KR19990004367A - 액정 표시 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위칭 소자에 의하여 선택적으로 동작하는 화소 전극을 포함하는 하부 기판과, 하부 기판과 대향하며 상기 화소 전극과 전계를 형성하는 카운터 전극을 포함하는 상부 기판 및, 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
본 발명의 구성은, 스위칭 소자에 의하여 선택적으로 동작하는 화소 전극을 포함하는 하부 기판과, 상기 하부 기판과 대향하며 상기 화소 전극과 전계를 형성하는 카운터 전극을 포함하는 상부 기판 및, 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자로서, 상기 카운터 전극 내에 또는 화소 전극내에 소정의 공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 소자
본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스위칭 소자에 의하여 선택적으로 동작하는 화소 전극을 포함하는 하부 기판과, 하부 기판과 대향하며 상기 화소 전극과 전계를 형성하는 카운터 전극을 포함하는 상부 기판 및, 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시 소자는, 액정 셀에 전압을 인가하였을때, 액정의 유전 이방성에 의하여 액정 분자 배열이 변화되어, 액정셀의 복굴절율이 변화된다. 여기서, 두 장의 편광판 사이에 존재하는 액정셀은 이 복굴절율의 변화가 곧 투과율의 변화로 나타나게 되는데 이를 ECB(electrically controlled birefringence) 효과라한다.
이러한 ECB 효과를 이용한 ECB 모드의 액정 표시 소자가 도 1에 도시되어 있다. 여기서, 도 1A은 ECB 모드의 액정 표시 소자에 전계가 인가되지 않았을때의 액정 표시 소자의 단면도이고, 도 1B는 ECB 모드의 액정 표시 소자에 전계를 인가하였을때의 액정 표시 소자의 단면도이다.
도 1A에 도시된 바와 같이, 전계가 인가되지 않을 경우에, 액정 표시 소자의 상·하부 기판(1,4) 사이에 액정(8)이 예를들어, 수직(homeotropic)으로 배열되어있다.
이때, 상부 기판의 대향면(1-1)에는 액정을 구동시키기 위한 카운터 전극(2)과,액정을 수직한 형태로 배열시키는 수직 배향막(3)이 형성되어 있다. 또한, 하부 기판의 대향면(4-1)에는 상부 기판(1)과 마찬가지로 화소 전극(5)과, 수직 배향막(6)이 형성되어있다. 그리고, 상·하부 기판(1,4)의 배면에는 입사되는 광을 편광키는 상·하부 편광판(7a,7b)이 설치된다.
여기서, 수직 배향막(3,6)은 이후의 전계 인가시, 액정 분자가 완전히 수직으로 서지 않고, 경사지게 배열되도록 종래의 프리틸트각인 90°보다는 1 내지 5°정도 낮게 러빙하여 준다.
이러한 ECB 모드의 액정 표시 소자는 전계가 인가되지 않았을때에는 액정 분자가 모두 기판에 수직으로 배열되어 있어, 다크(dark)를 이루게 된다.
한편, 상기와 같은 ECB 모드의 액정 표시 소자에서 소정의 전계를 인가하면, 도 1B에 도시된 바와 같이, 상·하부 기판(1,4)의 인접 영역에서는 액정이 수직으로 배향되고, 상·하부 기판(1,4) 사이의 중앙 부분의 액정(8)은 일정한 방향으로 경사지게 배열된다. 이때, 액정 분자들이 일정한 방향으로 경사지도록 배열되는 것은, 액정표시 소자의 콘트라스트비를 증대시키기 위한 것이다.
그러나, 상기와 같은 ECB 모드의 액정 표시 소자는, 콘트라스트비가 높다는 장점을 지니지만, 액정 분자들이 전계의 인가시, 도 1B에서와 같이, 액정(8)들이 한쪽 방향으로 편향되어 있다.
이로인하여, 시야각에 따른 위상 지연(phase retardation)이 다르게 되어, 투과율이 상이하게 되고, 시야각이 좁아지는 문제점이 발생된다.
