KR20060083096A - Thin film transistor array panel - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 데이터선, 각각의 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있으며, 드레인 전극을 가지는 박막 트랜지스터, 드레인 전극과 연결되어 있는 용량성 결합 전극, 각각의 게이트선과 데이터선으로 둘러싸인 화소에 각각 형성되어 있으며, 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 화소 전극과 제1 화소 전극과 분리되어 있으며 용량성 결합 전극과 중첩하는 제2 화소 전극을 가지는 화소 전극을 포함한다. 이때, 서로 다른 화소의 제1 화소 전극과 제2 화소 전극은 좌우 대칭 구조를 가진다.A thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes a substrate, a gate line formed on the substrate, a data line insulated from and intersecting the gate line, a thin film transistor having a drain electrode, connected to each gate line and the data line, and a drain. A capacitive coupling electrode connected to the electrode, each of which is formed in a pixel surrounded by a gate line and a data line, and is separated from the first pixel electrode and the first pixel electrode connected to the drain electrode, and overlaps the capacitive coupling electrode. And a pixel electrode having a second pixel electrode. In this case, the first pixel electrode and the second pixel electrode of different pixels have a symmetrical structure.
액정표시장치, 수직배향, 결합전극, 시인성, 대칭 LCD, vertical alignment, coupling electrode, visibility, symmetry
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에서 하나의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 1 is a layout view illustrating one pixel structure in a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판에서 하나의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 2 is a layout view illustrating one pixel structure in a common electrode display panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 1 및 도 2의 두 표시판을 포함하는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 A 화소의 구조를 도시한 배치도이고, 3 is a layout view illustrating a structure of an A pixel in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment including the two display panels of FIGS. 1 and 2.
도 4 및 도 5는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV'선 및 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,4 and 5 are cross-sectional views of the liquid crystal display of FIG. 3 taken along lines IV-IV 'and V-V';
도 6은 도 1 내지 5에 도시한 액정 표시 장치에서 B 화소의 구조를 도시한 배치도이고, FIG. 6 is a layout view illustrating a structure of a B pixel in the liquid crystal display shown in FIGS. 1 to 5.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 구조에 대한 회로도이고, 7 is a circuit diagram of a structure of a pixel in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도시한 배치도이고,8 is a layout view illustrating an arrangement structure of pixels in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도시한 배치도이고,FIG. 9 is a layout view illustrating an arrangement structure of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 구조를 도시한 배치도이고,10 is a layout view illustrating a structure of a pixel in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 도 10의 액정 표시 장치를 XI-XI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 11 is a cross-sectional view of the liquid crystal display of FIG. 10 taken along the line XI-XI ′. FIG.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에서 C 화소의 구조를 도시한 배치도이고,12 is a layout view illustrating a structure of a C pixel in a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 13은 도 12 및 도 2의 두 표시판을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, FIG. 13 is a layout view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment including the two display panels of FIGS. 12 and 2.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도시한 배치도이고,14 is a layout view illustrating an arrangement structure of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 다른 배열 구조를 도시한 배치도이고,FIG. 15 is a layout view illustrating another arrangement structure of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에서 D 또는 E 화소의 구조를 도시한 배치도이고,FIG. 16 is a layout view illustrating a structure of a D or E pixel in a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판에서 하나의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 17 is a layout view illustrating one pixel structure in a common electrode display panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 18은 도 16 및 도 17의 두 표시판을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고,FIG. 18 is a layout view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment including the two display panels of FIGS. 16 and 17.
도 19 및 도 20은 도 18의 액정 표시 장치를 각각 XIX-XIX' 및 IIX-IIX'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 19 and 20 are cross-sectional views of the liquid crystal display of FIG. 18 taken along lines XIX-XIX 'and IIX-IIX', respectively;
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도 시한 배치도이고,21 is a layout view illustrating an arrangement structure of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 다른 배열 구조를 도시한 배치도이다.FIG. 22 is a layout view illustrating another arrangement structure of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention. FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11, 21: 배향막 12, 22: 편광판11, 21:
100, 200: 표시판 110, 210: 절연 기판100, 200:
121 : 게이트선 124: 게이트 전극121: gate line 124: gate electrode
131 : 유지 전극선 133a, 133b, 133c, 133d : 유지 전극131: sustain
140: 게이트 절연막 151, 154: 반도체140: gate
161, 163, 165: 저항성 접촉 부재 171, 179: 데이터선161, 163, and 165:
173: 소스 전극 175: 드레인 전극173: source electrode 175: drain electrode
176: 결합 전극 180: 보호막176: coupling electrode 180: protective film
181, 182, 185 : 접촉 구멍 190a, 190b: 화소 전극181, 182, and 185
81, 82: 접촉 보조 부재 220: 차광 부재81, 82: contact auxiliary member 220: light blocking member
250: 덮개막 270: 공통 전극 250: overcoat 270: common electrode
91, 92, 93a, 93b, 94a, 94b,95a, 95b: 화소 전극의 절개부91, 92, 93a, 93b, 94a, 94b, 95a, 95b: cutout of the pixel electrode
71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b, 75a, 75b: 공통 전극의 절개부 71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b, 75a, 75b: cutout of common electrode
3: 액정층 310: 액정 분자3: liquid crystal layer 310: liquid crystal molecules
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것으로서, 광시야각을 얻기 위하여 화소를 복수의 도메인으로 분할하는 수직 배향 모드 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor array panel, and more particularly, to a thin film transistor array panel of a vertical alignment mode liquid crystal display device that divides a pixel into a plurality of domains to obtain a wide viewing angle.
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 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.The liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display includes two display panels on which a field generating electrode is formed and a liquid crystal layer interposed therebetween, and applies a voltage to the field generating electrode. An image is displayed by generating an electric field and determining the alignment of liquid crystal molecules of the liquid crystal layer and controlling the polarization of incident light.
그 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 액정 표시 장치는 대비비가 크고 광시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다. Among them, the vertical alignment mode liquid crystal display in which the long axis of the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the upper and lower display panels without an electric field applied to the display panel is high in contrast ratio and easy to implement a wide viewing angle.
수직 배향 모드 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부와 돌기로 액정 분자가 기우는 방향을 결정할 수 있으므로, 이들을 사용하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 광시야각을 확보할 수 있다.Means for implementing a wide viewing angle in a vertical alignment mode liquid crystal display include a method of forming a cutout in the field generating electrode and a method of forming a protrusion on the field generating electrode. Since the direction in which the liquid crystal molecules are inclined by the cutout and the protrusion can be determined, the wide viewing angle can be secured by dispersing the inclination directions of the liquid crystal molecules in various directions.
그러나 수직 배향 방식의 액정 표시 장치는 전면 시인성에 비하여 측면 시인성이 떨어지는 문제점이 있다.However, the liquid crystal display of the vertical alignment type has a problem in that the side visibility is inferior to the front visibility.
본 발명의 기술적 과제는 시인성이 우수한 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a thin film transistor array panel having excellent visibility.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 화소 전극을 둘 이상의 서브 화소 전극으로 분할하여 서브 화소 전극에 서로 다른 두 전압이 인가되도록 하는데, 각각의 화소는 적어도 둘 이상으로 서브 화소 전극의 구조를 다르게 배치하여 배열한다.In order to solve this problem, the present invention divides a pixel electrode into two or more sub pixel electrodes so that two different voltages are applied to the sub pixel electrode, and each pixel has at least two or more different structures of the sub pixel electrode. Arrange.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 데이터선, 각각의 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있으며, 드레인 전극을 가지는 박막 트랜지스터, 드레인 전극과 연결되어 있는 용량성 결합 전극, 각각의 게이트선과 데이터선으로 둘러싸인 화소에 각각 형성되어 있으며, 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 화소 전극과 제1 화소 전극과 분리되어 있으며 용량성 결합 전극과 중첩하는 제2 화소 전극을 가지는 화소 전극을 포함한다. 이때, 서로 다른 화소의 제1 화소 전극과 제2 화소 전극은 좌우 대칭 구조로 이루어져 있다.A thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes a substrate, a gate line formed on the substrate, a data line insulated from and intersecting the gate line, a thin film transistor having a drain electrode, connected to each gate line and the data line, and a drain. A capacitive coupling electrode connected to the electrode, each of which is formed in a pixel surrounded by a gate line and a data line, and is separated from the first pixel electrode and the first pixel electrode connected to the drain electrode, and overlaps the capacitive coupling electrode. And a pixel electrode having a second pixel electrode. In this case, the first pixel electrode and the second pixel electrode of different pixels have a symmetrical structure.
이때, 행 방향으로는 제1 및 제2 화소 전극이 동일한 배열 구조를 가지며, 열 방향으로는 제1 및 제2 화소 전극이 교대로 좌우 대칭 구조를 가지거나 열 방향으로는 제1 및 제2 화소 전극이 2열을 단위로 교대로 좌우 대칭 구조를 가질 수 있다.In this case, the first and second pixel electrodes have the same arrangement structure in the row direction, and the first and second pixel electrodes have the left-right symmetrical structure alternately in the column direction, or the first and second pixels in the column direction. The electrodes may have a left-right symmetrical structure alternately in units of two rows.
제1 및 제2 화소 전극이 좌우 대칭 구조를 가지는 화소는 동일한 면적 또는 수로 배열되어 있는 것이 바람직하다.The pixels in which the first and second pixel electrodes have a symmetrical structure are preferably arranged in the same area or number.
