KR20060031946A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20060031946A
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손지원
최낙초
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삼성전자주식회사
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Abstract

절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 각 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 상기 게이트선, 데이터선 및 화소 전극이 각각 전기적으로 연결되어 있는 박막 트랜지스터 및 상기 데이터선의 적어도 일부를 덮고 있는 돌기부를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판, 및 상기 박막 트랜지스터 표시판을 포함하는 액정 표시 장치를 제공함으로써, 데이터선 주변에서 발생하는 빛샘 현상을 방지하여 높은 투과율 및 빠른 응답 시간을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터, 돌기부, 도메인 분할 수단, 빛샘, 투과율, 데이터 필드

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 대향 표시판의 평면도이고,
도 4는 도 3의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,
도 6은 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 액정 표시 장치의 단면도이고,
도 7은 데이터선 위에 돌기부를 형성하지 않은 경우(a)와 형성한 경우(b)의 액정 분자의 배열을 보여주는 개략도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40a, 40b:도메인 분할 수단 40c:돌기부
110:절연 기판 121:게이트선
123:게이트 전극 131:유지 전극선
133a, 133b, 133c:유지 전극 151:반도체
154:채널부 161:선형 저항성 접촉 부재
163:저항성 접촉 부재 165:섬형 저항성 접촉 부재
171:데이터선 172:다리부 금속편
173:소스 전극 175:드레인 전극
180:보호막 190:화소 전극
200:대향 표시판 210:대향 기판
220:블랙 매트릭스 230:색 필터
250:평탄화막 270:공통 전극
281a, 281b:도메인 정의 부재 300:액정층
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배선 주변에서 발생하는 빛샘 현상을 방지할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid crystal display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등의 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드(vertically-aligned mode) 액정 표시 장치는 대비비가 크고 광시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다.
수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극 위에 절개부를 형성하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시켜 광시야각을 확보할 수 있는 PVA(patterned vertically aligned) 방식이 채용되고 있다.
이러한 PVA 방식의 액정 표시 장치는 IPS(in-plane switching) 방식의 액정 표시 장치를 대체할 수 있는 광시야각 기술로 인정받고 있다. 또한, 이러한 PVA 방식의 액정 표시 장치에서는 액정 분자의 거동에 비틀림이 없고 펴지거나(splay) 구부러지는(bent) 탄력성에 의한 움직임만 있으므로 PVA 모드의 액정 표시 장치가 TN(twisted nematic) 방식의 액정 표시 장치에 비해서도 상대적으로 빠른 응답 특성을 갖는다.
액정 표시 장치에는 전계 생성 전극에 전압을 인가하기 위한 다수의 스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 연결된 게이트선과 데이터선 등 다수의 배선이 구비되어 있다. 그런데, 이들 배선은 주변 배선 또는 공통 전극과 캐패시터(capacitor)를 형성하며, 이러한 캐패시터와 배선의 자체 저항은 각 배선에 부하로 작용하여 신호 지연을 일으킨다. 특히, 데이터선과 화소 전극 사이의 캐패시터 형성에 의해 발생하는 필드(field)는 상기 데이터선과 화소 전극 사이의 상부에 위치하는 액정 분자를 구동하여 데이터선 주변에서의 빛샘을 유발한다. 이러한 빛샘을 차단하기 위하여 상부 표시판 상에 블랙 매트릭스를 확장할 수는 있지만, 이 경우 개구율이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 개구율의 저하없 이 데이터선 주변에서 발생하는 빛샘 현상을 차단할 수 있는 박막 트랜지스터 표시판 및 그것을 포함한 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 각 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극, 상기 게이트선, 데이터선 및 화소 전극이 각각 전기적으로 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 및 상기 데이터선의 적어도 일부를 덮고 있는 돌기부를 포함한다.
또한, 상기 박막 트랜지스터 표시판은 상기 화소 영역을 둘 이상으로 분할하며 상기 게이트선과 ±45도를 이루는 도메인 분할 수단을 더 포함한다.
