 제2 데이터선(171b)과 중첩하는 제2 슬릿들(Sb)의 폭이 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 제1 슬릿들(Sa)의 폭보다 작을 수 있다.
제1 부게이트선(121a)과 제2 부게이트선(121b)은 서로 전기적으로 연결되어 동일한 게이트 신호를 전달한다. 이와 같이 제2 방향(y)으로 이웃하는 두 화소행(PXR)의 화소 전극들(191)은 서로 다른 데이터선들(171a, 171b)에 트랜지스터들(Qa, Qb)을 통해 교대로 연결되어 있을 수 있다. 한 화소열(PXC)에 대응하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 해당 화소열(PXC)의 화소 전극들(191)을 제2 방향(y)으로 가로질러 연장할 수 있다.
다음, 전술한 도면들과 함께 도 8을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다.
도 8은 일 실시예 따른 표시 장치의 한 화소의 화소 전극과 데이터선들의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 전술한 표시 장치(1)와 대부분 동일하지만, 제1 데이터선(171a)이 화소 전극(191)과 전기적으로 연결된 경우, 제1 전극부(191a)의 제1 슬릿(Sa)의 폭(Wa1, Wa2)이 일정하지 않은 점에서 차이가 있다. 구체적으로, 제1 슬릿(Sa)은 상대적으로 넓은 폭(Wa1)을 가진 부분과 상대적으로 좁은 폭(Wa2)을 가진 부분을 포함한다. 제1 슬릿(Sa)에서 폭(Wa2)을 가진 부분은 제1 데이터선(171a)과 중첩한다. 제1 슬릿(Sa)에서 폭(Wa1)을 가진 부분은 제1 데이터선(171a)과 중첩하지 않을 수 있다. 폭(Wa1)은 제2 전극부(191b)의 제2 슬릿(Sb)의 폭(Wb)과 동일하거나 거의 동일할 수 있다. 이와 같이, 제1 슬릿(Sa)의 폭(Wa1, Wa2)을 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 영역에서만 상대적으로 좁게 형성하면, 화소 전극(191)의 가지부들(194a, 194b)의 설계 변경을 최소화하면서 제1 슬릿(Sa)에서 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 부분의 면적을 줄일 수 있고, 이에 따라 해당 화소(PX)와 전기적으로 연결된 제1 데이터선(171a)에 의한 데이터 필드의 영향을 줄일 수 있다.
한편, 제2 데이터선(171b)이 화소 전극(191)과 전기적으로 연결된 경우에는 제1 전극부(191a)의 제1 슬릿(Sa)의 폭(Wa1, Wa2)은 일정하고 (Wa1=Wa2), 제2 전극부(191b)의 제2 슬릿(Sb)의 폭(Wb)이 일정하지 않고 제2 데이터선(171b)과 중첩하는 부분에서 상대적으로 좁을 수 있다.
다음, 전술한 도면들과 함께 도 9 내지 도 11을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이고, 도 10은 도 9에 도시된 화소에서 화소 전극과 데이터선들의 평면도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 화소 전극의 슬릿과 데이터선의 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9 및 도 10의 실시예에 따른 표시 장치는 특히 도 2 및 도 3에 도시된 표시 장치와 대부분 동일하나, 화소 전극(191)의 모양에 있어서 차이가 있다. 구체적으로, 화소 전극(191)에서 제1 전극부(191a)의 제1 슬릿(Sa)의 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제1 각도(α)는 제2 전극부(191b)의 제2 슬릿(Sb)이 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제2 각도(β)와 다르다. 제1 슬릿(Sa)의 연장 방향은 제1 슬릿(Sa)과 이웃하는 제1 가지부들(194a)의 연장 방향에 대응하고, 제2 슬릿(Sb)의 연장 방향은 제2 슬릿(Sb)과 이웃하는 제2 가지부들(194b)의 연장 방향에 대응한다. 화소 전극(191)이 제1 데이터선(171a)과 전기적으로 연결된 경우, 제1 각도(α)는 제2 각도(β)보다 클 수 있다. 다시 말해, 제1 가지부들(194a) 및 제1 슬릿(Sa)은 제2 가지부들(194b) 및 제2 슬릿(Sb)보다 가로 줄기부(192) 쪽으로 좀더 기울어져 있다. 제1 각도(α)는 제2 각도(β)보다 약 1° 내지 약 30°, 또는 약 5° 내지 약 20°클 수 있다.