화소 전극은 절개부인 도메인 분할 수단을 가지는 것이 바람직하며, 절개부는 서로 연결되어 제1 화소 전극과 제2 화소 전극을 분리하는 간극을 이루는 것이 바람직하고, 간극은 제1 신호선에 대하여 45°를 이루는 사선부를 포함한다.Preferably, the pixel electrode has a domain dividing means that is an incision, and the incisions are connected to each other to form a gap separating the first pixel electrode and the second pixel electrode, and the gap is 45 ° with respect to the first signal line. Contains wealth.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트선, 상기 게이트선과 절연되어 교차하고 있는 데이터선, 각각의 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있으며, 드레인 전극을 가지는 박막 트랜지스터, 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 용량성 결합 전극, 그리고 각각의 상기 게이트선과 상기 데이터선으로 둘러싸인 화소에 각각 형성되어 있으며, 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 화소 전극과 상기 제1 화소 전극과 분리되어 있으며 상기 용량성 결합 전극과 중첩하는 제2 화소 전극을 가지는 화소 전극을 포함하며, 서로 다른 상기 화소의 상기 제1 화소 전극은 서로 인접하고 있고, 상기 제2 화소 전극은 서로 인접하고 있는 것이 바람직하다.In addition, the thin film transistor array panel according to the present invention includes a substrate, a gate line formed on the substrate, a data line insulated from and intersecting the gate line, a thin film having a drain electrode connected to each of the gate line and the data line. A first pixel electrode and a first pixel electrode formed on a transistor, a capacitive coupling electrode connected to the drain electrode, and a pixel surrounded by each of the gate line and the data line, respectively, and connected to the drain electrode; And a pixel electrode having a second pixel electrode that is separated and overlaps the capacitive coupling electrode, wherein the first pixel electrodes of the different pixels are adjacent to each other, and the second pixel electrodes are adjacent to each other. desirable.
또한, 상기 서로 다른 화소는 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 화소 전극의 위치가 다른 것이 바람직하다.In addition, the different pixels preferably have different positions of the first pixel electrodes connected to the drain electrodes.
또한, 어느 하나의 화소의 제1 화소 전극은 상하 방향으로 인접하고 있는 다른 화소의 제2 화소 전극과 인접하고 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first pixel electrode of one pixel is adjacent to the second pixel electrode of another pixel adjacent in the vertical direction.
또한, 상기 화소 전극은 절개부인 도메인 분할 수단을 가지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the pixel electrode has domain dividing means that is an incision.
또한, 상기 절개부는 서로 연결되어 상기 제1 화소 전극과 상기 제2 화소 전극을 분리하는 간극을 이루는 것이 바람직하다.The cutout may be connected to each other to form a gap separating the first pixel electrode and the second pixel electrode.
또한, 상기 간극은 상기 제1 신호선에 대하여 45°를 이루는 사선부를 포함하는 것 이 바람직하다.In addition, the gap preferably includes an oblique line portion that is 45 ° with respect to the first signal line.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 주사 신호를 전달하는 게이트선, 상기 게이트선과 교차하며 영상 신호를 전달하는 데이터선, 상기 게이트선과 상기 데이터선에 연결되어 있으며, 드레인 전극을 가지는 박막 트랜지스터, 상기 드레인 전극을 통하여 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 있으며, 각각의 상기 게이트선과 상기 데이터선으로 둘러싸인 화소에 각각 형성되어 있는 화소 전극을 포함하고, 상기 화소 전극은 제1 및 제2 부화소 전극을 포함하고, 상기 게이트선은 상기 제1 및 제2 부화소 전극에 대하여 각각 배치되어 있는 제1 게이트선 및 제2 게이트선을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 상기 제1 및 제2 부화소 전극과 상기 제1 및 제2 게이트선과 상기 데이터선을 각각 연결하는 제1 및 제2 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 제1 및 제2 드레인 전극을 포함하고, 서로 다른 상기 화소의 상기 제1 부화소 전극은 서로 인접하고 있고, 상기 제2 부화소 전극은 서로 인접하고 있는 것이 바람직하다.In addition, a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention may include a gate line transmitting a scan signal, a data line intersecting the gate line and transmitting an image signal, a thin film transistor connected to the gate line and the data line and having a drain electrode. A pixel electrode connected to the thin film transistor through a drain electrode and formed in a pixel surrounded by the gate line and the data line, respectively, wherein the pixel electrode includes first and second subpixel electrodes, The gate line includes a first gate line and a second gate line disposed with respect to the first and second subpixel electrodes, respectively, and the thin film transistor includes the first and second subpixel electrodes and the first and second subpixel electrodes. And first and second thin film transistors connecting second gate lines and the data lines, respectively. Electrodes are the first and the second electrode, and a drain, and with each other, and the first sub-pixel electrode of the other pixel are adjacent to each other, the second sub-pixel electrode may be located adjacent each other.
또한, 상기 서로 다른 화소는 상기 제1 부화소 전극의 위치가 다른 것이 바람직하다.In addition, the different pixels preferably have different positions of the first subpixel electrode.
또한, 어느 하나의 화소의 제1 부화소 전극은 상하 방향으로 인접하고 있는 다른 화소의 제2 부화소 전극과 인접하고 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first subpixel electrode of one pixel is adjacent to the second subpixel electrode of another pixel adjacent in the vertical direction.
또한, 상기 제1 및 제2 부화소 전극과 각각 중첩하는 제1 및 제2 유지 전극을 포함하는 유지 전극선을 더 포함하는 것이 바람직하다.The semiconductor device may further include a storage electrode line including first and second storage electrodes respectively overlapping the first and second subpixel electrodes.
또한, 상기 제1 및 제2 부화소 전극은 상기 게이트선과 평행한 하나의 직선을 중심 으로 실질적으로 대칭인 모양을 가지고 있는 것이 바람직하다.The first and second subpixel electrodes may have a substantially symmetrical shape with respect to a straight line parallel to the gate line.
또한, 상기 제1 또는 제2 부화소 전극 중 적어도 하나는 절개부를 가지고 있는 것이 바람직하다.In addition, at least one of the first or second subpixel electrodes preferably has a cutout.
또한, 상기 공통 전극은 절개부를 가지고 있는 것이 바람직하다.In addition, the common electrode preferably has a cutout.
또한, 상기 제1 또는 제2 화소 전극 중 적어도 하나와 상기 공통 전극은 교대로 배열되어 있는 절개부를 가지고 있는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that at least one of the first or second pixel electrodes and the common electrode have cutouts arranged alternately.
또한, 상기 데이터선에 중첩하며 상기 제1 및 제2 부화소 전극과 동일한 층에 위치하는 차폐 전극을 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include a shielding electrode overlapping the data line and positioned on the same layer as the first and second subpixel electrodes.
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. Then, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
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.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에서 하나의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판에서 하나의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 도 3은 도 1 및 도 2의 두 표시판을 포함하는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 A 화소의 구조를 도시한 배치도이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 액정 표시 장치를 IV-IV'선 및 V-V' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 도 1 내지 도 5에서 도시한 액정 표시 장치에서 B 화소의 구조를 도시한 배치도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소 구조를 도시한 회로도이다.FIG. 1 is a layout view illustrating one pixel structure in a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates a common electrode panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. 3 is a layout view illustrating a pixel structure, and FIG. 3 is a layout view illustrating a structure of an A pixel in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention including two display panels of FIGS. 1 and 2. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display of FIG. 3 taken along lines IV-IV 'and VV', and FIG. 6 is a layout view illustrating a structure of a B pixel in the liquid crystal display of FIGS. 1 to 5. 7 is a circuit diagram illustrating a pixel structure in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판(100), 공통 전극 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 삽입되어 있는 액정층(3)을 포함한다.The liquid crystal display according to the present exemplary embodiment includes a thin film
먼저, 도 1, 도 3 내지 도 6을 참고로 하여 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다.First, the thin film
절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121)과 복수의 유지 전극선(storage electrode lines)(131)이 형성되어 있다.A plurality of
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 서로 분리되어 있으며, 게이트 신호를 전달한다. 각 게이트선(121)은 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이루는 복수의 돌출부와 다른 층 또는 외부 장치의 접속을 위한 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함한다.The gate lines 121 mainly extend in the horizontal direction and are separated from each other, and transmit gate signals. Each
각 유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 게이트선(121)에 인접하게 배치되어 있고, 제1 내지 제4 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d)을 이루는 복수 벌의 가 지 집합을 포함한다. 제1 유지 전극(133a)과 제2 유지 전극(133b)은 세로 방향으로 뻗어 있고, 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)은 사선 방향으로 뻗어 있으며 제2 유지 전극(133b)의 양단에 연결되어 있으며, 서로 인접하게 제1 유지 전극(133a)에 연결되어 있다. 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)은 인접한 두 게이트선(121) 사이의 중앙선에 대하여 반전 대칭을 이룬다. 유지 전극선(131)에는 액정 표시 장치의 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압 등 소정의 전압이 인가된다. 유지 전극선(131)은 서로 이웃하는 한 벌의 제1 내지 제4 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d)을 연결하는 연결부(133e)를 포함한다. 이때, 도 3 및 도 6에서 보는 바와 같이 A 형태의 화소와 B 형태의 화소에서 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)은 데이터선(171)에 대하여 반전 대칭이다. Each
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속, 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 따위로 이루어지는 것이 바람직하며, 단일막 구조를 가지거나 다층막 구조로 이루어질 수 있다. 다층막, 예를 들어 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막과 그 위의 상부막을 포함할 수 있다. 하나의 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속으로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 크롬, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 탄탈륨(Ta), 또는 티타늄(Ti) 등으로 이루어질 수 있다. 두 도전막의 좋은 예로는 크롬/알루미늄-네오디뮴(Nd) 합금 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금/알루미늄 합금을 들 수 있다. The
또한 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30-80°인 것이 바람직하다.In addition, the side surfaces of the
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.A
