KR19990024823A - 횡전계방식 액정표시소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자는 기판과, 상기 기판 위에 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터배선 및 게이트배선과, 상기 복수의 화소영역의 평면상에서 상기 복수의 데이터배선 또는 게이트배선에 대해 경사지게 형성된 데이터전극 및 공통전극과, 상기 기판과 대응하는 기판 사이에 형성되어 상기 데이터전극 및 공통전극에 의해 횡전계를 인가받는 액정층으로 이루어진다.
Description
본 발명은 횡전계방식 액정표시소자에 관한 것으로, 특히, 횡전계를 인가하는 한쌍의 전극구조 형태를 변환시켜 액정구동시에 발생하는 색변환의 문제를 해결한 횡전계방식 액정표시소자에 관한 것이다.
일반적으로 횡전계방식의 액정표시소자는 개구율이 작다는 단점에도 불구하고 광학적으로 시야각 특성이 매우 우수할 뿐만 아니라, 색변환도 매우 적은 것으로 알려져 있다.
도 1 내지 도 2는 종래 횡전계방식 액정표시소자의 단위화소의 평면도 및 A-A'선 단면도로서 도면에 나타낸 바와 같이, 제1기판 위에 배열되어 화소영역을 정의하는 데이터배선(1) 및 게이트배선(2)과, 상기한 게이트배선(2)과 평행하게 화소내에 배열된 공통배선(5)과, 상기한 게이트배선(2)과 데이터배선(1)의 교차점에 배치된 박막트랜지스터와, 상기한 화소내에 데이터배선(1)과 대략 평행하게 배열된 데이터전극(19) 및 공통전극(11)으로 구성된다.
박막트랜지스터는 제1기판(3) 위에 형성되어 상기 게이트배선(2)과 접속되는 게이트전극(10)과, 상기 게이트전극(10) 위에 적층된 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 이루어진 게이트절연막(13)과, 상기 게이트절연막(13) 위에 형성된 비정질 실리콘층(15)과, 상기 비정질 실리콘층(15) 위에 형성된 불순물 비정질 실리콘층(16)과, 상기한 불순물 비정질 실리콘층(16) 위에 형성되어 데이터배선(1)과 데이터전극(19)에 각각 접속되는 소스전극(17) 및 드레인전극(18)으로 구성된다. 화소내의 공통전극(11)은 제1기판 위에 형성되어 공통배선에 접속되며 데이터전극(19)은 게이트절연막(13) 위에 형성되어 박막트랜지스터의 드레인전극(18)에 접속된다. 박막트랜지스터, 데이터전극(19) 및 게이트절연막(13) 위에는 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 이루어진 보호막(20)이 기판 전체에 걸쳐 적층되어 있으며, 그 위에 제1배향막(미도시)이 도포되고 배향방향이 결정된다.
또한, 상기한 제1기판(3)과 대응하는 제2기판(4) 위에는 빛의 누설을 방지하는 차광층(6), R, G 및 B의 칼라필터소자로 이루어진 칼라필터층(7) 및 오버코트층(8)이 차례로 적층되어 있다.
