KR20060018401A - 다중 도메인 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20060018401A
KR20060018401A KR1020040066756A KR20040066756A KR20060018401A KR 20060018401 A KR20060018401 A KR 20060018401A KR 1020040066756 A KR1020040066756 A KR 1020040066756A KR 20040066756 A KR20040066756 A KR 20040066756A KR 20060018401 A KR20060018401 A KR 20060018401A
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이정호
최상건
홍권삼
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 신호선, 제1 신호선과 절연되어 교차하는 제2 신호선, 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 각 화소마다 형성되어 있는 화소 전극, 제1 신호선, 제2 신호선, 화소 전극에 삼단자가 연결된 박막 트랜지스터를 가지는 제1 표시판, 화소 전극과 마주하는 공통 전극이 형성되어 있는 제2 표시판, 제1 표시판과 제2 표시판 사이에 형성되어 있는 액정층, 제1 표시판과 제2 표시판 중의 적어도 일측에 형성되어 있으며, 액정층의 액정 분자를 화소에서 다수의 도메인으로 분할하는 다수의 도메인 규제 수단을 포함하며, 다수의 도메인 규제 수단은 공통 전극 또는 화소 전극이 가지는 절개부이며, 공통 전극의 절개부 내부에는 절개부를 따라 제어 돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 공통 전극의 절개부 내부에 절개부를 따라 제어 돌기를 형성함으로써, 절개부 내부를 따라 형성되는 사선 얼룩을 제거할 수 있는 장점이 있다.
액정표시장치, 도메인규제수단, 노치, 제어돌기

Description

다중 도메인 액정 표시 장치{MULTI-DOMAIN LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이고,
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 구조를 도시한 배치도이고,
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 구조를 도시한 배치도이고,
도 2c는 공통 전극의 사선부에 노치 및 사선 돌기에 의해 액정 분자의 방향자가 재배열된 모양을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 도 1 및 도 2a의 표시판을 정렬하여 완성한 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,
도 4는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고,
도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII' 선을 따라 절단한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 기판 121, 129 : 게이트선
124 : 게이트 전극 140 : 게이트 절연막
151, 154 : 반도체 161, 165 : 저항성 접촉 부재
171, 179 : 데이터선 173 : 소스 전극
175 : 드레인 전극 180 : 보호막
181, 182, 185 : 접촉 구멍 190 : 화소 전극
81, 82 : 접촉 보조 부재
271, 272, 273 : 공통 전극의 절개부
191, 192, 193 : 화소 전극의 절개부
277 : 노치
321, 322, 323 : 제어 돌기
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 특히 광시야각을 얻기 위하여 화소를 복수의 도메인으로 분할하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴 으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전계 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 것이다. 이중에서도 한 표시판에는 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고 다른 표시판에는 하나의 공통 전극이 표시판 전면을 덮고 있는 구조의 액정 표시 장치가 주류이다. 이 액정 표시 장치에서의 화상의 표시는 각 화소 전극에 별도의 전압을 인가함으로써 이루어진다. 이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자 소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게이트선과 화소 전극에 인가될 전압을 전달하는 데이터선을 표시판에 설치한다.
그런데 액정 표시 장치는 시야각이 좁은 것이 중요한 단점이다. 이러한 단점을 극복하고자 시야각을 넓히기 위한 다양한 방안이 개발되고 있는데, 그 중에서도 액정 분자를 상하 기판에 대하여 수직으로 배향하고 화소 전극과 그 대향 전극인 공통 전극에 일정한 절개 패턴을 형성하거나 돌기를 형성하여 화소를 다중 도메인으로 분할하는 방법이 유력시되고 있다.