게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 각각의 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 이로부터 복수의 돌출부(154)가 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나와 있다. 돌출부(154)는 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 상부까지 확장되어 있다. 선형 반도체(151)는 유지 전극선(131)의 연결부(133e)가 지나는 데이터선(171) 하부에서 넓은 폭으로 확장되어 유지 전극선(131)의 일부를 완전히 덮는 것이 바람직하다. A plurality of
반도체(151)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)가 형성되어 있다. 선형 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(154) 위에 배치되어 있는데, 게이트 전극(124)을 중심으로 서로 마주한다.A plurality of linear and island ohmic
반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°인 것이 바람직하다.Side surfaces of the
저항 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 이로부터 분리되어 있는 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.A plurality of
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(179)을 가지고 있다. The
각각의 드레인 전극(175)은 넓은 폭으로 확장되어 있는 확장부를 포함한다. 데이터선(171) 각각은 복수의 돌출부를 포함하며, 이 돌출부는 반도체(154) 상부에 위치하는 드레인 전극(175)의 한쪽 끝 부분을 일부 둘러싸도록 휘어져 소스 전극(173)을 이룬다. 하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체의 돌출부(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.Each
또한, 드레인 전극(175)은 제2 유지 전극(133b)과 중첩하여 세로 방향으로 뻗어 있는 용량성 결합 전극(176)을 포함한다. 용량성 결합 전극(176)은 서로 연결되어 있으며, 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)과 각각 평행한 두 사선부(176a, 176b)를 가진다. 두 사선부(176a, 176b)도 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)과 마찬가지로 A 화소와 B 화소에서 데이터선(171)에 대하여 반전 대칭을 이룬다.In addition, the
데이터선(171)과 동일한 층에는 게이트선(121) 위에 위치하는 복수의 다리부 금속편(under-bridge metal piece)(178)이 형성되어 있는데, 이러한 다리부 금속편(178)은 게이트선(121)과 중첩하여 배치되어 있다.On the same layer as the
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 크롬 또는 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속을 포함하는 것이 바람직하며, 단일막 구조 또는 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 크롬 따위의 도전막(도시하지 않음)과 그 상부 또는 하부에 위치한 알루미늄 계열 금속인 도전막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다.The
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)도 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.Similar to the
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 선형의 반도체(151)는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.The
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 이들로 덮이지 않고 노출된 반도체(151) 부분의 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등 4.0 이하의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소나 산화 규소 따위로 이루어진 것이 바람직하다. 하부의 무기막과 상부의 유기 막을 포함하는 이중 구조일 수 있다. A
보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 확장부와 데이터선(171)의 끝 부분(179)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 유지 전극선(131)의 일부를 드러내는 복수의 접촉 구멍(181, 183a, 183b)이 형성되어 있다. 접촉 구멍(181, 182, 183a, 183b, 185)은 다각형 또는 원 모양 등 다양한 모양으로 만들어질 수 있다. 접촉 구멍(181, 182, 183a, 183b, 185)의 측벽은 30° 내지 85°의 각도로 기울어져 있거나 계단형일 수 있다.The
보호막(180) 위에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 복수의 제1/ 제2 화소 전극(pixel electrode)(190a, 190b), 유지 전극선 연결 다리(83) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이와는 달리, 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)은 투명한 도전성 폴리머로 만들어질 수도 있고, 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)이 불투명한 반사성 금속으로 만들어질 수도 있다. 이 경우, 접촉 보조 부재(81, 82)는 화소 전극(190)과 다른 물질, 예를 들면 ITO나 IZO로 만들어질 수 있다.On the
유지 전극선 연결 다리(83)는 게이트선(121)과 소스 전극(173)을 가로지르며, 접촉 구멍(183a, 183b)을 통하여 게이트선(121)을 사이에 두고 반대쪽에 위치하는 제1 유지 전극(133a)의 노출된 끝 부분과 유지 전극선(131)의 노출된 부분에 연결되어 있다. 유지 전극(133a, 133b)을 비롯한 유지 전극선(131)은 유지 전극선 연결 다리(83) 및 금속편(178)과 게이트선(121)이나 데이터선(171) 또는 박막 트랜지스터 의 결함을 수리하는 데 사용할 수 있다. 게이트선(121)을 수리할 때에는 게이트선(121)과 유지 전극선 연결 다리(83)의 교차점을 레이저 조사하여 게이트선(121)과 유지 전극선 연결 다리(83)를 전기적으로 연결함으로써 게이트선(121)과 유지 전극선(131)을 전기적으로 연결시킨다. 이 때 금속편(178)은 게이트선(121)과 유지 배선 연결 다리(83)의 전기적 연결을 강화한다.The storage electrode
제1/제2 화소 전극(190a, 190b)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자를 재배열시킨다.The first and
제1/제2 화소 전극(190a, 190b)과 공통 전극(270)은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)"라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기를 두며 이를 유지 축전기(storage capacitor)라 한다. 유지 축전기는 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)과 유지 전극선(131)의 중첩 등으로 만들어지며, 유지 축전기의 정전 용량, 즉 유지 용량을 늘리기 위하여, 유지 전극선(131)에 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d)을 두고 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)에 연결된 드레인 전극(175)을 연장 및 확장시켜 중첩시킴으로써 단자 사이의 거리를 가깝게 하고 중첩 면적을 크게 한다.The first and
이때, 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190a, 190b)은 서로 분리되어 있는데, 제1 화소 전극(190a)은 제2 화소 전극(190b)을 중심으로 상부 및 하부에 위치하며 서로 연결되어 있는 두 부분으로 이루어져, 제2 화소 전극(190b)은 제1 화소 전극(190a)의 두 부분 사이에 끼인 형태이다. 제1 화소 전극(190a)의 두 부분과 제2 화소 전극(190b)은 서로 마주하며 게이트선(121)에 대하여 ±45° 기울어진 변을 가지고 있어 서로 이웃하는 두 게이트선(121) 사이의 중심선에 대하여 대칭 구조를 가진다. In this case, the
여기서, 제1 화소 전극(190a) 각각은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 각각 연결되어 이로부터 직접 데이터 전압을 인가 받는데 비하여, 제2 화소 전극(190b)은 제1 화소 전극(190a)과 연결되어 있는 용량성 결합 전극(176)과 중첩한다. 따라서, 제2 화소 전극(190b)은 제1 화소 전극(190a)에 전자기적으로 결합(용량성)되어 있다. Here, each of the
각 제1 화소 전극(190a)은 A 화소에서는 왼쪽 모퉁이에서 모따기되어 있고, B 화소에서는 오른쪽 모퉁이에서 모따기되어 있으며, 모따기된 빗변은 게이트선(121)에 대하여 약 ±45도의 각도를 이룬다. Each of the
제1/제2 화소 전극(190a, 190b)은 중앙 절개부(91), 하부 절개부(92a) 및 상부 절개부(92b)를 가지며, 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)은 이들 절개부(91, 92a, 92b)에 의하여 복수의 영역으로 분할된다. 절개부(91, 92a, 92b)는 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)을 게이트선(121)과 평행하게 이등분하는 가로 중심선에 대하여 거의 반전 대칭을 이루고 있다. 이때, 하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 서로 연결되어 제1 화소 전극(190a)과 제2 화소 전극(190b)을 분할하는 간극을 이룬다.The first and
하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 A 화소에서 대략 제1/제2 화소 전극(190a, 190b) 의 오른쪽 변에서부터 왼쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있으며, B 화소에서는 대략 왼쪽 변에서부터 오른쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있고, 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 가로 중심선에 대하여 하반면과 상반면에 각각 위치하고 있다. 하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 게이트선(121)에 대하여 ±약 45도의 각도를 이루며 서로 수직하게 뻗어 있다.The lower and
하나의 중앙 절개부(91)는 제2 화소 전극(190b)의 중앙에 배치되어 있으며 A 및 B 화소에서는 오른쪽 변 및 왼쪽 변에 입구를 가지고 있다. 중앙 절개부(91)의 입구는 하부 절개부(92a)와 상부 절개부(92b)에 각각 거의 평행한 한 쌍의 빗변을 가지고 있다. One
따라서, 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 하반면은 하부 절개부(92a)에 의하여 두 개의 영역으로 나누어지고, 상반면 또한 상부 절개부(92b)에 의하여 두 개의 영역으로 분할되며, A 화소와 B 화소에서 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b)은 반전 대칭 구조를 가진다. 이 때, 영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소의 크기, 화소 전극의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라지며, 기울어진 방향도 달라질 수 있다.Accordingly, the lower half of the first and
제1/제2 화소 전극(190a, 190b)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 또는 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높일 수 있다.The first and
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 노출된 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 노출된 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 하는 것이다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 이방성 도전막(도시하지 않음) 등을 통하여 외부 장치와 연결된다.The contact
게이트 구동 회로가 박막 트랜지스터 표시판(100)에 집적되는 경우에는 접촉 보조 부재(81)는 게이트 구동 회로의 금속층과 게이트선(121)을 연결하는 역할을 할 수 있다. 마찬가지로 데이터 구동 회로가 박막 트랜지스터 표시판(100)에 집적되는 경우에 접촉 보조 부재(82)는 데이터 구동 회로의 금속층과 데이터선(171)을 연결하는 역할을 할 수 있다.When the gate driving circuit is integrated in the thin film
다음, 도 2 내지 도 6을 참고로 하여, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.Next, the common
투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 형성되어 있으며, 차광 부재(220)는 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)과 마주보며 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가지고 있다. 이와 달리, 차광 부재(220)는 데이터선(171)에 대응하는 부분과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분으로 이루어질 수 있다. A
기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 위치한다. 색필터(230)는 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등의 원색 중 하나를 표시할 수 있다.A plurality of
색필터(230)의 위에는 덮개막(250)이 형성되어 있다.An
덮개막(250)의 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.The
공통 전극(270)은 복수 벌의 절개부(71, 72a, 72b) 집합을 가진다.The
한 벌의 절개부(71, 72a, 72b)는 하나의 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)과 마주 보며 중앙 절개부(71), 하부 절개부(72a) 및 상부 절개부(72b)를 포함한다. 절개부(71, 72a, 72b) 각각은 인접한 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 절개부(91, 92a, 92b) 사이 또는 가장자리 절개부(92a, 92b)와 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 빗변 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(71, 72a, 72b)는 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 절개부(91, 92a, 92b)와 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선부를 포함한다.A pair of
하부 및 상부 절개부(72a, 72b) 각각은 A 화소에서 대략 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 오른쪽 변에서 아래쪽 또는 위쪽 변을 향하여 뻗고 B 화소에서 대략 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 왼쪽 변에서 아래쪽 또는 위쪽 변을 향하여 뻗은 사선부를 포함한다. 또한, 사선부의 각 끝에서부터 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 변을 따라 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이루는 가로부 및 세로부를 포함한다.Each of the lower and
중앙 절개부(71)는 A 화소에서 대략 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 왼쪽 변에서부터 가로로 뻗고 B 화소에서 오른쪽 변에서부터 가로로 뻗은 중앙 가로부, 이 중앙 가로부의 끝에서 중앙 가로부와 빗각을 이루며 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 왼쪽 및 오른쪽 변을 향하여 뻗은 한 쌍의 사선부, 그리고 사선부의 각 끝에서부터 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 왼쪽 및 오른쪽 변을 따라 왼쪽 및 오른쪽 변과 중첩하면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이루는 종단 세로부를 포함한다. 따라서, A 화소와 B 화소에서 공통 전극(270)의 절개부(71, 72a, 72b)는 거울상 대칭 구조를 가진다.The
절개부(71, 72a, 72b)의 수효는 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(71, 72a, 72b)와 중첩하여 절개부(71, 72a, 72b) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다. 본 실시예에서는 용량성 결합 전극(176)의 사선부(17a, 176b)가 절개부(71, 72a, 72b)와 중첩하여 절개부(71, 72a, 72b) 부근의 빛샘을 차단한다. The number of
표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 수직 배향막(11, 21)이 각각 도포되어 있고, 바깥쪽 면에는 편광판(12, 22)이 구비되어 있다. Vertical alignment layers 11 and 21 are coated on the inner surfaces of the
배향막(11, 21)은 수평 배향막일 수 있다.The alignment layers 11 and 21 may be horizontal alignment layers.
