KR20060102953A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20060102953A
KR20060102953A KR1020050025044A KR20050025044A KR20060102953A KR 20060102953 A KR20060102953 A KR 20060102953A KR 1020050025044 A KR1020050025044 A KR 1020050025044A KR 20050025044 A KR20050025044 A KR 20050025044A KR 20060102953 A KR20060102953 A KR 20060102953A
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최낙초
손지원
채종철
김희섭
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삼성전자주식회사
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Abstract

기판, 기판 위에 형성되어 있으며 복수의 절개부를 가지는 제1 전계 생성 전극, 절개부 중 적어도 하나와 중첩하는 방향 제어 전극, 제1 전계 생성 전극과 마주 보는 제2 전계 생성 전극, 제1 전계 생성 전극과 제2 전계 생성 전극의 사이에 위치하는 액정층, 그리고 기판 위에 형성되어 있고 능선과 사면을 포함하는 경사 부재를 포함하며, 능선은 방향 제어 전극과 대응한다.
액정표시장치, 도메인, 방향제어전극, 박막트랜지스터

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 3은 도 2의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.
도 4는 도 2의 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 배치도이다.
도 5는 도 2의 액정 표시 장치를 V-V'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6은 도 2의 액정 표시 장치를 VI-VI'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사 부재의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 9는 도 8의 액정 표시 장치를 IX-IX'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10은 도 8의 액정 표시 장치를 X-X'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 11 및 도 12는 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 단면도의 다른 예로서 각각 도 2의 액정 표시 장치를 V-V'선 및 VI-VI'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 13 및 도 14는 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 단면도의 다른 예로서 도 2의 액정 표시 장치를 V-V' 선 및 도 VI-VI'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
*도면의 보호 설명*
3 : 액정층
31 : 액정 분자
110, 210 : 기판
121 : 게이트선
131 : 유지 전극선
151 : 반도체
171 : 데이터선
178a~178d : 방향 제어 전극
190 : 화소 전극
220 : 차광 부재
230 : 색필터
250 : 덮개막
270 : 공통 전극
330a~330d : 경사 부재
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로 서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서도 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자를 그 장축이 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 모드 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치는 대비비가 크고 기준 시야각이 넓어서 각광받고 있다.
수직 배향 방식 액정 표시 장치에서 광시야각을 구현하기 위한 수단으로는 전계 생성 전극에 절개부를 형성하는 방법과 전계 생성 전극 위에 돌기를 형성하는 방법 등이 있다. 절개부 또는 돌기는 액정 분자가 기울어지는 방향을 결정해 주므로, 이들을 다양하게 배치하여 액정 분자의 경사 방향을 여러 방향으로 분산시킴으로써 기준 시야각을 넓힐 수 있다.
그러나 절개부를 형성하는 방법은, 공통 전극을 패터닝하기 위하여 별도의 마스크가 필요하고, 색 필터의 안료가 공통 전극의 절개부를 통하여 액정층으로 빠져 나와 오염시키는 것을 막기 위하여 색 필터 위에 오버코트막을 형성하여야 한다.
또한 돌기나 절개부가 있는 수직 배향 방식의 액정 표시 장치는 응답 속도가 늦다. 그 원인 중의 하나는 절개부 또는 돌기는 그 주변의 액정 분자들은 강하게 제어하지만 그로부터 멀리 떨어진 액정 분자들에 대해서는 그 영향력이 약하기 때문이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 프린지 필드의 영향을 받지 못하는 액정 분자를 최소화하여 액정의 배향을 빠르게 하고, 액정의 충돌 등으로 인한 잔상을 최소화할 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에는 액정 분자가 초기에 임의의 방향으로 기울어지도록 경사 부재가 형성되어 있으며, 절개부에 방향 제어 전극이 형성되어 있다.
구체적으로는, 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 복수의 절개부를 가지는 제1 전계 생성 전극, 절개부 중 적어도 하나와 중첩하는 방향 제어 전극, 제1 전계 생성 전극과 마주 보는 제2 전계 생성 전극, 제1 전계 생성 전극과 제2 전계 생성 전극의 사이에 위치하는 액정층, 그리고 기판 위에 형성되어 있고 능선과 사면을 포함하는 경사 부재를 포함하며, 능선은 방향 제어 전극과 대응한다.
여기서 제2 전계 생성 전극은 기판의 전면을 완전히 덮는 것이 바람직하다.
그리고 사면의 경사각은 1-10°인 것이 바람지하다.
또한, 경사 부재는 전계 생성 전극이 면적의 반 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
또한, 절개부는 방향 제어 전극과 중첩하는 제1 절개부, 방향 제어 전극과 중첩하지 않는 제2 절개부를 포함하고, 제1 및 제2 절개부는 교대로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극을 더 포함하고, 유지 전극은 제2 절개부와 중첩하는 것이 바람직하다.