그러나 돌기나 절개 패턴을 가지는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에서는 돌기나 절개 패턴에서 얼룩이나 순간 잔상이 발생하거나 화면을 문질렀을 때 얼룩이 잔류하는 문제점이 발생한다. 그 원인 중의 하나는 도메인의 경계에 배열되어 있는 액정 분자들은 도메인 내에 배열된 액정 분자의 배열에 의한 밀림 또는 충돌에 의해 재배열이 결정되는데, 이러한 액정 분자의 방향자가 불규칙적이고 불안정하게 배열되기 때문에 액정 분자가 넘어지는 방향이 제대로 조절되지 않는다. 따 라서, 이러한 절개부를 따라 사선 얼룩이 발생한다는 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 과제는 절개부의 내부에 발생하였던 사선 얼룩을 제거한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제1 신호선, 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하는 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 각 화소마다 형성되어 있는 화소 전극, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 화소 전극에 삼단자가 연결된 박막 트랜지스터를 가지는 제1 표시판, 상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극이 형성되어 있는 제2 표시판, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 형성되어 있는 액정층, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 중의 적어도 일측에 형성되어 있으며, 상기 액정층의 액정 분자를 상기 화소에서 다수의 도메인으로 분할하는 다수의 도메인 규제 수단을 포함하며, 다수의 상기 도메인 규제 수단은 상기 공통 전극 또는 상기 화소 전극이 가지는 절개부이며, 상기 공통 전극의 절개부 내부에는 상기 절개부를 따라 제어 돌기가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 중의 적어도 일측에 형성되어 있는 간격재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 간격재 및 제어 돌기는 동일한 물질로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공통 전극의 절개부는 오목하거나 볼록한 노치를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어 돌기는 상기 공통 전극 절개부의 노치를 기준으로 분리되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분리된 제어 돌기의 단부는 상기 노치와 대응되는 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어 돌기 및 공통 전극 위에는 배향막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액정층에 포함되어 있는 액정은 음의 유전율 이방성을 가지며 상기 액정은 그 장축이 상기 제1 및 제2 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도메인 규제 수단 중 사선부는 상기 제1 신호선에 대하여 실질적으로 ±45도를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도메인 규제 수단은 상기 화소의 상하 이등분선에 대하여 실질적으로 거울상 대칭을 이루는 것이 바람직하다.
그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나 타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 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.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 2c는 공통 전극의 사선부에 노치 및 사선 돌기에 의해 액정 분자의 방향자가 재배열된 모양을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 도 1 및 도 2a의 표시판을 정렬하여 완성한 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 4는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 액정 표시 장치는 하측의 박막 트랜지스터 표시판(100)과 이와 마주보고 있는 상측의 대향 표시판(200) 및 이들 사이에 형성되어 있으며, 두 표시판(100, 200)에 대하여 거의 수직으로 배향되어 있는 액정 분자(310)를 포함하는 액정층(3)으로 이루어진다. 이때, 각각의 표시판(100, 200)에는 배향막(11, 21)이 형성되어 있으며, 배향막(11, 21)은 액정층(3)의 액정 분자(310)를 표시판(100, 200)에 대하여 수직으로 배향되도록 하는 수직 배향 모드인 것이 바람직하다. 또한, 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100)의 바깥 면에는 각각 상부 및 하부 편광판(12. 22)이 부착되어 있다.
유리등의 투명한 절연 물질로 이루어진 박막 트랜지스터 표시판(100)에는 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있으며 절개부(191, 192, 193)를 가지고 있는 화소 전극(190)이 형성되어 있고, 각 화소 전극(190)은 박막 트랜지스터에 연결되어 화상 신호 전압을 인가 받는다. 이 때, 박막 트랜지스터는 주사 신호를 전달하는 게이트선(121)과 화상 신호를 전달하는 데이터선(171)에 각각 연결되어 주사 신호에 따라 화소 전극(190)을 온(on)오프(off)한다. 여기서, 화소 전극(190)은 반사형 액정 표시 장치인 경우 투명한 물질로 이루어지지 않을 수도 있고, 이 경우에는 하부 편광판(12)도 불필요하게 된다.
역시 유리등의 투명한 절연 물질로 이루어져 있으며, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)에는 화소의 가장자리에서 발생하는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)와 적, 녹, 청의 색 필터(230) 및 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220)는 화소 영역의 둘레 부분뿐만 아니라 공통 전극(270)의 절개부(271, 272, 273)와 중첩하는 부분에도 형성할 수 있다. 이는 절개부(271, 272, 273)로 인해 발생하는 빛샘을 방지하기 위함이다.
다음은 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 좀 더 상세히 한다.