이와 같이, 제1 각도(α)와 제2 각도(β)를 다르게 하면, 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 제1 슬릿(Sa)의 면적과 제2 데이터선(171b)과 중첩하는 제2 슬릿(Sb)의 면적을 다르게 할 수 있다. 도 11을 참고하면, 제1 슬릿(Sa)의 폭과 제2 슬릿(Sb)의 폭이 동일하더라도, 제1 각도(α)가 제2 각도(β)보다 크면 제1 슬릿(Sa)과 제1 데이터선(171a)이 중첩하는 영역(Aa)의 면적이 제2 슬릿(Sb)과 제2 데이터선(171b)이 중첩하는 영역(Ab)의 면적보다 작다. 따라서 제1 슬릿(Sa)이 형성된 제1 전극부(191a)는 제2 슬릿(Sb)이 형성된 제2 전극부(191b)보다 데이터 필드를 더 차폐할 수 있으므로, 화소 전극(191)이 제1 데이터선(171a)과 전기적으로 연결되어 제1 데이터선(171a)으로부터 데이터 전압을 인가받는 경우 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 영역에서 휘도 증가를 억제할 수 있다.
한편, 화소 전극(191)이 제2 데이터선(171b)과 전기적으로 연결된 경우, 제2 데이터선(171b)과 중첩하는 제2 슬릿(Sb)이 기울어진 각도인 제2 각도(β)가 제1 슬릿(Sa)이 기울어진 제1 각도(α)보다 클 수 있다.
한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 전기적으로 연결되어 있는 데이터선과 중첩하는 영역에서 휘도 증가를 억제하기 위해서, 도 9 및 도 10의 실시예와 같이 제1 각도(α)와 제2 각도(β)를 다르게 하면서, 도 2 및 도 3의 실시예와 같이 제1 폭(Wa)과 제2 폭(Wb)을 다르게 할 수도 있다. 예컨대, 화소 전극(191)이 제1 데이터선(171a)과 전기적으로 연결된 경우, 제1 각도(α)를 제2 각도(β)보다 크게 하고, 제1 폭(Wa)을 제2 폭(Wb)보다 작게 할 수도 있다.
다음, 도 12 및 도 13을 참고하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 전술한 실시예들과 차이점을 위주로 설명한다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이고, 도 13은 도 12에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 12를 참고하면, 측면 시인성 향상을 위해 하나의 화소(PX)를 2개의 부화소(sPX1, sPX2)로 나누고, 화소(PX)와 중첩하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 제1 데이터선(171a)이 화소(PX)와 전기적으로 연결된 실시예가 도시된다. 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)은 제1 데이터선(171a)과 전기적으로 연결되어 있다.
도 12의 화소(PX)의 등가 회로도인 도 13를 함께 참고하면, 화소(PX)는 게이트선(121), 제1 데이터선(171a) 및 기준 전압선(172)과 연결되어 있다. 화소(PX)는 제1 부화소(sPX1) 및 제2 부화소(sPX2)를 포함한다. 제1 부화소(sPX1)는 제1 트랜지스터(Qa), 제1 액정 축전기(Clc1) 및 제1 유지 축전기(Cst1)를 포함하고, 제2 부화소(sPX2)는 제2 트랜지스터(Qb), 제3 트랜지스터(Qc), 제2 액정 축전기(Clc2) 및 제2 유지 축전기(Cst2)를 포함한다.
제1 트랜지스터(Qa) 및 제2 트랜지스터(Qb)는 각각 게이트선(121) 및 제1 데이터선(171a)에 연결되어 있고, 제3 트랜지스터(Qc)는 제2 트랜지스터(Qb)의 출력 단자 및 기준 전압선(172)에 연결되어 있다.