또한, 기판 위에 형성되어 있는 제1 및 제2 게이트선, 제1 및 제2 게이트선과 교차하는 제1 및 제2 데이터선, 제1 게이트선, 데이터선 및 방향 제어 전극과 연결되어 있고, 제2 게이트선, 제2 데이터선 및 화소 전극과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
또한, 제2 박막 트랜지스터는 제1 박막 트랜지스터가 턴 오프 된 직후에 턴 온 되는 것이 바람직하다.
또한, 경사 부재 및 절개부는 게이트선에 대해서 45도의 각도를 이루는 것이 바람직하다.
또한, 전계 생성 전극 아래에 형성되어 있는 복수의 색필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 전계 생성 전극과 색필터 사이에 형성되어 있는 덮개막을 더 포함할 수 있다.
또한, 경사 부재는 덮개막과 공통 전극 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 경사 부재는 덮개막과 일체로 되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 경사 부재는 이중의 경사각을 가지는 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한 다. 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 다중 도메인 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 회로도이다.
박막 트랜지스터 표시판에는 게이트선과 데이터선이 교차하여 화소 영역을 정의하고 있고, 게이트선에는 주사 신호가 전달되고 데이터선을 통하여는 화상 신호가 전달된다.
각 화소 영역에는 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극, 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극 및 화소 전극에 연결되어 있는 드레인 전극으로 이루어지는 화소용 박막 트랜지스터(TFT1)와 전단의 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극, 전단의 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극 및 방향 제어 전극에 연결되어 있는 드레인 전극으로 이루어지는 방향 제어용 박막 트랜지스터(TFT2)가 하나씩 형성되어 있다.
화소 전극은 공통 전극 표시판의 공통 전극과 액정 축전기를 형성하고 그 정전 용량은 Clc라고 표시하고 방향 제어 전극은 화소 전극과 용량성 결합을 이루고 있으며 그 정전 용량은 Cdce라고 표시한다.
회로도에는 나타내지 못하였으나 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 화소 전극은 절개부를 가지고 공통 전극은 경사 부재를 가진다. 절개부를 통하여 방향 제어 전극에 의한 전계가 유출될 수 있도록 방향 제어 전극과 절개부가 중첩되어 있다. 경사 부재 및 절개부를 통하여 유출되는 방향 제어 전극의 전계에 의하여 액정 분자가 선경사(pretilt)를 갖게 되고, 선경사를 가지는 액정 분자는 화소 전극의 전계가 인가되면 흐트러짐 없이 신속하게 선경사에 의하여 결정된 방향으로 배향된다.
그런데 방향 제어 전극의 전계에 의하여 액정 분자가 선경사를 가지려면 공통 전극에 대한 방향 제어 전극의 전위차(이하 방향 제어 전극 전압이라 한다.)가 공통 전극에 대한 화소 전극의 전위차(이하 화소 전극 전압이라 한다.)에 비하여 소정의 값 이상으로 더 커야 한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 화소 전극에 본 신호 전압이 인가되기 직전에 전 데이터선 및 전 게이트선과 연결되어 있는 방향 제어용 박막 트랜지스터(TFT2)가 켜져(on) 방향 제어 전극과 화소 전극 사이에 소정의 전위차를 형성한다. 이후 본 신호 전압이 화소 전극에 인가되어 화소용 박막 트랜지스터(TFT1)가 켜지는 시점부터는 방향 제어용 박막 트랜지스터가 꺼져(off) 부유(floating) 상태가 된다. 그러면 화소 전극 전위가 어떻게 변화하더라도 항상 방향 제어 전극 전위가 화소 전극 전위보다 높은 상태를 유지하게 된다. 즉, 화소용 박막 트랜지스터(TFT2)가 켜져서 화소 전극의 전위가 올라가면 방향 제어 전극의 전위도 화소 전극 전위와 일정한 전위차를 유지하며 동반 상승하게 되어 방향 제어 전극 전압이 화소 전극 전압보다 항상 높게 유지된다.
방향 제어 전극 전압이 커질수록 박막 트랜지스터의 누설 전류가 증가할 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 공통 전극 표시판에 선경사막을 형성하여 프린지 필드(fringe field)를 만들고 경사 부재만으로 부족한 전계에 대해서만 방향 제어 전극 전압의 도움을 받기 때문에 방향 제어 전극 전압을 크게 형성하지 않아도 된다.
그러면 이러한 액정 표시 장치에 대해서 이들의 층간 구조와 함께 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 4는 도 2의 액정 표시 장치용 공통 전극 표시판의 배치도이고, 도 5는 도 2의 V-V'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 VI-VI'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사 부재의 단면도이다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주 보는 박막 트랜지스터 표시판(100) 및 공통 전극 표시판(200)과 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참고로 하여 박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121)과 복수의 유지 전극선(storage electrodes lines)(131a, 131b)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며, 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 서로 분리되어 있다. 각 게이트선(121)은 아래 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(gate electrode)(124a, 124b)과 다른 층 또는 구동 회로와의 접속을 위한 면적이 넓은 끝 부분(129)을 가진다. 구동 회로(도시하지 않음)가 박막 트랜지스터 표시판(100)에 집적되는 경우, 게이트선(121)이 연장되어 구동 회로와 연결될 수 있다.