박막 트랜지스터 표시판(100)에는 하부 절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 각 게이트선(121)의 일부는 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이룬다. 게이트선(121)에는 게이트 전극(124)은 돌기의 형태로 형성되어 있고, 본 실시예와 같이 게이트선(121)은 외부로부터의 게이트 신호를 게이트선(121)으로 전달하기 위한 접촉부를 가질 수 있으며, 이때 게이트선(121)의 끝 부분(129)은 다른 부분보다 넓은 폭은 가지나, 그렇지 않은 경우에 게이트선(121)의 끝 부분은 기판(110) 상부에 직접 형성되어 있는 게이트 구동 회로의 출력단에 직접 연결된다.
절연 기판(110) 위에는 게이트선(121)과 동일한 층으로 유지 전극 배선이 형성되어 있다. 각 유지 전극 배선은 화소 영역의 가장자리에서 게이트선(121)과 나란하게 뻗어 있는 유지 전극선(131)과 그로부터 뻗어 나온 여러 벌의 유지 전극(storage electrode)(133a, 133b, 133c, 133d)을 포함한다. 한 벌의 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d)은 세로 방향으로 뻗어나오며 가로 방향으로 뻗은 유지 전극선(131)에 의하여 서로 연결되어 있는 세로부(133a, 133b)와 이후에 형성되는 화소 전극(190)의 절개부(191, 193)와 중첩하며 세로부(133a, 133b)를 연결하는 사선부(133c, 133d)로 이루어진다. 이러한 사선부(133c, 133d)는 절개부(191, 193)의 중앙부에서 발생하는 텍스쳐를 제어하기 위한 제어용 전극으로서 작용한다.
게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)은 Al, Al 합금, Ag, Ag 합금, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 따위로 만들어진다. 도 4에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)은 단일층으로 이루어지지만, 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 등의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 이중층으로 이루어질 수도 있다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)을 만들 수 있다.
게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)이 측면은 경사져 있으며 수평면에 대한 경사각은 30-80°인 것이 바람직하다.
게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c, 133d)의 위에는 질화규소(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171)을 비롯하여 복수의 드레인 전극(drain electrode, 175)이 형성되어 있다. 각 데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 각 드레인 전극(175)을 향하여 복수의 분지를 내어 데이터선(171)으로부터 확장된 소스 전극(source electrode)(173)을 가진다. 데이터선(171)의 한쪽 끝 부분에 위치한 접촉부(179)는 외부로부터의 화상 신호를 데이터선(171)에 전달한다. 또, 게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121)과 중첩하는 다리부 금속편(172)이 형성되어 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175)도 게이트선(121)과 마찬가지로 크롬과 알루미늄 등의 물질로 만들어지며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175)의 아래에는 데이터선(171)을 따라 주로 세로로 길게 뻗은 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 비정질 규소 따위로 이루어진 각 선형 반도체(151)는 각 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 향하여 확장되어 채널부(154)를 가진다.
반도체(151)와 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에는 둘 사이의 접촉 저항을 각각 감소시키기 위한 복수의 선형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161)와 섬형의 저항성 접촉 부재(165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161)는 실리사이드나 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소 따위로 만들어지며, 분지로 뻗은 저항성 접촉 부재(163)를 가지며, 섬형의 저항성 접촉 부재(165)는 게이트 전극(124)을 중심으로 저항성 접촉 부재(163)와 마주한다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 또는 질화 규소 따위로 이루어진 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 적어도 일부와 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 각각 노출시키는 복수의 접촉 구멍(185, 182)이 구비되어 있다. 한편, 게이트선(121)의 끝 부분(129)도 외부의 구동 회로와 연결되기 위한 접촉부를 가지데, 복수의 접촉 구멍(181)이 게이트 절연막(140)과 보호막(180)을 관통하여 게이트선(121)의 끝 부분을 드러낸다.
보호막(180) 위에는 절개부(191, 192, 193)를 가지는 복수의 화소 전극(190)을 비롯하여 복수의 데이터 접촉 보조 부재(82, 81)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)과 데이터 접촉 보조 부재(81, 82)는 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체나 알루미늄(Al)과 같은 광 반사 특성이 우수한 불투명 도전체를 사용하여 형성한다.