여기서,상기 위상 지연은 액정 분자가 일정한 방향으로 틸트되어 있어, 광이 액정의 장축 및 단축을 투과하는 량이 서로 상이하게 되는 것을 말한다.
더구나, 전계를 인가하지 않을 경우에도, 정면에서는 완벽한 다크를 이룰수 있지만, 측면에서 바라볼 경우에는 잔류 복굴절로 인한 위상 지연이 발생하게 되어, 누설광이 발생되므로, 시야각이 저하된다.
따라서, 본 발명은, 전계의 인가시 대칭적으로 광을 투과시켜 시야각을 향상시킴과 아울러, 전계의 무 인가시에도 누설광을 방지하여, 액정 표시 소자의 시야각을 향상시킬 수 있는 액정 표시 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1A은 종래의 ECB 모드의 액정 표시 소자에 전계를 인가하지 않을때의 액정 표시 소자의 단면도.
도 1B는 종래의 ECB 모드의 액정 표시 소자에 전계를 인가하였을때의 액정 표시 소자의 단면도.
도 2A 및 도 2B는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 소자를 설명하기 위한 도면.
도 3A는 로드 타입의 액정을 나타낸 도면.
도 3B는 디스크 타입의 액정을 나타낸 도면.
도 4A 및 도 4B는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 소자를 설명하기 위한 도면.
도 5A 및 도 5B는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 소자를 설명하기 위한 도면.
도 6A 및 도 6B는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정 표시 소자를 설명하기 위한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10,21 : 상부 기판 11,22 : 카운터 전극
12,23,17,35 : 수직 배향막 15,30 : 하부 기판
16,33 : 화소 전극 18,24 : 광 보상 필름
20,25 : 편광판
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스위칭 소자에 의하여 선택적으로 동작하는 화소 전극을 포함하는 하부 기판과, 상기 하부 기판과 대향하며 상기 화소 전극과 전계를 형성하는 카운터 전극을 포함하는 상부 기판 및, 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자로서, 상기 카운터 전극 내에 또는 화소 전극내에 소정의 공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 1실시예에 따르면, 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 기판 상부에 형성되고, 적어도 하나 이상의 슬로트가 등간격으로 형성되어 있으며, 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되며, 상기 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막, 및 상기 하부 기판의 배면에 형성되어, 빛을 한 방향으로 편광시키는 제 2 편광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 양태에 따른 실시예는, 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 상부 기판 상부에 상기 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되고, 적어도 하나 이상의 슬로트가 등간격으로 구비되며, 상기 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막, 및 상기 하부 기판의 배면에 형성되는 제 2 편광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 상부 기판 상에 형성되고, 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되며, 상기 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막, 및 상기 하부 기판의 배면에 형성되어, 빛을 한 방향으로 편광시키는 제 2 편광판을 포함하며, 상기 카운터 전극은, 단위셀의 가장 자리 부분에 틀형상으로 형성되는 제 1 카운터 전극과, 상기 제 1 카운터 전극의 일주면의 소정 부분에서 단위셀 내측으로 인출된 봉형상의 제 2 카운터 전극과, 상기 제 2 카운터 전극의 끝부분에 설치되는 원형의 제 3 카운터 전극을 포함한다.
또한, 본 발명은, 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 상부 기판 상부에 형성되고 상기 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되고, 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막, 및 상기 하부 기판의 배면에 형성되는 제 2 편광판을 포함하며, 상기 화소 전극은, 가장 자리 부분에 틀형상으로 형성되는 제 1 화소 전극과, 상기 제 1 화소 전극의 일주면의 소정 부분에서 단위셀 내측으로 인출된 봉형상의 제 2 화소 전극과, 상기 제 2 화소 전극의 끝부분에 설치되는 원형의 제 3 화소 전극을 포함한다.
본 발명에 의하면, 상부 기판의 카운터 전극 또는 하부 기판의 화소 전극에 선택적으로 소정의 공간부를 두어, 전계의 인가시, 공간부 양측의 전극에서 타원형태 프린지 필드가 걸리도록 하여, 액정 분자를 좌우 대칭으로 배열할 수 있다.