또한, 상기 박막 트랜지스터 표시판은 상기 게이트선과 동일한 층에 위치하며 상기 화소 전극과 중첩하도록 형성되는 유지 전극선을 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 상기 박막 트랜지스터 표시판, 대향 기판, 상기 대향 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극 및 복수의 도메인 정의 부재를 포함하는 대향 표시판, 및 상기 박막 트랜지스터 표시판과 대향 표시판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
또한, 상기 도메인 정의 부재는 절개 패턴 또는 돌기 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 박막 트랜지스터 표시판 상의 도메인 분할 수단과 대향 표시판 상의 도메인 정의 부재는 평행하게 교대로 배치되어 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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 나타내었다. 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.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 대향 표시판의 평면도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이고, 도 5는 상기 박막 트랜지스터 표시판 및 대향 표시판을 함께 보여주는 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 액정 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는, 하측의 박막 트랜지스터 표시판(100), 상기 박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향하고 있는 상측의 대향 표시판 (200), 및 이들 사이에 형성되어 있으며 두 표시판(100, 200)에 대하여 거의 수직으로 배향되어 있는 액정층(300)을 포함한다. 이 때, 각 표시판(100, 200)의 내측면에는 각각 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)이 형성되어 있으며, 상기 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 액정층(300)을 표시판(100, 200)에 대하여 수직으로 배향하도록 하는 수직 배향 모드인 것이 바람직하나, 그렇지 않을 수도 있다. 또한, 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 대향 표시판(200)의 외측면에는 각각 하부 편광판(12) 및 상부 편광판(22)이 부착되어 있다.
유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 박막 트랜지스터 표시판(100)에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 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) 또는 오프(off)한다. 상기 데이터선(171)의 상부에는 유기 물질 등으로 이루어지는 돌기부(40c)가 형성되어 있다. 상기 화소 전극(190)은 반사형 액정 표시 장치인 경우 투명한 물질로 이루어지지 않을 수도 있고, 이 경우에는 하부 편광판(12)도 불필요하게 된다.
또한, 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)에는 화소의 가장자리에서 발생하는 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)와 적, 녹, 청색의 색 필터(230) 및 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 상기 대향 표시판(200)은 액정층의 배열에 따라 복수 의 도메인 영역으로 정의하기 위한 도메인 정의 부재(281a, 281b)를 포함하고 있다.
먼저, 상기 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판(100)은 절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 상기 게이트선(121)의 일부는 복수의 게이트 전극(123)을 이룬다. 상기 게이트 전극(123)은 돌기 형태로 형성되어 있고, 외부로부터 게이트 신호를 게이트선(121)으로 전달하기 위한 접촉부를 가질 수 있으며, 이 때 게이트선(121)의 끝 부분(129)은 다른 부분보다 넓은 폭을 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 복수의 유지 전극(133a, 133b, 133c)을 포함한다. 상기 유지 전극(133a, 133b, 133c)은 가로 방향으로 뻗은 유지 전극선(131)에 의하여 서로 연결되어 있는 세로부(133a, 133b)와 상기 세로부(133a, 133b) 사이에서 가로 방향으로 뻗은 가로부(133c)로 이루어진다. 그러나, 상기 유지 전극(133a, 133b, 133c)은 필요에 따라 다양한 모양으로 변형될 수 있다.
상기 게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al-alloy), 은(Ag), 은 합금(Ag-alloy), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈늄(Ta) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 금속으로 이루어진다. 도 2에서는 본 실시예의 게이트선(121) 및 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c)을 단일층으로 도시하였지만, 물리 화학적 특성이 우수한 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈늄(Ta) 등의 하부 금속층과 비저항이 작은 알루미늄(Al) 계열 또는 은(Ag) 계열의 상부 금속층을 포함하는 이중층으로 형성될 수도 있다. 이외에도 다양한 금속 또는 도전체로 게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c)이 형성될 수 있다.
게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c)의 측면은 수평면에대하여 약 30-80°로 경사져 있다.
게이트선(121)과 유지 전극 배선(131, 133a, 133b, 133c)의 위에는 질화 규소(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 크롬(Cr) 또는 알루미늄(Al) 등의 물질로 이루어지며, 단일층 또는 다중층으로 형성될 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(123), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 향하여 확장되어 있는 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 이루어지며, 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 일부를 노출시키는 접촉구(181)가 형성되어 있다. 한편, 게이트선(121)의 끝 부분(125)도 외부의 구동 회로와 연결하기 위한 접촉구(182)를 가진다.
보호막(180) 위에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체나 알루미늄(Al)과 같은 광 반사 특성이 우수한 불투명 도전체로 이루어지는 화소 전극(190)이 형성되어 있다.