화소 전극(190)에 형성되어 있는 절개부(191, 192, 193)는 화소 전극(190)을 상하로 반분하는 위치에 가로 방향으로 형성되어 있는 가로 절개부(192)와 반분된 화소 전극(190)의 상하 부분에 각각 사선 방향으로 형성되어 있는 사선 절개부(191, 193)를 포함한다. 절개부(192)는 화소 전극(190)의 오른쪽 변에서 왼쪽 변을 향하여 파고 들어간 형태이고, 입구는 넓게 대칭적으로 확장되어 있다. 따라서, 화소 전극(190)은 각각 게이트선(121)과 데이터선(171)이 교차하여 정의하는 화소 영역을 상하로 이등분하는 선(게이트선과 나란한 선)에 대하여 실질적으로 거울상 대칭을 이루고 있다.
이 때, 상하의 사선 절개부(191, 193)는 서로 수직을 이루고 있는데, 이는 프린지 필드의 방향을 4 방향으로 고르게 분산시키기 위함이다.
또, 화소 전극(190)과 동일한 층에는 게이트선(121)을 건너 서로 이웃하는 화소의 유지 전극(133a)과 유지 전극선(131)을 연결하는 유지 배선 연결 다리(84)가 형성되어 있다. 유지 배선 연결 다리(84)는 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에 걸쳐 형성되어 있는 접촉구(183, 184)를 통하여 유지 전극(133a) 및 유지 전극선(131)에 접촉하고 있다. 유지 배선 연결 다리(844)는 다리부 금속편(172)과 중첩하고 있으며, 이들은 서로 전기적으로 연결할 수도 있다. 유지 배선 연결 다리(84)는 하부 기판(110) 위의 유지 배선 전체를 전기적으로 연결하는 역할을 하고 있다. 이러한 유지 배선은 필요할 경우 게이트선(121)이나 데이터선(171)의 결함 을 수리하는데 이용할 수 있고, 다리부 금속편(172)은 이러한 수리를 위하여 레이저를 조사할 때, 게이트선(121)과 유지 배선 연결 다리(84)의 전기적 연결을 보조하기 위하여 형성한다.
한편, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)에는 상부의 절연 기판(210)에 화소 가장자리에서 빛이 새는 것을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220)의 위에는 적, 녹, 청색의 색 필터(230)가 형성되어 있다. 색 필터(230)의 위에는 전면적으로 평탄화막(250)이 형성되어 있고, 그 상부에는 절개부(271, 272, 273)를 가지는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전체로 형성한다.
공통 전극(270)의 한 벌의 절개부(271, 272, 273)는 화소 전극(190)의 절개부(191, 192, 193) 중 게이트선(121)에 대하여 45°를 이루는 부분(191, 193)과 교대로 배치되어 이와 나란한 사선부와 화소 전극(190)의 변과 중첩되어 있는 단부를 포함하고 있다. 이 때, 단부는 세로 방향 단부와 가로 방향 단부로 분류된다.
그리고, 공통 전극(270)의 한 벌의 절개부(271, 272, 273) 각각은 사선부에 노치(notch, 277)를 포함한다. 이때, 절개부(271, 272, 273)의 사선부의 노치(277)는 다양한 모양으로 변형될 수 있다.
그리고, 공통 전극(270)의 절개부(271, 272, 273) 내부에는 절개부(271, 272, 273)를 따라 제어 돌기(321, 322, 323)가 형성되어 있으며, 제어 돌기(321, 322, 323)는 평탄화막(250) 위에 절연 물질로 형성되어 있다. 이러한 제어 돌기 (321, 322, 323)는 간격재(330)의 형성과 동시에 형성하는 것이 바람직하다.
이 때, 제어 돌기(321, 322, 323)는 슬릿 노광을 이용하여 낮은 두께로 형성하고, 간격재(330)는 전부 노광이나 광차단으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 공통 전극(270)이 형성되어 있는 대향 표시판(200)의 상부에는 절연 물질로 이루어져 있으며, 두 표시판(100, 200)의 간격을 일정하게 유지하기 위한 간격재(330)가 형성되어 있으며, 간격재(330)는 제어 돌기와 동일한 물질로 형성되어 있다.
이상과 같은 구조의 박막 트랜지스터 기판과 대향 표시판을 정렬하여 결합하고 그 사이에 액정 물질을 주입하여 수직 배향하면 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 기본 구조가 마련된다.
박막 트랜지스터 표시판과 색 필터 표시판을 정렬했을 때 공통 전극(270)의 한 벌의 절개부(271, 272, 273)는 화소 전극(190)을 각각 복수의 부영역(subarea)으로 구분한다.