제1 트랜지스터(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clc1) 및 제1 유지 축전기(Cst1)에 연결되어 있고, 제2 트랜지스터(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clc2), 제2 유지 축전기(Cst2) 및 제3 트랜지스터(Qc)의 입력 단자에 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(Qc)의 제어 단자는 게이트선(121)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clc2) 및 제2 유지 축전기(Cst2)와 연결되어 있고, 출력 단자는 기준 전압선(172)에 연결되어 있다.
도 13에 도시한 화소(PX)의 동작에 대해 설명하면, 먼저 게이트선(121)에 게이트 온 전압이 인가되면 이에 연결된 제1 트랜지스터(Qa), 제2 트랜지스터(Qb), 그리고 제3 트랜지스터(Qc)가 턴온된다. 이에 따라 제1 데이터선(171a)에 인가된 데이터 전압은 턴온된 제1 트랜지스터(Qa) 및 제2 트랜지스터(Qb)를 통해 각각 제1 액정 축전기(Clc1) 및 제2 액정 축전기(Clc2)에 인가되어 제1 액정 축전기(Clc1) 및 제2 액정 축전기(Clc2)는 데이터 전압 및 공통 전압의 차이만큼 충전된다. 이때, 제1 액정 축전기(Clc1) 및 제2 액정 축전기(Clc2)에는 각각 제1 트랜지스터(Qa) 및 제2 트랜지스터(Qb)를 통해 동일한 데이터 전압이 전달되나 제2 액정 축전기(Clc2)의 충전 전압은 제3 트랜지스터(Qc)를 통해 분압된다. 따라서 제2 액정 축전기(Clc2)의 충전 전압은 제1 액정 축전기(Clc1)의 충전 전압보다 작아져서 두 부화소(sPX1, sPX2)의 휘도가 달라질 수 있다. 제1 액정 축전기(Clc1)에 충전되는 전압과 제2 액정 축전기(Clc2)의 충전되는 전압을 적절히 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있고, 이에 따라 측면 시인성을 개선할 수 있다.
다시 도 12를 참고하면, 제1 부화소(sPX1)는 제1 부화소 전극(1911)을 포함하고, 제2 부화소(sPX2)는 제2 부화소 전극(1912)을 포함한다. 제1 부화소 전극(1911)은 전술한 제1 액정 축전기(Clc1)의 한 전극에 해당하고, 제2 부화소 전극(1912)은 전술한 제2 액정 축전기(Clc2)의 한 전극에 해당한다. 한 쌍의 선부(122, 123)을 포함할 수 있는 게이트선(121)은 제1 부화소 전극(1911)과 제2 부화소 전극(1912) 사이에 위치한다.