또한, 상기 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(91)가 형성되어 있다. 유지 배선 연결 다리(91)는 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에 걸쳐 형성되어 있는 접촉구(184, 185)를 통하여 유지 전극(133a) 및 유지 전극선(131)에 접촉하고 있다. 유지 배선 연결 다리(91)는 다리부 금속편(172)과 중첩하고 있으며, 이들은 서로 전기적으로 연결될 수도 있다. 유지 배선 연결 다리(91)는 하부 기판(110) 위의 유지 배선 전체를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이러한 유지 배선은 필요할 경우 게이트선(121) 또는 데이터선(171)의 결함을 수리하는데 이용할 수 있고, 다리부 금속편(172)은 이러한 수리를 위하여 레이저를 조사할 때 게이트선(121)과 유지 배선 연결 다리(91)의 전기적 연결을 보조하기 위하여 형성한다.
화소 전극(190)이 형성되어 있는 보호막(180) 상부에는 유기 물질 등으로 이루어진 돌기부(40c)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 상기 돌기부(40c)가 데이터선(171) 전체를 덮도록 형성하였지만 데이터 필드(data field)에 의하여 액정 배향이 흐트러지는 일부 영역에만 형성될 수도 있다. 상기와 같이 데이터선(171) 위에 돌기부를 형성함으로써 데이터 필드를 차단하여 데이터선 주변에서 데이터 필드에 의해 액정 분자의 배열이 흐트러지는 문제점을 해소할 수 있다.
도 7에서는 데이터선 위에 돌기부(40c)를 형성한 경우와 형성하지 않은 경우에 데이터 필드에 의한 액정 분자의 배열에 대한 실험 결과를 개략적으로 보여준다.
도 7의 (a)는 데이터선 위에 돌기부가 형성되어 있지 않은 기존의 PV형 액정 표시 장치의 단면이고, (b)는 데이터선 위에 돌기부가 형성되어 있는 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 단면이다. 상기 도 7의 (a) 및 (b)에서 데이터선(171)의 단부와 화소 전극(190)의 단부 사이에 프린지 필드(fringe field)가 형성되는 영역의 상부에 위치한 액정 분자의 배향을 비교하면, 데이터선 위에 돌기부가 형성되어 있는 경우(b)가 돌기부가 형성되어 있지 않은 경우(a)보다 상기 영역에서 액정 분자들이 더 눕는 방향으로 배열되는 것을 확인 할 수 있다. 이것은 돌기부(40c)가 액정 분자에 미치는 데이터 필드의 영향을 차단하여 상기 영역에서 액정 분자의 배향이 흐트러지는 것을 방지한다는 것을 의미한다. 이로써, 데이터선 주변에서 발생하는 빛샘 현상을 개선할 수 있다.
또한, 상기와 같이 액정 분자의 흐트러짐을 방지함으로써 투과율 또한 개선될 수 있다.
또한, 돌기부(40c)에 의하여 액정 분자에 미치는 데이터 필드의 영향을 감소시킴으로써 응답 시간의 개선 효과를 확인할 수 있다. 즉, 두 표시판 (100, 200) 상에 형성된 전극에 전압이 걸리지 않은 상태에서 가장 큰 전압을 걸었을 경우 액정이 반응하는 시간을 나타내는 응답 시간을 확인한 결과, 데이터선 상부에 돌기부(40c)를 형성하지 않은 경우(a)에는 15.1ms의 응답 시간을 나타냈지만, 본 발명에 따라 데이터선 상부에 돌기부(40c)를 형성한 경우(b)에는 13.5ms의 응답 시간을 나타내었고, 이로써 데이터선 상부에 돌기부(40c)를 형성한 경우 약 1.6ms의 응답 시간 개선 효과가 나타났음을 알 수 있다.
또한, 상기 박막 트랜지스터 표시판은 화소 영역을 둘 이상으로 분할하는 도메인 분할 수단을 더 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 데이터선(171)을 덮는 돌기부(40c)와 함께 형성되어지는 각 화소 영역을 둘 이상으로 분할하는 도메인 분할 수단(40a, 40b)을 포함한다. 제1 도메인 분할 수단(40a)은 게이트선(121)에 대하여 ±45도를 이루며, 제2 도메인 분할 수단(40b)은 상기 제1 도메인 분할 수단(40a)과 평행한 방향으로 교대로 배치되어 있다. 상기 제1 도메인 분할 수단(40a)과 제2 도메인 분할 수단(40b)의 각 단부는 데이터선을 덮는 돌기부(40c)와 연결되어 있다.