두 편광판(12, 22)의 투과축은 직교하며 이중 한 투과축은 게이트선(121)에 대하여 나란하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다.The transmission axes of the two
표시판(100, 200)과 편광자(12, 22)의 사이에는 각각 액정층(3)의 지연값을 보상하기 위한 위상 지연 필름(phase retardation film)이 낄 수 있다. 위상 지연 필름은 복굴절성(birefringce)을 가지며 액정층(3)의 복굴절성을 역으로 보상하는 역할을 한다. 지연 필름으로는 일축성 또는 이축성 광학 필름을 사용할 수 있으며, 특히 음성(negative) 일축성 광학 필름을 사용할 수 있다.A phase retardation film may be interposed between the
액정 표시 장치는 또한 편광자(12, 22), 위상 지연 필름, 표시판(100, 200) 및 액 정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)를 포함할 수 있다.The liquid crystal display may also include a backlight unit for supplying light to the
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자(310)는 전계가 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다. 따라서 입사광은 직교 편광자(12, 22)를 통과하지 못하고 차단된다.The
공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)에 데이터 전압을 인가하면 표시판의 표면에 거의 수직인 전계가 생성된다. 액정 분자(310)들은 전계에 응답하여 그 장축이 전계의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 한다. 한편, 공통 전극(270) 및 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)와 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 빗변은 전계를 왜곡하여 액정 분자들의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전계의 수평 성분은 절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)의 변과 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 빗변에 수직이다. 또한 절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)의 마주보는 두 변에서의 주 전계의 수평 성분은 서로 반대 방향이다. When a common voltage is applied to the
이러한 전계를 통하여 절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)는 액정층(3)의 액정 분자가 기울어지는 방향을 제어한다. 인접하는 절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)에 의하여 정의되거나 절개부(72a, 72b)와 제1/제2 화소 전극(190a, 190b)의 오른쪽 및 왼쪽 빗변에 의하여 정의되는 각 도메인 내에 있는 액정 분자는 절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)의 길이 방향에 대하여 수직을 이루는 방향으로 기울어진다. 각 도메인의 가장 긴 변 2개는 거의 나란하고 게이트선(121)과 약 ±45도를 이루며, 도메인 내에서 액정 분자 대부분은 4방향으로 기울어지며, 이를 통하여 시 야각이 확장된다. Through these electric fields, the
절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)의 너비는 약 9μm 내지 약 12μm인 것이 바람직하다.The width of the
적어도 하나의 절개부(71, 72a, 72b, 91, 92a, 92b)는 돌기(protrusion)(도시하지 않음)나 함몰부(depression)(도시하지 않음)로 대체할 수 있다. 돌기는 유기물 또는 무기물로 만들어질 수 있고 전계 생성 전극(190a, 190b, 270)의 위 또는 아래에 배치될 수 있으며 그 너비는 약 5μm 내지 약 10μm인 것이 바람직하다.The at least one
한편, 액정 분자(310)들의 경사 방향과 편광자(12, 22)의 투과축이 45도를 이루면 최고 휘도를 얻을 수 있는데, 본 실시예의 경우 모든 도메인에서 액정 분자(310)들의 경사 방향이 게이트선(121)과 45°의 각을 이루며 게이트선(121)은 표시판(100, 200)의 가장자리와 수직 또는 수평이다. 따라서 본 실시예의 경우 편광자(12, 22)의 투과축을 표시판(100, 200)의 가장자리에 대하여 수직 또는 평행이 되도록 부착하면 최고 휘도를 얻을 수 있을 뿐 아니라 편광자(12, 22)를 저렴하게 제조할 수 있다.Meanwhile, when the inclination direction of the
이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 앞에서 설명한 바와 같이 제2 화소 전극(190b)은 제1 화소 전극(190a)에 전자기적으로 결합(용량성 결합)되어 있다. 도 7을 참조하여 설명하면, 제1 화소 전극(190a)은 드레인 전극(175)을 통하여 박막 트랜지스터(Q)에 직접 연결되어 박막 트랜지스터(Q)를 통하여 데이터선(171)을 통하여 전달되는 화상 신호 전압을 인가 받음에 반하여, 제2 화소 전극(190b)의 전압은 제1 화소 전극(190a)과의 용량성 결합으로 변한다. 본 실시 예에서 제2 화소 전극(190b)의 전압은 제1 화소 전극(190a)의 전압에 비하여 절대값이 항상 낮아지며, 그 이유를 구체적으로 설명한다. In the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, as described above, the
도 7에서 Clca은 제1 화소 전극(190a)과 공통 전극(270) 사이에서 형성되는 액정 용량을 나타내고, Csta은 제1 화소 전극(190a)과 유지 전극선(131) 사이에서 형성되는 유지 용량을 나타낸다. Clcb는 제2 화소 전극(190b)과 공통 전극(270) 사이에서 형성되는 액정 용량을 나타내고, Cstb는 제2 화소 전극(190b)과 유지 전극선(131) 사이에서 형성되는 유지 용량을 나타내고, Ccp는 제2 화소 전극(190b)과 제1 화소 전극(190a) 사이에서 형성되는 결합 용량을 나타낸다.In FIG. 7, Clca represents a liquid crystal capacitor formed between the
공통 전극(270) 전압에 대한 제1 화소 전극(190a)의 전압을 Va라 하고, 제2 화소 전극(190b)의 전압을 Vb라 하면, 전압 분배 법칙에 의하여,When the voltage of the
Vb=Va×[Ccp/(Ccp+Clcb+Cstb)]Vb = Va × [Ccp / (Ccp + Clcb + Cstb)]
이고, Ccp/(Ccp+Clcb+Cstb)는 항상 1보다 클 수 없기 때문에 Vb는 Va에 비하여 항상 작다. 이때, Clca 및 Clcb에 대한 공통 전극(270) 전압과 Csta 및 Cstb에 대한 유지 전극선(131a, 131b) 전압이 달라질 수 있는데, 이러한 경우에도 Clca과 Clcb에 인가되는 공통 전극(270) 전압이 동일하므로 Clca에 인가되는 화상 신호 전압(Va)의 절대값은 항상 Clcb에 인가되는 화상 신호 전압(Vb)의 절대값보다 큰 값을 가지게 된다. 이와 같이, 하나의 화소 내에서 전압이 다른 두 화소 전극을 배치하면 액정 분자는 서로 다른 전압으로 구동되어 서로 다른 경사각(tilt angle)으로 기울어지며, 이를 통하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.Since Ccp / (Ccp + Clcb + Cstb) cannot always be greater than 1, Vb is always smaller than Va. At this time, the voltage of the
Ccp를 조절함으로써 Va에 대한 Vb의 비율을 조정할 수 있다. Ccp의 조절은 용량성 결합 전극(176a, 176b)과 제2 화소 전극(190b)의 중첩 면적과 거리를 조정함으로써 가능하다. 중첩 면적은 용량성 결합 전극(176)의 폭을 변화시킴으로써 용이하게 조정할 수 있고, 거리는 용량성 결합 전극(176)의 형성 위치를 변화시킴으로써 조정할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 용량성 결합 전극(176)을 데이터선(171)과 같은 층에 형성하였으나, 게이트선(121)과 같은 층에 형성함으로써 용량성 결합 전극(176)과 제2 화소 전극(190b) 사이의 거리를 증가시킬 수 있다. 이때, Vb는 Va에 대하여 0.6 내지 0.8배인 것이 바람직하다.By adjusting Ccp, the ratio of Vb to Va can be adjusted. The adjustment of Ccp is possible by adjusting the overlapping area and distance of the
한편, 다른 실시예에서는 제2 화소 전극(190b)에 제1 화소 전극(190a)의 전압에 비하여 절대값이 항상 높은 전압을 인가할 수 있는데, 이는 제2 화소 전극(190b)에 공통 전압 등과 같이 임의 전압을 인가한 상태에서 제1 화소 전극(190a)과 용량성으로 결합함으로써 이루어진다. Meanwhile, in another embodiment, a voltage whose absolute value is always higher than the voltage of the
화상 신호가 직접 전달되는 제1 화소 전극(190a)에 대하여 높거나 낮은 화소 전압이 전달되는 제2 화소 전극(190b)의 면적 비는 1:0.85-1:1.15 범위인 것이 바람직하며, 제1 화소 전극(190a)과 용량성으로 결합하는 제2 화소 전극(190b)은 둘 이상으로 배치할 수 있다. The area ratio of the
앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 도 3 및 도 7에서 보는 바와 같이 서로 거울상 대칭 구조로 배열되어 있는 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b) 및 공통 전극(270)의 절개부(71, 72a, 72b)를 포함하는 A 및 B 화소를 가진다. 이때, A 화소와 B 화소를 다양하게 배열될 수 있는데, 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.As described above, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the first and
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도시한 배치도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도시한 배치도이다.FIG. 8 is a layout view of an arrangement of pixels in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a layout view of an arrangement of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 A 화소와 B 화소가 각각 행 방향으로는 동일하게 배열되어 있으나, 열 방향으로는 교대로 배열되어 있다. As shown in FIG. 8, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the A pixels and the B pixels are arranged in the same row direction, but are alternately arranged in the column direction.