[실시예]
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
본 발명은 ECB 모드의 액정 표시 소자의 시야각을 확대하기 위하여, 상부 기판의 카운터 전극 또는 하부 기판의 화소 전극에 소정의 공간부(이하 슬로트 : slot)를 형성하여, 전계인가시, 타원 형태의 전계인 프린지 필드(fringe field)를 유도하고, 전계를 인가하지 않을 경우에는 완전한 다크가 이루어지도록 디스크 타입의 광 보상 필름을 이용한다.
(제 1 실시예)
첨부한 도면 도 2A 및 도 2B는 본 발명의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 제 1 실시예는 상부 기판의 카운터 전극에 소정의 공간부 예를들어, 다수개의 슬로트를 형성하여, 프린지 필드를 형성하는 기술로서, 먼저, 제 1 실시예에 따른 상부 기판의 카운터 전극의 평면이 도 2A에 도시되어 있다.
도 2A를 참조하여, 본 실시예에 따른 상부 기판의 카운터 전극(11)에는 적어도 하나 이상의 슬로트(S)가 일정 등간격으로 형성되어 있다. 이때, 슬로트(S)의 폭(W1)은 이웃하는 슬로트(S)간의 폭(W2)보다 작으며, 바람직하게는 상기 슬로트(S)의 폭(W1)은 3 내지 5㎛ 정도가 되도록 한다. 여기서, 슬로트(S)들로 부터 분리되어진 카운터 전극 부분을 이하 브렌치 부분(11a, 11b, 11c, 11d)이라 한다.
상기 카운터 전극(11)에 다수개의 슬로트(S)를 형성하는 것은, 이후에 설명되어질 하부 기판의 화소 전극(도시되지 않음)과 상기 카운터 전극(11)의 브렌치 부분(11a, 11b, 11c, 11d)간에 프린지 필드를 유도하여, 액정 분자를 대칭·배열시키기 위함이다.
도 2B는 제 1 실시예에 따른 액정 표시 소자의 단면도로서, 상부 기판(10)과 하부 기판(15) 사이에는 액정(13)이 협지되어 있다. 여기서, 상부 기판(10)의 액정(13)의 대향면에는 등간격으로 슬로트가 구비된 카운터 전극(11)이 형성되고, 카운터 전극(11)이 형성된 상부 기판(10)의 액정 대향면에는 액정(13)내 분자들을 기판을 수직으로 배향시키기 위한 수직 배향막(12)가 형성되어 있다.
한편, 상부 기판(10)의 배면에는 입사되는 빛을 일정 방향으로 편향시키기 위한 편광판(20a)이 부착되어 있다. 여기서, 광 보상 필름(18)은 전계의 무인가시, 누설광을 방지하기 위하여, 상부 기판(10)과 편광판(20a) 사이에 개재된다.
보다 구체적으로 상기 광보상 필름(18)에 대하여 설명하자면, 상·하부 기판(10,15) 사이에 개재되는 액정은 도 3A에 도시된 바와 같이, 로드(rod) 타입의 액정으로서, 전면에서 바라볼때에는 완전한 다크가 이루어지나, Nx축과 Ny축보다 Nz축이 크므로, 측면에서 바라볼때에는 광이 누설된다.
이를 보상하기 위하여, 도 3B에 도시된 바와 같이, 디스크 타입의 액정 즉, Nx축과 Ny축보다 Nz축이 작은 액정을 박막화한 광 보상 필름(18)으로 상부 기판(10)과 편광판(20a)사이에 개재한다. 그러면, 상·하부 기판(10,15) 사이에 주입된 액정(도시되지 않음)은 디스크 타입의 액정(도 3B 참조)을 이용한 광보상 필름(18)에 의해 높이축(Nz)이 보상되어, Nx축과 Ny축 및 Nz축 동일한 등방성 물질로서 작용하게 되므로, 어느면에서나 완벽한 다크를 이룸과 아울러, 위상 지연을 방지하게 된다.