제1 부화소 전극(1911)은 가로 줄기부(1921), 세로 줄기부(1931) 및 가지부들(1941)을 포함한다. 가로 줄기부(1921)는 세로 줄기부(1931)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가로 줄기부(1921a)와 제2 가로 줄기부(1921b)를 포함한다. 가지부들(1941)은 세로 줄기부(1931)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가지부들(1941a)과 제2 가지부들(1941b)을 포함한다. 이웃하는 제1 가지부들(1941a) 사이에는 제1 슬릿(S1a)이 위치하고, 이웃하는 제2 가지부들(1941b) 사이에는 제2 슬릿(S1b)이 위치한다. 세로 줄기부(1931)의 좌측에 각각 위치하는 제1 부화소 전극(1911)의 부분을 제1 전극부(1911a)라고 할 경우, 제1 전극부(1911a)는 제1 가로 줄기부(1921a) 및 제1 가지부들(1941a)을 포함하고, 제1 전극부(1911a)에는 제1 슬릿들(S1a)이 형성되어 있다. 세로 줄기부(1931)의 우측에 위치하는 제1 부화소 전극(1911)의 부분을 제2 전극부(1911b)라고 할 경우, 제2 전극부(1911b)는 제2 가로 줄기부(1921b) 및 제2 가지부들(1941b)을 포함하고, 제2 전극부(1911b)에는 제2 슬릿들(S1b)이 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(1911)과 마찬가지로, 제2 부화소 전극(1912)은 가로 줄기부(1922), 세로 줄기부(1932) 및 가지부들(1942)을 포함한다. 가로 줄기부(1922)는 세로 줄기부(1932)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가로 줄기부(1922a)와 제2 가로 줄기부(1922b)를 포함한다. 가지부들(1942)은 세로 줄기부(1932)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가지부들(1942a)과 제2 가지부들(1942b)를 포함한다. 이웃하는 제1 가지부들(1942a) 사이에는 제3 슬릿(S2a)이 위치하고, 이웃하는 제2 가지부들(1942b) 사이에는 제4 슬릿(S2b)이 위치한다. 제3 전극부(1912a)는 제1 가로 줄기부(1922a) 및 제1 가지부들(1942a)을 포함하고, 제3 전극부(1912a)에는 제3 슬릿들(S2a)이 형성되어 있다. 제4 전극부(1912b)는 제2 가로 줄기부(1922b) 및 제2 가지부들(1942b)을 포함하고, 제4 전극부(1912b)에는 제4 슬릿들(S2b)이 형성되어 있다.
대체로 제2 방향(y)으로 연장하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 제1 부화소 전극(1911)과 중첩하고 제2 부화소 전극(1912)과 또한 중첩한다. 제1 데이터선(171a)은 제1 부화소 전극(1911)의 제1 전극부(1911a) 및 제1 슬릿들(S1a)과 중첩하고, 제2 부화소 전극(1912)의 제3 전극부(1912a) 및 제3 슬릿들(S2a)과 중첩한다. 제2 데이터선(171b)은 제1 부화소 전극(1911)의 제2 전극부(1911b) 및 제2 슬릿들(S1b)과 중첩하고, 제2 부화소 전극(1912)의 제4 전극부(1912b) 및 제4 슬릿들(S2b)과 중첩한다.
제1 부화소 전극(1911)에서 제1 슬릿(S1a)의 폭인 제1 폭(W1a)은 제2 슬릿(S1b)의 폭인 제2 폭(W1b)과 다르다. 제2 부화소 전극(1912)에서 제3 슬릿(S2a)의 폭인 제3 폭(W2a)은 제4 슬릿(S2b)의 폭인 제4 폭(W2b)과 다르다. 도시된 것과 같이, 제1 데이터선(171a)이 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결된 경우, 제1 폭(W1a)은 제2 폭(W1b)보다 작을 수 있고, 제3 폭(W2a)은 제4 폭(W2b)보다 작을 수 있다. 이와 달리, 제2 데이터선(171b)이 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결된 경우, 제2 폭(W1b)은 제1 폭(W1a)보다 작을 수 있고, 제4 폭(W2b)은 제3 폭(W2a)보다 작을 수 있다. 이와 같이, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 해당 화소(PX)와 전기적으로 연결된 데이터선과 중첩하는 슬릿의 폭을 상대적으로 좁게 하여 슬릿과 데이터선이 중첩하는 면적을 줄임으로써, 예컨대 저계조 표시 영역이 고계조 표시 영역에 인가되는 데이터 전압에 의한 데이터 필드로 인해 휘도가 증가하는 현상을 억제할 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이다.