한편, 도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 앞의 실시예와 달리 두고, A 화소와 B 화소가 2행을 단위로 교대로 배열되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 9, in the liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention, the A pixels and the B pixels are alternately arranged in units of two rows, unlike the previous exemplary embodiment.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 좌우 대칭 구조로 배열되어 있는 제1 및 제2 화소 전극(190a, 190b) 및 공통 전극(270)의 절개부(71, 72a, 72b)를 포함하는 A 및 B 화소가 교대로 배열되어 있다. 따라서, 다른 경사각으로 기울어지는 도메인이 좌우 대칭으로 배열되어 있어 시인성의 비대칭이 사라지고 균일한 시인성을 확보할 수 있다. 이를 통하여 좌우 비대칭인 시인성을 개선하기 위해 공통 전극(270)의 절개부(71, 72a, 72b)를 비대칭으로 배치할 필요가 없으며, 개구율 또한 극대화할 수 있다.The liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention includes first and
이때, 박막 트랜지스터 표시판 전체적으로 좌우 대칭으로 배열되어 있는 A 화소와 B 화소의 면적 또는 수가 동일하기만 하면 화소의 배열은 다양하게 변경할 수 있으며, 서로 다른 배열 구조를 가지는 화소는 3 이상일 수 있다.In this case, as long as the area or number of the A pixels and the B pixels that are symmetrically arranged on the entire thin film transistor array panel is the same, the arrangement of the pixels may be variously changed, and the pixels having different arrangement structures may be three or more.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 10 및 도 11을 참조하 여 상세하게 설명한다.A liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 배치도이고, 도 11은 도 10의 액정 표시 장치를 XI-XI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 10 is a layout view illustrating a structure of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment. FIG. 11 is a cross-sectional view of the liquid crystal display of FIG. 10 taken along the line XI-XI ′.
도 10 및 도 11을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치도 박막 트랜지스터 표시판(100), 공통 전극 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 삽입되어 있는 액정층(3), 두 표시판(100, 200)의 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(12, 22)를 포함한다.10 and 11, the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment also includes a thin film
본 실시예에 따른 표시판(100, 200)의 층상 구조는 도 1 내지 도 6과 거의 동일하다.The layered structures of the
박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명하자면, 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121) 및 제1 내지 제4 유지 전극(133a, 133b, 133c, 133d)을 각각 포함하는 복수의 유지 전극선(131)이 기판(110) 위에 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 선형 반도체(151) 및 저항성 접촉 부재(161, 165)가 차례로 형성되어 있다. 소스 전극(173)을 포함하는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 용량성 결합 전극(176)을 포함하는 복수의 드레인 전극(175)이 게이트 절연막(140) 위에 형성되어 있고, 보호막(180)이 그 위에 형성되어 있으며, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185)이 형성되어 있다. 보호막(180) 위에는 복수의 제1/제2 화소 전극(190a, 190b) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있고, 그 위에는 배향막(11)이 도포되어 있다.Referring to the thin film
공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명하자면, 차광 부재(220), 복수의 색필터(230), 덮개막(250), 공통 전극(270) 및 배향막(21)이 절연 기판(210) 위에 형성되어 있다.Referring to the common
도 1 내지 도 6의 액정 표시 장치와는 달리, 선형의 반도체(151)는 데이터선(171)과 드레인 전극(175) 및 그 아래의 저항성 접촉 부재(161, 165)와 거의 동일한 모양을 가진다. 그러나, 선형의 반도체(151) 중 돌출부(154)는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 부분과 같이 데이터선(171)과 드레인 전극(175)으로 덮이지 않는 부분을 가지며, 선형의 반도체(151) 및 섬형의 저항성 접촉 부재(165)는 동일한 모양으로 용량성 결합 전극(176) 하부까지 연장되어 있다.Unlike the liquid crystal display of FIGS. 1 to 6, the
본 실시예의 특징은 도 1 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치에도 동일하게 적용할 수 있다.The features of the present embodiment can be similarly applied to the liquid crystal display shown in FIGS. 1 to 6.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에서 C 화소의 구조를 도시한 배치도이고, 도 13은 도 12 및 도 2의 두 표시판을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도시한 배치도이고, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 다른 배열 구조를 도시한 배치도이다. 12 is a layout view illustrating a structure of a C pixel in a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a cross-sectional view of another exemplary embodiment including two display panels of FIGS. 12 and 2. FIG. 14 is a layout view illustrating an arrangement of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment. FIG. 15 is a layout view of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment. It is the layout which shows another arrangement structure.
도 12 및 도 13에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 C 화소의 구조는 도 3의 A 화소의 구조와 비교하여 아래와 같은 차이가 있다.The structure of the C pixel of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 12 and FIG. 13 has the following difference compared with that of the A pixel of FIG. 3.
즉, 제2 화소 전극(190b)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 각각 연결되어 이로부터 직접 데이터 전압을 인가 받는데 비하여, 제1 화소 전극(190a)은 제2 화소 전극(190b)과 연결되어 있는 용량성 결합 전극(176a, 176b)과 중첩한다. 따라서, 제1 화소 전극(190a)은 제2 화소 전극(190b)에 전자기적으로 결합(용량성)되어 있다.That is, the
이와 같이, A 화소는 제1 화소 전극(190a)이 주화소, 제2 화소 전극(190b)이 부화소의 역할을 하며, C 화소는 제1 화소 전극(190a)이 부화소, 제2 화소 전극(190b)이 부화소의 역할을 한다.As described above, in the A pixel, the
A 화소만으로 이루어진 액정 표시 장치의 경우, 주화소 및 부화소가 동일한 위치에 계속해서 배치되므로, 데이터선(171)을 기준으로 좌측은 주화소(190a), 즉, 고전압 영역이고, 우측은 부화소(190b), 즉, 저전압 영역이 되므로, 좌측과 우측에서 각각 바라보았을 때, 투과되는 빛의 양이 달라져 보이므로 좌우간 시인성의 차이가 발생한다. In the case of the liquid crystal display including only A pixels, since the main pixel and the subpixel are continuously disposed at the same position, the left side is the
즉, 하나의 화소를 우측에서 바라볼 경우는 상대적으로 낮은 휘도로 인해 전압별 감마 왜곡량이 적어 보이는 반면, 좌측에서 바라볼 경우는 우측 대비 상대적으로 높은 휘도로 인해 감마 왜곡량이 커 보여 좌우 시인성의 차이가 발생하게 된다. That is, when one pixel is viewed from the right side, the gamma distortion amount of each voltage appears to be small due to the relatively low luminance, whereas when viewed from the left side, the gamma distortion amount is large due to the relatively higher luminance than the right side, so that the left and right visibility differences Will occur.
이를 방지하기 위해 본 발명의 다른 실시예에서는 도 14에 도시한 바와 같이, A 화소와 C 화소를 반복하여 배치한다. 이 경우, A 화소의 주화소(190a)와 C 화소의 주화소(190b)가 데이터선(171)을 경계로 좌우로 배치되고, A 화소의 부화소(190b)와 C 화소의 부화소(190a)가 데이터선(171)을 경계로 좌우로 배치된다. 따라서, 인접한 화소는 서로 동일한 전압이 인가되는 화소이므로, 좌우 휘도 차이가 발생하지 않게 되어 좌우 시인성의 차이가 발생하지 않는다. In order to prevent this, in another embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 14, A pixels and C pixels are repeatedly arranged. In this case, the
또한, 도 15에 도시한 바와 같이, A 화소의 주화소(190a)가 상하좌우 모든 방향에서 동일한 A 화소와 인접하지 않도록 배치함으로써, 상하 방향으로 부화소가 일렬로 연결되지 않고, 상하 방향으로 주화소와 부화소가 서로 교대로 배치되도록 함으로써 전체적으로 뒤섞여지는 효과를 가진다. 따라서, 전체적으로는 상하 방향으로의 띠무늬 등의 발생을 방지할 수 있으므로, 측면 빛샘이나 텍스쳐에 의해 유발되는 시인성의 좌우 및 상하 비대칭성의 문제를 해결할 수 있다. As shown in FIG. 15, the
이러한 본 발명의 다른 실시예는 주화소 및 부화소의 면적비가 동일한 경우뿐만 아니라 면적비가 다른 경우에도 적용 가능하며, 화소가 이중으로 분할된 경우뿐만 아니라 그 이상의 다중으로 분할된 경우에도 적용가능하다. Such another embodiment of the present invention can be applied not only to the case where the area ratios of the main pixel and the subpixel are the same, but also to the case where the area ratios are different.