한편, 이와같은 상부 기판(10)에 대향하는 하부 기판(15)에는, 그 상부에 액정을 구동시키는 화소 전극(16)과, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 수직 배향막(17)이 순차적으로 적층되어 있다. 하부 기판(15)의 배면에는 빛을 편광시키기 위한 편광판(20b)이 구비된다.
이와 같은 액정 표시 소자는 전계가 인가되지 않을 경우는, 광 보상 필름(18)에 의하여, 어느 면에서나 완벽한 다크를 이루게 되어, 누설광이 억제된다.
한편, 전계가 인가될 경우에는, 도 2B의 점선으로 표시된 것과 같이, 소정 부분이 분할된 카운터 전극(11)의 브렌치 부분(11a, 11b, 11c, 11d)과, 하부 기판(15) 상의 화소 전극(16) 사이에 프린지 필드가 형성되어, 액정(13) 분자들이 상기 필드의 형태로 대칭적으로 구동된다. 따라서, 액정 분자가 좌우 대칭이 되도록 구동되므로, 좌우 시야각이 개선된다.
(제 2 실시예)
첨부한 도면 도 4A 및 도 4B는 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 제 2 실시예는, 하부 기판의 화소 전극에 소정개의 슬로트를 형성하는 것으로, 먼저, 도 4A는 본 발명의 실시예에 따른 액정셀의 평면 구조를 도시한 것이다.
도 4A를 참조하여, 하부 기판(30) 상부에는 게이트 라인(31A)과 데이타 라인(34)이 수직으로 교차되도록 형성된다. 이 게이트 라인(31A)과 데이타 라인(34)이 교차되는 교차점 부근에는, 게이트 라인(31A)과 일체인 게이트 전극과, 데이타 라인과 일체인 소오스 전극(34A)과, 게이트 전극과 일부 오버랩되는 드레인 전극(34B)을 포함하는 박막 트랜지스터(T)가 구비된다.
화소 전극(33)은 게이트 라인(31A)과, 데이타 라인(34)으로 둘러싸여 있는 공간부에 배치·형성되고, 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(34B)과 소정 부분 콘택된다.
또한, 액정 구동 전압을 일정 시간동안 유지시키기는 역할을 하는 스토리지 전극(31B)은 화소 전극(33)의 가장자리 부분과 오버랩되도록 형성된다.
여기서, 상기 화소 전극(33)에는 인위적으로 프린지 필드를 유도하여, 액정 분자들이 대칭적으로 배열될 수 있도록, 적어도 하나 이상의 슬로트(S)가 일정 등간격으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 도면에서는 예를들어 3개의 슬로트(S)를 형성하였다. 이때, 슬로트(S)의 폭(W1)은 이웃하는 화소 전극(33)의 폭(W2)보다 작도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기 슬로트(S)의 폭(W1)은 3 내지 5㎛ 정도가 되도록 한다. 여기서, 슬로트(S)들로 부터 분리되어진 화소 전극 부분을 이하 브렌치 부분(33a, 33b, 33c)이라 한다.
상기 화소 전극(33)에 다수개의 슬로트(S)를 형성하는 것은, 상기 제 1 실시예에서 설명된 바와 같이, 상부 기판의 카운터 전극(도시되지 않음)과 화소 전극(33)의 브렌치 부분(33a, 33b, 33c)간에 프린지 필드를 유도하여, 액정 분자를 대칭·배열시키기 위함이다.
도 4B는 상기 도 4A를 IVB-IVB' 선으로 절단하여 나타낸 액정 표시 소자의 단면도로서, 상부 기판(21)과 하부 기판(30)은 액정(27)을 사이에 두고 대향 배치된다.
상부 기판(21)의 상부에는 카운터 전극(22)이 소정의 간격없이 형성되고, 카운터 전극(33) 상부에는 액정을 수직으로 배향시키기 위한 수직 배향막(23)이 형성되어 있다.