각 유지 전극선(131a, 131b)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 이웃하는 두 게이트선(121) 사이에 위치하여 하부 게이트선(121)과 인접한 하부 유지 전극선(131a), 상부 게이트선(121)과 인접한 상부 유지 전극선(131b)을 포함한다. 유지 전극선(131a, 131b)은 각각 복수 벌의 가지(133a~133d)집합과 복수의 연결부(connection)(133e)를 포함한다.
각각의 가지 집합(133a~133d)은 유지 전극선(131)에 거의 수직하게 뻗은 제1 및 제2 유지 전극(133a, 133b)과 사선 방향으로 뻗은 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)을 포함한다. 제3 및 제4 유지 전극(133c, 133d)은 게이트선(121)에 대하여 45°로 기울어진 것이 바람직하다.
제1 유지 전극(133a)은 유지 전극선(131)에서 뻗어 나와 있으며, 제3 유지 전극(133c)은 제1 유지 전극(133a)의 일단과 연결되어 있다. 그리고 제4 유지 전 극(133d)은 유지 전극선(131)과 제2 유지 전극(133b)을 연결한다. 또한, 연결부(133e)는 유지 전극 집합(133a~133d)의 인접한 제1 유지 전극(133a)과 제2 또는 제4 유지 전극(133b, 133d)을 연결한다. 각 유지 전극선(131a, 131b)의 유지 가지 집합 및 연결부는 인접한 두 게이트선(121) 사이의 중앙선에 대하여 반전 대칭을 이룬다.
유지 전극선(131a, 131b)에는 공통 전극 표시판(200)의 공통 전극(270)에 인가되는 공통 전압 등 소정의 전압이 인가된다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131a, 131b)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 따위로 만들어지는 것이 바람직하다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 하나의 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열의 금속, 은 계열의 금속, 구리 계열의 금속으로 만들어질 수 있다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨(Ta), 또는 티타늄(Ti) 등으로 만들어질 수 있다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄(합금) 상부막 및 알루미늄(합금) 하부막과 몰리브덴(합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 게이트선(121)과 유지 전극선(131)은 이외에도 다양한 여러 가지 금 속과 도전체로 만들어질 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131a, 131b)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30-80°인 것이 바람직하다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.
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 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 나온 복수의 제1 및 제2 돌출부(154a, 154b)를 포함한다. 선형 반도체(151)는 유지 전극 연결부(131e) 상부에서 넓은 폭으로 확장되어 있는 것이 바람직하다.
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, 165a, 165b)가 형성되어 있다. 선형 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163a, 163b)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163a, 163b)와 섬형 저항성 접촉 부재(165a, 165b)는 쌍을 이루어 반도체(154a, 154b) 위에 배치되어 있는데, 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 서로 마주한다.
반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165a, 165b)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 30-80°인 것이 바람직하다.
저항 접촉 부재(161, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 이로부터 분리되어 있는 복수의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b) 및 방향 제어 전극(direction control electrode)(178)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며, 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 거의 수직으로 교차한다. 데이터선(171)은 또한 유지 전극선(131a, 131b) 및 연결부(133e)와 교차하여 유지 전극선(131a, 131b)의 인접한 가지 집합의 인접한 제1 및 제2 유지 전극(133a, 133b) 사이에 위치한다. 각 데이터선(171)은 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗은 복수의 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 전압을 생성하는 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되는 경우 데이터선(171)이 연장되어 데이터 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.
제1 드레인 전극(175a)은 다른 층과의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분과 게이트 전극(124a) 위에 위치한 막대형 끝부분을 포함한다. 제1 소스 전극(173a)은 이 막대형 끝 부분을 일부 둘러싸도록 휘어져 있다. 그리고 제1 드레인 전극(124a)의 넓은 끝부분은 인접한 유지 전극선(131a)과 중첩할 수 있으며 중첩하는 유지 전극선(131a)의 폭이 확장될 수 있다.
제2 드레인 전극(175b)은 제2 소스 전극(173b)과 제2 게이트 전극(124b) 위에서 일정거리를 두고 마주한다.
하나의 게이트 전극(124a, 124b), 하나의 소스 전극(173a, 173b) 및 하나의 드레인 전극(175a, 175b)은 반도체의 돌출부(154a, 154b)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이의 돌출부(154a, 154b)에 형성된다. 여기서 제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 화소용 박막 트랜지스터를 이루고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 방향 제어용 박막 트랜지스터를 이룬다.