도 14의 표시 장치는 도 12에 도시된 표시 장치와 대부분 동일하고, 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)의 모양에서 차이가 있다. 구체적으로, 제1 부화소 전극(1911)에서 제1 전극부(1911a)의 제1 슬릿(S1a)의 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제1 각도(α1)는 제2 전극부(1911b)의 제2 슬릿(S1b)이 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제2 각도(β1)와 다르다. 제2 부화소 전극(1912)에서 제3 전극부(1912a)의 제3 슬릿(S2a)의 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제3 각도(α2)는 제4 전극부(1912b)의 제4 슬릿(S2b)이 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제4 각도(β2)와 다르다. 도시된 바와 같이, 제1 데이터선(171a)이 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결된 경우, 제1 각도(α1)는 제2 각도(β1)보다 클 수 있고, 제3 각도(α2)는 제4 각도(β2)보다 클 수 있다. 이와 달리, 제2 데이터선(171b)이 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결된 경우, 제2 각도(β1)는 제1 각도(α1)보다 클 수 있고, 제4 각도(β2)는 제3 각도(α2)보다 클 수 있다. 이와 같이, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 해당 화소(PX)와 전기적으로 연결된 데이터선과 중첩하는 슬릿의 각도를 상대적으로 크게 하여, 슬릿과 데이터선과 중첩하는 면적을 줄임으로써, 예컨대 저계조 표시 영역이 고계조 표시 영역에 인가되는 데이터 전압으로 인해 휘도가 증가하는 현상을 억제할 있다.
다음, 도 15 및 도 16을 참고하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 전술한 실시예들과 차이점을 위주로 설명한다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이고, 도 16은 도 15에 도시된 화소의 등가 회로도이다.
도 15를 참고하면, 측면 시인성 향상을 위해 하나의 화소(PX)를 2개의 부화소(sPX1, sPX2)로 나누고, 화소(PX)와 중첩하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 제1 데이터선(171a)은 제1 부화소(sPX1)와 전기적으로 연결되고, 제2 데이터선(171b)은 제2 부화소(sPX2)와 전기적으로 연결된 실시예가 도시된다.
도 15의 화소(PX)의 등가 회로도인 도 16을 함께 참고하면, 화소(PX)는 게이트선(121), 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)과 연결되어 있다. 화소(PX)는 제1 부화소(sPX1) 및 제2 부화소(sPX2)를 포함한다. 제1 부화소(sPX1)는 제1 트랜지스터(Qa), 제1 액정 축전기(Clc1) 및 제1 유지 축전기(Cst1)를 포함하고, 제2 부화소(sPX2)는 제2 트랜지스터(Qb), 제3 트랜지스터(Qc), 제2 액정 축전기(Clc2) 및 제2 유지 축전기(Cst2)를 포함한다
제1 트랜지스터(Qa)는 게이트선(121)에 연결된 제어 단자 및 제1 데이터선(171a)에 연결된 입력 단자를 포함한다. 제1 트랜지스터(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clc1) 및 제1 유지 축전기(Cst1)와 연결되어 있다. 제2 트랜지스터(Qb)는 게이트선(121)에 연결된 제어 단자 및 제2 데이터선(171b)에 연결된 입력 단자를 포함한다. 제2 트랜지스터(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clc2) 및 제2 유지 축전기(Cst2)와 연결되어 있다.
제1 액정 축전기(Clc1) 및 제2 액정 축전기(Clc2)는 제1 데이터선(171a) 및 제2 데이터선(171b)에 각각 연결된 제1 트랜지스터(Qa) 및 제2 트랜지스터(Qb)를 통해 하나의 영상 신호에 기초한 서로 다른 데이터 전압을 인가받을 수 있다. 제1 액정 축전기(Clc1)에 충전되는 데이터 전압과 제2 액정 축전기(Clc2)의 충전되는 데이터 전압을 적절히 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있고, 이에 따라 측면 시인성을 개선할 수 있다.
다시 도 15를 참고하면, 제1 부화소(sPX1)는 제1 부화소 전극(1911)을 포함하고, 제2 부화소(sPX2)는 제2 부화소 전극(1912)을 포함한다. 제1 부화소 전극(1911)은 전술한 제1 액정 축전기(Clc1)의 한 전극에 해당하고, 제2 부화소 전극(1912)은 전술한 제2 액정 축전기(Clc2)의 한 전극에 해당한다.