한편, 상부 기판(21)의 배면에는 광 보상 필름(18)과, 편광판(20)이 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 광 보상 필름(18)은 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 전계의 무인가시, 누설광을 방지하는 역할을 한다.
이와같은 상부 기판(21)에 대향하는 하부 기판(30)에는, 등간격으로 슬로트가 형성되어, 소정의 브렌치 부분(33a, 33b, 33c)을 갖는 화소 전극(33)이 형성된다. 화소전극(33) 상부에는 상부 기판(21)과 마찬가지로 액정을 수직으로 배향시키는 수직 배향막(35)이 형성된다.
한편, 상부 기판(21) 및 하부 기판(30) 각각의 배면에는 빛을 편광시키기 위한 편광판(25a, 25b)이 구비된다.
이와 같은 액정 표시 소자는 전계가 인가되지 않을 경우는, 광 보상 필름(24)에 의하여, 어느 면에서나 완벽한 다크를 이루게 되어, 누설광이 억제된다.
한편, 전계가 인가될 경우에는, 도 4B의 점선으로 표시된 것과 같이, 슬로트(S)간에 의하여 소정 부분이 분할된 화소 전극(33)의 브렌치 부분(33a, 33b, 33c)들과, 하부 기판(15) 상의 화소 전극(16) 사이에 프린지 필드가 형성되어, 액정내 분자들이필드의 방향에 따라 대칭적으로 구동된다. 따라서, 액정 분자가 좌우 시야각이 개선된다.
(제 3 실시예)
첨부한 도면 도 5A 및 도 5B는 본 발명의 제 3 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 제 3 실시예는 상부 기판의 카운터 전극의 중앙에 소정의 패턴을 형성하여, 인위적인 프린지 필드를 형성하는 기술로서, 먼저, 제 3 실시예에 따른 상부 기판의 카운터 전극의 평면이 도 5A에 도시되어 있다.
도 5A를 참조하여, 본 실시예에 따른 상부 기판의 카운터 전극(41)은, 사각틀 형상의 제 1 카운터 전극(41a)과, 제 1 카운터 전극(41a)의 내측의 소정 부분으로 부터 사각틀 내부로, 봉 형태로 인출된 제 2 카운터 전극(41b)과 제 2 카운터 전극(41b)의 끝부분에 부착된 원형의 제 3 카운터 전극(41c)으로 구성된다.
이와같이 구성된 카운터 전극(41)은 제 2 및 제 3 카운터 전극(41b, 41c)과 제 1 카운터 전극(41a) 사이에 소정의 공간부(S)가 구비된다. 따라서, 카운터 전극(41)과 이후에 설명되어질 하부 기판의 화소 전극(도시되지 않음)과 전계 인가시, 프린지 필드가 유도되어 액정 분자들이 대칭·배열된다. 여기서, 상기 제 1 카운터 전극(41a)의 폭과 제 2 카운터 전극(41b)의 폭 및 제 3 카운터 전극(4lc)의 반경은 각각 같거나, 또는 상이할 수 있다. 더불어, 상기와 같은 제 2 및 제 3 카운터 전극(41b, 41c)은 제 1 카운터 전극(41a)의 일면에 다수개가 이격되면서 연장, 형성될 수 있다.
도 5B는 제 3 실시예에 따른 액정 표시 소자의 단면도로서, 상기 도 5A의 카운터 전극이 VB-VB'선으로 절단된 상태가 도시되어 있다.
도면을 참조하여, 상, 하부 기판(40, 45)은 액정(48)을 두고 대향 배치되어 있다. 여기서, 상부 기판(40)의 액정 대향면은 상부 기판(40)의 양측 가장자리 부분에 제 1 카운터 전극(41a)이 형성되고, 제 1 카운터 전극(41a) 사이에 소정 간격을 두고 제 2 카운터 전극(41b)이 형성된다. 또한, 상부 기판(40)의 액정 대향면에는 상술된 바와 같이, 액정 분자의 초기 배향 상태를 결정하는 수직 배향막(42)가 형성된다. 상부 기판(40)의 배면에는 입사된 빛을 일정 방향으로 편향시키기 위한 편광판(43a)이 부착되고, 상부 기판(40)과 편광판(43a) 사이에는 액정 분자의 이방성을 보상하기 위한 광 보상 필름(44a)이 개재된다.