한편 방향 제어 전극(178a, 178b, 178c, 178d)은 화소 내에 형성되어 있으며, 데이터선(171)과 인접하여 세로 방향으로 뻗어 있는 세로부(178a), 세로부(178a)의 중심으로부터 세로부(178a)에 수직하게 화소 방향으로 뻗어 있는 가로부(178b), 세로부의 양단에 연결되어 사선 방향으로 뻗어 있는 제1 사선부(178c) 및 가로부(178b)의 일단에서 상, 하 방향으로 뻗어 있으며 제1 사선부(178c)와 나란한 제2 사선부(178d)를 가진다. 제2 사선부(178d)의 끝부분은 데이터선(171)과 나란하게 굴절된 부분을 더 포함할 수 있다. 여기서 제1 및 제2 사선부(178c, 178d)는 게이트선(121)에 대해서 45°로 기울진 것이 바람직하다.
또한, 제1 사선부(178c) 중 하나의 일단은 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있으며, 제2 드레인 전극(175b)을 제외하며 방향 제어 전극(178a, 178b. 178c, 178d)은 가로부(178b)를 중심으로 반전 대칭을 이루는 것이 바람직하다.
데이터선(171), 드레인 전극(175a, 175b) 및 방향 제어 전극(178a, 178b, 178c, 178d)도 몰리브덴 계열, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속 또는 이들의 합금을 포함하는 것이 바람직하며, 내화성 금속 따위의 도전막(도시하지 않음) 과 저저항 물질 도전막(도시하지 않음)으로 이루어진 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막의 이중막 및 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 이들은 이외에도 여러 가지 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175a, 175b) 및 방향 제어 전극(178a, 178b, 178c, 178d)도 게이트선(121) 및 유지 전극선(131a, 131b)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 선형의 반도체(151)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 있다.
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 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어진다. 저유전율 절연물의 유전 상수는 4.0 이하인 것이 바람직하며 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등이 그 예이다. 유기 절연물 중 감광성을 가지는 것으로 보호막(180)을 만들 수도 있으며, 보호막(180)의 표면은 평탄할 수 있다. 또한 보호막(180)은 유기막의 우수한 절연 특성을 살리면서도 노출된 반도체(151) 부분에 해가 가지 않도록, 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조로 이루어질 수 있다.
보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175)과 데이터선의 끝부분(179)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(185, 182)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트선(121)의 끝부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)이 형성되어 있다. 접촉 구멍(181, 182, 185)은 다각형 또는 원 모양 등 다양한 모양으로 만들어질 수 있다. 접촉 구멍(181, 182, 185)의 측벽은 30° 내지 85°의 각도로 기울어져 있거나 계단형이다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이들은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄 또는 은 합금의 반사성이 우수한 금속 중 적어도 하나로 만들어질 수 있다.화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층(3)의 액정 분자(31)의 방향을 결정한다.화소 전극(190)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 화소 전극(190)과 유지 전극선(131a, 131b)의 중첩 등으로 만들어지며, 유지 축전기의 정전 용량, 즉 유지 용량을 늘리기 위하여, 유지 전극선(131a, 131b)과 드레인 전극(175a)을 연장 및 확장시켜 중첩시킴으로써 단자 사이의 거리를 가깝게 하고 중첩 면적을 크게 한다.
각 화소 전극(190)은 오른쪽 모퉁이에서 모따기 되어 있으며, 모따기 된 빗변은 게이트선(121)에 대하여 약 45도의 각도를 이룬다.
화소 전극(190)은 복수의 절개부를 가지며 절개부는 중앙 절개부(91), 하부 절개 집단(92a1, 92a2, 92a3) 및 상부 절개 집단(92b1, 92b2, 92b3)를 포함한다. 이들 절개부(91, 92a1~92a3, 92b1~92b3)에 의하여 복수의 영역(partition)으로 분할된다. 절개부(91, 92a1~92a3, 92b1~92b3)는 화소 전극(190)을 이등분하는 가상의 가로 중심선에 대하여 거의 반전 대칭을 이루고 있다.
중앙 절개부(91)는 화소 전극(190)의 가로 중심선을 따라 뻗으며 왼쪽 변쪽으로 갈수록 폭이 넓어지는 입구를 가지고 있다.
하부 및 상부 절개 집단(92a1~92a3, 92b1~92b3)은 사선 형태로 대략 화소 전극(190)의 오른쪽 변에서부터 왼쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있다. 그리고 하부 및 상부 절개 집단(92a1~92a3, 92b1~92b3)은 각각 제1 사선 절개부(92a1, 92b1), 제2 사선 절개부(92a2, 92b2) 및 제3 사선 절개부(92a3, 92b3)를 가진다. 하부 절개 집단(92a1~92a3)의 제1 내지 제3 사선 절개부는 평행하며, 상부 절개 집단(92b1~92b3)의 제1 내지 제3 사선 절개부도 평행하게 형성되어 있다.