화소 전극(190)의 각 부영역과 이에 대응하는 기준 전극(270)의 각 부영역 사이에 있는 액정층(300) 부분을 앞으로는 "소영역(subregion)"이라고 하며, 이들 소영역은 전계 인가시 그 내부에 위치하는 액정 분자의 평균 장축 방향에 따라 8개의 종류로 분류되며 앞으로는 이를 "도메인(domain)"이라고 한다.
이와 같이, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향 표시판(200)을 정렬했을 때 화소 전극(190)의 절개부(191, 192, 193)와 공통 전극(270)의 절개부(271, 272, 273)는 화소 영역을 다수의 도메인으로 분할한다. 이들 도메인은 그 내부에 위치 하는 액정 분자의 평균 장축 방향에 따라 4개의 종류로 분류되며, 각각의 도메인은 길쭉하게 형성되어 폭과 길이를 가진다.
도 2a 및 도 3에서 보는 바와 같이 도메인 규제 수단인 절개부(271, 272, 273)의 사선부에 형성되어 있는 노치(277)는 삼각형 모양을 가지며 사각형, 사다리꼴 또는 반원형의 모양을 가질 수도 있다. 그리고, 노치(277)는 볼록하게 또는 오목하게 이루어질 수 있다. 이때, 노치(277)는 절개부(271, 272, 273)에 대응하는 도메인 경계에 위치하는 액정 분자(3)의 배열 방향을 결정해준다.
또한, 도 2a 및 도 3에 도시한 바와 같이, 공통 전극(270)의 절개부(271, 272, 273)는 도메인 내부에 형성되어 있는 액정 분자(3)의 배열 방향을 제어하고, 공통 전극의 절개부(271, 272, 273) 내부에 선형으로 형성되어 있는 제어 돌기(321, 322, 323)는 공통 전극의 절개부(271, 272, 273) 내부에 대응하는 액정 분자(3a)의 배열 방향을 보다 정확하게 결정해준다.
즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 공통 전극의 절개부(271, 272, 273) 내부에 형성되어 있는 제어 돌기(322) 위에는 수직 배향막(21)이 형성되어 있으며, 수직 배향막(21)은 제어 돌기(321, 322, 323)에 의해 경사지게 형성되므로 수직 배향막(21)에 인접하는 액정 분자(3a)의 초기 배열 방향이 미리 결정된다.
또한, 제어 돌기(322)는 도 2b 및 도 2c에 도시한 바와 같이, 공통 전극 절개부(271, 272, 273)의 노치(277)를 기준으로 분리되어 형성될 수 있다. 이 때, 분리된 제어 돌기의 단부(322a)는 노치(277)와 대응되는 형상인 것이 바람직하다.
도 2c에 도시한 바와 같이, 이러한 제어 돌기(322) 및 노치(277)는 절개부 (272)에 특이점(Singular point, 50)을 의도적으로 형성함으로써 특이점(50) 주변에 위치하는 액정 분자(3a, 3b, 3c)의 탄성 에너지를 크게 축적하고, 액정 분자(310)의 배열 방향을 미리 결정한다.
따라서, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 도메인의 경계에 배열되어 있는 액정 분자들(3a)을 노치(277) 및 제어 돌기(321, 322, 323)를 통하여 안정적이고 규칙적으로 배열할 수 있어 도메인 경계에서 얼룩이나 잔상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 노치(277) 및 제어 돌기(321, 322, 323)를 통하여 도메인 경계에 배열되어 있는 액정 분자(3a)들을 안정적으로 배열할 수 있어 절개부(271, 272, 273)의 사선부의 폭을 좁힐 수 있어 휘도를 증가시킬 수 있다.