한편, 하부 기판(45)의 액정(48) 대향면에는 액정(48)을 구동시키기 위한 화소 전극(46)과, 액정(48)의 초기 배향 상태를 결정하는 수직 배향막(47)이 순차적으로 적층되어 있다. 이때, 상기 화소 전극(46) 하부에 형성되는 전극들은 공지된 액정 표시 소자와 동일한 구성을 가지므로, 그 설명을 배제하며, 화소 전극(46)에는 소정의 공간부가 형성되어 있지 않다. 하부 기판(45)의 배면에는 입사된 빛을 일방향으로 편광시키기 위한 편광판(43b)이 구비되고, 하부 기판(45)과, 편광판(43b) 사이에는 광 보상 필름(44b) 개재될 수 있다.
이와같은 액정 표시 소자에 전계가 인가되기 이전에는, 수직 배향막(42, 47)의 영향으로 액정(48)내 분자들이 기판들(40, 45)에 수직으로 서게 된다.
한편, 전계가 인가되었을때는, 제 1 카운터 전극(41a)과 제 2 및 제 3 카운터 전극(41b, 41c)사이에서 프린지 필드가 형성되어, 액정 분자가 좌우 대칭이 되도록 틸트가 되므로, 시야각이 개선된다.
(제 4 실시예)
첨부한 도면 도 6A 및 도 6B는 본 발명의 제 4 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 제 4 실시예는, 하부 기판의 화소 전극에 소정의 공간부를 두어, 인위적인 프린지 필드가 걸리도록 하는 것이다.
도 6A를 참조하여, 본 실시예에 따른 하부 기판(60) 상부에는 게이트 라인(61A)과 데이타 라인(64)이 수직으로 교차된다. 이 게이트 라인(61A)과 데이타 라인(64)이 교차되는 교차점 부근에는, 게이트 라인(61A)과 일체인 게이트 전극과, 데이타 라인과 일체인 소오스 전극(64A)과, 게이트 전극과 일부 오버랩되는 드레인 전극(64B)을 포함하는 박막 트랜지스터(T)가 구비된다.
화소 전극(63)은 게이트 라인(61A)과, 데이타 라인(64)으로 둘러싸여 있는 공간부에 배치·형성되고, 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(64B)과 콘택된다. 여기서, 화소 전극(63)은 가장자리 부분에 틀 형상으로 된 제 1 화소 전극(63a)과, 제 1 화소 전극(63a)의 내측면으로 부터 화소 전극의 내측으로 연장된 봉 형상의 제 2 화소 전극(63b)과, 제 2 화소 전극(63b)의 끝단에서 형성되고, 원형으로 된 제 3 화소 전극(63c)을 구비한다. 따라서, 제 1 화소 전극(63a)과 제 2 및 제 3 화소 전극(63b, 63c) 사이에는 소정의 공간부(S)가 구비된다.
스토리지 전극(61B)은 게이트 라인(61A)과 동일한 평면상에 형성되고, 틀 형상의 제 1 화소 전극(63a)과 오버랩되도록 형성된다. 이때, 스토리지 전극(61B)는 상술한 바와 같이, 액정 구동 전압을 일정 시간동안 유지시키기는 역할을 한다.
도 6B는 상기 도 6A를 VIB-VIB'선으로 절단하여 나타낸 액정 표시 소자의 단면도로서, 상부 기판(50)과 하부 기판(60)은 액정(55)를 사이에 두고 대향배치되어 있다. 상부 기판(50) 상부에는 카운터 전극(51)이 소정의 간격없이 형성되고, 카운터 전극(51) 상부에는 액정을 수직으로 배향시키기 위한 수직 배향막(52)이 형성되어 있다.