제1 부화소 전극(1911)은 가로 줄기부(1921), 세로 줄기부(1931) 및 가지부들(1941)을 포함한다. 가로 줄기부(1921)는 세로 줄기부(1931)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가로 줄기부(1921a)와 제2 가로 줄기부(1921b)를 포함한다. 가지부들(1941)은 세로 줄기부(1931)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가지부들(1941a)과 제2 가지부들(1941b)을 포함한다. 이웃하는 제1 가지부들(1941a) 사이에는 제1 슬릿(S1a)이 위치하고, 이웃하는 제2 가지부들(1941b) 사이에는 제2 슬릿(S1b)이 위치한다. 세로 줄기부(1931)의 좌측에 각각 위치하는 제1 부화소 전극(1911)의 부분을 제1 전극부(1911a)라고 할 경우, 제1 전극부(1911a)는 제1 가로 줄기부(1921a) 및 제1 가지부들(1941a)을 포함하고, 제1 전극부(1911a)에는 제1 슬릿들(S1a)이 형성되어 있다. 세로 줄기부(1931)의 우측에 위치하는 제1 부화소 전극(1911)의 부분을 제2 전극부(1911b)라고 할 경우, 제2 전극부(1911b)는 제2 가로 줄기부(1921b) 및 제2 가지부들(1941b)을 포함하고, 제2 전극부(1911b)에는 제2 슬릿들(S1b)이 형성되어 있다.
제1 부화소 전극(1911)과 마찬가지로, 제2 부화소 전극(1912)은 가로 줄기부(1922), 세로 줄기부(1932) 및 가지부들(1942)을 포함한다. 가로 줄기부(1922)는 세로 줄기부(1932)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가로 줄기부(1922a)와 제2 가로 줄기부(1922b)를 포함한다. 가지부들(1942)은 세로 줄기부(1932)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 제1 가지부들(1942a)과 제2 가지부들(1942b)을 포함한다. 이웃하는 제1 가지부들(1942a) 사이에는 제3 슬릿(S2a)이 위치하고, 이웃하는 제2 가지부들(1942b) 사이에는 제4 슬릿(S2b)이 위치한다. 제3 전극부(1912a)는 제1 가로 줄기부(1922a) 및 제1 가지부들(1942a)을 포함하고, 제3 전극부(1912a)에는 제3 슬릿들(S2a)이 형성되어 있다. 제4 전극부(1912b)는 제2 가로 줄기부(1922b) 및 제2 가지부들(1942b)을 포함하고, 제4 전극부(1912b)에는 제4 슬릿들(S2b)이 형성되어 있다.
대체로 제2 방향(y)으로 연장하는 한 쌍의 데이터선(171a, 171b)은 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)과 중첩한다. 제1 데이터선(171a)은 제1 부화소 전극(1911)의 제1 전극부(1911a) 및 제1 슬릿들(S1a)과 중첩하고, 제2 부화소 전극(1912)의 제3 전극부(1912a) 및 제3 슬릿들(S2a)과 중첩한다. 제2 데이터선(171b)은 제1 부화소 전극(1911)의 제2 전극부(1911b) 및 제2 슬릿들(S1b)과 중첩하고, 제2 부화소 전극(1912)의 제4 전극부(1912b) 및 제4 슬릿들(S2b)과 중첩한다.
제1 부화소 전극(1911)에서 제1 슬릿(S1a)의 폭인 제1 폭(W1a)은 제2 슬릿(S1b)의 폭인 제2 폭(W1b)과 다르다. 제2 부화소 전극(1912)에서 제3 슬릿(S2a)의 폭인 제3 폭(W2a)은 제4 슬릿(S2b)의 폭인 제4 폭(W2b)과 다르다. 제1 데이터선(171a)은 제1 부화소 전극(1911)과 전기적으로 연결되어 있고, 제2 데이터선(171b)은 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결되어 있다. 이 경우, 게이트 신호의 순차 출력 방향으로, 저계조를 표시한 후 고계조를 표시할 때, 제1 부화소(sPX1)는 제1 데이터선(171a)과 중첩하는 영역에서 휘도가 증가하고, 제2 부화소(sPX2)는 제2 데이터선(171b)과 중첩하는 영역에서 휘도가 증가할 수 있다. 이러한 휘도 증가는 특히 제1 데이터선(171a)과 제2 데이터선(171b)은 서로 다른 극성의 데이터 전압을 전달할 때 문제되는데, 그 이유는 도 5를 참고하여 전술한 바와 같다.