이때, 노치(277)는 하나의 도메인 규제 수단에 하나만을 배치할 수 있으며, 오목한 노치(277)와 볼록한 노치(277)를 번갈아 다수로 배치할 수도 있다. 또한, 앞의 실시예에서는 공통 전극(270)의 절개부(271, 272, 273)에만 노치(277) 및 제어 돌기(321, 322, 323)를 배치하였지만, 화소 전극(190)의 절개부(191, 192, 193)에 노치(277) 및 제어 돌기(321, 322, 323)를 배치할 수 있으며, 박막 트랜지스터 표시판(100) 또는 대향 표시판(200) 양쪽에 모두 배치할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 박막 트랜지스터 표시판은 다른 모양을 가질 수 있으며, 하나의 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 액정 표시 장치를 VI-VI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조는 대개 도 1 내지 도 4에 도시한 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조와 동일하다. 즉, 기판(110) 위에 복수의 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 복수의 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151), 복수의 돌출부(163)를 각각 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)가 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 소스 전극(173)을 포함하는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 형성되어 있고 그 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 및/또는 게이트 절연막(140)에는 복수의 접촉 구멍(182, 181, 185)이 형성되어 있으며, 그 상부에는 화소 전극(190)과 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
그러나, 반도체(151)는 박막 트랜지스터가 위치하는 돌출부(154)를 제외하면 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165,)와 실질적으로 동일한 평면 형태를 가지고 있다. 구체적으로는, 선형 반도체(151)는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165)의 아래에 존재하는 부분 외에도 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에 이들에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판은 제조 공정에서 데이터선(171)과 반도체(151)를 부분적으로 위치에 따라 다 른 두께를 가지는 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 함께 패터닝하여 형성한 것이다.
한편, 이러한 액정 표시 장치의 구조에서 색 필터(230)가 대향 표시판(200)에 배치되어 있지만, 박막 트랜지스터 표시판(100)에 배치할 수 있으며, 이 경우에는 게이트 절연막(140) 또는 보호막(180)의 하부에 형성될 수 있다. 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 8은 도 7의 액정 표시 장치를 VIII-VIII' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조는 대개 도 1 도 4에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조와 동일하다.
하지만, 보호막(180)의 하부에는 적, 녹 및 청의 색 필터(230)가 화소에 순차적으로 형성되어 있다. 적, 녹, 청의 색 필터(230)는 각각 데이터선(171) 상부에 경계를 두고 있으며 화소 열을 따라 세로로 길게 형성되어 있으며, 서로 이웃하는 색 필터가 데이터선(171) 위에서 서로 부분적으로 중첩되어 있어서 데이터선(171) 위에서 언덕을 이룰 수 있다. 이때, 서로 중첩되어 있는 적, 녹, 청의 색 필터(230)는 서로 이웃하는 화소 영역 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 블랙 매트릭스의 기능을 가질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 대향 표시판에는 블랙 매트릭스가 생략하여 공통 전극(270)만 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리 범위는 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.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 공통 전극의 절개부 내부에 절개부를 따라 제어 돌기를 형성함으로써, 절개부 내부를 따라 형성되는 사선 얼룩을 제거할 수 있는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 제1 신호선, 상기 제1 신호선과 절연되어 교차하는 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 상기 제2 신호선이 교차하여 정의하는 각 화소마다 형성되어 있는 화소 전극, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선, 상기 화소 전극에 삼단자가 연결된 박막 트랜지스터를 가지는 제1 표시판,
    상기 화소 전극과 마주하는 공통 전극이 형성되어 있는 제2 표시판,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 형성되어 있는 액정층,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 중의 적어도 일측에 형성되어 있으며, 상기 액정층의 액정 분자를 상기 화소에서 다수의 도메인으로 분할하는 다수의 도메인 규제 수단
    을 포함하며,
    다수의 상기 도메인 규제 수단은 상기 공통 전극 또는 상기 화소 전극이 가지는 절개부이며, 상기 공통 전극의 절개부 내부에는 상기 절개부를 따라 제어 돌기가 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 중의 적어도 일측에 형성되어 있는 간격재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 간격재 및 제어 돌기는 동일한 물질로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 공통 전극의 절개부는 오목하거나 볼록한 노치를 가지는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제어 돌기는 상기 공통 전극 절개부의 노치를 기준으로 분리되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 분리된 제어 돌기의 단부는 상기 노치와 대응되는 형상인 액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제어 돌기 및 공통 전극 위에는 배향막이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 액정층에 포함되어 있는 액정은 음의 유전율 이방성을 가지며 상기 액정은 그 장축이 상기 제1 및 제2 기판에 대하여 수직으로 배향되어 있는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 도메인 규제 수단 중 사선부는 상기 제1 신호선에 대하여 실질적으로 ±45도를 이루는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 도메인 규제 수단은 상기 화소의 상하 이등분선에 대하여 실질적으로 거울상 대칭을 이루는 액정 표시 장치.
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