한편, 상기의 실시예는 하나의 박막 트랜지스터를 이용하여 분리된 주화소와 부화소 사이를 전자기적으로 결합하는 방식이나, 각 도메인마다 박막 트랜지스터를 연결하여 주화소와 부화소로 분리구동하는 방식의 경우에도 본 발명의 내용을 적용가능하다. On the other hand, the above embodiment is a method of electromagnetic coupling between the separated main pixel and the sub-pixel using one thin film transistor, or the method of separating and driving the main pixel and the sub-pixel by connecting the thin film transistor for each domain Even if the contents of the present invention can be applied.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에서 D 또는 E 화소의 구조를 도시한 배치도이고, 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판에서 하나의 화소 구조를 도시한 배치도이고, 도 18은 도 16 및 도 17의 두 표시판을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 19 및 도 20은 도 18의 액정 표시 장치를 각각 XIX-XIX' 및 IIX-IIX'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 배열 구조를 도시한 배치도이고, 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 화소의 다른 배열 구조를 도시한 배치도이다.FIG. 16 is a layout view illustrating a structure of a D or E pixel in a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 17 illustrates a common electrode panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention. FIG. 18 is a layout view illustrating one pixel structure, and FIG. 18 is a layout view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment including the two display panels of FIGS. 16 and 17, and FIGS. 19 and 20 are liquid crystal displays of FIG. 18. FIG. 21 is a cross-sectional view of the device cut along the lines XIX-XIX 'and IIX-IIX', and FIG. 21 is a layout view illustrating an arrangement of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. FIG. Is a layout view illustrating another arrangement structure of pixels in a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 16 내지 도 20에 도시한 바와 같이, 투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 제1 및 제2 게이트선(gate line)(121a, 121b)과 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.16 to 20, a plurality of pairs of first and
게이트선(121a, 121b)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 물리적, 전기적으로 서로 분리되어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)은 각각 위쪽 및 아래쪽에 배치되어 있으며, 아래 및 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 연결을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129a, 129b)을 포함한다. 또한, 제2 게이트선(121b)은 각각 위쪽 및 아래쪽으로 확장되어 있는 돌출부(125)를 포함하며, 이 돌출부(125)는 게이트선(121a, 121b)에 대하여 ±45° 기울어진 경계를 가진다.The
유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 제2 게이트선(121b)보다 제1 게이트선(121a)에 가깝다. 각 유지 전극선(131)은 아래위로 뻗은 복수 쌍의 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)을 포함하는데, 제2 유지 전극(137b)은 제1 유지 전극(137a)에 비하여 길이는 길고 너비는 좁다.The
그러나 유지 전극(137a, 137b)을 비롯한 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다. However, the shape and arrangement of the
게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트선(121)과 유지 전극선(131)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.The
또한 게이트선(121)과 유지 전극선(131)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30-80°이다.In addition, side surfaces of the
게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.A
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 복수의 섬형 반도체(154a, 154b, 152)가 형성되어 있다. 섬형 반도체(154a, 154b)는 주로 게이트 전극(124a, 124b)의 상부에 위치한다.A plurality of island-
반도체(154a, 154b)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 163b, 165a, 165b)가 형성되어 있다. 두 섬형 저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b)는 쌍을 이루어 각각 반도체(154a, 154b) 위에 배치되어 있는데, 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 서로 마주한다. 한편 도시하지는 않았으나 반도체(152) 위에도 섬형 접촉 부재가 형성되어 있다. A plurality of isotropic ohmic contacts 163a, 163b, 165a, and 165b formed of a material such as n + hydrogenated amorphous silicon doped with a high concentration of silicide or n-type impurities on the
반도체(154a, 154b, 152)와 저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a 165b)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.Side surfaces of the
저항 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)이 형성되어 있다.A plurality of
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)은 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 향하여 각각 뻗은 복수의 제1 및 제2 소스 전극(source electrode)(173a, 173b)과 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 폭이 확장되어 있는 끝 부분(179)을 포함한다.The
제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 각각 반도체(154a, 154b) 위에 위치한 막대형 끝 부분에서 출발하며 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)과 중첩하는 면적이 넓은 확장부(177a, 177b)를 가진다. 각 소스 전극(173a, 173b)은 드레인 전극(175a, 175b)의 막대형 끝 부분을 감싸도록 휘어져 있다. 제1/제2 게이트 전극(124a/124b), 제1/제2 소스 전극(173a/173b) 및 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)은 섬형 반도체(154a/154b)와 함께 제1/제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa/Qb)를 이루며, 박막 트랜지스터(Qa/Qb)의 채널(channel)은 제1/제2 소스 전극(173a/173b)과 드레인 전극(175a/175b) 사이의 반도체(154a/154b)에 형성된다. The first and
데이터선(171)과 드레인 전극(175a, 175b)은 크롬, 몰리브덴 계열의 금속, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 하부막(도시하지 않음)과 그 위에 위치한 저저항 물질 상부막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 앞서 설명한 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 또는 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막의 이중막 외에도 몰리브덴막-알루미늄막-몰리브덴막의 삼중막을 들 수 있다.The
데이터선(171)과 드레인 전극(175a, 175b)도 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 경사져 있다.Similar to the
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b)는 그 하부의 반도체(154a, 154b)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 섬형 반도체(154a, 154b)는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b)에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있으며, 게이트선(121a, 121b)과 만나는 부분에서 폭이 커져서 데이터선(171)이 지나가는 게이트선(121a, 121b)의 경계 부분을 덮고 있으므로 경계 부분에서의 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이 터선(171)의 단선을 방지한다. 섬형 반도체(152)는 유지 전극선(131)과 데이터선(171)이 만나는 부분에 형성되어 데이터선(171)이 지나가는 유지 전극선(131)의 경계를 덮어 이들 경계 부분에서의 표면의 프로파일을 부드럽게 함으로써 데이터선(171)의 단선을 방지한다.The ohmic contacts 163a, 163b, 165a, and 165b exist only between the
데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b)과 노출된 반도체(154a, 154b) 부분의 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소 또는 산화규소로 이루어진 무기물, 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기물 또는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질 등으로 이루어진다. 그러나 보호막(180)은 유기막의 우수한 특성을 살리면서도 노출된 반도체(151) 부분을 보호하기 위하여 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.A
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179) 및 드레인 전극(175a, 175b)의 확장부(177a, 177b)를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 187a, 187b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.The
보호막(180) 위에는 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)을 각각 포함하는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190)과 복수의 차폐 전극(88) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81a, 81b, 82)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)과 차폐 전극(88) 및 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전체 또는 알루미늄 따위의 반사성 도전체로 이루어진다.On the
제1/제2 부화소 전극(190a/190b)은 접촉 구멍(185a/185b)을 통하여 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)과 물리적·전기적으로 연결되어 제1/제2 드레인 전극(175a/175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.The first and
데이터 전압이 인가된 부화소 전극(190a, 190b)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자들의 배열을 결정한다.The
또한 앞서 설명하였듯이, 각 부화소 전극(190a, 190b)과 공통 전극(270)은 액정 축전기(CLCa, CLCb)를 이루어 박막 트랜지스터(Qa, Qb)가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하며, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기(CLCa, CLCb)와 병렬로 연결된 유지 축전기(CSTa, CSTb)는 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b) 및 이에 연결되어 되어 있는 드레인 전극(175a, 175b)과 제1 및 제2 유지 전극(137a, 137b)의 중첩 등으로 만들어진다.In addition, as described above, each of the
각 화소 전극(190)은 오른쪽 모퉁이에서 모따기되어 있으며, 모따기된 빗변은 게이트선(121a, 121b)에 대하여 약 45도의 각도를 이룬다. 이때, 모따기된 빗변 각각은 제2 게이트선(121b)의 돌출부(125)에 의해 가려져 있으며, 돌출부(125)는 화소 전극(190)의 모따기된 빗변 부근에서 발생하는 빛샘을 차단하는 차광막 역할을 한다. 따라서, 어두운 색을 표시할 때 휘도가 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통하여 높은 대비비를 확보할 수 있으며, 표시 특성을 향상시킬 수 있다.Each
하나의 화소 전극(190)을 이루는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)은 간극(gap)(92)을 사이에 두고 서로 맞물려 있으며, 그 바깥 경계는 대략 사각형 형태이다.The pair of first and
제1 부화소 전극(190a)은 회전한 등변 사다리꼴로서, 유지 전극(137b) 부근에 위치한 오른쪽 변, 데이터선(171) 부근에 위치한 왼쪽 변, 그리고 게이트선(121a, 121b)과 대략 45°를 이루는 위쪽 빗변 및 아래쪽 빗변을 가진다. 제2 부화소 전극(190b)은 제1 부화소 전극(190a)의 빗변과 마주보는 한 쌍의 사다리꼴부와 제1 부화소 전극(190a)의 오른쪽 변과 마주보는 세로부를 포함한다. 따라서 간극(92)은 대략 균일한 너비를 가지며 게이트선(121a, 121b)의 약 45°를 이루는 상부 및 하부 사선부와 실질적으로 균일한 너비를 가지는 세로부를 포함한다.The
제1 부화소 전극(190a)은 중앙 절개부(91, 94)를 가지고, 제2 부화소 전극(190b)은 하부 및 상부 절개부(93a, 93b)를 가지며, 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b) 각각은 이들 절개부(91, 94, 93a, 93b)에 의하여 복수의 소부분(partition)으로 분할된다.The
하부 및 상부 절개부(93a, 93b)는 화소 전극(190)의 하반부와 상반부에 각각 위치하고 있으며 중앙 절개부(91, 94)는 하부 절개부(93a)와 상부 절개부(93b)의 사이에 위치한다. 간극(92)과 절개부(91, 94, 93a, 93b)는 유지 전극선(131)에 대하여 대략 반전 대칭(inversion symmetry)을 이룬다.The lower and