휘도 증가를 억제하기 위해서, 제1 폭(W1a)은 제2 폭(W1b)보다 작을 수 있고, 제4 폭(W2b)은 제3 폭(W2a)보다 작을 수 있다. 이와 달리, 제2 데이터선(171b)이 제1 부화소 전극(1911)과 전기적으로 연결되어 있고 제1 데이터선(171a)이 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결되어 있으면, 제2 폭(W1b)은 제1 폭(W1a)보다 작을 수 있고, 제3 폭(W2a)은 제4 폭(W2b)보다 작을 수 있다. 이와 같이, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 해당 부화소(sPX1, sPX2)와 전기적으로 연결된 데이터선과 중첩하는 슬릿의 폭을 상대적으로 좁게 하여 슬릿과 데이터선이 중첩하는 면적을 줄임으로써, 저계조 표시 영역이 고계조 표시 영역에 인가되는 데이터 전압에 의한 데이터 필드로 인해 휘도가 증가하는 현상을 억제할 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 한 화소의 평면 배치도이다.
도 17의 표시 장치는 도 15에 도시된 표시 장치와 대부분 동일하고, 제1 부화소 전극(1911) 및 제2 부화소 전극(1912)의 모양에서 차이가 있다. 구체적으로, 제1 부화소 전극(1911)에서 제1 전극부(1911a)의 제1 슬릿(S1a)의 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제1 각도(α1)는 제2 전극부(1911b)의 제2 슬릿(S1b)이 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제2 각도(β1)와 다르다. 제2 부화소 전극(1912)에서 제3 전극부(1912a)의 제3 슬릿(S2a)의 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제3 각도(α2)는 제4 전극부(1912b)의 제4 슬릿(S2b)이 연장 방향이 제2 방향(y)과 이루는 예각인 제4 각도(β2)와 다르다. 도시된 바와 같이, 제1 데이터선(171a)이 제1 부화소 전극(1911)과 전기적으로 연결되고 제2 데이터선(171b)이 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결된 경우, 제1 각도(α1)는 제2 각도(β1)보다 클 수 있고, 제4 각도(β2)는 제3 각도(α2)보다 클 수 있다. 이와 달리, 제2 데이터선(171b)이 제1 부화소 전극(1911)과 전기적으로 연결되고 제1 데이터선(171a)이 제2 부화소 전극(1912)과 전기적으로 연결된 경우, 제2 각도(β1)는 제1 각도(α1)보다 클 수 있고, 제3 각도(α2)는 제4 각도(β2)보다 클 수 있다.
이와 같이, 한 쌍의 데이터선(171a, 171b) 중 해당 부화소(sPX1, sPX2)와 전기적으로 연결된 데이터선과 중첩하는 슬릿의 각도를 상대적으로 크게 하여, 슬릿과 데이터선과 중첩하는 면적을 줄임으로써, 저계조 표시 영역이 고계조 표시 영역에 인가되는 데이터 전압으로 인해 휘도가 증가하는 현상을 억제할 수 있고 화질 저하를 방지할 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.