상기 도메인 분할 수단(40a, 40b)은 액정 분자를 여러 방향으로 배열하기 위한 광시야각 개선 부재로써 역할을 한다. 상기 도메인 분할 수단(40a, 40b)은 필요에 따라 충분히 변형될 수 있으며, 반드시 본 실시예에 따른 형상과 배치에 한정되는 것은 아니다.
상기 돌기부(40c) 및 도메인 분할 수단(40a, 40b)은 유기 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 예컨대 아크릴계 물질로 이루어질 수 있다. 상기 돌기부(40c) 및 도메인 분할 수단(40a, 40b)의 폭과 높이는 데이터선의 폭 및 다른 소망 조건에 따라 상이하지만, 예컨대 5 내지 12㎛의 폭 및 1.0 내지 1.5㎛의 높이로 형성될 수 있다.
그 다음, 상기 박막 트랜지스터 표시판(100)과 마주하는 대향 표시판(200)에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴본다.
대향 표시판(200)에는, 대향 기판(210)상에 화소 가장자리에서 빛이 새는 것을 방지하기 위한 블랙 매트릭스(220)가 소정 간격으로 형성되어 있다. 블랙 매트릭스(220) 위에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터(230)가 순차적으로 형성되어 있다. 색 필터(230) 위의 전면에는 평탄화막(250)이 형성되어 있고, 상기 평탄화막(250) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전체로 이루어지는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 상기 대향 표시판(200)은 액정 분자를 배향하기 위한 도메인 정의 부재(281a, 281b)를 포함한다. 상기 도메인 정의 부재(281a, 281b)는 절개 패턴 또는 돌기 패턴으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 도메인 정의 부재(281a, 281b)가 절개 패턴인 경우에는, 도 3에서 보는 바와 같이, 공통 전극(270) 내에 각 화소 영역을 상하로 반분하는 위치에 가로 방향으로 형성되어 있는 가로 절개 부재(281a)와 반분된 화소 영역의 상하 부분에 각각 사선 방향으로 형성되어 있는 사선 절개 부재(281b)로 형성될 수 있다. 가로 절개 부재(281a)는 각 화소 영역의 오른쪽 변에서 왼쪽 변을 향하여 파고 들어간 형태이며, 그 입구는 넓게 대칭적으로 확장되어 있다. 또한, 사선 절개 부재(281b)는 상하 대칭으로 형성되며 서로 수직을 이룬다. 따라서, 가로 절개 부재(281a)와 세로 절개 부재(281b)를 포함하는 공통 전극(270)은 각 화소 영역을 상하로 이등분하는 선에 대하여 실질적으로 거울상 대칭을 이루고 있으며, 액정 분자를 4방향으로 균일하게 배향시킬 수 있다. 상기 도메인 정의 부재가 돌기 패턴으로 형성되는 경우에는, 공통 전극(270) 상에 유기막을 형성한 후 도 3에 도시된 패턴으로 형성할 수 있다. 이 경우, 예컨대 5 내지 12㎛의 폭 및 1.0 내지 1.5㎛의 높이로 형성될 수 있으나, 반드시 그것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 그 위치 및 형상 또한 필요에 따라 변형될 수 있으며 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향 표시판(200)을 합착하고 그 사이에 액정 물질을 주입하여 수직 배향하면 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 기본 구조가 마련된다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 보여준다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 대향 표시판(200)을 합착하는 경우, 박막 트랜지스터 표시판(100) 상의 돌기부(40c)는 데이터선(171)의 적어도 일부를 덮으며, 박막 트랜지스터 표시판(100) 상의 도메인 분할 수단(40a, 40b)과 대향 표시판(200) 상의 도메인 정의 부재(281a, 281b)는 서로 평행하게 교대로 배치되는 구조를 가진다. 액정 분자들은 상기 도메인 분할 수단(40a, 40b)과 도메인 정의 부재(281a, 281b)의 가장자리에서 형성되는 필드에 의해 복수의 도메인으로 분할 배향되며, 본 실시예의 경우 액정 분자의 평균 장축 방향에 따라 4개로 나누어지게 되어 보다 개선된 광시야각 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 데이터선 상부의 적어도 일부를 덮는 돌기부(40c)를 형성함으로써 데이터선 주변에서 발생하는 빛샘 현상을 방지하고 그에 따라 높은 투과율 및 빠른 응답 시간을 구현하는 한편, 다수의 도메인으로 액정 배향을 분할하기 위한 도메인 분할 수단을 동시에 형성함으로써 광시 야각 특성을 개선시킬 수 있다.