유지 가지 집합(133a~133d) 중 제3 유지 전극(133c)은 제2 사선 절개부 (92a2, 92b2)와 중첩하고, 방향 제어 전극의 사선부(178c, 178d)는 제1 및 제3 사선 절개부(92a1, 92a3, 92b1, 92b3)와 중첩한다.
절개부(92a1~92a3, 92b1~92b3)는 화소 전극(190)을 이등분하는 가로 중심선에 대하여 거의 거울상 대칭을 이루고 있다.
절개부(92a1~92a3, 92b1~92b3)에 의해서 분할되는 영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소의 크기, 화소 전극(190)의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라지며, 기울어진 방향도 달라질 수 있다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 각각 데이터선(171) 및 게이트선(121)의 끝 부분(129, 179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 데이터선(171) 및 게이트선(121)의 끝 부분(179, 129)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다.
한편, 방향 제어 전극(178a, 178b, 178c, 178d)은 게이트선(121)과 같은 층에 형성할 수도 있다. 또한 방향 제어 전극(178a, 178b, 178c, 178d)의 상부에 있는 보호막(180)을 제거하여 트렌치를 형성할 수도 있다.
다음 도 2, 도 4, 도 5 및 도 6을 참고로 하여, 공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 절연 기판(210) 위에 블랙 매트릭스(black matrix)라고 하는 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(190)과 마주보며 화소 전극(190)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부 (opening)(225)를 가지고 있다. 그러나 차광 부재(220)는 데이터선(171)을 따라서 뻗은 선형 부분만을 포함할 수 있으며, 여기에 더하여 박막 트랜지스터와 마주보는 부분을 더 포함할 수 있다. 차광 부재(220)는 크롬 단일막 또는 크롬과 산화 크롬의 이중막으로 이루어지거나 흑색 안료(pigment)를 포함하는 유기막으로 이루어질 수 있다.
기판(210) 위에는 또한, 복수의 색필터(color filter)(230)가 형성되어 있으며 이들은 차광 부재(230)의 개구부(225) 내에 대부분 위치한다. 그러나 색필터(230)는 화소 전극(190)을 따라서 세로 방향으로 길게 뻗을 수 있다. 색필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등의 삼원색을 들 수 있다. 이웃하는 색필터(230)의 가장자리는 중첩 될 수 있다.
색필터(230) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어진 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
공통 전극(270)과 색필터(230) 사이에는 색필터가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공하기 위한 덮개막(overcoat)(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 복수의 경사 부재(slope member)(330a, 330b, 330c, 330d) 집합이 형성되어 있다. 경사 부재(330a~330d)는 유전체로 만들어지며 그 유전 상수는 액정층(3) 이하인 것이 바람직하다.
각 경사 부재(330a~330d)는 도면에서 굵은 점선으로 표시한 능선과 사면을 포함한다. 능선은 방향 제어 전극(178a~178d)과 대응하고 있다. 즉, 경사 부재 (330a~330d)는 방향 제어 전극(178a~178d) 중 세로부(178a), 가로부(178b), 제1 사선부(178c) 및 제2 사선부(178d)와 각각 대응하는 경사 부재 세로부(330a), 가로부(330b), 제1 사선부(330c), 제2 사선부(330d)를 포함한다.
사면은 능선에서부터 주변에 이르기까지의 면으로서 점차 높이가 낮아진다. 능선의 높이는 약 0.5-2.0㎛이고 사면의 경사각(θ)은 약 1-10°인 것이 바람직하다.
하나의 경사 부재 집합(330a~330d)이 차지하는 면적은 화소 전극(190) 면적의 반(1/2) 이상인 것이 바람직하다. 이웃하는 화소 전극(190)에 대한 경사 부재(330a~330d)는 서로 연결될 수 있다.
경사 부재(330a-330d)의 사면은, 도 11에서 보는 바와 같이, 중간에 한 번 꺾일 수 있다. 이때 사면의 경사각은 바닥 부근에서는 α= 10° 이하인 것이 바람직하고, 그 위로는 β= 5° 이하인 것이 바람직하다. 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 경사 부재의 단면도이다.
이상 설명한 두 표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막(11, 21)이 각각 도포되어 있는데 배향막(11, 21)은 수직 배향막일 수 있다. 두 표시판(100, 200)의 바깥쪽 면에는 편광자(도시하지 않음)가 각각 구비되어 있는데, 두 편광자의 투과축은 직교하며 이중 한 투과축은 게이트선(121)에 대하여 나란한 것이 바람직하다. 반사형 액정 표시 장치의 경우에는 두 개의 편광자 중 하나가 생략될 수 있다.
표시판(100, 200)과 편광자의 사이에는 액정층(3)의 지연값을 보상하기 위한 적어도 하나의 위상 지연 필름(retardation film)(도시하지 않음)이 낄 수 있다. 위상 지연 필름은 복굴절성(birefringence)을 가지며 액정층(3)의 복굴절성을 역으로 보상하는 역할을 한다. 지연 필름으로는 일축성 또는 이축성 광학 필름이 있으며, 특히 음성(negative) 일축성 광학 필름이 바람직하다.