한편, 상부 기판(50)의 뒷면에는 입사된 빛을 일정 방향으로 편향시키기 위한 편광판(53a)이 부착되고, 상부 기판(50)과 편광판(53a) 사이에는 액정 분자의 이방성을 보상하기 위한 광 보상 필름(54a)개재된다.
한편, 이와같은 상부 기판(50)에 대향하는 하부 기판(60) 상부에는 스토리지 전극(61B)이 소정의 패턴으로 형성되고, 하부 기판(60) 상부에는 게이트 절연막(62)이 형성된다. 게이트 절연막(62) 상부에는 본 발명에 따른 화소 전극(63)이 형성된다. 이때, 화소 전극(63)은 가장자리 부분의 제 1 화소 전극(63a)과, 제 1 화소 전극(63a) 사이의 제 3 화소 전극(63c)이 보여진다. 이때, 제 1 화소 전극(63a)과, 제 3 화소 전극(63c)는 소정 간격을 두고 있어, 두 전극 사이에 프린지 필드가 걸리게 된다. 여기서, 제 1 화소 전극(63a)의 하부에는 게이트 절연막(62)을 사이에 두고, 스토리지 전극(63)이 형성되어 있다.
하부 기판(60) 상부에는 액정 분자들을 기판에 수직으로 배향시키기 위한 수직 배향막(64)이 형성된다.
한편, 하부 기판(60)의 배면에는 입사된 빛을 일방향로 편광시키기 위한 편광판(53b)이 구비되고, 하부 기판(60)과, 편광판(53b) 사이에는 광보상 필름(54b) 개재 될 수 있다.
이와같은 액정 표시 소자에 전계가 인가되지 이전에는, 수직 배향막(42, 47)의 영향으로 액정 분자들이 수직으로 서게 되고, 아울어, 광 보상 필름(54a, 54b)에 의하여, 액정 분자의 이방성이 보상되어, 완전한 다크를 이루게 된다.
한편, 전계가 인가되었을때는, 제 1 화소 전극(63a)과 제 2 및 제 3 화소 전극(63b,63c)간에 프린지 필드(F)가 형성되어, 액정 분자가 이 프린자 필드(F)에 의하여, 좌우 대칭이 되도록 배열된다. 따라서, 액정 분자가 좌우 대칭이 되도록 틸트가 되므로, 시야각이 개선된다.
본 실시예들을 설명하기 위한 도면에서는 액정 분자들을 도시하지는 않았지만, 본 발명에서는 상·하부 기판 상에 걸리는 전계에 의하여 수직으로 배열되는 유전율 이방성이 음인 액정을 사용함이 바람직하다.
또한, 상기의 배향막들은 액정 분자들을 수직으로 배열되도록 기판에 대하여 90°정도 프리틸트되어야 하나, 본 발명에서는, 전계 인가시, 액정 분자들이 경사 배향될 수 있도록 배향막의 프리틸트각이 약 85°내지 89.5° 정도가 되도록 러빙하여 준다.
또한, 상기 상부 기판에 부착된 편광판과, 하부 기판에 부착된 편광판은 수직으로 교차되는 방향으로 부착되어 있다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상부 기판의 카운터 전극내 또는 하부 기판의 화소 전극내에 소정의 공간부를 형성하여, 전계의 인가시, 카운터 전극 또는 화소 전극의 사이에서 타원형태의 프린지 필드를 형성한다.