도 3은 횡전계를 형성하는 한쌍의 전극(데이터전극(19), 공통전극(11))과 그것에 의해 구동되는 액정분자(30)를 나타내는 도면으로서, 액정층에 전압이 인가되면 액정분자(30)는 전계의 영향을 받아 평균적으로 약 45°정도 회전하게 되고, 이러한 액정분자(30)가 회전하는 방향에서는 계조반전(gray inversion)이 발생하게 되는데, 특히, 그레이모드(gray mode) 구동시에는 액정분자(30)의 굴절율 이방성에 의해 편광자(a)에 대한 +45°방위각에 대해서는 대체적으로 황색을 띠고, -45°방위각에 대해서는 대체적으로 푸른색을 띠는 색변환이 나타난다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 횡전계를 인가하는 복수의 전극쌍을 지그재그 형상으로, 하나의 단위체를 형성하는 복수의 화소영역내에 각각 형성하여 계조반전 및 색변환을 방지한 횡전계방식 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자는 제1기판 위에 형성되어 상기 게이트배선과 접속되는 게이트전극과, 상기 게이트전극 위에 적층된 게이트절연막과, 상기 게이트절연막 위에 형성된 비정질 실리콘층과, 상기 비정질 실리콘층 위에 형성된 불순물 비정질 실리콘층과, 상기한 불순물 비정질 실리콘층 위에 형성되어 데이터배선과 데이터전극에 각각 접속되는 소스전극 및 드레인전극으로 구성된다. 또한, 화소내의 공통전극은 제1기판 위에 형성되어 공통배선에 접속되며 데이터전극은 게이트절연막 위에 형성되어 박막트랜지스터의 드레인전극에 접속된다. 이때, 상기한 공통전극 및 데이터전극은 하나의 단위체를 형성하는 복수의 화소영역 내에 지그재그 형상으로 형성되는데, 이웃하는 영역의 전극구조와 대칭을 이룬다. 상기한 박막트랜지스터 위에는 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 이루어진 보호막이 적층되어 있으며, 기판 전체에 걸쳐 제1배향막이 도포되고 배향방향이 결정된다.
상기한 제1기판과 대응하는 제2기판 위에는 상기 박막트랜지스터, 게이트배선, 데이터배선 및 공통배선 근처로 빛이 새는 것을 방지하는 차광층을 형성하고, 그 위에 순서대로 칼라필터층, 오버코트층을 형성한다. 여기서, 상기 칼라필터층은 상기한 공통전극 및 데이터전극의 형상을 따라 복수의 R, G 및 B의 칼라필터소자들이 하나의 단위체로 형성된다. 계속해서, 기판 전체에 걸쳐 제2배향막을 형성한 후, 상기한 두 기판 사이에 액정층을 형성한다.
도 1은, 일반적인 횡전계방식 액정표시소자의 평면도.
도 2는, 도 1의 A-A'선 단면도.
도 3은, 도 1의 요부확대도.
도 4는, 본 발명의 일실시예에 따른 전극구조를 나타내는 도면.
도 5는, 도 4의 요부확대도.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
30 : 액정분자 111 : 공통전극
119 : 데이터전극 120 : 데이터배선
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자의 전극구조를 나타내는 도면으로서, 도면에서 횡전계를 형성하는 한쌍의 전극 외에 액정표시소자를 구성하는 다른 요소들은 생략하였다. 즉, 본 발명은, 박막트랜지스터 등과 같은 요소들은 종래 기술에서와 같이 그대로 적용하고, 단지 전극의 구조만을 변형한 형태라 하겠다.
본 발명에 따른 액정표시소자의 전극구조는, 도면에 나타내듯이 4개의 화소영역(C, D, E 및 F) 내에 각각 형성된다. 상기 4개의 화소영역들은 동일한 크기이며, 데이터전극(119) 및 공통전극(111)은 서로 평행하게 교대로 형성되어 전압인가시 횡전계를 형성한다. 이때, C영역 내에 위치하는 상기 데이터전극(119)은 데이터배선(120)과 경사각 θ를 유지하는데, 상기 θ는 바람직하게 20°이다.
상기한 C영역의 전극구조는, D영역에서는 좌우대칭을, E영역에서는 상하대칭을 나타내며, F영역에서의 전극구조는 D영역과는 상하대칭을, E영역과는 좌우대칭을 나타낸다. 다시 말해, 4개의 화소영역으로 이루어지는 단위체의 전체적인 전극구조는 마름모꼴 형태를 갖는다.
도면으로 나타내지는 않았지만, 칼라필터층은 상기한 공통전극 및 데이터전극의 형상을 따라 복수의 R, G 및 B의 칼라필터소자들이 하나의 단위체로 형성된다.