상기 실시예에서는 표시판 상의 돌기부(40c), 도메인 분할 수단(40a, 40b) 및 도메인 정의 부재(281)를 특정한 형상 및 크기로 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 액정 표시 장치에서 색 필터(230)가 대향 표시판(200) 상에 배치되는 구조만 보였지만 박막 트랜지스터 표시판(100) 상에 배치될 수도 있으며 이 경우 게이트 절연막(140) 또는 보호막(180)의 하부에 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 액정 분자가 두 표시판(100, 200)에 대하여 수직하게 배열되어 있는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 대해서만 설명하였지만 두 표시판에 대하여 액정 분자를 평행하면서 나선형으로 비틀어 배열하는 비틀린 네마틱 방식(twisted nematic mode), 공통 전극과 화소 전극을 동일 표시판에 배치하여 표시판에 평행하게 배열되어 있는 액정 분자를 구동하는 평면 구동 방식(in-plane switching mode) 등의 다양한 방식의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 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.
상기와 같이, 데이터선의 적어도 일부를 덮는 돌기부를 형성함으로써 데이터선 주변에서 발생하는 빛샘 현상을 방지하여 투과율 및 응답 시간을 현저하게 개선하는 한편 다수의 도메인으로 액정 배향을 분할함으로써 광시야각 특성을 개선시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하는 데이터선,
    상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 각 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극,
    상기 게이트선, 데이터선 및 화소 전극이 각각 전기적으로 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 및
    상기 데이터선의 적어도 일부를 덮고 있는 돌기부를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서, 상기 돌기부는 폭과 길이를 가지며 상기 길이 전체가 데이터선과 중첩하는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제1항에서, 상기 돌기부는 유기 물질로 이루어지는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제1항에서, 상기 돌기부는 1.0 내지 1.5㎛의 높이를 가지는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제1항에서, 상기 화소 영역을 둘 이상으로 분할하는 도메인 분할 수단을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제5항에서, 상기 도메인 분할 수단은 상기 화소 전극의 상하 이등분선에 대하여 실질적으로 거울상 대칭을 이루도록 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제5항에서, 상기 도메인 분할 수단은 상기 게이트선과 ±45도를 이루는 위치에 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  8. 제5항에서, 상기 도메인 분할 수단은 상기 돌기부와 동일한 물질로 이루어지는 박막 트랜지스터 표시판.
  9. 제5항에서, 상기 도메인 분할 수단은 상기 돌기부와 동일한 높이로 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  10. 제1항에서, 상기 게이트선과 동일한 층에 위치하며 상기 화소 전극과 중첩하도록 형성되는 유지 전극선을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  11. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 형성되어 있는 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하는 데이터선,
    상기 게이트선과 상기 데이터선이 교차하여 정의하는 각 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극,
    상기 게이트선, 데이터선 및 화소 전극이 각각 전기적으로 연결되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 데이터선의 적어도 일부를 덮고 있는 돌기부,
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판,
    상기 제2 기판 위에 형성되어 있는 공통 전극, 및
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 개재되어 있는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서, 상기 제2 기판 상부에 복수의 도메인 정의 부재를 더 구비하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서, 상기 도메인 정의 부재는 공통 전극에 형성되어 있는 절개 패턴인 액정 표시 장치.
  14. 제12항에서, 상기 도메인 정의 부재는 상기 공통 전극 위에 형성되어 있는 돌기 패턴인 액정 표시 장치.
  15. 제12항에서, 화소 전극 상부에 위치하며 상기 도메인 정의 부재와 교대로 배치되어 있는 도메인 분할 수단을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서, 상기 도메인 정의 부재와 상기 도메인 분할 수단은 서로 평행하게 형성되어 있는 액정 표시 장치.
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