따라서, 액정 분자들이 프린지 필드에 의하여 대칭적으로 배열되어, 액정 표시 소자의 시야각 및 투과율이 개선된다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (21)

  1. 스위칭 소자에 의하여 선택적으로 동작하는 화소 전극을 포함하는 하부 기판과, 상기 하부 기판과 대향하며 상기 화소 전극과 전계를 형성하는 카운터 전극을 포함하는 상부 기판 및, 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 액정을 포함하는 액정 표시 소자로서, 상기 카운터 전극 내에 또는 화소 전극내에 소정의 공간부가 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  2. 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 상부 기판 상부에 형성되고, 적어도 하나 이상의 슬로트가 등간격으로 형성되어 있으며, 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되며, 상기 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막, 및 상기 하부 기판의 배면에 형성되어, 빛을 한 방향으로 편광시키는 제 2 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 광 보상 필름은, X축과 Y축에 비하여 Z축의 길이가 짧은 디스크 타입의 액정을 박막화한 것으로, 상기 상·하부 기판에 개재된 액정을 등방성화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 카운터 전극의 슬로트의 폭은 이웃하는 슬로트간의 폭보다 적은 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 액정은 유전율 이방성이 음인 액정인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  6. 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 상부 기판 상부에 상기 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되고, 적어도 하나 이상의 슬로트가 등간격으로 구비되며, 상기 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막, 및 상기 하부 기판의 배면에 형성되는 제 2 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 광 보상 필름은, X축과 Y축에 비하여 Z축의 길이가 짧은 디스크 타입의 액정을 박막화한 것으로, 상기 상·하부 기판에 개재된 액정을 등방성화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 화소 전극의 슬로트의 폭은, 상기 이웃하는 슬로트간의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 액정은 유전율 이방성이 음인 액정인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 하부 기판상에 상기 화소 전극과 소정 부분 오버랩되어, 액정을 구동시키기 위한 전압을 소정 시간동안 유지시켜 주는 스토리지 전극을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 스토리지 전극은 상기 화소 전극의 가장자리 부분과 오버랩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  12. 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 상부 기판 상에 형성되고, 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되며, 상기 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막,및 상기 하부 기판의 배면에 형성되어, 빛을 한 방향으로 편광시키는 제 2 편광판을 포함하며, 상기 카운터 전극은, 단위셀의 가장 자리 부분에 틀형상으로 형성되는 제 1 카운터 전극과, 상기 제 1 카운터 전극의 일주면의 소정 부분에서 단위셀 내측으로 인출된 봉형상의 제 2 카운터 전극과, 상기 제 2 카운터 전극의 끝부분에 설치되는 원형의 제 3 카운터 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 하부 기판과 제 2 편광판 사이에 광 보상 필름이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 광 보상 필름은, X축과 Y축에 비하여 Z축의 길이가 짧은 디스크 타입의 액정을 박막화한 것으로, 상기 상·하부 기판에 개재된 액정을 등방성화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 액정은 유전율 이방성이 음인 액정인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  16. 상부 기판, 상기 상부 기판과 대향하는 하부 기판, 상기 상·하부 기판 사이에 개재된 액정, 상기 상부 기판 상부에 형성되고 상기 액정을 구동시키는 카운터 전극, 상기 카운터 전극 상에 형성되고, 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 1 배향막, 상기 상부 기판의 배면에 형성되고, 광을 편향시키는 제 1 편광판, 상기 상부 기판과 제 1 편광판 사이에 구비되는 광보상 필름, 상기 하부 기판상에 형성되고, 액정을 구동시키는 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 상기 액정을 수직으로 배향시키기 위한 제 2 배향막,및 상기 하부 기판의 배면에 형성되는 제 2 편광판을 포함하며, 상기 화소 전극은, 가장 자리 부분에 틀형상으로 형성되는 제 1 화소 전극과, 상기 제 1 화소 전극의 일주면의 소정 부분에서 단위셀 내측으로 인출된 봉형상의 제 2 화소 전극과, 상기 제 2 화소 전극의 끝부분에 설치되는 원형의 제 3 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 하부 기판과, 제 2 편광판 사이에 광 보상 필름이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 광 보상 필름은, X축과 Y축에 비하여 Z축의 길이가 짧은 디스크 타입의 액정을 박막화한 것으로, 상기 상·하부 기판에 개재된 액정을 등방성화하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 액정은 유전율 이방성이 음인 액정인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 하부 기판상에 상기 화소 전극과 소정 부분 오버랩되어, 액정을 구동시키기 위한 전압을 소정 시간동안 유지시켜 주는 스토리지 전극을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 스토리지 전극은 상기 제 1 화소 전극과 오버랩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
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