박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 사이에는 절연 물질로 이루어져 있으며, 두 표시판(100, 200)의 간격을 일정하게 유지하기 위한 간격재(도시하지 않음)가 형성되어 있다.
액정 표시 장치는 또한 편광자, 위상 지연 필름, 표시판(100, 200) 및 액정층(3)에 빛을 공급하는 조명부(backlight unit)를 포함할 수 있다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자(31)는 전계가 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판의 표면에 대하여 거의 수직을 이루도록 배향되어 있다. 따라서 입사광은 직교 편광자를 통과하지 못하고 차단된다.공통 전극(270)에 공통 전압을 인가하고 화소 전극(190)에 데이터 전압을 인가하면 표시판(100, 200)의 표면에 거의 수직인 전계가 생성된다. 액정 분자(31)들은 전계에 응답하여 그 장축이 전계의 방향에 수직을 이루도록 방향을 바꾸고자 한다. 이때, 공통 전극(270)의 경사 부재(330a~330d), 화소 전극(190)의 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)와 화소 전극(190)의 변은 액정 분자(31)들의 눕는 방향 또는 경사 방향(tilt direction)을 결정한다. 이에 대하여 상세하게 설명한다.
액정 분자(31)들은 전계가 가해지지 않은 상태에서 경사 부재(330a~330d)에 의하여 미리 기울어져 있다(pre-tilted, 선경사). 이렇게 미리 기울어져 있으면 전계를 인가하였을 때 그 방향으로 기울어지게 되며, 이 경사 방향은 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)의 변과 화소 전극(190)의 변에 수직이다.
한편, 화소 전극(190)의 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3) 및 이들과 평행한 화소 전극(190)의 변은 전계가 가해지는 상태에서 전계를 왜곡하여 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전계의 수평 성분 또한 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)의 변과 화소 전극(190)의 변에 수직이다.
또한, 경사 부재(330a~330d)의 두께 차이 때문에 전기장의 등전위선이 변화하고 이 또한 액정 분자(31)에 기울어지게 하는 힘을 가한다. 이와 같이 기울어지게 하는 힘 또한 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3) 및 경사 부재(330a~330d)에 의하여 결정되는 경사 방향과 일치하며 이는 경사 부재(330a~330d)의 유전 상수가 액정층(3)보다 작을 때 그러하다.
따라서 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3) 및 화소 전극(190)의 빗변에서 먼 액정 분자(31)들도 눕는 방향이 결정되어 액정 분자(31)의 응답 속도가 빨라진다.
한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 하나의 절개부 집합(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)과 경사 부재 집합(330a~330d)은 화소 전극(190)을 각각 두 개의 주변을 가지는 복수의 부영역(sub-area)으로 나누는데, 각 부영역의 액정 분자(31)들은 앞서 설명한 경사 방향으로 기울어지며, 기울어지는 방향은 대략 네 방향이다. 이와 같이 액정 분자(31)가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.
한편, 경사 부재(330a~330d)의 본 발명의 실시예에서와 같이 경사 부재 (330a~330d)와 대응하는 영역에 방향 제어 전극(178a, 178b, 178c, 178d)을 더 형성함으로써 경사 부재(330a~330d)만으로 부족한 부분을 방향 제어 전극(178a, 178b, 178c, 178d)이 액정의 배향을 도와준다. 즉, 경사 부재(330a~330d)와 절개부(91, 92a1, 92a3, 92b1, 92b3)에 의해 형성되는 전계가 방향 제어 전극(178a~178d)으로 인하여 더욱 강해져 액정의 반응 시간을 빠르게 할 수 있다.
이와 같이 화소 전극(190)의 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)와 경사 부재(330a~330d)만으로도 액정 분자(31)들의 경사 방향을 결정할 수 있으므로, 공통 전극(270)에 절개부를 두지 않을 수 있으며, 이에 따라 제조 공정에서 공통 전극(270)을 패터닝하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 절개부를 생략하면 전하들이 특정한 위치에 축적되지 않으므로, 이들이 편광자로 옮겨가 편광자를 손상하는 것을 방지할 수 있으며 이에 따라 편광자의 손상을 막기 위한 정전기 방전 방지 처리를 생략할 수 있다. 따라서, 절개부의 생략은 액정 표시 장치의 제조 비용을 현저하게 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 9는 도 8의 액정 표시 장치를 IX-IX'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 10은 도 8의 X-X'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 및 이들 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
본 실시예에 따른 표시판(100, 200)의 층상 구조는 대개 도 2 내지 도 6에 도시한 것과 거의 동일하다.