하부 및 상부 절개부(93a, 93b)는 각각 제2 부화소 전극(190b)의 오른쪽 변 부근에서 아래쪽 및 위쪽 변 부근으로 뻗으며 간극(92)의 하부 및 상부 사선부와 평행하 다.The lower and
중앙 절개부(91)는 제1 부화소 전극(190a)의 오른쪽 변으로부터 대략 유지 전극선(131)을 따라 뻗어 있는 가로부, 그리고 가로부에서 제1 부화소 전극(190a)의 왼쪽 변으로 뻗으며 각각 하부 및 상부 절개부(93a, 93b)와 평행한 한 쌍의 사선부를 포함한다. The
중앙 절개부(94)는 제1 부화소 전극(190a)의 왼쪽 변에서 오목하게 들어가 있으며 하부 및 상부 절개부(93a, 93b)에 각각 평행한 한 쌍의 빗변을 가지고 있다.The
따라서 제1 부화소 전극(190a)의 하반부는 중앙 절개부(91)에 의하여 두 개의 부분으로 나뉘고 상반부 또한 중앙 절개부(91)에 의하여 두 개의 부분으로 분할되며, 제2 부화소 전극(190b)의 하반부는 하부 절개부(93a)에 의하여 두 개의 부분으로 나뉘고, 상반부 또한 상부 절개부(93b)에 의하여 두 개의 부분으로 분할된다.Therefore, the lower half of the
영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소의 크기, 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라진다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 간극(92)도 절개부라고 표현한다.The number of regions or the number of cutouts varies depending on the size of the pixel, the ratio of the lengths of the horizontal and vertical sides of the first and
또한, 제1 부화소 전극(190a)은 제1 게이트선(121a)과 중첩하며 제2 부화소 전극(190b)은 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b) 모두와 중첩한다.In addition, the
차폐 전극(88)은 데이터선(171)을 따라 뻗어 있으며 데이터선(171)을 완전히 덮는다. 차폐 전극(88)에는 공통 전압이 인가되는데, 이를 위하여 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)의 접촉 구멍(도시하지 않음)을 통하여 유지 전극선(131)에 연결 되거나, 공통 전압을 박막 트랜지스터 표시판(100)에서 공통 전극 표시판(200)으로 전달하는 단락점(short point)(도시하지 않음)에 연결될 수도 있다. 이때, 개구율 감소가 최소가 되도록 차폐 전극(88)과 화소 전극(190) 사이의 거리를 최소로 하는 것이 바람직하다.The shielding
이와 같이 공통 전압이 인가되는 차폐 전극(88)을 데이터선(171) 상부에 배치하면 차폐 전극(88)이 데이터선(171)과 화소 전극(190) 사이 및 데이터선(171)과 공통 전극(270) 사이에서 형성되는 전계를 차단하여 화소 전극(190)의 전압 왜곡 및 데이터선(171)이 전달하는 데이터 전압의 신호 지연이 줄어든다.As such, when the shielding
또한, 화소 전극(190)과 차폐 전극(88)의 단락을 방지하기 위하여 이들 사이에 거리를 두어야 하므로, 화소 전극(190)이 데이터선(171)으로부터 더 멀어져 이들 사이의 기생 용량이 줄어든다. 더욱이, 액정층(3)의 유전율(permittivity)이 보호막(180)의 유전율보다 높기 때문에, 데이터선(171)과 차폐 전극(88) 사이의 기생 용량이 차폐 전극(88)이 없을 때 데이터선(171)과 공통 전극(270) 사이의 기생 용량에 비하여 작다.Also, in order to prevent a short circuit between the
뿐만 아니라, 화소 전극(190)과 차폐 전극(88)이 동일한 층으로 만들어지기 때문에 이들 사이의 거리가 일정하게 유지되며 이에 따라 이들 사이의 기생 용량이 일정하다. 화소 전극(190)과 데이터선(171) 사이의 기생 용량이 여전히 분할 노광 과정에서 분할된 노광 영역에 따라 달라질 수 있지만 화소 전극(190)과 데이터선(171) 사이의 기생 용량이 상대적으로 줄기 때문에 전체 기생 용량은 거의 일정하다고 볼 수 있다. 그러므로 스티치 결함을 최소화할 수 있다.In addition, since the
접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 접촉 구멍(181a, 181b, 182)을 통하여 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82)는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b) 및 데이터선(171)의 각 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다.The contact
화소 전극(190), 접촉 보조 부재(81a, 81b, 82) 및 보호막(180) 위에는 액정층(3)을 배향할 수 있는 배향막(11)이 도포되어 있다.An
다음, 도 17 내지 도 18을 참고로 하여, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.Next, the common
투명한 유리 등으로 이루어진 절연 기판(210) 위에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스라고 하는 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 데이터선(171)에 대응하는 부분(221)과 박막 트랜지스터에 대응하는 부분(224)을 가지고 있다. 이와는 달리 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 마주보며 화소 전극(190)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부를 가질 수도 있다. 그러나 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 박막 트랜지스터(Qa, Qb) 부근에서의 빛샘을 차단하기 위하여 다양한 모양을 가질 수 있다.A
기판(210) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 위치하며, 화소 전극(190)을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색 등의 원색 중 하나를 표시할 수 있다.A plurality of
색필터(230) 및 차광 부재(220)의 위에는 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하기 위한 덮개막(250)이 형성되어 있다.An
덮개막(250)의 위에는 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 이루어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.The
공통 전극(270)은 복수 벌의 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b) 집합을 가진다.The
하나의 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b) 집합은 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(190a, 190b)과 마주 보며, 복수의 하부 및 상부 절개부(73a, 74a, 73b, 74b)와 중앙 절개부(71, 72)를 포함한다. 각 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b)는 화소 전극(190)의 인접 절개부(91, 92a, 92b) 사이 또는 가장자리 절개부(93a, 93b)와 화소 전극(190)의 빗변 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b)는 화소 전극(190)의 하부 또는 하부(91, 92a, 92b, 93a, 93b)와 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선부를 포함한다.One set of
절개부(71)는 화소 전극(190)의 중앙 가로선을 따라 뻗은 가로부, 가로부에서 화소 전극(190)의 왼쪽 변으로 뻗은 한 쌍의 사선부, 그리고 사선부의 끝에서 화소 전극(190)의 왼쪽 변을 따라 뻗으며 화소 전극(190)의 변과 중첩하고 사선부와 둔각을 이루는 한 쌍의 세로부를 포함한다.The
절개부(72)는 화소 전극(190) 오른쪽 변의 중앙 부근에서 간극(92)의 세로부를 따라 뻗으며 제1 부화소 전극(190a)의 오른쪽 변과 중첩하는 중앙 세로부, 중앙 세로부의 양단에서 화소 전극(190)의 왼쪽 변으로 뻗으며 중앙 세로부와 둔각을 이루는 한 쌍의 사선부, 그리고 한 쌍의 사선부로부터 각각 화소 전극(190)의 왼쪽 변을 따라 뻗으며 화소 전극(190)의 왼쪽 변과 중첩하고 사선부와 둔각을 이루는 종단 세로부를 포함한다.The
하부 및 상부 절개부(73a, 73b)는 각각 화소 전극(190)의 오른쪽 변 부근에서 화소 전극(190)의 좌상귀 또는 좌하귀로 뻗는 사선부와 사선부의 끝에서 화소 전극(190)의 왼쪽이나 오른쪽 변을 따라 뻗으며 화소 전극(190)의 왼쪽 변이나 오른쪽 변과 중첩하고 사선부와 둔각을 이루는 세로부를 포함한다.The lower and
하부 및 상부 절개부(74a, 74b)는 각각 화소 전극(190)의 오른쪽 변 부근에서 화소 전극(190)의 위 변 또는 아래 변 부근으로 뻗는 사선부, 그리고 사선부의 끝에서 화소 전극(190)의 변을 따라 화소 전극(190)의 변과 중첩되면서 뻗으며 사선부와 둔각을 이루는 가로부 및 세로부를 포함한다.The lower and
또한 공통 전극(270)의 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b)에는 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b) 내의 액정 분자의 배향을 제어하는 노치(77)가 형성되어 있다.In addition, the
절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b)의 수효는 설계 요소에 따라 달라질 수 있으며, 차광 부재(220)가 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b)와 중첩하여 절개부(71, 72, 73a, 73b, 74a, 74b) 부근의 빛샘을 차단할 수 있다.The number of
적어도 하나의 절개부(91-93b, 71-74b)는 돌기나 함몰부로 대체할 수 있으며, 절개부(91-93b, 71-74b)의 모양 및 배치는 변형될 수 있다.At least one of the cutouts 91-93b and 71-74b may be replaced by a protrusion or a depression, and the shape and arrangement of the cutouts 91-93b and 71-74b may be modified.
공통 전극(270) 위에는 액정 분자들을 배향하는 배향막(21)이 도포되어 있다.An
표시판(100, 200)의 바깥 면에는 직교 편광판(12, 22)이 구비되어 있는데, 두 편광 판(12, 22)의 투과축은 직교하며 이중 한 투과축(또는 흡수축)은 가로 방향과 나란하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광판(12, 22) 중 하나가 생략될 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며 액정 분자는 전계가 없을 때 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 실질적으로 수직을 이루도록 배향되어 있다.The
공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(190)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전계가 생성된다. 전극(190, 270)의 절개부(91-93b, 71-74b)는 이러한 전계를 왜곡하여 절개부(91-93b, 71-74b)의 변에 대하여 수직한 수평 성분을 만들어낸다. 이에 따라 전계는 표시판(100, 200)의 표면에 수직인 방향에 대하여 기울어진 방향을 가리킨다. 액정 분자들은 전계에 응답하여 그 장축이 전계의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 하는데, 이때 절개부(91-93b, 71-74b) 및 화소 전극(190)의 변 부근의 전계는 액정 분자의 장축 방향과 나란하지 않고 일정 각도를 이루므로 액정 분자의 장축 방향과 전계가 이루는 평면 상에서 이동 거리가 짧은 방향으로 액정 분자들이 회전한다. 따라서 하나의 절개부 집합(91-93b, 71-74b)과 화소 전극(190)의 변은 화소 전극(190) 위에 위치한 액정층(3) 부분을 액정 분자들이 기울어지는 방향이 다른 복수의 도메인으로 나누며, 이에 따라 기준 시야각이 확대된다.When a common voltage is applied to the
한편, 부화소(PXa, PXb)에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLCa, CLCb)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리하며 이에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛 의 편광이 변화한다. 이러한 편광의 변화는 표시판(100, 200)에 부착된 편광자(도시하지 않음)에 의하여 빛의 투과율 변화로 나타난다.On the other hand, the difference between the data voltage applied to the subpixels PXa and PXb and the common voltage Vcom is shown as the charging voltage of the liquid crystal capacitors CLCa and CLCb, that is, the pixel voltage. The arrangement of the liquid crystal molecules varies according to the magnitude of the pixel voltage, thereby changing the polarization of light passing through the
이와 같은 액정 표시 장치에서, 입력 계조(GS1-GSF)에 대한 투과율의 변화를 나타내는 각 부화소(PXa, PXb)의 감마 곡선(Ta, Tb)은 서로 다르다. 즉, 제1 부화소(Pxa)에 인가되는 화소 전압은 감마 곡선(Ta)을 갖고 제2 부화소(PXb)에 인가되는 화소 전압은 감마 곡선(Tb)을 가지며, 한 화소(PX)의 감마 곡선은 이들을 합성한 곡선(T)이 된다. 각 부화소(PXa, PXb)의 화소 전압을 결정할 때에는 합성 감마 곡선(T)이 정면에서의 기준 감마 곡선에 가깝게 되도록 하는데, 예를 들면 정면에서의 합성 감마 곡선(T)은 가장 적합하도록 정해진 정면에서의 기준 감마 곡선과 일치하도록 하고 측면에서의 합성 감마 곡선(T)은 정면에서의 기준 감마 곡선과 가장 가깝게 되도록 한다. 예를 들면 아래쪽에 위치한 감마 곡선을 저계조에서 더욱 낮게 만들면 시인성이 더욱 향상될 수 있다.In such a liquid crystal display device, the gamma curves Ta and Tb of the subpixels PXa and PXb representing the change in transmittance with respect to the input grayscale GS1-GSF are different from each other. That is, the pixel voltage applied to the first subpixel Pxa has a gamma curve Ta and the pixel voltage applied to the second subpixel PXb has a gamma curve Tb, and gamma of one pixel PX. The curve becomes the curve T which synthesize | combined these. When determining the pixel voltage of each subpixel PXa, PXb, the composite gamma curve T is close to the reference gamma curve at the front side, for example, the composite gamma curve T at the front side is determined to be the most suitable front side. And the composite gamma curve T at the side to be closest to the reference gamma curve at the front. For example, lower gamma curves at lower gradations can improve visibility.