도 5는 도 4의 전극구조에 의한 액정분자의 구동을 나타내는 도면으로서, 액정층에 전압이 인가되면 상기 데이터전극(119)과 공통전극(111) 사이에는 횡전계가 형성되고, 이러한 횡전계에 의해 액정분자(30)는 도면에서와 같이 배열된다. 이러한 액정분자(30)의 배열은 각 화소영역의 대각방향(G 또는 H방향)의 색변환을 보상하여, 일반적인 횡전계방식 액정표시소자에서 나타나는 방위각 ±45°에서의 색반전을 완벽하게 해결한다.
본 발명에 따른 횡전계방식 액정표시소자는, 횡전계를 인가하는 복수의 전극쌍을 지그재그 형상으로 하나의 단위체를 형성하는 복수의 화소영역 내에 각각 형성하여 계조반전 및 색변환을 방지한 횡전계방식 액정표시소자를 제공할 수 있다.
Claims (14)
- 한쌍의 절연성 기판과,상기 한쌍의 절연성 기판 사이에 형성된 액정조성물층과,상기 한쌍의 절연성 기판의 종방향 또는 횡방향에 대해 평면상에서 경사지게 형성되어 상기 액정조성물층에 횡전계를 인가하는 적어도 한쌍의 전극으로 이루어진 횡전계방식 액정표시소자.
- 제1항에 있어서,상기 전극이 형성된 기판상에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과,상기한 화소영역내에 배열된 공통배선과,상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차부분에 형성된 박막트랜지스터와,상기 제1기판 위에 형성된 제1배향막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 전극이 데이터전극 및 공통전극인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제1항에 있어서, 상기 전극이 기판의 종 또는 횡방향과 이루는 각이 20°인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제1항에 있어서,상기 전극이 형성된 기판과 대응하는 기판 위에 형성된 차광층과,상기 차광층 위에 형성된 칼라필터층과,상기 칼라필터층 위에 형성된 제2배향막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 또는 제2배향막이 광반응성물질 또는 폴리이미드(polyimide)인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 기판과,상기 기판 위에 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터배선 및 게이트배선과,상기 복수의 화소영역의 평면상에서 상기 복수의 데이터배선 또는 게이트배선에 대해 경사지게 형성된 데이터전극 및 공통전극과,상기 기판과 대응하는 기판 사이에 형성되어 상기 데이터전극 및 공통전극에 의해 횡전계를 인가받는 액정층으로 이루어진 횡전계방식 액정표시소자.
- 제7항에 있어서,상기한 게이트배선과 데이터배선의 교차부분에 형성된 박막트랜지스터와,상기 데이터전극 및 공통전극을 갖는 기판 위에 형성된 제1배향막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제7항에 있어서, 상기 데이터전극 또는 공통전극이 상기 데이터배선 또는 공통배선과 이루는 각이 20°인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제7항에 있어서,상기 데이터전극 및 공통전극이 형성된 기판과 대응하는 기판 위에 형성된 차광층과,상기 차광층 위에 형성된 칼라필터층과,상기 칼라필터층 위에 형성된 제2배향막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제8항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 또는 제2배향막이 광반응성물질 또는 폴리이미드(polyimide)인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 기판과,상기 기판 위에 형성되어 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 데이터배선 및 게이트배선과,상기 복수의 화소영역의 평면상에서 상기 복수의 데이터배선 또는 게이트배선에 대해 경사지게 형성된 복수의 데이터전극 및 공통전극과,상기 기판과 대응하는 기판 사이에 형성되어 상기 데이터전극 및 공통전극에 의해 횡전계를 인가받는 액정층으로 이루어지고,상기 복수의 데이터전극 및 공통전극이, 이웃하는 화소영역에 형성된 복수의 데이터전극 및 공통전극과 상하 및 좌우대칭을 이루고, 이러한 상하 및 좌우 대칭된 전극구조를 갖는 복수의 화소영역으로 이루어진 화소집단에 의해 상을 구현하는 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제12항에 있어서, 상기 데이터전극 또는 공통전극이 상기 데이터배선 또는 공통배선과 이루는 각이 20°인 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
- 제12항에 있어서, 상기 화소집단이 4개의 화소영역으로 이루어진 것을 특징으로 하는 횡전계방식 액정표시소자.
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