박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명하자면, 기판(110) 위에 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 가지는 복수의 게이트선(121) 및 유지 전극(133a~133d)을 가지는 복수의 유지 전극선(131a, 131b)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 돌출부(154a, 154b)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151), 돌출부(163)를 가지는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)가 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165) 위에는 소스 전극(173) 및 끝 부분(179)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 복수의 드레인 전극(175a, 175b) 및 방향 제어 전극(178a~178d)이 형성되어 있고 그 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185)이 형성되어 있으며 그 위에는 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)를 가지는 복수의 화소 전극(190), 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명하자면, 복수의 개구부(225)를 가지는 차광 부재(220), 복수의 색필터(230), 공통 전극(270) 및 배향막(21)이 절연 기판(210) 위에 형성되어 있다.
그러나 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치와 달리, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 선형 반도체(151)는 데이터선(171), 드레인 전극(175a, 175b) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165a, 165b)와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가지고 있다. 그러나 선형 반도체(151)의 돌출부(154a, 154b)는 소스 전극 (173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이 등 데이터선(171) 및 드레인 전극(175a, 175b)으로 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.
이러한 박막 트랜지스터를 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법에서는 데이터선(171), 드레인 전극(175a, 175b)과 반도체(151) 및 저항성 접촉 부재(161, 165a, 165b)를 한 번의 사진 공정으로 형성한다.
이러한 사진 공정에서 사용하는 감광막은 위치에 따라 두께가 다르며, 특히 두께가 작아지는 순서로 제1 부분과 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 데이터선(171), 드레인 전극(175a, 175b) 및 방향 제어 전극(178a~178d)이 차지하는 배선 영역에 위치하며, 제2 부분은 박막 트랜지스터의 채널 영역에 위치한다.
위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있는데, 예를 들면 광마스크에 투광 영역(light transmitting area) 및 차광 영역(light blocking area) 외에 반투명 영역(translucent area)을 두는 방법이 있다. 반투명 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다. 슬릿 패턴을 사용할 때에는, 슬릿의 폭이나 슬릿 사이의 간격이 사진 공정에 사용하는 노광기의 분해능(resolution)보다 작은 것이 바람직하다. 다른 예로는 리플로우가 가능한 감광막을 사용하는 방법이 있다. 즉, 투광 영역과 차광 영역만을 지닌 통상의 노광 마스크로 리플로우 가능한 감광막을 형성한 다음 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 영역으로 흘러내리도록 함으로써 얇은 부분을 형성하는 것이다.
이와 같이 하면 한 번의 사진 공정을 줄일 수 있으므로 제조 방법이 간단 해진다.
도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 많은 특징들이 도 8 내지 도 10에 도시한 액정 표시 장치에도 해당할 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 단면도의 다른 예로서 각각 도 2의 V-V'선 및 VI-VI'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 및 이들 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
본 실시예에 따른 표시판(100, 200)의 층상 구조는 대개 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 층상 구조와 유사하다.
박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명하자면, 기판(110) 위에 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 가지는 복수의 게이트선(121) 및 유지 가지 집합(133a~133d)을 가지는 복수의 유지 전극선(131a, 131b)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 돌출부(154a, 154b)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151), 돌출부(163a, 163b)를 가지는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165a, 165b)가 차례로 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(161, 165a, 165b) 위에는 소스 전극(173a, 173b) 및 끝 부분(179)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 복수의 드레인 전극(175a, 175b)이 형성되어 있고 그 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185)이 형성되어 있으며 그 위에는 절 개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)를 가지는 복수의 화소 전극(190), 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명하자면, 복수의 개구부(225)를 가지는 차광 부재(220), 공통 전극(270), 복수의 경사 부재(330a~330d) 및 배향막(21)이 절연 기판(210) 위에 형성되어 있다.
그러나 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치와 달리, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 공통 전극 표시판(200)에 색필터가 없고 박막 트랜지스터 표시판(100)의 보호막(180) 아래에 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 화소 전극(190) 열을 따라 세로로 길게 뻗어 있으며 이웃하는 색필터(230)가 데이터선(171) 상부에서 중첩되어 있다. 이때 서로 중첩되어 있는 색필터는 이웃하는 화소 전극(190) 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 차광 부재의 기능을 가질 수 있다. 따라서 공통 전극 표시판(200)에는 차광 부재가 생략되어 공정이 간소화된다.
색필터(230) 아래에도 층간 절연막(도시하지 않음)을 둘 수 있다.
도 8 내지 도 10에 도시한 액정 표시 장치에서도 보호막(180) 아래에 색필터(230)를 둘 수 있다.
도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 많은 특징들이 도 11 및 도 12에 도시한 액정 표시 장치에도 해당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 13을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 13 및 도 14는 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 단면도의 다른 예로서 도 2의 V-V' 선 및 도 VI-VI'선을 따라 잘라 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주보는 박막 트랜지스터 표시판(100)과 공통 전극 표시판(200) 및 이들 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
본 실시예에 따른 표시판(100, 200)의 층상 구조는 대개 도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 층상 구조와 유사하다.