이와 같이, 두 개의 부화소(PXa, PXb)를 별개의 박막 트랜지스터(Qa, Qb)를 이용하여 독립적인 감마 곡선에 기초하여 개별적으로 제어하므로, 두 부화소(PXa, PXb)의 전압을 원하는 수준으로 정확하게 맞춰 각 부화소(PXa, PXb)에서의 계조별 휘도치를 최대로 유지하고, 이로 인해, 시인성이 향상되고 개구율이 높아지고 투과율 역시 향상된다.As such, since the two subpixels PXa and PXb are individually controlled based on independent gamma curves using separate thin film transistors Qa and Qb, the voltages of the two subpixels PXa and PXb are desired. In accordance with this, the luminance value for each gray level in each of the subpixels PXa and PXb is kept to a maximum, thereby improving visibility, increasing aperture ratio, and improving transmittance.
이러한 액정 표시 장치에서, 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)의 제1 부화소 전극(190a)과 제2 부화소 전극(190b)의 면적비를 결정하고, 그에 따라 얻어지는 제1 및 제2 액정 축전기(CLCa, CLCb)의 용량의 비에 기초하여 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)를 설계한다.In such a liquid crystal display device, an area ratio of the
즉, 이들 제1 및 제2 액정 축전기(CLCa, CLCb)의 용량의 비와 동일하게 제1 및 제2 유지 축전기(CSTa, CSTb)의 용량의 비 및 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 게이트 전극-드레인 전극간에 형성되는 제1 및 제2 기생 축전기(CGDa, CGDb)의 용량의 비를 정한다.That is, the ratio of the capacitances of the first and second storage capacitors CSTa and CSTb and the first and second thin film transistors Qa and Qb are equal to the ratio of the capacitances of the first and second liquid crystal capacitors CLCa and CLCb. The ratio of the capacitances of the first and second parasitic capacitors CGDa and CGDb formed between the gate electrode and the drain electrode of the () is determined.
제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 게이트 전극의 면적이 일정하고 채널의 길이(L)는 최소 선폭으로 고정되어 있다고 가정할 때, 채널의 폭(W)이 증가할수록 게이트 전극과 중첩되는 드레인 전극의 면적은 증가하고 채널의 폭(W)이 감소할수록 게이트 전극과 중첩되는 드레인 전극의 면적은 감소하기 때문에, 제1 및 제2 기생 축전기(CGDa, CGDb)의 용량은 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 채널의 폭(W)을 조절하여 정할 수 있다.Assuming that the area of the gate electrodes of the first and second thin film transistors Qa and Qb is constant and the channel length L is fixed at the minimum line width, the gate electrode overlaps with the gate electrode as the width W increases. Since the area of the drain electrode is increased and the width W of the channel decreases, the area of the drain electrode overlapping with the gate electrode decreases, so that the capacitances of the first and second parasitic capacitors CGDa and CGDb are increased. The width W of the channels of the two thin film transistors Qa and Qb may be adjusted.
하지만, 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 채널의 폭(W)과 길이(L) 모두를 조정할 수 있고 채널의 길이(L)만을 조정하여 박막 트랜지스터의 크기를 정할 수도 있다.However, both the width W and the length L of the channel of the thin film transistors Qa and Qb may be adjusted, and the size of the thin film transistor may be determined by adjusting only the length L of the channel.
제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)의 각 화소 전압은 아래의 [수학식 1]과 같이 액정 축전기(CLCa, CLCb), 유지 축전기(CSTa, CSTb) 및 기생 축전기(CGDa, CGDb)의 용량 등에 따라 그 크기가 정해지는 킥백 전압(Vk)에 의해 영향을 받게 된다.The pixel voltages of the first and second subpixels PXa and PXb correspond to the liquid crystal capacitors CLCa and CLCb, the storage capacitors CSTa and CSTb, and the parasitic capacitors CGDa and CGDb, as shown in Equation 1 below. It is influenced by the kickback voltage Vk whose magnitude is determined according to the capacity.
(여기서, CLC는 액정 축전기의 용량이고, CST는 유지 축전기의 용량이며, CGS는 박 막 트랜지스터의 게이트선 전극과 드레인 전극 간에 발생하는 기생 축전기의 기생 용량이고, △Vg는 게이트 신호의 변화폭이다.)Where CLC is the capacitance of the liquid crystal capacitor, CST is the capacitance of the storage capacitor, CGS is the parasitic capacitance of the parasitic capacitor generated between the gate line electrode and the drain electrode of the thin film transistor, and ΔVg is the variation range of the gate signal. )
결국, 제1 및 제2 액정 축전기(CLCa, CLCb)의 용량의 비와 동일하게 제1 및 제2 유지 축전기(CSTa, CSTb) 및 제1 및 제2 기생 축전기(CGDa, CGDb)의 용량의 비를 동일하게 하면, 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)에서 생기는 킥백 전압의 크기도 동일하게 된다. 더욱이, 제1 및 제2 부화소(PXa, PXb)의 정전 용량(CLCa+CSTa, CLCb+ CSTb)의 용량비 역시 액정 축전기(CLCa, CLCb)의 용량비와 동일해진다.As a result, the ratio of the capacitances of the first and second sustain capacitors CSTa and CSTb and the first and second parasitic capacitors CGDa and CGDb is equal to the ratio of the capacitances of the first and second liquid crystal capacitors CLCa and CLCb. In the same manner, the magnitudes of kickback voltages generated in the first and second subpixels PXa and PXb are also the same. Furthermore, the capacitance ratios of the capacitances CLCa + CSTa and CLCb + CSTb of the first and second subpixels PXa and PXb are also equal to the capacitance ratios of the liquid crystal capacitors CLCa and CLCb.
도 18의 화소에서 제1 부화소 전극(190a)이 주화소, 제2 부화소 전극(190b)이 부화소의 역할을 하는 화소를 D 화소라 하고, 제1 부화소 전극(190a)이 부화소, 제2 부화소 전극(190b)이 주화소의 역할을 하는 화소를 E 화소라 할 때, 도 21의 화소 배치는 D 화소와 E 화소가 반복하여 배치되어 있다. In the pixel of FIG. 18, a pixel in which the
이 경우, D 화소의 주화소(190a)와 E 화소의 주화소(190b)가 데이터선(171)을 경계로 좌우로 배치되고, D 화소의 부화소(190b)와 E 화소의 부화소(190a)가 데이터선(171)을 경계로 좌우로 배치된다. 따라서, 인접한 화소는 서로 동일한 전압이 인가되는 화소이므로, 좌우 휘도 차이가 발생하지 않게 되어 좌우 시인성의 차이가 발생하지 않는다. In this case, the
또한, 도 22에 도시한 바와 같이, D 화소의 주화소(190a)가 상하좌우 모든 방향에서 동일한 A 화소와 인접하지 않도록 배치함으로써, 상하 방향으로 부화소가 일렬로 연결되지 않고, 상하 방향으로 주화소와 부화소가 서로 교대로 배치되도록 함으로써 전체적으로 뒤섞여지는 효과를 가진다. 따라서, 전체적으로는 상하 방향으로 의 띠무늬 등의 발생을 방지할 수 있으므로, 측면 빛샘이나 텍스쳐에 의해 유발되는 시인성의 좌우 및 상하 비대칭성의 문제를 해결할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 22, by arranging the
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 하나의 화소에 두 감마 곡선으로 화상을 표시하여 측면 시인성을 향상시킬 수 있다. The thin film transistor array panel according to the present invention can improve side visibility by displaying an image with two gamma curves on one pixel.
특히, 화상 신호가 직접 전달되는 서브 화소 전극과 강등된 화소 전압이 전달되는 서브 화소 전극이 좌우 대칭으로 배열되어 있는 화소를 포함하고 있어 균일한 측면 시인성을 확보할 수 있다. In particular, since the sub pixel electrode to which the image signal is directly transmitted and the sub pixel electrode to which the degraded pixel voltage is transmitted include pixels arranged in left and right symmetry, uniform side visibility can be secured.
또한, 화소의 주화소가 데이터선을 경계로 좌우로 배치하고, 부화소도 데이터선을 경계로 좌우로 배치함으로써, 인접한 화소는 서로 동일한 전압이 인가되도록 하여, 좌우 휘도 차이가 발생하지 않게 되어 좌우 시인성의 차이가 발생하지 않는다. In addition, since the main pixels of the pixels are arranged left and right at the boundary of the data line and the subpixels are arranged left and right at the boundary of the data line, adjacent pixels are applied with the same voltage to each other so that the left and right luminance difference does not occur and the left and right visibility The difference does not occur.
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. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims also fall within the scope of the present invention.
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