121: 게이트선
131: 유지 전극선
171a: 제1 데이터선
171b: 제2 데이터선
191: 화소 전극
191a: 제1 전극부
191b: 제2 전극부
192: 가로 줄기부
193: 세로 줄기부
194: 가지부
194a: 제1 가지부
194b: 제2 가지부
270: 공통 전극
3: 액정층
PX: 화소
PXR: 화소행
PXC: 화소열
Sa: 제1 슬릿
Sb: 제2 슬릿
sPX1: 제1 부화소
sPX2: 제2 부화소

Claims (15)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하며, 제1 방향으로 연장하는 게이트선,
    상기 게이트선 위에 위치하는 제1 절연층,
    상기 제1 절연층 위에 위치하며, 상기 제1 방향으로 이웃하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 제1 데이터선 및 제2 데이터선,
    상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선 위에 위치하는 제2 절연층,
    상기 제2 절연층 위에 위치하는 제3 절연층, 그리고
    상기 제3 절연층 위에 위치하며, 상기 제1 데이터선과 중첩하는 제1 전극부 및 상기 제2 데이터선과 중첩하는 제2 전극부를 포함하는 제1 화소 전극
    을 포함하며,
    상기 화소 전극은 상기 제1 데이터선과 전기적으로 연결되어 있고,
    상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층 중 적어도 하나는 상기 제1 전극부와 중첩하는 부분의 두께가 상기 제2 전극부와 중첩하는 부분의 두께보다 두꺼운 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 기판 위에 위치하며, 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 트랜지스터를 더 포함하며,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 위치하고,
    상기 제2 절연층 및 상기 제3 절연층에는 상기 드레인 전극과 중첩하는 접촉 구멍이 형성되어 있는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제2 절연층과 상기 제3 절연층 사이에 위치하는 색필터층을 더 포함하며,
    상기 색필터층에는 상기 접촉 구멍과 중첩하는 개구가 형성되어 있는 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제2 절연층은 상기 제1 데이터선 및 상기 제2 데이터선과 접촉하는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제3 절연층은 상기 화소 전극과 접촉하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 전극부는 상기 제1 데이터선과 중첩하는 제1 슬릿을 포함하고,
    상기 제2 전극부는 상기 제2 데이터선과 중첩하는 제2 슬릿을 포함하고,
    상기 제1 슬릿과 상기 제1 데이터선이 중첩하는 영역의 면적이 상기 제2 슬릿과 상기 제2 데이터선이 중첩하는 영역의 면적과 다른 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 슬릿의 폭이 상기 제2 슬릿의 폭보다 작은 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 슬릿은 제1 부분 및 상기 제1 부분보다 폭이 좁은 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분이 상기 제1 데이터선과 중첩하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제2 데이터선은 상기 제2 방향으로 상기 제1 화소 전극과 이웃하는 제2 화소 전극과 전기적으로 연결되어 있는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 화소 전극은 상기 제1 화소 전극의 상기 제1 전극부 및 상기 제2 전극부와 상기 제2 방향으로 각각 정렬되어 있는 제1 전극부 및 제2 전극부를 포함하고,
    상기 제2 화소 전극에서, 상기 제1 전극부는 제1 슬릿을 포함하고 상기 제2 전극부는 제2 슬릿을 포함하며, 상기 제2 슬릿의 폭이 상기 제1 슬릿의 폭보다 작은 표시 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 게이트선은 상기 제1 화소 전극과 전기적으로 연결된 제1 부게이트선 및 상기 제2 화소 전극과 전기적으로 연결된 제2 부게이트선을 포함하는 표시 장치.
  12. 제6항에서,
    상기 화소 전극은 가로 줄기부, 상기 가로 줄기부와 교차하는 세로 줄기부, 그리고 상기 가로 줄기부 또는 상기 세로 줄기부로부터 연장하는 복수의 가지부를 포함하고,
    상기 제1 전극부는 상기 세로 줄기부의 일측에 위치하는 부분이고, 상기 제2 전극부는 상기 세로 줄기부의 타측에 위치하는 부분인 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 슬릿 및 상기 제2 슬릿은 상기 복수의 가지부 중 인접하는 가지부들 사이의 간격에 대응하는 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 제1 슬릿과 상기 제2 슬릿은 상기 세로 줄기부에 대하여 대칭으로 위치하는 표시 장치.
  15. 제6항에서,
    상기 제1 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각인 제1 각도가 상기 제2 슬릿의 연장 방향이 상기 제2 방향과 이루는 예각인 제2 각도보다 큰 표시 장치.
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