박막 트랜지스터 표시판(100)에 대하여 설명하자면, 기판(110) 위에 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 가지는 복수의 게이트선(121) 및 유지 가지 집합(133a~133d)을 가지는 복수의 유지 전극선(131a, 131b)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 돌출부(154a, 154b)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151), 돌출부(163a, 163b)를 가지는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165a, 165b)가 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165a, 165b) 위에는 소스 전극(173a, 173b) 및 끝 부분(179)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 복수의 드레인 전극(175a, 175b)이 형성되어 있고 그 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 복수의 접촉 구멍(181, 182, 185)이 형성되어 있으며 그 위에는 절개부(91, 92a1~91a3, 92b1~92b3)를 가지는 복수의 화소 전극(190), 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
공통 전극 표시판(200)에 대하여 설명하자면, 복수의 개구부(225)를 가지 는 차광 부재(220), 공통 전극(270), 복수의 색필터(230), 복수의 경사 부재(330a~330d) 및 배향막(21)이 절연 기판(210) 위에 형성되어 있다.
도 13 및 도 14에 도시한 액정 표시 장치에서는, 도 2 내지 도 6에 도시한 실시예에서와 달리, 경사 부재(330a~330d)를 공통 전극(270) 위에 따로 두지 않고, 색필터(230) 위, 공통 전극(260) 아래의 덮개막(250)을 가공하여 만든다.
덮개막(250)은 색필터(230)를 보호하고 색필터(230) 내의 색소의 유출을 방지하며 평탄면을 제공하기 위한 막으로서 공통 전극(270)에 절개부(도시하지 않음)가 형성되어 색필터(230)가 노출될 우려가 있는 경우에 특히 유용하다.
이와 같이 경사 부재(330a~330d)를 덮개막(250)과 일체로 형성하는 대신 덮개막(250) 위에 따로 형성할 수도 있다.
도 2 내지 도 6에 도시한 액정 표시 장치의 많은 특징들이 도 10에 도시한 액정 표시 장치에도 해당할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에서는 경사 부재를 추가하여 액정 분자에 기울기를 부여함으로써 액정의 응답 속도를 향상시켜 동영상 구현이 가능한 액정 표시 장치를 제작할 수 있다.
그리고 경사 부재를 형성하여 액정의 배향을 도우므로 공통 전극에 절개부를 형성하지 않아도 되어 공통 전극의 패터닝 공정을 생략할 수 있으므로 정전기의 유입 등으로 인한 손상을 방지할 수 있다.
또한, 방향 제어용 전극을 이용하면 경사 부재에 의한 전계를 더욱 강화시킴 으로써 액정의 배향을 빠르게 결정하도록 도와주어 액정의 응답 속도가 향상되어 동영상 등의 구형이 가능한 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 복수의 절개부를 가지는 제1 전계 생성 전극,
    상기 절개부 중 적어도 하나와 중첩하는 방향 제어 전극,
    상기 제1 전계 생성 전극과 마주 보는 제2 전계 생성 전극,
    상기 제1 전계 생성 전극과 상기 제2 전계 생성 전극의 사이에 위치하는 액정층, 그리고
    상기 기판 위에 형성되어 있고 능선과 사면을 포함하는 경사 부재
    를 포함하며,
    상기 능선은 상기 방향 제어 전극과 대응하는
    액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 전계 생성 전극은 상기 기판의 전면을 완전히 덮는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 사면의 경사각은 1-10°인 액정 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 경사 부재는 상기 전계 생성 전극 면적의 반 이상을 차지하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 절개부는 상기 방향 제어 전극과 중첩하는 제1 절개부, 상기 방향 제어 전극과 중첩하지 않는 제2 절개부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 절개부는 교대로 배치되어 있는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 유지 전극을 더 포함하고,
    상기 유지 전극은 상기 제2 절개부와 중첩하는
    액정 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 제1 및 제2 게이트선,
    상기 제1 및 제2 게이트선과 교차하는 제1 및 제2 데이터선,
    상기 제1 게이트선, 상기 데이터선 및 상기 방향 제어 전극과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,
    상기 제2 게이트선, 상기 제2 데이터선 및 상기 화소 전극과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터
    를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제1 박막 트랜지스터가 턴 오프 된 직후에 턴 온되는 액정 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 경사 부재 및 상기 절개부는 상기 게이트선에 대해서 45도의 각도를 이루는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 전계 생성 전극 아래에 형성되어 있는 복수의 색필터를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 전계 생성 전극과 상기 색필터 사이에 형성되어 있는 덮개막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 경사 부재는 상기 덮개막과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 경사 부재는 상기 덮개막과 일체로 되어 있는 액정 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 경사 부재는 이중의 경사각을 가지는 액정 표시 장치.
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